Компьютерная методика оценки функций программирования и контроля у младших школьников

• Введение
• 1. Теоретическая часть. Управляющие функции и методы их диагностики
• 1.1 Управляющие функции
• 1.2 Методы диагностики управляющих функций в детском возрасте
• 2. Эмпирическая часть. Апробация пробы А. Даймонд «Точки»
• 2.1 Описание методики
• 2.2 Испытуемые
• 2.3 Результаты
• Выводы
• Литература

Изучение функций программирования, регуляции и контроля, или управляющих функций (executive functions) и разработка методов их диагностики и коррекции — важные задачи детской нейропсихологии. Показано, что успехи ребёнка в школе и будущие успехи в профессиональной жизни более всего коррелируют с состоянием этих управляющих функций [Diamond et al., 2007]. Обнаружены различия в степени зрелости функций блока программирования и контроля у детей с различной успешностью обучения [Полонская, Яблокова, 1998].

В настоящей работе мы даём теоретический обзор современных исследований управляющих функций, проблем диагностики и конкретных методик, применяемых в России и на Западе. В эмпирической части излагаются результаты первого применения нами методики «Точки» с попыткой количественного и качественного их анализа. Традиционно в отечественной нейропсихологии основное внимание уделяется качественным, а не количественным методам [Лурия, 2006; Микадзе, 2008]; развитие количественных методов, на наш взгляд, является важной линией развития её — при условии дополнения, а не замены качественного анализа.

Проблема нейропсихологических методов является базовой проблемой современной нейропсихологии и, в частности, нейропсихологии детского возраста [Микадзе, 2008], и заключается в том, что, уточняя структуру психических процессов и открывая в этой структуре новые стороны, необходимо постоянно вводить и новые методы для исследования тех или иных психических функций [Кибрик, 2009]. Именно это мы видим на примере управляющих функций — понятия, которое появилось сравнительно недавно и продолжает уточняться, дробиться на более частные составляющие одними авторами — и объединяться другими в более крупные компоненты [Diamond et al., 2007].

школьник управляющая функция даймонд В последнее время можно видеть рост числа исследований и публикаций, посвященных понятию «управляющие функции» [Jurado, Rosselli, 2007], их структуре и развитию на разных этапах онтогенеза [Семёнова, 2006] и нарушениям. Управляющие функции исследуются как у дошкольников [Garon et al., 2008; Noble et al., 2005] и школьников [Waber et al., 2006], так и у взрослых [Van Beilen et al., 2004; Van Beilen et al., 2005].

Большое количество работ в этом ряду посвящено разработке новых и модификации уже известных методов оценки управляющих функций. В России данное направление не приобрело пока такой популярности, хотя существует необходимость в разработке и апробации новых методов нейропсихологической диагностики [Вассерман, Шерешевский, 2007].

Серьёзными проблемами методов диагностики являются проблема возрастных и нозологических возможностей использования нейропсихологической диагностики и проблема экологической валидности методов. Эти вопросы особенно актуальны в нейропсихологии детского возраста, поскольку мозг ребенка продолжает развиваться, при этом функции формируются гетерохронно [Микадзе, 2008]. В последние годы большое внимание в детской нейропсихологии, как в нашей стране, так и за рубежом, уделяется проблеме экологической валидности нейропсихологических тестов [Ахутина, Пылаева, 2008; Микадзе, 2008; Gioia et al., 2000].

Теоретической основой используемого в данной работе подхода является подход Л. С. Выготского и А. Р. Лурия. Впервые нейропсихологию А. Р. Лурия и его классические пробы [Лурия, 1962] применила к детям Э. Г. Симерницкая [Симерницкая, 1985]. Впоследствии это направление развивалось Т. В. Ахутиной и Н. М. Пылаевой [Пылаева, 1995; Ахутина, Пылаева, 2008], Ж. М. Глозман [Глозман, 2009], Н. Г. Манелис [Манелис, 1997], Ю. В. Микадзе [Микадзе, 2008], А. В. Семенович [Семенович, 2002]. Авторы применяют теорию системно-динамической локализации психических функций, понятие фактора, симптома и синдрома в понимании А. Р. Лурия. Монография Н. К. Корсаковой, Ю. В. Микадзе и Е. Ю. Балашовой раскрывает возможности применения нейропсихологических методик для анализа развития детей младшего школьного возраста, имеющих проблемы в обучении [Корсакова и др., 2001]. Нейропсихологический подход к профилактике трудностей учения изложен в монографии Т. В. Ахутиной и Н. М. Пылаевой [Ахутина, Пылаева, 2008].

Трудности учения вызываются парциальным отклонением в формировании ВПФ, что обусловлено комплексом нейропсихологических и социальных причин. Суть развивающей работы нейропсихолога — помощь в слабом звене ВПФ с её планомерным сокращением в зависимости от успехов ребёнка. В анализе задержек в развитии ВПФ продуктивным оказывается учение о трёх блоках мозга А. Р. Лурия. Связь мозговой организации и функциональных проявлений не носит жёстко детерминированного характера. Сложное взаимодействие факторов среды и наследственности, иерархичность структуры психических функций, где разные составляющие имеют разные сенситивные периоды, влияние раннего опыта на экспрессию генов и нейрохимию говорят об огромной значимости раннего опыта для формирования структурно-функциональных систем мозга и их эффективности [Ахутина, Пылаева, 2008].

Связь нарушений функций программирования и контроля с трудностями учения [Полонская, Яблокова, 1998; Полонская, 2007], с одной стороны, возвращает нас к актуальности исследования этих функций, с другой — заставляет задуматься о развитии методов коррекции, направленных на функции третьего блока [Diamond et al., 2007].

Объект настоящего исследования: функции программирования, регуляции и контроля у младших школьников.

Предмет: особенности выполнения компьютерной методики диагностики функций программирования, регуляции и контроля младшими школьниками группы нормы и группы с отклонениями в развитии.

Цель исследования: рассмотреть возможности оценки функций программирования, регуляции и контроля посредством методики «Точки».

Задачи.

сравнить выполнение методики детьми трёх групп: норма, дети с отклонениями в развитии и дети с выраженными отклонениями в развитии;

сравнить выполнение методики детьми двух возрастных подгрупп внутри группы детей с отклонениями в развитии;

сопоставить показатели выполнения методики с данными о состоянии функций программирования, регуляции и контроля, полученными в нейропсихологическом обследовании;

сопоставить показатели выполнения методики с индексами опросника BRIEF.

Гипотезы. Мы предполагаем:

статистически значимые различия по показателям выполнения методики между:

· группой нормы и группой детей с отклонениями в развитии,

· группой нормы и группой детей с выраженными отклонениями в развитии,

· учениками 1 и 2 класса внутри группы детей с отклонениями в развитии;

значимые корреляции между показателями выполнения методики и индексами III блока, вычисленными по результатам нейропсихологического обследования;

значимые корреляции между показателями выполнения методики и индексами опросника BRIEF.

1. Теоретическая часть. Управляющие функции и методы их диагностики

1.1 Управляющие функции

Под управляющими функциями понимаются психические способности, необходимые для постановки целей, планирования того, как достичь их, и эффективного осуществления планов. Управляющие функции — сердце всех социально полезных, увеличивающих личное благополучие, созидательных и творческих занятий [Lezak, 1995].

Это понятие было предложено в западных исследованиях, но оно восходит к работам А. Р. Лурия, одного из основателей нейропсихологической науки в мире. Он говорил о функциях программирования, регуляции и контроля произвольных действий, и относил эти функции к III функциональному блоку мозга [Лурия, 2004; 2006]. «Человек не только пассивно реагирует на доходящие до него сигналы. Он создаёт замыслы, формирует планы и программы своих действий, следит за их выполнением, регулирует своё поведение, приводя его в соответствие с планами и программами; он контролирует свою сознательную деятельность, сличая эффект действий с исходными намерениями и корригируя допущенные ошибки» [Лурия, 2004, с.124].

Как установила вслед за А. Р. Лурия Е.Д. Хомская, III блок не только выполняет перечисленные выше функции, но и играет ведущую роль в повышении уровня бодрствования в соответствии со стоящими перед человеком задачами [Фаликман, 2006].

Однако, помимо приведённого, существует целый ряд и других определений управляющих функций. Как отмечают Jurardo & Rosselli, понятию «управляющие функции» не хватает ясности. Исследователи спорят о природе и сущности этих функций, об их определении и о входящих в их состав процессах. Вместе с тем важность управляющих функций для адаптивного поведения человека и их сложность признаются многими авторами [Baron, 2003; Jurado, Rosselli, 2007]. Обилие в литературе определений и составляющих, предлагаемых для описания управляющих функций свидетельствует об отсутствии единой общепринятой точки зрения [Семёнова и др., 2007].

Управляющие функции удерживают нужную установку для достижения будущей цели. Это механизмы, оптимизирующие выполнение в ситуациях, требующих симультанного оперирования несколькими разными когнитивными процессами. Они включают стратегическое планирование, контроль за импульсивностью, организованный поиск, гибкость мышления и действия. Управляющие функции подразумевают способность планировать и упорядочивать сложные формы поведения, быть внимательным к многим источникам информации одновременно, схватывать суть сложной ситуации, сопротивляться отвлечению и интерференции, оттормаживать неуместные реакции и поддерживать поведение в течение длительных периодов [Baron, 2003].

Управляющие функции — это высшие функции, которые интегрируют другие, более базовые, такие как восприятие, внимание и память. Эти высшие функции включают способность предвосхищать, ставить цели, планировать, отслеживать результаты и использовать обратную связь. Их концептуализируют как регуляторный контроль и описывают как способность участвовать в независимом, целенаправленном и самостоятельном поведении. Управляющие функции понимают как совокупность процессов, направляющих и управляющих когнитивными, эмоциональными и поведенческими функциями, особенно во время активного решения новых, незнакомых проблем [Baron, 2003].

Baron даёт следующее определение управляющих функций. Это метакогнитивные способности, позволяющие человеку воспринимать стимулы из своего окружения, адаптивно реагировать, гибко менять направление, предвосхищать будущие цели, учитывать последствия и отвечать целостным образом или в соответствии со здравым смыслом, используя все эти способности для обслуживания общей произвольно выбранной цели [Baron, 2003].

Остановимся на понятии метапознания. Хотя исторические корни этого понятия уходят глубоко в прошлое, изучение метапознания впервые достигло широкой известности в 70-е годы благодаря исследованиям Флэвелла и других авторов [Moses, Baird, 1999]. Метапознание — это способность контролировать и организовывать умственную деятельность, т. е. познание [Солсо, 2006]; оценка и регуляция собственных познавательных процессов [Шимамура, Печенкова, 2003]. В модели Nelson and Narens метапознание представлено как взаимодействие двух уровней анализа — «объектного уровня» и «метауровня». Процесс управления, описываемый моделью метапознания, можно рассмотреть в терминах нисходящего контроля [Шимамура, Печенкова, 2003].

По всей видимости, нельзя говорить о полном совпадении понятий «управляющие функции» и «метапознание». Так, становление индивидуальной «теории души», когда умственные процессы становятся предметом специального рассмотрения и рассуждения [Дормашев, Романов, 2002], — это феномен другого качества, чем, например, рабочая память или переключение у ребёнка 6 лет. Произвольность не тождественна высокой степени осознанности; вместе с тем, не все метапознавательные процессы происходят на сознательном уровне.

Shimamura предложил использовать модель метапознания Nelson and Narens для описания функций лобных долей мозга [Шимамура, Печенкова, 2003], объединив когнитивную психологию и нейронауку [Солсо, 2006]. Нисходящий контроль, или метапознавательная регуляция предполагают петлю обратной связи, и Лурия, вслед за П. К. Анохиным и Н. А. Бернштейном, считал, что схема рефлекторной дуги должна быть заменена схемой рефлекторного кольца [Шимамура, Печенкова, 2003; Лурия, 2006]. Основанная на механизме обратной связи кибернетическая модель построения и регуляции движений Бернштейна подчёркивает роль лобных долей и, в частности, префронтальной коры [Шимамура, Печенкова, 2003].

Многие современные авторы критикуют противопоставление и разделение внимания и кратковременной и рабочей памяти, отмечая тесную взаимосвязь этих функций. Термины «метапознание», «контроль» и «рабочая память» описывают природу как самих регулируемых процессов (например, кратковременной памяти), так и механизмов их регуляции [Шимамура, Печенкова, 2003; Фаликман, 2006].

Управляющие функции — это высокоуровневые когнитивные процессы, субстратом которых в первую очередь являются лобные доли [Jurado, Rosselli, 2007], и прежде всего — префронтальная кора [Diamond et al., 2007]. Лурия писал: «Лобные доли мозга (входящие в состав третьего функционального блока) необходимы для организации интеллектуальной деятельности в целом с входящими в её состав программированием интеллектуального акта и контролем над его выполнением» [Лурия, 2006, с.323]. Собственно нейропсихологическое изучение управляющих функций берет свои истоки в исследовании пациентов с повреждением префронтальной коры и опирается на методики, изначально использовавшиеся для оценки функций лобной доли [Jurado, Rosselli, 2007].

Префронтальные отделы мозга, по Лурия, осуществляют такие функции, как «предварительный синтез всех доходящих до организма раздражителей и придача некоторым из них сигнального, регулирующего значения; формирование „ориентировочной основы действия“ и создание сложных программ поведения, постоянное слежение за выполнением этих программ и осуществление контроля за поведением со сличением выполняемых актов с исходными намерениями; обеспечение системы „обратных связей“, на основе которых происходит регуляция сложных форм поведения» [Лурия, 1962].

Префронтальная кора, по мнению ряда ученых, прямо взаимосвязана с каждой функциональной единицей мозга [Лурия, 2006]. Она соединена с задней ассоциативной корой, «высшей инстанцией перцептивной интеграции», а также «с премоторной корой, базальными ганглиями и мозжечком, которые вовлечены в различные аспекты моторного управления и движений» [Голдберг, 2003].

Есть ли одна общая способность, объясняющая все компоненты управляющих функций, или управляющие функции — это родственные, но отдельные друг от друга процессы? Существуют свидетельства и того, и другого. Низкая и зачастую не значимая корреляция между разными заданиями на управляющие функции может объясняться влиянием посторонних процессов — или тем, что эти задания оценивают различные типы управляющих функций [Jurado, Rosselli, 2007]. Baron констатирует тенденцию движения от рассмотрения управляющих функций как целостного образования к рассмотрению их как состоящих из разных частей [Baron, 2003].

Обилие определений и составляющих, предлагаемых для описания управляющих функций, свидетельствует об отсутствии на данный момент ясного соглашения о том, что такое управляющие функции (хотя это понятие полезно для понимания важных аспектов человеческого поведения) [Jurado, Rosselli, 2007].

Тем не менее, факторный анализ большого числа исследований выявил три фактора, лежащие в основе всех управляющих функций: торможение, рабочая память (или обновление) и когнитивная гибкость (или переключение). (Inhibition; working memory = updating; cognitive flexibility = shifting.) Большинство экспертов согласны, что это — компоненты управляющих функций [Diamond et al., 2007]. Торможение подразумевает сопротивление привычкам, соблазнам или отвлекающим факторам; рабочая память — удержание в уме и использование информации; когнитивная гибкость — приспособление к изменению [Diamond et al., 2007].

Некоторые представители нейронауки, правда, объединяют торможение и даже когнитивную гибкость под понятием «рабочая память». Многие делят эти три основополагающие способности на более дробные составляющие, например, торможение внимания — и торможение действия, или вербальная — и зрительно-пространственная рабочая память [Diamond et al., 2007].

В теории динамической фильтрации Shimamura выделяются четыре аспекта процесса контроля: отбор, удержание, обновление и переключение [Шимамура, Печенкова, 2003]. По мнению одних авторов, планирование, решение проблем и рассуждение — это аспекты управляющих функций, они рассматривают их как основополагающие, а другие считают, что они производны от трёх вышеназванных способностей: торможение, рабочая память и когнитивная гибкость [Diamond et al., 2007].

Рассмотрим основные составляющие управляющих функций более подробно.

Тормозящий контроль — это способность сопротивляться сильной склонности сделать некоторую вещь, чтобы сделать наиболее подходящее или нужное. Примером может быть сопротивление следованию привычным маршрутом в том месте, где нужно поменять направление, чтобы попасть туда, куда вам нужно перед работой. Сопротивление соблазну играть (и вместо этого — доведение до конца домашнего задания или работы по дому); сопротивление соблазну съесть лакомый шоколадный десерт (и вместо этого — съедание свежего фрукта); сопротивление тому, чтобы сказать что-нибудь социально неподходящее (и вместо этого — вежливое высказывание). Подавление внимания к тому, что говорят ваши соседи, чтобы сосредоточиться на том, что говорит преподаватель. И в целом способность не поддаваться первому импульсу и давать вместо этого более продуманный ответ [Diamond et al., 2007].

Способность оттормаживать внимание к отвлекающим стимулам делает возможным избирательное, сфокусированное и непрерывное внимание. Способность тормозить сильную поведенческую склонность способствует дисциплине и изменениям. (Перемена, выход из привычной поведенческой колеи требует оттормаживания сильной тенденции продолжать делать то, что ты делал) Торможение, таким образом, дает нам показатель контроля над нашим вниманием и нашими действиями, вместо того чтобы они просто контролировались внешними стимулами, нашими эмоциями или привычными поведенческими тенденциями. Понятие торможения напоминает нам, что недостаточно знать что-либо и помнить об этом. Маленький ребёнок может знать, что он (она) должен делать, но не быть способным это сделать, из-за недостаточно развитого контроля торможения [Diamond et al., 2007].

Рабочая память — это способность удерживать информацию в уме и манипулировать или умственно работать с этой информацией. Примеры рабочей памяти — счёт в уме, соотнесение одной мысли с другой, обновление содержание того, что вы держите в уме или умственный перевод абстрактного правила, которое вы держите в уме, в конкретный двигательный ответ, требуемый в каждой пробе. Рабочая память — это также способность держать информацию в уме, несмотря на отвлекающие (например, удержание в уме телефонного номера, когда вы останавливаетесь, чтобы послушать, что кто-то скажет), и когда вы делаете что-то другое (например, удержание в уме телефонного номера, когда вы говорите о чем-то другом перед тем, как набрать номер). Информация, загруженная в рабочую память, может быть как недавно полученной, так и извлеченной из долговременного хранилища. Рабочая память по самой своей природе мимолетна [Diamond et al., 2007].

Способность держать информацию в уме позволяет нам помнить наши планы и инструкции, данные другими, рассматривать альтернативы и выполнять умственные подсчеты, выполнять несколько задач одновременно и соотносить настоящее с будущим или прошлым. Рабочая память необходима для нашей способности видеть связи между кажущимися несвязанными вещами и, следовательно, для креативности, поскольку сущность креативности — быть способным разбирать и перекомбинировать элементы по-новому [Diamond et al., 2007].

Когнитивная гибкость — это способность быстро приспосабливаться к изменившимся требованиям или приоритетам. Рассмотрение чего-либо со свежей или отличающейся точки зрения, переключение между точками зрения, приспособление к изменению — сущность когнитивной гибкости. Когнитивная гибкость основывается на торможении и рабочей памяти, но вносит дополнительный элемент [Diamond et al., 2007].

Miyake и коллеги полагают, что хотя описанные аспекты управляющих функций (торможение, обновление и переключение) — это отдельные процессы, есть некоторая лежащая в их основе общность. Что это за общность — ещё предстоит узнать, но среди возможных вариантов следующие: базовый механизм торможения и удержание в рабочей памяти цели и контекстной информации. Другие попытки определить управляющие функции с позиций теории единства включают понятие поведенческого торможения как основание точного исполнения во всех областях управляющих функций и рассматривают комбинацию торможения и рабочей памяти как основополагающий механизм [Jurado, Rosselli, 2007].

Четвертый фактор, входящий в состав управляющих функций, был добавлен Fisk & Sharp — вербальная беглость (verbal fluency). Этот процесс отражает эффективность доступа к словам [Jurado, Rosselli, 2007]. Он исследуется с помощью ассоциативных рядов (см. раздел «Методы диагностики управляющих функций»).

Важно упомянуть о так называемых «горячих» (hot) управляющих функциях, противопоставляемых «холодным» (cool), когнитивным управляющим функциям. В то время как «холодные» управляющие функции в большей степени связаны с дорзолатеральными отделами префронтальной коры, «горячие» больше связаны с вентральными и медиальными отделами. Этот подтип управляющих функций связан с эмоциональными аспектами и социальным взаимодействием. Работа Hongwanishkul et al. показала, что «горячие» и «холодные» управляющие функции — это отдельные составляющие, причём о «горячих» известно существенно меньше, и они требуют дальнейших исследований, которые помогут прояснить сложные взаимоотношения между эмоциями и познанием [Hongwanishkul et al., 2005]. Это возвращает нас к идее Выготского о тесной связи эмоций с познавательными процессами [Выготский, 2005]. Авторы добавляют, что исследование «горячих» управляющих функций может иметь практическое приложение для помощи детям-аутистам и детям с расстройствами поведения, так как в этих нарушениях ярко выступают социальные и эмоциональные дефициты [Hongwanishkul et al., 2005]. О методиках диагностики «горячих» управляющих функций будет сказано в разделе «Система переработки информации о выгоде».

В современной литературе широко обсуждается связь управляющих функций с интеллектом. Одни авторы пришли к выводу, что обе группы тестов (и тесты интеллекта, и методики оценки управляющие функции), в сущности, измеряют общие интеллектуальные способности. Согласно альтернативной точке зрения, хотя функция обновления кажется в некоторой степени родственной интеллекту, другие управляющие функции, такие, как торможение и переключение, — нет. Малое количество значимых корреляций между показателями интеллекта и управляющих функций говорит о том, что они измеряют не одни и те же способности [Jurado, Rosselli, 2007]. Имеющееся же пересечение этих понятий — это пересечение управляющих функций с «текучим интеллектом» (рассуждение и решение проблем). Стандартные тесты IQ обычно требуют некоторой способности к рассуждению и решению проблем, поэтому пациенты, у которых удалена лобная доля, показывают на 20 баллов меньше, но баллы остаются в пределах нормы, так как IQ делает акцент на «кристаллизованном интеллекте» (это, например, память ранее усвоенных фактов) [Diamond et al., 2007]. Умный ребенок может демонстрировать когнитивную ригидность, негибкость мышления, ограниченную способность поведения в соответствии с правилами, неспособность использовать свой интеллект адаптивно, отсутствие хорошего здравого смысла. Между тем, относительно низкий интеллект не означает, что ребёнок не будет обладать хорошим здравым смыслом и креативностью — качествами, которые ведут к высоким достижениям и осмыслению, выходящему за пределы рутинного [Baron, 2003].

Есть значительное перекрытие между управляющими функциями, особенно их тормозящим компонентом, и саморегуляцией, хотя есть и тонкие различия. Исследователи управляющих функций в основном сосредотачивались на познании, на ситуациях, не заряженных эмоционально, используя объективные, поведенческие показатели. Исследователи, занимавшиеся саморегуляцией, в основном обращали главное внимание на адаптацию к разным социальным ситуациям, часто — с сильной мотивационной составляющей, и чаще полагались на отчеты родителей и учителей. Саморегуляция включает в себя поощрение полезных, здоровых эмоций — и контроль над разрушительными. Понятие «управляющие функции», напротив, акцентировало когнитивный контроль [Diamond et al., 2007].

Фрагментация, обсуждавшаяся выше при рассмотрении содержания управляющих функций, обнаруживается также в их отношении к лобным долям. Разным процессы, входящим в состав управляющих функций, соответствуют разные мозговые зоны. Вопреки исходному мнению, что реализация управляющих функций осуществляется только лобными областями, была доказана важность и других мозговых областей для интеграции (или связывания) информации и регуляции эмоциональной сферы, мышления и действия. Это подкорковые структуры и таламические пути; важны связи лобных долей с более задними и подкорковыми областями. Последние нейровизуализационные исследования подтвердили, что единство и разделение являются характеристиками управляющих функций одновременно. Для наилучшего выполнения заданий на управляющие функции нужен весь мозг [Jurado, Rosselli, 2007].

Предложены различные модели и теории управляющих функций. Модель рабочей памяти Бэддели и Хитча (1974), состоящая из фонологической петли, зрительно-пространственного этюдника и центрального исполнителя, критиковалась за наличие в ней идеи гомункулуса (каковым выступает центральный исполнитель). Главным аспектом модели Норманна и Шаллиса (1986) стало различение автоматических и контролируемых процессов, но такое разделение некоторые авторы сочли неподходящим для объяснения управляющих функций, предлагая идею множественности уровней контроля. Так, Stuss (1992) предложил концепцию трех уровней контроля. В модели Fuster (2002) префронтальная кора не выполняет функцию управления, а служит для интеграции обособленных во времени единиц восприятия, действия и познания; эта интеграция нужна для того, чтобы достичь цели. Zelazo (1997), опираясь на подход Лурия, отклоняет идею уникальности лобной доли в контроле управляющих функций: он говорит об управляющих подфункциях, вместе осуществляющих работу функции более высокого порядка [Jurado, Rosselli, 2007].

Jurardo & Rosselli описывают следующие проблемы измерения управляющих функций.

· Трудность различения автоматических и контролируемых действий.

· Задание, направленное на оценку управляющих функций, может приводить в действие посторонние процессы, вследствие чего оценка искажается.

· Низкое соответствие процесса и поведения. Поскольку управляющие функции обнаруживаются в широком спектре ситуаций, их нарушение может привести к различным поведениям, а конкретное поведение может иметь своей причиной различные нарушения. (Эту и предыдущую проблемы можно обозначить как «проблема специфичности».)

· Процесс оценки управляющих функций в высокой степени структурирован экспериментатором (он определяет, когда и как задание должно быть выполнено, не оставляя пациенту возможности анализировать и выбирать альтернативные варианты), вследствие чего экспериментатор может неумышленно взять на себя роль лобных долей испытуемого.

· Диссоциации управляющих функций. Низкая корреляция между заданиями на управляющие функции (0,4 или ниже); в связи с этим возникают вопросы о конструктной валидности.

· Один и тот же тест может измерять два разных компонента управляющих функций.

· Большинство методик используют суммарный балл, что не позволяет оценить отдельные управляющие функции.

· Низкая экологическая валидность методик на управляющие функции. Неясно, насколько хорошо выполнение этих заданий отражает проблемы, которые пациент испытывает в реальной жизни. Для преодоления этой проблемы полезно использование поведенческих опросников [Jurado, Rosselli, 2007].

Отсутствие данных о нарушениях управляющих функций по результатам нейропсихологического обследования не является доказательством их сохранности. Этому даются различные объяснения: выбранный тест не может оценить нужную способность; нехватка тестов на отдельные нейроанатомические области или нервные системы, вносящие вклад в нарушение; способность ребенка к эффективной саморегуляции в искусственной ситуации обследования; выбор тестов с низкой экологической валидностью [Baron, 2003].

Понимание развития управляющих функций важно для понимания развития ребенка.

Трудности оценки управляющих функций у детей связаны: а) C ограниченностью языковой способности (сложные инструкции подвергают испытанию понимание речи, т. е. вовлекаются посторонние по отношению к управляющим функциям процессы); б) С тем, что разные управляющие функции имеют разные траектории развития (у них разные моменты зарождения и разные периоды наиболее интенсивного развития), причём некоторые компоненты управляющих функций не достигают полной зрелости до позднего подросткового возраста [Jurado, Rosselli, 2007].

Трудности управляющих функций являются преобладающими при таких нарушениях развития, как фенилкетонурия, синдром Туретта, СДВГ и аутизм. Для различных заболеваний характерны различные соотношения нарушенных компонентов управляющих функций [Jurado, Rosselli, 2007]. Показана слабость управляющих функций у недоношенных детей [Pizzo et al., 2010]. По мнению A. Diamond, центральной проблемой при СДВ (синдроме дефицита внимания без гиперактивности — невнимательный тип) является рабочая память [Diamond, 2005]. Исследование [Jonsdottir et al., 2006] не поддерживает точку зрения о нарушении управляющих функций как центральном при СДВГ, причём в выборке были дети и смешанного, и невнимательного типов дефицита внимания. Таким образом, вопрос о роли нарушения управляющих функций в СДВГ остаётся спорным.

Управляющие функции сильнее связаны с готовностью к школе, чем IQ, навыки чтения или математические навыки при поступлении в школу. Педагоги в детских садах считают, что такие навыки, как самодисциплина и контроль внимания — более необходимые для готовности к школе, чем содержательное знание. Управляющие функции важны для успешности в учебе на протяжении всех школьных лет. Рабочая память и торможение независимо предсказывают показатели чтения и выполнения математических заданий с дошкольного возраста и до старших классов. Управляющие функции (особенно самодисциплина — торможение) предсказывают и объясняют однозначную вариацию в учебных результатах независимо от IQ и в большей степени [Diamond et al., 2007].

Получаемый при адекватной поддержке и упражнении управляющих функций эффект обобщается и переносится на новые ситуации и контексты, улучшая почти все виды школьной деятельности [Diamond et al., 2007, Supplemental Online Material, p.18].

Слабые управляющие функции связаны с такими проблемами, как СДВГ, синдром выгорания у учителей, выпадение учащихся из учебного процесса, употребление наркотиков и преступления [Diamond et al., 2007].

У маленьких детей из семей с низкими доходами непропорционально слабые управляющие функции. Эти дети с каждым годом их жизни всё больше и больше отстают в школе [Diamond et al., 2007]. Связь управляющих функций с социоэкономическим статусом (СЭС) показана в многочисленных исследованиях: это работы Farah и Noble в русле подхода нейрокогнитивного профиля бедности [Farah et al., 2005; Farah et al., 2006; Noble et al., 2005; Noble et al., 2007] и работы других авторов (например, Waber [Waber et al., 2006]). Эти исследования проводились как на дошкольниках [Noble et al., 2005], так и на детях школьного возраста [Farah et al., 2006; Noble et al., 2005; Waber et al., 2006]. Однако взаимосвязь СЭС, управляющих функций и речи остаётся не прояснённой до конца, равно как и проблема соотношения генетических и средовых факторов в том, что у детей из бедных семей более слабо развиты управляющие функции и речь [Noble et al., 2005]. Тем не менее, такие исследования полезны, поскольку позволяют разработать более тонко настроенные коррекционные стратегии [Noble et al., 2005] и меняют представления о социальной ответственности перед детьми из семей с низким СЭС [Farah et al., 2006].

1.2 Методы диагностики управляющих функций в детском возрасте

Рассмотрим основные, часто упоминаемые методы диагностики управляющих функций.

Pictures — Картинки [Davidson et al., 2006]. Это классический тест на эффект Саймона (значения ВР меньше и ответы точнее, когда стимул предъявляется на той же стороне, на которой требуется дать ответ, — даже если положение стимула вступает в противоречие с требуемым ответом [Simon, Wolf, 1963]).

Цветное изображение лягушки или бабочки предъявляется в левой или правой части экрана. Каждый стимул связан или с правым, или с левым ответом. Инструкция: «Если увидишь бабочку, нажми левую кнопку, — неважно, появится бабочка слева или справа; если увидишь лягушку, нажми кнопку справа, — неважно, появится бабочка слева или справа». Маленькие изображения этих стимулов прикреплены рядом с правильными кнопками на пульте ответов, чтобы минимизировать необходимость запоминать, какой стимул связан с какой кнопкой. Стимулы предъявляются в квазислучайном порядке в левой или правой части экрана на протяжении серии из 240 проб, образуя конгруэнтные пробы (такие, в которых бабочка появляется слева, а лягушка — справа) и неконгруэнтные пробы (бабочка справа, лягушка — слева, то есть требуется нажать кнопку на стороне, противоположной положению стимула).

Процент правильных ответов в неконгруэнтных пробах — показатель, чувствительный к состоянию управляющих функций; он возрастает от младших детей — к более старшим, по мере созревания III блока.

Arrows — Стрелы [Davidson et al., 2006]. Отдельная большая стрела предъявляется в левой или правой части экрана. Стрела направлена или прямо вниз (к кнопке ответа на той же стороне, что и стрела), или к противоположной стороне под углом 45 (к кнопке ответа на противоположной стороне). В конгруэнтных пробах стрела указывает прямо вниз, и испытуемый должен нажать на той же стороне, что и стрела. В неконгруэнтных пробах стрела указывает по диагонали в противоположную сторону, и испытуемый должен нажать кнопку на стороне, противоположной по отношению к стреле. Инструкция: «Я хочу, чтобы ты нажимал кнопку, на которую указывает стрела. Если стрела на этой стороне ящика указывает вниз вот так [экспериментатор показывает] на эту кнопку, нажми эту кнопку. Если стрела на другой стороне указывает вниз вот так [экспериментатор показывает] на эту кнопку, нажми эту кнопку. Если стрела — на этой стороне, указывает вниз наискосок вот так [экспериментатор показывает] на эту кнопку, нажми эту кнопку. Если стрела — на другой стороне, указывает вниз наискосок вот так [экспериментатор показывает] на эту кнопку, нажми эту кнопку». («Наискосок» означает «поперёк экрана».) Конгруэнтные и неконгруэнтные пробы предъявляются в квазислучайном порядке в серии из 20 проб. Это требует оттормаживания тенденции нажимать на той же стороне, что и стимул, когда появляется диагональная стрела, но не требует рабочей памяти или требует её в небольшой степени, поскольку стрела во всех пробах указывает прямо на кнопку правильного ответа.

Abstract Shapes — Абстрактные Фигуры [Davidson et al., 2006]. В тесте Абстрактных Фигур, в отличие от всех других тестов, каждый стимул предъявляется в центре прямоугольника. Испытуемых учат правилу для каждого стимула («для этого нажимай левую кнопку»; «для этого нажимай правую») в коротких тренировочных сериях, предшествующих каждому тестовому условию. Есть два условия, включающие две или шесть Абстрактных Фигур (ы). Испытуемые сначала выполняют условие с двумя фигурами (2 серии по 20 проб), и затем обучаются 4 дополнительным правилам, так что всего получается 6 фигур, и тогда проводятся ещё 2 серии по 20 проб. Условие с шестью Абстрактными Фигурами подвергает память серьёзному испытанию (испытуемые должны держать в уме шесть правил), но не требует оттормаживания или требует его в небольшой степени (так как стимулы появляются в центре экрана и не активируют предпочтительно правую или левую руку).

Рабочая память (латеральная префронтальная кора).

Пространственная рабочая память [Noble et al., 2007]. Шесть одинаковых непрозрачных бутылок, в каждой из которых — шарик, помещены в прямоугольный контейнер с двумя рядами отделений (по четыре в каждом) для бутылок. Ребенка просят указать на любую бутылку; из неё убирают шарик. Затем весь контейнер накрывают тряпкой, крутят и возвращают в исходное положение по отношению к ребенку. Затем ребенка просят выбрать новую бутылку. Задание продолжается, пока не будут найдены все шесть шариков или пока не будет проведено 15 проб. Пространственная рабочая память связана с префронтальной корой (особенно — дорзолатеральной), это было показано и в исследованиях повреждений мозга, и в нейровизуалиционных исследованиях (в том числе — на детских популяциях).

Пространственная рабочая память (другая версия) [Farah et al., 2006]. Это задание — часть компьютеризированной батареи оценки рабочей памяти CANTAB, нормированной для детей. Испытуемый должен просмотреть набор расположений, удерживая в рабочей памяти уже проверенные расположения. В функциональных нейровизуализационных исследованиях сходные задания на пространственную рабочую память надёжно связаны с активацией латеральной префронтальной коры (как у детей, так и у взрослых).

" На две буквы назад" [Farah et al., 2006]. Это задание требует следить за серией последовательно предъявляемых букв, чтобы повторять «на две назад». Буквы предъявляются на 500 мс каждая, разделённые интервалом 1 с. Испытуемые должны непрерывно обновлять свою рабочую память, чтобы сравнивать предъявляемую в данный момент букву с предъявленной две буквы назад и решать, совпадают эти буквы или нет. Нейровизуализационные исследования обнаруживают латеральную префронтальную активацию при выполнении этого задании (у взрослых и у детей).

Система когнитивного контроля (передняя поясная извилина).

Играет решающую роль в отслеживании конфликта между ответами индивида и ожидаемым ответом; она при необходимости вызывает дополнительное внимание.

Go/no-go task [Noble et al., 2007]. Ребенку предъявляют на экране компьютера изображения разных животных, и он должен нажимать пробел каждый раз, когда он видит животное, но не нажимать, когда он видит кошку. Это задание оценивает способность ребенка оттормаживать доминирующую реакцию (связь этой способности с префронтальной корой была показана как исследованиях повреждений мозга, так и в детских и взрослых fMRI). В составной балл включались только правильные отрицания (пробы, в которых ребенок не нажимал пробел при появлении на экране кошки), поскольку именно они являются показателем тормозящего контроля.

Go-No-Go task (другая версия) [Farah et al., 2006]. Дети нажимают кнопку ответа как можно быстрее, когда какая-нибудь цифра появляется на экране, за исключением цифры 4. Способность сохранять быстрые ответы, при этом избегая ответа на цифру 4, зависит от отслеживания конфликта. Это задание активирует переднюю поясную извилину, и у детей, и у взрослых.

Числовой вариант задачи Струпа [Farah et al., 2006]. В этом варианте задачи Струпа испытуемые сортируют карточки, на каждой из которых от одного до семи раз повторяется цифра от 1 до 7 (например, пять семёрок — пять цифр «7»). В конгруэнтном условии засекается время, необходимое испытуемым для того, чтобы как можно быстрее рассортировать карточки по изображённым на них цифрам в семь ячеек с ярлыками от 1 до 7. В неконгруэнтном условии — то же самое, но карточки нужно сортировать по количеству цифр (например, пять семёрок — в колодец с ярлыком «5»). Эффект Струпа — это дополнительное время в неконгруэнтном условии по сравнению с конгруэнтным. Данные функциональной нейровизуализации показали, что неконгруэнтное условие задачи Струпа активирует сеть префронтальной и теменной зон, включающую переднюю поясную извилину. Одна и та же сеть активируется у детей, подростков и взрослых, причём с возрастом повышаются качество выполнения и активность поясной извилины.

Система переработки информации о выгоде, вознаграждении (вентромедиальная префронтальная кора).

Эта система лежит в основе нашей способности сопротивляться притягательности стимулов-наград. В лабораторных заданиях притягательности стимула-награды противостоит, противопоставляется необходимость воздерживаться от ответа или откладывать его, чтобы избежать потери. Мозговые системы, связанные с наградой, развиваются с возрастом, но включают вентромедиальную префронтальную кору как у детей и подростков, так и у взрослых [Farah et al., 2006].

Способность к откладыванию награды важна для постановки и реализации целей, противоречащих непосредственным побуждениям человека, целей, подчинённых мотивам [Леонтьев, 1975].

Задержка ответа [Farah et al., 2006]. Это задание, взятое из диагностической системы Гордона (Gordon Diagnostic System), требует, чтобы ребёнок немного задерживал ответ, чтобы заработать баллы. Изначально использовавшееся в литературе по научению у животных, это задание чувствительно к функционированию вентромедиальной префронтальной коры.

Обратное научение [Farah et al., 2006]. Способность разучиться предыдущей ассоциации между стимулом и наградой оценивается выполнением в условии переключения между измерениями в задании ID/ED Shift (intradimensional / extradimensional — внутри измерения / вне измерения) из батареи CANTAB.

Испытуемый тактильно научается тому, какой из двух стимулов — правильный. Используется два искусственных измерения: заполненные цветом формы и белые линии. Предъявляются два стимула, — правильный и неправильный, — сначала по одному измерению, потом — по двум; посредством обратной связи испытуемый научается, какой стимул — правильный, и после шести правильных ответов стимулы и/или правила меняются. Сначала переключение происходит внутри измерения (заполненные цветом формы остаются единственным релевантным измерением), затем — вне измерения (единственным релевантным измерением становятся белые линии) [Strauss et al., 2006].

Обратное научение нарушено у людей после повреждения вентромедиальной коры [Farah et al., 2006].

Ложные тревоги [Noble et al., 2007]. Среднее от общего числа ложных тревог в трех методиках, направленных на оценку других систем, было включено в составной показатель управляющих функций. Множество работ подтверждают, что пациенты с лобными поражениями демонстрируют повышенное количество ложных тревог в заданиях, использующих ряд вербальных и невербальных стимулов, включая объекты и лица; повышение числа ложных тревог при изменении активности префронтальной коры показано в нейровизуализационных исследованиях.

Перейдем к отечественным методикам, используемым при исследовании функций программирования и контроля у детей. Эти методики, как правило, восходят к предложенным А. Р. Лурией пробам.

Набор методик нейропсихологического обследования детей, разработанный на основе классических лурьевских проб Т. В. Ахутиной и др. [Ахутина и др., 2007] и направленный на решение задачи соединения качественного и количественного подходов, включает следующие методики диагностики функций программирования и контроля произвольных действий.

При этом компонент программирования и контроля произвольных действий входит и в некоторые пробы, предназначенные для исследования серийной организации движений и действий, связанной с премоторными зонами и также входящей в состав III блока (например, выполнение ритмов по речевой инструкции).

Для понимания функционального дефицита ребёнка полезно соотнесение результатов нейропсихологического обследования с особенностями поведения и учебной деятельности (анализ тетрадей). Эти методы получили название «следящая диагностика» (Н.М. Пылаева), они делают нейропсихологический подход к диагностике экологически валидным, а также позволяют говорить на общем языке с учителями [Ахутина и др., 2007].

Цель создания экологически валидных методов диагностики управляющих функций преследовали и создатели опросника BRIEF (Behavior Rating Inventory of Executive Function), включающего версию для родителей, для учителей и для самого ребёнка [Gioia et al., 2000]. Версия самоотчёта используется для возраста от 11 до 22 лет. Авторы настаивают на использовании BRIEF в сочетании с другими методиками на управляющие функции [Baron, 2003].

От обзора литературы перейдем к эмпирической части нашего исследования, которое посвящено апробации на русской выборке пробы А. Даймонд «Точки» [Davidson et al., 2006; Diamond et al., 2007].

2. Эмпирическая часть. Апробация пробы А. Даймонд «Точки»

2.1 Описание методики

Точки. (Название методики связано с тем, что в изначальном её варианте использовались полосатые и однотонные точки [Davidson et al., 2006].) Она входит в набор проб, разработанный известным канадским нейропсихологом, одним из создателей детской когнитивной нейронауки развития [Davidson et al., 2006; Diamond et al., 2007].

Эта методика использовалась А. Diamond для оценки результатов коррекционной программы «Орудия ума» («Tools of the Mind»), построенной на теории Л. С. Выготского. В этой программе, авторы которой — Елена Бодрова и Дебора Леонг (Elena Bodrova, Deborah Leong), техники для поддержки и развития управляющих функций включены почти во все школьные занятия на протяжении дня. То, что эта программа в первую очередь развивает функции программирования и контроля, было подтверждено в исследовании, где и использовалась описываемая методика [Diamond et al., 2007].

Инструкции предъявляются устно.

Во всех условиях красное сердечко или цветок появляются в правой или левой части экрана. В каждой пробе предъявляется только один стимул. Сначала на пустом белом экране 25*33 см в центре прямоугольника 6*18 см на белом фоне предъявляется фиксационный крестик; затем справа или слева от него — стимул (фиксационный крестик при этом остаётся на экране); стимул предъявляется на 750 мс (для младших детей — на 2500 мс), после чего фиксационный крестик остаётся на 6 или 10 секунд в зависимости от серии. Ребёнку даётся до 6 секунд на пробу в 1-й и 2-й сериях (серии с одним условием) и 10 секунд в 3-й (смешанной) серии. (Это значительно больше времени, чем обычно требуется ребенку. Например, в одном из исследований, когда детям давали 2,5 сек на ответ в таком же задании, они в среднем отвечали 1,2 сек. в смешанной серии и <1 сек в других.) Интервал между пробами — 500 мс.

Рис. 1 Четыре варианта проб в сериях методики [Diamond et al., 2007]

Испытуемый располагается на расстоянии приблизительно 50 см от экрана и даёт ответы пальцами двух рук (в оригинале — большими пальцами на пульте, который он держит двумя руками).

В каждой серии — по 20 проб.

1 серия (конгруэнтная). Сердечко появляется то слева, то справа (в квазислучайном порядке). Инструкция: «Нажми клавишу на той же стороне, где сердечко».

2 серия (неконгруэнтная). Цветок появляется то слева, то справа (в квазислучайном порядке). Серия требует не только удержания в памяти правила, но и оттормаживания тенденции нажимать на той же стороне, где появляется стимул.

Инструкция: «Нажми клавишу на стороне, противоположной цветку». (Для детей с отклонениями в развитии мы говорили «на другой стороне — не на той, где появится цветок».)