Методы изучения когнитивных способностей младенцев

Символические функции младенцев.

Традиционно исследования понятий младенцев о материальных объек­тах фокусировались на их способности манипулировать с предметами. Пи­аже оценивал развитие понятий в первую очередь через анализ поисковой активности спрятанных (невидимых) объектов. Он предъявлял младенцам невидимые перемещения, в которых движущийся объект исчезал из поля зрения. Перемещение спрятанного невидимого объекта на глазах у ребенка до 9 мес не приводит к правильному решению. Дети начинают системати­чески следить за латерально движущимися объектами через экстраполяцию их траекторий в соответствии с законом непрерывности: движущийся объект постоянно существует (даже будучи невидимым) и инерции (движущийся объект остается в движении). Они начинают искать упавший объект, смотреть на пол согласно закону гравитации (падающий объект — падает на землю). Однако поиск младенцев не соответствует этим законам, младенец ищет объект там, где он находился прежде.

Ошибки поиска были интерпретированы как доказательство того, что представления младенцев несовершенны, несравнимы с пониманием взрослых, и их концепты физического мира изменяются в течение младен­чества. Тем не менее, возможны другие способы интерпретации поиско­вых паттернов: изменения в поисковой активности могут быть вызваны ограничениями способности координировать действия. Таким образом, наблюдается несовпадение репрезентации или представления об объекте, с одной стороны, и действий с ним, с другой [Spelke et al., 1992]. Пиаже предполагал такую возмож­ность интерпретации. Например, его наблюдения показали, что дети шести-семимесячного возраста не способны координировать два действия, ведущие к достижению цели (дотягивание до объекта зрительно иниции­руется, но движение руки к цели зрительно не контролируется).

Исследования А. Даймонд и Дж. Гилберта [Diamond, Gilbert, 1989] по­казали, что неудачи младенцев в выполнении ими задач с использовани­ем преграды и обходного пути связаны не с отсутствием представлений об объекте, а с несовершенством развития координации исполнительных дей­ствий. Следовательно, если ограничения в способности исполнительных действий служат важнейшим источником поисковых ошибок, то поиско­вые действия не являются надежным критерием возможностей понимания младенцами задачи.

Метод зрительного предпочтения и его модификацию — ме­тод привыкания. Метод зрительного предпочтения основан на анализе из­менений длительности глазных фиксаций знакомого и нового события. Увеличение времени наблюдения за новыми событиями отмечается уже в первые дни жизни ребенка. Метод зрительного предпочтения был широко использован при изучении развития таких пси­хологических функций, как сенсорное различение, пространственное вос­приятие, категоризация, память.

Метод привыкания, который занял веду­щее место в изучении младенцев, состоит из двух серий проб. В предварительной пробе (ознакомительная) младенцу предъявляется объект или со­бытие до тех пор, пока не наступает привыкание ребенка к нему. Крите­рием привыкания служит снижение времени зрительной фиксации ребенка на событии или объекте, как правило, на 50% длительности первой фиксации. Следующая, собственно тестовая, проба состоит из предъявления знакомых и неизвестных событий или объектов. Отмечается проявление интереса, внимания к новому, неизвестному событию или объекту, что свидетельствует о возможности различения уже имеющихся в перцептив­ном опыте и неизвестных событий или объектов. Этот метод широко используется в области когнитивного развития младенцев, в том числе для изучения представлений у младенцев о спрятанном объекте.

Кроме поведенческих методов исследования раннее когнитивное развитие детей, не владеющих речью, изучается также с использованием пси­хофизиологических показателей: изменение сердцебиения, КГР, частоты дыхания, регистрация движений глаз, изменение паттерна сосания, ЭЭГ, которые свидетельствуют о возможностях селективности внимания, обна­ружения, сравнения и дифференциации стимуляции.

Благодаря развитию и применению поведенческих методов и методов с использованием психофизиологических показателей удалось принципиально изменить представления о когнитивных способностях младенцев и детей раннего возраста за последние 20 лет. Согласно Пиаже, младенцы не ищут спрятанного объекта, потому что не представляют, что он продолжает существовать даже тогда, когда не виден.

Бауэр [1979] одним из первых показал, что младенцы имеют представ­ление о том, что объект продолжает существовать. Он продемонстрировал следующее: младенцы трех месяцев «удивляются», когда движущийся объект не появляется из-за ширмы (показателем удивления служили изменения сердечного ритма). При внезапном исчезновении объекта младенцы переставали сосать соску, что было также показателем «удивле­ния». В другом эксперименте Бауэр выключал свет до того, как ребенок мог дотянуться до желаемого объекта. Младенцы тянулись за невидимым объектом даже при значительной продолжительности темного периода. Хотя объект был невидим, младенцы могли представить его для продолжения действия; объекты продолжали существовать, о чем свидетельствуют реакции младенцев на эти объекты после включения света как на знакомые [Thines, Costall, Butterworth, 1990].

Если дети воспринимают объект как существующий постоянно, то почему они его не ищут? Ошибки поиска объекта у младенцев девятимесячного возраста кроются в простой задаче, когда объект сначала прячется в позицию А, а затем — в В. При изменении локализации объекта, даже на глазах у ребенка, он все равно ищет его в позиции А. Одно из возможных объяснений этого феномена лежит в предположении, что существуют ограничения в запоминании информации. В экспе­риментах Дж. Баттерворта с коллегами [Butterworth, Jarrett, Hicks, 1982] была предпринята попытка облегчить запоминание местонахождения объекта, маркируя цветом коробочки, в которых прятался объект, и мес­тоположение коробочки в одной из частей стола. Была модифицирована задача Пиаже на поиск спрятанного объекта, который может находиться или в позиции А, или в позиции В (задача А—не—В), тестирующая младен­цев IV субстадии вторичных циркулярных реакций. В измененной версии задачи объект (X) был спрятан в маленькой ко­робочке, последовательно локализованной справа или слева от младенца. Зрительно-пространственная позиция объекта отмечена соответствующим цветом части стола и цветом коробочки. Дети 8—12 мес могли использо­вать зрительно-пространственную информацию для преодоления ошибок. Фактически ошибки исчезают при условии 4, когда цвет коро­бочек был различным, а цвет стола представлял единый фон, видимо, по­тому, что единый фон обеспечивает ребенку представление о непрерыв­ности перемещений спрятанного объекта из позиции А в позицию В.

Другое возможное объяснение поисковых ошибок младенцев в задаче А—не—В состоит в нейрональной незрелости префронталъного кортекса. Функции фронтальной коры состоят в планировании и контроле когнитивных и моторных действий. Взрослые пациенты с поражением фронтальной коры демонстрируют тенденцию к вязкости определенных моторный действий. Например, если фронтальные пациенты выполняли задачу по сортировке карт по одному из признаков (цвет, форма и число), то они делали это успешно. Однако, если изменить правило, отбирать карты, например не по цвету, а по форме, они неспособны были выполнить задачу. Пациенты продолжали сортировку по предыдущему правилу [Milner, 1963]. Обезьяны с удаленной фронтальной корой демонстрировали подобное персеверативное же поведение. Классический тест функций префронтальной коры у приматов состоит в задержке возможностей дотягивания да объекта. Обезьяны с пораженной фронтальной корой были неуспешна при задержке дотягивания даже на 1—2 с, хотя доставали предмет в отсутствии задержки. Действия младенцев 8—12 мес неудачны в задачах поиска при коротких задержках. Причиной персеверативных ошибок А. Данмонд [Diamond, 1991] и другие считают незрелость фронтальной коры. Младенцы не могут затормозить доминантную тенденцию искать объект в позиции А. Эти ошибки младенцы делают даже в том случае, если объект полностью виден в позиции В.

Работы последних лет Э.Спелке [Gibson, Spelke, 1983; Spel-ke,1985; 1991], одной из ведущих исследователей познавательного разви­тия младенцев, направлены на доказательство двух основных тезисов о природе когнитивного развития. Первый тезис состоит в том, что младен­цы обладают способностью к активной репрезентации. Они воспринима­ют причинность, поэтому могут представлять состояние мира и прогнози­ровать его изменения, причем без продолжительного опыта восприятия и действия. Оперирование этими репрезентациями позволяет познать мир. Второй тезис утверждает наличие ядра, или сердцевины, знаний у младен­цев.

Р.Байаржон [Baillargeon, 1999] придерживается гипотезы, что мла­денцы способны представлять скрытые объекты и понимать законы непре­рывности и субстациональности. Наличие столь ранних репрезентаций о физических объектах и законах их существования объясняется благодаря базовым, врожденным представлениям, которые Спелке назвала ядром спонтанных знаний.

В его экспериментах [Baillargeon, 1987; 1991] младенцы при­выкали к экрану, который вращался вокруг стационарного края стола и мог перемещаться вдоль него. Затем их тестировали на восприятие двух собы­тий. Первое — экран двигался и закрывал стационарный объект (естествен­ное событие); второе — экран закрывал стационарный объект, а затем па­дал на место, занятое объектом (неестественное событие). Ана­лиз времени наблюдения показал, что младенцы 4,5 мес дольше изучают вто­рое, неестественное, событие как новое, а следовательно, имеют репрезентацию продолжающего существовать спрятанного объекта. В экспериментах, использующих вариации метода вращающегося экрана, было установлено, что семимесячные дети имеют представление не только о существовании спрятанного объекта, но и о его свойствах, таких как высота, упругость, расстояние до экрана. Аналогичные результаты были получены при наблюдении за младенцами 3,5 мес [Baillargeon, 1991].

В работе К. фон Хофстена с коллегам [К. von Hofstein et al, 1994] и показаны возможности прослеживания и схватывания движущего объектам законам инерции. Младенцы в возрасте 6 мес действуют в соответствии с законами инерции при управлении поворотами головы и схватывании дви­жущегося объекта. Э. Спелке [Spelke et al., 1992; In-Kyeong Kim, Spelke, 1999] не обнаружила значимых различий в наблюдении возможных и невозможных событий, подчиняющихся законам гравитации или инерции в младенчестве. Исследования показали, что сензитивность к инерции развивается между 7 мес и 2 годами, а сензитивность к гравитации — после 3-х лет. Это означает, что знания о законах движения объекта в детском возрасте развиваются медленно.

Возможно, различия в результатах исследования инерции (организации целенаправленного действия на основе закона инерции и понимание причинности по закону инерции) объясняются функциональным различием между системами репрезентации и выполнения действия. Подобные различия были обнаружены у пациентов с неврологическими проблемами [Goodale, Milner, 1992] в поведенческих и электрофизиологических опы­тах на обезьянах.

Планирование и контроль поведения должны предшествовать его вы­полнению. Данный тезис подтверждается при рассмотрении случаев дей­ствия с движущимися объектами. Для этого необходимо обработать вход­ную перцептивную информацию об объекте и характере его движения, спланировать направленные на объект действия, послать соответствующие команды к эффекторам и активизировать мышцы, которые выполнят дей­ствие. Весь этот процесс требует нескольких десятков миллисекунд. Поэтому осуществить эффективные действия с движущимися объектами можно лишь при одном условии: необходимо предвидеть будущую позицию объекта движения. А такое предвосхищение возможно только в том случае, если учитываются основные конструкты организации физического мира: непрерывность, субстанциональность, гравитация и инерция. Их ис­пользование может лежать в основе антиципирующего действия. Приме­няют ли младенцы эти принципы при взаимодействии с движущимися объектами?

Дети с первых дней жизни чрезвычайно сензитивны к характеристи­кам движения, отражающим конструкт непрерывности. Условия непре­рывного движения являются оптимальными для эффективного предвос­хищения перемещения объекта. Исследования показали, что пред­восхищение непрерывного движения объекта наблюдается уже у младен­цев трехнедельного возраста и их возможности значительно возрастают в процессе развития [ Сергиенко, 1992]. Подобное предвосхищающее дви­жение требует интеграции пространственно-временных параметров пе­ремещения объекта. Результаты сравнительных исследований непрерыв­ного и периодического движения подтвердили приоритетную роль непре­рывности в эффектах антиципации у самых младших детей за счет обеспечения наибольшей связанности, когерентности пространственно-вре­менных характеристик. Когда в поле зрения появлялась преграда (экран), за которой скрывался непрерывно движущийся объект, младенцы уже двухмесячного возраста демонстрировали понимание принципа непре­рывности в организации физического движения, причем с учетом как пространственно-временных характеристик видимого и невидимого дви­жения, так и метрики пути движения. Проведенные исследования [ Сергиенко, 1996, 1998] младенцев от 8- до 28-недельного возраста с использованием электроокулографической записи движений глаз показали, что изначально выполнение задачи на прослеживание с учетом невидимого участка объектных перемещений за экраном не является однотипным, а представляет собой ряд разнообраз­ных глазодвигательных стратегий: скачок через ширму и продолжение про­слеживания по заданному пути движения; скачок через ширму и возвра­щение скачком к месту исчезновения объекта (возвратный скачок); ска­нирование саккадами пространства около ширмы, за которой исчезает объект; прослеживание движения объекта без учета преграды. Разные ис­полнительные стратегии могут быть отражением различных аспектов ре­презентации движущегося объекта.

Детальный анализ динамики исполнительных действий у младенцев (в виде глазодвигательных стратегий) приводит к мысли о том, что, по всей вероятности, существует хотя бы «сырая» репрезентация пространства, ос­нованная на способности интегрировать пространственно-временные от­ношения. Наличие врожденной или очень рано возникающей способнос­ти к репрезентации пространства не означает ее жесткую запрограммированность и неизменность. Это, скорее, направленная готовность к интег­рации; более точная настройка производится самой задачей. Репрезента­ция целостности пространства является важной составляющей понимания физического мира на основе использования закона непрерывности.

Приведенные данные подвергают сомнению заключение Пиаже, что безуспешный поиск невидимого объекта свидетельствует об отсутствии репрезентации объекта у ребенка. Эксперименты показывают, что младен­цы в возрасте 4 мес понимают, почему объект перемещается в соответствии с законами непрерывности и субстанциональности.

Обобщая приведенные факты и предположения, сформулируем неко­торые гипотетические тезисы о природе знаний человека. Младенцы самого раннего периода развития имеют активную репрезентацию некоторых аспектов существования физического мира. При этом их способность представлять и интерпретировать физический мир развивается, опережая способность активно действовать в нем. В 3—4-месячном возрасте младен­цы не способны говорить об объекте, делать локомоции вокруг него и активно манипулировать с ним. Они даже видят объекты с невысокой раз­решающей способностью. В то же время младенцы этого возраста могут представлять объекты, исчезающие из поля зрения, интерпретируют скрытые перемещения, знают о пространстве их существования. Младенцы представляют объекты и причинность их движения в соответ­ствии с такими свойствами поведения материальных тел, как непрерывность и субстанциональность. Данные, полученные авторами многих исследований, опровергают тезис Пиаже, что физическое знание зависит от интериоризации сенсомоторных структур и возрастает постепенно по мере становления координации восприятия и действия (подробнее см.: [Сергиенко, 1996]).

Младенцы с самого рождения обладают способностью сравнения неко­торого множества объектов, что является основой будущих знаний о числах. Так, Энтелл и Китинг [Antell, Keating, 1983] продемонстрировали, новорожденные способны отличать «два» от «трех», а иногда «три» от «четырех», когда им предъявляют набор объектов. Они использовали метод привыкания. Младенцам многократно предъявляли картинку с некоторый количеством объектов, а затем, когда произошло привыкание, им показывали другую картинку, на которой было либо то же самое количество объектов, либо другое. Младенцы смотрели значительно дольше на новую картинку в том случае, если на ней было нарисовано другое число объектов по сравнению с картинкой с прежним числом объектов. Знание, которое позволяет детям различать числа вплоть до четырех, не ограничено визу­альным восприятием. Дети способны устанавливать соответствие между числом стимулов, которое они видят, и числом звуков, которые они слы­шат.

В недавних исследованиях Винн [Wynn, 1992] показано, что младенцы также понимают, что если один объект добавить к другому, получится два объекта, а если из двух объектов удалить один, то останется только один. Винн тестировала 5-месячных младенцев. Она показывала им игрушку, ко­торая скрывалась за экраном, затем механическая рука помещала за экран другую фигурку. Затем детям предъявлялись два события: возможное и не­возможное с точки зрения арифметики. Экран открывался, и дети видели либо две игрушки, либо одну. Дольше всего дети смотрели на невозмож­ное событие, когда за экраном оставалась одна фигурка. Они демонстри­ровали тем самым понимание принципа сложения: если к одной игрушке добавить еще одну, то станет две. Подобная картина наблюдалась и при вычитании, когда за ширмой рука извлекала одну фигурку из двух, дети были удивлены, что при падении ширмы они видели опять две фигурки (невозможное событие)

Способность к определению относительной численности малых чисел - до четырех — исходит из способности к одномоментному схватываю (stabilising). Энтелл и Китинг показали, что младенцы могут различать ко­личество точек в двух рядах при условии, что их количество не будет пре­вышать четырех. Эта способность одномоментно оценивать численность без пересчета сохраняется и у маленьких детей, пока они не научаться счи­тать. Эстес и Комбс (по: [Butterworth, Harris, 2000]) показали, что дети 3-х лет склонны делать сравнительные оценки численности на основе обоб­щенного размера и плотности. Если их попросить сравнить два множества, каждое из которых содержит равное число точек, то они скажут, что два множества отличаются, если точки одного множества занимают большее пространство по сравнению с пространством другого множества.

Дата добавления: 2014-01-04