Назад к последним документам

Размышления о развитии управляющих функций Комментарии к статьям: Кнапп и Мортон, Мунаката и соавт., Руеда и Паз-Алонсо, Бенсон и Саббах, Блэр, Хук и соавт

Филип Дэвид Зелазо, PhD

Институт развития ребенка, Университет Миннесоты, США

Январь 2013 (Английский язык). Перевод: Август 2015

Введение

Управляющая функция (УФ) у детей в настоящий момент считается ключевым аспектом развития человека. Интерес к развитию УФ значительно вырос за последнее десятилетие, отчасти потому, что было установлено, что индивидуальные различия в УФ, зафиксированные в детстве, определяют целый ряд возрастных показателей, включая готовность к школе, социальное функционирование, успеваемость и даже психическое и физическое здоровье.1 Действительно, нарушения УФ являются характерными особенностями многих расстройств, начинающихся в детском возрасте, включая СДВГ, аутизм и расстройство поведения. Однако в то же время в ходе исследований УФ были получены доказательства их значительной пластичности или податливости, и УФ начали становиться основной мишенью мер, направленных на обеспечение здорового развития. В статьях, включенных в данный раздел,2-7 представлен краткий обзор основных тем последних исследований УФ, определяются вопросы будущих исследований и четко объясняется, почему изучение УФ и их развития так важно как для общего научного понимания поведения человека, так и для направленных усилий улучшить жизнь детей. 

Исследования и выводы

Следующие пять вопросов являются главными среди множества проблем, поднимаемых в этих статьях. 

1.  Как оценить УФ в детстве и на протяжении всей жизни? 

Blair2 подчеркивает необходимость разработки “методов, подходящих для лонгитюдных исследований”, а Knapp and Morton3 отмечают, что “задания, которые используются для тестирования УФ в одном возрасте, обычно не подходят для тестирования УФ в более позднем возрасте.” Munakata и соавт.6 также поднимают эту проблему. Важно иметь методы, которые можно использовать для тестирования людей разных возрастов, если мы хотим сравнить УФ у людей с разным уровнем способностей, зависящим от возраста или нет. Такие методы развивают наше понимание структуры УФ и в то же время опираются на него. 

Крупным методическим достижением в этой области стало введение нового набора тестов для оценки когнитивных способностей, взятых из исследовательского инструментария Национальных институтов здравоохранения (НИЗ), предназначенного для оценки неврологических и поведенческих функций,8,9 который включает методы измерения трех ключевых аспектов УФ: когнитивной гибкости, тормозящего контроля и рабочей памяти. Эти методы включают, соответственно, вариант теста сортировки карточек с изменением измерения (Dimensional Change Card Sort),10 вариант фланговой задачи Эриксенов (Eriksen flanker task), созданной на основе теста нейросетей внимания (Attention Network Task),11 и задание по сортировке (List Sorting task), созданное на основе испанской и английской шкалы нейропсихологической оценки (Neuropsychological Assessment Scales).12 Методы НИЗ для оценки УФ короткие (каждый занимает не более пяти минут) и подходят для использования в повторных испытаниях (с минимальным эффектом тренировки) для участников на протяжении всей их жизни. Результаты валидизации комплекса методов НИЗ (N = 476) не только подтвердили, что данные методики надежны и эффективны, но и позволили добыть уникальную информацию о структуре УФ в различных возрастах (от 3 до 85 лет).13 В общем, было получено достаточно данных, свидетельствующих о растущей дифференциации между УФ и другими видами когнитивных функций, что также говорит об усилении специализации, что соответствует представлению о нейрокогнитивном развитии как об интерактивной специализации функций.14 

Однако одна вещь, которой не хватает в комплексе методов НИЗ – это метод оценки “горячих” УФ. Как отмечают Rueda and Paz-Alonso,4 существует важное различие между более “холодными” когнитивными формами УФ, которые проявляют себя в спокойных ситуациях, и более “горячими”, эмоциональными формами УФ, которые играют ключевую роль в мотивационно важных ситуациях.15 Первые больше зависят от нейронных сетей, включающих в себя боковые участки префронтальной коры головного мозга (ПФК, например, ростролатеральную зону ПФК), в то время как последние зависят от нейронных сетей, включающих передние (вентральные) и медиальные участки префронтальной коры (например, орбитофронтальную зону, которая участвует в переоценке эмоциональной или мотивационной значимости стимулов).

2.  Что мы узнали о УФ, изучая мозг? 

Исследования с использованием одного и того же метода оценки УФ на протяжении всей жизни показывают, что их развитие проходит наиболее быстро в дошкольном возрасте, однако ускоряется во время перехода к подростковому возрасту.9 Оба периода характеризуются относительно быстрыми изменениями не только в поведении, но и в структуре и функций нейронных сетей ПФК, относящихся к УФ, которые описали Knapp and Morton.3 Несмотря на то, что необходимо провести больше исследований, эти периоды могут являться своего рода сенситивными периодами с повышенной восприимчивостью к влиянию окружающей среды, включая как ожидаемое (нормативное) влияние, так и более специфические для конкретного индивида формы.16 

В целом, нейрокогнитивное развитие можно рассматривать как динамический процесс адаптации, при котором нейронные системы строятся (у детей) в зависимости от функционального использования. Волокна, которые соединяют зоны нейронных сетей (и сами нейронные сети), миелинизируются в зависимости от функции, а незадействованные синапсы отмирают. Естественно, эти процессы сопровождаются соответствующими изменениями в нейрокогнитивном функционировании. Например, в дополнение к улучшению работы УФ их тренировка в раннем детстве приводит к изменениям в электрической активности мозга, измеряемой на поверхности кожи головы (т. е. амплитуды компонента N2), что отражает возбуждение передней поясной коры и вызвано обнаружением конфликта.17,18 

Этот пример также иллюстрирует другую важную характеристику УФ: существует динамическое взаимодействие между нисходящими процессами УФ и восходящими влияниями на УФ в частности и на поведение в целом. Относительно быстрые, автоматические и восходящие нейрокогнитивные реакции (например, компонент N2 реакции на конфликт в передней поясной коре) оказывают влияние относительно медленно, а произвольные и нисходящие процессы УФ (например, вызывая возбуждение ПФК, лежащее в основе мышления19) и сами УФ, в свою очередь, взаимно влияют на более восходящие влияния (например, сокращение амплитуды N2). В своем лонгитюдном исследовании УФ и стресса/стресоустойчивости20 Blair обращается к другому аспекту этого динамического взаимодействия. 

3.  Каковы естественные факторы, влияющие на УФ и их развитие, и как они работают?

Хотя очевидно, что существуют генетические корреляты УФ, а также множество коррелятов, связанных с воздействием внешней среды, некоторые из которых оказывают влияние на УФ, Hook, Lawson and Farah5 отмечают, что “тяжело выявить ту роль, которую генетические и внешние факторы играют в развитии управляющих функций.” На самом деле, это может быть невозможным, потому что эти факторы взаимодействуют динамически (со временем), чтобы выработать фенотипы УФ. Для изучения этого взаимодействия нужно обратиться к двунаправленным причинным связям между генами, к поведению и аспектам внешней среды. Например, значительный интерес представляет изучение эпигенетических изменений, которые сопровождают естественные и экспериментально вызванные изменения в УФ. 

4.  Каковы социально-демографические корреляты УФ? 

Как Blair,2 так и Hook и соавт.5 описывают некоторые из многих социально-демографических коррелятов УФ, которые включают социально-экономический статус – и все источники изменчивости, которые охватывает это понятие – а также, более определенно, особые подходы к воспитанию, социальное функционирование и успеваемость в школе. 

Интересно отметить, что те аспекты когнитивных функций, которые наиболее сильно связаны с социально-экономическим статусом, языком и управляющими функциями, предположительно больше всего зависят от адаптации к культурным нормам. 

Как отмечают Hook и соавт.5, современные исследования показывают, что для детей из семей с низким социально-экономическим статусом (СЭС) коррекционное вмешательство в работу УФ вероятнее всего будет полезным. В той степени, в которой коррекционные меры для УФ дают детям из семей с низким СЭС особые возможности, которые они, скорее всего, не имеют в своей повседневной жизни (например, возможность играть в игры, требующие тормозящего контроля, такие как Simon Says (Саймон говорит)), эти дети будут получать то, в чем они на самом деле нуждаются для здорового и оптимального развития УФ. Дети из семей среднего класса имеют больше возможностей столкнуться с задачами, способствующими развитию навыков УФ (а также игровыми, развлекательными, мотивирующими и т. д.), в своем повседневном взаимодействии с родителями, педагогами, старшими братьями и сестрами и другими. Конечно, они также с большой вероятностью могут попасть в безопасную и устойчивую среду, участвовать в беседах, включающих самоанализ и психологическое дистанцирование, получать эмоциональную поддержку от родителей и других людей, и столкнуться с множеством других вещей, которые могут оказать влияние на развитие УФ. 

Однако также возможно, что дети, которые уже имеют прочную основу для дальнейшего развития УФ, и у которых должным образом развиты рефлексия и самосознание, могут получить максимальную пользу от любого (хотя и всегда ограниченного) вмешательства. В любом случае, как отмечает Blair,2 важно иметь информацию о пределах пластичности УФ. Также будет полезно знать, в какой степени изменяется пластичность с возрастом (например, во время сенситивного периода), какие переменные влияют на пластичность, меняется ли это влияние с возрастом, а также ответы на многие другие вопросы. В настоящее время нам известно немногим больше, чем просто о существовании пластичности и периодах относительно быстрого роста, в течение которых воздействие внешней среды играет важную активную роль. 

5.  Что мы знаем об особенностях методов вмешательства, улучшающих работу УФ? 

Diamond and Lee21 провели всесторонний обзор ряда эффективных методов вмешательства, улучшающих работу УФ. Отчасти основываясь на этом обзоре, я бы предложил выделить следующие характеристики эффективных методов вмешательства: 

  1. Они, как правило, предусматривают целенаправленное решение проблем в мотивационно значимых ситуациях. Истинная роль мотивации в этих методах остается неясной, но обучение/научение и, вероятно, степень пластичности обычно повышается, когда ребенок заинтересован в чем-то (в цели, например), и возможно существует оптимальный диапазон, в пределах которого уровень интереса и, как правило, мотивация наиболее полезны. 
  2. Они обычно предусматривают длительное рефлексивное пристальное внимание (т. е. длительную рефлексивную переработку информации) к некоторым задачам. Чтобы решить эти задачи, детей призывают остановиться, подумать о ситуации, в которой они находятся, включая правила и планы действий, выбрать подходящее правило или план действий и следовать ему. 
  3. Они, как правило, включают адаптивные задачи. Конечно, задачи должны быть адаптивными, чтобы они оставались сложными (т. е. требовали усилий в преодолении), и чтобы можно было чему-то научиться. Кроме того, степень сложности задачи связана с мотивацией, и важно сделать так, чтобы мотивация детей, постоянно сталкивающихся со сложными задачами, оставалась на соответствующем уровне. 
  4. Они, как правило, включают много повторений и практики. Важность практики для приобретения того или иного навыка хорошо известна, и в настоящее время стало возможным наблюдать за процессами, открытыми Дональдом Хеббом (the Hebbian processes), в соответствии с которыми повторение конкретного поведения укрепляет нейронные проводящие пути, которые лежат в основе такого поведения.22

Вывод

За последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в более точном понимании УФ и их развития в детском возрасте. Статьи2-7 в данном разделе дают прекрасную возможность ознакомиться с теми знаниями, которые уже были получены, и с тем, что еще предстоит узнать.

References

  1. Carlson, S. M., & Zelazo, P. D., & Faja, S. (in press). Executive function. In P. D. Zelazo (Ed.), Oxford handbook of developmental psychology (Vol. 1: Body and mind). New York: Oxford University Press.
  2. Blair C. Executive functions in the classroom. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  3. Knapp K, Morton B. Brain development and executive functioning. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  4. Rueda MR, Paz-Alonso PM. Executive function and emotional development. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  5. Hook CJ, Lawson GM, Farah MJ. Socioeconomic status and the development of executive function. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  6. Munakata Y, Michaelson L, Barker J, Chevalier N. Executive functioning during infancy and childhood. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  7. Benson J, Sabbagh MA. The relation between executive functioning and social cognition. Morton JB, topic ed. In: Tremblay RE, Boivin M, Peters RDeV, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development and Strategic Knowledge Cluster on Early Child Development; 2013.
  8. Zelazo, P. D., Anderson, J. E., Richler, J., Wallner-Allen, K., Beaumont, J. L., & Weintraub, S. (in press). NIH Toolbox Cognition Battery (NIHTB-CB): measuring executive function and attention. In P. D. Zelazo & P. J. Bauer (Eds.), National Institutes of Health Toolbox Cognition Battery (NIHTB-CB):  Validation for children between 3 and 15 years. Monographs of the Society for Research in Child Development.
  9. Zelazo, P. D., & Bauer, P. J. (Eds.) (in press). National Institutes of Health Toolbox Cognition Battery (NIHTB-CB):  Validation for children between 3 and 15 years. Monographs of the Society for Research in Child Development.
  10. Zelazo, P. D. (2006). The Dimensional Change Card Sort: A method of assessing executive function in children. Nature Protocols, 1, 297-301.
  11. Rueda, M. R., Fan, J., McCandliss, B. D., Halparin, J. D., Gruber, D. B., Lercari, L. P., & Posner, M. I. (2004). Development of attentional networks in childhood. Neuropsychologia, 42, 1029-1040.
  12. Mungas, D., Reed, B. R., Tomaszewski Farias, S., & DeCarli, C. (2005). Criterion-referenced validity of a neuropsychological test battery: equivalent performance in elderly Hispanics and non-Hispanic Whites. Journal of the International Neuropsychological Society, 11, 620-630.
  13. Mungas, D., Widaman, K., Zelazo, P. D., Tulsky, D., Heaton, R., Slotkin, J. et al. (in press). NIH Toolbox Cognition Battery (CB): Factor Structure for 3- to 15-year-olds. In P. D. Zelazo & P. J. Bauer (Eds.), National Institutes of Health Toolbox—Cognition Battery (NIH Toolbox CB): Validation for children between 3 and 15 years. Monographs of the Society for Research in Child Development.
  14. Johnson, M. H. (2011).Interactive specialization: A domain-general framework for human functional brain development? Developmental Cognitive Neuroscience, 1, 7–21.
  15. Zelazo, P. D., & Müller, U. (2002). Executive functions in typical and atypical development. In U. Goswami (Ed.), Handbook of childhood cognitive development (pp. 445-469). Oxford: Blackwell.
  16. Greenough, W. T., Black, J. E., & Wallace, C. S. (1987). Experience and brain development. Child Development, 58, 539-559.
  17. Espinet, S. D., Anderson, J. E., & Zelazo, P. D. (in press). Reflection training improves executive function in preschool-age children: Behavioral and neural effects. Developmental Cognitive Neuroscience.
  18. Rueda, M. R., Rothbart, M. K., & Saccamanno, L., & Posner, M. I. (2005) Training, maturation and genetic influences on the development of executive attention. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102, 14931-14936.
  19. Botvinick, M. M., Braver, T. S., Barch, D. M., Carter, C. S., & Cohen, J. D. (2001). Conflict monitoring and cognitive control. Psychological Review, 108, 624-652.
  20. Blair, C., & Ursache, A. (2011). A bidirectional theory of executive functions and self-regulation. In R. Baumeister & K. Vohs (Eds.), Handbook of self-regulation (2nd ed., pp. 300–320). New York: Guilford.
  21. Diamond, A., & Lee, K. (2011). Interventions shown to aid executive function development in children 4 to 12 years old. Science, 333, 959-964.
  22. Stiles, J. (2008). The fundamentals of brain development: Integrating nature and nurture. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Для цитирования:

Зелазо ФД. Размышления о развитии управляющих функций Комментарии к статьям: Кнапп и Мортон, Мунаката и соавт., Руеда и Паз-Алонсо, Бенсон и Саббах, Блэр, Хук и соавт. В: Тремблей РЭ, Буаван М, Петерс РДеВ, ред. Мортон ДБ, ред. темы. Энциклопедия раннего детского развития [онлайн]. http://www.encyclopedia-deti.com/upravlyayushchie-funkcii/ot-ekspertov/razmyshleniya-o-razvitii-upravlyayushchih-funkciy-kommentarii. Опубликовано : января 2013 (Английский). Дата обращения 17.11.2019.