Назад к последним документам

Управляющее функционирование в период младенчества и детства

Юко Мунаката, PhD, Лаура Майклсон, BA, Джейн Баркер, MPA, Николас Шевалье, PhD

Колорадский университет г. Боулдер, США

Январь 2013 (Английский язык). Перевод: Август 2015

Введение

Управляющие функции относятся к ряду когнитивных процессов, участвующих в регулировании мыслей, эмоций и поведения. Управляющие функции помогают нам достигать цели в повседневной жизни, будь то планирование отпуска, контролирование гнева или выполнение ряда задач одновременно. Данные функции стремительно развиваются в период младенчества и детства1,2 и позволяют предсказывать дальнейшее успешное обучение в школе, состояние здоровья и заработок.3 При определенных условиях управляющие функции также можно развивать.4 В то же время управляющие функции имеют ярко выраженный5 наследственный характер, то есть генетические различия между людьми вносят вклад в индивидуальные различия управляющих функций. Более того, данные различия устойчивы в процессе развития.6,7 Низкий уровень развития управляющих функций в детстве позволяет предсказывать неполноценное управляющее функционирование десятилетиями позже. Нарушения управляющих функций наблюдаются у детей из семей с низким социально-экономическим статусом8 и с разнообразными клиническими расстройствами, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности,9 аутизм10 и  депрессию.11 

Предмет

Ограничения в управляющем функционировании могут привести к тому, что дети могут казаться упрямыми и непослушными, например, в ситуации, когда они настаивают на том, что им не нужно надевать куртку, чтобы поиграть в снегу, или когда они тянутся за печеньем, несмотря на способность повторить указания о том, что им разрешено есть печенье только после ужина. На основе управляющих функций можно предсказать жизненные результаты в дальнейшем. Индивидуальные различия в управляющем функционировании при поступлении в детский сад предопределяют последующие академические успехи, причем они могут играть более значимую роль для ранних успехов, чем знакомство с цифрами и буквами.12-14 Поведение, направленное на саморегуляцию, обуславливает социальные навыки, отношения с учителями и сверстниками, участие в школьной жизни, здоровье, достаток и наличие правонарушений в будущем.3,15 При определенных условиях управляющие функции можно развивать. Дошкольные программы, разработанные с целью улучшения когнитивной и поведенческой готовности к школе, привели к усовершенствованию управляющих функций. Такие же результаты были достигнуты в разнообразных обучающих программах начальной школы.16-18 Занятия аэробикой, боевыми искусствами, йогой, танцами и коррекционные игровые методики также ассоциируется с усовершенствованием управляющего функционирования у детей.4 Обучающие программы могут помочь снизить или устранить нарушения управляющего функционирования у детей из семей с низким социально-экономическим статусом,19,20 хотя экологические исследования, анализирующие влияние коррективных программ на популяционном уровне еще предстоит провести.

Проблематика

Управляющие функции сложны по своей структуре, что ведет к трудностям при оценивании и отслеживании изменений в их развитии. Данные функции охватывают ряд когнитивных процессов высшего уровня, включая процессы планирования, принятия решений, сохранения и манипулирования информацией в рамках кратковременной памяти, наблюдения за окружающей средой в поисках нужной информации, переключения с одной задачи на другую, и процессы подавления нежелательных мыслей, чувств и действий. Кроме того, эти процессы высшего уровня опираются на когнитивные, перцептивные и моторные процессы более низкого уровня, что осложняет достоверную диагностику управляющих функций.21,22 Например, способность человека отказывать себе в употреблении шоколада во время диеты отражает не только способность подавлять сильное желание его съесть, но также и голод, и причины, по которым человек сел на диету. Трудности с выявлением точных критериев управляющих функций также ведут к сложностям  при оценивании их изменений в процессе развития. Процессы более низкого уровня развиваются так же, как и управляющие функции, что осложняет создание критериев управляющих функций, которые можно использовать применительно к различным возрастным категориям. Например, изменения в способности подавлять определенные эмоции и желания начиная с периода младенчества и в период зрелости нельзя проследить путем оценивания изменений в способности придерживаться диеты! В результате, исследователи часто использовали разнообразные виды оценивания управляющего функционирования с различными возрастными группами, например, оценивание способности младенцев подавлять эмоции и желания в контексте умения сохранять внимание при наличии отвлекающих факторов,23 и оценивание способности детей к подавлению эмоций и желаний в контексте игры по типу «Саймон говорит», в ходе которой дети обычно имитируют поведение взрослого, при этом иногда от них требуется выполнить противоположное действие.24 Различия в способах оценивания мешают сделать конкретные выводы об изменениях в развитии управляющего функционирования.

Научный контекст

Изучение управляющих функций и их развития быстро набирает обороты. Использование методов нейронауки, включая функциональную нейровизуализацию, электроэнцефалографию и компьютерные модели, обеспечивает понимание изменений в тканях мозга, которые поддерживают развитие управляющего функционирования.2,25-27 Занимаясь решением проблемы неточности заданий, исследователи разработали комплект заданий, отвечающих требованиям управляющего функционирования, но различающихся в других отношениях. Например, комплект заданий на подавление может включать одно задание, в ходе которого детям требуется сфокусировать взгляд на чем-либо и подавить желание посмотреть в сторону какого-либо отвлекающего фактора, и задание, в ходе выполнения которого требуется назвать цвет слова на экране (например, слова «зеленый», напечатанного голубым шрифтом) и при этом воздержаться от прочтения самого слова. Статистические техники могут быть использованы для того, чтобы выявить общие черты при выполнении данных заданий, обеспечивая более точную оценку управляющих функций.5 Для того, чтобы разрешить сложности при сравнении критериев управляющего функционирования в зависимости от возрастной группы, исследователи разработали критерии, которые можно слегка изменять, чтобы манипулировать требованиями управляющего функционирования, не изменяя при этом все остальные аспекты задания. Например, в ходе задания, где детям требуется подавить желание посмотреть в сторону какого-либо отвлекающего стимула, количество отвлекающих факторов может быть увеличено в зависимости от возраста. Подобные способы оценивания обладают достаточной чувствительностью для охвата широкого ряда возрастных групп, позволяя исследователям рассмотреть количественные изменения в ходе выполнения заданий для того, чтобы отследить развитие управляющего функционирования.1 

Ключевые вопросы 

  • Каковы ключевые вехи развития управляющих функций в период младенчества и детства?
  • Что вызывает эти изменения в ходе развития?
  • Почему управляющие функции предопределяют дальнейшее функционирование и общий уровень интеллектуального развития?

Результаты последних исследований

Как оказалось, составляющие процессы управляющего функционирования становятся более специализированными в ходе развития: в раннем детстве дети пользуются одними и теми же когнитивными процессами во всех ситуациях, где требуется контроль, однако начиная с периода среднего детства и далее данные процессы постепенно сосредотачиваются на таких компонентах, как подавление привычного действия или переключение между различными задачами.21,28,29 Управляющее функционирование также становится более само-управляемым (таким образом, что дети всё меньше полагаются на других людей), а также переключается с реактивного контроля (когда дети приспосабливаются к событиям по мере их наступления) на проактивный контроль (когда дети ожидают и готовятся к предстоящим событиям).2 Например, дети младшего возраста склонны готовиться к школьному экзамену в последнюю минуту и только при побуждении со стороны родителей, тогда как дети старшего возраста могут начать заниматься заблаговременно в ожидании потенциальных трудностей. Изменения в управляющем функционировании частично вызваны увеличивающейся способностью держать в уме соответствующие цели (например, продолжать заниматься несмотря на искушение поиграть в видеоигры), а также возрастающей способностью детей наблюдать за окружающей обстановкой с целью определения того, какие типы поведения представляются адекватными (например, заниматься сегодня важно для того, чтобы сдать экзамен завтра).30,31 Развитие этих изменений сопровождается усиливающейся с возрастом активностью обширной нервной сети, которая охватывает префронтальную кору , теменную кору  и базальные ганглии;. Данные области тесно связаны между собой, и в процессе развития возможны различные вариации моделей их активизации.25,27  

Неисследованные области

На данный момент, мы обладаем ограниченным пониманием генно-средового взаимодействия в управляющем функционировании; пониманием того, как опыт взаимодействия с окружающей средой влияет на экспрессию генов, воздействующих на управляющие функции, как генетические переменные влияют на характеристики окружающей среды, которые могут повлиять на управляющие функции.5 Кроме того, в исследованиях освещались главным образом количественные изменения в эффективности процессов, лежащих в основе управляющих функций, при этом предполагалось, что все дети задействуют одни и те же процессы или стратегии, использование которых становится более успешным с возрастом. Тем не менее, стратегии могут меняться с возрастом и среди детей одной возрастной группы, что потенциально запускает различные пути развития управляющего функционирования. Разнообразие стратегий еще предстоит исследовать.32,33 Наконец требуется проведение дальнейших исследований, чтобы полностью понять, какие изменения в мозге поддерживают изменения в управляющем функционировании, в особенности в период раннего детства, а также каким образом подобные изменения в мозге приводят к изменениям в управляющем функционировании.

Выводы

Хотя управляющие функции сложны и трудны для измерения, был достигнут значительный прогресс в отношении понимания этих фундаментальных когнитивных процессов высшего уровня в период младенчества и детства – как они изменяются по мере развития, как влияют на поведение, какие аспекты дальнейших событий в жизни они предопределяют, и какие события могут повлиять на их развитие. В данной работе подчеркивается важнейшая роль управляющих функций в развитии детей. Ко многим вопросам еще предстоит вернуться в дальнейших поведенческих и нейро-когнитивных исследованиях. Предстоит найти ответы на следующие вопросы: как отличаются траектории развития управляющего функционирования у детей и каковы последствия этих отличий; почему управляющие функции позволяют предсказать дальнейшие события в жизни; как влияние генов, окружающей среды и проистекающие изменения в мозге ведут к существенным улучшениям управляющего функционирования, наблюдаемым в младенчестве и детстве. Более глубокое понимание процессов развития управляющего функционирования станет решающим фактором в усовершенствовании обучающих программ, стратегий коррективного воздействия и средств ранней диагностики, созданных с целью максимально увеличить будущие возможности детей и их дальнейшие академические достижения.

Рекомендации для родителей, служб и административной политики

Когда дети делают что-то, чего им делать не следует, или когда кажется, будто они не слушаются, это не всегда означает, что они упрямые или непослушные. Даже когда у детей есть сильный стимул вести себя как положено, ограничения в управляющих функциях могут помешать им в этом. Если не предпринимать соответствующих мер, нарушения управляющего функционирования могут предвосхищать пониженную академическую успеваемость, и могут помочь объяснить наличие стабильного разрыва в учебных достижениях между студентами из семей с высоким и низким социально-экономическим статусом. Директивные органы, располагающие ограниченными ресурсами, могут столкнуться с трудностями при выборе между доступными видами коррективной помощи, направленной на усовершенствование управляющих функций. Сведения о сравнении уровня эффективности различных видов коррективных программ ограничены, коррективные воздействия могут по-разному влиять на детей разных возрастных групп и траектории их развития, и лишь некоторые программы были переведены с формата демонстрационных исследований на формат обучающих программ в масштабе всей системы. Усовершенствование средств ранней диагностики и попытки определить долгосрочное влияние программ помощи в период раннего и среднего детства помогут установить оптимальное распределение по времени и управление обучающими программами.

Литература

  1. Beck DM, Schaefer C, Pang K, Carlson SM. Executive function in preschool children: Test–retest reliability. J Cogn Dev. 2011;12(2):169–193.
  2. Munakata Y, Snyder H, Chatham C. Developing cognitive control: Three key transitions. Curr Dir Psychol Sci. In press.
  3. Moffitt TE, Arseneault L, Belsky D, et al. A gradient of childhood self-control predicts health, wealth, and public safety. P Natl Acad Sci USA. 2011;108(7):2693–2698.
  4. Diamond A, Lee K. Interventions shown to aid executive function development in children 4 to 12 years old. Science. 2011;333(6045):959–964.
  5. Friedman NP, Miyake A, Young SE, DeFries JC, Corley RP, Hewitt JK. Individual differences in executive functions are almost entirely genetic in origin. J Exp Psychol Gen. 2008;137(2):201–225.
  6. Casey BJ, Somerville LH, Gotlib IH, et al. Behavioral and neural correlates of delay of gratification 40 years later. P Natl Acad Sci USA. 2011;108(36):14998–15003.
  7. Friedman NP, Miyake A, Robinson JL, Hewitt JK. Developmental trajectories in toddlers' self-restraint predict individual differences in executive functions 14 years later: A behavioral genetic analysis. Dev Psycho. 2011;47(5):1410-1430.
  8. Hackman DA, Farah MJ. Socioeconomic status and the developing brain. Trends Cogn Sci. 2009;13(2):65–73.
  9. Willcutt EG, Doyle AE, Nigg JT, Faraone SV, Pennington BF. Validity of the executive function theory of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder: A meta-analytic review. Biol Psychiat. 2005;57(11):1336–1346.
  10. Hughes C, Russell J, Robbins TW. Evidence for executive dysfunction in autism. Neuropsychologia. 1994;32(4):477–492.
  11. Snyder HR, under review. Executive function is broadly impaired in major depressive disorder: A meta-analysis and review.
  12. Blair C, Razza RP. Relating effortful control, executive function, and false belief understanding to emerging math and literacy ability in kindergarten. Child Dev. 2007;78(2):647–663.
  13. Heaviside S, Farris E. Public school kindergarten teachers' views on children's readiness for school (NCES No. 93-410). Washington, DC: US Department of Education, Office of Educational Research and Improvement.
  14. Rimm-Kaufman SE, Pianta RC, Cox MJ. Teachers' judgments of problems in the transition to kindergarten. Early Child Res Q. 2000;15(2):147–166.
  15. Eisenberg N, Valiente C, Eggum ND. Self-regulation and school readiness. Early Educ Dev. 2010;21(5):681–698.
  16. Bierman KL, Nix RL, Greenberg MT, Blair C, Domitrovich CE. Executive functions and school readiness intervention: Impact, moderation, and mediation in the Head Start REDI program. Dev Psychopathol. 2008;20(3):821–843.
  17. Riggs NR, Greenberg MT, Kusché CA, Pentz MA. The mediational role of neurocognition in the behavioral outcomes of a social-emotional prevention program in elementary school students: Effects of the PATHS Curriculum. Prev Sci. 2006;7(1):91–102.
  18. Thorell LB, Lindqvist S, Bergman Nutley S, Bohlin G, Klingberg T. Training and transfer effects of executive functions in preschool children. Dev Sci. 2009;12(1):106–113.
  19. Noble KG, McCandliss BD, Farah MJ. Socioeconomic gradients predict individual differences in neurocognitive abilities. Dev Sci. 2007;10(4):464–480.
  20. Diamond A, Barnett WS, Thomas J, Munro S. Preschool program improves cognitive control. Science. 2007;318(5855):1387–1388.
  21. Miyake A, Friedman NP, Emerson MJ, Witzki AH, Howerter A. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex “frontal lobe” tasks: A latent variable analysis. Cogn Psychol. 2000;41(1):49–100.
  22. Salthouse TA. Relations between cognitive abilities and measures of executive functioning. Neuropsychology. 2005;19(4):532–545.
  23. Holmboe K, Pasco Fearon RM, Csibra G, Tucker LA, Johnson MH. Freeze-Frame: A new infant inhibition task and its relation to frontal cortex tasks during infancy and early childhood. J Exp Child Psychol. 2008;100(2):89–114.
  24. Luria AR. Higher cortical functions in man. New York: Basic Books; 1966.
  25. Crone EA, Ridderinkhof KR. The developing brain: From theory to neuroimaging and back. Dev Cogn Neurosci. 2011;1(2):101–109.
  26. Lamm C, Zelazo PD, Lewis MD. Neural correlates of cognitive control in childhood and adolescence: Disentangling the contributions of age and executive function. Neuropsychologia. 2006;44(11):2139–2148.
  27. Morton JB, Bosma R, Ansari D. Age-related changes in brain activation associated with dimensional shifts of attention: An fMRI study. Neuroimage. 2009;46(1):249–256.
  28. Huizinga M, Dolan CV, van der Molen MW. Age-related change in executive function: Developmental trends and a latent variable analysis. Neuropsychologia. 2006;44(11):2017–2036.
  29. Wiebe SA, Espy KA, Charak D. Using confirmatory factor analysis to understand executive control in preschool children: I. Latent structure. Dev Psychol. 2008;44(2):575–587.
  30. Chevalier N, Blaye A. Setting goals to switch between tasks: Effect of cue transparency on children’s cognitive flexibility. Dev Psychol. 2009;45(3):782–797.
  31. Munakata Y, Herd SA, Chatham CH, Depue BE, Banich MT, O'Reilly RC. A unified framework for inhibitory control. Trends Cogn Sci. 2011.
  32. Hanania R. Two types of perseveration in the Dimension Change Card Sort task. J Exp Child Psychol. 2010;107(3):325–336.
  33. Moriguchi Y, Hiraki K. Longitudinal development of prefrontal function during early childhood. Dev Cogn Neurosci. 2011;1(2):153–162.

Для цитирования:

Мунаката Ю, Майклсон Л, Баркер Д, Шевалье Н. Управляющее функционирование в период младенчества и детства. 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/upravlyayushchee-funkcionirovanie-v-period-mladenchestva-i. Опубликовано : января 2013 (Английский). Дата обращения 16.11.2019.