Журнал «Открытия и гипотезы» - Открытия и гипотезы, 2015 №01

• Название: Открытия и гипотезы, 2015 №01
• Автор: Журнал «Открытия и гипотезы»
• Издательство: ООО "Интеллект Медиа"
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015

Научно-популярный журнал "Открытия и гипотезы" представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.

---

Но корреляция по интеллекту наблюдалась только после примерно двух лет. Между периодом младенчества и всеми остальными возрастами существовал разрыв: оценки интеллекта младенца никак не коррелировали с последующими оценками его интеллекта в других возрастах.

Интеллект младенца традиционно измеряют с помощью специальных сенсомоторных тестов — шкал Бейли, которые позволяют большое число показателей свести в суммарный результат. Этот подход основан на том, что классик психологии развития швейцарец Жан Пиаже когда-то выделил в развитии интеллекта сенсомоторную стадию и считал, что от того, как она пройдёт, должны зависеть все последующие.

Должны, а они не зависят. Разрыв. Может быть, мы просто как-то не так природу спрашиваем?

Нам стало интересно: а не сможем ли мы померить что-то другое, что лежит в основе интеллекта у младенцев. Тут как раз подоспело горячее увлечение западной психологии «нервной моделью стимула по Соколову». Коротко суть её вот в чём. У живых существ есть так называемый ориентировочный рефлекс «что такое?»; он возникает в ответ на стимул, предъявляемый впервые, и угасает при повторных предъявлениях того же стимула. Евгений Соколов предположил, что угасание зависит от той нервной модели стимула, которая была у животного или у человека в момент, когда стимул первый раз прозвучал. При первом предъявлении стимул не вписывается в модель ситуации, которая есть в мозге. По мере повторных предъявлений модель обновляется и рефлекс «что такое?» угасает.

Проще говоря, чем быстрее ребёнок привыкает к стимулу, тем у него будет выше интеллект. В 1990-е годы начали разными способами мерить у младенцев динамику привыкания и увидели: да, коррелирует! В отличие от шкал Бейли, у скорости привыкания есть корреляции с позднейшими показателями интеллекта.

Но… слабенькие. В тех работах, которые я читала уже в 2006 году, суммарные корреляции всё ещё не впечатляли. Исследователи, мыслившие более физиологично, предположили, что эти корреляции могли возникать не потому, что скорость привыкания отражает скорость обработки информации, а потому, что у тех деток, которые быстрее привыкали, было лучше внимание: способность сфокусироваться на стимуле.

Это же младенцы, ты ещё пойми, куда он смотрит. Те из них, которые «лучше смотрели на стимул» — то есть те, у которых внимание было выше, — именно они и привыкали к стимулу быстрее и имели оценки интеллекта повыше. Прекрасное предположение, но можно ли его как-то доказать? И гут мы подумали: как хорошо, мыто как раз можем померить внимание на первом году жизни!

Дело в том, что электрические процессы в мозге очень точно отражают внимание.

Основу электрических процессов, которые регистрирует энцефалограмма, составляют ритмы. Альфа-ритм доминирует в состоянии покоя зрительной системы, тета-ритм появляется при эмоциональном возбуждении, мю-ритм характерен для замирания при глубокой концентрации и так далее.

Внимание, как показывают аппаратные исследования мозга, — это довольно сложный, неоднородный процесс. Сначала стимул вызывает повышенный общий уровень нейронального возбуждения, затем это возбуждение должно канализироваться через какой-то регуляторный механизм. Именно эту роль — регулятора, фильтра, отбирающего, по какому каналу информация пойдёт в кору, а какие каналы будут при этом частично выключены как неактуальные для об- работки данного стимула, — и играет таламус.

В частности, если в соматосенсорной коре мы видим хороший мю-ритм, значит, в этот момент глубина зрительного внимания велика, а моторная система отдыхает. Такой же соматосенсорный ритм будет у замершей кошки, которая следит за мышью, у любого животного… и у младенца тоже.

Вот его-то, мю-ритм при зрительном внимании, мы и стали изучать и получили великолепную корреляцию с поведением.

«Эффект бабушки»

Внимание устроено довольно сложно: помимо того, что в таламусе регулируется канал, по которому поступает к коре сенсорный приток, есть и другая регуляция — непосредственно внутри канала. Например, в зрительном канале появляется несколько конкурирующих стимулов. Вам нужен только один из них, другие мозг воспринимает как помеху. Включается селективный механизм выбора мишени внимания, он решает исход конкуренции: какие из стимулов вы будете обрабатывать.

Тут я воспользовалась одним наблюдением, которое мы сделали немного раньше.

Дело в том, что помимо альфа-ритма, который рождается в связи таламуса и коры, у человека, и у младенца тоже, есть ещё тета-ритм. Тета-ритмы впервые описаны как эмоциональные. Но эмоции — дело тонкое, в экспериментальной обстановке их вызвать трудно, если только это не негативные эмоции, а негативные вызывать нельзя из-за этических ограничений. С другой стороны. некоторые умельцы ухитрялись снимать эмоции даже во время полового акта и действительно получали огромный тета-ритм у взрослого человека. Кроме того, такой же ритм был описан у грудного ребёнка, когда ему показали какую-то невероятную новую куклу. Всё это как будто подтверждало связь тета-ритма с аффектом.

Замечательная исследовательница Ольга Виноградова изучала тета-ритм в гипокампе животных (гипокамп связан с памятью). Так вот, тета-ритм оказался наиболее выражен как раз не в коре, а в гипокампе. Проще говоря, когда внимание захвачено одной-единственной мишенью, то в коре появляется тета-ритм.

Интересно, что сам гипокамп при этом находится в заторможенном состоянии, у него работают всего несколько групп нейронов, которые этот ритм навязывают; он не регистрирует никакой новой информации, только демонстрирует, что «линия занята».

«Я занят, отстаньте от меня, у меня одна-единственная мишень, и пока это так, никакого богатого сенсорного притока у меня не будет». Тогда я подумала; почему тета-ритм возникает при эмоциях? Может быть, в норме при эмоциональном возбуждении тета-ритм просто означает предельно сфокусированное внимание? И мы это доказали — на грудных младенцах.

Мы провели очень простой и показательный эксперимент: экспериментатор играла с младенцем в «ку-ку». Она появлялась перед ним: «Привет, ты меня видишь?», «Ты меня ждёшь?» — в этот момент её отгораживал от ребёнка белый экран. В руках у неё был датчик, которым она отмечала периоды появления и исчезновения. а видеокамера регистрировала поведение ребёнка. Гипотеза была такая: если тета-ритм связан с аффектом, то его максимум должен возникать, когда экспериментатор появляется из-за экрана и младенец весь расцветает улыбкой. А если он связан с предельно сконцентрированным, недоступным другим стимулам вниманием, то появляться должен тогда, и только тогда, когда ребёнок ждёт, глядя на совершенно пустое место, на экран. Чем управляется в этот момент внимание восьмимесячного младенца? Внешней стимуляцией? Нет. Его внимание управляется его прогнозом ситуации. У детей до этого возраста — исчезло из виду — и тут же забыто. А восьмимесячный знает, что я появлюсь, его внимание поддерживается и энцефалограф регистрирует безумный тета-ритм. Потом экспериментатор появляется — и тета-ритма нет. Он блокирован внешним стимулом; внутренняя, самим мозгом выбранная мишень, исчезла.

Мы получили ответ на свой вопрос: хорошую, нешуточную корреляцию внимания младенцев с их интеллектом в пятилетием возрасте. Никакого разрыва корреляция не показывает.

Обнаружить физиологический субстрат того, что раньше было доступно психиатрии только и исключительно в поведенческих проявлениях, значит найти потенциальную «мишень для вмешательства»: шанс на коррекцию. На снимках: МЭГ демонстрирует, что мозг ребёнка с аутизмом (внизу) реагирует на неожиданный звук иначе, чем в норме (вверху)

Возвращаясь к вопросу о наследуемых и средовых факторах интеллекта: наши результаты, опубликованные в журнале “Psychophysiology”, содержали в себе ещё одну важную вещь. В отличие от многих других параметров энцефалограммы младенцев, которые очень, просто до неприятного, наследуемы, тета-ритм как раз оказался сильно зависящим от факторов общей среды, то есть той среды, которая была одинаковой для обоих близнецов в паре.

Нам стало интересно, от каких именно. Возможно, внутриутробных? Проверили, вроде нет. Потом моей коллеге Елене Ореховой пришла в голову идея: «А давайте посмотрим, у каких близнецов есть бабушки, а у каких нет. У мамы, если она одна в доме, мало времени на общение с близнецами остаётся, ей всю домашнюю работу надо самой выполнять. Когда в семье есть бабушка — другое дело. В такой семейной ситуации у взрослых больше возможностей поиграть и позаниматься с детьми. Будет ли это деление коррелировать с различиями между детьми в тета-ритме?»