Формирование мозговых механизмов произвольного контроля

Ученые Института развития ребенка исследуют взаимосвязь эмоций и произвольного контроля как основу успешного обучения детей и подростков.

В повседневной жизни мы часто противопоставляем рациональное —подчиненное произвольному контролю и определенным правилам — и эмоциональное поведение, приписывая первому ведущую роль в достижении цели. В научных исследованиях мозговые механизмы произвольной и эмоционально-мотивационной регуляции деятельности человека также долгое время если и не противопоставлялись, то рассматривались изолировано. Однако развитие нейрофизиологии и ее интеграция с психологией и социальными науками привели к необходимости нового подхода к исследованию мозговых механизмов сложных форм поведения человека, который учитывает роль эмоционально-мотивационной регуляции и ее взаимодействие с произвольным контролем в любой активной деятельности. Показано, что активность нейронных сетей в лобной коре мозга, обеспечивающих «рациональную» организацию деятельности, существенно зависит от их взаимодействия с глубинными структурами мозга, которые вместе с корковыми зонами, регулируют все процессы в организме в соответствии с мотивацией и эмоциональным состоянием субъекта. А мотивационные побуждения и возникающие в соответствии с ними эмоциональные состояния, в свою очередь, во многом определяются взаимодействием человека с другими людьми. Таким образом, изучая нейрональные механизмы взаимодействия произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции, мы приближаемся к пониманию биосоциальной природы поведения человека.

В 2025 году по поручению Министерства просвещения Российской Федерации ФГБНУ «Институт развития, здоровья и адаптации ребенка» осуществляет реализацию научно-исследовательской работы по теме: «Формирование мозговых механизмов произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции познавательной деятельности у детей и подростков как основы успешного обучения в школе».

Исследования проблемы взаимодействия мозговых механизмов произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции познавательной деятельности у детей и подростков представляются весьма актуальными для развития системы образования. Необходимость новых знаний о закономерностях развития и взаимодействия «рациональных» и «эмоциональных» аспектов регуляции познавательной деятельности у детей связана с тем, что систематическое обучение не может быть успешным без двух главных условий — мотивации к учебной деятельности и определенного уровня развития способностей к усвоению инструкций и правил, организации последовательности действий, формированию собственной стратегии достижения цели — процессов, объединяемых в нейронауке и психологии термином «управляющие функции». Оба эти условия реализуются при постоянном взаимодействии ребенка и взрослого, которое, в свою очередь, тесно связано с процессами эмоциональной регуляции.

«Исследования в области возрастной физиологии, в том числе нейрофизиологии когнитивного развития, которые в течение более 60 лет проводятся в Институте, показали, что наиболее важные для процесса обучения изменения процессов произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции происходят в критические периоды развития — при переходе от предшкольного к младшему школьному возрасту (6-8 лет) и в подростковом возрасте. Это связано с существенными преобразованиями как биологических, так и социальных факторов развития на этих этапах онтогенеза. Дополнительную актуальность проекту придают современные условия обучения, которые требуют значительных усилий в выделении важного в лавинообразно нарастающем информационном потоке и сопровождаются серьезными преобразованиями социального взаимодействия, когда «живое» общение часто заменяется дистанционным или процесс обучения вовсе происходит без непосредственного участия взрослого. Учитывая значимость взаимодействия процессов произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции при переходе от предшкольного к младшему школьному возрасту и в подростковом возрасте для успешного обучения и социальной адаптации, именно эти возрастные периоды были выбраны в качестве основных при планировании исследований по данному проекту», — рассказала Регина Ильинична Мачинская, руководитель проекта, заведующая лабораторией нейрофизиологии когнитивного развития ФГБНУ «Институт развития, здоровья и адаптации ребенка», член-корреспондент РАО.

Научно-исследовательская работа по теме «Формирование мозговых механизмов произвольного контроля и эмоционально-мотивационной регуляции познавательной деятельности у детей и подростков как основы успешного обучения в школе» предусматривает решение нескольких исследовательских задач, среди которых:

• исследование мозговых механизмов восприятия социально-значимой эмоциональной информации и их связи с формированием функций произвольного контроля у детей 6-8 лет;
• исследование влияния эмоциональной окраски информации на процессы произвольного контроля при решении когнитивных задач у детей 6-8 лет;
• исследование мозговых механизмов удержания эмоционально-значимой, в том числе социальной, информации в рабочей памяти у подростков;
• исследование влияния направленности мотивации на процессы избирательного внимания у подростков;
• исследование влияния социальной и игровой мотивации на процесс принятия решений у подростков;
• исследование вегетативной и гормональной регуляции восприятия эмоционально-значимой информации у детей 6-8 лет и подростков.

Все исследования предполагают регистрацию и анализ электрической активности мозга — электроэнцефалограммы (ЭЭГ), а также параметров, отражающих эффективность выполнения заданий детьми и подростками в специально созданных экспериментальных условиях, в которых контролируются изучаемые факторы, например, эмоциональная значимость информации или мотивации.

Все эксперименты предполагают автоматизированное предъявление заданий и фиксацию первичных данных в памяти компьютера с последующей математической обработкой результатов каждого участника, а затем статистическим анализом результатов в соответствии с исследовательским вопросом.

Математический анализ электрических сигналов от большого количества датчиков (128) при записи ЭЭГ позволяет анализировать изменения активности отдельных зон коры и характера их взаимодействия в зависимости от экспериментальных условий.

Кроме это многие экспериментальные задачи помимо компьютерного тестирования с записью ЭЭГ включают качественный экспертный нейропсихологический анализ индивидуальных характеристик эффективности высших психических функций и экспертный визуальный анализ индивидуальных особенностей функционального состояния коры и глубинных структур мозга у детей и подростков. Такой междисциплинарный подход позволяет выделить наиболее существенные для реализации когнитивной деятельности нейрональные процессы.

«Первые исследования по проекту показали, что дети 6-8 лет достаточно хорошо распознают эмоции других, особенно первоклассники, и соотносят их с различными социальными ситуациями, что может рассматриваться как предпосылка успешной адаптации детей этого возраста к школе. Вместе с тем, судя по тому, что эмоции радости в социальных ситуациях распознаются лучше других, для успешной социальной адаптации первоклассников необходим положительный эмоциональный фон общения со взрослыми и сверстниками. Другой важной особенностью этого возраста является связь между пониманием эмоционального состояния других людей в ситуациях общения и сформированностью различных компонентов произвольного контроля. Эти данные представляют интерес с точки зрения разработки новых психологических и педагогических технологий, направленных на развитие произвольной регуляции деятельности в ситуациях социального взаимодействия ребенка со взрослым и детей между собой в процессе обучения. Такие технологии, учитывающие возрастные особенности детей могут способствовать их успешной адаптации к началу систематического обучения в школе» — отмечает Регина Ильинична Мачинская.

Исследования с участием подростков также позволили получить предварительные результаты, свидетельствующие о роли направленности мотивации в функционировании нейрональных механизмов внимания: показано, что мотивация достижения (но не мотивация избегания) влияет на мозговую организацию длительного удержания внимания и избирательного тормозного контроля у подростков, вызывая повышение уровня активации коры при восприятии значимых для решения когнитивной задачи сигналов.

Важный практический вывод, который можно сделать уже по предварительным результатам исследования: при организации учебного процесса в подростковом возрасте необходимо создавать условия для максимальной реализации индивидуальных возможностей каждого ученика и удовлетворения его потребностей в достижении положительного результата его активности, будь то учебная или общественная деятельность.

Источник: ФГБНУ «Институт развития, здоровья и адаптации ребенка»