Наталья Горюнова - Когнитивный ресурс. Структура, динамика, развитие

Когнитивная психофизиология представлена в основном единичными исследованиями, в которых когнитивные способности изучаются с помощью психофизиологических методов. Введение нового конструкта предполагает использование множества внешних критериев его верификации, в том числе и психофизиологических. Определение способностей через свойства функциональных систем, реализующих психологические функции, согласуется с системными представлениями о функциональной организации мозга (Шадриков, 2001). Обращение к анализу характеристик нейрофизиологического уровня опирается на допущение, что некоторые особенности работы головного мозга составляют физиологическую основу проявления способностей. Обобщенной характеристикой индивидуальных свойств нейрофизиологического уровня считается суммарная биоэлектрическая активность мозга – электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Кроме этого в психофизиологии существуют более тонкие методы анализа электрической активности мозга – связанные с событиями потенциалы (ССП) или вызванные потенциалы (ВП).

Анализ ЭЭГ как неинвазивный метод исследования нейрофизиологических особенностей получил достаточно широкое распространение. Спектральный анализ ЭЭГ используется в генетических, клинических, психофизиологических исследованиях и предполагает анализ более сложных компонентов ЭЭГ, в частности суммарных энергий и спектральных плотностей [2] Суммарная энергия частотного диапазона ЭЭГ представляет собой абсолютную амплитуду ритма данного диапазона. Спектральные плотности мощности спектров отдельных диапазонов – величины, нормированные относительно мощности спектра всего диапазона частот. отдельных ритмов. ЭЭГ – сложная комплексная характеристика деятельности мозга, обладающая достаточно высокой индивидуальной стабильностью: ретестовая надежность результатов достаточно высока (0,5–0,8) (Pollock et al., 1991; Salinsky et al., 1991; Stassen et al., 1987). Дисперсия межиндивидуальной вариативности паттернов ЭЭГ значительно перекрывает внутрииндивидуальные флуктуации, связанные с колебаниями функционального состояния (Анохин, 1987). В генетических исследованиях (Van Baal, 1997; Van Beijsterveldt et al., 1996) показано значительное влияние генетических факторов на индивидуальные различия в спектральных характеристиках ЭЭГ, увеличивающихся с возрастом.

Совершенствование электрофизиологических методов регистрации активности мозга привело к возникновению новых направлений, связанных с нейрофизиологической интерпретацией и количественной оценкой психических процессов. Исследования электрических потенциалов головного мозга породили большое число работ, в которых были установлены корреляционные связи между различными параметрами ЭЭГ человека и такими процессами и явлениями, как память, восприятие, различные виды интеллектуальной деятельности, моторика, личностные характеристики и др. Существуют данные о связи параметров ЭЭГ с интеллектом (Лебедев, 1997; Горюнова, Лебедев, 2002; Маркина, Пашина, Руманова, 2000; Giannitrapani, 1985; Rugg et al., 1982), дислексией (Dodd et al., 1980), нарушением способности к обучению (John et al., 1980), темпераментом (Разумникова, 2001; Русалов и др., 1993; Gale, 1983). При исследовании простых психических процессов два параметра ЭЭГ, частотная рефрактерность (константа Ливанова) и частота альфа-ритма (константа Бергера), вошли в ряд простых алгебраических уравнений, определяющих время реакции, объем оперативной памяти, быстродействие зрительного и мнемического поиска (Бовин, 1982; Князева и др., 2001). Это позволяет нам предположить, что в ЭЭГ проявляются устойчивые особенности функционирования мозга, которые, возможно, являются основой формирования индивидуальных различий и в когнитивных способностях.

В концепции Г. Айзенка интеллект рассматривается как нейрофизиологическое свойство или скорость переработки информации нервной системой индивида. Основными аргументами в пользу предположений автора были положительные корреляции между результатами тестирования «скоростного интеллекта» и электрофизиологическими показателями. По мнению Айзенка, можно говорить о разных типах интеллекта: биологическом, психометрическом, социальном (Айзенк, 1995). «Биологический интеллект» характеризуется особенностями функционирования структур головного мозга, отвечающих за познавательную активность, и проявляется в физиологических параметрах: ЭЭГ, усредненных вызванных потенциалах (УВП), КГР, ВР и т. д. «Психометрический интеллект» измеряется тестами интеллекта, а «социальный интеллект» определяется как способность индивида использовать «психометрический интеллект» в целях адаптации к требованиям общества. Айзенк допускал, что за общим фактором интеллекта скрываются общие свойства нервной системы, возможно, врожденные темпераментальные характеристики (Eysenck, 1985, 1986).

В работах А. Н. Лебедева (Лебедев, 1990, 1993, 1997; Lebedev et al., 1995) изучалась взаимосвязь параметров ЭЭГ с когнитивными возможностями индивида. Автор связывает характеристики объема и скоростных границ кратковременной памяти с особенностями нейронных процессов, проявляющихся в электрофизиологических показателях. В основе нейрофизиологической модели Лебедева лежит представление о фазово-частотном механизме кодирования и хранения образов в памяти. В качестве основных параметров выделяются частота альфа-ритма и время максимальной рефрактерной задержки. По мнению автора, скорость переработки информации человеком определяется индивидуальной величиной этих показателей.

Одной из важных характеристик нейронных процессов Лебедев считает «пространственную синхронизацию биопотенциалов» мозга – понятие, впервые введенное М. Н. Ливановым (Ливанов, 1989). Согласно теоретическим построениям Лебедева, воспринимаемая информация фиксируется и хранится в памяти в виде устойчивых комбинаций из разных фаз когерентных незатухающих волн нейронной активности, возникающих в различных областях мозга (Лебедев, 1985).

Когерентная активность совокупности нейронов создает пакет волн, хранящий информацию об одном образе или какой-то его части. Под образом понимается порция сведений о предмете, событии, процессе; это может быть программа действий или элемент данной программы. Один и тот же образ может быть многократно закодирован волновыми пакетами в разных диапазонах частот ЭЭГ. Вследствие интерференции колебаний с малоразличающимися периодами происходит сцепление сходных фаз разночастотных волн, что проявляется в периодическом доминировании волновых узоров, кодирующих какой-либо образ. Согласно Лебедеву, в каждый момент времени может активизироваться только часть из всей совокупности образов памяти. Величина задержки опознания предъявляемого образа зависит от разнообразия воспринимаемых сигналов и величины их набора (там же).