Этот сайт поддерживает версию для незрячих и слабовидящих

132

Нейроконструктивизм — новая парадигма возрастной психофизиологии?

Т. М. Марютина

доктор психологических наук, профессор, зав. кафедрой дифференциальной психологии
и психофизиологии института психологии им. Л. С. Выготского, РГГУ,
сотрудник ГБОУ ВПО МГППУ, Москва, Россия,
t.m.mariutina@rambler.ru

В статье описывается новая теоретико-экспериментальная парадигма, характеризующая биологические условия и механизмы когнитивного развития, — нейроконструктивизм, перечисляются предпосылки её возникновения, кратко излагается содержание, дается анализ основных понятий. Подчеркивается её междисциплинарный характер, широкий охват современных подходов к развитию в диапазоне от эпигенеза до социальной детерминации. Рассматривается целесообразность её применения для оценки нарушений психического развития.

Ключевые слова: вероятностный эпигенез, пластичность, зависимость от опыта, телесность, нейроконструктивизм, ментальная репрезентация, траектория развития.

Введение

В настоящее время все большее значение приобретает междисциплинарный подход к проблеме психического развития, предполагающий интеграцию психологии развития, возрастной физиологии, генетики. На смену теориям конкуренции двух источников влияния на развитие (природы и воспитания), пришли новые теории, концепции и модели. Их смысл состоит в утверждении взаимодействия генетических и средовых факторов как обязательного условия полноценного созревания и психического развития человека. Эти идеи получили свое частичное воплощение в модели вероятностного эпигенеза и продолжают дальнейшее развитие в парадигме нейрокон-структивизма (далее НК).

Цель статьи — кратко охарактеризовать научный контекст, на фоне которого возникла парадигма НК, проанализировать основные понятия и содержание НК, оценить целесообразность использования НК при изучении когнитивного развития в норме и патологии.

Эпигенез: эволюция представлений

Один из источников НК — представление о вероятностном эпигенезе [8]. Первоначально определение эпигенеза было непосредственно связано с идеями преформизма и генетической предопределенностью процесса развития. Взгляд на структурно-функциональное созревание как на процесс, имеющий лишь одно направление (от генов к функциям)

133

предполагает, что функциональная активность и опыт, приобретаемый в ходе развития, не оказывают обратного влияния на созревание структур и активность генов. Вектор влияний в предопределяемом эпигенезе выглядит таким образом:

генетическая активность ---> структурное созревание --> функция, активность, опыт (ДНК --->РНК --->белок)

Согласно идее вероятностного эпигенеза (probabilistic epigenesis), процессы созревания и развития находятся в прямой зависимости от условий внешней среды и приобретаемого опыта. Схематически вероятностный эпигенез отличается от предопределяемого возможностью двунаправленного взаимодействия:

генетическая активность <---> структурное созревание <---> функция, активность, опыт (ДНК <--->РНК <---> белок)

Согласно этому варианту интерпретации эпигенеза, реализация генотипа регулируется сигналами из внешней и внутренней среды. Вместо жесткого однонаправленного влияния развитие подвержено разнонаправленному многостороннему взаимодействию между активностью генов, активностью нейронов, поведением и средой. Содержательно Г. Готлиб определяет вероятностный эпигенез как индивидуальное развитие, которое характеризуется увеличением сложности организации [8]. Последнее подразумевает появление новых структурных и функциональных свойств и возможностей на всех уровнях анализа (молекулярном, клеточном, организменном).

Новые представления о взаимодействии биологических и социокультурных влияний в развитии психических функций и в первую очередь интеллекта содержатся в концепции конструктивного эпигенеза [6].

В этом контексте развитие рассматривается как самоорганизация интегральных систем, включающих субсистемы разных уровней: генетического, нейрофизиологического, когнитивного и социокультурного. При этом акцент делается на взаимодействии перечисленных субсистем. Согласно концепции, последовательность эпигенетических перемен, наблюдаемых и в физическом, и психическом развитии нельзя объяснить линейными причинно-следственными связями, независимо от того, какие компоненты включены в образование этих связей (генетические факторы, средовые события или те и другие совместно). При этом ведущая роль в появлении качественно новых структур и функций в ходе развития принадлежит самоорганизующейся активности.

В таком изложении идея конструктивного эпигенеза носит преимущественно гипотетический характер, но она хорошо согласуется с концепцией вероятностного эпигенеза, дополняя последнюю фактором собственной активности развивающегося субъекта.

Нейропластичность и зависимость от опыта

Известно, что основная часть генома определяет так называемую «консервативную» наследственность — фонд неизменных видоспецифических признаков, благодаря которому все представители

134

одного вида похожи друг на друга. Наряду с этим существует генетический полиморфизм — небольшая часть генов представлена многообразием форм (аллелей), которое создает генетически предопределенную изменчивость в пределах вида. Эти составляющие генома по-разному реагируют на воздействия внешней среды.

В 80-е годы ХХ века были выделены два типа образований нервной системы, различающихся по своему отношению к внешним воздействиям [9]. Они были определены как образования «ожидающие опыта»(experience expectant) и «зависящие от опыта» (experience-dependent). Ожидание опыта в норме допускает очень ограниченные изменения, вызванные средой. Применительно к этим структурам и функциям опыт выступает в основном в роли своеобразного триггера, включающего их действие. Примером здесь может служить первый самостоятельный вздох новорожденного. Такое воздействие включено в реализацию нормативного видоспецифического развития и контролируется консервативной наследственностью. Нарушение этого условия приводит к патологии развития, а в некоторых случаях к гибели ребенка.

Напротив, структуры и функции, зависящие от опыта, в своём развитии нуждаются в продолжительных внешних воздействиях, например развитие и усвоение речи. Предположительно именно с этим направлением созревания и развития связана полиморфная часть генома. Способность накапливать индивидуальный опыт и изменяться под его воздействием — характерный признак и особенность развития структур и функций этого типа. Такой тип развития обеспечивает формирование приобретаемых в онтогенезе условных рефлексов, функциональных систем и других возможностей обучения.

Зависимость от опыта как вариант развития тесно связана с феноменом пластичности и/или нейропластичности. В широком плане пластичность рассматривается как изменения структурно-функциональной и метаболической организации нервной системы, обеспечивающие возможность продолжения эффекта после окончания действия стимула, либо сохранения эффекта в виде следа, а также модуляции эффекта при повторных воздействиях. Нейропластичность представляет собой совокупность различных процессов реорганизации синаптических связей, направленных на оптимизацию функционирования нейронных сетей [1; 7; 14; 20]. Нейропластичность играет решающую роль в раннем онтогенезе при установлении новых синаптических связей, возникающих при обучении, а также при поддержании функционирования уже сформированных нейронных сетей [7; 19]. Наряду с этим, клиницисты выделяю как автономный другой аспект исследования нейропластичности. Он связан с изучением возможностей восстановления утраченных функций после повреждения структур нервной системы [1; 14].

До недавнего времени предполагалось, что пластичность и зависимость от опыта нервной системы ограничиваются продолжительностью сензитивного периода, по завершении которого нейропластичность существенно снижается и вместе с ней снижается зависимость от опыта. Однако исследования последних лет показывают, что нервная системы сохраняет способность изменяться под влиянием опыта на протяжении всего

135

жизненного цикла, во-первых, и способна восстанавливать свои функции после повреждения (например, после инсульта), во-вторых [1; 7; 13; 14].

Телесность как фактор познания

По современным представлениям телесность как способность адекватно воспринимать свое тело и управлять его функциями вносит существенный вклад в познавательную деятельность человека. Это направление получило в английском оригинале название «embodiment» или «embodied cognition» [2; 4; 10]. В качестве русскоязычного эквивалента используется термин «воплощенное познание» или «укорененное познание» [2]. Помимо этого, употребляются и другие термины, описывающие функционирование познания с опорой на свойства тела, а также особенности окружающей его среды. Так при анализе парадигмы НК существенным является положение о так называемом «ситуативном или контекстно-обусловленном познании» (embedded cognition), которое предполагает, что эффективность функционирование психики зависит от ситуации или текущего контекста [2; 10].

Обозначенная область исследований к настоящему времени занимает видное место в когнитивной науке, но её полный обзор не входит в задачу статьи. Следует только обратить внимание на несколько позиций, важных для понимания источников парадигмы НК [4; 10; 22]. В первую очередь, это придание особой значимости сенсомоторному интеллекту.

Известно, что в основе большинства психических функций лежит сенсомоторный интеллект, который реализуется и в определенной степени ограничивается на каждом возрастном этапе специфическими особенностями телесного строения. Во-вторых, познание, опирающееся на телесность, тесно связано с понятием среды. Среда представляет собой физическое и ментальное пространство, с одной стороны ограничивающее познание в силу особенностей телесной конституции, а с другой — в силу того же фактора создающее возможности для познания (в полном соответствии с широко признанным экологическим подходом Дж. Гибсона).

Наконец, исследование познания в контексте телесности возвращает в анализ фактор времени, который был практически элиминирован в традиционных моделях когнитивной психологии. Время выступает как важный фактор организации познания и поведения в реальной жизнедеятельности человека. Допускается, что эти свойства познания генетически и функционально укоренены в особенностях строения человеческого тела и в практических предметных действиях человека [4; 10].

Конструктивизм и нейроконструктивизм

Изложенные выше представления вплотную подвели исследователей к переоценке роли собственной активности человека в формировании субстрата когнитивного функционирования. В 2003 г. появилась статья С. Сегаловица [18], в которой была дана интерпретация понятия конструктивизм в контексте нейро-науки. Согласно этому толкованию, ребенок сам направляет собственное развитие, конструируя свой ментальный

136

опыт и его нейрофизиологические основы. Сегаловиц выделил три положения, составляющих основу такого конструктивизма: (1) опыт, приобретаемый ребенком, влияет на выбор траектории созревания мозга; (2) период, в течение которого мозг зависит от приобретаемого опыта, охватывает весь онтогенез от рождения до смерти; (3) осознанный человеком выбор элементов опыта даёт возможность направлять развитие своей нервной системы.

Несмотря на значимость заявленного контекста, эта небольшая статья не получила отклика. Однако уже в 2007 г. появилась коллективная монография группы британских исследователей под названием «Нейроконструктивизм» [16]. НК — система представлений, ставящая своей целью интегрировать все имеющиеся в психологии и нейронауке представления о когнитивном развитии в единое целое, связав преобразования, происходящие на разных этапах онтогенеза, в непрерывную траекторию развития [15; 16; 17; 21].

По утверждению авторов НК базируется на интеграции разных подходов к изучению созревания мозга и когнитивного развития. К их числу относятся концепции: (1) вероятностного эпигенеза; (2) зависимости нейронного субстрата от опыта; (3) интерактивной специализации в развитии регионов мозга [11]; (4) познания, основывающегося на телесности; (5) классического конструктивизма Ж. Пиаже; (6) вычислительного моделирования, представляющего формализованные описания процесса обработки информации; (7) ведущей роли социального окружения в развитии ребенка.

Основное содержание теории фокусируется на факторах, которые влияют на появление ментальных репрезентаций в постнатальном развитии. Репрезентации в этом контексте определяются как паттерны нейронной активации в мозге, которые вносят свой вклад в обеспечение адаптивного поведения в окружающей среде [15]. Сущность развития в контексте НК — прогрессивное увеличение сложности репрезентаций с последующим возникновением новых компетенций, развивающихся на базе старых, более простых.

Проникновение в суть когнитивного развития требует объяснения того, как формируется нейронный субстрат, обеспечивающий функционирование ментальных репрезентаций. Согласно положениям НК, развитие этих нейронных систем ограничивается рядом факторов внешнего и внутреннего происхождения. Таким образом, траектория когнитивного развития реализуется в результате действия и взаимодействия так называемых «ограничителей» (constraints), контролирующих динамику процессов созревания. Эти ограничители существуют и действуют на разных уровнях, начиная от генотипа и отдельных нейронов вплоть до физического и социального окружения растущего ребенка. Например, в младенчестве в качестве одного из ограничителей выступают такие телесные особенности, как незрелость перцептивных систем и опорно-двигательного аппарата. Эти факторы сужают круг возможностей ребенка в разных вариантах познавательной активности. Социальные влияния также сопряжены с различными видами ограничителей, начиная с младенчества Известно, что новорожденные могут различать речевые сигналы почти всех существующих языков, но после шести месяцев пребывания в

137

определенной среде эта способность ослабевает.

Идея рассматривать ограничение как фактор, направляющий траекторию развития, не нова. Еще в середине ХХ века британским биологом К. Г. Уоддингтоном (Waddington, 1957) был введен прочно утвердившийся в науке принцип эпигенетического ландшафта. Последний представляется как местность, изрезанная долинами и оврагами, которые берут начало на вершине и расходятся от неё в разные стороны. В начале развития любой развивающийся организм находится на вершине. В ходе последовательных делений (стадий развития) организм, спускаясь, с вершины, попадает в то или иное углубление. В точках пересечения углублений организм делает выбор, куда двигаться дальше. После выбора дальнейшие потенции к развитию ограничиваются. Постепенное ограничение потенций организма к развитию получило название «канализации».

В рамках НК понимание природы ограничителей нейронного созревания является центральным положением в объяснении когнитивного развития. Согласно положениям НК можно идентифицировать общие принципы действия ограничителей на всех уровнях формирования репрезентаций (Рис. 1). Основной принцип — зависимость от контекста, т. е. окружения (context dependence). Репрезентации не возникают и не функционируют в изоляции. Они формируются в контексте, который определяется взаимодействием между событиями на молекулярном, нейронном, телесном и социальном уровнях. Ограничения, задаваемые контекстом, включают три механизма: кооперацию, конкуренцию и пространственно-временную организацию.

Эти три механизма могут по-разному воплощаться и принимать разные формы в зависимости от уровня анализа, но, взятые вместе, они обеспечивают два основных процесса и результата развития: проактивность и возрастающую специализацию репрезентаций. Проактивность — понятие, отражающее внутренне генерируемую активность в развитии функции, т. е. собственную активность формирующегося элемента (аналог конструктивизма). Возрастающая специализация означает прогрессирующее ограничение возможностей в результате приобретения большей специфичности и меньшей пластичности (аналог канализации). Итоговым результатом действия этих механизмов является парциальная (частичная) репрезентация. Нейронные репрезентации являются частичными, потому что они носят фрагментарный и динамический характер, отражая текущее состояние объекта по принципу «здесь и сейчас».

Важной составной частью парадигмы НК является выделение и описание пяти уровней формирования репрезентации, которые рассматриваются как «ступени развития», с присущими каждому уровню особенностями ограничителей. Варианты реализации зависимости от ограничений — конкуренция, кооперация, пространственно-временная организация действуют на каждом из пяти уровней. Особенностью взаимосвязи ограничителей, действующих на разных уровнях, является допущение их обязательной согласованности и преемственности влияний при переходе с одного уровня на другой.

Иными словами, эти уровни и действующие на этих уровнях ограничители объединяют общие моменты: включенность

Адрес страницы: https://psychlib.ru/mgppu/periodica/SZP042014/szp-1321.htm