Данилова Н.Н. Психофизиология

Подождите немного. Документ загружается.

20мкВ

Рис. 62. Подавляющий эффект шумового дистрактора на

волну ожидания (справа). Вверху — у здорового субъекта,

внизу — у пациента с депрессией. Стрелками показано время

предъявления стимулов. Первый стимул в каждой паре —

щелчок (предупреждающий стимул), второй — импера-

тивный (вспышки света, которые отключаются при реакции

на него (нажим на кнопку). Видно полное устранение волны

ожидания в условиях отвлечения внимания у пациента (по С.

МсСаПит, 1967).

ствие — к онкологическим заболеваниям, иммунодефициту,

инфекционным болезням и др.

1 С увеличением личностной тревожности произвольное

внимание ухудшается. Его можно тестировать на ЭЭГ по

волне ожидания или условному негативному отклонению

(УНО). В ситуации, когда за предупреждающим стимулом

через несколько секунд следует императивный, при

появлении которого следует нажимать на кнопку, перед

императивным стимулом возникает медленное нараста-

/Л7ТТ."1\ Г- ^

ил

\Л?Т

ние негативного потенциала (УНО). Его величина с

привлечением внимания к стимулу и мотивированностью

субъекта растет. Отвлекающие стимулы — дистракторы —

уменьшают ее. На амплитуду УНО сильно влияют и

некоторые другие качества субъекта: она меньше у

нестабильных интровертов по сравнению со стабильными

экстравертами^ (\Уегге Р.Е., 1985), На рис. 62 показано

влияние тревожности на амплитуду УНО. Видно, что под

влиянием отвлекающего шума у здорового человека

амплитуда потенциала ожидания уменьшается незначительно,

тогда как у пациента с невротической тревожностью она

полностью уничтожается шумовым дистрактором.

Подавление, отсутствие УНО на ожидаемый стимул

коррелирует с неспособностью таких пациентов контролиро-

вать свое внимание.

'^Важность мониторинга функционального состояния

учащихся для оптимизации обучения вытекает из роли и

места мозговых механизмов, регулирующих состояния, в

психической деятельности. \

326

Обычно под функциональным состоянием

понимают тот уровень активации мозговых

структур, на котором и протекает конкретная

психическая деятельность человека, в том числе и

обуче-ниеЗДанилова Н.Н„ 1992).

Отношения между уровнем активации мозга и

эффективностью выполнения различных действий,

операций, навыков, так же как и результатов

обучения, неоднократно исследовались как в опытах

с человеком, так и в экспериментах на животных.\

3ависи-мость эффективности деятельности от

уровня активации описывается куполообразной

кривой, показывающей, что наиболее высокие

результаты достигаются не при самой высокой

активации нервной системы, а при более низкой,

получившей название оптимального

функционального состояния. \0но наиболее

адекватно отвечает тем требованиям, которые

предъявляет содержание решаемой задачи к

энергетическому обеспечению мозговых структур.

Сдвиг ФС в сторону от оптимального независимо от

его направленности сопровождается снижением

результативности как психических, так и

физических действий.

(Диапазон изменений состояний бодрствующего

человека чрезвычайно широк. Его границы

представлены состоянием дремоты,

сопровождающейся потерей интереса и внимания, с

одной стороны, и чрезмерным возбуждением и

напряженностью, которые обычно наблюдаются в

состоянии стресса, — с другой. Самые низкие

результаты деятельности человека — наибольшее

число ошибок, снижение скорости реагирования,

большое количество брака в работе — обычно

связаны с этими крайними состояниями бодр-

ствования.

ФС зависит от многих факторов: от содержания

решаемой задачи, степени ее трудности, а также

заинтересованности человека в ее успешном

решении, от силы и характера получаемого под-

крепления в виде награды или наказания и

индивидуальных особенностей субъекта. Сила или

слабость нервных процессов, индивидуальная

устойчивость к стрессу или тревожность, нейротизм,

интроверсия или экстраверсия являются факторами,

которые вносят свой вклад в уровень

функционального состояния.^

1_ Оптимальное функциональное состояние

меняется со сложностью задачи и уровнем

мотивации^ Это положение получило подтверждение

в исследованиях Роберта Йеркса и Джона Додсона

сначала в опытах на мышах и шимпанзе. У животных

они вырабатывали дифференцировку на различение

темного входа в лабиринт от светлого. Правильный

выбор входа в лабиринт позволял мыши добраться

до гнезда, где ее ожидало положительное под-

крепление — мышь противоположного пола. В

случае ошибок

327

О 100 200 300 400 500

Сила электроудара

Рис. 63. Влияние трудности задачи и силы наказания на

результаты обучения у мышей по материалам исследований

Йсркса и Додсона.

1 — трудные, 2 — средние, 3 — легкие задачи по выработке

дифференцировок (различение темного и светлого). Сила

электроудара дана в условных единицах.

применялось наказание — удар током через проволочный

пол. Сила наказания варьировала. В разных сериях

вырабатывались диффе-ренцировки различной степени

сложности. На рис. 63 схематично представлены результаты

таких исследований. Видно, что скорость обучения,

измеряемая как обратная величина числу проб, необходимых

для выработки устойчивого навыка, зависит не только от

сложности задачи, но и от силы наказания (током). Слабый

ток является оптимальным наказанием для выработки

трудной диф-ференцировки. При формировании легкой

дифференцировки оптимальный уровень наказания выше.

Сегодня эта закономерность известна как закон Йеркса —

Додсона. Позже подтверждение этому закону было получено

и в исследованиях на людях (призывниках на военную

службу).

1^П сложение о значимости ФС для процесса обучения в

условиях школы впервые было проверено в 1988—1989 гг.

канадским психофизиологом из Монреаля К. Мангиной (С.

Мапета), предпринявшим попытку оптимизировать обучение

за счет ведения его в коридоре оптимального состояния. Он

доказал, что, управляя ФС учащегося, можно существенно

повысить эффективность обучения даже у детей с задержкой

развития^

К. Мангина разработал методику (тест Мангины),

позволявшую развивать у ребенка специфические

аналитические способности, что поднимало успеваемость по

математике и чтению. Методика включала проведение 60

\о

га

о а

о.

0 200

тренировочных серий, во время которых ребенок учился

различать простые фигуры на фоне более

328

сложных, ориентируясь на их различные признаки

— величину, размер, направление,

пространственную ориентацию.

Во время выполнения заданий билатерально (с

пальцев правой и левой рук ученика)

регистрировали кожную проводимость по

постоянному току (метод Фере), которая является

одним из показателей активации организма.

Предварительно у успевающих учеников были

измерены пределы колебаний кожной проводимости

во время занятий в классе. Им оказался коридор

колебаний кожной проводимости от 6,5 до 8,5

микросименсов (единиц проводимости), который и

был принят за коридор оптимального фун-

кционального состояния.

По результатам исследований, выполненных в

лаборатории К. Мангины более чем на 2000 детей и

подростков, активация у неуспевающих детей, как

правило, выходила за пределы установленного

коридора оптимального функционального состояния

успевающих учеников или была неустойчивой. Если

же во время выполнения теста Мангины ФС

отстающего ученика удерживали в пределах

коридора оптимальной активации, контролируя его

по реакциям обеих рук, это способствовало более

быстрому формированию специфических навыков у

детей с задержкой развития. В итоге это приводило к

лучшему усвоению ими школьной программы,

повышению успеваемости, что подтвердилось и

более высокими оценками.

Чтобы удержать уровень активации ребенка в

рамках заданного коридора, экспериментатор

прибегал к различного рода воздействиям,

возбуждающим или успокаивающим ребенка. Для

этого им использовались подача звуковых тонов на

правое или левое ухо в зависимости от асимметрии

показателей кожной проводимости;

вспышки света; инструкции — встать, сесть,

подпрыгнуть или сфокусировать внимание на

частоте своего дыхания.

[Встает вопрос: насколько необходима

неспецифическая активация, создаваемая

модулирующей системой, для нормальной пси-

хической'деятельности и поведения? Исследования

показывают, что любые нарушения в модулирующей

системе ведут к дезорганизации поведения, как

врожденного, так и приобретенного за время жизни.'

У крыс с разрушениями модулирующей системы

(восходящих дофаминергических путей)',

создающими дефицит дофамина, полностью

нарушаются все виды поведения. Они перестают

пить, есть. Однако болевое раздражение у таких

животных

' По дофаминергическим путям информация

передается с помощью дофамина (ДА) — одного из

медиаторов. От ДА зависит актуализация

моторных программ врожденного поведения и

приобретенных навыков.

329

может восстановить пищевое, половое и материнское

поведение. Кроме того, такая крыса может плавать только в

холодной воде, а в теплой воде она тонет, не делая никаких

ПОПЬЕТОК к спасению. Холодная вода и болевое раздражение

компенсируют дефицит до-фамина. Если такому животному

ввести апоморфин (стимулятор рецепторов дофамина),

утраченные функции также восстанавливаются.

Таким образом,.-.сохранность нервных связей,

определяющих программу конкретного поведения, еще не

гарантирует ее реализацию- Необходимо подключение

модулирующей системы мозга, в частности, использующей

дофаминергический механизм регуляции, который создает

биохимическую основу двигательной активности^

Обнаружен также специальный механизм, который

автоматически подстраивает функциональное состояние под

требования решаемой задачи. В опытах Б.И. Котляра (1986)

показано, что уже _сама процедура обучения (выработка

условного рефлекса) увеличивает активацию нейронов,

вовлеченных в процесс обучения.'',У кролика вырабатывались

условные рефлексы при сочетании звукового стимула с

электрокожным раздражением. Примерно 40% нейронов

гиппокампа научались отвечать на условный звуковой сигнал

реакцией, которая ранее вызывалась лишь электрокожным

раздражением. При этом появление условного рефлекса

зависело от наличия определенного уровня тонической

фоновой активности нейрона, которая постепенно росла в

процессе формирования условного рефлекса. Ее снижение

непременно сопровождалось выпадением условного ответа.

Таким образом, обучение сопровождается появлением

особого состояния мозга, обеспечивающего формирование

синаптических контактов, в которых кодируется новая

программа действий.[Регуляция функционального состояния

— непременная составляющая психической деятельности и

поведения, которые вместе образуют единое целое^?

Современная система обучения выдвигает новые

требования к обучающим компьютерным программам.

[Дрограммы нового поколения должны включать систему

психофизиологической оценки мотивированности,

включенности учащегося в познавательную деятельность^ Это

предполагает измерение и контроль за интенсивностью

исследовательской деятельности и индивидуальным

функциональным состоянием учащегося по

психофизиологическим показателям.

^Гакие обучающие программы должны управлять

процессом обучения не только по результатам приобретенных

знаний, но и по параметрам контроля за функциональным

состоянием.^Необ-

330 ~"

ходимость автоматизированного контроля за ФС

учащегося в процессе обучения вытекает из роли и места

ФС в составе психической деятельности.

Соединение психофизиологии с

компьютеризованным обучением открывает новые

перспективы для индивидуального образования.

Предполагается, что контроль за обучением

осуществляется с помощью двух контуров с обратными

связями. Первый строится на основе изучения структуры

приобретенных знаний методом многомерного

шкалирования. Второй служит для оценки функци-

онального состояния на основе полиграфической

регистрации ряда физиологических параметров и для

оптимизации обучения на основе манипулирования

состоянием учащегося.

Наиболее эффективно эта задача может быть решена

на базе компьютерной техники. На основе

компьютеризованного тестирования уровня усвоенных

знаний и непрерывного компьютерного мониторинга ФС

ученика подбирается такой режим предъявления

информации (для обучения и проверки знаний), который

обеспечит ведение обучения в коридоре оптимальных

функциональных состояний. Управляя содержанием,

темпом и величиной информационной нагрузки в

зависимости от индивидуального ФС, можно сделать

обучение более индивидуализированным и, следователь-

но, более эффективным.

(Хомпьютеризованная полиграфия физиологических

показателей может помочь в идентификации состояний

тревожности, агрессии или депрессии для последующей

коррекции негативных эмоций.\ Среди различных

процедур, используемых для коррекции негативных

отношений к учебе, существует весьма обещающая

процедура, базирующаяся на активации

исследовательского поведения, которое является

антагонистом депрессии и тревожности.

Компьютеризованная технология обучения уникальна

для создания обучающих программ на основе процедуры

«обучение через исследование».

В общем виде идея двухконтурного управления

процессом обучения представлена на рис. 64. Видны два

контура с обратными связями: слева — блок

стимуляции, справа — сложная живая система,

обрабатывающая информацию. Верхняя часть рисунка

дает представление об управлении обучением по

результатам приобретенных знаний. Существуют

различные способы оценки знаний. Однако в последние

годы в психофизике наметилось новое перспективное

направление, которое дает возможность на основе по-

строения семантических пространств получать

информацию о структуре знаний ученика по

конкретному материалу, а не только оценку по уровню

знаний (Терехина А.Ю., 1986). В нижней части