Учёные выяснили, как устроена рабочая память у детей

Психологи ВШЭ проанализировали данные 17 исследований рабочей памяти детей. Метаанализ показал, что во время выполнения заданий у ребёнка активизируются не только лобно-теменные отделы коры головного мозга, как у взрослых, но также наблюдается активность в зонах, традиционно не включающихся в систему рабочей памяти, таких как островковая доля. Результаты опубликованы в статье N-back Working Memory Task: Meta-analysis of Normative fMRI Studies With Children.

Рабочая память — это система, которая помогает удерживать в голове информацию во время выполнения сложных интеллектуальных операций, связанных с пониманием, выведением умозаключений и обучением. Например, она позволяет запомнить номер телефона или рассчитать в уме, сколько времени потребуется, чтобы добраться куда-то вовремя, и во сколько нужно выйти, чтобы не опоздать. По мере того, как развивается ребенок, увеличивается и объем его рабочей памяти. Поэтому в 11 лет детям проще усвоить более сложные математические понятия типа десятичных дробей, чем это далось бы в 7 лет, когда ресурс рабочей памяти ограничен.

Предыдущие исследования, опирающиеся на методы нейровизуализации, помогли выявить зоны коры головного мозга, которые активизируются у взрослых в ходе выполнения заданий на рабочую память. Но результаты экспериментов с детьми менее однозначны.

Сотрудники департамента психологии ВШЭ Захарий Япл и Мари Арсалиду оценили согласованность результатов 17 исследований рабочей памяти детей, используя методы оценки правдоподобия. Всего ученные проанализировали данные о мозговой активности 260 детей в возрасте от 6 до 15 лет. Во всех исследованиях выполнялись задания на оценку объёма рабочей памяти — задачу n-назад (n-back task). В ходе игры детям показывали серию картинок, а они должны были ответить, является ли изображение, которое они видят, тем же самым, что им показывали n картинок назад, или нет. Таким образом, сложность задания возрастала с увеличением числа n . Пока ребёнок играл в игру, учёные записывали данные о его мозговой активности с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Она фиксирировала, к каким участкам головного мозга притекает кровь, когда ребёнок выполняет, более лёгкое или более сложное задание.

Усреднение результатов по возрастным группам показало, что у детей, как и у взрослых, в решении задачи n-назад были вовлечены затылочные отделы мозга. Это ожидаемо, поскольку там расположена теменная доля, участвующая в обработке визуально-пространственной информации — изображений, которые предъявлялись испытуемым. Однако за решение интеллектуальных задач и за способность удерживать внимание отвечают префронтальные зоны, расположенные в лобных отделах головного мозга. Тем не менее, анализ обобщённых данных не выявил согласованности по локализации мозговой активности в префронтальной коре. Это весьма неожиданный результат, поскольку каждое отдельное исследование указывало на очаги активности в префронтальной коре, хотя и в разных её частях.

Исследователи пришли к выводу, что усреднение данных в таком большом возрастном диапазоне от 6 до 15 лет (оно широко распространено в нейроисследованиях с детьми) приводит к потере ценной информации, которая необходима для понимания процесса формирования рабочей памяти ребёнка.

«Чтобы увидеть изменения в организации рабочей памяти по мере взросления ребёнка, необходимо изучать более узкие возрастные группы. Усреднение данных стирает ключевую информацию», — считает Мари Арсалиду. Она также подчеркнула необходимость исследований методом метаанализа, чтобы лучше понять содержание того огромного объёма данных, который уже накоплен учёными со всего мира.

Кроме того, исследователи отметили стабильную активность в отделах головного мозга, которые обычно не включаются в систему рабочей памяти, например, в островковой доле. Она расположена в глубине латеральной борозды между лобной и височной долями головного мозга и отвечает за эмоции и поддержание гомеостаза. Однако полученные результаты помогают пролить свет на её более сложную роль в когнитивных процессах.

31 июля, 2018 г.