Частота моргания ребенка может многое рассказать о его мозге

Фото из открытых источников

Анализ особенностей моргания у детей выявил удивительные связи с гибким мышлением и активностью в ключевой области развивающегося мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Psychology.

Маленьким детям постоянно приходится переключаться между разными задачами. Им может потребоваться прекратить одно занятие, выполнить новую инструкцию, вспомнить другое правило или скорректировать свои действия, если что-то пошло не так, как ожидалось.

Эти повседневные навыки частично зависят от исполнительных функций — умственных способностей, которые помогают людям контролировать внимание и поведение. Эти способности быстро развиваются в дошкольном возрасте и связаны с последующим обучением, социальными навыками и другими важными аспектами жизни.

Новый анализ предполагает, что даже такое обычное действие, как моргание, может дать исследователям подсказки о том, как развивается эта система психического контроля. Дети, которые чаще моргали, как правило, лучше справлялись с переключением между правилами, а также демонстрировали особый паттерн активности в области мозга, отвечающей за гибкое мышление.

Исполнительные функции включают в себя несколько умственных навыков, но в данной работе основное внимание уделялось когнитивной гибкости. Это способность перестать следовать одному правилу и начать использовать другое, когда ситуация меняется.

Этот навык важен в обычной детской жизни. Выполнение многочисленных инструкций, смена видов деятельности в классе и корректировка поведения в социальных ситуациях — всё это требует определённой способности переключать внимание и реагировать на новую информацию.

Дошкольный возраст особенно важен, поскольку в этот период быстро происходят изменения в исполнительных функциях. Однако изучение механизмов работы мозга, лежащих в основе этих изменений, затруднено, поскольку многие методы сканирования мозга неудобны или непрактичны для очень маленьких детей. Это побудило исследователей изучить неожиданно простое явление: спонтанное моргание.

Новорожденные моргают всего несколько раз в минуту, в то время как взрослые, как правило, моргают гораздо чаще. В раннем детстве частота моргания увеличивается, и дети также начинают сильнее отличаться друг от друга.

Рюта Кувамидзу из Университета Цукуба с коллегами задались вопросом, могут ли эти различия быть связаны с развитием умственной гибкости. Они изучили данные 113 детей в возрасте от 35 до 80 месяцев из дошкольных учреждений в Осаке и Киото, Япония.

Исследователи записывали, как часто дети моргали естественным образом во время игры в сортировку карточек. Детям не сообщали, что измеряется моргание, что помогло команде зафиксировать их обычное поведение.

У детей младшего возраста частота моргания, как правило, была низкой и практически не изменялась. У детей старшего возраста различия становились гораздо больше, и некоторые из них уже моргали более 20 раз в минуту.

Карточная игра была разработана для проверки того, насколько хорошо дети могут менять свое мышление при изменении правил. Карты можно было сопоставлять по цвету или форме. Сначала дети сортировали карточки по цвету. Затем им предложили поменять их местами и рассортировать по форме, после чего они перешли к следующему этапу, где правило сортировки менялось туда-обратно.

Исследователи уделили особое внимание моментам, когда ребенку приходилось отказываться от одного правила и применять другое. Это позволило им получить показатель, называемый точностью переключения, который просто отражал, как часто дети делали правильный выбор после изменения правила.

Как и ожидалось, изменение правил оказалось сложнее, чем следование первоначальным. Дети совершали больше ошибок после первого изменения и в течение периода, когда правила неоднократно менялись.

Дети постарше, как правило, лучше справлялись с переключением между правилами. Кроме того, они чаще моргали. Но возраст не объяснял всей картины. Даже после того, как исследователи учли возраст, у детей с более высокой частотой моргания все равно наблюдалась более высокая точность переключения.

Это не означает, что моргание улучшает способность детей мыслить. Результаты показывают взаимосвязь между этими двумя факторами, но эксперимент не может доказать, что один является причиной другого. Возможно, моргание отражает некоторые изменения в мозге, происходящие одновременно с развитием умственной гибкости.

Чтобы исследовать эту возможность, команда изучила активность в передней части мозга детей во время их игры в карты.

Исследователи использовали функциональную ближнеинфракрасную спектроскопию, известную как fNIRS. Этот безопасный для детей метод заключается в пропускании безвредного ближнего инфракрасного света через кожу головы и отслеживании изменений в обогащенной кислородом крови вблизи поверхности головного мозга.

Эти изменения в крови дают исследователям косвенный признак того, какие области мозга работают интенсивнее. Команда сосредоточилась на префронтальной коре, области в передней части мозга, которая помогает контролировать внимание и поведение.

Более сложные этапы игры, связанные с переключением правил, вызывали большую активность, чем простая первая фаза. У детей старшего возраста также наблюдалось более выраженное смещение в сторону правой стороны и верхней части префронтальной коры.

Эта закономерность предполагает, что активность мозга становится более специализированной по мере развития детей. Вместо того чтобы многие соседние регионы реагировали одинаково, некоторые области, по-видимому, активнее вовлекаются в эту задачу.

Один регион представлял особый интерес: правая дорсолатеральная префронтальная кора, или rDLPFC. Эта область помогает людям справляться с меняющимися правилами и контролировать целенаправленное поведение. Это была единственная из четырех измеренных префронтальных областей, которая была связана как с частотой моргания, так и с эффективностью переключения.

Дети, которые чаще моргали, как правило, демонстрировали более выраженную активность в этой области, а более выраженная активность также была связана с лучшим переключением между правилами. После учета возраста эти взаимосвязи ослабли, что важно, поскольку мозг сам по себе быстро меняется в течение этих лет.

Результаты по-прежнему указывают на связь между морганием, гибкостью мышления и развивающейся активностью этой конкретной области лобной коры головного мозга. Однако команда измеряла все эти параметры примерно в один и тот же период жизни каждого ребенка.

Они не наблюдали за одними и теми же детьми в течение многих лет, поэтому не могут точно показать, как моргание и активность мозга изменяются одновременно у одного и того же ребенка с течением времени.

Мигание привлекло внимание, поскольку оно может частично отражать активность химических систем мозга, включая дофамин. Дофамин помогает регулировать мозговые цепи, участвующие в внимании, обучении и гибком поведении.

Однако исследователи не измеряли уровень дофамина у этих детей. Они также не проводили прямых измерений в более глубоких областях мозга, взаимодействующих с префронтальной корой. Это означает, что ребенка, который чаще моргает, нельзя просто описать как имеющего больше дофамина. На моргание влияют несколько систем головного мозга, и такие химические вещества, как ацетилхолин и норадреналин, также могут играть определенную роль.

На данный момент частоту моргания лучше рассматривать как возможный внешний индикатор развития мозга, а не как прямое химическое измерение.

Исследователям интерес к морганию есть и практические причины. Измерить развитие мозга у детей дошкольного возраста может быть сложно, в то время как частоту моргания можно зафиксировать с помощью обычной видеокамеры.

В этом эксперименте частота моргания измерялась в течение примерно шести минут, которые включали как карточную игру, так и короткие периоды отдыха. В дальнейших исследованиях необходимо будет проверить, проявляется ли аналогичная закономерность при выполнении других заданий и у детей из более разных социальных групп.

Исследователи также использовали только один тип заданий на проверку исполнительных функций. Таким образом, полученные результаты говорят нам главным образом о гибком переключении правил, а не обо всех аспектах внимания, памяти или самоконтроля.

Тем не менее, исследование предполагает, что повседневное поведение может нести полезную информацию о том, как мозг детей организует системы, необходимые для гибкого мышления.

Моргание не позволяет диагностировать развитие или измерять интеллект, но в конечном итоге оно может предоставить исследователям более простой способ изучения изменений в умственном контроле в важный период детства.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний