Когнитивный ресурс. Структура, динамика, развитие

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).

Завершая анализ литературы по проблеме психофизиологических коррелятов когнитивных способностей, необходимо отметить следующее. Электрофизиологические индикаторы являются действительно надежными и валидными показателями, однако их корреляции с когнитивными способностями не объясняют природу последних. В контексте нашей работы спектральный анализ ЭЭГ имеет эвристический смысл, являясь лишь дополнительной методической процедурой подтверждения конструктной валидности понятия «когнитивный ресурс». Особенно интересны в этом аспекте теоретические построения А. Н. Лебедева о волновых кодах памяти, согласно которым отношение значения объективного алфавита (число объективно заданных образов) к субъективному (число активизированных образов) служит мерой концентрации внимания. В терминах теории ресурсов актуализация образов, релевантных задаче (когда отношение объективного алфавита к субъективному приближается к единице), говорит о высоком когнитивном ресурсе.

Глава II. Общий интеллект в структуре когнитивных способностей

2.1. Структурно-динамический подход в психометрике способностей

В данном разделе будет обсуждаться вопрос о структуре когнитивных способностей и о соотношении закрепленных в научном дискурсе таких семантически близких терминов как общие способности, общий интеллект, психометрический интеллект, креативность, обучаемость.

Прежде всего необходимо определить, что подразумевается под термином «психометрический интеллект». В предыдущей главе подробно рассматривались разные теории интеллекта и подходы к изучению данного конструкта. Противники психометрических концепций общего интеллекта и его структуры часто высказывают критические замечания по поводу тестов интеллекта и их практического применения, однако, согласно практике развития науки, отказ от основных предпосылок измерительной парадигмы равносилен отказу от научного эмпирического изучения предмета. Иными словами, любая неудовлетворительная концепция или невалидный измерительный инструмент должны быть заменены приемлемыми аналогами (Дружинин, 2001).

Согласно результатам конфирматорного и эксплораторного факторного анализа многочисленных корреляционных исследований выкристаллизовалась некая структура психометрического интеллекта, включающая в себя несколько иерархических уровней. Как правило, в таких обобщенных факторных моделях интеллекта на вершине выделяется общий фактор g, следующий уровень включает групповые факторы интеллекта, а нижний уровень состоит из множества отдельных когнитивных способностей. Креативность, вербальная и невербальная, как способность порождать множество оригинальных продуктов (гипотез, высказываний и т. п.), выделяется в особый фактор. В отличие от интеллекта, она менее генетически детерминирована, а в большей степени зависит от опыта взаимодействия индивида с социальной микросредой. Во многих работах отмечается связь общего интеллекта с успешностью человека в разных сферах деятельности (Neisser, 1996).

Из всего многообразия сфер человеческой активности исследователи часто рассматривают учебную, профессиональную деятельность и творчество. Согласно Дружинину, способности, обеспечивающие успешность в этих сферах, а именно креативность, кристаллизованный интеллект (по Кеттеллу) и обучаемость обусловлены общим интеллектом. На определенном этапе развития теории общих способностей необходим был переход от факторных и корреляционных моделей описания структуры интеллекта и параметров деятельности к моделям динамическим (Дружинин, 2001). В связи с этим, в фокусе зрения ученых вновь оказались динамические модели, разрабатывавшиеся еще в конце прошлого века, в частности модель «интеллектуального диапазона».

Еще В. Шнай дер высказал предположение, что интеллектуальный порог для «экспертов» разных профессий (минимальный уровень, необходимый для успешной деятельности) явно различается для областей, где требуется сложная деятельность и использование стратегий, и для менее сложных сфер деятельности, которые опираются в основном на автоматизированные навыки (Schneider, 2000). По мнению Д. В. Ушакова, это является явным признанием роли интеллекта в профессиональной деятельности «экспертов». При этом применимость пороговой теории имеет свои ограничения, так как не объясняет вклад интеллектуальных способностей в успешность деятельности «экспертов», интеллект которых превышает пороговые значения (Ушаков, 2003).

Исходя из гипотезы Шнайдера, для овладения какой-либо деятельностью необходим определенный уровень интеллекта. Если интеллект индивида ниже этого уровня, то он не способен овладеть ей, однако превышение порога не всегда дает прирост продуктивности. Различия в продуктивности у лиц, чей интеллект превышает «пороговый уровень», определяется мотивацией, личностными чертами и пр., но не уровнем интеллекта.

Основываясь на этой гипотезе, Дружинин предложил модель «интеллектуального диапазона», которая объясняет ряд эмпирических зависимостей между уровнем интеллекта и индивидуальными достижениями. Под индивидуальными достижениями понимается мера успешности индивида в той или иной сфере жизнедеятельности (учебной, профессиональной, творческой). Уровень интеллекта определяется с помощью тестов типа прогрессивных матриц Дж. Равена. Гипотетически общий интеллект определяет верхнюю границу диапазона продуктивности человека (Дружинин, 1998, 2001).

В данной модели «верхний порог» определяется как предельный уровень достижений индивида (P

), который обусловлен его уровнем интеллекта. Это можно представить в виде функции:

P

=k(Gf)+C и P

?P

,

где 0?k?1 определяется спецификой внешних условий; Gf – уровень IQ i-го индивида; C – начальный уровень компетентности, необходимый для «вхождения» в деятельность; P

 – индивидуальная продуктивность.

Нижняя граница индивидуальных достижений (P

) определяется требованиями конкретной деятельности: если уровень интеллекта индивида ниже определенного значения, то он не может проявить минимально необходимую продуктивность и не проходит отбор.

P

=Gf

,

где Gf

 – уровень интеллектуального порога j-й деятельности.

Однако психометрический интеллект не является единственным предиктором индивидуальных достижений, важными параметрами модели являются также мотивация и компетентность (уровень специальных навыков и знаний). Поэтому недостаток мотивации и компетентности препятствует достижению «верхнего порога». Исходя из этого, Дружинин предположил, что:

P

=k(Gf

–M?Cf

),

где М – величина, обратная уровню мотивации («недомотивированность»); Cf

 – недостаток компетентности.

Введение в научный обиход и верификация теоретического конструкта «когнитивный ресурс», хорошо вписывается в динамическую модель «интеллектуального диапазона» и является попыткой содержательно раскрыть сущность общего фактора интеллекта. Психометрический интеллект является наиболее репрезентативным эмпирическим показателем, который позволяет верифицировать теоретический конструкт «когнитивный ресурс».

Допущение, что совокупность общих свойств функциональных систем проявляется в общих способностях (психометрическом интеллекте, креативности и обучаемости), позволяет рассматривать общий интеллект как ресурс, определяющий диапазон интеллектуальной продуктивности и обусловливающий успешность решения широкого спектра задач: тестовых (психометрический интеллект), творческих (креативность) и учебных (обучаемость) задач. Развитие представлений о когнитивном ресурсе направлено не только на изучение актуальных способностей, проявляющихся в конкретный момент (например, при тестировании), но и потенциальных возможностей индивида, позволяющих спрогнозировать его дальнейшие достижения.

Проведено огромное количество исследований, в которых изучалось соотношение психометрического интеллекта и академической успеваемости как показателя обучаемости (Дружинин, 1998; Fancher, 1985; Lauchlan, 2001 и др.). Обобщая многочисленные результаты, мы полагаем, что общий интеллект лежит в основе способности к обучению, но не является единственным фактором, связанным с достижениями в образовательной среде. Корреляции психометрического интеллекта с критериями обучаемости колеблются в диапазоне от 0,3 до 0,61. Соотношение психометрического интеллекта со школьными оценками демонстрирует более сложные связи между этими параметрами. Действительно, существует положительная корреляция между оценками по тестам интеллекта и школьной успеваемостью, но при высоком уровне интеллекта она минимальна: одной из причин низкой успеваемости детей с высоким IQ является отсутствие учебной мотивации. Низкая успеваемость характерна для учеников как с высоким, так и с низким уровнем интеллекта; для лиц с интеллектом ниже среднего вероятность высокой успеваемости минимальна.

Эти данные свидетельствуют в пользу модели «интеллектуального диапазона», постулирующей наличие нижнего «интеллектуального порога», устанавливаемого требованиями учебной деятельности, и верхнего порога, определяемого уровнем интеллекта (индивидуальным когнитивным ресурсом). Прикладной аспект данной модели позволяет выделить в качестве одной из основных целей образования создание условий для реализации потенциальных возможностей ученика, чтобы обеспечить максимальный уровень развития его способностей.

В связи с исследованием когнитивных возможностей индивида в центре внимания оказывается также проблема соотношения интеллекта и творческих способностей (креативности). Существует по крайней мере три основные концепции, связывающие эти две способности. Айзенк считает творческие проявления следствием высокого уровня развития общего интеллекта (Eysenck, 1986). Дж. Гилфорд и Е. П. Торренс (Guillford, 1967; Torrance, 1988) полагают, что между креативностью и интеллектом существуют «пороговые» отношения: при низком уровне развития интеллекта они образуют общий фактор, а при уровне выше среднего креативность выступает как самостоятельная способность. В многочисленных исследованиях (см.: Дружинин, 2001) показано, что творческая одаренность практически не проявляется при низком IQ. И наоборот, при высоком IQ можно наблюдать как высокий, так и низкий уровень дивергентного мышления. В исследованиях Д. Х. Додда и Р. М. Уайта также получены результаты, подтверждающие, что интеллект ограничивает «сверху» уровень творческой продуктивности: высокие показатели по тестам дивергентного мышления показывают индивиды с максимальными значениями психометрического интеллекта (Dodd, 1980).

Проблема предела развития уровня креативности рассматривается и в исследовании В. Н. Дружинина и Н. В. Хазратовой. Эту проблему авторы интерпретируют «не как невозможность качественного перехода в состояние высокой проявленности креативных свойств, а как невозможность (субъективная нецелесообразность) сохранять его» (Дружинин, Хазратова, 1994). В работе показано, что творческая активность связана с внутренней мотивацией, уровнем компетентности в конкретной сфере творчества, обнаруживается в нерегламентированных условиях, при этом верхняя граница ее проявлений все же определяется уровнем общего интеллекта. В рамках эмпирического подхода большое внимание уделяется проблеме диагностики креативности, а также методикам непосредственного воздействия, направленным на увеличение актуальных креативных проявлений.

Идеи структурно-динамического подхода получили развитие в работах Д. В. Ушакова как альтернативное объяснение проблемы генерального фактора и развития интеллектуальных процессов. Неудовлетворенность автора существующими подходами к объяснению генерального фактора обусловлена тем, что во всех случаях интеллект понимается как некий срез, внутри которого различные структуры связаны статично.

При анализе генерального фактора Ушаков выделяет два ключевых момента – функционирование интеллектуальной системы в данный момент времени и динамику развития или регресса этой системы. Согласно структурно-динамической теории интеллекта, генеральный фактор отражает индивидуальные различия в скорости формирования функциональных систем, составляющих основу мышления (Ушаков, 2003).

Большая часть существующих сегодня тестов интеллекта оценивают в основном срез интеллектуального развития, т. е. то, как интеллектуальная система функционирует в момент тестирования. Согласно Ушакову, закономерности функционирования интеллекта являются производными от процессов формирования когнитивных систем, иными словами, генеральный фактор предлагается рассматривать через призму его развития.

Динамическое тестирование является одним из перспективных направлений тестирования интеллекта. Измерение интеллекта в динамических тестах осуществляется в типичных повседневных ситуациях. Одно из преимуществ такого тестирования – снижение стресса. Однако следует указать и определенные недостатки подобных тестов, в частности, их невысокую психометрическую надежность, а также конструктную и критериальную валидность. В рамках динамического тестирования развивается подход, направленный на изучение потенциальных способностей. Основная идея состоит в том, что между скрытыми и реально развитыми способностями существуют различия (в терминологии Выготского, зона ближайшего развития). Предполагается, что динамические тесты, измеряя обучаемость во время тестирования, позволяют оценить именно эту область. Однако, как отмечают Е. Григоренко и Р. Стернберг (Grigorenko, Sternberg, 1998), существуют ограничения в применимости динамических тестов к оценке интеллекта из-за трудности в их стандартизации и проверки конструктной валидности (психометрической операционализации понятия зоны ближайшего развития). При этом авторы убеждены, что потенциал этих тестов полностью не реализован (Ушаков, 2003).

Одним из ключевых конструктов структурно-динамического подхода является понятие «интеллектуальный потенциал», психологическое содержание которого вытекает из представлений о когнитивной системе как организованной на основе прижизненно сформированных структур, «функциональных систем». Согласно Ушакову, потенциал можно определить как индивидуально выраженную способность к формированию функциональных систем, ответственных за интеллектуальное поведение. В данной концепции феномены генерального фактора (g) объясняются индивидуальными различиями потенциала: фиксируемые при тестировании показатели интеллекта отражают проявления как когнитивных структур, в которых зафиксирован индивидуальный опыт, так и факторов, направивших этот потенциал в соответствующую сферу.

Автор выделяет три вида корреляций между интеллектуальными структурами, составляющими факторную структуру интеллекта: когнитивные корреляции (различные функции используют одни и те же механизмы), средовые корреляции (в рамках общей культурной среды складываются целостные паттерны сценариев социального поведения) и, наконец, корреляции, связанные с потенциалом (феномен генерального фактора). Согласно Ушакову, введенное в научный обиход понятие «интеллектуальный потенциал» является наиболее адекватным конструктом для объяснения парадоксов генерального фактора.

2.2. Современный взгляд на проблему общего интеллекта