Нарушения, выявляемые на каждом этапе
Рис 13 4 Схематическое описание Р. Байаржон развития знаний младенцев об устойчивости
объектов [Baillargeon, 1999].
Рис 13 5 Схема экспериментов Р Байаржон и А Агуар с экранами [Baillargeon, 1999]
Глава 13. Когнитивное развитие
один за другим или один в другом, выступают как разные категории и раз-
виваются в разное время.
В работе К. фон Хофстена с коллегам [К. von Hofstein et al., 1994] и по-
казаны возможности прослеживания и схватывания движущего объекта по
законам инерции. Младенцы в возрасте 6 мес действуют в соответствии с
законами инерции при управлении поворотами головы и схватывании дви-
жущегося объекта. Э. Спелке [Spelke et al., 1992; In-Kyeong Kim, Spelke,
1999] не обнаружила значимых различий в наблюдении возможных и не-
возможных событий, подчиняющихся законам гравитации или инерции в
младенчестве. Исследования показали, что сензитивность к инерции раз-
вивается между 7 мес и 2 годами, а сензитивность к гравитации — после
3-х лет. Это означает, что знания о законах движения объекта в детском
возрасте развиваются медленно.
Возможно, различия в результатах исследования инерции (организация
целенаправленного действия на основе закона инерции и понимание при-
чинности по закону инерции) объясняются функциональным различием
между системами репрезентации и выполнения действия. Подобные раз-
личия были обнаружены у пациентов с неврологическими проблемами
[Goodale, Milner, 1992] в поведенческих и электрофизиологических опы-
тах на обезьянах.
Планирование и контроль поведения должны предшествовать его вы-
полнению. Данный тезис подтверждается при рассмотрении случаев дей-
ствия с движущимися объектами. Для этого необходимо обработать вход-
ную перцептивную информацию об объекте и характере его движения,
спланировать направленные на объект действия, послать соответствующие
команды к эффекторам и активизировать мышцы, которые выполнят дей-
ствие. Весь этот процесс требует нескольких десятков миллисекунд. По-
этому осуществить эффективные действия с движущимися объектами мож-
но лишь при одном условии: необходимо предвидеть будущую позицию
объекта движения. А такое предвосхищение возможно только в том слу-
чае, если учитываются основные конструкты организации физического
мира: непрерывность, субстанциональность, гравитация и инерция. Их ис-
пользование может лежать в основе антиципирующего действия. Приме-
няют ли младенцы эти принципы при взаимодействии с движущимися
объектами?
Дети с первых дней жизни чрезвычайно сензитивны к характеристи-
кам движения, отражающим конструкт непрерывности. Условия непре-
рывного движения являются оптимальными для эффективного предвос-
хищения перемещения объекта. Наши исследования показали, что пред-
восхищение непрерывного движения объекта наблюдается уже у младен-
цев трехнедельного возраста и их возможности значительно возрастают
в процессе развития [Сергиенко, 1992]. Подобное предвосхищающее дви-
жение требует интеграции пространственно-временных параметров пе-
ремещения объекта. Результаты сравнительных исследований непрерыв-
ного и периодического движения подтвердили приоритетную роль непре-
рывности в эффектах антиципации у самых младших детей за счет обес-
Познание физического мира в первые два года жизни
печения наибольшей связанности, когерентности пространственно-вре-
менных характеристик. Когда в поле зрения появлялась преграда (экран),
за которой скрывался непрерывно движущийся объект, младенцы уже
двухмесячного возраста демонстрировали понимание принципа непре-
рывности в организации физического движения, причем с учетом как
пространственно-временных характеристик видимого и невидимого дви-
жения, так и метрики пути движения.
Проведенные нами исследования [Сергиенко, 1996, 1998] младенцев от
8- до 28-недельного возраста с использованием электроокулографической
записи движений глаз показали, что изначально выполнение задачи на
прослеживание с учетом невидимого участка объектных перемещений за
экраном не является однотипным, а представляет собой ряд разнообраз-
ных глазодвигательных стратегий: скачок через ширму и продолжение про-
слеживания по заданному пути движения; скачок через ширму и возвра-
щение скачком к месту исчезновения объекта (возвратный скачок); ска-
нирование саккадами пространства около ширмы, за которой исчезает
объект; прослеживание движения объекта без учета преграды. Разные ис-
полнительные стратегии могут быть отражением различных аспектов ре-
презентации движущегося объекта.
Скачок через ширму — это детальное выполнение условий задачи с уче-
том характеристик преграды, скорости движения объекта, т.е. простран-
ственно-временных атрибутов движения. Это характеристика детального
предвосхищения событий. Возвращение к месту исчезновения объекта
(возвратный скачок) интерпретируется как поиск объекта в месте его ис-
чезновения, а не по траектории движения. Данное поведение предполага-
ет доминирование факта исчезновения над фактом продолжения движе-
ния. Саккадическое сканирование пространства вокруг экрана также от-
ражает подобное представление. Прослеживание движения объекта без
видимого учета наличия экрана встречается в основном при высоких ско-
ростях движения и размерах экрана, меньших, чем объект (это означает
наименьший разрыв в пространственно-временных характеристиках дви-
жения). В таких условиях сам факт движения выступает на первый план в
восприятии целостной задачи.
К стратегиям, обеспечивающим экстраполяцию невидимого движения,
можно отнести скачок через ширму (детальное выполнение задачи), воз-
вратный скачок и саккадическое сканирование (общее выполнение зада-
чи). Интересным представляется то, что различные стратегии встречают-
ся в пределах одного исследования. Соотношение ответов антиципации и
запаздывания при различных размерах ширмы показывает, что репрезен-
тация пространственно-временных характеристик движущегося объекта с
возрастом становится менее зависимой от условий задачи. Даже при ис-
пользовании больших ширм (в 2 раза превышающих размер объекта), огра-
ничивающих условия восприятия движения до 1/3 общей траектории, чис-
ло случаев предвосхищения у детей в возрасте 22—28 недель становится
больше (рис. 13.6).
Очень важным, на наш взгляд, является факт использования исполни-
| Глава 13. Когнитивное развитие |
Рис. 13.6. Эксперимент Е.А. Сергиенко с ширмами разных размеров, за которыми исчезал дви-
жущийся объект, на младенцах 8—28 недель |Сергиенко, 1992, 1996]. Соотношение возмож-
ности антиципации появления объекта из-за ширмы изменяется с возрастом и зависит от ус-
ловий задачи.
тельных действии в виде различных глазодвигательных стратегии в зави-
симости от конкретных перцептивных условий задачи. Чем более дискрет-
но представлена задача (большой экран закрывает видимую траекторию
движения), тем больше дискретных стратегий используют младенцы, на-
чиная с восьминедельного возраста (рис. 13.7).
Данная тенденция характерна для всех исследованных возрастов. Из-
меняется только эффективность: наблюдается увеличение случаев предвос-
хищения в очень короткий возрастной диапазон — за несколько месяцев.
Предвосхищение движения объекта и возможности анализа простран-
ственно-временных характеристик его исчезновения позволяют сделать
предположение о наличии способности младенцев уже двухмесячного воз-
раста иметь общую репрезентацию метрики пространства движения объек-
та через интеграцию его составляющих. Дополнительным доказательством
данного положения могут служить эксперименты с боковой ширмой, огра-
ничивающей лишь одну из крайних позиций в траектории движения. Толь-
ко наличие представлений о метрике траектории движения может объяс-
 |
| Познание физического мира в первые два года жизни |
Рис. 13.7. Младенцы демонстрируют разные стратегии прослеживания объекта в задаче с шир-
мами разных размеров в зависимости от задачи [Сергиенко, 1992, 1996, 1998].
нить факт предвосхищающего поиска и ожидания исчезнувшего объекта
[Сергиенко, 1992].
Детальный анализ динамики исполнительных действий у младенцев
(в виде глазодвигательных стратегий) приводит к мысли о том, что, по всей
вероятности, существует хотя бы «сырая» репрезентация пространства, ос-
нованная на способности интегрировать пространственно-временные от-
ношения. Наличие врожденной или очень рано возникающей способнос-
ти к репрезентации пространства не означает ее жесткую запрограммиро-
ванность и неизменность. Это, скорее, направленная готовность к интег-
рации; более точная настройка производится самой задачей. Репрезента-
ция целостности пространства является важной составляющей понимания
физического мира на основе использования закона непрерывности.
Приведенные данные подвергают сомнению заключение Пиаже, что
безуспешный поиск невидимого объекта свидетельствует об отсутствии
репрезентации объекта у ребенка. Эксперименты показывают, что младен-
цы в возрасте 4 мес понимают, почему объект перемещается в соответствии
с законами непрерывности и субстанциональности.
Столь раннее понимание некоторых законов существования физического
мира подтверждается данными о возможности новорожденного имитировать
Глава 13. Когнитивное развитие
выражение лица взрослых (печаль, радость, удивление, гнев) и повторять их
жесты в возрасте от 12 до 21 дня после рождения (движение пальцем, откры-
вание рта, высовывание языка, вытягивание губ) [MeltzofT, Moore, 1977]. Мно-
гократно подтвержденные опыты с имитацией младенцев заставляют согла-
ситься, что задолго до восьмимесячного возраста, оцененного Пиаже как пер-
вый этап сенсомоторной интеграции, младенцы демонстрируют способ-
ность к интегративным действиям, предполагающим наличие репрезента-
ции. Дж. Баттерворт и Б. Хопкинс [Butterworth, Hopkins, 1988], исследуя коор-
динацию рот—рука у новорожденных, обнаружили, что рот открыт с антици-
пацией к приближающейся руке, но движения руки не управляются зрением.
Основой активной репрезентации являются интермодальные взаимо-
действия. Анализ этой проблемы в раннем периоде младенчества показы-
вает изначальные возможности интеграции восприятия и действия, т. е.
возможности репрезентации [Сергиенко, 1995]. Врожденно слепые мла-
денцы отстают в моторном развитии именно из-за задержки становления
представлений о постоянстве объектов.
Обобщая приведенные факты и предположения, сформулируем неко-
торые гипотетические тезисы о природе знаний человека. Младенцы са-
мого раннего периода развития имеют активную репрезентацию некото-
рых аспектов существования физического мира. При этом их способность
представлять и интерпретировать физический мир развивается, опережая
способность активно действовать в нем. В 3—4-месячном возрасте младен-
цы не способны говорить об объекте, делать локомоции вокруг него и ак-
тивно манипулировать с ним. Они даже видят объекты с невысокой раз-
решающей способностью. В то же время младенцы этого возраста могут
представлять объекты, исчезающие из поля зрения, интерпретируют их
скрытые перемещения, знают о пространстве их существования.
Младенцы представляют объекты и причинность их движения в соответ-
ствии с такими свойствами поведения материальных тел, как непрерывность
и субстанциональность. Данные, полученные авторами многих исследований,
опровергают тезис Пиаже, что физическое знание зависит от интериориза-
ции сенсомоторных структур и возрастает постепенно по мере становления
координации восприятия и действия (подробнее см.: [Сергиенко, J996J).
Младенцы с самого рождения обладают способностью сравнения неко-
торого множества объектов, что является основой будущих знаний о чис-
лах. Так, Энтелл и Китинг [Antell, Keating, 1983] продемонстрировали, что
новорожденные способны отличать «два» от «трех», а иногда «три» от «че-
тырех», когда им предъявляют набор объектов. Они использовали метод
привыкания. Младенцам многократно предъявляли картинку с некоторым
количеством объектов, а затем, когда произошло привыкание, им показы-
вали другую картинку, на которой было либо то же самое количество объек-
тов, либо другое. Младенцы смотрели значительно дольше на новую кар-
тинку в том случае, если на ней было нарисовано другое число объектов
по сравнению с картинкой с прежним числом объектов. Знание, которое
позволяет детям различать числа вплоть до четырех, не ограничено визу-
альным восприятием. Дети способны устанавливать соответствие между
| Познание физического мира в первые два года жизни |
Рис. 13.8. Схема экспериментов Винн на способность младенцев понимать последовательность
событий 1 + 1 = 1 или 2 [Wynn, 1992].
числом стимулов, которое они видят , и числом звуков, которые они слы-
шат. Стэрки, Спелке и Гельман [Starkey, Spelke, Gelman, 1983] проигры-
вали детям 6—9 мес пленку с двумя или тремя ударами барабана, а затем
показывали две картинки с двумя или тремя объектами. Дети предпочита-
ли рассматривать картинку, на которой число объектов соответствовало
числу ударов барабана.
В недавних исследованиях Винн [Wynn, 1992] показано, что младенцы
также понимают, что если один объект добавить к другому, получится два
объекта, а если из двух объектов удалить один, то останется только один.
Винн тестировала 5-месячных младенцев. Она показывала им игрушку, ко-
торая скрывалась за экраном, затем механическая рука помещала за экран
другую фигурку. Затем детям предъявлялись два события: возможное и не-
возможное с точки зрения арифметики. Экран открывался, и дети видели
либо две игрушки, либо одну. Дольше всего дети смотрели на невозмож-
ное событие, когда за экраном оставалась одна фигурка. Они демонстри-
ровали тем самым понимание принципа сложения: если к одной игрушке
добавить еще одну, то станет две (рис. 13.8). Подобная картина наблюда-
Глава 13. Когнитивное развитие
лась и при вычитании, когда за ширмой рука извлекала одну фигурку из
двух, дети были удивлены, что при падении ширмы они видели опять две
фигурки (невозможное событие)
Способность к определению относительной численности малых чисел —
до четырех — исходит из способности к одномоментному схватываю
(subitising). Энтелл и Китинг показали, что младенцы могут различать ко-
личество точек в двух рядах при условии, что их количество не будет пре-
вышать четырех. Эта способность одномоментно оценивать численность
без пересчета сохраняется и у маленьких детей, пока они не научаться счи-
тать. Эстес и Комбс (по: [Butterworth, Harris, 2000]) показали, что дети 3—4
лет склонны делать сравнительные оценки численности на основе обоб-
щенного размера и плотности. Если их попросить сравнить два множества,
каждое из которых содержит равное число точек, то они скажут, что два
множества отличаются, если точки одного множества занимают большее
пространство по сравнению с пространством другого множества.