Психофизиологическая структура внутрисистемного взаимодействия компонентов зрительного восприятия у детей 6-8 лет

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ВНУТРИСИСТЕМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ У

ДЕТЕЙ 6-8 ЛЕТ

Л.В. Морозова1

Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

Архангельск, Россия

Цель исследования - изучение взаимосвязей компонентов зрительного восприятия и построение их иерархии в системе данной психофизиологической функции. Для этого были рассчитаны матрицы коэффициентов линейной корреляции и проведен факторный анализ. На исследуемом возрастном промежутке отмечено снижение количества корреляционных связей между компонентами зрительного восприятия при переходе к более старшему возрасту, что свидетельствует о совершенствовании системы зрительного восприятия. Показано, что возрастной период 6,5-7,5 лет характеризуется наличием нескольких системообразующих связей, которые объединяются в два независимых комплекса: зрительно-моторные интеграции - зрительно-пространственный анализ-синтез

- зрительно-пространственные отношения; помехоустойчивость - константность зрительного восприятия.

Ключевые слова: Зрительное восприятие, дети, психофизиологическая зрелость, психофизиологическая структура взаимодействия

Psychophysiological structure of intersystem interactions of visual perception components in 6-8-year-old children. Research objective is to study the interrelations of components of visual perception and to construct their hierarchy within visual system. Matrixes of coefficients of linear correlation have been calculatedfor this purpose; factor analysis is carried out. The results of the study of this particular age interval demonstrate lower number of correlational connections between the components of visual system at the stage of transition to older age which means the improvement of visual perception system. It is shown that at the stage of 6,5-7,5 years old it is possible to distinguish several principal connections which are united in two independent groups: vi-sually-motor integration - the visually-spatial analysis-synthesis - visually-spatial relations; a noise stability - constancy in visual perception.

Key words: visual perception, children, psychophysiological maturity, psychophysiological structure of interaction.

Зрительное восприятие является индикатором многих психических процессов, отражая особенности функционального развития мозга [2]. Следует отметить комплексный характер процесса зрительного восприятия, включающего большое количество структурных компонентов, таких как зрительно-моторные интеграции, константность и помехоустойчивость восприятия, пространственное восприятие (ориентация в трехмерном пространстве и зрительно-пространственное восприятие двумерных объектов), зрительный анализ и синтез и т.д. Целью нашего исследования было изучение взаимосвязей компонентов зрительного восприятия и построение их иерархии в системе данной психофизиологической функции.

Контакты: 'Морозова Л.В., E-mail: luida_morozova@mail.ru

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Срезовое исследование проводилось в рамках массового мониторинга психофизиологического развития детей дошкольного и младшего школьного возраста. Школьники, принимавшие участие в исследовании, обучались по традиционной программе массовой общеобразовательной школы. Всего обследовано 1541 ребенок (780 мальчиков, 761 девочка). Для более точного описания темпов совершенствования зрительного восприятия, как предполагает методика обследования, для удобства обработки и представления результатов дети были разделены на 3 возрастные группы с полугодовым интервалом: 6,5 лет - 427 человек, 7 лет -516 человек, 7,5 лет - 598 человек.

Зрелость зрительного восприятия определялась по методике оценки уровня развития зрительного восприятия М.М. Безруких, Л.В. Морозовой (1996). Методика включает шесть субтестов, которые дают оценку зрительного восприятия с выделением ведущего компонента. Многокомпонентная структура всех субтестов делает данную методику весьма информативной и дает возможность судить о большом числе показателей психофизиологической деятельности ребенка. Однако для каждого субтеста выделена ведущая функция, на оценку эффективности которой данный субтест направлен: субтест 1 - зрительно-моторная координация, субтест 2 - фигуро-фоновое различение (помехоустойчивость), субтест 3 - постоянство формы (константность восприятия), субтест 4 - выбор эталонной фигуры (зрительно-пространственное восприятие); субтест 5 - копирование по образцу (зрительно-пространственное восприятие); субтест 6 - зрительный анализ-синтез. Все задания выполнялись графически каждым ребенком в ходе индивидуального тестирования. Результаты выполнения каждого задания оценивались в баллах, затем баллы суммировались для оценки качества выполнения каждого субтеста и всей методики в целом. Первичные результаты показывают насколько меняется качество выполнения заданий субтестов детьми разного возраста. По результатам выполнения отдельных заданий теста и всего теста в целом дети были разделены на 2 группы: 1 - темп формирования зрительного восприятия средний (соответствует возрастным характеристикам); 2 - темп формирования зрительного восприятия низкий (отстает от возрастных характеристик более чем на год).

Математический и статистический анализ практических результатов исследования, проводился с применением пакета прикладных программ Microsoft Excel, SPSS 11,5 для Windows. Для исследования структуры взаимосвязей изучаемых переменных применялся корреляционный и факторный анализ. Корреляционный анализ проводился с вычислением линейной корреляции Пирсона или ранговой корреляции Кендалла. Факторный анализ проводился с применением варимакси-мального нормализованного вращения, в анализ включались переменные с нагрузкой более 0,6. По результатам всех статистических методик различия считались достоверными при величине уровня значимости _р<0,05, эти данные анализировались в работе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Если изменчивость группы признаков согласована (признаки коррелируют), то это определяется их общей зависимостью от какого-то одного для всей группы механизма (фактора). Такой механизм может быть хорошо отображен одним из изучаемых признаков или целой группой показателей [4, 9].

Для всех исследуемых периодов и групп были построены структурные корреляционные модели (рис. 1). Данные модели отражают количество информации в системе, относительное количество внутрисистемных связей и являются мерой функциональной активности системы в целом.

Контингент

А) Все дети

Б) Дети с разным темпом формирования ЗВ Средний Низкий

6,5 лет

/I

\

Рис. 1. Структурная корреляционная модель системы показателей ЗВ:

1 - зрительно-моторная интеграция; 2 - помехоустойчивость восприятия;

3 -константность восприятия; 4 - зрительно-пространственное восприятие; 5 - зрительно-пространственные отношения; 6 - зрительно-пространственный анализ-синтез.

Обозначения: непрерывные линии - положительные связи, прерывистые -отрицательные.

При построении корреляционных моделей для возрастных группировок выделяются существенные (г>0,3, ^><0,01) прямые (или обратные) корреляционные связи между зрительно-моторными интеграциями и зрительно-пространственным анализом-синтезом, между зрительно-моторными интеграциями и зрительнопространственными отношениями, между зрительно-пространственным анализом-синтезом и зрительно-пространственными отношениями, помехоустойчивостью и константностью зрительного восприятия. Обращает на себя внимание изменчивость сопряженности отдельных компонентов в различные возрастные периоды. Так, в 6,5 лет нами отмечены достаточно плотные связи константности

восприятия со зрительно-моторными интеграциями и зрительно-пространственным восприятием, однако в 7 и 7,5 лет таких связей уже не отмечено.

В исследуемом возрастном диапазоне нами отмечено снижение количества корреляционных связей между компонентами зрительного восприятия при переходе к более старшему возрасту: в 6,5 и 7 лет - по 8 связей, в 7,5 лет - 4 связи из 15 возможных, что свидетельствует о совершенствовании системы зрительного восприятия. Начиняя с работ И.П. Павлова, существует мнение, что чем менее зрелая функция, тем больше структур мозга принимают участие в ее реализации, несовершенные функции характеризуются генерализованным возбуждением, распространяющимся практически по всем отделам центральной нервной системы. Это нашло свое подтверждение в электрофизиологических исследованиях, выявивших переход с возрастом от генерализованной к более локальной избирательной мозговой организации когнитивных процессов [11]. Согласно этому, возраст 7,5 лет можно рассматривать как период совершенствования системы зрительного восприятия и перехода ее на новый качественный уровень.

Особый интерес при анализе структуры корреляционных моделей представляют системоформирующие элементы, то есть те компоненты из 6, связи с которыми чаще всего составляют структуру системы зрительного восприятия. Эти системоформирующие связи обеспечивают внутреннюю целостность системы [1,

4, 5]. '

Таблица 1

Матрица факторных нагрузок для показателей ЗВу детей 6,5-7,5 лет

Воз- раст Показатели Факторы

I II

1. Зрительно-моторная интеграция 0,793

2. Помехоустойчивость восприятия 0,769

6,5 3. Константность восприятия 0,847

4. Зрительно-пространственное восприятие

5. Зрительно-пространственные отношения 0,672

б.Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,683

Доля дисперсии % of Variance 32,26% 21,14%

1. Зрительно-моторная интеграция 0,771

2. Помехоустойчивость восприятия 0,825

7 3. Константность восприятия 0,792

4. Зрительно-пространственное восприятие

5. Зрительно-пространственные отношения 0,716

6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,735

Доля дисперсии % of Variance 33,8% 22,43%

1. Зрительно-моторная интеграция 0,697

2. Помехоустойчивость восприятия 0,751

7,5 3. Константность восприятия 0,834

4. Зрительно-пространственное восприятие

5. Зрительно-пространственные отношения 0,707

6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,81

Доля дисперсии % of Variance 34,6% 23,0%

Таблица 2

Матрица факторных нагрузок для показателей ЗВ у детей 6,5-7,5 лет с разным темпом формирования зрительного восприятия

Контин Показатели Факторы

гент I II III

1. Зрительно-моторная интеграция 0,724

6,5 лет 2. Помехоустойчивость восприятия 0,817

3. Константность восприятия 0,831

Сред- 4. Зрительно-пространственное восприятие

ний 5. Зрительно-пространственные отношения 0,707

темп 6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,723

Доля дисперсии % of Variance 32,771 21,293

1. Зрительно-моторная интеграция

6,5 лет 2. Помехоустойчивость восприятия

3. Константность восприятия 0,739

Низкий темп 4. Зрительно-пространственное восприятие 0,706

5. Зрительно-пространственные отношения 0,85

6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,724

Доля дисперсии % of Variance 32,922 20,079

1. Зрительно-моторная интеграция 0,667

7 лет 2. Помехоустойчивость восприятия 0,812

3. Константность восприятия 0,755

Сред- 4. Зрительно-пространственное восприятие 0,929

ний 5. Зрительно-пространственные отношения 0,703

темп 6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,637

Доля дисперсии % of Variance 23,625 21,251 17,612

1. Зрительно-моторная интеграция 0,804

7 лет 2. Помехоустойчивость восприятия 0,822

3. Константность восприятия 0,827

Низкий темп 4. Зрительно-пространственное восприятие

5. Зрительно-пространственные отношения

6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,648

Доля дисперсии % of Variance 37,888 16,913

1. Зрительно-моторная интеграция 0,603

7,5 лет 2. Помехоустойчивость восприятия 0,705

3. Константность восприятия 0,699

Сред- 4. Зрительно-пространственное восприятие

ний 5. Зрительно-пространственные отношения 0,683

темп 6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,730

Доля дисперсии % of Variance 24,245 18,323

1. Зрительно-моторная интеграция 0,606

7,5 лет 2. Помехоустойчивость восприятия 0,828

3. Константность восприятия 0,857

Низ- 4. Зрительно-пространственное восприятие 0,935

кий 5. Зрительно-пространственные отношения 0,744

темп 6. Зрительно-пространственный анализ-синтез 0,801

Доля дисперсии % of Variance 27,81 24,516 18,026

Наши исследования показали, что возрастной период 6,5-7,5 лет характеризуется наличием нескольких системообразующих связей, которые объединяются в два независимых комплекса:

• зрительно-моторные интеграции - зрительно-пространственный анализ-синтез - зрительно-пространственные отношения;

• помехоустойчивость - константность зрительного восприятия.

Результаты факторного анализа подтверждают данные корреляционного анализа (табл. 1), во всех исследуемых возрастных группах компоненты зрительного восприятия формируют два главных фактора, составивших в сумме от 53,4% до 57,6% дисперсии выборки в разных возрастных группах:

• генеральный фактор: значимые весовые нагрузки в котором имеют уровни развития зрительного анализа-синтеза, зрительно-пространственного восприятия (5 субтест) и зрительно-моторной интеграции. Данные компоненты зрительного восприятия имеют максимально сложную психофизиологическую структуру и сходные функции, определяющие их эффективность: зрительномоторная интеграция, нервно-мышечная регуляция и контроль движений, зрительно-пространственная деятельность (умение решать перцептивные задачи), пространственный анализ-синтез, конструктивное мышление. Следует отметить и длительное созревание этих компонентов зрительного восприятия в восходящем онтогенезе [6, 12]. Нельзя исключить, что общность структуры определяет и их одновременное совершенствование.

• фактор 2 включает показатели помехоустойчивости и константности зрительного восприятия. Данные компоненты также объединяют сходные специфические функции, образующие их структуру: константность зрительного восприятия, помехоустойчивость зрительного восприятия, избирательность и оценка зрительной информации, зрительно-пространственная деятельность, зрительная память. Константность и помехоустойчивость, по мнению ряда исследователей, являются функциями обеспечивающими адекватность зрительной деятельности на ранних этапах возрастного развития [6, 8, 10]. Общность структуры и раннее совершенствование, по-видимому, и позволили данным компонентам стать единым комплексом в системе зрительного восприятия.

Анализ корреляционных и факторных моделей у детей 6,5-7,5 лет с разным темпом формирования системы зрительного восприятия (рис. 1 Б, табл. 2) позволяет увидеть особенности внутрисистемных перестроек в этих группах.

Корреляционные модели детей со средним темпом формирования зрительного восприятия отличаются минимумом связей: 3 достоверных связи в 6,5 лет, 2 - в 7 лет и 1 - в 7,5 лет из 15 возможных.

Наши данные свидетельствуют, что у детей со средними нормативными показателями система зрительного восприятия достаточно совершенна и не требует генерализованного вовлечения компонентов для достижения высоко успешного результата.

Системообразующей во все исследуемые возрастные периоды у детей со средним темпом формирования зрительного восприятия является связь: зрительно-моторные интеграции - зрительно-пространственный анализ-синтез. На возрастном этапе 6,5-7 лет высокую значимость также имеет связь помехоустойчивость - константность зрительного восприятия. Факторные модели также подтверждают высокую значимость

данных связей (табл. 2), они имеют весомую нагрузку в факторной структуре зрительного восприятия во всех исследуемых возрастных группах детей со средним темпом формирования зрительного восприятия.

При анализе корреляционных и факторных моделей детей с низким темпом формирования зрительного восприятия выявляется иная картина (рис. 1 Б, табл. 2). Корреляционные модели свидетельствуют о вовлечении большего числа внутрисистемных связей в зрительную деятельность, что характеризует данную систему, как “незрелую” и менее эффективную. У детей 6,5 лет нами отмечено 9 достоверных внутрисистемных связей из 15 возможных, причем, только 3 из них положительные; у 7-летних детей - 3 положительные и 1 отрицательная связь; у детей 7,5 лет - 2 положительные и 1 отрицательная связь. Существует мнение, что сила и количество взаимосвязей функциональных характеристик могут определять биологическую надежность организма в определённый возрастной период восходящего онтогенеза, а ослабление взаимосвязей свидетельствует о возможности качественных изменений в организме детей и подростков [7]. Таким образом, можно предположить наличие более интенсивных качественных изменений в элементах зрительной системы в периоды ослабления корреляционных взаимосвязей у детей с низким темпом совершенствования зрительного восприятия особенно в 6,5 лет.

Однако нельзя не отметить у данной группы детей минимизацию с возрастом взаимодействия компонентов в системе зрительного восприятия, что свидетельствует о совершенствовании системы, очевидно этот процесс осуществляется иными механизмами и, возможно, за счет других адаптивных резервов.

Качественно отличается у детей данной группы и системообразующие элементы: максимальное количество связей отмечено по константности зрительного восприятия. Факторный анализ также подтверждает значимость данного компонента в системе зрительного восприятия детей с низким темпом формирования зрительного восприятия, особенно в 6,5-7 лет: константность имеет значимые нагрузки и входит в генеральный фактор системы зрительного восприятия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Следует отметить, что выявленный нами неоднозначный характер возрастной динамики внутрисистемного взаимодействия компонентов зрительного восприятия, существенные различия в динамике формирования зрительного восприятия у детей с разным темпом совершенствования зрительного восприятия подтверждают один из основных принципов функциональных систем в постнаталь-ный период - принцип системогенеза и гетерохронного созревания компонентов функциональной системы [3].

Анализ психофизиологической структуры взаимодействия компонентов зрительного восприятия позволяет сделать вывод о высокой значимости для обеспечения адекватного возрасту темпа формирования системы зрительного восприятия прогрессивных внутрисистемных перестроек:

• снижения генерализации при переходе к более старшему возрасту,

• уменьшения числа отрицательных связей между элементами системы,

• формирование системообразующих комплексов между компонентами, имеющими общность психофизиологической структуры и сходными по времени формирования в онтогенезе.

Максимальное значение для эффективности реализации зрительного восприятии на возрастном отрезке 6,5-7,5 лет имеют взаимосвязи: константность - помехоустойчивость зрительного восприятия; зрительно-моторные интеграции - зрительный анализ-синтез.

Следует отметить различие механизмов, определяющих совершенствование системы зрительного восприятия у детей с разным темпом формирования этой когнитивной функции. В исследуемом возрастном диапазоне у детей со средним темпом происходит закрепление уже сформированных связей, а у детей с низким темпом имеет место интенсивная внутрисистемная перестройка и формирование системообразующих комплексов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ананьев Б.Г. О проблемах современного человекознания. - М: Наука, 1977. -380 с.

2. Ананьев Б.Г. Особенности восприятия пространства у детей. - М., 1964. -304 с.

3. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.: Медицина, 1975. - 447 с.

4. Баевский Р.М. Оценка и классификация уровня здоровья с точки зрения теории адаптации // Вестник АМН СССР. - 1989. - № 8. - С. 74-78.

5. Березин Ф.Б. Психические и психофизиологические адаптации человека. -Л.: Наука, 1988. - 270 с.

6. Бетелева Т.Г. Онтогенез структурно-функциональной организации воспринимающей системы мозга // Структурно-функциональная организация развивающего мозга; под ред. Д.А. Фарбер и др. - Л.: Наука, 1990. - С. 65-86.

7. Волков Л.В. Физические способности детей и подростков. - Киев: Здоров'я, 1981. -120 с.

8. Кулаичев А.П. Методы и средства анализа данных в среде Windows Stadia.

- М.: Информатика и компьютеры, 1999. - 341 с.

9. Говорова Р.И. О константности восприятия формы детьми дошкольного возраста // Формирование восприятия у дошкольников. - М.: Просвещение, 1968.

- С. 217-233.

10. Пахомова А.С. Межполушарная асимметрия и проблема константности зрительного восприятия больших и малых размеров // Физиология человека. -2000. - Т. 26, № 3. - С. 31-37.

11. Фарбер Д.А. Системная организация интегративной деятельности мозга ребенка в онтогенезе // Физиология человека. - 1979. - Т. 5, № 3. - С. 516-526.

12. Фарбер Д.А., Бетелева Т.Г. Формирование системы зрительного восприятия в онтогенезе // Физиология человека. - 2005. - Т. 31, № 5. - С. 26-36.

Работа поддержана грантом АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы» №2.2.3.3./4704