Целостное восприятие и его роль в конструкторской деятельности у детей 4-9 лет в норме и при аутизме (стр. 3 )

При статистическом анализе межгрупповых различий выборки уравнивались попарно в одном случае по возрасту, в другом случае – по общему когнитивному развитию.

Родители всех испытуемых дали согласие на участие их детей в исследовании.

Методы исследования

Для оценки возможностей распознавания изображений в затрудненных условиях были использованы зрительные пробы из альбома и : «Фигуры Поппельрейтера» (40 изображений на 11 картинках, представляющих собой несколько наложенных контуров объектов), «Перечёркнутые фигуры» (7 картинок – контурных изображений с прорисованными деталями, несколько раз пересекаемых извилистой или ломаной линией) и «Фигуры на сложном фоне» (16 контурных изображений, окруженных беспорядочными линиями на одной картинке). Также анализировалось выполнение двух субтестов на зрительное восприятие из батареи Кауфманов – «Волшебное окно» (20 цветных и черно-белых картинок, показываемых постепенно сквозь узкую щель) и «Завершение гештальта» (20 изображений, представленных черными пятнами на белом фоне). Задания предъявлялись в фиксированном порядке. При затруднениях в выполнении зрительных проб экспериментатор оказывал поэтапную помощь, обводя контур пальцем или предлагая ребенку найти и показать названный объект. Эффективность распознавания зрительных стимулов оценивалась по пятибалльной шкале в зависимости от правильности и степени самостоятельности ответа. Количественной мерой успешности распознавания служили суммарные и усредненные баллы по каждой из проб.

Для оценки приоритета глобальной формы были проанализированы ошибки детей при распознавании изображений с точки зрения целостности или фрагментарности. При этом неадекватные ответы, включая персевераторные и вычурные, и отказы были исключены из анализа. Оценка проводилась двумя экспертами независимо друг от друга, один из которых не был осведомлен о том, в какую группу входит каждый ребенок. Итоговым показателем выраженности приоритета глобальной формы служило соотношение ошибок по целостному и фрагментарному типу.

В качестве модели зрительно-направляемой деятельности использовался субтест «Треугольники из батареи Кауфманнов. Перед детьми клали на стол от 2-х до 9-ти треугольников в зависимости от сложности задания и показывали детям на странице тестового буклета модель для копирования, предлагая сложить точно такую же фигуру. Детали для конструирования представляли собой плоские прямоугольные равнобедренные треугольники, окрашенные с одной стороны в желтый цвет, а с другой – в синий. Время выполнения каждого задания ограничивалось двумя минутами. Анализируемыми параметрами успешности конструирования по образцу служили сумма правильно выполненных заданий и среднее время выполнения.

Для того чтобы оценить, на какие признаки модели – глобальные или локальные испытуемые опираются при конструировании, были выделены три типа стратегий в зависимости от того, какую часть образца воспроизводят первые положенные детали. Вычислялось соотношение глобальной и локальной стратегий. Также были выделены 2 основных группы ошибок, отражающих тенденцию либо к целостному восприятию конфигурации образца, либо к локально-ориентированному восприятию элементов орнамента. Мерой направленности восприятия на глобальные или локальные признаки служило соотношение допускаемых детьми ошибок при воспроизведении модели.

Общий уровень когнитивного развития оценивался с помощью теста на интеллект K-ABC (Kaufman Assessment Battery for Children, Kaufman & Kaufman, 1983). Детям предъявлялись 8 различных субтестов, включающих помимо распознавания изображений и конструирования, задания на запоминание серии цифр, слов, движений руки и пространственного месторасположения объекта, выкладывание по порядку серии сюжетных картинок и матрицы аналогий. В качестве показателя когнитивных возможностей ребенка использовали возраст развития ребенка, представляющий собой усреднение возрастных эквивалентов уровня выполнения всех 8-ми субтестов.

Третья и четвертая главы работы посвящены результатам исследования и их обсуждению соответственно. Результаты исследования изложены в трех смысловых разделах: «Распознавание изображений в затрудненных условиях», «Приоритет глобальной формы: анализ ошибок» и «Роль целостного восприятия в конструкторской деятельности».

Распознавание изображений в затрудненных условиях

В возрастном периоде от 4-х до 8-ми лет эффективность распознавания детьми изображений в затрудненных условиях напрямую определяется когнитивными возможностями ребенка (F(1,46) = 12.1, p < 0.002). Поскольку по данным литературы (Peters et al., 2002) у взрослых такой зависимости не прослеживается, то можно предполагать, что в детском возрасте вклад общих когнитивных навыков в процесс зрительного опознания выше, чем во взрослом возрасте. Так у детей дошкольного возраста по сравнению с взрослыми беднее перцептивный опыт и словарный запас, поэтому успешность опознания объектов у них определяется объемом активного словаря и общей осведомленностью. Следовательно,  любое отставание ребенка в психическом развитии неизбежно приведет к снижению результатов выполнения зрительных проб, даже если собственно способность к целостному восприятию зрительного образа у него не нарушена.

Тем не менее, дети с аутизмом распознают зашумленные и неполные изображения менее успешно, чем здоровые дети даже при сопоставимом уровне общего когнитивного развития (F(1,36) = 7.8, p = 0.01) (рис. 1). Эти результаты согласуется с данными исследований, в которых показаны  трудности взрослых пациентов с аутизмом и синдромом Аспергера в распознавании неполных изображений (представленных прерванными контурами) (Joliffe & Baron-Cohen, 2001; Stevens & Moffit, 1988).

Рис. 1. Зависимость успешности распознавания изображений в затрудненных условиях от когнитивных возможностей детей.

Однако статистически достоверное отставание детей с аутизмом проявилось только в тех пробах, которые максимально задействовали механизм перцептивной группировки элементов зрительного объекта («Наложенные фигуры», «Фигуры на сложном фоне» и «Завершение гештальта»). Неравномерный профиль отставания детей с аутизмом в разных типах зрительных проб свидетельствуют о том, что именно этот относительно «высокоуровневый» механизм может быть ослаблен у детей с аутизмом. Известно, что механизмы перцептивной группировки и идентификации непрерывного контура имеют различную организацию на уровне зрительной коры, и могут нарушаться независимо друг от друга (цит. по Bertone et al., 2003). Так обработка зрительной непрерывного контура ограничивается на уровне первичной проекционной коры – поля V1 (Wilson, Ferrera, Yo, 1992; Chubb & Spelling, 1988), в то время как при перцептивной группировке функциональная нагрузка приходится на вторичные и экстра-стриарные поля V2, V3, V4 (Smith, et al., 1998). Действительно, на здоровых взрослых с помощью техники позитронно-эмиссионной томографии получено прямое доказательство вовлечения функциональной активности поля V4 вентрального зрительного потока в процесс распознавания наложенных фигур (Larsson et al., 2002). Можно предполагать, что относительная легкость распознавания детьми с аутизмом изображений на основании непрерывного контура, по сравнению с пробами, требующими перцептивной группировки, обусловлена дисбалансом функций первичной зрительной коры и иерархически высших областей зрительной системы. У детей с аутизмом, как показано в исследовании с использованием метода вызванных потенциалов, при восприятии зрительных объектов «низкоуровневая» активность первичной зрительной коры непропорционально преобладает над «высокоуровневыми» процессами комплексной обработки стимула (Stroganova et al., 2007). В основе аномально усиленной при аутизме обработки элементарных сенсорных признаков может лежать как особая организация нейронных сетей первичной зрительной коры (Belmonte, 2004; Brock et al., 2002; Cohen et al., 1994; Grice et al., 2001; Gustafsson, 1997; McLelland et al., 2000; Rubenstein & Merzenich, 2003), так и ее избыточная активность вследствие недостатка ее связей с ассоциативными полями (Castelli et al., 2002; Just, 2004).

Приоритет глобальной формы: анализ ошибок

В период от 4-х до 10-ти лет меняется характер ошибок, допускаемых детьми при распознавании изображений (F(1,40) = 4,96, p<0.04). Если до возраста примерно 6-ти лет у детей преобладают ошибки по типу фрагментарности, то после этого периода большинство ошибочных ответов основываются на целостной конфигурации изображения (рис. 2). По-видимому, это отражает процессы созревания механизмов, обеспечивающих приоритет глобальной формы в зрительном восприятии. Эти результаты в точности согласуются с данными поведенческих исследований по восприятию детьми иерархических букв (Dukette & Stiles, 2001; Kimchi et al, 2005; Poirel et al., 2008). Именно в возрасте 6-7 лет в мозге ребенка происходит сокращение объема серого вещества теменных и затылочных областей правого полушария (Poirel et al., 2011), что и отличает детей со сформированным приоритетом глобальной формы от сверстников с локальной направленностью восприятия. Предполагают, что эти анатомические изменения в развивающемся мозге могут отражать функциональную специализацию нейронов зрительной коры правого полушария на обработке низких пространственных частот и соответственно глобальной формы (Poirel et al., 2008).

Рис.. 2. Возрастная динамика соотношения ошибок по целостному и фрагментарному типу при распознавании зашумленных и неполных изображений.

Интересно, что это свойство зрительного восприятия, возникая в конце дошкольного возраста и усиливаясь в дальнейшем возрастном развитии, не дает детям каких-либо преимуществ в эффективности опознания изображений в затрудненных условиях. Таким образом, наши результаты свидетельствуют о невозможности прямого переноса нейропсихологических тестов, изначально разрабатывавшихся для диагностики способности к целостному восприятию у взрослых пациентов с приобретенными поражениями мозга (Poppelreiter, 1917), в область исследований развивающегося зрительного восприятия в типичном онтогенезе.

Однако аномальное ослабление тенденции к целостному восприятию у детей с аутизмом в сравнении со здоровыми сверстниками (F(1,36) = 5,53, p<0.03) снижает их возможности распознавания зашумленных и неполных изображений (b=0.43, p<0.002). Во всех публикациях по проблеме зрительного восприятия при аутизме обсуждается роль снижения спонтанной тенденции к приоритету глобальной формы в формировании отклонений в отдельных видах зрительно-направляемой деятельности: зрительном поиске (O’Riordan et al., 2001, 2004; Plaisted et al., 1999), конструировании по образцу (Shah & Frith, 1983, 1993), реалистичному рисунку (Mottron & Belleville, 1993) и т. д. Однако наши данные являются первой экспериментальной демонстрацией непосредственных последствий аномального снижения спонтанной тенденции к целостному восприятию у детей с аутизмом для их зрительно-направляемой деятельности по распознаванию изображений в затрудненных условиях.

Роль приоритета глобальной формы в конструкторской

деятельности

При конструировании по образцу дети с аутизмом используют особый стиль, связанный с направленностью на локальные признаки образца (рис. 3). Они чаще, чем здоровые дети, начинают конструирование, соединяя детали в линейном порядке и по линиям перехода контраста и реже начинают с копирования глобальной конфигурации образца  (F(1;69) = 17,6, p < 0,001). Противоположные результаты получены в экспериментальном исследовании (Chen et al., 2008), где дети с аутизмом в возрасте 8-11 лет, не имеющие нарушений интеллекта, продемонстрировали такой же репертуар стратегий конструирования, что и здоровые сверстники. Расхождение с нашими результатами может быть связано с гетерогенностью популяции детей с аутизмом по степени нарушения целостного восприятия (Прокофьев и др., 2008; Jolliffe & Baron-Cohen, 2001; Caron et al., 2006; Blake et al., 2003; Edgin, Pennington, 2005; Milne et al., 2002). Более того, известно, что локальная направленность восприятия детей с аутизмом сглаживается по мере взросления (Edgin & Pennington, 2005; Del Viva et al., 2003) и мягче выражена у пациентов с высоким уровнем когнитивного развития (Jolliffe & Baron-Cohen, 2001). Действительно, выборка из 8 детей школьного возраста в исследовании (Chen et al., 2008) без снижения интеллекта, могла просто не включать детей с выраженными особенностями восприятия, характерными для расстройств аутистического спектра. С другой стороны, в компьютерной версии этого теста дети не могли постоянно видеть перед собой образец и