Психофизиологический подход к интеллекту

Известно, что в психологии существует много разных подходов к анализу природы интеллекта, его структуры, способов функционирования и путей измерения. С позиций психофизиологического анализа целесообразно остановиться на подходе к интеллекту как к биологическому образованию, в соответствии с которым предполагается, что индивидуальные различия в показателях интеллектуального развития объясняются действием ряда физиологических факторов, во-первых, и эти различия в значительной степени обусловлены генотипом, во-вторых.

Три аспекта интеллекта.В теоретическом плане наиболее последовательную позицию здесь занимает Г.Айзенк (1995). Он выделяет три разновидности интеллекта: биологический, психометрический и социальный. Первый из них представляет генетически детерминированную биологическую базу когнитивного функционирования и всех его индивидуальных различий. Биологический интеллект, возникая на основе нейрофизиологических и биохимических факторов, непосредственно связан с деятельностью коры больших полушарий.

Психометрический интеллект измеряется тестами интеллекта и зависит как от биологического интеллекта, так и от социокультурных факторов. Социальный интеллект представляет собой интеллектуальные способности, проявляющиеся в повседневной жизни. Он зависит от психометрического интеллекта, а также от личностных особенностей, обучения, социоэкономического статуса. Иногда биологический интеллект обозначают как интеллект А, социальный как интеллект Б. Очевидно, что интеллект Б гораздо шире, чем интеллект А и включает его в себя.

Концепция Айзенка в значительной степени опирается на труды предшественников. Представления о существовании физиологических факторов, определяющих индивидуальные различия в умственной деятельности людей, имеют достаточно длительную историю изучения.

Исторические предпосылки.Еще в середине прошлого века с появлением первых экспериментальных приемов измерения простых психофизиологических показателей, таких, как различительная сенсорная чувствительность, время реакции и т.д., в психологии возникло направление, ставящее своей целью найти простые физиологические процессы или свойства, которые могут лежать в основе индивидуальных различий по интеллекту.

Идея использования простых, имеющих физиологическую природу показателей для оценки индивидуальных различий по интеллекту идет от Френсиса Гальтона. Он рассматривал интеллект как биологическое образование, которое нужно измерять с помощью физиологических индикаторов. Экспериментальное воплощение эти идеи нашли в целом ряде работ, в которых в качестве коррелята интеллекта и частично способа его измерения предлагалось рассматривать время выполнения простых заданий.

Время как фактор эффективности.По некоторым представлениям определенная часть индивидуальных различий в успешности выполнения тестов интеллекта объясняется тем, насколько быстро индивид может обрабатывать информацию, причем независимо от приобретенных знаний и навыков. Поэтому времени как фактору, обеспечивающему эффективность умственной деятельности, и в настоящее время придается довольно большое значение.

Таким образом, понятие психической скорости или скорости выполнения умственных действий приобретает роль фактора, объясняющего происхождение индивидуальных различий в познавательной деятельности и показателях интеллекта. Действительно, неоднократно показано, что показатель интеллекта связан с временем реакции, взятом в разных вариантах оценки, отрицательной корреляцией, составляющей в среднем – 0,3.

Наряду с этим в психофизиологии существует специальное направление хронометрии процессов переработки информации, в котором одним из главных показателей служат латентности компонентов ВП, интерпретируемые как маркеры времени выполнения отдельных когнитивных операций. Закономерно, что существует целый ряд исследований взаимосвязи показателей ВП и интеллекта.

Нейрональная активность.В этом контексте была сформулирована гипотеза нейрональной эффективности, которая предполагает, что «биологически эффективные» индивиды обрабатывают информацию быстрее, поэтому они должны иметь более короткие временные параметры (латентности) компонентов ВП.

Эти предположения неоднократно подвергались проверке, и было установлено, что подобная связь обнаруживается при определенных условиях: биполярном способе регистрации ВП и использовании зрительных стимулов. Кроме того, существуют другие факторы, влияющие на ее проявления, например, уровень активации. Наибольшее соответствие между короткими латентностями и высокими показателями интеллекта имеет место при умеренном уровне активации, следовательно связь «латентные периоды ВП – показатели IQ» зависит от уровня активации.

Кроме временных характеристик, для сопоставления с показателями IQ привлекаются и многие другие параметры ВП: различные варианты амплитудных оценок, вариативность, асимметрия.

Наибольшую известность в связи с этим приобрели исследования А. и Д. Хендриксонов. В их основе лежит теоретическая модель памяти, информационной обработки и интеллекта, базирующаяся на представлении о нейрональных и синаптических процессах и функциях. В основу индивидуальных различий здесь кладутся различия в особенностях синаптической передачи и формирования энграмм памяти. Предполагается, что при обработке информации на уровне синапсов в коре мозга могут возникать ошибки. Чем больше число таких ошибок продуцирует индивид, тем ниже показатели его интеллекта. Количественно оценить число этих ошибок невозможно, но они проявляется в индивидуальных особенностях конфигурации ВП.

Согласно этой концепции индивиды, безошибочно обрабатывающие информацию, должны продуцировать высокоамплитудные и имеющие сложную форму ВП, т.е. с дополнительными пиками и колебаниями (рис. 9.1).

Низкоамплитудные ВП упрощенной формы характерны для индивидов с низким показателями интеллекта. Эти предположения получили статистическое подтверждение при сопоставлении ВП и показателей интеллекта по тестам Векслера и Равена.

Таким образом, есть основания утверждать, что эффективность передачи информации на нейронном уровне определяется двумя параметрами скоростью и точностью (безошибочностью). Оба параметра можно рассматривать, как характеристики биологического интеллекта.

Не только вызванные потенциалы, но индивидуальные особенности ЭЭГ дают основания для прогноза интеллекта. Среди последних исследований такого рода наиболее иллюстративными являются работы А.Н.Лебедева с соавторами (1998). С использованием современных статистических средств обработки данных, ими было показано, что интеллектуальные способности индивида можно прогнозировать по таким показателям ЭЭГ как частота альфа-ритма, степень синхронизации колебаний в лобных областях, соотношение мощности колебаний в альфа- и тета-диапазонах и др.

Топографические факторы.В разделе 9.1.2. были проанализированы электрофизиологические корреляты межзонального взаимодействия в процессе мыслительной деятельности. Однако проблема этим не исчерпывается, особенно когда ставится вопрос о физиологических предпосылках интеллекта.

Роль топографических факторов в обеспечении мышления и интеллекта можно рассматривать, по крайней мере, в двух аспектах. Первый связан с морфологическими и функциональными особенностями отдельных структур мозга, которые связаны с высокими умственными достижениями. Второй касается особенностей взаимодействия между структурами мозга, при которых возможна высокоэффективная умственная деятельность.

«Жесткие» и «гибкие» звенья.Для характеристики свойств мозгового субстрата мыслительной деятельности Н.П. Бехтеревой (1966) был предложен «принцип индивидуально формирующихся мозговых систем», согласно которому реализация одной и той же психической деятельности может обеспечиваться топографически различающимися мозговыми системами. Это означает, что нейрофизиологические механизмы, обеспечивающие мыслительную деятельность человека, представляют собой системы, состоящие из «жестких» (стабильных) и «гибких» (вариативных) звеньев.

В дальнейшем эти представления получили подтверждение в исследованиях Н.П. Бехтеревой и ее сотрудников при помощи ПЭТ-томографии. Было показано, что в решении одной и той же мыслительной задачи принимают участие как постоянно активирующиеся участки головного мозга (жесткие звенья), так и новые области мозга, названные «гибкими звеньями».

Иными словами, мозговая система обеспечения мышления состоит из жестких (одних и тех же) и гибких (вариативных) звеньев. Этот принцип организации мозговых систем является одним из важнейших механизмов надежности мозга, который обеспечивает возможность достижения правильного конечного результата мыслительной деятельности относительно независимо от внутренних и внешних помех.

Морфо-функциональные предпосылки интеллекта.Долгое время господствовал скептический взгляд на попытки найти какие-либо морфологические и топографические особенности в строении мозга людей, отличающихся высоким интеллектом. Однако в последнее время эта точка зрения уступила другой, по которой индивидуальным особенностям психической деятельности сопутствуют определенные соотношения в развитии различных областей мозга.

Постмортальное исследование мозга людей, которые обладали выдающимися способностями, демонстрирует связь между спецификой их одаренности и морфологическими особенностями мозга, в первую очередь, размерами нейронов в так называемом рецептивном слое коры. Анализ мозга выдающегося физика А. Эйнштейна показал, что именно в тех областях, где следовало ожидать максимальных изменений (передние ассоциативные зоны левого полушария) рецептивный слой коры был в два раза толще обычного. Кроме того, там же было обнаружено значительно превосходящее статистическую норму число так называемых глиальных клеток, которые обслуживали метаболические нужды увеличенных в размере нейронов. Характерно, что исследования других отделов мозга Эйнштейна не выявили особых отличий (Storfer, 1990). Предполагается, что столь неравномерное развитие мозга связано с перераспределением его ресурсов (медиаторов, нейропептидов и т.д.) в пользу наиболее интенсивно работающих отделов. Особую роль здесь играет перераспределение ресурсов медиатора ацетилхолина. Холинэргическая система мозга, в которой ацетилхолин служит посредником проведения нервных импульсов, по некоторым представлениям обеспечивает информационную составляющую процессов обучения. Эти данные свидетельствуют о том, что индивидуальные различия в умственной деятельности человека, по-видимому, связаны с особенностями метаболизма в мозге.

Однако мышление и интеллект представляют собой свойство мозга как целого, поэтому особое значение приобретает анализ взаимодействия различных регионов мозга, при котором достигается высокоэффективная умственная деятельность, и в первую очередь анализ межполушарного взаимодействия.

Проблема функциональной специализации полушарий в познавательной деятельности человека имеет много разных сторон и хорошо изучена (см. главы 5.4. и 8.5.). В основном они сводятся к следующему: аналитическая, знаково опосредованная стратегия познания характерна для работы левого полушария, синтетическая, образно опосредованная – для правого. Закономерно, что функциональные свойства полушарий, а точнее степень их индивидуальной выраженности могут служить физиологическим условием высоких достижений в решении задач разного типа (вербально-логических или пространственных).

Исходно предполагалось, что условием высоких достижений в умственной деятельности является преимущественное развитие функций доминантного левого полушария, однако в настоящее время все большее значение в этом плане придается функциям субдоминантного правого полушария. В связи с этим возникла гипотеза эффективного билатерального взаимодействия как физиологической основы общей одаренности. Предполагается, что чем лучше праворукий человек использует возможности своего субдоминантного правого полушария, тем больше он способен: одновременно обдумывать разные вопросы; привлекать больше ресурсов для решения интересующей его проблемы; одновременно сравнивать и противопоставлять свойства объектов, вычленяемые познавательными стратегиями каждого из полушарий. Гипотеза билатерального взаимодействия и эффективного использования всех возможностей левого и правого полушарий в интеллектуальной деятельности представляется оптимальной, поскольку она, во-первых, адресуется к работе мозга как целого и, во-вторых, использует представления о ресурсах мозга.

Соотношение нейронного и топографического уровней.Мышление как психический процесс и интеллект как интегральная когнитивная характеристика функционируют на основе свойств мозга, взятого как целое. С позиций системного подхода (см. главу 1.4.5) в работе мозга следует выделять два уровня, или типа, систем: микро- и макросистемный.

Применительно к мышлению и интеллекту первый представлен параметрами функционирования нейронов (принципами кодирования информации в нейронных сетях) и особенностями распространения нервных импульсов (скоростью и точностью передачи информации). Второй отражает морфофункциональные особенности и значение отдельных структур мозга, а также их пространственно-временную организацию (хронотоп) в обеспечении эффективной умственной деятельности. Изучение этих факторов позволяет выявить, что головной мозг и, в первую очередь, зоны коры в процессе мыслительной деятельности действуют как единая система с очень гибкой и подвижной внутренней структурой, которая адекватна специфике задачи и способам ее решения.

Целостная картина мозговых механизмов, лежащих в основе умственной деятельности и интеллекта, возможна на пути интеграции представлений, сложившихся на каждом из уровней. В этом и заключается перспектива психофизиологических исследований мыслительной деятельности человека.