Исследование показало связь между частотой моргания и когнитивной гибкостью у дошкольников

Исследователи обнаружили связь между частым спонтанным морганием и более высокими показателями когнитивной гибкости у детей от трех до шести лет. Дошкольники, которые чаще моргали без осознанного намерения, лучше справлялись с заданиями, требующими быстро переключаться с одного правила на другое.

Ученые связывают этот результат с активностью правой дорсолатеральной префронтальной коры — участка мозга, участвующего в исполнительных функциях, в том числе планировании, концентрации внимания и переключении между задачами. Частота спонтанного моргания (sEBR) рассматривается как один из непрямых показателей активности дофаминовой системы. В новом исследовании, результаты которого приводит New York Post, она оказалась связана с более высокими показателями исполнительных функций у детей дошкольного возраста.

В работе участвовали 113 детей в возрасте от трех до шести лет из Японии. Им предложили классический тест на когнитивную гибкость — игру с сортировкой карточек. Сначала ребенок должен был распределять карточки по цвету, а затем правило неожиданно менялось: карточки требовалось сортировать уже по форме.

Такой тест позволяет оценить, насколько хорошо дошкольник способен отказаться от уже выбранного способа действий и перейти к другому правилу. Это один из важных компонентов исполнительных функций, которые, в частности, помогают контролировать импульсивные реакции и следовать инструкциям. Чтобы определить, какие участки мозга активируются во время выполнения задания, ученые использовали функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию. Это неинвазивный метод, при котором ближний инфракрасный свет проходит через ткани головы, а по изменениям уровня кислорода в крови оценивается активность мозга.

Одновременно исследователи снимали детей на обычные видеокамеры и подсчитывали, как часто они моргают спонтанно. Такое моргание происходит без сознательного контроля и связано с работой нейромодуляторных систем мозга, в том числе с передачей сигналов дофамина.

Ученые обнаружили, что во время успешного переключения между правилами активность правой дорсолатеральной префронтальной коры возрастала. При этом периоды повышенной активности этого участка мозга совпадали с изменениями частоты спонтанного моргания.

Связь с дофаминовой системой ранее наблюдалась и при других состояниях. Например, при болезни Паркинсона, которая сопровождается нарушениями дофаминовой передачи, люди обычно моргают реже и одновременно испытывают трудности с переключением между задачами.

В эксперименте дети, которые моргали чаще, в среднем лучше справлялись с игрой на сортировку карточек. Эта закономерность сохранялась и после того, как ученые отдельно проанализировали каждую возрастную группу. По мнению исследователей, это говорит о том, что связь между частотой моргания и результатами теста нельзя объяснить только общим возрастным созреванием.

Частота моргания у детей в целом увеличивается в период примерно от одного до пяти лет. В исследовании самые маленькие участники моргали примерно с одинаковой частотой и относительно редко. У детей старшего дошкольного возраста разброс показателей был заметнее: те, кто лучше всего справлялся с заданием, моргали более 20 раз в минуту.

Исследование также показало, что именно дорсолатеральная префронтальная кора была ключевой областью мозга, активировавшейся при необходимости сменить правило. Связи между результатами теста и активностью других участков префронтальной коры ученые не обнаружили.

У детей старшего возраста активность этой области мозга была более локализованной. Исследователи считают, что это может отражать постепенное формирование более специализированных нейронных сетей, отвечающих за выполнение конкретных задач.

У старших дошкольников одновременно наблюдались более высокая частота спонтанного моргания, лучшие результаты в тесте на когнитивную гибкость и более сфокусированная активность дорсолатеральной префронтальной коры. Авторы работы предполагают, что sEBR может быть связана с так называемой функциональной дифференциацией префронтальной коры — процессом, при котором мозговые сети постепенно специализируются на выполнении определенных задач.

Дошкольный возраст считается важным периодом для развития исполнительных функций, связанных с адаптацией поведения. В это время ребенок быстро учится контролировать импульсы, удерживать инструкции и менять стратегию действий в зависимости от ситуации. Различия в развитии этих навыков, как отмечают исследователи, в дальнейшем связаны с академической и социальной успешностью, а также с состоянием здоровья.

Авторы считают, что частота моргания может представлять интерес и для дальнейших исследований развития мозга у детей. Одно из преимуществ такого показателя — простота его измерения: частоту спонтанного моргания можно определить с помощью обычной видеозаписи, не подвергая ребенка сложному обследованию.

Это особенно важно при работе с маленькими детьми, которым бывает трудно долго сохранять неподвижность или спокойно переносить процедуры, связанные с исследованием мозга. В отличие от некоторых методов нейровизуализации, наблюдение за морганием не требует специального оборудования и не является инвазивным.

Однако ученые подчеркивают, что по одному только морганию нельзя оценить когнитивные способности ребенка. Этот показатель пока рассматривается лишь как потенциальный маркер, который требует дальнейшего изучения. Он не может заменить нейровизуализацию, поведенческие тесты или другие методы оценки развития ребенка.

riggleton / Shutterstock / Fotodom