Нейрофизиология когнитивной деятельности

1. Выявление основных закономерностей формирования мозгового обеспечения когнитивной деятельности и регуляции поведения у детей и подростков от 3 до 16 лет. В последние 5 лет исследования лаборатории сосредоточены на изучении формирования мозговых механизмов произвольной организации ментальной деятельности и поведения (управляющих функций мозга)
2. Выявление нейрофизиологических факторов риска учебной и социальной дезадаптации в предшкольном, младшем школьном и подростковом возрасте
3. Разработка методологии междисциплинарной (нейропсихологической и нейрофизиологической) оценки индивидуальных особенностей познавательного развития детей и подростков в возрасте от 3 до 16 лет. В основе методологии – сопоставление ЭЭГ показателей индивидуальных особенностей функционального состояния коры и глубинных регуляторных структур мозга с нейропсихологическими показателями эффективности различных компонентов когнитивной деятельности. Теоретическая основа разрабатываемого подхода – принцип динамической локализации высших психических функций А.Р. Лурия
4. Разработка системы (батареи) компьютеризированных тестов для количественной оценки управляющих функций (внимания, рабочей памяти, когнитивного планирования, когнитивного торможения и переключения между когнитивными задачами) у детей дошкольного и младшего школьного возраста. Цель этих исследований – создание базы данных и системы стандартизированных оценок индивидуальных особенностей УФ для использования школьными психологами и специалистами центров диагностики и развития детей.

Основные публикации сотрудников лаборатории за 2020 – 2023 гг.

Монографии

Мачинская Р.И., Курганский А.В., Фарбер Д.А., Горев А.С., Захарова М.Н., Ломакин Д.И., Корнеев А.А. Регуляция поведения и когнитивной деятельности в подростковом возрасте. Мозговые механизмы / Под ред. Р.И. Мачинской и Д.А. Фарбер — М.: Изд-во Московского психолого-социального университета, 2023. — 616 с. — DOI: 10.51944/9785977010122

Наиболее значимые публикации лаборатории за 2020-2022 г.

1. Курганский А.В., Ломакин Д.И., Корнеев А.А., Мачинская Р.И. Мозговая организация рабочей памяти при отсроченном копировании ломаной линии: анализ потенциалов, связанных с императивным сигналом // Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова -2022. - Т. 72, № 3 - с. 387-404.
2. Корнеев А.А., Ломакин Д.И., Курганский А.В., Мачинская Р.И. Удержание вербальной и невербальной серийной информации в рабочей памяти // Психология. Журнал Высшей школы экономики - 2022. - Т. 19, № 2. - С. 87–106.
3. Захарова М.Н., Мачинская Р.И., Агрис А.Р. Управляющие функции мозга и готовность к систематическому обучению у старших дошкольников // Культурно-историческая психология - 2022. - Том 18. - № 3. С. 81–91.
4. Захарова М.Н., Агрис А.Р. Возрастная динамика различных компонентов речевой системы и их связь с состоянием управляющих функций мозга у старших дошкольников // Физиология человека. - 2023. - Том 49, №3 – С. 1-10.
5. Курганский А.В. Оценка управляющих функций у детей 3-6 лет: состояние, проблемы и перспективы // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. – 2021. – Т.1, № 4. – С. 454–469.
6. Цехмистренко Т.А. Морфофункциональный подход в изучении особенностей префронтальной коры у подростков //Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.  Павлова – 2021. – Т. 71. – № 5. – С. 591-604
7. Tsekhmistrenko, T.A., Mazloev, A.B. & Obukhov, D.K. Developmental сhanges in the thickness of the cortex and its layers in the paramedian lobule of the cerebellum in children// Neurosci Behav Physi – 2021. – №51. – P.541–545.
8. Kurgansky A.V., Lomakin D.I., Machinskaya R.I. Resting-state network in adolescents with poor behavior regulation. An analysis of effective cortical connectivity in EEG source space // Журнал высшей нервной деятельности - - Т. 70, № 6. – С.723–737.
9. Мачинская Р.И., Захарова М.Н. Ломакин Д.И. Регуляторные системы мозга у подростков с признаками девиантного поведения. Междисциплинарный анализ// Физиология человека. - 2020 -Т. 46. № 3. - С. 37-55

Лаборатория создана в 1964 году Деборой Ароновной Фарбер, доктором биологических наук, профессором, академиком Российской академии образования – основателем научной школы и отдельного направления возрастной физиологии – нейрофизиологии развития познавательной деятельности ребенка.

Деятельность лаборатории в области фундаментальных научных исследований направлена на изучение закономерностей формирования мозговых механизмов когнитивных функций у детей разного возраста и подростков. Когнитивные функции включают в себя обширный спектр операций преобразования информации: ее получение по сенсорным каналам, избирательную обработку и анализ различной степени сложности, занесение в память и извлечение из памяти, а также процессы регуляции обработки информации – различные виды внимания, планирования деятельности, принятие решений.

Знания основных закономерностей формирования мозговых механизмов когнитивной деятельности ребенка в процессе его индивидуального развития востребованы для решения актуальных вопросов воспитания, обучения и охраны здоровья детей, начиная с раннего периода развития и до достижения зрелости. Их значимость определяется необходимостью соответствия программ обучения, а также требований, предъявляемых к ребенку для их освоения, уровню развития базовых когнитивных процессов и функциональным возможностям ребенка.

Прикладные исследования лаборатории посвящены выявлению нейрофизиологических факторов трудностей обучения и проблем регуляции поведения у детей разного возраста и подростков.

Методологической основой фундаментальных и прикладных исследований лаборатории является представление о мозговых механизмах познавательных процессов как многокомпонентных функциональных системах (распределенных нейронных сетях), формирующихся в процессе активной деятельности для реализации ее целей и задач. В соответствии с функциональной классификацией структур мозга, предложенной А.Р. Лурия, и на основе данных современных нейрофизиологических исследований когнитивных процессов в структуре функциональных мозговых систем выделяются информационные составляющие, обеспечивающие обработку значимой модально-специфической информации и регуляторные составляющие, обеспечивающие изменения общего уровня активности, избирательную регуляцию, организацию и контроль деятельности. Регуляторные системы мозга осуществляют настройку нейронных сетей коры на обработку значимой для субъекта информации и подготовку к реализации программы действий. В состав регуляторных систем входят глубинные модулирующие структуры мозга, ассоциативные зоны коры и связи между ними. Информационные составляющие – это нейронные сети, основная функция которых состоит в обработке и интеграции качественно-специфичной информации. Основными свойствами функциональных систем мозга является их пластичность, зависимость от возрастных и индивидуальных особенностей морфофункционального созревания отдельных корковых и подкорковых структур (динамическая локализация высших психических функций в онтогенезе), а также постепенность и разная скорость созревания нейронных сетей, реализующих различные аспекты когнитивной деятельности (гетерохрония развития).

Во всех научных и прикладных проектах лаборатории используется многоуровневый подход к исследованию когнитивных функций, т.е. сочетание анализа структуры и эффективности познавательных процессов на уровне деятельности и анализа параметров суммарной электрической активности мозга – электроэнцефалограммы (ЭЭГ), как в состоянии покоя, так и в процессе выполнения когнитивных заданий. Соотнесение показателей эффективности решения когнитивных задач в разных экспериментальных условиях с временными и топографическими особенностями электрической активности коры головного мозга дает возможность выделять функциональные мозговые системы, активность которых специфическим образом связана с реализацией регуляторных и информационных составляющих познавательной деятельности.