Когнитивная гибкость [примечание 1] является внутренним свойством когнитивной системы, часто связанным с умственной способностью корректировать свою деятельность и содержание, переключаться между различными правилами задач и соответствующими поведенческими реакциями, поддерживать несколько концепций одновременно и переключать внутреннее внимание между ними. [1] Термин когнитивная гибкость традиционно используется для обозначения одной из исполнительных функций . [2] В этом смысле ее можно рассматривать как нейронную основу адаптивного и гибкого поведения. Большинство тестов на гибкость были разработаны в соответствии с этим предположением несколько десятилетий назад. В настоящее время когнитивную гибкость также можно назвать набором свойств мозга, которые способствуют гибкому, но релевантному переключению между функциональными состояниями мозга.
Когнитивная гибкость меняется в течение жизни человека. [3] Кроме того, определенные состояния, такие как обсессивно-компульсивное расстройство, связаны с уменьшением когнитивной гибкости. Поскольку когнитивная гибкость является жизненно важным компонентом обучения, [4] дефициты в этой области могут иметь другие последствия.
Два распространенных подхода к изучению когнитивной гибкости фокусируются на бессознательной способности к переключению задач и сознательной способности к когнитивному сдвигу . Методы измерения когнитивной гибкости включают задачу A-not-B , задачу сортировки карточек с пространственными изменениями , задачу сортировки карточек с множественной классификацией , задачу сортировки карточек Висконсина и тест Струпа . Исследования с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) показали, что определенные области мозга активируются, когда человек выполняет задачи на когнитивную гибкость. К этим областям относятся префронтальная кора (ПФК), базальные ганглии , передняя поясная извилина (ППК) и задняя теменная кора (ЗТК). [5] Исследования, проведенные с людьми разного возраста и с определенными дефицитами, дополнительно проинформировали о том, как когнитивная гибкость развивается и изменяется в мозге.
Когнитивную гибкость не следует путать с психологической гибкостью , которая представляет собой способность адаптироваться к ситуативным требованиям, уравновешивать жизненные требования и придерживаться определенного поведения, думая о проблемах и задачах новыми, творческими способами (например, изменяя позицию или обязательства, когда происходят неожиданные события). [6]
Американская психологическая ассоциация (АПА) определяет когнитивную гибкость как:
Способность к объективной оценке и соответствующим гибким действиям. Когнитивная гибкость также подразумевает адаптивность и справедливость.
— Психологический словарь Американской психологической ассоциации (APA), «Когнитивная гибкость» [7]
Когнитивная гибкость меняется в течение жизни человека. [1] Исследователи более конкретно описывают когнитивную гибкость как способность переключать или переключать мышление и внимание между различными задачами или операциями, как правило, в ответ на изменение правил или требований. [8] Например, при сортировке карточек на основе определенных правил дети считаются когнитивно гибкими, если они способны успешно переключаться с сортировки карточек на основе цвета объекта на сортировку на основе типа объекта на карточке.
Когнитивная гибкость была более широко описана как способность адаптировать свое мышление от старых ситуаций к новым ситуациям, а также способность преодолевать реакции или мышление, которые стали привычными, и адаптироваться к новым ситуациям. [9] [10] Таким образом, если человек способен преодолеть ранее существовавшие убеждения или привычки (когда это требуется для новых ситуаций), то он будет считаться когнитивно гибким. Наконец, способность одновременно рассматривать два аспекта объекта, идеи или ситуации в один момент времени относится к когнитивной гибкости. [11] Согласно этому определению, при сортировке карточек на основе определенных правил дети считаются когнитивно гибкими, если они могут сортировать карточки на основе цвета объектов и типа объектов на карточке одновременно. Аналогичным образом когнитивная гибкость была определена как наличие понимания и осознания всех возможных вариантов и альтернатив одновременно в любой заданной ситуации. [12]
Независимо от специфики определения, исследователи в целом согласились, что когнитивная гибкость является компонентом исполнительного функционирования, познания более высокого порядка, включающего способность контролировать свое мышление. [13] Исполнительное функционирование включает другие аспекты познания, включая торможение, память, эмоциональную стабильность, планирование и организацию. Когнитивная гибкость тесно связана с рядом этих способностей, включая торможение, планирование и рабочую память . [8] Таким образом, когда человек способен лучше подавлять аспекты стимула, чтобы сосредоточиться на более важных аспектах (т. е. подавлять цвет объекта, чтобы сосредоточиться на виде объекта), он также более когнитивно гибок. В этом смысле он лучше справляется с планированием, организацией и применением определенных стратегий памяти. [14]
Исследователи утверждают, что когнитивная гибкость также является компонентом множественной классификации, как первоначально описал психолог Жан Пиаже . В заданиях на множественную классификацию участники (в первую очередь дети, которые уже развили или находятся в процессе развития этого навыка) должны классифицировать объекты несколькими различными способами одновременно - тем самым гибко думая о них. [15] Аналогичным образом, чтобы быть когнитивно гибкими, они должны преодолеть центрацию, которая является тенденцией маленьких детей фокусироваться исключительно на одном аспекте объекта или ситуации. [16] Например, когда дети маленькие, они могут быть способны фокусироваться только на одном аспекте объекта (т. е. цвете объекта) и неспособны фокусироваться на обоих аспектах (т. е. как на цвете, так и на виде объекта). Таким образом, исследования показывают, что если человек центрирован в своем мышлении, то он будет более когнитивно негибким.
Исследования показали, что когнитивная гибкость связана с другими когнитивными способностями, такими как подвижный интеллект , беглость чтения и понимание прочитанного . [15] [17] Подвижный интеллект, описываемый как способность решать проблемы в новых ситуациях, обеспечивает подвижную способность рассуждения. Когда человек способен рассуждать подвижно, он, в свою очередь, с большей вероятностью будет когнитивно гибким. Кроме того, было показано, что те, кто способен быть когнитивно гибким, обладают способностью переключаться между звуками и значениями и/или одновременно думать о них, что повышает их беглость чтения и понимание. Было также показано, что когнитивная гибкость связана со способностью человека справляться с определенными ситуациями. Например, когда люди способны лучше переключать свое мышление с ситуации на ситуацию, они будут меньше фокусироваться на стрессорах в этих ситуациях. [18]
В целом, исследователи в этой области сосредоточены на развитии когнитивной гибкости в возрасте от трех до пяти лет. [19] Однако было показано, что когнитивная гибкость является широкой концепцией, которую можно изучать в разных возрастах и ситуациях. [3] Таким образом, при выполнении задач от простых до более сложных исследования показывают, что существует континуум развития, который охватывает период от младенчества до взрослой жизни.
Для различения разных уровней когнитивной гибкости в разных возрастах подходят различные оценки. Ниже приведены распространенные тесты, используемые для оценки когнитивной гибкости в порядке возраста, соответствующего развитию.
В задании A-not-B детям показывают предмет, спрятанный в месте A в пределах их досягаемости, а затем предлагают поискать предмет в месте A, где они его и находят. Это занятие повторяется несколько раз, спрятанный предмет находится в месте A. Затем, в критическом испытании, пока ребенок наблюдает, предмет прячется в месте B, втором месте в пределах легкой досягаемости ребенка. Исследователи согласились, что задание A-not-B является простым заданием, которое эффективно измеряет когнитивную гибкость в младенчестве. [19] [20]
В задании по сортировке карточек с изменением размерности (DCCS) детям изначально предлагается сортировать карточки по одному измерению (например, по цвету), а затем от них требуется изменить стратегию, чтобы сортировать карточки по второму измерению (например, по форме). [21] Обычно трехлетние дети способны сортировать карточки по одному измерению, но не могут переключиться на сортировку карточек по второму измерению. Однако пятилетние дети способны сортировать карточки по одному измерению, а затем могут переключиться на сортировку карточек по второму измерению. [20] [22]
В задании по сортировке карточек с множественной классификацией детям показывают карточки и просят отсортировать их по двум разным параметрам (например, по цвету, например, желтый и синий, и по типу объекта, например, животные и еда) одновременно в четыре стопки в матрице (например, желтые животные, желтая еда, синие животные и синяя еда). Это задание кажется более сложным, поскольку исследования показали, что семилетние дети не способны сортировать карточки по двум параметрам одновременно. Эти дети фокусировались на двух параметрах по отдельности, тогда как в возрасте одиннадцати лет дети были способны сортировать карточки по этим двум параметрам одновременно. Это демонстрирует увеличение когнитивной гибкости в возрасте от семи до одиннадцати лет. [11] [15]
Тест сортировки карточек Висконсина (WCST) используется для определения уровня абстрактных рассуждений человека и его способности менять стратегии решения проблем при необходимости. [23]
В этом тесте участникам предъявляется ряд карточек. Фигуры на карточках различаются по цвету, количеству и форме. Затем участникам говорят сопоставить карточки, но не говорят, как сопоставить; однако им говорят, является ли конкретное совпадение правильным или неправильным. Измеряется способность менять правила сопоставления. Обычно дети в возрасте от девяти до одиннадцати лет демонстрируют когнитивную гибкость, необходимую для этого теста. [3] [20]
Тест Струпа также известен как тест на нахождение цветовых слов. В этом измерении в колоде есть три типа карт. «Цветовая карта» отображает пятна разных цветов, которые участников просят идентифицировать как можно быстрее. «Слововая карта» отображает названия цветов, напечатанные черными и белыми чернилами, которые участников снова просят назвать как можно быстрее. Последний тип карты — «цветовая карта», которая отображает названия цветов, напечатанных чернилами конфликтующего цвета (например, слово RED будет напечатано желтым), и требует от участников называть цвета чернил, игнорируя конфликтующие названия цветов. Базовая оценка по каждой карте — это общее время (в секундах), которое тратит участник на устный ответ. [24] Обычно называние цвета слова занимает больше времени и приводит к большему количеству ошибок, когда цвет чернил не соответствует названию цвета. В этой ситуации взрослым, как правило, требуется больше времени для ответа, чем детям, поскольку взрослые более чувствительны к реальному цвету слова и, следовательно, с большей вероятностью поддаются его влиянию при назывании напечатанного слова с конфликтующим цветом.
Понимание механизмов, лежащих в основе когнитивной гибкости, является предметом текущих исследований. Это остается неуловимым свойством распределенной функции мозга, которая реализуется многими способами. Исследования на людях с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и исследования на животных с использованием оптогенетики показали, что когнитивная гибкость зависит от множества различных областей мозга, которые работают согласованно, включая префронтальную кору (ПФК), переднюю поясную кору (ППК), заднюю теменную кору (ЗТК), базальные ганглии и таламус . [5] [25] [26]
Регионы, активные во время задействования когнитивной гибкости, зависят от задачи и различных факторов, вовлеченных в гибкость, которые используются для оценки поведения, поскольку гибкое мышление требует аспектов торможения, внимания, рабочей памяти, выбора ответа и поддержания цели. [8] Несколько исследований с использованием парадигм переключения задач продемонстрировали сложность сети, вовлеченной в когнитивную гибкость. Активация дорсолатеральной префронтальной коры была показана во время разрешения помех нерелевантных наборов задач. [27] Другое исследование еще больше расширило эти результаты, продемонстрировав, что уровень абстрактности типа переключения влияет на вовлечение различных регионов префронтальной коры в зависимости от того, было ли участнику предложено выполнить переключение когнитивного набора, переключение ответа или стимул или перцептивное переключение. Переключение набора потребует переключения между правилами задачи, как в случае с WCST, и считается наиболее абстрактным. Переключение ответа потребует другого отображения ответа, например, круг правой кнопки и квадрат левой кнопки и наоборот. Наконец, переключение стимула или перцептивного набора потребует простого переключения между кругом и квадратом. Активация опосредуется уровнем абстрактности переключения установки в переднезаднем направлении в пределах ПФК, при этом наиболее передние активации вызываются переключениями установки, а наиболее задние активации возникают в результате стимула или перцептивных переключений. [25] Базальные ганглии активны во время выбора ответа, а ППК вместе с нижним фронтальным соединением активны во время представления и обновления наборов задач, называемых общим переключением домена. [28]
Дети могут быть поразительно негибкими при оценке с использованием традиционных тестов когнитивной гибкости, но это неудивительно, учитывая множество когнитивных процессов, вовлеченных в умственную гибкость, и различные траектории развития таких способностей. С возрастом дети, как правило, демонстрируют увеличение когнитивной гибкости, что, вероятно, является результатом длительного развития лобно-теменной сети, очевидного у взрослых, с созреванием синаптических связей , повышенной миелинизацией и региональным объемом серого вещества, происходящим от рождения до середины двадцатых годов. [29]
Сниженная когнитивная гибкость была отмечена при различных нейропсихиатрических расстройствах, таких как нервная анорексия , обсессивно-компульсивное расстройство , шизофрения , аутизм и у подгруппы людей с СДВГ . [30] [31] Каждое из этих расстройств демонстрирует различные аспекты когнитивной негибкости. Например, люди с обсессивно-компульсивным расстройством испытывают трудности с переключением фокуса внимания, а также с подавлением двигательных реакций. [32] Дети с аутизмом демонстрируют несколько иной профиль с дефицитом адаптации к изменяющимся условиям выполнения задач, при этом часто сохраняя способность реагировать на конкурирующие реакции. [33] Потенциальные методы лечения могут заключаться в нейрохимической модуляции. У подростков с нервной анорексией наблюдается выраженное снижение способностей к переключению установок, возможно, связанное с неполным созреванием префронтальной коры, связанным с недоеданием. [34] Можно также считать, что люди с наркотической зависимостью ограничены в когнитивной гибкости, поскольку они неспособны гибко реагировать на стимулы, ранее связанные с наркотиком. [35]
Пожилые люди часто испытывают дефицит когнитивной гибкости. Стареющий мозг претерпевает физические и функциональные изменения, включая снижение скорости обработки, центрального сенсорного функционирования, целостности белого вещества и объема мозга. Регионы, связанные с когнитивной гибкостью, такие как PFC и PC, атрофируются или уменьшаются с возрастом, но также демонстрируют большую активацию, связанную с выполнением задач, у пожилых людей по сравнению с молодыми людьми. [36] Это увеличение кровотока потенциально связано с доказательствами того, что атрофия усиливает кровоток и метаболизм, что измеряется как реакция BOLD или зависимость от уровня кислорода в крови с помощью фМРТ. Исследования показывают, что аэробные упражнения и тренировки могут иметь эффекты, вызывающие пластичность , которые потенциально могут служить вмешательством в старости, которое борется со снижением исполнительной функции. [37]
Когнитивная гибкость и другие навыки исполнительных функций имеют решающее значение для успеха как в классе, так и в жизни. Исследование, изучающее влияние когнитивного вмешательства на детей из группы риска в дошкольных классах, показало, что дети, которые получали такое вмешательство в течение одного-двух лет, значительно превзошли своих сверстников. По сравнению с детьми того же возраста, которые были случайным образом распределены в контрольное условие (единица грамотности, разработанная школьным округом), дошкольники, которые получили вмешательство, достигли 85% баллов точности в тестах на ингибиторный контроль (самодисциплину), когнитивную гибкость и рабочую память . [38] С другой стороны, их сверстники в контрольном условии (без вмешательства) продемонстрировали только 65% точности. Педагоги, участвовавшие в этом исследовании, в конечном итоге решили внедрить методы обучения когнитивным навыкам вместо разработанной округом учебной программы.
Еще одним показателем роли когнитивной гибкости в образовании является аргумент о том, что то, как обучают студентов, в значительной степени влияет на характер и формирование их когнитивных структур, которые, в свою очередь, влияют на способность студентов хранить и легко получать доступ к информации. [4] Важнейшая цель образования — помочь студентам учиться, а также надлежащим образом применять и адаптировать то, что они узнали, к новым ситуациям. Это отражено в интеграции когнитивной гибкости в образовательную политику в отношении академических рекомендаций и ожиданий. Например, как указано в Инициативе государственных стандартов Common Core , реформе образования на основе стандартов, разработанной для повышения показателей окончания средней школы, от преподавателей ожидается, что они будут предъявлять в классе «высокие когнитивные требования, требуя от студентов продемонстрировать глубокое концептуальное понимание посредством применения знаний и навыков содержания в новых ситуациях». [39] Это руководство является сутью когнитивной гибкости, и стиль обучения, ориентированный на ее продвижение, как было замечено, способствует пониманию, особенно в дисциплинах, где информация является сложной и нелинейной. [40] Контрпример очевиден в случаях, когда такой материал представлен в чрезмерно упрощенной форме, и учащиеся не могут перенести свои знания в новую область.
Альтернативный образовательный подход, основанный на когнитивной гибкости, — это гипертекст , который часто является обучением с помощью компьютера. Компьютеры позволяют представлять сложные данные в многомерном и связном формате, позволяя пользователям получать доступ к этим данным по мере необходимости. Наиболее широко используемый пример гипертекста — это Интернет, который динамически представляет информацию в терминах взаимосвязей (например, гиперссылок). Таким образом, гипертекстовые документы включают узлы — биты информации — и ссылки, пути между этими узлами. Заявки на педагогическое образование включали сеансы обучения учителей на основе видеоинструкций, в ходе которых начинающие учителя просматривали кадры мастеров-учителей, проводящих семинар по грамотности. В этом примере начинающие учителя получили лазерный диск с содержанием курса, гипертекстовый документ, который позволял учащимся получать доступ к контенту самостоятельно. Эти когнитивно-гибкие гипертексты (CFH) обеспечивают «трехмерное» и «открытое» представление материала для учащихся, позволяя им включать новую информацию и формировать связи с уже существующими знаниями. [41] Хотя необходимы дальнейшие исследования для определения эффективности CFH как учебного инструмента, предполагается, что классы, в которых теория когнитивной гибкости применяется таким образом, приведут к тому, что учащиеся будут более способны переносить знания из одной области в другую.
Исследователи в этой области выступают за стиль обучения, который включает групповые действия по решению проблем и требует мышления более высокого уровня. [42] Согласно этому процессу, учитель изначально задает один вопрос несколькими способами. Затем ученики обсуждают проблему с учителем и между собой, задавая вопросы. Формируя эти вопросы, ученики активно проводят мозговой штурм и вспоминают предыдущие знания. На этом этапе учитель предоставляет конкретные условия обсуждаемой проблемы, и ученики должны адаптировать свои предыдущие знания вместе со знаниями своих сверстников, чтобы сгенерировать решение.
Совершенно иное применение можно увидеть в исследовании когнитивной гибкости и видеоигр . Рассматривая эту черту под видом «ментальной гибкости», голландские исследователи заметили, что игроки в шутеры от первого лица (например, Call of Duty , Battlefield ) продемонстрировали большую «ментальную гибкость» по ряду показателей, чем негеймеры. [43] Исследователи утверждают, что, хотя видеоигры могут быть спорными из-за частого графического контента, использование эффекта таких игр может привести к аналогичным улучшениям в различных группах населения (например, пожилых людей, которые сталкиваются со снижением когнитивных способностей) и, следовательно, является социально значимым.
Было создано несколько онлайн-программ, предназначенных для тех, кто стремится повысить когнитивные способности, чтобы улучшить « физическую форму мозга », включая когнитивную гибкость. [44] [45] [46]
{{cite encyclopedia}}
: CS1 maint: year (link)