Заглянуть в мозг первоклассника

Александра Савостьянова, пожалуй, легко представить положительным ученым в советском фильме: не пьет, не курит, помешан на науке, сутул, одет неброско. Таких, как он, надо показывать чиновникам, чтоб не беспокоились, чем там эти ученые занимаются. В 31 год (что по российским меркам не просто рано, а очень рано) защитил докторскую диссертацию по философии в Санкт-Петербургском государственном университете. Профессор кафедры общей информатики факультета информационных технологий НГУ. Успешно работал в институтах Германии и Тайваня. Но при этом никуда не стремится уезжать: живет и работает в Новосибирске, преподает в Томске. Да еще и с красавицей женой воспитывает трех детей. На низкую зарплату не жалуется. Словом, не человек, а мечта чиновников и журналистов. К тому же тема научной работы ни у первых, ни у вторых вопросов об актуальности не вызывает. Что там в мозгах современных первоклассников с приходом в школу происходит, интересно всем.

«Нагружать все больше нас стали почему-то, нынче в школе первый класс вроде института», — пела еще в прошлом веке Алла Пугачева о горькой судьбе первоклашек. С тех пор нагрузка на детей меньше не стала. Одной из проблем является невротизация в процессе обучения. Невроз — это не просто модное слово, это функциональные нарушения в работе головного мозга. Если легкие неврозы могут ограничиться дергающимися глазами и легким заиканием, то тяжелые формы неврозов могут стать причиной психосоматических заболеваний со смертельным исходом или усилить суицидальные наклонности. Одним из первых неврозы стал исследовать известный каждому школьнику физиолог И.П. Павлов. Он не только изучал пищеварительные рефлексы на собаках, но и разработал методику, при помощи которой у них можно искусственно вызвать невроз. Самым простым способом оказалось неизбежное наказание за заведомо невыполнимое задание. (Выполнить задание собака не может, а за невыполнение ее обязательно накажут). Если эксперимент кажется вам слишком жестоким, задумайтесь о том, что многие наши дети живут в таких условиях постоянно. «Достаточно часто наша система образования выдвигает к ребенку требования, которые для него не выполнимы. То есть ребенок в принципе не может их выполнить. В такой ситуации хороший учитель вынужден приказы сверху игнорировать, а законопослушный — доводить детей до неврозов. Нет повести печальнее на свете, когда бредут уныло в школу дети, — со смехом вспоминает весьма бородатую шутку Александр. И тут же даже без намека на улыбку добавляет: — Когда пошли в школу мои дети, я на собственном опыте убедился, что некоторая часть выдаваемых им заданий бессмысленна, жестока и травматична».

Александр провёл целую серию экспериментов по изучению детских неврозов. Мы посетили его лабораторию в НИИ физиологии и фундаментальной медицины СО РАМН. Массивное кресло в центре комнаты для экспериментов навевает давно подзабытые ассоциации с зубоврачебным креслом советских поликлиник. Мы с фотографом делимся впечатлениями и наиболее смачными воспоминаниями. Александр с удовольствием поддерживает нашу игру: он со смехом демонстрирует нам гигантские шприцы. Но потом, явно вспомнив, что перед ним журналисты, которые еще невесть что напишут, совершенно серьезно поясняет: «Это чтобы равномерно гель распределять под шапкой, — и, видя мой недоуменный взгляд, продолжает. — А как, вы думали, потенциалы с поверхности головы к датчикам попадают? Детям даже нравилось», — добавляет Александр успокаивающе и показывает раковину для мытья волос, совсем как в парикмахерских. На фотографиях Александра действительно совершенно счастливые дети в этих самых шапочках с проводами. Именно с их помощью в этих экспериментах снималась энцефалограмма по 64 каналам.

Большая часть исследований касалась управления вниманием. Внимание — это не только умение замечать важное, но и умение игнорировать неважное. Вот как раз с последним у современных первоклашек есть некоторые проблемы. Проблему эту называют синдром детской гиперактивности: для ребенка важные и неважные вещи одинаково приоритетны (учитель у доски, упавшая ручка и птичка за окном для него одинаково значимы). На сегодняшний день в первых классах таких детей от 10 до 40%. Количество гиперактивных детей сильно меняется от региона к региону и от школы к школе. Где-то их относительно немного, а в некоторых местах, наоборот, количество детей с такими проблемами существенно выше среднего. То, что мы привыкли называть вниманием, в реальности состоит из двух систем, которые отличаются по анатомии, по нейрохимии, по роли в регуляции поведения: непроизвольное (спонтанное) внимание и произвольное (контролируемое). Непроизвольное внимание включается, когда мы сталкиваемся с необычными событиями (со слонами на улице или директором школы, гордо сидящим в своем кабинете в мантии со звездами и в колпаке). Связано это внимание преимущественно с теменной корой.
Произвольное внимание работает, когда нам нужно отыскать конкретную информацию в большом массиве событий, и связано оно в основном с центральной областью лобной коры. Первые проблески контролируемого внимания можно заметить у детей 5-6 лет, а полноценно эта система начинает функционировать у большинства детей в возрасте 8-9 лет. Это зависит от индивидуальных генетических особенностей ребенка, перенесенных болезней, отношения в семье, воспитания в детском саду и т.д. Некоторые дети показывают умение управлять своим вниманием уже начиная с 5 лет, но у большинства оно все-таки формируется к концу первого класса школы.

Вся система нашего образования настроена именно на последнюю, произвольную, систему. С чего начинается первый класс? «Сели ровно, руки на парту перед собой, не крутитесь, слушайте учителя». То есть ребенку предельно выключают непроизвольную систему и включают ту систему, которая у него еще слабо развита в силу его возраста. Если попросить нас взлететь, хотя бы на пару сантиметров, это, наверное, будет равнозначно тому, что учитель требует от ребенка. Вот тут самое время вспомнить о несчастных павловских собаках и неврозах… В последние годы в школах пытаются внедрить методы обучения, основанные на использовании непроизвольного внимания. Однако процесс их внедрения идет медленно.

Группа Александра Савостьянова для изучения внимания использовала методику odd-ball: детям давали два близких по тональности звука, один нужно было игнорировать, а услышав второй, давить на кнопку. Нужный сигнал подается с вероятность 20%, ненужный — с вероятность 80%.

Для исследований Савостьянов взял звуки в 1000 Гц и 500 Гц. «Из 250 взрослых, на которых мы опробовали задачу, с ней успешно справились 248 человек. Из 76 первоклашек, только пришедших в школу, различить звуки смогли только 17 человек. Для контроля детям дали аналогичную задачу со звуками «мяу» и «ква». Справились все. То есть дети, только пришедшие в школу, тона не различают. У 80% детей в начале школьного обучения отсутствует монофонетический слух». Казалось бы, ничего страшного — ну не различают тона, писать-читать ведь это не мешает. «У нас есть всего несколько способов проявления эмоций, — не соглашается Александр. — Мимика, жесты, поведение или тональность голоса. В нашей педагогической культуре не принято размахивать руками или активно использовать мимику. Остается только тональность. А 80% первоклашек тона не различают. То есть ребенок, у которого такой слух еще не развит, придя в первый класс, хорошо различает эмоции близких людей, а интонации голоса учителя остаются для него непроницаемыми. Такой ребенок не всегда может понять, поощряет педагог его поведение или не одобряет, что вызывает сильный стресс. Можно заметить, что процент детей, способных различать тона, довольно быстро растет в течении уже первого учебного года. Если в начале учебного года звуки различает около 20% детей, то к концу года таких становится уже около 70%. Видимо, это связано с тем, что в возрасте 8-9 лет детский мозг чаще всего всё-таки способен адаптироваться к стрессовым нагрузкам, научиться находить выход из неприятных ситуаций. К сожалению, обнаруживаются дети, которые не способны различать интонации голоса и выражение лиц даже через несколько лет обучения в школе. Собственно говоря, именно они и составляют группу риска по развитию невротических заболеваний. Одной из основных причин суицида у подростков является то, что некоторые из них не могут добиться понимания окружающих. Такие подростки часто не способны адекватно оценивать эмоции собеседника и выражать свои собственные эмоции. Похожая проблема возникает при аутизме, который чаще всего имеет генетические причины. Мы пытаемся выяснить, какие именно причины вызывают нарушение процесса социальной адаптации в различных случаях».

Вторая сторона эксперимента -посмотреть, как ведут себя дети в условиях, когда задача у них не получается. Оказалось, поведение детей разбилось на три четких стратегии: «регулярная» (дети, которые пытались решить задачу, даже когда ученые шутят: карикатура в лаборатории Александра (рис. Д. Гапчинского) у них ничего не получалось), «хаотическая» (дети долбили по клавишам случайным образом, как во время звучания звука, так и после и до), и третья группа детей, которых назвали «полухаотики», использовали то одну, то другую стратегию. Принципиально, что тип поведения никак не связан с уровнем интеллекта. Но зато, как легко предположить, регулярные дети были более успешны в школе — они слышали и выполняли команды учителя. В их группе был зафиксирован наибольший процент правильных ответов, у хаотичных — соответственно наименьший.

На картинке, где отображена активность головного мозга во время эксперимента, регулярные дети «почти как люди», как шутит Александр — у них картинка мало отличается от взрослых. На целевой тон возбуждается средняя фронтальная кора, а на нецелевой — париетальная кора. Это соответствует работе контролируемого внимания. У хаотиков картинка несколько другая. Но самое интересное в том, что во время выполнения сложного задания с полутонами оказалась заторможена зона Брока — область коры головного мозга, которая контролирует грамматическую правильность речи, а кроме того, помогает соотносить свои действия с заранее подготовленным планом или полученной инструкцией. «Назвать это патологией нельзя, хотя бы потому, что у нас таких детей было больше половины. Это некоторая возрастная особенность. У пятилетних детей такая реакция головного мозга будет наблюдаться почти у всех без исключения, а у девятилетних — практически не встречается. Но это означает, что слишком сложную инструкцию такой ребенок не может выполнить просто физически, в силу возрастных особенностей. А при нашей системе образования этого ребенка ругает учитель, ругают родители».

Второй раз тех же самых детей обследовали в конце первого класса, третье обследование недавно завершено. Оказалось, что уже во втором эксперименте процент хаотиков резко упал. В третий раз хаотиками остались всего несколько детей. У большинства из них прослеживались причины замедленного развития: это было связано либо с перенесенной травмой, либо с какими-то психологическими проблемами в семье.

Учителя начальных классов переход от хаотичного поведения к регулярному обычно ставят в заслугу себе: «Вот видите, он уже лучше на уроках слушает, уже понимает, что от него хотят. Еще поработаем — и научится нормально учиться». Но Александр пока приписывать заслуги педагогам, или программе, или просто взрослению не спешит.

«У нас в эксперименте участвовали дети нескольких гимназий Новосибирска и экспериментального класса гимназии «Росток», в котором обучение проходит по авторской программе В.В. Степановой, — методично, как лектор со стажем, поясняет он. — В итоге к концу первого класса во второй группе стал регулярным больший, чем в гимназических классах, процент хаотичных детей. Но выводы только о заслугах программы В.В. Степановой были бы преждевременны. Слишком сильно отличалось изначальное соотношение хаотиков и регулярных детей в классе. С чем это связано, тоже трудно сказать: возможно, родители, чувствуя когнитивные проблемы у ребенка, предпочитали отдать его в экспериментальный класс, возможно, в гимназиях дети более подготовлены. Может, просто повзрослели, — предупреждая мой вопрос, добавляет Александр. — Нужны дополнительные исследования. Если в начале года в экспериментальном классе был более высокий процент детей-хаотиков, то к концу года классы сравнялись в этих процентных соотношения, почему — пока ответить не готов».

Об исследовании и их результатах Савостьянов старается говорить везде: выступил по местному телевидению, на научном кафе «Эврика», рассказал министру образования Новосибирской области и его заму, прочитал не один десяток лекций для учителей. «Слушали все с большим интересом, кивали, желали дальнейших успехов, просили держать в курсе, но при этом реально ничего не меняли в своей работе», — подводит он печальный итог своей научно-пропагандистской работе.

«Ваш Андрюша сегодня прямо на уроке чтения лег на парту и закрыл глаза», — жалуется учительница моего сына-первоклассника. «А Вы?» -с интересом спрашиваю я. «А я продолжила урок», — судя по плотно сжатым губам, вопрос я задала неуместный. Отвожу взгляд и рассматриваю своего хаотичного сына, который с радостным визгом летит за одноклассником. Его не беспокоит ни чтение, ни учительница, ни хаотичность. «Ну, будем надеется, что хоть неврозов нет», — думаю я.