У дошкольников обнаружили способность намеренно организовывать свои двигательные акты

Итальянские психологи обнаружили, что дошкольники в возрасте трех-шести лет уже способны целенаправленно организовывать свои двигательные акты и понимать цели и намерения других людей. Это продемонстрировали эксперименты, в которых дети перемещали лист бумаги и брали кусочек еды, чтобы съесть его, или наблюдали за такими же действиями экспериментатора. Подъязычная мышца детей активировалась сильнее, когда они тянулись за едой, и когда наблюдали, как это делает кто-то другой. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые однажды обнаружили в нижней теменной доле мозга макак набор нейронов с ограниченным действием, которые кодировали определенный двигательный акт (например, хватание). Активность этих нейронов различалась в зависимости от того, с какой целью обезьяна хватала предмет — чтобы съесть или передвинуть. Исследователи предположили, что этот механизм лежит в основе цепной организации двигательных актов — то есть нужен затем, чтобы между отдельными движениями, необходимыми для совершения одного действия (протянуть руку, взять предмет, поднести его ко рту и съесть), не было пауз. Большинство из таких нейронов обладали зеркальными свойствами и активировались также при наблюдении за тем, как кто-то другой совершает то же действие. И в этом случае их активность тоже зависела от конечной цели наблюдаемого действия.

Косвенно наличие подобного механизма затем показали и на людях, а точнее — на детях от шести до девяти лет. Пока дети перемещали бумажные листы или подносили кусочки пищи ко рту, ученые регистрировали электромиографию (ЭМГ) их подъязычной мышцы, которая участвует в открывании рта. То же проделывали, когда дети лишь наблюдали за экспериментатором, выполняющим те же действия. Подъязычная мышца испытуемых активировалась заметно сильнее, когда они хватали кусочек пищи, чтобы съесть его, чем когда они перемещали лист бумаги. Такая же разница в активации была и в том случае, когда дети выступали в роли наблюдателей. Кроме того, в случае с едой мышца реагировала уже тогда, когда ребенок или экспериментатор протягивал к кусочку руку.

Чинция ди Дио (Cinzia Di Dio) из Католического университета Святого Сердца и ее коллеги решили выяснить, работает ли этот механизм у детей младшего возраста — то есть могут ли они целенаправленно организовывать свои действия и понимать намерения и цели других. Схема эксперимента была такой же: детям предлагали протянуть руку и взять лист, чтобы переместить его в контейнер, стоящий у них на плече, либо взять кусочек еды и съесть его. То же самое делал экспериментатор, и тогда детей просили просто наблюдать. В это время исследователи записывали электромиографию подъязычной мышцы детей. В эксперименте участвовали 18 нейротипичных детей от трех до шести лет. Рука ребенка или экспериментатора в начале эксперимента располагалась на кнопке на столе, а бумажный лист или кусочек еды лежал на сенсорной пластине. Сигналы, поступающие от кнопки и сенсорной пластины позволяли разделить задачи на три этапа — протягивание руки (то есть начало двигательного акта), захват предмета и его перемещение.

В испытаниях, в которых двигательный акт совершали сами дети, активность их подъязычной мышцы была в среднем вдвое выше, когда они брали еду, а не лист бумаги. При этом мышца активировалась уже тогда, когда дети только протягивали руку к предмету. В случае с едой активность мышцы возрастала еще сильнее в момент хватания и достигала пика в момент перемещения его ко рту. В испытаниях с бумагой активность мышцы лишь немного увеличивалась от этапа к этапу — эти изменения не были статистически значимыми.

Когда дети наблюдали за теми же действиями экспериментатора, их подъязычная мышца тоже активировалась, но не так сильно, и картина ее активации была несколько иной: когда экспериментатор только протягивал руку, подъязычная мышца детей активировалась с одинаковой силой — независимо от цели экспериментатора. В обоих случаях амплитуда ЭМГ-сигнала достигала пика, когда экспериментатор хватал предмет — но на этом этапе активация мышцы уже зависела от цели экспериментатора: она активировалась примерно в 1,4 раза сильнее, когда экспериментатор брал кусочек еды. На третьем этапе, во время перемещения куска еды или листа бумаги, активность мышцы вновь снижалась, но амплитуда ЭМГ-сигнала по-прежнему зависела от цели.

Исследователи пришли к выводу, что дети трех—шести лет, так же как и дети старшего возраста, способны последовательно организовывать двигательные акты для того, чтобы движения были плавными и непрерывными, а также понимать двигательные намерения других. Тот факт, что во время наблюдения за экспериментатором подъязычная мышца активировалась у дошкольников с задержкой, может говорить о том, что механизм зеркального кодирования намерений в этом возрасте еще недостаточно развит. Ученые отметили, что у детей с расстройствами аутистического спектра, как показало раннее исследование, подъязычная мышца не активируется, когда они только протягивают руку к кусочку еды, или когда наблюдают за тем, как пищу берет и ест кто-то другой (как следствие, они не способны понять чужие намерения).

Также исследователи обнаружили обратную корреляцию между возрастом детей и активацией подъязычной мышцы во время наблюдения за тем, как экспериментатор берет кусочек еды. То есть самые маленькие дети демонстрировали самую сильную активацию подъязычной мышцы в этот момент. Это может быть связано с незрелым лобным тормозным контролем, развитие которого продолжается вплоть до 24 лет.

Ранее ученые обнаружили, что одиннадцатимесячные младенцы способны в какой-то мере понимать социальные нормы и удивляться их несоблюдению.