Нейробиологи Массачусетского технологического института проверили способности детей к пространственному воображению, попросив их мысленно проследить пути по сетке.
Постарайтесь создать мысленный образ своей кухни или представьте ежедневный маршрут, по которому вы идете на работу. Для большинства людей это происходит настолько естественно, что мы ничего об этом не думаем, но нейробиологам еще многое предстоит узнать о том, как мозг развивает этот критический навык, известный как пространственные образы.
Сенсорная информация от глаз, ушей и осязания – все это способствует нашей способности представлять пространственные структуры, но остаются вопросы о влиянии каждой сенсорной системы. Новое исследование нейробиологов Массачусетского технологического института предполагает, что визуальный ввод играет особую роль в развитии этих навыков, особенно для более сложных задач.
Изучая детей в Индии, которые родились слепыми, но чью слепоту можно было лечить, исследователи обнаружили, что способность детей выполнять более сложные задачи с пространственными образами заметно улучшилась после операции, которая восстановила их зрение.
"Кажется, что всего четыре месяца видения оказывают значительное влияние на навыки пространственного изображения," говорит Паван Синха, профессор Массачусетского технологического института и когнитивные науки и старший автор статьи. "Похоже, это согласуется с большим объемом пространственной информации, которую предоставляет зрение. С помощью прослушивания и прикосновения мы получаем более грубое ощущение окружающей среды. Благодаря зрению мы можем более детально оценивать окружающую среду."
Исследование, появившееся в недавнем выпуске журнала Psychological Science, выросло из проекта Prakash, благотворительной акции, которую Синха запустил для выявления и лечения детей в Индии, страдающих от излечимых форм слепоты, таких как катаракта или рубцевание роговицы.
Тапан Ганди, постдок лаборатории Синхи, является ведущим автором статьи; Сума Ганеш, офтальмолог в Dr. Благотворительная глазная больница Шроффа в Нью-Дели, также является автором.
Роль видения
Предыдущие исследования навыков пространственного воображения среди слепых дали противоречивые результаты.
"Слепые люди, даже те, кто был слеп от рождения, не совсем теряют пространственные способности. Слепые люди могут перемещаться по окружающей среде, и это должно задействовать некоторые способности к образу," Ганди говорит. "Однако некоторые исследования показали, что слепым людям может быть немного хуже по сравнению со своими зрячими коллегами."
Эти различия могут быть результатом отсутствия визуальной информации, но также могут быть вызваны более ограниченными возможностями слепых людей взаимодействовать со своим окружением. "Вопрос о роли видения все еще остается под вопросом, несмотря на предыдущие результаты," Синха говорит.
Изучение пациентов проекта Prakash предоставило уникальную возможность попытаться ответить на этот вопрос. Но сначала исследователи изучили две другие группы детей – 30 детей, слепота которых не поддается лечению, и 30 детей с нормальным зрением.
Чтобы проверить свои навыки пространственного образа, детям сначала дали доску с сеткой колышков, расположенных 2 на 2, 3 на 3 или 4 на 4. Зрячим детям во время задания завязывали глаза. После того, как ребенок познакомился с перфорированной доской, ее убирали, и экспериментатор просил его или ее мысленно проследить вербально описанный путь (e.грамм. "вправо, вверх, вправо, вверх, влево, вправо") вдоль доски, начиная с нижнего левого колышка.
Затем исследователи вернули перфорированную доску и попросили ребенка определить окончательное положение воображаемого пути. Когда путь был короче, а сетка меньше, слепые дети справлялись с этим заданием так же хорошо, как и зрячие. Однако по мере того, как путь становился длиннее, а сетка увеличивалась, производительность слепых детей снижалась по сравнению с зрячими детьми.
В следующем наборе тестов с участием 10 детей, пролеченных в рамках проекта Prakash, исследователи выяснили, улучшит ли появление зрения производительность.
За несколько дней до операции эти дети выполнили то же самое, что и слепые дети, ранее протестированные в задании на доске. Затем исследователи снова проверили детей, в среднем через четыре месяца после операции. В этих контрольных тестах дети намного лучше справлялись с более сложными задачами – фактически на том же уровне, что и дети с нормальным зрением.
"Когда у них не было визуального опыта, они все еще могли выполнять очень простые задачи, но не очень сложные. Но когда они получили зрение после операции, они очень быстро развили эту способность," Ганди говорит.
Альберт Йонас, профессор детской психологии в Университете Миннесоты, говорит, что в работе используется сложный подход к исследованию роли зрения в пространственных образах. "Можно задать простой вопрос: влияет ли визуальный опыт на образы или нет??Скорее, эта работа меняет сложность задачи и не обнаруживает как эффектов, когда требования к представлению минимальны, так и большого эффекта опыта, когда задача требует гибкого и обширного пространственного представления," говорит Йонас, который не был частью исследовательской группы.
Пространственные представления
Результаты показывают, что либо нет строго определенного временного окна, в течение которого зрение могло бы способствовать способности к пространственным образам, либо что если есть "критический период," Синха говорит, что это продолжается по крайней мере до позднего подросткового возраста.
По словам Синхи, исследование также поднимает вопросы о том, как визуальный ввод влияет на развитие способностей к пространственным изображениям. Один из основных вопросов заключается в том, изменяет ли визуальный ввод характер пространственных представлений, используемых слепыми детьми.
"Пространственная информация, которую они получают об окружающей среде с помощью своей тактильной системы, может качественно отличаться от пространственных структур, которые они развивают с помощью зрения," Синха говорит. "Или это может быть случай, когда видение просто развивает представления, которыми они уже обладают."