Особенности когнитивного статуса студентов с нарушением слуха: значение для инклюзивного образования

Изучены изменения показателей когнитивного статуса: интеллекта, внимания и памяти у студентов с нарушением слуха (n=26) по сравнению с нормально слышащими (n=28). Обнаруженные снижение вербального интеллекта и скорости селекции зрительно предъявленной информации и большие показатели образно-пространственного, чем вербального компонента интеллекта в группе с нарушениями слуха свидетельствуют о развитии компенсаторной зрительной функции. Меньший эффект проактивной интерференции при большем времени исполнительного контроля у студентов с нарушением слуха по сравнению с контрольной группой указывает на недостаточное развитие тормозных функций префронтальных отделов коры головного мозга. Обнаруженные изменения в когнитивном статусе студентов с нарушением слуха следует учитывать в организации инклюзивного образования при разработке программно-методического обеспечения и психолого-педагогических приемов профессионального обучения.

Введение

Диагностика когнитивных функций является необходимым компонентом разработки персонализированной траектории образовательного процесса студентов с нарушением слуха, так как позволяет оценить базовое состояние когнитивной сферы и выявить ее ресурсы и направления потенциального расширения. Известно, что нарушения слухового анализатора, особенно в раннем возрасте, приводят к реорганизации функциональных систем мозга и к кросс- модальной перестройке обработки информации с вовлечением в процесс не предназначенных для этого в норме нейронных структур мозга [Merabet, 2010]. Так как восприятие и обработка информации в первичной слуховой коре находятся под сильным мультимодальным воздействием, то при обучении формируются ассоциативные связи, основанные на дискриминации и классификации обнаруженных сигналов посредством обучения [Scheich]. При отсутствии звуковых сигналов семантическое картирование может осуществляться с использованием кросс-модальной обработки информации, и сенсорный дефицит раннего периода может быть компенсирован вследствие интенсивного перцептивного и поведенческого обучения [Zhou X, Merzenich, 2009].

Однако дефицит в усвоении речи при потере слуха влечет за собой трудности в общении, в приобретении навыков чтения, в развитии когнитивных способностей, требующих речевого подкрепления, и в целом - в формировании структуры знаний [Stevenson, 2017; Worsfold, 2018].

Развитие инклюзивного образования в России, в том числе приобретение профессиональных навыков и социальная реабилитация лиц с нарушением слуха, ставит вопросы оценки общих закономерностей в изменениях когнитивных функций и диапазона их индивидуальной вариабельности. Базовыми показателями когнитивного статуса студентов, который мы определяем как совокупность показателей когнитивной деятельности, необходимой для успешного обучения в вузе, являются показатели внимания, памяти и интеллектуальных способностей.

Целью работы стало определение особенностей реорганизации структуры интеллекта, систем внимания и памяти студентов с нарушениями слуха для выяснения компенсаторных механизмов в когнитивной деятельности. Мы предположили, что связанное с потерей слуха ослабление исполнительного внимания и вербального интеллекта может быть компенсировано развитием зрительно-пространственных функций.

Методы исследования

Экспериментальную группу (ГрЭ) составили 26 студентов (средний возраст - 19,6±1,7; 15 девушек) с нарушением слуха разной этиологии, обучающиеся в Институте социальной реабилитации Новосибирского государственного технического университета (НГТУ). В 69% случаев были диагностированы двухсторонняя сенсоневральная тугоухость III-IV степени либо другие причины нарушения слуха (табл. 1). Контрольную группу (ГрК) составили 28 студентов факультета гуманитарного образования НГТУ с нормативным развитием (средний возраст - 19,0±1,2; 17 девушек).

Таблица 1

Частота диагноза нарушения слуха студентов экспериментальной группы

Вербальный компонент интеллекта (IQv) мы определяли как среднее двух вербальных субтестов (понятийно-категориальное и логически-ассоциативное мышление), а образный (IQs) - как среднее значение при выполнении зрительно­пространственных заданий (образный синтез и пространственное мышление), согласно тесту структуры интеллекта Р. Амтхауэра.

Показатели функций систем внимания оценивались на основе компьютеризированной методики, разработанной нами согласно подходу, предложенному в лаборатории М. Познера для оценки систем внимания (ANT) и доказавшему свою валидность в серии исследований возрастных особенностей функций трех систем внимания и их генетической основы. Процедура тестирования по методике сводится к следующему: каждому участнику исследования задание сначала объяснялось экспериментатором устно, а затем инструкция дублировалась на экране компьютера (рис. 1А). От участника требовалось нажать на левую или правую стрелку на клавиатуре компьютера соответственно направлению центральной стрелки из набора стимулов, предъявленных на экране компьютера (рис. 1Б).

Функцию системы исполнительного внимания мы определяли как разницу во времени реакции на конгруэнтные (т.е. при совпадении направления стимулов) и неконгруэнтные (т.е. направление центральной стрелки не соответствовало направлению других стимулов, как это показано на рис. 1 Б). Для определения функций систем бдительности и ориентационного внимания вычислялась разница во времени реакции при сравнении экспериментальных ситуаций с предъявлением стимулов без намека и с намеком, предупреждающим о появлении стимулов или их пространственном расположении. Более подробное описание методики представлено ранее [Разумникова, 2017; Fan, 2002].

Рис. 1. Скриншот программы для тестирования систем внимания (А) и пример предъявления неконгруэнтных стимулов (Б)

Объем зрительно-пространственной памяти и динамику воспроизведения в трех сериях предъявления стимулов мы измеряли с помощью оригинальной компьютеризированной методики [Razumnikova, 2018]. Участникам исследования предлагалось запомнить любой предъявленный на экране объект в каждой серии случайно предъявляемых объектов.

Полный набор стимулов включал 30 объектов живого мира разных категорий, разного цвета и разного пространственного расположения. При первом предъявлении на экране появлялись три стимула из этого набора, при следующем предъявлении количество стимулов увеличивалось на один, так что при втором предъявлении на экране присутствовал уже отмеченный объект и еще три случайных (рис. 2 А и Б) и так далее до максимально возможного предъявления всех 30 стимулов.

Для исследования применялись три сессии задания, каждая из которых заканчивалась в случае повторного выбора ранее отмеченного объекта. Время тестирования не регламентировалось. При анализе учитывались число правильно воспроизведенных объектов в каждой из трех сессий, общее количество запомненных объектов в трех сессиях и показатель проактивной интерференции, который вычислялся как разница запомненных объектов в первой и третьей сессиях. При каждом тестировании экспериментатор с использованием языка жестов дополнительно уточнял понимание студентами с нарушенным слухом инструкции выполнения задания.

Для статистического анализа данных применяли непараметрические методы Вилкоксона и Манна-Уитни с использованием пакета программ IBM SPSS Statistics V. 22.

Рис. 2. Скриншот теста зрительной памяти при предъявлении отмеченных ранее восьми стимулов (А) и нового стимула (кузнечик) при следующем предъявлении (Б)

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты сравнительного анализа показателей внимания, памяти и компонентов интеллекта в группах студентов с нарушением слуха (ГрЭ) и нормально слышащих (ГрК) представлены в табл. 2.

Представленные данные указывают, что достоверные различия согласно критерию Манна-Уитни обнаружены в значениях вербального компонента интеллекта (IQv), времени реакции при селекции конгруэнтных и неконгруэнтных стимулов и проактивной интерференции. Группа студентов с нарушенным слухом по сравнению с контрольной характеризовалась меньшими значениями IQv и проактивной интерференции и большим временем реакции. Различия в памяти для первой серии тестирования, а также показателях исполнительного и ориентационного внимания не достигли значимого уровня (p=0,11). Половых различий в выраженности указанных эффектов не обнаружено.

При сравнении зависимых переменных в каждой группе обнаружены разнонаправленные различия компонентов интеллекта: согласно критерию Вилкоксона в группе студентов с нарушением слуха значения IQs оказались выше, чем значения IQv (T=5,0; p=0,00003), а в группе с нормой слуха - наоборот (T=84,5; p=0,012) (рис. 3).

Таблица 2

Сравнение средних значений показателей когнитивного статуса у студентов экспериментальной (с нарушениями слуха) и контрольной (без нарушений слуха) групп

Рис. 3. Различия в уровне вербального (IQv) и зрительно-пространственного (IQs) компонентов интеллекта в группах студентов с нарушением (ГрЭ) или нормой слуха (ГрК)

Таким образом, как мы и предположили, группа студентов с нарушением слуха характеризовалась меньшими значениями вербального интеллекта в сравнении со зрительно-пространственным. По этому же компоненту интеллекта студенты с нарушенным слухом имели более низкие показатели, чем представители контрольной группой. Группа студентов с нарушениями слуха отличалась от контрольной меньшей скоростью селекции информации.

Известно, что для развития когнитивных функций требуются нейронные ресурсы мозга, которые при поступлении новой информации включаются в организацию новых функциональных систем. Например, после процедуры реабилитации с использованием слухового аппарата в течение года обнаружено снижение активности слуховой и речевой систем вместе с ее повышением в зрительной и фронтальной областях коры, а также увеличение толщины коры в мультимодальных областях, таких как верхняя височная извилина, интрапариетальная борозда и инсула [Pereira-Jorge, 2018]. Следовательно, преобладание IQs в структуре когнитивного статуса студентов с нарушениями слуха можно рассматривать как компенсаторный процесс в зрительной системе при депривации слуховой информации, который позволяет достигнуть нормы развития зрительно­пространственных функций. На это указывает отсутствие межгрупповых различий в уровне IQs, а также в суммарном показателе зрительной памяти.

Обнаруженная тенденция к замедлению исполнительного контроля в группе студентов с нарушением слуха вместе с менее выраженной проактивной интерференцией при тестировании зрительной образной памяти может указывать на недостаточную эффективность тормозных функций, в организации которых принимают участие нейронные системы вентролатеральной части префронтальной коры и нижневисочной коры [Sakagami, 2006].

С использованием метода анализа фракционной анизотропии белого вещества мозга показана связь возрастного развития когнитивного контроля и микроструктуры нервных волокон, обеспечивающих передачу информации между префронтальными областями коры и специализированными для выполнения двигательных или речевых операций корковых и подкорковых структур мозга [9; 15]. Следовательно, можно предположить, что нарушение слуха приводит к реорганизации систем головного мозга со снижением вербального компонента интеллекта, исполнительного контроля при селекции информации и тормозного контроля при ее запоминании, но с относительной сохранностью уровня зрительно­пространственных функций.

Ослабление исполнительного контроля поведения при нарушениях слуха связывают не только с дефицитом речи или замедлением формирования речевых навыков [Botting, 2017; Figueras, 2008] и пониженной вследствие этого коммуникативной активностью, но и с гиперопекой глухого ребенка, присущей семьям со слышащими родителями [Хохлова, 2005]. Так как академическая успеваемость в широком возрастном диапазоне в значительной степени определяется эффективностью исполнительного контроля [Best; Titz, 2014], то следует заключить, что обнаруженные особенности когнитивного статуса лиц с ограничениями по слуху, в том числе снижение скорости обработки информации и тормозных процессов при ее запоминании, необходимо учитывать в коррекционно-педагогическом сопровождении инклюзивного образовательного процесса.

Расширение инклюзивной формы обучения в высших учебных заведениях рассматривается как перспективное направление для развития самоактивации и жизнестойкости студентов с ограничениями по состоянию здоровья [Айсмонтас, 2018]. Приобретение новых знаний и адаптация к новому информационному и социальному пространству требуют не только достаточного уровня развития базовых показателей когнитивного статуса (внимания и памяти у студентов с нарушениями слуха), но и овладения языком жестов и эффективного использования зрительно-пространственных функций для компенсации недостаточного развития речевой коммуникации. Учитывая полученные данные, по-видимому, особое внимание следует обратить на активное использование зрительно-пространственных способов представления учебных материалов для студентов с нарушением слуха, а также на тренировку у них исполнительного контроля поведения.

Такая когнитивная тренировка с использованием компьютеризированных комплексных программ активно применяется в последнее время для формирования тормозных функций и когнитивного контроля у детей или активации когнитивных резервов стареющего мозга [Величковский, 2009; Разумникова, 2015]. Хотя единого мнения о составе таких программ или возможности переноса результатов тренинга (например, повышения интеллекта вследствие тренировки рабочей памяти) пока не сложилось, это направление можно считать перспективной психолого-педагогической технологией инклюзивного образования вследствие отмеченного во многих работах [2; 3; 12-14] улучшения показателей тренируемых когнитивных функций, в том числе исполнительного контроля.