А вот однозначно доказать связь между степенью развития у шестимесячных детей чувства количества, общим интеллектом и математическими способностями в 3,5 года ученым не удалось. Однако была выявлена очень любопытная деталь: степень развитости чувства количества у шестимесячных детей соотносилась со степенью понимания ими числительных в 3,5 года.
Одним словом, дети, которые в шестимесячном возрасте демонстрировали высокую степень развитости «чувства количества», в 3,5 года в точности понимали смысл слов «один», «два», «три», «четыре», «пять» и «шесть», тогда как многие их сверстники не знали даже одного из этих числительных.
Полученные результаты представляют собой первое прямое подтверждение гипотезы авторов о том, что интуитивная способность маленьких детей различать количества является одним из «строительных блоков», на основе которых в будущем развиваются математические навыки. Вероятно, детям с более тонким интуитивным чувством количества легче дается усвоение символов – цифр и числительных, а также других математических премудростей.
Отсюда и их достаточно смелые прогнозы: будущую успеваемость ребенка по математике можно улучшить, если уже в очень раннем возрасте каким-то образом развивать его интуитивное количественное чувство.
Но в своих поисках истины ученые пошли дальше, решив проверить, существуют ли еще в пренатальный период развития какие-либо предпосылки, которые определяют закладку математических способностей будущего ребенка? Голландские ученые предприняли достаточно длительный эксперимент (2014). Сначала была отобрана и обследована группа беременных женщин, затем в течение нескольких лет за ними и их детьми велось тщательное наблюдение. Результаты показали, что определенные процессы, происходящие в организме женщины во время беременности, устойчиво связаны со способностями будущего ребенка к точным наукам.
Так, если у женщины на 12-й неделе беременности отмечается предельно высокий уровень концентрации гормона тироксина (основной тиреоидный гормон позвоночных и человека, вырабатываемый фолликулами щитовидной железы), то в будущем родившийся в нее малыш имел все шансы стать хорошим математиком. Это подтвердил и участвующий в данном исследовательском проекта мальчик, «математические» достижения которого в 5 лет были признаны профильными специалистами. Так что опять смелый прогноз: если сделать определенные анализы в данный период ожидания малыша, можно относительно верно определить направление его развития.
Мы уже упоминали, что человек не одинок в проявлении математических способностей. Американским ученым из университета Дьюка Дж. Ф. Кантлон и Е. М. Браннон (2007) удалось доказать, что макаки могут складывать числа в уме и достоверно выдают правильный результат.
Для исследования были взяты две обезьяны – макаки резус и четырнадцать (!) студентов. Всем участникам эксперимента предлагалась одна и та же задача – в уме выполнить сложение. Эксперимент был организован следующим образом. Сначала на экране появлялся первый набор точек (от 1 до 5), затем через небольшой промежуток времени – другой набор, тоже от 1 до 5 точек. Вслед за этим на экране последовательно загорались две группы точек, одна из которых была истинной суммой предыдущих наборов точек, а другая – ошибочной суммой. Испытуемый должен был дотронуться до экрана только в том случае, если на нем демонстрировался «правильный» итог. Ученые усложнили задачу: точки на экране каждый раз располагались так, чтобы исключить возможность запоминания их количества, исходя из положения слагаемых точек на экране или оценки площади, занимаемой ими. Одним словом, испытуемые – и обезьяны и люди – должны были складывать число точек в уме.
Вроде бы получилось так, как и должно было быть: макаки оказались несколько худшими математиками, чем студенты (76 % правильных ответов у обезьян против 94 % – у людей). Была обнаружена одна общая зависимость: точность ответов у тех и у других зависела от степени отличия правильной суммы от неправильной – чем сильнее было это отличие, тем меньше было ошибок в ответах. Однако, если в точности ответов «победили» люди, то время, в среднем затраченное на одно арифметическое действие, было практически одинаковым (1099 мс у обезьян и 940 мс у студентов).
Это исследование свидетельствует о том, что корни нашей способности выполнять арифметические операции лежат в эволюционном развитии человека. Мы в одинаковой степени готовы к проявлению своих «математических» способностей.
Более того, в коре больших полушарий людей и обезьян имеются специальные группы клеток, обеспечивающие способность к абстрактному манипулированию количественными признаками предметов. Но между нами есть и огромное качественное отличие: человек не только унаследовал, но и развил эту способность в устной и символической форме, с помощью речи и мышления доведя ее до масштабов отдельной науки – математики.
День да ночь – сутки прочь
(О суточной активности младенца)
Мы уже знаем, что набор полезных рефлексов – это главное достояние новорожденного. Но не только – сюда нужно отнести и циклическую активность, т. е. наличие у ребенка цикла «сон – бодрствование».
Циклическое чередование сна и бодрствования является одним из основных законов психической жизни человека.
Суточная активность ребенка также является важным диагностическим показателем степени его здоровья. В течение суток ребенок пребывает в различных функциональных состояниях, характеризующих шесть уровней активности:
1) медленный сон,
2) быстрый сон,
3) сонливость,
4) бдительное бездействие, или спокойное бодрствование,
5) бдительная активность, или активное бодрствование, и
6) плач.
Если в суточном поведении новорожденного мы можем выделить весь этот набор предсказуемых состояний, то можно сказать, что его внутренние регуляторные механизмы организованы достаточно хорошо.
Сон как циклический процесс
Сон – особое состояние организма, присущее всем животным. Природа сна, его механизмы и биологический смысл этого состояния изучаются не одно тысячелетие. Одно из распространенных заблуждений заключается в представлении о сне как перерыве в деятельности организма, отдыхе для организма и психики человека. Современные научные исследования опровергают этот взгляд и представляют доказательства того, что сон – активный процесс и психическая активность существует постоянно на протяжении всего сна. Во время сна не происходит уменьшения средней частоты активности нейронов по сравнению с состоянием спокойного бодрствования. А на отдельных стадиях сна активность нейронов может быть даже выше, чем при бодрствовании в состоянии напряжения.
Сон человека имеет правильную циклическую организацию. В течение сна выделяют пять стадий – четыре стадии так называемого медленного сна и одна стадия быстрого сна. Все эти пять стадий в целом составляют один цикл сна продолжительностью 1,5 часа каждый. За ночь мы проходим примерно 4 – 6 таких циклов.
Первые четыре стадии сна – медленный сон, характеризуют переход от стадии дремоты до состояния глубокого сна, когда постепенно снижается чувствительность к различным сенсорным воздействиям, снижается мышечный тонус, дыхание и сердцебиение становятся редкими и регулярными, понижается температура тела, отсутствуют движения глаз.
Как правило, медленный сон в норме занимает 75 – 80 % всего периода сна.
Но самое интересное начинает происходить в конце каждого 1,5-часового цикла сна, когда наступает его завершающая пятая стадия – стадия быстрого сна. Картина биоэлектрической активности мозга на этой стадии кардинально меняется, появляются быстрые волны, которые характеризуют человека в состоянии активного бодрствования (поэтому эту стадию еще называют «парадоксальным сном»). Усиливается мозговой кровоток, наблюдается мощная активация вегетативных систем: сердце бьется неритмично, артериальное давление прыгает, дыхание делается прерывистым – одним словом, происходит самая настоящая «вегетативная буря».
Название «парадоксальная стадия» возникло как раз из-за несоответствия этой активности мозга и состояния тела. На этой стадии человек находится в состоянии полного телесного покоя: наступает глубокое расслабление скелетных мышц, человек находится в полной неподвижности из-за падения мышечного тонуса. На фоне общего расслабления происходит лишь подергивание отдельных групп мышц (пальцев, рук, ног).
Но именно на этой стадии происходят быстрые движения глазных яблок при закрытых веках – именно поэтому эта стадия носит еще одно название «стадия быстрых движений глаз». Количество таких движений колеблется от 5 до 50 в секунду. Стадию быстрого сна, как правило, связывают с нашими сновидениями.