В.А. Демарева (Нижний Новгород) младший научный сотрудник кафедры психофизиологии ННГУ им. Н.И. Лобачевского,
А.В. Полевая (Нижний Новгород) - аспирант ННГУ им. Н.И. Лобачевского,
Н.В. Кушина (Нижний Новгород) - магистрант НГЛУ им. Н.А. Добролюбова,
О.С. Перевизник (Нижний Новгород) - преподаватель французского языка «Альянс Франсез – Нижний Новгород»

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, проект № 1536-01364, проект № 15-06-10894

Работы де Гроота об особенностях кратковременной памяти у шахматистов середины XX в. положили начало активному исследованию связи между восприятием и абстракцией в психологии. Предложенная им модель CHREST (Chunk Hierarchy REtrieval STructures) актуальна и по сей день и может быть применена к новым исследованиям. Де Гроотом выявлены четкие различия в выполнении задачи на память, включающей кратковременное предъявление шахматных позиций, взятых из турнирных игр, у игроков разного уровня (DeGroot, 1946). Обычно игроки уровня мастера спорта и выше могут воспроизвести правильно расположение фигур взятых из турнирных игр, тогда как более слабые шахматисты справляются гораздо хуже. Однако при воспроизведении расположения фигур, выстроенных в случайном порядке, эффективность решения задачи у мастеров спорта и новичков существенно не различается. Одинаково плохое выполнение задачи со случайным расположением фигур независимо от уровня и хорошее воспроизведение турнирных позиций мастерами спорта наглядно проиллюстрировало принцип, что знание является ключом к профессиональной компетенции (DeGroot, 1946). В процессе накопления опыта у профессионалов создаются специальные блоки перцептивной информации, относящиеся к решению данной профессиональной задачи. Таким образом, создание блоков перцептивной информации создает преимущества для профессионалов при решении профессиональных задач.

В рамках данного исследования парадигма де Гроота применяется в новой области: в сфере проявления компетенций в иностранном языке при работе с текстами. Общая гипотеза исследования состоит в следующем. Люди с профессиональным владением иностранным языком смогут без труда прочитать текст с искажениями; в то же время, при чтении структур из перемешанных слов, не составляющих текста, не будет наблюдаться различий у людей с элементарным и профессиональным уровнем знания иностранного языка. Различия при чтении текстов будут проявляться в особенностях траектории движения взора. Оценка сложности поставленной задачи будет отражена в спектральных показателях вариабельности ритма сердца (ВРС). Отсюда общая цель исследования: выявить особенности ВРС и движений взора при работе с текстами (А – обычными, Б – с искажениями, В – с перемешанными структурами) на иностранном языке у людей с элементарным и профессиональным уровнем владения иностранным языком.

В данной статье приводятся предварительные результаты изучения особенностей ВРС при работе с текстами (А – обычными, Б – с искажениями, В – с перемешанными структурами) на французском языке у русскоязычных людей с элементарным уровнем владения французским языком.

Отметим, что ВРС – общепринятый термин для описания изменений мгновенной частоты сердечных сокращений и RR-интервалов. Анализ ВРС – это метод, который позволяет оценить состояние механизмов регуляции физиологических функций в организме человека и животных, в частности, общую активность регуляторных механизмов, нейрогуморальную регуляцию сердца, соотношение между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы (Баевский и др., 2001).

Для целей данного исследования выбран следующий подход к анализу и оценке ВРС. Колебания длительности RR-интервалов рассматриваются в качестве результата «влияния многоконтурной, иерархически организованной многоуровневой системы управления физиологическими функциями организма». Основой данного подхода являются положения биокибернетики и теория функциональных систем. Динамика показателей ВРС обусловлена формированием разных функциональных систем (Баевский и др., 2001).

Во многих работах показано, что анализ ВРС позволяет исследовать в том числе перцептивные процессы, поскольку сердце играет важную роль в модуляции таких когнитивных функций, как сенсомоторная и перцептивная деятельность, а сердечная модуляция коры обусловлена афферентными входами на нейронах таламуса, где синхронизируется работа всей коры (McCraty, Shaffer, 2015). Таким образом, анализ ВРС может использоваться для изучения вегетативного обеспечения процесса работы с текстами разного типа и интерпретации полученных результатов с позиции когнитивной деятельности человека.

В рамках данной статьи мы приводим промежуточные результаты исследования, которые позволят ответить на следующие вопросы:

1. Как влияет тип читаемого текста на показатели ВРС у людей с элементарным уровнем владения французским языком?
2. Как влияет порядок читаемого текста на показатели ВРС у людей с элементарным уровнем владения французским языком?

Предполагается, что у людей с элементарным уровнем владения иностранным языком недостаточно блоков перцептивной информации для восприятия текстов на неродном языке. В силу этого процесс чтения текстов с искажениями для них будет значительно более энергозатратен, чем процесс чтения обычных текстов. Исходя из сказанного, гипотеза данной части исследования следующая: у людей с элементарным уровнем владения иностранным языком будет выше активность симпатического контура регуляции при работе с текстами с искажениями по сравнению с обычными текстами.

Характеристики выборки

В исследовании приняли участие 10 чел. в возрасте 24,1±1 лет (7 женщин и 3 мужчины). Все испытуемые имеют элементарный уровень владения французским языком, что подтверждается результатами тестирования (средний балл – 7,1±0,8 при максимальном количестве баллов 20). Тест составлен преподавательским составом одной из языковых школ Нижнего Новгорода и включает в себя 20 вопросов с четырьмя вариантами ответа.

Технология регистрации

ВРС Для сбора данных о вегетативном обеспечении процесса работы с текстами разного типа на французском языке проводилось непрерывное измерение сердечного ритма с помощью технологии событийно-связанной телеметрии (Полевая и др., 2016). Персонифицированный анализ динамики вегетативной регуляции проведен на основе спектральных показателей вариабельности сердечного ритма. Методом динамического Фурье-анализа с окном 100 с и шагом 10 с вычислялись следующие показатели: суммарная мощность спектра вариабельности сердечного ритма – TP (мс2), характеризующая адаптационный потенциал; мощность спектра в области частот от 0,04 до 0,15 Гц – LF (мс2), характеризующая активность симпатической нервной системы по модуляции сердечного ритма; мощность спектра в области частот от 0,15 до 0,4 Гц – HF (мс2), характеризующая активность парасимпатической нервной системы; отношение LF к HF – индекс вегетативного баланса, характеризующий напряжение регуляторных систем (McCraty, Shaffer, 2015).

Стимульный материал

В качестве стимульного материала использовались три текста различного типа, составленные преподавательским составом одной из языковых школ Нижнего Новгорода. Текст А (обычный) состоял из 233 слов и был представлен на шести слайдах. Текст Б (с искажениями: замена рода (у существительных, прилагательных, притяжательных местоимений), замена лица и числа у глаголов (сказуемое не согласовано с подлежащим)) состоял из 187 слов и был представлен на четырех слайдах. Текст В (набор слов, не составляющих связный текст) состоял из 171 слова и был представлен на трех слайдах. После каждого текста испытуемым нужно было ответить на два вопроса для проверки понимания прочитанного. Шрифт текста – Counter New, 48 кегль, цвет фона – Silver, цвет текста – черный.

Стимульный материал предъявлялся на установке SMIHiSpeed 1250. Расстояние между монитором и глазами испытуемых составляло 75 см, размер монитора – 502 мм (37o) по горизонтали и 412 мм (30o) по вертикали. Разрешение экрана 1680×1050 px. Помещение, в котором проводилась процедура эксперимента, имело постоянно поддерживающийся уровень освещения.

Математические методы, применявшиеся при анализе данных: непараметрический критерий T-Вилкоксона для сравнения усредненных спектральных показателей ВРС для каждого испытуемого при чтении текстов А, Б и В; критерий ранговой корреляции Спирмена для оценки связи спектральных показателей ВРС. Обработка результатов проводилась в пакете Statistica 10.

Результаты и их интерпретация

Ниже будут представлены результаты анализа отдельно для каждого из спектральных показателей ВРС (LF, HF, TP, LF/HF).

LF. Минимальные значения LF (LFА=639,9±130,8 мс2) приходятся на чтение текста А (обычный текст). Это меньше, чем при чтении текста с искажениями (LFБ=827,2±176,1 мс2; TАБ=5; p<0,05) и при чтении текста с перемешанными структурами (LFВ=1034,5±244,2 мс2; TАВ=7; p<0,05). Более высокие значения активности симпатического контура регуляции ритма сердца выше при чтении текстов с искажениями и перемешанными структурами по сравнению с чтением обычных текстов может быть связано с ментальным стрессом или с когнитивной усталостью от эксперимента (Castaldo et al., 2015).

HF. Значимых отличий при чтении испытуемыми разных текстов не выявлено, что может быть связано с недостаточным объемом выборки в данной части исследования.

TP. Максимальные значения TP (TPВ=2702,9±443,5 мс2) приходятся на чтение текста В (с перемешанными структурами). Это больше, чем при чтении текста с искажениями (TPБ=1845,3±330,9 мс2; TБВ=1; p<0,01) и при чтении обычного текста (ТА=1034,5±244,2 мс2; TАВ=0; p<0,01).

LF/HF. Максимальные значения LF/HF (LF/HFВ=3,85±1,18 мс2) приходятся на чтение текста В (с перемешанными структурами). Это больше, чем при чтении текста с искажениями (LF/HFБ=2,89± 0,82 мс2; ТБВ=6; p<0,05), чем при чтении обычного текста (LF/HFА= 2,25±0,55 мс2; TАВ=5; p<0,05). Динамика TP и LF/HF одинакова при чтении последовательности текстов разного типа. Учитывая, что показатель TP значимо связан с показателем LF (R=0,79, p<0,001) и формулу расчета индекса вегетативного баланса, можно сделать вывод, что в данном эксперименте основной вклад в динамику ВРС вносит именно низкочастотный компонент (LF). Как было указано выше, рост низкочастотного компонента (LF) может быть связан с утомлением от процедуры эксперимента или с психическим стрессом.

Выводы

Промежуточные результаты исследования позволили ответить на два поставленных вопроса.

1. При чтении текста с искажениями / с перемешанными структурами отмечается увеличение активности симпатического контура регуляции, общей мощности спектра ВРС и индекса вегетативного баланса у людей с элементарным уровнем владения французским языком.
2. Порядок читаемого текста линейно влияет на большинство спектральных показателей ВРС у людей с элементарным уровнем владения французским языком.

Литература

1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов А.В., Фёдоров В.Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Ч. 1 // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65– 87.
2. Полевая С.А., Парин С.Б., Еремин Е.В., Буланов Н.А., Чернова М.А. Разработка технологии событийно-связанной телеметрии для исследования когнитивных функций // ХVIII Международная научно-техническая конференция «Нейроинформатика-2016»: Сборник научных трудов. М.: НИЯУ МИФИ, 2016. Ч. 1. С. 34–44.
3. Castaldo R., Melillo P., Bracale U., Caserta M., Triassi M., Pecchia L. Acute mental stress assessment via short term HRV analysis in healthy adults: A systematic review with meta-analysis // Biomedical Signal Processing and Control. 2015. V. 18. P. 370–377.
4. Groot A.D. de. Het denken van den schaker: een experimenteel-psychologische studie. Noord-Hollandsche Uitgevers Maatschappij, 1946.
5. McCraty R., Shaffer F. Heart Rate Variability: New Perspectives on Physiological Mechanisms, Assessment of Self-regulatory Capacity and Health risk // Glob. Adv. Health Med. 2015. V. 4. № 1. P. 46–61.