CC BY
168
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 159.9
ВЗАИМОСВЯЗИ ОБЩЕГО ИНТЕЛЛЕКТА, РАБОЧЕЙ ПАМЯТИ И ПЛАНИРОВАНИЯ
В.И. ИСМАТУЛЛИНА1, И.А. ВОРОНИН1, И.М. ЗАХАРОВ1, А.П. БЕЛОВА1, А.В. БУДАКОВА2*
1 ФГБНУ «Психологический институт РАО», Москва;
2 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск
Статья посвящена анализу взаимосвязи общего интеллекта, рабочей памяти и планирования. В исследовании использовалась компьютеризованная батарея тестов CANTAB для диагностики рабочей памяти и планирования. Интеллект измерялся с помощью Прогрессивных матриц Ра-вена. Показано, что эффективность в планировании связана с продуктивностью в выполнении задач на оперирование пространственной информацией, при контроле интеллекта. Интеллект, в свою очередь, оказался значимо связан как с эффективностью в планировании, так и продуктивностью рабочей памяти. Необходимо продолжение исследования, чтобы подтвердить данные связи на генотипическом уровне.
Ключевые слова: общий интеллект, рабочая память, планирование, фенотипические связи, подростки, генетический анализ.
Введение
Управляющие функции представляют собой ряд сложных когнитивных процессов (от простого оттормаживания поведенческого акта до сложных процессов планирования), лежащих в основе целенаправленного поведения (Lezak, Howieson, Loring, & Hannay, 2004) [26]. Предполагается, что управляющие функции связаны с психометрическим интеллектом. Однако результаты исследований достаточно противоречивы. В ряде работ показано, что некоторые аспекты управляющих функций (например, рабочая память) больше связаны с интеллектом (Seidenberg et al., 1983 [35]; Friedman et al., 2006 [18]). Очевидно, что управляющие функции, так же, как интеллект, чрезвычайно важны для успешности человека.
© Исматуллина В.И., Воронин И.А., Захаров И.М., Белова А.П., Будакова А.В., 2015.
* Для корреспонденции:
Будакова Анна Васильевна Национальный исследовательский Томский государственный университет E-mail: [email protected]
Так, интеллект выступает важным предиктором академической успешности, карьерного роста, уровня доходов человека (Gottfredson, 1997 [21]; Schmidt & Hunter, 2004 [36]; Strenze, 2007 [40]; Deary et al., 2007 [13], 2010 [14]; Deary, 2003 [15]).
Оценка интеллекта всегда производится на основе выполнения сложных когнитивных задач. Поэтому считается, что интеллект отражает индивидуальные различия в целом ряде когнитивных характеристик и функций разного уровня, обеспечивающих и регулирующих этот процесс (в том числе и управляющие функций). В частности, интеллект связан с временем протекания психических процессов (0,24, на основе времени ответа, времени выбора, скорости восприятия, скорости обработки в кратковременной и долговременной памяти, Sheppard & Vernon, 2008 [38]). Высокая скорость психических процессов способствует быстрому сбору информации и принятию решения, что повышает эффективность решения задач и, следовательно, показатели психометрического интеллекта. Еще одна
характеристика, тесно связанная с общими когнитивными способностями, - производительность рабочей памяти. Рабочая память отвечает за сохранение и доступ к релевантной информации в процессе решения когнитивных задач. Большинство задач, используемых для оценки интеллекта, предполагает активное использование рабочей памяти (см. Белова и Малых (2013) [1].) Оценки связи между индивидуальными различиями рабочей памяти и интеллекта по результатам мета-анализов составляют 0,72 (Kane et al., 2005) [23] и 0,85 (Oberauer et al., 2005) [30]. В качестве источников связи между интеллектом и рабочей памятью исследователи рассматривают исполнительный аспект и контроль внимания (Engle & Kane, 2004) [16], объем внимания (Cowan et al., 2005) [12], количество удерживаемых в рабочей памяти связей между признаками и объектами (Oberauer et al., 2003) [31], процессы удержания и извлечения информации из рабочей памяти (Unsworth & Engle, 2007) [43]. Colom et al. (2008) сравнивали вклад индивидуальных различий кратковременной памяти, скорости умственных процессов и контроля внимания в связь между рабочей памятью и интеллектом. Исследование показало, что связь обусловлена индивидуальными различиями в простой кратковременной памяти (эффективность выполнения задач с числовой или буквенной последовательностью) [11]. Индивидуальные различия интеллекта наиболее выражены в тех ситуациях, когда человек сталкивается со сложными задачами. Так, Gottfredson (1997) считает, что в повседневной жизни и профессиональной деятельности лица с более высоким интеллектом имеют преимущество именно при решении более сложных задач. Это связано с тем, что лица с высоким интеллектом быстрее легче осваивают новые умения и навыки, способны делать это самостоятельно [21]. В ряде исследований показана более тесная связь интеллекта с базовыми когнитивными функциями в тех случаях,
когда последние оцениваются с помощью сложных задач (Larson et al., 1988 [25], Stankov & Crawford, 1993 [39]). Решение сложных задач требует планирования и целенаправленной координации базовых когнитивных процессов, за это отвечают управляющие функции - универсальные механизмы, регулирующие динамику человеческих когниций (Miyake et al., 2000) [28].
Согласно популярной современной таксономии, существует три базовых управляющих функции: обновление, торможение и переключение (Miyake et al., 2000) [28]. Функцию обновления определяют как способность хранить актуальную информацию в рабочей памяти, с возможностью быстрого обращения к ней при необходимости, и защищать ее от перемешивания с иррелевантной отвлекающей информацией (Kane, Bleckley, Conway, & Engle, 2001 [24]; Miyake et al., 2000 [28]). Обновление тесно связано с оперативной памятью (Baddeley, 2007) [7], оно отвечает за поддержание релевантной информации об окружающей среде. Торможение - это способность намеренно подавлять автоматические или доминирующие реакции (Miyake et al., 2000) [28], переключение
- способность переключаться между набором текущих задач (Miyake et al., 2000 [28]; Monsell, 2003 [29]). К управляющим функциям также относят планирование (Stuss D.T. & Benson D.F., 1986 [41]; Fuster J.M., 1988 [19]). Более того, некоторые авторы называют планирование наивысшей управляющей функцией, так как оно предполагает целенаправленную координацию всех базовых управляющих функций (Best J.R., 2009 [9]; Friedman S.L. et al., 2014 [17]; Zelazo P.D. et al., 2005 [45]).
Одна из наиболее распространенных методик оценки способности планировать
- тест «Tower of London», построенный по аналогии с классической задачей «Ханойские башни» (Shallice, 1982) [37]. Испытуемому предъявляется набор стержней с нанизанными на них цветными дисками. Ис-
пытуемый должен переместить диски так, чтобы расположение дисков на стержнях соответствовала образцу, совершив наименьшее количество операций. Инструкция стимулирует спланировать действия, перед тем как приступить к решению задачи. В качестве показателей эффективности планирования выступают время планирования (время до того, как испытуемый совершил первое действие при решении задачи), количество действий, количество задач, решенных за минимальное количество шагов. Компьютеризированная версия методики «Tower of London» также позволяет вычислить время текущего планирования (совершаемого в процессе решения задачи).
Функция планирования концептуально вписывается в модель рабочей памяти Baddeley как часть центрального управляющего элемента. Применяя свою модель к задачам планирования на материале шахмат, Baddeley показал, что при решении задачи используется два компонента: зрительно-пространственный «блокнот» и центральный управляющий элемент (Baddeley, 1990) [8].
Позднее Phillips et al. (1999) провели аналогичное исследование на материале задачи «Tower of London» и получили похожие результаты. В задаче «Tower of London» основная нагрузка на рабочую память приходится на первоначальное составление плана. Однако и в процессе решения задачи она также задействована, поскольку промежуточные задачи непрерывно формируются, сохраняются и обновляются [33].
Важность памяти в процессе планирования отмечалась и другими исследователями (Cohen, 1996 [10]; Owen, 1997 [32]; Gilhooly, 2005, цит. по: [40]). Cohen указывал на то, что рабочая память занимает важное место в формулировании и изменении планов. С точки зрения Gilhooly, процесс планирования условно можно разделить на два этапа. Первый этап представляет собой создание плана, который предполагает мысленное генерирование, представление,
хранение, оценку и выбор возможных действий. На втором этапе происходит выполнение плана: выбранный план извлекается из долговременной памяти, загружается в рабочую память и осуществляется. Хотя планирование имеет преимущества для эффективного решения задачи, однако оно требует «умственных затрат», особенно в плане нагрузки на ресурсы рабочей памяти, поскольку планировщик должен одновременно представить и сравнить ряд альтернативных последовательностей действий и обстоятельств (Gilhooly, 2005, цит. по: [40]).
Методика
Выборка исследования
В исследовании приняли участие 649 подростков в возрасте от 10 до 18 лет (средний возраст 13,68 года, стандартное отклонение 2,23 года), из них 286 мальчиков, 363 девочек.
Методы
Для оценки когнитивных способностей использовалась методика «Стандартные прогрессивные матрицы Равена» (Raven J., 1936 [34]). Методика включает в себя 60 заданий, которые сгруппированы в 5 серий (А, В, С, D, Е). Серии состоят из 12 заданий нарастающей сложности. В каждом задании предъявляется матрица с недостающим элементом испытуемый должен выбрать недостающий элемент среди предложенных вариантов.
Характеристики рабочей памяти измерялись с помощью теста «Пространственная рабочая память» из батареи нейропсихологических тестов CANTAB. В каждом задании испытуемый должен найти жетоны, открывая боксы на экране. После того как испытуемый нашел жетон в боксе, жетон появляется в другом боксе и испытуемый возобновляет поиск. Количество боксов в задачах увеличивается от трех до восьми. Задача испытуемого запомнить, в каких боксах он уже находил жетон, а в каких - нет. Продуктивность
на трудных уровнях увеличится, если использовать эвристическую стратегию поиска. Производительность рабочей памяти характеризуется количеством ошибок испытуемого и временем ответа. Общее количество ошибок отвечает способности испытуемого удерживать в памяти условия задачи и план ее решения, количество ошибок внутри одного поиска и между поисками жетона характеризует способность сохранять текущее решение задачи и использовать полученную информацию в последующих поисках. Время ответа характеризует скорость записи и извлечения информации в рабочей памяти. Также методика предполагает, что испытуемый может использовать более или менее эффективную стратегию поиска. Эффективной считается стратегия открывать боксы в одном и том же порядке, за исключением тех боксов, где уже был найден жетон. Также мы вычисляли общий показатель продуктивности рабочей памяти на основе общего числа ошибок и времени ответа (произведение этих показателей).
Для оценки способности планировать использовалась методика «Кембриджский чулок» из батареи нейропсихологических тестов CANTAB. Методика является модификацией теста «Tower of London». В каждом задании методики испытуемому предъявляются на экране две комбинации цветных шаров, разложенных по «чулкам». Испытуемый должен повторить комбинацию-образец в нижней части экрана, перемещая шары в верхней части экрана. Инструкция стимулирует испытуемого спланировать решение, перед тем как начинать перемещать шары. Сложность задания возрастает с количеством необходимых перемещений от двух до пяти. Способность планировать характеризовалась временем первоначального (до начала выполнения задания) и текущего (в процессе выполнения задания) планирования. Эффективность планирования характеризовалась средним количеством шагов и количеством задач, решенных за
минимальное число шагов. При эффективном планировании испытуемый совершает меньше шагов и решает задачи с помощью минимального числа действий. Мы также вычисляли показатель эффективности планирования как отношение количества задач, решенных за минимальное число шагов ко времени первоначального планирования.
Подготовка и анализ данных осуществлялись с помощью среды статистического программирования R (R Core Team, 2015).
Для показателей времени ответа было использовано логарифмическое преобразование для того, чтобы привести распределение этих показателей к нормальному распределению. Также были удалены выбросы - наблюдения, отклонявшиеся более чем на полтора межквартильного размаха от первого и третьего квартилей.
Результаты
Описательные статистики по выборке в целом и в группах по полу представлены в таблице 1. Для оценки половых различий использовался дисперсионный анализ. Хотя отдельные переменные продемонстрировали статистически значимое различие вариации по тесту Левина, половых различий в средних значениях обнаружено не было. Пол объяснил до 3,7% индивидуальных различий интеллекта, до 1,6% индивидуальных различий в способности планировать и до 1,7% индивидуальных различий в характеристиках рабочей памяти.
Результаты дисперсионного анализа не выявили статистически значимых половых различий в рассматриваемых характеристиках, поэтому дальнейший анализ осуществлялся без деления групп по полу. Для оценки связей между интеллектом, характеристиками рабочей памяти и способностью планировать были вычислены попарные корреляции Пирсона. Также в корреляционный анализ была добавлена переменная возраста.
Таблица 1
Описательные статистики по трем методикам
Описательные статистики Тест Левина ANOVA
Все Мальчики Девочки F [df 1, df 2] Р F [df 1, df 2] Р n2
Стандартные прогрессивные матрицы Равена
A 10,59 (1,33); N=113 10,58 (1,36); N=52 10,61 (1,32); N=61 0,026 [1,111] 0,871 0,014 [1,111] 0,907 0,000
B 9,58 (2,15); N=112 9,23 (2,16); N=52 9,88 (2,11); N=60 0,486 [1,110] 0,487 2,613 [1,110] 0,109 0,023
C 7,53 (2,60); N=108 7,12 (2,57); N=49 7,86 (2,59); N=59 0,337 [1,106] 0,563 2,212 [1,106] 0,140 0,020
D 7,45 (2,79); N=112 7,06 (2,83); N=51 7,77 (2,73); N=61 0,574 [1,110] 0,450 1,826 [1,110] 0,179 0,016
E 4,36 (3,17); N=102 3,70 (2,72); N=46 4,91 (3,42); N=56 5,301 [1,100] 0,023 3,819 [1,100] 0,053 0,037
Общий балл 38,54 (10,33); N=112 36,78 (9,49); N=51 40,02 (10,84); N=61 0,509 [1,110] 0,477 2,764 [1,110] 0,099 0,025
Кембриджский чулок
Среднее время первоначального планирования 7,99 (0,80); N=112 8,03 (0,77); N=52 7,95 (0,83); N=60 0,018 [1,110] 0,895 0,226 [1,110] 0,636 0,002
Среднее количество шагов 7,17 (1,23); N=115 7,01 (1,23); N=53 7,31 (1,23); N=62 0,286 [1,113] 0,594 1,623 [1,113] 0,205 0,014
Время текущего планирования 6,63 (1,12); N=91 6,48 (1,19); N=45 6,77 (1,05); N=46 0,433 [1,89] 0,512 1,485 [1,89] 0,226 0,016
Количество задач, решенных за минимальное количество шагов 1,48 (1,03); N=111 1,54 (1,07); N=52 1,42 (1,00); N=59 0,264 [1,109] 0,609 0,338 [1,109] 0,562 0,003
Эффективность планирования 0,19 (0,13); N=115 0,19 (0,14); N=53 0,19 (0,13); N=62 0,203 [1,113] 0,653 0,001 [1,113] 0,977 0,000
Пространственная рабочая память
Общее число ошибок 36,99 (18,11); N=115 37,57 (16,10); N=53 36,50 (19,79); N=62 5,028 [1,113] 0,027 0,098 [1,113] 0,755 0,001
Ошибки внутри поиска 1,18 (1,45); N=107 1,37 (1,57); N=51 1,00 (1,32); N=56 1,448 [1,105] 0,232 1,769 [1,105] 0,186 0,017
Ошибки между поисками 36,30 (17,90); N=115 36,53 (15,99); N=53 36,10 (19,51); N=62 4,738 [1,113] 0,032 0,016 [1,113] 0,898 0,000
Время ответа 10,60 (0,18); N=113 10,62 (0,17); N=52 10,58 (0,19); N=61 0,274 [1,111] 0,602 1,402 [1,111] 0,239 0,012
Стратегия 35,26 (3,78); N=115 35,04 (3,95); N=53 35,45 (3,65); N=62 0,671 [1,113] 0,414 0,341 [1,113] 0,560 0,003
Пр одуктивно сть рабочей памяти 428,22 (174,81); N=104 426,99 (152,84); N=49 429,32 (193,70); N=55 5,228 [1,102] 0,024 0,005 [1,102] 0,946 0,000
Результаты корреляционного анализа показали статистические значимые корреляции ряда характеристик способности планировать с интеллектом, а именно: эффективность планирования и количество задач, решенных за минимальное число шагов (0,219 и 0,207, соответственно; табл. 2). Время текущего планирования оказалось статистически
значимо связано с баллом в серии А методики «Стандартные прогрессивные матрицы Равена». Таким образом, подростки с более высоким уровнем интеллекта действительно более эффективно планируют; вместе с тем связь невелика. Отдельные серии теста Равена практически не связаны с показателями планирования.
Таблица 2
Корреляции между показателями интеллекта и планирования
Стандартные прогрессивные матрицы Равена
А В С Б Е Общий балл
Возраст 0,241* 0,262** 0,305** 0,341*** 0,471*** 0,404***
Кембриджский чулок
Время первоначального планирования 0,153 0,084 0,001 0,011 0,050 0,062
Среднее количество шагов 0,080 -0,079 0,014 -0,027 -0,032 -0,022
Время текущего планирования -0,210* 0,007 -0,064 -0,065 -0,147 -0,133
Количество задач, решенных за минимальное число шагов 0,061 0,158 0,194* 0,174 0,165 0,207*
Эффективность планирования 0,137 0,145 0,242* 0,154 0,129 0,219*
Примечание: * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001
Характеристики рабочей памяти оказались положительно связаны с общими когнитивными способностями: подростки с более высоким интеллектом делали меньше ошибок внутри и между поисками и давали более быстрые ответы (табл. 3). Корреляции между общим баллом по тесту Равена и характеристиками рабо-
Корреляции между показател
чей памяти составили от -0,350 до -0,297 (за исключением показателя стратегии: -0,184). Большинство баллов в отдельных сериях теста Равена продемонстрировало аналогичный паттерн связей с характеристиками рабочей памяти. Показатель стратегии оказался связан только с баллом в серии Б.
Таблица 3
рабочей памяти и интеллекта
Пространственная рабочая память
Общее число ошибок Ошибки внутри поиска Ошибки между поисками Время ответа Стратегия Продуктивность рабочей памяти
Возраст -0,295** -0,198* -0,290** -0,376*** -0,285** -0,153
Прогрессивные матрицы Равена
А -0,214* -0,094 -0,210* -0,258** -0,172 -0,208*
В -0,148 -0,257** -0,139 -0,170 -0,045 -0,069
С -0,138 -0,286** -0,127 -0,175 -0,018 -0,095
Б -0,304** -0,282** -0,306** -0,290** -0,225* -0,284**
Е -0,365*** -0,230* -0,360*** -0,394*** -0,169 -0,290**
Общий балл -0,335*** -0,320*** -0,329*** -0,350*** -0,184 -0,297**
Примечание: * р<0,05; ** р<0,01, *** р<0,001; + инвертированная шкала: высокие значения означают низкую продуктивность, низкие - высокую
Способность планировать оказалась в целом слабо связана с характеристиками рабочей памяти (табл. 4). Время первоначального планирования продемонстрировало статистически значимые корреляции между общим числом ошибок, количеством ошибок между поисками, показателями стратегии и продуктивности рабочей памяти (от -0,271 до -0,199). Корреляция между временем текущего планирования и временем ответа в тесте «Пространственная рабочая память» составила
0,230. Количество задач, решенных за минимальное число шагов: оно оказалось связано с общим числом ошибок и количеством ошибок между поисками (-0,200 и -0,206). Результат свидетельствует о положительной связи между рабочей памятью и способностью планировать: подростки с более развитой рабочей памятью тратят больше времени на первоначальное и текущее планирование и в целом успешнее справляются с задачей «Кембриджский чулок».
Таблица 4
Корреляции между показателями планирования и рабочей памяти
Кембриджский чулок
Время первоначального планирования Среднее количество шагов Время текущего планирования Количество задач, решенных за минимальное число шагов Эффективность планирования
Возраст 0,143 -0,047 0,041 0,253** 0,158
Пространственная рабочая память
Общее число ошибок -0,259** 0,170 0,055 -0,200* -0,130
Ошибки внутри поиска -0,167 0,132 0,085 -0,161 -0,171
Ошибки между поисками -0,271** 0,180 0,061 -0,206* -0,132
Время ответа -0,064 0,021 0,230* -0,076 -0,029
Стратегия -0,199* 0,096 0,126 -0,175 -0,128
Продуктивность рабочей памяти -0,270** 0,185 0,062 -0,096 -0,098
Примечание: * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001; * ин
кую продуктивность, низкие - высокую
Индивидуальные особенности интеллекта и рабочей памяти оказались статистически значимо связаны с возрастом: старшие подростки лучше справляются с тестом Равена (от 0,241 до 0,471), делают меньше ошибок (от -0,295 до -0,198), быстрее отвечают (-0,376), а также используют более эффективную стратегию поиска в тесте «Пространственная рабочая память» (-0,285). Характеристики способности планировать продемонстрировали статистически значимые возрастные различия только в показателе количества
тированная шкала: высокие значения означают низ-
задач, решенных за минимальное число шагов (0,235). Дополнительный анализ показал, что исключение изменчивости, связанной с возрастом, приводит к незначительному уменьшению силы связи характеристик планирования с интеллектом и рабочей памятью (разница не превышает 0,1). Связь между рабочей памятью и планированием уменьшается более значительно (в среднем разница составляет -0,1), особенно по отношению к скорости ответа в тесте «Пространственная рабочая память».
Обсуждение
В проведенном исследовании были показаны взаимосвязи между общими когнитивными способностями, характеристиками рабочей памяти и способностью планировать в подростковом возрасте.
В единственном (на настоящий момент) исследовании также показано наличие связей между интеллектом, рабочей памятью и способностью планировать (Gilhooly et al., 2002) [20]. В этом исследовании способность планировать оценивалась с помощью методики «Tower of London», общие когнитивные способности оценивались с помощью методики «Стандартные прогрессивные матрицы Равена», для оценки характеристик рабочей памяти использовался ряд вербальных и визуально-пространственных тестов с последовательностями. Исследование выявило, что эффективность планирования связана с показателями визуально-пространственного компонента рабочей памяти (от -0,35 до -0,19) и общими когнитивными способностями (-0,34). Испытуемые с более высокими показателями общего интеллекта и визуально-пространственного компонента рабочей памяти делали меньше шагов в задаче «Tower of London» и, следовательно, планировали решение более эффективно. Индивидуальные различия в показателях визуально-пространственного компонента рабочей памяти оказались также связаны с общими когнитивными способностями (от 0,39 до 0,52). Интересно, что в этом исследовании не было обнаружено связи между эффективностью планирования и показателем эффективности центрального исполнительного элемента рабочей памяти, как предсказывает модель Baddeley. Авторы предполагают, что методика TOL измеряет индивидуальные различия не управляющих функций, а рабочей памяти. Необходимо отметить, что исследование было выполнено на испытуемых зрелого и пожилого возраста (средний возраст 41,95 года) (Gilhooly et al., 2002) [20]. В целом, и
общие когнитивные способности, и рабочая память, и способность планировать показали снижение показателей с возрастом. Поэтому особый интерес представляет исследование связей между рабочей памятью, способностью планировать и общим интеллектом в подростковом возрасте, когда созревание центральной нервной системы и формирование базовых когнитивных функций завершаются. Результаты настоящего исследования подтверждают результаты работы Gilhooly et al. (2002). В частности, характеристики рабочей памяти и интеллект оказались наиболее тесно связаны между собой. В то же время эти характеристики в меньшей мере связаны с показателями планирования. В исследовании Gilhooly et al. (2002) среднее количество шагов в тесте «Tower of London» было связано как с показателем интеллекта (-0,34), так и с показателями визуально-пространственной рабочей памяти (от -0,35 до -0,19). В нашем исследовании аналогичный показатель не связан ни с одной другой характеристикой. Среди возможных причин этого различия - кросс-культурные и возрастные особенности [20].
В нашем исследовании и рабочая память, и интеллект имеют большой возрастной компонент. Это связано с тем, что на протяжении подросткового возраста когнитивные функции продолжают развиваться. Вместе с тем лишь часть общей изменчивости характеристик рабочей памяти и планирования может быть отнесена к возрастным особенностям. Из характеристик рабочей памяти наиболее тесно с возрастом оказалось связано время ответа. Это соответствует результатам Gilhooly et al. (2002), где возраст и скорость ответа в тесте на вербальную скорость по результатам факторного анализа были отнесены в один фактор [20].
В качестве потенциальных источников общей изменчивости интеллекта, рабочей памяти и характеристик планирования можно рассматривать генетические и средовые факторы. Так, оценка вклада
генов в индивидуальные различия интеллекта в подростковом возрасте составляет 55% (Haworth et al., 2010) [22]. Семейная и индивидуальная среда объясняют 18 и 27%, соответственно. Индивидуальные различия характеристик рабочей памяти связаны как с генетическими факторами (33-49%), так и и индивидуальной средой (51-67%; Ando et al., 2001 [4]; Wright et al., 2001 [44]). Исследование на выборке российских близнецов продемонстрировало, что индивидуальные различия способности планировать, измеренной с помощью методики «Кембриджский чулок», более чем наполовину обусловлены факторами индивидуальной среды (58-75%, Исматуллина и др., 2014 [3]). В ряде исследований установлено, что имеются общие генетические факторы этих показателей. Существуют общие генетические факторы в изменчивости рабочей памяти и интеллекта (генетическая корреляция 0,34) (Luciano et al., 2001) [27].
Близнецовые исследования управляющих функций также констатировали, что индивидуальные различия как отдельных управляющих функций (торможение, переключение, обновление), так и их общего компонента почти полностью объясняются генетическими факторами (Friedman et al., 2006) [18]. Введение в модель переменных общего интеллекта позволило авторам оценить долю генетических и средовых общих для управляющих функций и интеллекта [17]. Этот анализ выявил общие генетические факторы, разделяемые интеллектом с общим фактором управляющих функций (0,57) и функцией обновления (0,56).
Заключение
Таким образом, в нашем исследовании выявлены положительные взаимосвязи между общими когнитивными способностями, характеристиками рабочей памяти и способностью планировать у подростков. Характеристики рабочей памяти и интеллект, в отличие от способности плани-
ровать, демонстрируют картину возрастного роста, однако это объясняет связь между ними лишь отчасти. Полученные данные позволяют поставить вопрос о генетических и средовых источниках общей изменчивости интеллекта, рабочей памяти и способности планировать.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-36-20902 «Генетически информативное исследование взаимосвязей индивидуальных особенностей интеллекта, рабочей памяти и эффективности планирования в решении когнитивных задач».
Литература:
1. Белова А.П., Малых С.Б. Природа индивидуальных различий рабочей памяти // Теоретическая и экспериментальная психология. - 2013. - Т. 6. - № 3. - С. 54-64.
2. Исматуллина В.И., Белова А.П., Малых С.Б. Возрастные особенности планирования в подростковом возрасте // Теоретическая и экспериментальная психология.
- 2013. - T. 6. - № 4. - С. 76-85.
3. Исматуллина В.И., Белова А.П., Воронин И.А., Малых С.Б. Роль наследственных и средовых факторов в способности планировать у подростков // Теоретическая и экспериментальная психология. - 2014. -Т. 7. - № 4. - С. 6-16.
4. Ando J., Ono J. and Wright M.J. Genetic structure of spatial and verbal working memory // Behavior Genetics. - 2001. - Vol. 31. - No. 6.
- P. 615-624.
5. Baddeley A.D., Hitch G.J. Working memory // The Psychology of Learning and Motivation. -1974. - Vol. 8. - P. 47-89.
6. Baddeley A. The episodic buffer: a new component of working memory? // Trends in Cognitive Sciences. - 2000. - Vol. 4. - No. 11.
- P. 417-423.
7. Baddeley A. Working memory, thought, and action. - OUP Oxford, 2007.
8. Baddeley A.D. Human memory: Theory and practice. - Hove, UK: Lawrence Erlbaum Associates Ltd., 1990.
9. Best J.R., Miller P.H., Jones L.L. Executive functions after age 5: Changes and correlates
// Developmental Review. - 2009. - Vol. 29(3).
- P. 180-200.
10. Cohen G. Memory in the real world (2nd ed.).
- Hove, UK: Psychology Press,1996.
11. Colom R., Abad F.J., Quiroga M.Á., Shih P.C., & Flores-Mendoza C. Working memory and intelligence are highly related constructs, but why? // Intelligence. - 2008. - Vol. 36. - No. 6. - P. 584-606.
12. Cowan N. et al. On the capacity of attention: Its estimation and its role in working memory and cognitive aptitudes // Cognitive Psychology. - 2005. - Vol. 51. - No. 1. - P. 42-100.
13. Deary I.J. et al. Intelligence and educational achievement // Intelligence. - 2007. - Vol. 35.
- No. 1. - P. 13-21.
14. Deary I.J., Penke L., Johnson W. The neuroscience of human intelligence differences // Nature Reviews Neuroscience. - 2010. - Vol. 11.
- No. 3. - P. 201-211.
15. Deary I. Ten things I hated about intelligence research // Psychologist-Leicester. - 2003. -Vol. 16. - No. 10. - P. 534-537.
16. Engle R.W., Kane M.J. Executive attention, working memory capacity, and a two-factor theory of cognitive control / In: Ross B, editor. The Psychology of Learning and Motivation. Vol. 44. - NY: Elsevier, 2004. - P. 145-199.
17. Friedman S.L., Scholnick E.K., Bender R.H., Vandergrift N., Spieker S., Hirsh Pasek K., Keating D.P., Park Y. Planning in Middle Childhood: Early Predictors and Later Outcomes // Child Development. - 2014. - Vol. 85. - No. 4. - P. 1446-1460.
18. Friedman N.P., Miyake A., Corley R.P., Young S.E., DeFries J.C, & Hewitt J.K. Not all executive functions are related to intelligence // Psychological Science. - 2006. - Vol. 17. - No. 2.
- P. 172-179.
19. Fuster J.M. Prefrontal cortex.: Springer, 1988.
20. Gilhooly K.J., Wynn V., Phillips L.H., Logie R.H., Della Sala S. Visuo-spatial and verbal working memory in the five-disc Tower of London task: An individual differences approach // Thinking and Reasoning. - 2002. -Vol. 8. - P. 165-178.
21. Gottfredson L.S. Why g matters: The complexity of everyday life // Intelligence. - 1997. -Vol. 24. - No. 1. - P. 79-132.
22. Haworth C.M., Wright M.J., Luciano M., Martin N.G., de Geus E.J., van Beijsterveldt C.E., Bartels M., Posthuma D., Boomsma D.I., Davis
O.S., Kovas Y., Corley R.P., DeFries J.C., Hewitt J.K., Olson R.K., Rhea S.A., Wadsworth S.J., Iacono W.G., McGue M., Thompson L.A., Hart S.A., Petrill S.A., Lubinski D., & Plomin R. The heritability of general cognitive ability increases linearly from childhood to young adulthood // Molecular Psychiatry. - 2010. - Vol. 15. - P. 1112-1120.
23. Kane M.J., Hambrick D.Z., Conway A.R.A. Working memory capacity and fluid intelligence are strongly related constructs: comment on Ackerman, Beier, and Boyle (2005). // Psychological Bulletin. - 2005. - Vol. 131. -No. 1. - P. 66-71.
24. Kane M.J., Bleckley M.K., Conway A.R.A., & Engle R.W. A controlled-attention view of working memory capacity: Individual differences in memory span and the control of visual orienting // Journal of Experimental Psychology: General. - 2001. - Vol. 130. - P. 169-183.
25. Larson C.P., Pless I.B., Miettinen O. Preschool behavior disorders: their prevalence in relation to determinants // J. Pediatr. - 1988ro -Vol. 113. - P. 278-285.
26. Lezak M.D. et al. Neuropsychological Assessment. 4th edition. - New York: Oxford University Press, 2004.
27. Luciano M., Wright M.J., Smith G.A., Geffen G.M., Geffen L.B., and Martin N.G. Genetic covariance among measures of information processing speed, working memory, and IQ // Behav. Genet. - 2001. - Vol. 31. - P. 581592.
28. Miyake A., Friedman N.P., Emerson M.J., Witz-ki A.H., Howerter A., & Wager T.D. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex «frontal lobe» tasks: A latent variable analysis // Cognitive Psychology. - 2000. - Vol. 41. - P. 49-100.
29. Monsell S. Task switching // Trends in Cognitive Sciences. - 2003. - Vol. 7. - P. 134-140.
30. Oberauer K., Schulze R., Wilhelm O., Süß H.-M. Working memory and intelligence - their correlation and their relation: comment on Ackerman, Beier, and Boyle (2005) // Psychol. Bull. - 2005. - Vol. 131. - P. 61-65.
31. Oberauer K., Suess H.-M., Wilhelm O., & Wittmann W.W. The multiple faces of working memory: Storage, processing, supervision, and coordination // Intelligence. - 2003. - Vol. 31. - P. 167-193.
32. Owen A.M. Cognitive planning in humans: Neuropsychological, neuroanatomical and neuropharmacological perspectives // Progress in Neurobiology. - 1997. - Vol. 53(4). - P. 431-450.
33. Phillips L.H., Wynn V.E., Gilhooly K.J., Delia Sala S., & Logie R.H. The role of memory in the Tower of London task // Memory. - 1999.
- Vol. 7. - P. 209-231.
34. Raven J.C. Mental tests used in genetic studies: The performance of related individuals on tests mainly educative and mainly reproductive // Unpublished master's thesis. - University of London, 1936.
35. Seidenberg M. et al. IQ level and performance on the Halstead-Reitan Neuropsychological Test Battery for Older Children // Journal of Consulting and Clinical Psychology. - 1983. -Vol. 51. - No. 3. - P. 406.
36. Schmidt F.L., Hunter J. General mental ability in the world of work: occupational attainment and job performance // Journal of Personality and Social Psychology. - 2004. - Vol. 86. - No. 1. - P. 162-173.
37. Shallice T. Specific impairments in planning. Philosophical Transactions of the Royal Society London. - 1982. - B298. - P. 199-209.
38. Sheppard L.D., Vernon P.A. Intelligence and speed of information-processing: A review of 50 years of research // Personality and Individual Differences. - 2008. - Vol. 44. - No. 3.
- P. 535-551.
39. Stankov L., & Crawford J.D. Ingredients of complexity in fluid intelligence // Learning and Individual Differences. - 1993. - Vol. 5. -P. 73-111.
40. Strenze T. Intelligence and socioeconomic success: A meta-analytic review of longitudinal research // Intelligence. - 2007. - Vol. 35. -No. 5. - P. 401-426.
41. Stuss D.T., Benson D.F. The Frontal Lobes / New York: Raven Press, 1986. - P. 97.
42. The cognitive psychology of planning / R. Morris and G. Ward (Eds.). - Hove, East Sussex; New York: Psychology Press, 2005. - P. 246.
43. Unsworth N., Engle R.W. The nature of individual differences in working memory capacity: active maintenance in primary memory and controlled search from secondary memory // Psychological Review. - 2007. - Vol. 114.
- No. 1. - P. 104-132.
44. Wright M., De Geus E., Ando J., Luciano M., Posthuma D., Ono Y., Hansell N., Van Baal C., Hiraishi K., Hasegawa T., Smith G., Geffen G., Geffen L., Kanba S., Miyake A., Martin N., Boomsma D. Genetics of cognition: outline of a collaborative twin study // Twin Research. -2001. - Vol. 4(1). - P. 48-56.
45. Zelazo P.D., Qu L., Müller U., Schneider W. Hot and cool aspects of executive function: Relations in early development / In: Young children's cognitive development: Interrelationships among executive functioning, working memory, verbal ability, and theory of mind. - Taylor and Francis, 2005. - P. 71-93.
References:
1. Belova AP, Malykh SB. Priroda individu-al'nykh razlichiy rabochey pamyati. Teore-ticheskaya i eksperimental'naya psikhologiya 2013; 6(3):54-64 (in Russian).
2. Ismatulina VI, Belova AP, Malykh SB. Voz-rastnyye osobennosti planirovaniya v podrost-kovom vozraste. Teoreticheskaya i eksperimental'naya psikhologiya 2013; 6(4): 76-85 (in Russian).
3. Ismatulina VI, Belova AP, Voronin IA, Malykh SB. Rol' nasledstvennykh i sredovykh faktorov v sposobnosti planirovat' u podrostkov. Teore-ticheskaya i eksperimental'naya psikhologiya 2014; 7(4):6-16 (in Russian).
4. Ando J, Ono J and Wright MJ. Genetic structure of spatial and verbal working memory. Behavior Genetics 2001; 31(6):615-624.
5. Baddeley AD, Hitch GJ. Working memory. The Psychology of Learning and Motivation 1974; 8:47-89.
6. Baddeley A. The episodic buffer: a new component of working memory? Trends in Cognitive Sciences 2000; 4(11):417-423.
7. Baddeley A. Working memory, thought, and action. OUP Oxford, 2007.
8. Baddeley AD. Human memory: Theory and practice. Hove, UK: Lawrence Erlbaum Associates Ltd., 1990.
9. Best JR, Miller PH, Jones LL. Executive functions after age 5: Changes and correlates. Developmental Review 2009; 29(3):180-200.
10. Cohen G. Memory in the real world (2nd ed.). Hove, UK: Psychology Press, 1996.
11. Colom R, Abad FJ, Quiroga MÄ, Shih PC, & Flores-Mendoza C. Working memory and in-
telligence are highly related constructs, but why? Intelligence 2008; 36(6):584-606.
12. Cowan N et al. On the capacity of attention: Its estimation and its role in working memory and cognitive aptitudes. Cognitive Psychology 2005; 51(1):42-100.
13. Deary IJ et al. Intelligence and educational achievement. Intelligence 2007; 35(1):13-21.
14. Deary IJ, Penke L, Johnson W. The neuroscience of human intelligence differences. Nature Reviews Neuroscience 2010; 11(3):201-211.
15. Deary I. Ten things I hated about intelligence research. Psychologist-Leicester 2003; 16(10):534-537.
16. Engle RW, Kane MJ. Executive attention, working memory capacity, and a two-factor theory of cognitive control. In Ross B, editor. The Psychology of Learning and Motivation. Vol. 44. NY: Elsevier, 2004:145-199.
17. Friedman SL, Scholnick EK, Bender RH, Van-dergrift N, Spieker S, Hirsh Pasek K, Keating DP, Park Y. Planning in Middle Childhood: Early Predictors and Later Outcomes. Child Development 2014; 85(4):1446-1460.
18. Friedman NP, Miyake A, Corley RP, Young SE, DeFries JC, & Hewitt JK. Not all executive functions are related to intelligence. Psychological Science 2006; 17(2):172-179.
19. Fuster JM. Prefrontal cortex.: Springer, 1988.
20. Gilhooly KJ, Wynn V, Phillips LH, Logie RH, Della Sala S. Visuo-spatial and verbal working memory in the five-disc Tower of London task: An individual differences approach. Thinking and Reasoning 2002; 8:165-178.
21. Gottfredson LS. Why g matters: The complexity of everyday life. Intelligence 1997; 24(1):79-132.
22. Haworth CM, Wright MJ, Luciano M, Martin NG, de Geus EJ, van Beijsterveldt CE, Bartels M, Posthuma D, Boomsma DI, Davis OS, Ko-vas Y, Corley RP, DeFries JC, Hewitt JK, Olson RK, Rhea SA, Wadsworth SJ, Iacono WG, McGue M, Thompson LA, Hart SA, Petrill SA, Lubinski D, & Plomin R. The heritability of general cognitive ability increases linearly from childhood to young adulthood. Molecular Psychiatry 2010; 15:1112-1120.
23. Kane MJ, Hambrick DZ, Conway ARA. Working memory capacity and fluid intelligence are strongly related constructs: comment on Ack-erman, Beier, and Boyle (2005). Psychological Bulletin 2005; 131(1):66-71.
24. Kane MJ, Bleckley MK, Conway ARA, & Engle RW. A controlled-attention view of working memory capacity: Individual differences in memory span and the control of visual orienting. Journal of Experimental Psychology: General 2001; 130:169-183.
25. Larson CP, Pless IB, Miettinen O. Preschool behavior disorders: their prevalence in relation to determinants. J Pediatr 1988; 113:278285.
26. Lezak MD et al. Neuropsychological Assessment. 4th edition. New York: Oxford University Press 2004.
27. Luciano M, Wright MJ, Smith GA, Geffen GM, Geffen LB, and Martin NG. Genetic co-variance among measures of information processing speed, working memory, and IQ. Be-hav Genet 2001; 31:581-592.
28. Miyake A, Friedman NP, Emerson MJ, Witzki AH, Howerter A, & Wager TD. The unity and diversity of executive functions and their contributions to complex «frontal lobe» tasks: A latent variable analysis. Cognitive Psychology 2000; 41:49-100.
29. Monsell S. Task switching. Trends in Cognitive Sciences 2003; 7:134-140.
30. Oberauer K, Schulze R, Wilhelm O, Süß H-M. Working memory and intelligence - their correlation and their relation: comment on Ack-erman, Beier, and Boyle (2005). Psychol Bull 2005; 131:61-65.
31. Oberauer K, Suess H-M., Wilhelm O, & Wittmann WW. The multiple faces of working memory: Storage, processing, supervision, and coordination. Intelligence 2003; 31:167193.
32. Owen AM. Cognitive planning in humans: Neuropsychological, neuroanatomical and neuropharmacological perspectives. Progress in Neurobiology 1997; 53(4):431-450.
33. Phillips LH, Wynn VE, Gilhooly KJ, Della Sala S, & Logie RH. The role of memory in the Tower of London task. Memory 1999; 7:209231.
34. Raven JC. Mental tests used in genetic studies: The performance of related individuals on tests mainly educative and mainly reproductive. Unpublished master's thesis. University of London 1936.
35. Seidenberg M et al. IQ level and performance on the Halstead-Reitan Neuropsychologi-cal Test Battery for Older Children. Journal
of Consulting and Clinical Psychology 1983; 51(3):406.
36. Schmidt FL, Hunter J. General mental ability in the world of work: occupational attainment and job performance. Journal of Personality and Social Psychology 2004; 86(1):162-173.
37. Shallice T. Specific impairments in planning. Philosophical Transactions of the Royal Society London 1982; B298:199-209.
38. Sheppard LD, Vernon PA. Intelligence and speed of information-processing: A review of 50 years of research. Personality and Individual Differences 2008; 44(3):535-551.
39. Stankov L, & Crawford JD. Ingredients of complexity in fluid intelligence. Learning and Individual Differences 1993; 5:73-111.
40. Strenze T. Intelligence and socioeconomic success: A meta-analytic review of longitudinal research. Intelligence 2007; 35(5):401-426.
41. Stuss DT, Benson DF. The Frontal Lobes. New York: Raven Press, 1986: 97.
42. The cognitive psychology of planning. R Morris and G Ward (Eds.). Hove, East Sussex; New York: Psychology Press, 2005: 246.
43. Unsworth N, Engle RW. The nature of individual differences in working memory capacity: active maintenance in primary memory and controlled search from secondary memory. Psychological Review 2007; 114(1):104-132.
44. Wright M, De Geus E, Ando J, Luciano M, Posthuma D, Ono Y, Hansell N, Van Baal C, Hiraishi K, Hasegawa T, Smith G, Geffen G, Geffen L, Kanba S, Miyake A, Martin N, Boomsma D. Genetics of cognition: outline of a collaborative twin study. Twin Research 2001; 4(1):48-56.
45. Zelazo PD, Qu L, Müller U, Schneider W. Hot and cool aspects of executive function: Relations in early development. In Young children's cognitive development: Interrelationships among executive functioning, working memory, verbal ability, and theory of mind. Taylor and Francis, 2005:71-93.
RELATIONSHIPS BETWEEN GENERAL INTELLIGENCE, WORKING MEMORY AND PLANNING
V.I. ISMATULLINA1, I.A. VORONIN1, I.M. ZAKHAROV1, A.P. BELOVA1, A.V. BUDAKOVA2
1 Psychological Institute of RAE, Moscow; 2 National Research Tomsk State University, Tomsk
This article analyzes the relationship between general intelligence, working memory and planning ability. The study used a computerized battery of tests CANTAB to assess working memory and planning. Intelligence was measured using Raven's Progressive Matrices. It was shown that the efficiency in planning is associated with productivity in performing the spatial tasks, after control for intelligence. Intelligence, in turn, was significantly associated with both efficiency in planning and efficiency of working memory. Further research is needed to confirm the associations at the genotypic level.
Keywords: general intelligence, working memory, planning, phenotypic communication, adolescents, genetic analysis.
Address:
Budakova A.,
National Research Tomsk State University, Tomsk E-mail: [email protected]
