Купер К. I индивидуальные различия/Пер, с англ. Т. М. Марютиной под ред. И. В. Равич-Щербо

7.2. Я не могу гарантировать, что эти ответы абсолютно правильны. Они просто представляют мою точку зрения на то, какие типы навыков могут оказаться наиболее важными в каждом из заданий:

(а) действие — выполнение, содержание — слуховое, процесс — использование тонкой моторики;

(б) введение информации, память и знание;

(в) внутренняя обработка информации, вербальная сфера и за­поминание;

(г) внутренняя обработка информации, вербальная сфера и слож­ность связей;

(д) внутренняя обработка информации, вербальная сфера, слож­ность связей и креативность;

(е) внутренняя обработка информации, знание, конвергенция и запоминание.

7.3. Вероятно, не слишком разумно в данном случае делать заклю­чение о причинно-следственных отношениях. Хотя приведенные в начале главы примеры факторного анализа дают основание предполагать, что факторы иногда могут выражать причинную обусловленность, неправомерно проводить экстраполяцию и утверждать, что любой фактор должен иметь причинно-обуслов­ливающий характер. Таким образом, вполне возможно, что не общие умственные способности, а другие характеристики (мо­жет быть, уровень образования, плохое знание английского языка, тревога) являются причиной полученных результатов. Тем не ме­нее, если бы можно было показать, что фактор g отражает неко­торые базисные индивидуальные особенности {например, ско­рость проведения информации в нервной системе),— это весь­ма затруднительно оценить какими-либо другими средствами, — тогда обсуждение причинно-следственных отношений было бы допустимо.

7.4. (a) Gv; (б) Gr; (в) Gc; (г) Gps.

7.5. (а) отношение IQ = умственный возраст

100. Отклонение календарный возраст IQ определяет коэффициент интеллекта как показатель, имею­щий нормальное распределение со средним значением 100 и стандартным отклонением, как правило, равным 16; (б) в соответствии с данным выше определением отклонения IQ 50% детей всегда будут относиться к той части распределения, у которой показатель IQ ниже 100, даже если все лежащие в его основе сырые баллы, полученные при тестировании, существен­но увеличились за 10-летний период.
8

ПРОЦЕССЫ, СОСТАВЛЯЮЩИЕ ОСНОВУ СПОСОБНОСТЕЙ

В этой главе рассматриваются некоторые эксперименты, зада­ча которых состоит в том, чтобы установить, имеются ли четкие связи индивидуальных различий в способностях с физиологией нервной системы и со скоростью осуществления некоторых ког­нитивных операций. Если такие связи будут обнаружены, можно будет использовать общие способности, для того чтобы «объяс­нить» поведение, поскольку они могут отражать индивидуальные различия в активности мозга и нервной системы при биологичес­кой обработке стимулов — предположение, высказанное еще Хеб-бом (Hebb, 1949).

Главы, рекомендуемые для предварительного чтения

7.

Введение

Однако знание структуры способностей не означает понима­ния того, что представляют собой способности. Для этого нам не­обходимо разработать «процессуальные модели», которые опишут человеческое поведение в понятиях процессов более низких уров­ней: биологических, когнитивных или нервных. Только если у нас будет хорошее понимание того, почему именно люди обнаружи­вают разные паттерны способностей, личности и т.д., мы сможем заявить, что понимаем происходящее. Тридцать лет назад структура личности и способностей не была полностью изучена и журналы изобиловали статьями, пытающимися найти основания для изме­рения способностей. Поскольку в настоящее время существует от­носительный консенсус мнений по поводу базисной структуры способностей и почти все старые теории способностей были акку­ратно включены в иерархическую модель, фокус исследований переместился. Основная задача в настоящее время состоит в том, чтобы идентифицировать процессы, благодаря которым возникают индивидуальные различия в способностях.

Поскольку* способности отражают то, как информация обраба­тывается в нервной системе, логично начать поиск процессуальных моделей индивидуальных различий в биологии нервной системы и в когнитивной психологии. Вполне обоснованным будет предположе­ние, что обе эти области принадлежат к более низкому уровню и являются фундаментальным источником поведения человека. Скорее особенности работы нейронов будут оказывать воздействие на об­щие способности, чем наоборот. Когда начинают изучать влияние социальных процессов, личности и т.д., картина становится не­сравненно более сложной, потому что трудно надежно установить, какие переменные являются причинами, а какие — следствиями. Предположим, обнаружено, что дети, плохо успевающие по ма­тематике, ненавидят этот предмет, а дети, успевающие хорошо, относятся к нему положительно. Вероятно, мы можем утверждать, что отношение детей к предмету является важным индикатором их

способностей в этой области. Это значит, что аттитюд влияет на способности. Таким образом, любая процессуальная модель способ­ностей должна учитывать аттитюды как важные предикторы.

Однако этот подход имеет несколько отрицательных сторон. Вполне возможно, что отношение детей к математике будет яв­ляться в большей степени результатом их успешности, а не на­оборот. Получение большого числа высших баллов по математи­ческим тестам и одобрительных комментариев со стороны учите­лей и т.д. может побудить детей полюбить предмет. Провалы при выполнении тестов, насмешки со стороны сверстников и необхо­димость дополнительных занятий могут с равным успехом вызвать негативное к нему отношение. Таким образом, равновероятно ожи­дать, что аттитюды являются и результатом способностей, и их причиной. Существует также еще одна возможность: и аттитюд, и успешность могут находиться под влиянием какого-то третьего фактора(ов), и качество преподавания — одна из наиболее веро­ятных латентных переменных.

Эти проблемы не являются совершенно непреодолимыми, по­скольку существуют прекрасный дизайн экспериментов и статис­тические методы — такие, как конфирматорный факторный ана­лиз. Тем не менее, разумно сначала исследовать простейшие пути (биологию и когниции), поскольку индивидуальные различия в этих областях, возможно, смогут объяснить значительную долю индивидуальных различий в способностях. Если так, то нет необ­ходимости рассматривать (методологически менее четкие) соци­альный и аттитюдныи подходы. Однако если биологический и ког­нитивный подходы окажутся не в состоянии объяснить индивиду­альные различия в способностях, необходимо будет исследовать другие направления.

В 1980-е гг. несколько теоретиков предположили, что общие способности человека могут частично зависеть от того, каким спо­собом отдельные нейроны в нервной системе обрабатывают ин­формацию. По одной из теорий, высокий уровень общих способ­ностей может быть следствием того, что в мозге имеются нервные клетки, которые быстро проводят нервные импульсы (Reed, I984)

или эффективно передают информацию через синапсы (Eysenck, 1986). Другая теория предполагает, что общие способности могут быть связаны с точностью передачи информации от нейрона к нейрону (Hendfickson, 1972; Eysenck, 1982). Эта позиция нуждает­ся, возможно, в некотором разъяснении. Вообразите себе, что вы слушаете радио, настроенное на дальнюю станцию. В этом случае слышимость передачи будет намного хуже, чем в случае, когда оно настроено на ближайшую станцию, поскольку фоновые шумы и хрипы вмешиваются в вашу способность выделять то, что гово­рится: они маскируют сигнал. То же самое может происходить с нейронами. Не исключено, что у некоторых людей нейроны, по­лучая стимуляцию от другого нейрона, переключаются с очень низкой частоты разрядов на очень высокую. У других людей нейро­ны могут разряжаться достаточно часто даже без стимуляции и, наоборот, только с умеренной частотой — при ее наличии. В лю­бом случае информация будет передаваться от одного нейрона к другому очень неэффективно. Некоторые выше расположенные ней­роны будут «думать», что нижележащий нейрон разрядился, хотя этого не было, или они могут ошибиться, опознавая небольшое уве­личение частоты разрядов, соответствующее реальному стимулу.

Эти теории дают основания для сходных предсказаний. Так, предполагается, что люди, чьи нейроны быстро проводят инфор­мацию вдоль аксона и/или передают информацию эффективно и точно через синапсы, будут более успешны в обработке информа­ции, чем те, чьи нервы передают информацию медленно или имеют небольшую величину отношения «сигнал — шум».

Каким образом можно измерить скорость и эффективность про­ведения нервных импульсов? Для этого было разработано несколько методов, включая прямое измерение, оценку времени опознания, времени реакции и исследования вызванных потенциалов. Они будут рассмотрены по очереди.

Прямое измерение скорости проведения нервных импульсов

В принципе такое прямое измерение осуществляется легко. Нуж­но просто приложить два электрода (поместив их как можно даль­ше друг от друга) к одному нейрону. Электрический ток, подве­денный к одному электроду, стимулирует нейрон к генерации импульсов. Второй электрод используется, чтобы определить, на­сколько быстро импульс распространяется вниз по аксону нейро­на. Если измерить расстояние между двумя электродами линей­кой, можно очень просто вычислить скорость проведения нервно­го импульса. Если этот эксперимент провести на большой выборке людей, чьи баллы по тесту общих способностей уже известны, тогда, как предсказывает теория, должна быть выявлена существен­ная положительная корреляция между общими способностями и скоростью нервного проведения (СНП).

Вернон и Мори (Vernon, Mori, 1992), Уикет и Верной (Wickett, Vernon, 1994) провели такие эксперименты, используя нервы руки, и обнаружили, что есть значимая корреляция (порядка 0,42—0,48) между общими способностями и СНП. Иначе говоря, из этих ра­бот следует, что у людей с высоким интеллектом информация по нервным путям действительно распространяется быстрее, чем у людей с более низким уровнем общих способностей. Однако в двух других исследованиях подобная связь не обнаружена (Reed, Jensen, 1991; Rijsdijk et ai, 1995), что вызывает озабоченность.

Было разработано несколько методов для косвенного измере­ния СНП. Может быть, наиболее доступна для понимания мето­дика, известная как оценка времени опознания (Vickers etal., 1972). Она всего лишь измеряет минимальную длительность экспозиции простого стимула, достаточную для его правильного восприятия. Например, представьте себе, что на экране в течение нескольких тысячных долей секунды демонстрируется либо форма а, либо форма б (см. рис. 8.1), а затем испытуемого спрашивают, какая линия была более длинной — справа или слева. Форма в предъяв­ляется немедленно после формы а или б, выполняя функцию мас­ки (если вы не знакомы с принципами маскировки, вы можете спокойно проигнорировать эту деталь). Важно осознать, что время опознания — это показатель того, сколько времени требуется, чтобы увидеть стимул, а не того, насколько быстро человек может отве­тить на него. В задаче на время опознания испытуемый расходует столько времени, сколько ему нужно для принятия решения.

Рис. 8.1. Изображение стимулов в задаче на время опознания.

Цель исследования времени опознания — определить, сколько времени требуется индивидууму, чтобы увидеть подобные стиму­лы. Поскольку сетчатка глаза, по существу, представляет собой отросток мозга, можно ожидать, что люди, обладающие точно и быстро действующими нейронами, будут способны провести это простое различение быстрее, чем другие. Поэтому можно ожидать, что индивидуумы с высоким уровнем интеллекта способны пра­вильно «увидеть» стимул после более короткой экспозиции, чем индивиды, имеющие более низкий уровень общих способностей. Так и есть: имеется отрицательная корреляция между общими спо­собностями и временем опознания.

Количество времени, которое требуется человеку, чтобы уви­деть фигуры, может быть оценено при неоднократном предъявле­нии стимула (например, 50—100 раз) для каждой длительности предъявления. Процент правильных ответов регистрируется и за­тем может быть нанесен на график (см. рис. 8.2). Можно заметить, что при самой короткой экспозиции оба испытуемых — А и Б — действуют по случайному принципу. Однако по мере того как воз­растает время предъявления, становится ясным, что испытуемый А может гораздо быстрее, чем испытуемый Б, увидеть, какая ли­ния длиннее; у последнего процент правильно опознанных стиму­лов растет довольно медленно. Можно подсчитать статистические характеристики для каждого испытуемого, отражающие эти раз­личия, — например, время экспозиции, при котором оба испыту­емых будут способны правильно решить задачу в 80% предъявле­ний. Такие статистические оценки можно про коррелировать с по­казателем общих способностей, чтобы определить, насколько время опознания (и следовательно, косвенно скорость и/или эффектив­ность процессов обработки информации в нервной системе) свя­зано с общими способностями.

Рис. 8.2. Процент правильно опознанных стимулов при разной дли­тельности экспозиции в задаче на время опознания.

Это подтвердили десятки исследований. В большинстве из них обнаружено, что корреляция между показателями общих способно­стей и временем опознания колеблется от —0,3 до —0,5. Было также изобретено несколько альтернативных методов оценки времени опоз­нания, и они показали в основном похожие результаты. Однако ин­терпретация таких данных достаточно противоречива. Не вникая в детали, отметим, что, по некоторым предположениям, на корреля­ции между временем опознания и общими способностями может влиять объем внимания или использование когнитивных стратегий — таких, как восприятие мелькания стимула, которое будет прояв­ляться в оценке того, слева или справа предъявлялась более корот­кая линия маскируемого стимула (Mackenzie, Bingman, I985). Но даже с учетом этого предположения можно констатировать наличие заметной корреляции между изучаемыми показателями (Egan, Deary, 1992). Таким образом, оказывается, что имеется довольно существен­ная связь между временем опознания и общими способностями, хотя она и несколько слабее, чем утверждалось в ранних работах. Диари и Стаф недавно подготовили обстоятельный обзор, касающийся дан­ной проблематики (Deary, Stough, I996).

Задание для самопроверки 8.1

Почему было бы важно доказать, что на время опознания влияют ког­нитивные стратегии — такие, как, например, восприятие мельканий?

Рис. 8.3. Прибор Дженсена для изучения времени реакции в ситуации выбора.

Время опознания оценивает минимальную длительность предъявления стимула, при которой он уже правильно опознает­ся; кроме того, можно оценить, сколько времени требуется инди­видууму, чтобы ответить на стимул. Это тоже может быть связано с общими способностями: если у высокоинтеллектуальных инди­видуумов нейроны передают информацию особенно быстро или точно, они должны быть способны отвечать на стимул быстрее, чем индивидуумы с более низким уровнем способностей. Эта идея впервые была высказана Гальтоном (Gallon, 1883), который пы­тался ее проверить и в конце концов пришел к выводу, что такой связи не существует. Однако сто лет тому назад точное измерение времени реакции было проблематично; Дженсен и Манро (Jensen, Munroe, 1974) были первыми, кто ре анализировал этот вопрос в англоязычных журналах. Они измеряли время реакции, используя прибор, представленный в виде схемы на рис. 8.3.

Прибор состоит из 8 зеленых лампочек (здесь они изображены в форме квадратов), расположенных полукругом на металличес­кой панели. Рядом с каждой лампочкой находится кнопка (обо­значенная черным кругом); в центре на расстоянии 15 см от всех остальных кнопок расположена еще одна «исходная кнопка». Лам­почки и кнопки соединены с компьютером, который контроли­рует эксперимент. Задача проста: участников просят реагировать как можно быстрее. Указательный палец предпочитаемой руки рас­положен на «исходной кнопке». После интервала в несколько се­кунд (длительность его варьировала в случайном порядке) одна из лампочек зажигается — это «световая мишень». Испытуемый под­нимает палец с «исходной кнопки» и нажимает на кнопку, распо­ложенную рядом с загоревшейся лампочкой. При этом регистри­руются два временных интервала:

• интервал между включением «световой мишени» и снятием пальца с «исходной кнопки», известный как время реакции (ВР);

• интервал между снятием пальца с «исходной кнопки» и на­жатием на кнопку «световой мишени», известный как время движения (ВД).

Эта процедура повторяется несколько раз. Измерения прово­дятся для разного количества «световых мишеней» (в диапазоне от одной до восьми), при этом неиспользуемые лампочки и кнопки закрываются металлическими пластинками.

Когда средние значения времени реакции наносятся на график как функция числа зажигаемых лампочек (не обращайте внимание на то, что цифры на оси X следуют с неодинаковым шагом), для каждого индивидуума вычерчивается график, похожий на тот, ко­торый представлен на рис. 8.4. Прямые линии соответствуют ВР и ВД, как показано на графике, и математические уравнения для этих прямых линий могут быть получены простыми алгебраическими вы­числениями. Высота расположения этих линий над осью X (обозна­чается как «intercept») показывает, насколько быстро в целом реа­гировал испытуемый. Наклон линии показывает, насколько сильно меняется ВР (или ВД), если число потенциальных мишеней возрас­тает. ВР обычно увеличивается, когда увеличивается число потенци­альных мишеней (явление, известное как «закон Хика»), в то время как ВД остается почти неизменным. Таким образом, мы имеем че­тыре измерения для каждого участника, соответствующие наклону и высоте двух линий. Затем вычисляются корреляции этих измере­ний с показателями общих способностей.

Рис. 8.4. Время реакции и время движения как функция числа потен­циальных мишеней.

В целом было обнаружено, что оба показателя — наклон и высота линии на графике времени реакции — демонстрируют зна­чимые отрицательные корреляции (обычно порядка —0,3) с по­казателями общих способностей. Это значит, что высокоинтел­лектуальные люди в целом реагируют быстрее и их ВР не слиш­ком сильно возрастает при увеличении числа потенциальных «световых мишеней» (Jensen, 1982; Barrett et al., 1986). ВД не об­наруживает корреляций с общими способностями, хотя вариа­тивность ВД часто обнаруживает подобные корреляции (Jensen, 1982; Barrett et al, 1986).

Против такой интерпретации результатов было выдвинуто не­сколько возражений. Лонгстрет (Longstreth, 1984) предположил, что эти корреляции не могут просто отражать связь между ВР и базальной скоростью проведения нервных импульсов. Например, более умные участники могут использовать для быстрого реагиро­вания более эффективные когнитивные стратегии («метакомпоненты», по Стернбергу). Корреляции между ВР и общими способ­ностями могут, следовательно, отражать использование таких стра­тегий, а не что-либо более фундаментальное. Однако эксперименты, проведенные для проверки этой гипотезы, показывают, что такие стратегии не могут объяснить основную корреляцию между време­нем реакции и показателями общих способностей (Matthews, Dorn, 1989; Neubauer, 1991). Как и ожидалось, время реакции действи­тельно тем короче, чем выше оценки общих способностей.

Проблема, возникающая в связи с этими экспериментами, состоит в том, что корреляции между временем реакции и показа­телями общих способностей увеличиваются, когда задача стано­вится более сложной. Например, задача на время реакции, предус­матривающая восемь альтернатив (такая, как показана на рис. 8.3), дает значительно более высокие корреляции с показателями об­щих способностей, чем аналогичная задача с выбором из двух или четырех вариантов. Действительно, по литературным данным, про­стое время реакции (измеряемое максимально быстрым нажатием кнопки в ответ на единичное предъявление света или звука) обна­руживает весьма умеренную корреляцию с показателем общих спо­собностей — порядка от -0,1 до -0,25 (Jensen, 1980). Если высо­кий уровень общих способностей точно отражает индивидуальные различия в скорости обработки информации, корреляции должны быть выше указанных.

Одно альтернативное объяснение незначительных корреляций может быть таково: либо общие способности, либо измерение про­стого времени реакции имеет невысокую надежность. Надежность времени реакции может быть оценена тем же самым способом, что и надежность заданий опросника, и плохо, что в большинстве исследований времени реакции надежность не определяется. Од­нако Мэй с соавторами (May et ai, 1986) показал, что высокона­дежные оценки простого времени реакции могут быть получены на основе сравнительно небольшого числа проб и потому низкий уровень надежности вряд ли может быть причиной наблюдаемых незначительных корреляций. Гораздо более вероятно, что в дея­тельность включены более сложные виды принятия решений и используемых стратегий.

{а} В чем заключается разница между временем опознания и време­нем реакции?

(б) Назовите три показателя, получаемые в задаче Дженсена, кото­рые, как было установлено, существенно коррелируют с общими спо­собностями.

Вызванные потенциалы

Четвертый способ исследования связи между активностью не­рвной системы и общими способностями основывается на регист­рации электрической активности мозга. Если прилепить (в бук­вальном смысле слова!) несколько электродов к поверхности го­ловы и соединить их с усилителем, можно измерить электрическую активность мозга, но не в отдельных нейронах, а в целых областях мозга. Регистрация усредненных слуховых вызванных потенциалов состоит, как следует из их названия, в измерении колебаний элек­трического напряжения мозга (потенциалов), которые вызваны каким-либо звуком. Они показывают, как мозг обрабатывает про­стой звук.

В самом простейшем экспериментальном варианте испытуемый в наушниках сидит на удобном стуле, электроды прикреплены к поверхности его головы. Испытуемому просто предлагают сидеть спокойно с закрытыми глазами и ничего не делать. Его также ин­формируют, что время от времени он будет слышать щелчки или тоны через наушники, но их следует игнорировать. Примерно 100 щелчков предъявляется приблизительно в течение 10 минут. Что могло бы быть проще, с точки зрения испытуемого?

Электрическая активность мозга регистрируется в течение пары секунд, следующих за каждым щелчком. На практике разность по­тенциалов обычно измеряется каждую тысячную долю секунды от момента включения щелчка, и в конце эксперимента каждое из 1000 измерений разности потенциалов усредняется по всем 100 повторениям (поэтому эта реакция известна как усредненные слу­ховые вызванные потенциалы). Затем 1000 усредненных значений разности потенциалов может быть нанесена на график почти так, как это показано на рис. 8.5, который основывается на одной из первых касающихся этой проблематики работ Эртла и Шафера (Ertl, Schafer, 1969). На графике время откладывается по оси X, а разность потенциалов — по оси К, нулевая точка по оси времени соответствует предъявлению щелчка. Можно видеть, что эти дан­ные со всей определенностью обнаруживают различия между ин­дивидуумами, имеющими высокие и низкие показатели интел­лекта (IQ), хотя, поверьте моему слову, было обнаружено на удив­ление мало вариаций внутри каждой группы участников.