Моргание как подсказка: что оно говорит о развитии мозга дошкольника

Учёные обнаружили неожиданную связь: дошкольники, которые чаще моргают, в среднем лучше справляются с заданием на переключение между правилами. У них также сильнее активируется правая дорсолатеральная префронтальная кора — участок мозга за лбом, участвующий в контроле внимания и гибком мышлении. Исследование опубликовано в журнале Communications Psychology. Авторы подчёркивают: речь о групповой закономерности, а не о способе оценивать отдельных детей.

Исполнительные функции — это умение удерживать информацию, не отвлекаться и менять план, когда меняются правила. Особенно быстро они развиваются примерно с трёх до шести лет и связаны с будущей учёбой, общением и здоровьем. Считается, что этот рост отражает созревание префронтальной коры. Одна из гипотез предполагает, что по мере взросления её активность становится не общей и рассеянной, а более избирательной — в нужных для задачи участках.

В таких процессах могут участвовать связи префронтальной коры с полосатым телом — группой глубинных структур мозга, связанных с движением, вознаграждением и усвоением правил. На работу этих цепей влияет дофамин, химический посредник нервной системы. Однако напрямую изучать дофамин у маленьких детей трудно: например, позитронно-эмиссионная томография требует радиоактивных маркеров и длительной неподвижности.

Исследователи из Университета Цукубы и Киотского университета решили проверить, может ли естественная частота моргания стать простым косвенным показателем развития. Команду возглавили Рюта Кувамидзу, доцент Института наук о здоровье и спорте и Инициативы передовых исследований человеческой результативности Университета Цукубы, и Юсукэ Моригути, профессор Высшей школы литературы Киотского университета, руководитель лаборатории развития детей Moriguchi Child Development Lab.

Моргание связано с системами возбуждения в стволе мозга и других глубинных областях. У взрослых и в клинических исследованиях его связывали с дофаминовой активностью и гибкостью мышления; например, при болезни Паркинсона, когда снижается уровень дофамина, люди часто моргают реже. Новорождённые обычно моргают менее пяти раз в минуту, а у взрослых среднее значение составляет около 20 раз. В дошкольном возрасте частота быстро растёт, одновременно увеличиваются различия между детьми.

В исследовании участвовали 113 японских детей в возрасте от 35 до 80 месяцев: средний возраст составил 59 месяцев, среди участников было 55 девочек и 58 мальчиков. Детей набрали в двух дошкольных учреждениях Осаки и Киото. Расчёт статистической мощности заранее показывал, что для выявления корреляции среднего размера (0,30) нужны как минимум 82 участника. Данные ещё десяти детей исключили: шестеро отказались начинать, трое не захотели надеть повязку для измерения мозговой активности, а один ребёнок слишком много двигался. Исследование не было официально зарегистрировано до начала работы, но авторы использовали заранее намеченный двухэтапный план анализа и выложили обезличенные данные и код в Open Science Framework.

Гибкость мышления проверяли с помощью карточной игры Dimensional Change Card Sort. Ребёнок сортировал карточки с цветными фигурами по одной из двух опорных карточек: сначала по цвету, затем по форме, а в заключительной части правила чередовались. Было три сессии с разными наборами карточек. Каждый блок сортировки длился 25 секунд, перерыв — 15 секунд; вся процедура занимала шесть минут, примерно 40% времени приходилось на отдых, а 60% — на игру. В каждой фазе можно было выполнить до 24 заданий. В среднем дети выполнили 22 задания до смены правила, 22,2 — после смены и 21,1 — в смешанной фазе. Точность переключения рассчитывали по ответам именно в тех испытаниях, где правило менялось по сравнению с предыдущим.

Лицо ребёнка снимали обычной камерой с расстояния 100–150 сантиметров и частотой 30 кадров в секунду. Два обученных специалиста подсчитывали естественные моргания в минуту; в анализ вошли 112 детей, у которых глаза оставались видны. Одновременно мозговую активность измеряли методом функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS). Это неинвазивный метод: повязка со световыми источниками и датчиками направляет в ткани головы безвредный ближний инфракрасный свет и фиксирует изменения насыщения крови кислородом — косвенный показатель локальной активности мозга. Шестнадцать каналов охватывали четыре участка боковой префронтальной коры: левую и правую дорсолатеральные области в верхней части, а также левую и правую ростролатеральные области ближе к переднему полюсу мозга.

Чтобы отделить мозговой сигнал от изменений кровотока в коже и движений лица, исследователи применили математическую обработку сигналов. По синхронной видеозаписи также исключили 1,6% испытаний, на которые повлияли заметные движения тела или смещение повязки.

Когда правила стали меняться, детям было труднее сортировать карточки. Старшие участники точнее переключались между правилами: связь с возрастом составила 0,68. Они также чаще моргали (корреляция 0,29). У детей младше четырёх лет частота моргания в целом была низкой и мало различалась, а среди старших дошкольников разброс был шире: некоторые моргали чаще 20 раз в минуту.

В целом дети, которые чаще моргали, лучше справлялись с переключением правил: корреляция составила 0,35. Чтобы проверить, не объясняется ли связь только тем, что старшие дети и чаще моргают, и лучше играют, авторы статистически учли возраст. Связь сохранилась, хотя стала слабее: частичная корреляция составила 0,22. Результат оставался устойчивым и при дополнительном учёте пола и дошкольного учреждения. По словам исследователей, частота моргания может отражать различия не только между возрастами, но и между детьми одного возраста.

Активность префронтальной коры умеренно возрастала после смены правила и в фазе чередования по сравнению с начальной сортировкой; различие между двумя последними фазами статистически значимым не было. В целом правое полушарие работало активнее левого, а верхняя дорсолатеральная область — активнее нижней ростролатеральной. Добавление возраста улучшало статистическую модель, но объясняло лишь часть различий в мозговой активности: доля вариации, связанной с экспериментальными факторами, выросла с 5% до 8%.

Возраст взаимодействовал с расположением активности: у старших детей она была выше в правом полушарии и верхней дорсолатеральной области, тогда как в левом полушарии и нижних ростролатеральных участках она не увеличивалась или немного снижалась. Иными словами, префронтальная кора не просто включалась целиком на полную мощность: у старших дошкольников заметнее задействовалась конкретная зона, важная для задания. Такой переход к более избирательному использованию участков называют функциональной дифференциацией. Авторы отмечают, что исследование было поперечным: детей измеряли один раз, поэтому оно не показывает индивидуальные изменения с течением времени.

При отдельной проверке четырёх зон статистический порог после поправки на множественные сравнения прошла только правая дорсолатеральная префронтальная кора. Её активность была связана и с частотой моргания (корреляция 0,27; 111 детей), и с точностью переключения (0,32; 112 детей). В остальных трёх участках связи были слабее 0,20 и порога значимости не достигли. После учёта возраста обе связи для правой дорсолатеральной области составили по 0,21. Это умеренные, довольно скромные ассоциации — меньше корреляции 0,30, на которую изначально рассчитывали при планировании исследования.

Дополнительный, поисковый анализ посредничества согласовался с предположением, что активность правой дорсолатеральной области может частично объяснять связь между морганием и успешностью переключения. Но измерения в один момент времени не позволяют установить причинность: нельзя сказать, что моргание улучшает работу мозга или наоборот. Авторы предполагают, что созревание дофаминовой системы и связей между лобными и глубинными областями может поддерживать как изменение частоты моргания, так и более избирательную активность верхней правой префронтальной зоны. Они также допускают, что дети, эффективнее выполняющие зрительную задачу, могут меньше полагаться на словесную обработку в левом полушарии или на исследовательскую обработку в нижних лобных областях.

Преимущество моргания как исследовательского показателя — его можно считать по обычному видео, а автоматический анализ с помощью искусственного интеллекта потенциально позволит изучать большие группы детей. Но авторы подчёркивают: связь обнаружена на уровне группы и недостаточно сильна, чтобы оценивать конкретного ребёнка. Нет данных, что намеренное учащение моргания улучшает когнитивные способности. На частоту влияют и другие обстоятельства — в том числе время и условия измерения; некоторые дети, которые моргают реже, всё равно могут обладать сильными исполнительными функциями. Использовать показатель для диагностики или оценки отдельных детей сейчас нельзя.

Кроме того, моргание не является прямым измерителем дофамина. В его формировании участвуют несколько областей ствола и глубинных структур мозга, а также другие связанные с возбуждением нейромедиаторы, включая ацетилхолин и норадреналин. Некоторые исследования здоровых взрослых не находили связи частоты моргания с отдельными показателями дофаминовой функции. Оптические датчики на лбу также не позволяют измерять активность глубинных структур вроде полосатого тела или среднего мозга.

Есть и другие ограничения: исполнительные функции проверяли одной зрительной карточной игрой, а моргания усредняли за шесть минут, не анализируя их поминутный или посекундный момент относительно каждого испытания. Само моргание может влиять на оптическую запись на лбу; несмотря на обработку сигнала, нельзя полностью исключить остаточные помехи от движений или кровотока. Нужны исследования с другими задачами на самоконтроль и детьми из разных культур.

В дальнейшем команда хочет изучить, как на эти связи влияют образ жизни, генетические и социальные условия, физические упражнения, музыка и образовательные программы. Учёные также намерены проверить, можно ли использовать частоту моргания для оценки эффекта таких вмешательств и поддержки. Поскольку для подсчёта не нужны особое оборудование или конкретная лаборатория, подход потенциально можно применять в разных регионах мира.

Исследовательская группа изучала и другие вопросы внутренней речи и возбуждения. В работе 2026 года в iScience с отслеживанием зрачков у взрослых было показано, что при счёте про себя реакция зрачков меньше, чем при счёте вслух. В другой статье 2026 года в Acta Psychologica авторы исследовали появление внутренней речи у детей трёх-шести лет с помощью задания на мысленный счёт.

Нынешняя работа посвящена когнитивной гибкости — одной из составляющих исполнительных функций. Авторы считают, что моргание может быть связано и с другими сторонами развития, включая память, другие исполнительные навыки и сознание. Почему люди вообще моргают, до конца не выяснено; исследователи надеются, что дальнейшая работа поможет лучше понять детское восприятие и поведение.

Исследование «Emergent blink rate in early childhood is associated with neural origins of executive function» подготовили Рюта Кувамидзу, Нодзоми Ямамото, Кота Отани и Юсукэ Моригути.