Дошкольник моргает — и, возможно, этим невольно сообщает кое-что о созревании мозга. Исследование, опубликованное в журнале Communications Psychology, обнаружило: дети, которые чаще моргали, лучше справлялись с заданием на переключение между правилами. У них также активнее работала определённая область префронтальной коры — участка мозга за лбом, важного для самоконтроля и гибкого мышления.
Звучит как удобный повод поставить камеру в детской и объявить её диагностическим центром. Но исследователи сразу предупреждают: частота моргания пока не годится для оценки способностей отдельного ребёнка. Речь идёт лишь о статистической связи, а не о волшебном способе измерить интеллект.
Что именно изучали
Исполнительные функции — это набор умственных навыков, которые помогают удерживать информацию в голове, не отвлекаться и менять правило или цель, когда обстоятельства этого требуют. В возрасте от трёх до шести лет эти способности развиваются особенно быстро. В дальнейшем они связаны с успеваемостью, социальным приспособлением и здоровьем.
Считается, что этот скачок отчасти отражает созревание префронтальной коры — наружного слоя ткани в передней части мозга. По одной из гипотез, у маленьких детей связанные с задачей участки коры активируются широко и без особого порядка, а по мере взросления мозг всё точнее подключает нужные области. У взрослых префронтальная кора работает во взаимодействии со стриатумом — группой глубинных структур мозга, участвующих в движении, вознаграждении и усвоении правил.
На связь между этими отделами влияет дофамин — химический посредник, который вырабатывается в среднем мозге. Предполагается, что он помогает удерживать важную для цели информацию в префронтальной коре и одновременно позволяет стриатуму обновлять правила, когда ситуация меняется.
Проверить, какую роль дофамин и эти мозговые цепи играют в развитии дошкольников, непросто. Один из методов исследования дофамина у взрослых — позитронно-эмиссионная томография — требует радиоактивных веществ и долгого неподвижного лежания. Для маленьких детей это примерно так же удобно, как просить щенка спокойно позировать на паспорт.
Косвенные основания искать связь уже были. В исследовании 2018 года один из нынешних авторов и его коллега обнаружили, что варианты гена, регулирующего дофамин, у детей трёх–шести лет связаны и со способностью переключаться между правилами, и с активностью верхней правой части префронтальной коры.
Новая работа проверяла другой, более простой показатель — спонтанное моргание, то есть число морганий в минуту без внешнего раздражителя. У новорождённых оно обычно не превышает пяти раз в минуту, а у взрослых составляет в среднем около двадцати. Моргание связано с системами мозга, отвечающими за бодрствование, и в исследованиях взрослых, а также в клинических работах его связывали с дофаминовой активностью и гибкостью мышления. Например, при болезни Паркинсона, сопровождающейся снижением уровня дофамина, люди часто моргают реже.
Карточки, камера и повязка на лбу
Исследовательскую группу возглавили Рюта Кувамидзу, доцент Института медицинских и спортивных наук и Инициативы передовых исследований человеческой высокой работоспособности Университета Цукубы, и Юсуке Моригути, профессор Высшей школы гуманитарных наук Киотского университета и руководитель лаборатории развития детей Moriguchi Child Development Lab.
Моригути с 2009 года изучает, как генетические и социально-экономические факторы связаны с ранним развитием префронтальной коры. Кувамидзу ранее обнаружил, что у молодых взрослых более высокая частота спонтанного моргания связана с лучшим когнитивным контролем в исследованиях физической нагрузки.
В нынешнем эксперименте участвовали 113 японских детей в возрасте от 35 до 80 месяцев. Средний возраст составлял 59 месяцев; среди участников было 55 девочек и 58 мальчиков. Детей набрали в двух дошкольных учреждениях в Осаке и Киото. По предварительному расчёту для выявления корреляции средней величины — 0,30 — требовалось не менее 82 участников. Данные ещё десяти детей не удалось использовать: шестеро отказались начинать, трое не захотели надевать повязку для регистрации мозговой активности, а один ребёнок слишком много двигался и не смог завершить задание.
Исследование заранее официально не зарегистрировали, но авторы придерживались запланированной двухэтапной стратегии анализа и опубликовали обезличенные данные и код на платформе Open Science Framework.
Гибкость мышления проверяли с помощью карточной игры Dimensional Change Card Sort. Детям показывали карточки с цветными фигурами и просили раскладывать их, сопоставляя с одной из двух образцовых карточек. Было три раунда с разными наборами карточек. В каждом дети сначала сортировали по цвету, затем переключались на форму, а в заключительной части чередовали оба правила — максимум в восьми пробах. Блоки сортировки длились 25 секунд, перерывы — 15 секунд.
В каждой фазе можно было выполнить до 24 проб за три раунда. В среднем дети прошли 22 пробы на этапе сортировки по цвету, 22,2 — после переключения на форму и 21,1 — в смешанной фазе. Точность переключения считали по тем пробам, где правило менялось по сравнению с предыдущей.
Вся сессия длилась шесть минут: примерно 40% времени приходилось на отдых, 60% — на сортировку. Камера находилась в 100–150 сантиметрах от ребёнка и снимала лицо со скоростью 30 кадров в секунду. Два обученных специалиста подсчитывали моргания у 112 детей, чьи глаза оставались видны на записи.
Пока дети играли, исследователи регистрировали активность мозга методом функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS). Это неинвазивный способ оценивать изменения уровня насыщенного кислородом гемоглобина в крови — косвенный показатель активности участков мозга. Повязка на лбу направляла в ткани безвредный ближний инфракрасный свет и улавливала его отражение с помощью датчиков. Шестнадцать каналов охватывали четыре области боковой части префронтальной коры: левую и правую дорсолатеральные, расположенные выше и ближе к наружной стороне, а также левую и правую ростролатеральные — ниже и ближе к переднему полюсу мозга.
Чтобы моргание и кровоток в коже не выдавали себя за работу мозга, исследователи применили математический метод отделения нейронных сигналов от поверхностных физиологических помех. По синхронным видеозаписям также исключили 1,6% проб, на которых были заметны движения тела или смещение повязки.
Что показали результаты
Как только правила начали меняться, игра закономерно стала труднее: точность заметно снизилась после перехода от сортировки по цвету к сортировке по форме и в смешанной фазе. Дети постарше лучше справлялись с переключением правил: связь с возрастом составила 0,68. Они также чаще моргали — корреляция с возрастом была 0,29. У детей младше четырёх лет частота моргания была низкой и различалась мало, тогда как у старших дошкольников разброс оказался заметным: некоторые моргали чаще двадцати раз в минуту.
Главный результат: дети, моргавшие чаще, точнее переключались между правилами. Связь между частотой моргания и точностью составила 0,35. Возможно, всё объясняется возрастом: дети постарше и моргают чаще, и играют лучше. Поэтому исследователи статистически учли возраст. Связь ослабла, но сохранилась: частичная корреляция составила 0,22. Результат оставался похожим и после дополнительного учёта пола и дошкольного учреждения.
Иными словами, моргание, похоже, отражало не только разницу между маленькими и старшими детьми: оно также было связано с различиями между детьми одного возраста.
Далее исследователи сравнили активность префронтальной коры на разных этапах игры и в разных её областях. Для этого использовали линейные модели со смешанными эффектами — статистический метод, который учитывает повторные измерения у одного и того же ребёнка. Во время фазы после переключения и смешанной фазы уровень кислорода в крови мозга умеренно повышался по сравнению с первоначальной сортировкой по цвету. Разница между двумя более сложными фазами статистически значимой не была.
В целом правая половина мозга работала активнее левой, а верхняя дорсолатеральная область — активнее нижней ростролатеральной. Учёт возраста улучшил статистическую модель: доля вариации активности мозга, объясняемая экспериментальными факторами, выросла с 5 до 8%. Большая часть различий, таким образом, осталась загадкой — мозг не обязан выдавать все свои секреты по первому запросу исследователей.
Возраст был связан с тем, как распределялась активность: у старших детей она усиливалась в правом полушарии и верхней дорсолатеральной области, но снижалась в левом полушарии и нижней ростролатеральной. Вместо того чтобы одинаково включать всю префронтальную кору, мозг старших дошкольников избирательнее задействовал верхнюю правую область. Такой переход к более точечному включению нужных участков называют функциональной дифференциацией.
Когда учёные отдельно проверили четыре области коры на связь с морганием и успешностью переключения, статистический порог с поправкой на множественные сравнения преодолела только правая дорсолатеральная префронтальная кора. Активность этой области была связана и с частотой моргания (корреляция 0,27 у 111 детей), и с точностью переключения (0,32 у 112 детей). В трёх других областях корреляции не достигали 0,20 и статистически значимого уровня.
После учёта возраста связь сохранилась и для моргания, и для точности переключения: частичная корреляция в обоих случаях составила 0,21. Это умеренные, довольно скромные показатели — меньше той корреляции 0,30, на выявление которой изначально рассчитывали размер выборки.
Дополнительный, поисковый анализ был совместим с предположением, что активность правой дорсолатеральной области может частично объяснять связь между морганием и успешностью игры. Но измерения проводили только один раз, поэтому этот анализ не доказывает, что одно вызывает другое.
Авторы предполагают, что созревание дофаминовой системы и связей между передними и глубинными отделами мозга может сопровождаться как ростом частоты моргания, так и более избирательным включением верхней правой префронтальной коры. Они также допускают, что дети, эффективнее выполняющие зрительное задание, могут меньше полагаться на речевую обработку в левом полушарии или на исследовательскую активность нижних областей префронтальной коры. Это интерпретация результатов, а не установленный механизм.
Моргание — не диагноз
По словам Кувамидзу и Моригути, моргание удобно изучать: его можно записать обычной видеокамерой, а в перспективе автоматически подсчитывать с помощью искусственного интеллекта. Это потенциально позволит проводить крупные исследования без дорогого оборудования и специальной лаборатории.
Но авторы подчёркивают: обнаруженная связь относится к группе детей и слишком слаба, чтобы надёжно оценивать конкретного ребёнка. Более того, пока нет данных, что просьба моргать чаще улучшит когнитивные способности. Некоторые дети моргают реже и при этом могут обладать хорошо развитыми исполнительными функциями. Использовать частоту моргания для диагностики или оценки детей нельзя.
Само моргание — не прямой счётчик дофамина. В его формировании участвуют разные структуры ствола и глубинных отделов мозга, а также другие вещества, связанные с уровнем бодрствования, в том числе ацетилхолин и норадреналин. Даже исследования здоровых взрослых с применением нейровизуализации находили слабую или отсутствующую связь между частотой моргания и некоторыми показателями работы дофаминовой системы. Кроме того, датчики fNIRS на лбу не могут измерять активность глубоких структур вроде стриатума или среднего мозга.
Есть и другие ограничения. Исследование было поперечным: каждого ребёнка проверили лишь один раз. Поэтому оно не показывает, как меняется моргание конкретного ребёнка с возрастом и связано ли такое изменение с развитием гибкости мышления. Для этого нужно наблюдать за одними и теми же детьми несколько лет.
Исполнительные функции проверяли только одной зрительной карточной игрой, а число морганий усредняли за шесть минут. Исследователи не отслеживали, как моргания соотносятся с отдельными пробами буквально по секундам. Само движение век может влиять на оптические записи с лба, и нельзя исключить, что после очистки данных часть помех от движения или кровотока всё же сохранилась. Наконец, результаты предстоит проверить на других заданиях на самоконтроль и в разных культурных условиях.
Команда планирует изучать, как на эти связи могут влиять образ жизни, генетика и среда — например, физические нагрузки, музыка и образовательные программы. Учёные также хотят выяснить, можно ли использовать частоту моргания для оценки эффекта таких занятий и поддержки. Простота измерения, по их мнению, позволяет проводить подобные исследования среди детей в разных регионах и при разном уровне оснащения.
Исследователи занимаются и смежными темами — внутренней речью и уровнем бодрствования. В работе 2026 года, опубликованной в iScience, они с помощью наблюдения за зрачками показали у взрослых, что счёт про себя сопровождается меньшей реакцией зрачков, чем счёт вслух. В другой статье того же года, вышедшей в Acta Psychologica, изучалось появление внутренней речи у детей трёх–шести лет с помощью задания на мысленный счёт.
Нынешняя работа была посвящена когнитивной гибкости — одной из составляющих исполнительных функций. Авторы считают, что моргание может быть связано и с другими сторонами развития, включая память, иные компоненты самоконтроля и сознание. Почему люди вообще моргают — вопрос, на который наука пока не ответила окончательно.
Статья называется Emergent blink rate in early childhood is associated with neural origins of executive function («Формирование частоты моргания в раннем детстве связано с нейронными основами исполнительных функций»). Её авторы — Рюта Кувамидзу, Нодзоми Ямамото, Кота Отани и Юсуке Моригути.