Такой подход нашел отражение в работах отечественных исследователей [11, 16]. Возрастной промежуток 5–8 лет – это переходный период между двумя этапами развития: игровым и началом учебной деятельности. Проводилось изучение спонтанных вопросов, задаваемых в детстве, своеобразия задаваемых вопросов в ситуации необходимости их формулирования («спровоцированные вопросы»). Обследовались дети пяти, шести лет, первоклассники. Испытуемым говорили: «Угадай, что в ящике. Ты хочешь узнать, что лежит в ящике? Для этого нужно задавать вопросы». Показано, что наибольшую инициативность в задавании вопросов обнаруживали дети шести лет, наименьшую – пяти лет. При этом дети всех возрастных групп испытывали существенные затруднения в оформлении вопросов. Отсюда выявлялось малое число вариантов формулировок, стереотипность подходов к решению задачи. Установлено, что высокий уровень поисковой активности (поиск неизвестного с помощью вопросов) обнаруживали лишь отдельные дети 6–7 лет и очень малая часть первоклассников. В то же время в третьем классе школы дети способны задавать концептуальные вопросы по предметному содержанию урока. Следует подчеркнуть, что для становления когнитивных функций необходимо развитие у детей познавательной активности в форме вопросов. Это задача не только психологов, педагогов, но и родителей. Главное, не отмахиваться от вопросов детей, а радоваться им, своими ответами побуждать к новым вопросам. Тогда мы услышим замечательные вопросы. Например: «А соленые огурцы тоже растут на грядках?» Или вопрос: «А муха может перелететь через наше озеро?» И через две недели, когда в конце августа на озере появились дорожки из опавших листьев: «А теперь муха перелетит через озеро? Ведь она может отдыхать на листьях».

Другим подходом к изучению познавательной сферы индивида является ассоциативный эксперимент. В работах отечественных психологов П. П. Блонского, П. А. Шеварева, Ю. А. Самарина, А. Р. Лурия большое внимание уделялось изучению ассоциаций. В настоящее время изменилось понятие ассоциации – это не только связь между явлениями сознания, но и важнейшая функция, без которой невозможна нормальная психодинамика [125]. Авторы приводят афоризм О. Мандельштама: «Образованность – это школа быстрейших ассоциаций» и подчеркивают, что ассоциации – следствие образованности, а не ее причина. То, что это действительно так, мы убедились, изучая в течение многих лет ассоциации, которые возникают у студентов-медиков в ответ на словосочетание «красное и черное». Дело в том, что при изучении строения экстрапирамидной системы студенты должны запомнить, что в состав ее паллидонигрального отдела наряду с другими структурами входят красное ядро и черная субстанция. Студентам предлагалось назвать ассоциации, которые возникали в связи с этим словосочетанием. Проводя этот ассоциативный эксперимент, мы установили, что на протяжении последних десяти лет изменился уровень ассоциаций, они стали конкретнее и проще. Если раньше у 40 % студентов возникала ассоциация с одним из самых известных романов о любви «Красное и черное» Стендаля, то в последние годы удается получить в основном такие ответы: «красная и черная икра», «божья коровка», «платье с красными и черными полосками», «кровь на асфальте», «красный шар с черной ниткой».

Несомненно, одной из главных причин такого обеднения ассоциаций является то, что дети и подростки стали меньше читать. Нередко видишь, как на приеме мама, чтобы занять делом сына или дочь 7–12 лет, дает свой мобильный телефон со словами: «Ты поиграй, пока я поговорю с врачом». Насколько полезней была бы в этот момент интересная книжка!

Американскими психологами разработан словесный ассоциативный тест (Word Associate Test) для оценки знаний в процессе обучения. Школьникам и студентам предлагался список терминов или собственных имен, относящихся к определенной тематике; на каждый термин они должны были отвечать релевантным словом и короткой фразой. Ответы оценивались по четырехбалльной шкале в зависимости от степени релевантности. Сумма баллов характеризовала полноту усвоения материала и коррелировала с уровнем знаний экзаменующегося по определенной теме. Следовательно, изучение когнитивных ассоциаций имеет не только большое теоретическое, но и практическое значение.

Когнитивная функция осуществляется благодаря участию многих структур головного мозга, среди которых особую роль играет гиппокамп. Известно, что гиппокамп состоит из аммонового рога и зубчатой извилины, тесно связан с корой височной доли и перегородкой, образно его называют «сердцем лимбической системы». Углубленный анализ взаимосвязей гиппокампа и нарушений познавательной деятельности показал, что клетки гиппокампа отличаются особой полимодальностью в отношении реакции на сенсорные, прежде всего зрительные и слуховые, стимулы, участвующие в процессах восприятия [10]. Появление и перемещение изображений на экране или включение звуковых сигналов сопровождается активацией структур гиппокампа. При естественном старении головного мозга нейроны парагиппокампальной извилины постепенно утрачивают шипики на дендритах, что снижает их функциональную активность и сопряжено с ухудшением когнитивных способностей. Выявляется высокая чувствительность клеток гиппокампа к ишемии и гипогликемии, что объясняют особенностью нейромедиаторного обмена: ведущим нейротрансмиттером в афферентных путях к гиппокампу, в кортико-кортикальных синапсах, эфферентных путях из коры к подкорковым структурам является глутамат. Уровень глутамата резко увеличивается в синапсах при ишемии, метаболических и нейродегенеративных процессах, что ускоряет программированную гибель клеток.

Новым в изучении структур, причастных к выполнению когнитивных функций, является установление роли мозжечка, отвечающего за координацию и равновесие, в процессах познания. Известно, что мозжечок связан с префронтальной, затылочно-теменной и височной кортикальными ассоциативными областями, с лимбической системой. С помощью позитронно-эмиссионной томографии выявлена активация структур мозжечка при выполнении нейропсихологических заданий, не связанных с движением. Нейрофизиологические, нейровизализационные и патоморфологические данные свидетельствуют, что мозжечок является одной из церебральных структур, пораженных при таких когнитивных и поведенческих расстройствах, как синдром дефицита внимания и гиперактивности, аутизм, шизофрения.

Кроме того, у пациентов с наследственными церебеллярными атаксиями выявлены когнитивные дисфункции. У больных с очаговыми патологическими изменениями мозжечка вследствие опухоли, инфаркта головного мозга обнаружен когнитивный дефицит с нарушением исполнительных, визуально-пространственных, лингвистических и поведенческих функций. Известно, что функциональная активность мозжечка тесно связана с работой подкорковых ядер, также вовлеченных в осуществление когнитивных функций. Установлено, что подкорковые ядра активно участвуют в контроле автоматизированного зрительно-пространственного внимания [263].

Одним из тестов, чувствительных к зрительно-пространственным и регуляторным расстройствам, является тест рисования часов. Пациент должен самостоятельно нарисовать на нелинованной бумаге часы в виде круга с цифрами на циферблате и расположить стрелки согласно заданному времени. Как давно люди пользуются часами? Сначала в Древнем Египте появились солнечные часы, затем были созданы водяные и песочные часы, только в конце VI в. в Византии появляются механические часы; сегодня многие пользуются электронными кварцевыми часами. При выполнении теста рисования часов возникают вопросы о психологическом строении навыка определения времени по часам, о его возрастных особенностях, о влиянии наличия часов на когнитивную деятельность, поведение человека. Показано, что определение времени по часам требует выполнения ряда гностических и мнестических пространственно-временных операций [170]. И хотя уже маленькие дети играют с часами, с удовольствием слушают тиканье часов, навык пользования ими формируется только в младшем школьном возрасте, а иногда это происходит только у подростков.

Как отмечалось выше, согласно Ж. Пиаже, четвертый период когнитивного развития – формальных операций – начинается обычно с одиннадцати лет, когда логика начинает учитывать все возможные, все мыслимые комбинации. Ж. Пиаже и его сотрудники провели серии экспериментов, в которых выявили, что способность детей комбинировать различные факторы, проводить анализ их взаимодействия формируется не раннее подросткового возраста. В то же время большинство детей при решении комбинаторных задач действуют бессистемно, только 5–15 % испытуемых рассматривают отдельные варианты, следуя определенной схеме. В дальнейшем недостаточное знание комбинаторных способов рассуждения препятствует развитию научного мышления. В связи с этим Министерство образования РФ приняло постановление об обязательном введении в программу общеобразовательной школы по математике изучение раздела «Комбинаторика, статистика и теория вероятностей», начиная с 2006 г. Практическое значение формирования комбинаторного мышления у младших школьников и подростков четко показано в работе [34].

Авторы, исходя из положений теории поэтапного формирования действий и понятий П. Я. Гальперина, концепции учебной деятельности Д. Б. Эльконина и В. В. Давыдова, теории онтогенетических стадий интеллектуального развития Ж. Пиаже, исследовали систему психологических условий, необходимых для формирования комбинаторного мышления, и разработали программу обучения обобщенному способу решения комбинаторных задач в средней школе. Показано, что в условиях стихийного развития логические структуры мышления, составляющие основу комбинаторики, у большинства учащихся формируются только к середине подросткового возраста. Применение экспериментальной методики по формированию комбинаторики позволило добиться хороших результатов независимо от уровня успеваемости учащихся по математике, оказало положительное влияние на развитие мышления и показатели общего умственного развития. Отмечая положительную роль комбинаторики, великий русский биолог Н. К. Кольцов писал: «Я знал несколько знаменитых чемпионов, в том числе Капабланку. Должен сказать, что … для шахмат требуется совершенно патологическая способность к элементарной комбинистике и патологическая память на детали».