Neurophysiological basis of cognitive control in students with different levels of academic success

Abstract

Настоящая работа посвящена изучению контролирующих функций с точки зрения различных подходов – нейрофизиологического, психологического и педагогического, – а также их взаимосвязи с академической успешностью. В эмпирической части исследования принял участие 31 студент первого курса СПбГУ. Измерялись личностные особенности испытуемых (пятифакторный опросник личности в модификации А. Б. Хромова), их способность к самоуправлению (тест ССУ Пейсахова), время реакции, количество ошибок и исправлений, характеристики компонент вызванных потенциалов мозга в ответ на предъявление стимулов при выполнении заданий на поиск ошибки в слове (электроэнцефалографический метод). Использовались 4 типа стимулов – правильное написание, замена буквы на похожую по написанию либо по звучанию или на не похожую. Показателями академической успешности выступали результаты ЕГЭ и зимней сессии. Обработка данных проводилась методами корреляционного и дисперсионного анализа. Сравнение групп студентов с более низким и более высоким уровнем академической успешности показало достоверные отличия по всем группам измеренных переменных – личностным чертам (фактору Эмоциональность – Сдержанность), компонентам системы самоуправления (шкалам Целеполагание и Прогнозирование), поведенческим данным эксперимента (количеству исправлений), нейрофизиологическим показателям когнитивного контроля (характеристикам компонент P200, N200, P300 и N400). Результаты исследования показали, что студенты в более высоким уровнем академической успешности отличаются меньшей эмоциональностью, более высоким уровнем развития способности к целеполаганию и более низким – к прогнозированию, а также повышенным вниманием и большей вовлеченностью в процесс решения задачи по поиску ошибки. Они более гибко распределяют усилия в зависимости от сложности задания и реже меняют свой первоначальный ответ на экспериментальную задачу по сравнению с менее успешными учащимися.

The research is designed to study control functions from the point of view of neurophysiological, psychological and pedagogical approaches; it is also examined how control functions correlate with academic success. We had 31 first-year SPbU students as participants of the research. Measured: students’ personal characteristics of the subjects (5PF Questionnaire), self-management ability, reaction time, the number of errors and corrections, characteristics of event-related potentials’ components in response to stimuli presentation while searching for errors in a word (electroencephalographic method). An error, in terms of the research, is a substitution of a letter with a similar (in spelling or in the way it sounds) or a non-similar one. Academic success indicators were the results of the USE and the winter assessment period exams. Data proceeding: correlation analysis, ANOVA. The two groups of student – with a low and high level of academic success – were compared; significant differences between the two groups were found upon all the measured variables – personal characteristics (Emotionality), self-management system components («Targeting» and «Prediction» scales), behavioral experimental data (number of corrections), neurophysiological indicators of cognitive control (characteristics of components P200, N200, P300 and N400). Conclusion: students with a higher level of academic success are less emotional, have a higher level of targeting ability and lower level of forecasting ability, higher rates of attention, greater involvement and more flexibility in the process of the problem solving and are less willing to change their initial decision about the task in comparison with less successful students.