CC BY
47
Российский медико-биологический вестник
НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ Том 31, № 2, 2023 имени академика И. П. Павлова
УДК 612.821:159.951:613.12(211-17)
йй!: https://doi.org/10.17816/PAVL0VJ109581
Анализ когнитивных функций и нейрофизиологических процессов при адаптации человека к условиям Арктики
Е. П . Муртазина1Н, И. И . Коробейникова1, Л . В. Поскотинова2, Н. А. Каратыгин1, С. С. Перцов1
1 Научно-исследовательский институт нормальной физиологии имени П . К . Анохина, Москва, Российская Федерация;
2 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н . П . Лаверова УрО РАН, Архангельск, Российская Федерация
АННОТАЦИЯ
Введение. Работа направлена на анализ одной из наиболее актуальных проблем современной медико-биологической науки — проблемы изучения процессов адаптации человека к комплексу климатогеографических факторов и условий Крайнего Севера в период нарастания необходимости осуществления хозяйственной, производственной и оборонной деятельности государства . В обзоре приведены данные научных исследований, посвященных изучению когнитивных функций и нейрофизиологических изменений, которые наблюдаются у людей, постоянно проживающих или прибывающих в регионы Арктической зоны . В первом разделе рассмотрены факты, которые свидетельствуют о разнообразных нарушениях процессов памяти, внимания, результативности выполнения простых и сложных когнитивных задач испытуемыми при воздействиях холодовых факторов, сезонной фотопериодичности, режима работы, в частности вахтовым методом, и др Рассмотрены возрастные особенности динамики когнитивных процессов у детей и подростков, проживающих в Арктических зонах. Во втором разделе статьи проанализированы научные данные об изменениях электрофизиологических показателей активности структур головного мозга у испытуемых при раздельном или комплексном влиянии факторов арктических условий. В частности, описаны изменения энцефалографических ритмов, вызванных потенциалов, межполушарной ассиметрии и показателей вегетативной регуляции вариабельности кардиоритма в исходном состоянии и при воздействии факторов Крайнего Севера. Подчеркивается необходимость индивидуально-типологического анализа характера протекания адаптационных процессов в зависимости от исходных регуляторных особенностей, фоновых нейрофизиологических характеристик людей, длительности их пребывания в указанных условиях. Разрозненность или неоднозначность, противоречивость приведенных данных свидетельствуют о важности комплексного подхода к проведению научных исследований, которые должны включать системный анализ динамики нейрофизиологических характеристик с показателями достигаемой результативности модельной или профессиональной деятельности в условиях Арктики
Заключение. В работе обосновывается необходимость разработки персонализированных методов повышения адаптационных резервов людей, работающих и проживающих в Арктических зонах, одними из которых могут быть современные системы, основанные на биоуправлении с обратной связью от физиологических характеристик человека . Кроме того, отмечается, что применение принципов теории функциональных систем, сформулированной академиком П К Анохином, может способствовать более глубокому пониманию адаптационных процессов, изменений когнитивных и профессиональных способностей, их нейрофизиологического обеспечения в условиях Арктики
Ключевые слова: адаптация; условия Арктики; когнитивные функции; нейрофизиологические изменения; ЭЭГ; вызванные потенциалы; биоуправление
Для цитирования:
Муртазина Е.П., Коробейникова И.И., Поскотинова Л.В., Каратыгин Н.А., Перцов С.С. Анализ когнитивных функций и нейрофизиологических процессов при адаптации человека к условиям Арктики // Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова. 2023. Т. 31, № 2. С. 293-304. й01: https://doi.org/10.17816/PAVL0VJ109581
Рукопись получена: 07 . 08 . 2022 Рукопись одобрена: 24 .10 . 2022 Опубликована: 30 . 06 . 2023
© Эко-Вектор, 2023 Все права защищены
Э К О »^^^Т О Р
REVIEWS 294 -
DOI: https://doi.org/10.17816/PAVL0VJ109581
Analysis of Cognitive Functions and Neurophysiological Processes in Adaptation of Human to Conditions of the Arctic Region
Elena P . Murtazina1H, Irina I . Korobeynikova1, Liliya V. Poskotinova2, Nikolay A. Karatygin1, Sergey S . Pertsov1
1 P . K . Anokhin Institute of Normal Physiology, Moscow, Russian Federation;
2 N . P . Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk, Russian Federation
ABSTRACT
INTRODUCTION: The aim of the work is analysis of one of the most important problems of the modern biomedical science — problem of studying the processes of human adaptation to a complex of climatic and geographic factors and conditions of the Far North in the period of increased necessity in realization of the economic, industrial and defense activity of the government . The review presents the data of scientific study of cognitive functions and neurophysiological changes in people permanently living in or arriving to the Arctic zone . In the first part, the factors are considered that evidence different disorders in memory, concentration, efficiency of performing simple and complex cognitive tasks by test persons in conditions of low temperature, seasonal photoperiodicity, a particular working regime, such as rotational team method, etc . The age-related peculiarities of dynamics of the cognitive processes in children and adolescents living in the Arctic region are considered The second part of the article presents analysis of scientific data on changes of electrophysiological parameters of the brain structure activity under the influence of individual or complex factors of Arctic conditions . In particular, changes of the encephalographic rhythms, evoked potentials, hemispheric asymmetry and parameters of autonomic regulation of the heart rate variability in the initial condition and on exposure to the factors of the Far North, are described . A necessity of individual typological analysis of the adaptation process characteristics depending on the initial regulatory peculiarities, neurophysiological characteristics of people, duration of their stay in the mentioned conditions, is emphasized Inconsistency or ambiguity of the presented data indicate the importance of using a complex approach to scientific research which should include systemic analysis of the dynamics of neurophysiological characteristics and parameters of achieved effectiveness of modeled or professional activity in the Arctic conditions .
CONCLUSION: The paper substantiates the necessity of elaboration of personalized methods of increasing the adaptive reserves of people working and living in the Arctic zones; one of these may be modern systems based on biocontrol with feedback from physiological systems of a human . Besides, it is noted that application of the principles of the theory of the functional systems formulated by academician P . K . Anokhin, can contribute to deeper understanding of adaptation processes, changes of cognitive and professional abilities, their neurophysiological support in the Arctic conditions .
Keywords: adaptation; the Arctic conditions; cognitive functions; neurophysiological changes; EEG; evoked potentials; biofeedback
For citation:
Murtazina EP, Korobeynikova II, Poskotinova LV, Karatygin NA, Pertsov SS. Analysis of Cognitive Functions and Neurophysiological Processes
in Adaptation of Human to Conditions of the Arctic Region. I. P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2023;31 (2):293—304. DOI: https://doi.org/10.17816/PAVL0VJ109581
Received: 07 . 08 . 2022 Accepted: 24 .10 . 2022 Published: 30 . 06 . 2023
© Eco-Vector, 2023 All rights reserved
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АГ — артериальная гипертензия
АД — артериальное давление
АЗРФ — Арктическая зона Российской Федерации
ВСР — вариабельность сердечного ритма
ГМ — головной мозг СПН — синдром полярного напряжения ЦНС — центральная нервная система ЭЭГ — электроэнцефалограмма
ВВЕДЕНИЕ
Одними из первоочередных задач Государственной программы Российской Федерации «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ)», принятой в августе 2017 г . , являются привлечение трудовых ресурсов и создание условий для устойчивого социально-экономического развития коренных малочисленных народов, проживающих на этих территориях. С целью сохранения психосоматического здоровья населения АЗРФ необходимо разработать и внедрить меры, направленные на повышение качества жизни и улучшение условий труда Разработка медико-физиологических проблем освоения АЗРФ чрезвычайно актуальна, поскольку одним из главных факторов, лимитирующих эффективность реализации важных оборонных и хозяйственных проектов в экстремальных условиях среды, является человеческий фактор [1-3] .
Несмотря на то что территории, входящие в АЗРФ, с точки зрения влияния различных климатических факторов далеко не однородны, в целом можно констатировать, что трудовая деятельность человека в Арктике проходит в сложных климатических условиях . Они связаны с общим и локальным охлаждением, перепадами атмосферного давления, высоким уровнем относительной влажности, выраженной сезонной фотопериодичностью, значительными перепадами весового содержания кислорода в воздухе, напряженным ионо-магнитным режимом, подвижностью воздушных масс с частыми сменами циклонов и антициклонов [4-6].
В литературе представлено большое количество фактов, свидетельствующих о перестройке физиологических процессов организма в условиях арктического климата, однако имеющиеся данные часто противоречивы и неоднородны, поскольку получены на различном контингенте обследованных лиц . Это могут быть люди, постоянно проживающие в условиях Крайнего Севера, недавно переехавшие из других регионов или работники вахтовых смен, периодически приезжающие на Север. Многие работы посвящены изучению характера влияния климатогеографических факторов АЗРФ на детей и подростков
Отличительной особенностью жизнедеятельности человека в условиях Севера является формирование синдрома полярного напряжения (СПН), определяющего многоуровневые перестройки функционирования различных систем и подсистем организма [7] СПН
вызывается комплексом физических, биологических, психофизиологических, экологических факторов и включает адаптационные изменения различных механизмов: молекулярно-клеточных, биохимических, иммунологических, физиологических, а также поведенческих и психосоциальных [4, 8] СПН может быть отнесен к процессам адаптации человека, которые определяются скоростью перестройки метаболизма по «полярному типу» и мобилизацией психофизиологических ресурсов человека С другой стороны, данный синдром является патогенетическим механизмом формирования и развития заболеваний в условиях Крайнего Севера [9] Подтверждением этому служат стабильно более высокие показатели заболеваемости населения в регионах Крайнего Севера в течение многих лет по сравнению с общероссийскими показателями [5]
Проведенный В В Пономаревым анализ исследований, посвященных СПН и его последствиям, показал, что количество работ, рассматривающих соматические изменения в условиях Крайнего Севера, в 7 раз превышает число исследований психофизиологического и психосоциального здоровья людей [10] . В то же время анализ литературных источников по изучению развития СПН и адаптации различных групп населения к арктическим условиям показывает, что перестройки метаболизма и мобилизация психофизиологических ресурсов в должной мере не проанализированы в связи с изменениями высших когнитивных функций, таких как восприятие, память, внимание, т. е . тех качеств, которые необходимы для успешной производственной деятельности человека в условиях АЗРФ В ряде работ убедительно продемонстрировано, что экстремальные условия Арктических зон значительно модулируют социопсихологическое состояние, нейрофизиологические процессы и биоритмологические характеристики людей, что может приводить к различным когнитивным дисфункциям и снижению работоспособности .
Цель. Обобщение и анализ публикаций, посвященных изучению изменений нейрофизиологических процессов и когнитивных функций людей, проживающих и работающих в условиях Арктической зоны Российской Федерации
Множество работ, посвященных изучению влияния природных факторов крайнего севера и последствий СПН на психофизиологические характеристики различного контингента обследованных лиц, можно разделить на два направления:
- исследования, направленные на изучение когнитивных функций на основе поведенческих показателей,
- исследования, направленные на изучение нейрофизиологических характеристик.
Исследования, направленные на изучение когнитивных функций на основе поведенческих показателей
Исследования этого направления посвящены оценке когнитивных функций преимущественно на основе поведенческих показателей, полученных при выполнении тестов на внимание, его концентрацию, память, работоспособность . В этом направлении работы можно разделить на основании влияния одного или нескольких климатогеографических факторов АЗРФ на высшие психические функции человека.
Одним из факторов, негативно влияющих на психоэмоциональное состояние, является фактор пониженной температуры, которому главным образом подвержены лица, в силу специфики своей работы вынужденные длительно находится на открытых пространствах. Существенным недостатком имеющихся данных можно считать противоречивость полученных фактов . Кроме того, такие исследования проведены на разных контингентах населения и на различных исследовательских моделях. Например, в ряде работ не было установлено влияния холода на краткосрочное запоминание информации [11, 12], в то время как другие авторы утверждают о негативном действии указанного фактора на рабочую память [13] . В последнем исследовании показано, что при воздействии холодного воздуха (10°С) у человека снижается объем рабочей памяти, скорость реакции, и эти изменения сохраняются в течение 60 мин в восстановительный период при согревании .
Выявлено, что после однократной холодовой нагрузки (14°C) c достижением гипотермии тела (до 35,5°С ректальной температуры) ухудшаются показатели памяти и внимания при выполнении более сложных задач (требующих рабочей памяти, концентрации внимания и скорости обработки информации), в то время как результативность выполнения простых задач (требующих только кратковременной памяти и концентрации внимания для быстрого ответа) остается без изменения [14] . В исследовании D . Jones, et al . были выделены три группы испытуемых с различными уровнями гипотермии после 10-минутного погружения в холодную воду (1°C) . Обнаружено ухудшение выполнения простой зрительно-моторной пробы и теста на память, однако значимых межгрупповых различий не выявлено . Значительную вариабельность гипотермии в относительно однородной группе испытуемых при одном и том же уровне холодового стресса авторы объясняют тем, что температура тела определяется теплопотерями, которые, в свою очередь, зависят
от множества индивидуальных характеристик, таких как реакция сосудов, количество подкожного жира, площадь поверхности тела, мышечный состав, уровень метаболизма и др . [15] .
В работе L . Yang, et al . проведено исследование совокупного воздействия холода (холодовая камера, температура -10°C) и интенсивной физической работы на когнитивные способности человека . Авторами показано, что в этих условиях у испытуемых снижается кратковременная память на 33%, а селективное внимание на 16% . Кроме этого, установлен важный факт: физическая работа даже среднего уровня интенсивности в экстремально холодных условиях приводит к развитию утомления и снижению результативности когнитивных операций [16] .
Показано, что умеренное воздействие холода на городских жителей приполярных зон в повседневной жизни также отрицательно влияет на их мыслительную деятельность [17] . Однако в этом исследовании отмечена и противоположная направленность изменения когнитивных функций при слабом или умеренном уровне холода: снижение показателей выполнения простых когнитивных заданий, но возможное улучшение результативности решения более сложных задач . Согласно представлениям K. Mittleman и I . Mekjavic, изменчивость показателей когнитивных функций и характеристик теплопотерь организма после холодового стресса может быть объяснена различиями в уровнях термочувствительности нейронов мозговых структур [18].
Другим важным климатогеографическим фактором, оказывающим значительное влияние на когнитивные функции, является фотопериодичность. В исследовании S . T . Kent, et al . выявлена связь между снижением уровня солнечного света и повышенной вероятностью когнитивных нарушений. Естественная освещенность может влиять на физиологию и когнитивные функции человека посредством изменения циркадных ритмов организма . Главным их генератором является супрахиазматическое ядро, которое управляет секрецией мелатонина. Доказано, что мелатонин, а также серотонин вовлечены в обеспечение многих психических и когнитивных функций [19] .
Противоречивые результаты получены в исследованиях ночной работоспособности человека на холоде Повышенная сонливость и снижение уровня кортизола не зависели от изменений температуры окружающей среды, теплового комфорта и температуры кожи. Также не обнаружено влияний режимов работы (дневной/ночной) и температуры окружающей среды на показатели кратковременной памяти и времени реакции [20].
На важность учета индивидуально-типологических особенностей распределения функциональных резервов организма при вахтовом методе работы в условиях Арктики обращают внимание авторы другого исследования В нем проведен анализ взаимосвязей
изменений биохимических, психофизиологических и психологических показателей при адаптации к стрес-сорным нагрузкам работников-вахтовиков, занятых на предприятиях нефтегазодобычи в Арктической зоне . Выявлено, что для поддержания операторской работоспособности в начале, середине и конце 30-дневной вахты могут использоваться различные тактики расходования внутренних ресурсов организма, в зависимости от индивидуальных особенностей, названных авторами «спринтерскими» и «стайерскими» Максимальное количество взаимосвязей было обнаружено между объективными показателями стресса (содержанием кортизола в слюне), объективными индикаторами работоспособности оператора (по зрительно-моторной реакции), уровнями функционального обеспечения (по характеристикам вариационной кардиоинтерваломе-трии) и психологическими индексами стресса (по самооценке и результатам теста Люшера) [21] .
Исследование фаз сна, циркадной регуляции и настроения людей во время 4-месячной летней антарктической экспедиции показало значительное снижение длительности медленноволнового сна, что обусловлено фазовой задержкой секреции мелатонина и увеличением РБМ-стадии сна, при этом обнаружено ухудшение выполнения теста психомоторной бдительности. Выявлено, что адаптационные реакции на подобное длительное влияние экстремальных факторов не только имеют значительные индивидуальные различия, но и остаются относительно стабильными [22-24].
Ярким примером исследований, где имеются прямые указания на особенности индивидуальной чувствительности испытуемых к гелиофизическим и метеорологическим факторам среды, является работа С И Сороко Автор приводит убедительные доказательства того, что функциональное состояние организма, проявляющееся в физиологических и психосоматических показателях, модулируется влиянием множества глобальных и локальных факторов среды, конечный результат воздействия которых на отдельные системы организма зависит от индивидуальной чувствительности к их раздельному и комбинированному воздействию [25] . В работе А . А . Алдашевой показаны роль и соотношение физиологических и психологических механизмов, которые могут меняться в зависимости от индивидуальных стратегий адаптации человека . Автор пишет: «...5 ситуации адаптации человек выступает активным деятелем, моделируя собственные стратегии адаптации, используя разные индивидуальные стили, проявляющиеся в программах адаптивного поведения» [26].
Наряду с вышеприведенными исследованиями есть работы, которые либо просто констатируют особенности высших психических функций различных групп населения Севера безотносительно влияния конкретных климатогеографических факторов, либо сравнивают особенности осуществления высших психических функций
северян с населением других регионов . Например, отмечается, что у детей северных народов имеются типологические особенности высшей нервной деятельности, которые заключаются в меньшей подвижности психических процессов и в меньшем объеме запоминания цифр при прямом и обратном предъявлении [27] .
Исследования, направленные на изучение нейрофизиологических характеристик
В исследованиях второго направления анализируются влияния природных факторов Крайнего Севера и последствий СПН на психофизиологическое и психосоциальное здоровье людей на основе оценки нейрофизиологических параметров, таких как организация биопотенциалов коры головного мозга (ГМ), показателей межполушарной асимметрии, вызванных потенциалов и т. д . Различные экстремальные условия (холод, нестабильная геомагнитная обстановка, контрастная фотопериодичность) значительно модулируют нейропсихо-логические процессы, что, в свою очередь, может оказывать отрицательное влияние на когнитивные функции. В этом направлении можно выделить группы исследований, посвященных изучению влияния отдельных климатогеографических факторов северного региона и влиянию отличительных особенностей нейрофизиологических характеристик различных групп населения АЗРФ по сравнению с населением других регионов .
В ряде работ установлена взаимосвязь основных ритмов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с периодами естественной освещенности, которая заключается в повышении активности всех ритмов ЭЭГ в весенний период и доминировании медленноволновой дельта- и тета-активности в осенний период [28] Сезонная асимметрия естественной освещенности северных регионов особенно выражена в зимние и летние месяцы и может способствовать интенсификации энергообменных процессов ГМ, изменяя его энергетическое состояние и тип полушарного доминирования [29] . Обследование школьников разных возрастных групп, живущих в Заполярье на острове Новая Земля, показало, что спектральные мощности бета-, альфа- и тета-ритмов ЭЭГ у детей в период полярной ночи превышает таковые в период полярного дня [30] В этой же работе анализ фоновых (в состоянии покоя) характеристик ЭЭГ позволил установить, что во время полярной ночи сглаживаются различия между спектральными мощностями ритмов при открытых и закрытых глазах. Показана зависимость возрастной динамики интегральных показателей пространственной и временной связанности ЭЭГ областей коры ГМ у школьников-северян от сезона (осень-весна) и выборочного контингента обследуемых [31] .
Заслуживающие особого внимания данные получены при сравнительной оценке реакции усвоения ритмов фотостимуляции с вариантами гармоник
у подростков приполярного и заполярного районов [32] . Было отмечено, что количество усвоений ритмов в тета- и бета-диапазонах ЭЭГ (при сохранении собственной доминирующей частоты в альфа диапазоне) у подростков заполярного района было в 1,5-2 раза выше, чем у сверстников из приполярного района . Этот факт авторы расценивают как признак компенсированной фотозависимой дисфункции заднеталамических ритмозадающих структур . При этом усвоение частот альфа диапазона ЭЭГ у подростков в обоих районах было примерно одинаковым
В связи с этими фактами представляют интерес результаты исследований С . И . Сороко, в которых показана зависимость реакции ЭЭГ на возмущения электромагнитного поля от исходной амплитуды ритмов ЭЭГ . Так, у лиц с исходно малой мощностью альфа-ритма магнитные бури вызывают увеличение его мощности, а у лиц с высокой мощностью альфа ритма — снижение . Ослабление мощности спектра в диапазоне альфа-ритма сопровождается повышением мощности в диапазоне тета-ритма . Исследования показали, что у испытуемых с высоким уровнем пластичности нейродинамических процессов временная структура паттерна и пространственная организация ЭЭГ в ответ на резкие возмущения геомагнитного поля меняются незначительно и быстро возвращаются к исходному фону. У этих лиц не отмечены заметные нарушения функционального состояния и достоверные сдвиги психофизиологических параметров и показателей вегетативной регуляции . У лиц с низким уровнем пластичности нейродинамических процессов происходит дестабилизация паттерна ЭЭГ, наиболее выраженная в лобных отделах ГМ, что сопровождается повышенным психоэмоциональным напряжением, астеновегетативными проявлениями, снижением физической и умственной работоспособности [4] .
Некоторые авторы отмечают отсроченное формирование биоэлектрической активности ГМ, замедленные реакции на стимулы у подростков АЗРФ по сравнению со сверстниками средних широт [1, 33] . У школьников Ненецкого автономного округа, среди которых большая часть относилась к коренным народам Севера (ненцы), регистрировали больший латентный период компонента Р300 ВП ЭЭГ, чем у сверстников из других регионов [34] .
В результате анализа фоновой биоэлектрической активности и вызванных потенциалов у детей двух возрастных групп, проживающих в условиях Крайнего Севера, показана гетерохронность созревания различных отделов ГМ и регуляторных структур центральной нервной системы (ЦНС) [35]. Выявлено, что процессы реорганизации фоновой биоэлектрической активности имеют различную направленность у мальчиков и девочек, вероятно, отражая особенности адаптации к воздействию сложных природно-климатических условий Севера . Обнаружены различия компонентов слуховых вызванных потенциалов при пассивном восприятии редких и частых звуков
между старшей (10-11 лет) и младшей (7-8 лет) группами детей, связанные с процессами морфофункцио-нального созревания коры ГМ здоровых школьников-северян Авторы делают вывод об относительной зрелости механизмов непроизвольного внимания у детей 10-11 лет, проживающих в условиях Арктики .
В другой работе показаны различия характеристик вызванных потенциалов при решении математических задач детьми, проживающими в различных регионах [36] . Различия между группами наблюдались при предъявлении правильного решения и характеризовались большей латентностью отрицательного компонента вызванных потенциалов в лобных, центральных и теменных отведениях у подростков, проживающих в Заполярном регионе . Также были выявлены отличия амплитуд позднего положительного компонента на интервале 430-530 мс (большие значения у подростков национальности саами) .
Многие авторы считают компенсированную гипоксию одной из причин изменений нейрофизиологических показателей . Полагают, что гипоксия на Крайнем Севере может возникать как вследствие увеличения потребления организмом кислорода из-за усиления энергетического обмена, так и по причине ограничения диффузионной функции легких в условиях пониженных температур [37] . У северян при возникновении гипоксических состояний и увеличении напряжения в системе внешнего дыхания может отмечаться неблагоприятная перестройка биоэлектрической активности ГМ — регистрируется усиление тета-активности, что может указывать на снижение кислородной обеспеченности ГМ [38] . Кроме того, гипоксические состояния вызывают нарушения в кисло-родо-транспортной системе организма, способствуя формированию окислительного стресса, последствия которого негативно влияют на функционирование ГМ, вызывая митохондриальную дисфункцию, которая порождает изменения в процессах передачи сигналов между нейронами и торможение работы нервных клеток [39] .
Методом функциональной допплерографии установлено, что частота функциональных отклонений в системе регуляции мозгового кровообращения зависит от степени суровости окружающей среды Арктических регионов . На основании полученных данных авторами выдвинута гипотеза о том, что у детей и подростков в этих условиях может формироваться особое дизадап-тационное состояние системной регуляции мозгового кровообращения, которое получило название «синдром полярной нейроциркуляторной дистонии» . Авторы полагают, что «основными признаками этого состояния являются: а) снижение метаболической гемодина-мической реакции при активации ГМ; б) проявления церебральной ангиодистонии в форме асимметрии скоростей кровотока в магистральных сосудах ГМ, нарушений тонуса артерий и высокой вегетативной лабильности мозгового кровотока; в) выраженные признаки
венозной дисциркуляции, в т . ч . усиление внутричерепного венозного оттока по базальным венам» [40] .
Показано, что одной из типологических особенностей функционирования ЦНС коренных народов Севера является правополушарная доминантность [41] . В признаки СПН включают изменение межполушарной асимметрии ГМ как одно из проявлений нейрофизиологической реакции на адаптацию к новым климатическим условиям [42] При длительном проживании в суровых климатогеографических условиях активизируется правое полушарие, а уровень активности левого полушария связан с высоким уровнем социально-психологической адаптации [43] .
Индивидуально-типологический подход важен при прогнозе адаптивных реакций у человека при воздействии холодового фактора Показано, что исходные параметры произвольного внимания, амплитудно-частотный паттерн ЭЭГ в сочетании с типом вегетативной регуляции сердечного ритма могут определять темпы снижения и восстановления температуры тела после общего охлаждения и характер «физиологической платы» за адаптацию к низким температурам со стороны той или иной регуляторной системы [44]
У лиц с исходным ЭЭГ-паттерном, отражающим высокую активность гипоталамо-диэнцефальных структур (выраженная альфа-тета-активность ЭЭГ) в сочетании с симпатикотонией при экспериментальном искусственно вызванном общем охлаждении наблюдался вариант адаптации с выраженным снижением температуры кожи при достаточно быстром ее восстановлении после охлаждения Кроме того, у них обнаружено усиление вагусной регуляции сердечного ритма в ответ на холодовую артериальную гипертен-зию (АГ) (вследствие активизации барорефлекса) и повышение уровня саливарного лактоферрина . При этом изменения биоэлектрической активности ГМ были минимальные, а повышенное артериальное давление (АД) после охлаждения не возвращалось к исходному значению . Другой вариант адаптивных реакций наблюдался у лиц с исходно сбалансированным ЭЭГ-паттерном по выраженности альфа-ритма и медленных ритмов ЭЭГ в сочетании с нормотонией . При общем охлаждении у данных лиц происходило выраженное перераспределение мощностей альфа-тета-активности ЭЭГ, особенно в теменных и височных областях. Также выявлены десинхронизация основного ритма, достаточная вагусная реактивность, менее выраженное снижение температуры кожи при медленном ее восстановлении после охлаждения, восстановление АД и минимальные изменения содержания лактоферрина, отражающего иммуно-метаболические реакции на окислительный стресс при воздействии холода [46]
Таким образом, данные типы нейрофизиологических реакций отражают не только разные адаптивные стратегии организма человека на воздействие холода, но и
демонстрируют характер «физиологической платы» за адаптацию при каждом варианте Так, первый вариант больше характерен для северян с продолжительным «северным» стажем, когда в большей степени проявляется риск развития холодовой АГ и окислительного стресса при относительно стабильной работе биоэлектрических структур ГМ на холоде . Второй вариант в большей степени отражает картину выраженного психоэмоционального напряжения, возможно, эмоциональной неустойчивости при относительно небольшом риске развития холодовой АГ и окислительного стресса после охлаждения .
Параметры произвольного внимания можно рассматривать как показатель деятельности единой функциональной системы в сочетании с другими характеристиками нервной регуляции, что позволяет более точно определить адаптивную стратегию организма человека к воздействию холода . Показано, что у лиц с низкой скоростью, но достаточной точностью обработки информации отмечалось выраженное снижение температуры кожи, усиленный ответ как симпатических, так и вагусных механизмов вегетативной регуляции сердечного ритма и сохранение высокой активности гипоталамо-диэнце-фальных структур ГМ [45] У лиц со средней скоростью и низкой точностью произвольного внимания (большим числом ошибок) наблюдались недостаточная активизация симпатических механизмов при воздействии холода, повышение преимущественно парасимпатической активности и выраженные локальные ЭЭГ-изменения (увеличение активности корковых структур ГМ в височных отделах обоих полушарий и в лобном отделе справа). Таким образом, предполагается, что относительно низкая скорость обработки информации при сохранении точности выполнения задания, умеренно выраженная симпатикотония, а также повышенная активность диэнцефальных структур ГМ обусловливают продолжительную прогностическую устойчивость нейрофизиологических структур на воздействие холода, характеризующуюся большей «физиологической платой» со стороны сердечно-сосудистой регуляции
Индивидуально-типологические особенности реакции на холодовой фактор могут определяться не только исходным типом высшей нервной деятельности, но и скоростью охлаждения тела . Так, показано, что при общем охлаждении в течение 10 мин при -20°С температура в ушном проходе могла практически не измениться (36°С) или снизиться до 30,8°С, что отражало состояние гипотермии [46] . Разная скорость снижения тимпанической температуры сопровождалась реализацией разных вариантов общей и локальной реактивности биоэлектрических структур ГМ, адаптивное значение которых еще предстоит изучить . По-видимому, для определения варианта изменений паттерна ЭЭГ как адаптивного или дезадаптивного ведущую роль имеют показатели успешности достижения результата когнитивной деятельности (актуальной для конкретной
профессии), которую необходимо моделировать во время воздействия факторов среды При этом важно также сопоставление биоэлектрических процессов ГМ и результата моделируемой когнитивной деятельности до и после воздействия анализируемого фактора, чтобы определить «физиологическую цену» адаптации Именно показатели достижения результата когнитивной деятельности могут определять значимость для организма уровня снижения тимпанической температуры, которая рассматривается в качестве аналога центральной температуры у людей вследствие трудности определения температуры в полостях тела во время проведения исследований с искусственно вызванным охлаждением . С другой стороны, поскольку тимпаническая температура демонстрирует охлаждение и кожного покрова в области барабанной перепонки, ее снижение отражает вазоконстрикцию кожи, которая может быть вынужденной, условно адаптивной с точки зрения приоритетности сохранения температуры ядра тела по сравнению с кровоснабжением периферических тканей .
Еще в работах Л. А . Орбели показана адаптивно-трофическая функция симпатического отдела вегетативной нервной системы, ее определяющая роль при адаптации к среде обитания [47] . Однако повышенная активность симпатоадреналовых механизмов, характерная для жителей Севера, вызывает закономерное беспокойство у исследователей-физиологов и практикующих врачей [8] Важным в этом плане представляется разработка новых подходов к «сдерживанию» избыточной симпатической реактивности при воздействии природно-климатических факторов Арктики для профилактики АГ и нарушений регуляции кардиоритма Технологии биоуправления физиологическими параметрами, при которых повышается общая вариабельность сердечного ритма (ВСР) и барорефлек-торная активность, могут ослабить избыточное влияние симпатикотонии у лиц при воздействии неблагоприятных факторов среды, а также снизить риски развития сердечно-сосудистых патологий
В наблюдениях на людях показано, что после предварительного краткосрочного сеанса биоуправления ВСР во время экспериментального общего охлаждения усиливается активность срединных структур и таламокор-тикальной системы ГМ и возрастают парасимпатические влияния на ритм сердца, что расценивается как мобилизация адаптивных механизмов ЦНС [48] . Тогда как у лиц без предварительного сеанса биоуправления перед общим охлаждением в последующем при охлаждении обнаруживается выраженная десинхронизация альфа-ритма ЭЭГ с наибольшим его снижением в правой лобно-центральной области, что может служить нейрофизиологическим коррелятом усиления психоэмоционального напряжения и нестабильности функции эмоциогенных структур ГМ . При этом реализация процесса биоуправления рассматривается как способность
человека к саморегуляции с помощью механизмов высшей нервной деятельности (мотивация, концентрация внимания на висцеральных ощущениях, произвольное дыхание и мышечное расслабление), что является итогом целенаправленного поведения и успешной когнитивной деятельности Вероятно, сеанс адаптивного биоуправления перед охлаждением тела с целью увеличения вагусных влияний на ритм сердца можно рассматривать с позиции эффекта прекондиционирования с максимальным вовлечением процессов высшей нервной деятельности, обеспечивающим также и увеличение вагусных резервов перед предстоящей холодовой симпатикотонией с минимизацией последующих ката-болических ее эффектов в отношении как центральной нервной, так и сердечно-сосудистой системы .
Также показана важность применения технологии биоуправления общей ВСР после выполнения подростками физической нагрузки на открытом холодном воздухе [49] . В восстановительном периоде после нагрузки краткосрочный тренинг с целью повышения общей ВСР способствует более быстрому восполнению вагусных резервов сердечной регуляции после перенесенной симпатикотонии . Однако в ряде случаев достижение эффекта увеличения общей мощности сердечного ритма после воздействия холода может существенно ограничиваться в связи с трудностями произвольного изменения паттерна дыхания . Это указывает на высокую актуальность поиска персонифицированных сроков и продолжительности сеансов саморегуляции с учетом исходных, возможно, когнитивных предпосылок, необходимых для повышения эффективности биоуправления в данных условиях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ литературных источников демонстрирует необходимость применения системного подхода к оценке адаптивных возможностей организма человека в условиях Арктики с учетом его когнитивных функций и способностей
Указанные характеристики должны анализироваться с обязательной «привязкой» к требованиям конкретной профессиональной деятельности Такие исследования должны базироваться на выявлении исходных когнитивных и нейрофизиологических характеристик, которые позволят определить последующую направленность адаптивной стратегии человека и «физиологическую цену» его адаптации к экстремальным условиям Кроме того, общегрупповой (или усредненный) подход при оценке влияния того или иного климатического фактора, а также характера их комбинированного воздействия в перспективе должен быть заменен на индивидуально-типологическую и даже персонифицированную оценку
Модельные исследования когнитивных функций человека и их нейрофизиологического обеспечения у людей, проживающих на территориях, отличающихся
от арктических, не могут в должной мере отразить адаптационные психофизиологические резервы, а также «физиологическую цену» адаптации к профессиональной деятельности у лиц, работающих в реальных условиях Крайнего Севера . Использование технологий биоуправления физиологическими параметрами в условиях воздействия факторов Арктики позволит расширить представления о центральных механизмах регуляции функций внутренних органов в экстремальной природно-климатической среде обитания Указанный подход также даст возможность определить наиболее эффективные когнитивные стратегии управления собственными физиологическими и нейрофизиологическими параметрами с целью адаптации к различным условиям профессиональной деятельности
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
Финансирование. Научная работа финансирована в рамках государственного задания.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов: Муртазина Е. П. — написание текста, редактирование; Норобейникова И. И. — написание текста; Поскотинова Л. В. — написание текста; Каратыгин Н. А. — написание текста; Перцов С. С. — концепция обзора, редактирование. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).
Funding. The scientific work is funded within the framework of the State Assignment.
Conflict of interests. The authors declare no conflicts of interests. Contribution of the authors: E. P. Murtazina — writing the text, editing the text; I. I. Korobeynikova — writing the text; L. V. Poskotinova — writing the text; N. A. Karatygin — writing the text; S. S. Pertsov — concept and design of the review, editing the text. The authors confirm the correspondence of their authorship to the ICMJE International Criteria. ALL authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for aLL aspects of the work.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р. Медико-физиологические аспекты жизнедеятельности в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2015. № 1 (17). С. 70-75.
2. Новиков В.С., Сороко С.И., Шустов Е.Б. Дезадаптационные состояния человека при экстремальных воздействиях и их коррекция. СПб.: Политехника-принт; 2018.
3. Караяни А.Г., Утлик Э.П. Психофизиология боевой деятельности в Арктике // Психопедагогика в Правоохранительных Органах. 2019. Т. 24, № 3 (78). С. 246-254. doi: 10.24411/1999-6241-2019-13001
4. Сороко С.И. Влияние космогеофизических факторов на живые организмы // Вестник образования и развития науки Российской академии естественных наук. 2019. Т. 23, № 2. С. 69-81. doi: 10.26163/61ЕР.2019.40.72.013
5. Никитин Ю.П., Хаснулин В.И., Гудков А.Б. Итоги деятельности Академии полярной медицины и экстремальной экологии человека за 1995-2015 года: современные проблемы северной медицины и усилия ученых по их решению // Медицина Кыргызстана. 2015. № 2. С. 8-14.
6. Чащин В.П., Ковшов А.А., Гудков А.Б., и др. Социально-экономические и поведенческие факторы риска нарушений здоровья среди коренного населения Крайнего Севера // Экология человека. 2016. № 6. С. 3-8.
7. Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск: Наука; 1980.
8. Хаснулин В.И., Воевода М.И., Хаснулин П.В., и др. Современный взгляд на проблему артериальной гипертензии в приполярных и арктических регионах. Обзор литературы // Экология человека. 2016. № 3. С. 43-51.
9. Панин Л.Е. Гомеостаз и проблемы приполярной медицины (методологические аспекты адаптации) // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. 2010. Т. 30, № 3. С. 6-11.
10. Пономарев В.В. Обзор научных работ по изучению влияния полярной ночи на здоровье населения Крайнего Севера России // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2021. № 3 (112). С. 34-45. doi: 10.26110MRCTIC.2021.1 12.3.003
11. Brazaitis M., Eimantas N., Daniuseviciute L., et al. Two strategies for response to 14°C cold-water immersion: Is there a difference in the response of motor, cognitive, immune and stress markers? // PLoS ONE. 2014. Vol. 9, No. 9. P. e109020. doi: 10.1371/journal.pone.0109020
12. Kowalczyk M., Antkowiak B., Antkowiak O., et al. Ephedrine-caffeine mixture in wet-cold stress // Pharmacological Reports. 2006. Vol. 58, No. 3. P. 364-372.
13. Muller M.D., Gunstad J., Alosco M.L., et al. Acute cold exposure and cognitive function: Evidence for sustained impairment // Ergonomics. 2012. Vol. 55, No. 7. P. 792-798. doi: 10.1080/00140139.2012.665497
14. Paulauskas H., Brazaitis M., Mickeviciene D., et al. Acute cold stress and mild hypothermia impact on short-term, working memory and attention // Biologija. 2015. Vol. 61, No. 1. P. 1-14. doi: 10.6001/biologija. v61i1.3106
15. Jones D., Weller R., Eggan S., et al. Influence of Core Temperature on Psychomotor Performance During Cold Weather Military Training // Journal of Human Performance in Extreme Environments. 2022. Vol. 17, No. 1. P. 3. doi: 10.7771/2327-2937.1 149
16. Yang L., Wu J., Hu Z., et al. Effects of workload on human cognitive performance of exposure to extremely cold environment // Physiology & Behavior. 2021. Vol. 230. P. 1 13296. doi: 10.1016/j.physbeh.2020.1 13296
17. Makinen T.M. Human cold exposure, adaptation, and performance in high latitude environments // American Journal of Human Biology. 2007. Vol. 19, No. 2. P. 155-164. doi: 10.1002/ajhb.20627
18. Mittleman K., Mekjavic I. Contribution of core cooling rate to shivering thermogenesis during cold water immersion // Aviation, Space, and Environmental Medicine. 1991. Vol. 62, No. 9, Pt. 1. P. 842-848.
19. Kent S.T., Kabagambe E.K., Wadley V.G., et al. The relationship between long-term sunlight radiation and cognitive decline in the REGARDS cohort study // International Journal of Biometeorology. 2014. Vol. 58, No. 3. P. 361-370. doi: 10.1007/s00484-013-0631-5
20. Farevik H., Hansen J.H., Wiggen 0., et al. Cognitive performance during night work in the cold // Frontiers in Physiology. 2021. Vol. 12.
P. 768517. doi: 10.3389/fphys.2021.768517
21. Korneeva Y., Simonova N. Job stress and working capacity among fly-in-fly-out workers in the oil and gas extraction industries in the Arctic // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020. Vol. 17, No. 21. P. 7759. doi: 10.3390/ijerph17217759
22. Pattyn N., Mairesse O., Cortoos A., et al. Sleep during an Antarctic summer expedition: new light on 'polar insomnia' // Journal of Applied Physiology. 2017. Vol. 122, No. 4. P. 788-794. doi: 10.1152/japplphysiol.00606.2016
23. Pattyn N., Van Puyvelde M., Fernandez-Tellez H., et al. From the midnight sun to the longest night: sleep in Antarctica // Sleep Medicine Reviews. 2018. Vol. 37. P. 159-172. doi: 10.1016/j.smrv.2017.03.001
24. Mairesse O., MacDonald-Nethercott E., Neu D., et al. Preparing for Mars: human sleep and performance during a 13 month stay in Antarctica // Sleep. 2019. Vol. 42, No. 1. doi: 10.1093/sleep/zsy206
25. Сороко С.И. Влияние космогеофизических факторов на живые организмы // Вестник образования и развития науки Российской академии естественных наук. 2019. Т. 23, № 2. С. 69-81. doi: 10.26163/ GIEF.2019.40.72.013
26. Алдашева А.А. Индивидуальные стратегии адаптации // Физиология человека. 2014. Т. 40, № 6. С. 15-22.
27. Семёнова Н.Б. Когнитивные факторы риска суицидального поведения у коренных народов Севера // Суицидология. 2013. Т. 4, № 1. С. 28-32.
28. Грибанов А.В., Джос Ю.С., Багрецова Т.В., и др. Фотопериодизм и изменения биоэлектрической активности головного мозга у школьников арктической зоны // Физиология человека. 2016. Т. 42, № 2. С. 16-26. doi: 10.7868/S0131 164616020065
29. Грибанов А.В., Аникина Н.Ю., Гудков А.Б. Церебральный энергообмен как маркер адаптивных реакций человека в природно-климатических условиях Арктической зоны Российской Федерации // Экология человека. 2018. № 8. С. 32-40.
30. Сороко С.И., Андреева С.С., Бекшаев С.С. Перестройка параметров энцефалограммы у детей — жителей о. Новая Земля // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2009. № 2. С. 49-59.
31. Рожков В.П., Трифонов М.И., Сороко С.И. Отражение процесса созревания ЦНС у детей и подростков Северного региона РФ в динамике интегральных параметров ЭЭГ // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2021. Т. 71, № 4. С. 529-546. doi: 10.31857/S0044467721040067
32. Дёмин Д.Б., Поскотинова Л.В., Кривоногова Е.В. Варианты возрастного формирования структуры ЭЭГ подростков приполярных и заполярных районов Европейского Севера // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Медико-биологические науки. 2013. № 1. С. 41-45.
33. Сороко С.И., Рожков В.П., Нагорнова Ж.В., и др. Ранняя диагностика отклонений в психоневрологическом развитии детей, проживающих в условиях Арктики // Вестник образования и развития науки Российской академии естественных наук. 2018. Т. 22, № 4. С. 69-79.
34. Кривоногова Е.В. Когнитивный вызванный потенциал Р300 у школьников 16-17 лет, проживающих в регионах Арктической зоны РФ // Журнал медико-биологических исследований. 2020. Т. 8, № 4. С. 360-367. doi: 10.37482/2687-1491-Z028
35. Нагорнова Ж.В., Шемякина Н.В., Белишева Н.К., и др. Анализ возрастной динамики и половых особенностей спонтанной биоэлектрической активности и компонентов слуховых вызванных
потенциалов у младших школьников, проживающих в Арктической зоне РФ // Физиология человека. 2018. Т. 44, № 2. С. 84-95. doi: 10.7868/S0131164618020121
36. Нагорнова Ж.В., Шемякина Н.В., Сороко С.И. Когнитивные вызванные потенциалы при решении математических задач у подростков, проживающих в различных регионах севера РФ // Физиология человека. 2020. Т. 46, № 3. С. 29-36. doi: 10.31857/S0131 164620030133
37. Карпин В.А. Медицинская экология Севера: актуальность, достижения и перспективы (обзор литературы) // Экология человека. 2021. № 8. С. 4-11. doi: 10.33396/1728-0869-2021-8-4-1 1
38. Бурых Э.А., Сергеева Е.Г. Электрическая активность мозга и кислородное обеспечение когнитивно-мнестической деятельности человека при различных условиях гипоксии // Физиология человека. 2008. Т. 34, № 6. С. 51-62.
39. Hovatta I., Juhila J., Donner J. Oxidative stress in anxiety and omorbid disorders // Neuroscience Research. 2010. Vol. 68, No. 4. P. 261-275. doi: 10.1016/j.neures.2010.08.007
40. Рожков В.П., Сороко С.И. Сравнительные исследования мозгового кровотока у детей и подростков, проживающих в северном и арктическом регионах // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2019. Т. 105, № 1. С. 43-61. doi: 10.1134/ S0869813919010072
41. Зайцева О.И., Петрова И.А., Эверт Л.С., и др. Особенности распределения латерального фенотипа у школьников различных районов Красноярского края // Современные исследования социальных проблем (электронный научный журнал). 2012. № 10 (18). С. 62.
42. Леутин В.Н. Функциональная асимметрия мозга: мифы и действительность. СПб.: Речь; 2005.
43. Хаснулин В.И., Хаснулин П.В. Современные представления о механизмах формирования северного стресса у человека в высоких широтах // Экология человека. 2012. № 7. С. 3-11.
44. Кривоногова Е.В., Кривоногова О.В., Поскотинова Л.В. Индивидуально-типологические особенности реактивности ЭЭГ-ритмов, сердечно-сосудистой системы и уровня лактоферрина в условиях общего воздушного охлаждения человека // Физиология Человека. 2021. T. 47, № 5. С. 67-76. doi: 10.31857/S0131 164621040068
45. Кривоногова Е.В., Кривоногова О.В., Поскотинова Л.В. Изменение ЭЭГ-ритмов и вариабельности ритма сердца в ответ на холод в зависимости от параметров произвольного внимания у молодых людей // Экспериментальная психология. 2022. Т. 15, № 1. С. 56-71. doi: 10.17759/exppsy.2022150104
46. Демин Д.Б. Значимость уровня гипотермии в нейрофизиологических реакциях организма человека на экспериментальное общее охлаждение // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2020. Т. 54, № 5. С. 57-64. doi: 10.21687/0233-528X-2020-54-5-57-64
47. Орбели Л.А. Адаптационно-трофическая функция нервной системы. Избранные труды. Л.: Наука; 1962. Т. 2.
48. Демин Д.Б. Влияние сеансов биоуправления параметрами ритма сердца на динамику спектральной мощности ЭЭГ в условиях экспериментальной гипотермии // Экология человека. 2021. № 10. С. 37-43. doi: 10.33396/1728-0869-2021-10-37-43
49. Заборский О.С., Поскотинова Л.В. Реакция сердечно-сосудистой системы на скоростно-силовую нагрузку в условиях холода у юношей на возрастных этапах 14-15 и 15-16 лет // Журнал медико-биологических исследований. 2022. Т. 10, № 2. С. 143-150. doi: 10.37482/2687-1491-Z103
REFERENCES
1. SoLonin YG, Boyko EP. Medical and physiological aspects of vital activity in the Arctic. Arctic: Ecology and Economy. 2015;(1):70-5. (In Russ).
2. Novikov VS, Soroko SI, Shustov EB. Dezadaptatsionnyye sostoyaniya cheloveka pri ekstremalnykh vozdeystviyakh i ikh korrektsiya. Saint-Petersburg: Politekhnika-print; 2018. (In Russ).
3. Karayani AG, Utlik EP. Psychophysiology of Combat Activities in the Arctic. Psychopedagogy in Law Enforcement. 2019;24(3):246-54. (In Russ). doi: 10.2441 1/1999-6241-2019-13001
4. Soroko SI. Influence of Cosmogeophysical Factors on Living Organisms. Herald of Education and Science Development of the Russian Academy of Natural Sciences. 2019;23(2):69—81. (In Russ). doi: 10.26163/GIEF.2019.40.72.013
5. Nikitin YP, Khasnulin VI, Gudkov AB. Performance academy polar medicine and extreme human ecology for 1995-2015: modern problems of northern medicine and efforts of scientists to address them. Meditsina Kyrgyzstana. 2015;(2):8-14. (In Russ).
6. Chashchin VP, Kovshov AA, Gudkov AB, et al. Socioeconomic and Behavioral Risk Factors of Disabilities among the Indigenous Population in the Far North. Ekologiya Cheloveka. 2016;(6):3-8. (In Russ).
7. Kaznacheyev VP. Sovremennyye aspekty adaptatsii. Novosibirsk: Nauka; 1980. (In Russ).
8. Hasnulin VI, Voevoda MI, Hasnulin PV, et al. Modern Approach to Arterial Hypertension in the Circumpolar and Arctic Regions. Literature Review. Ekologiya Cheloveka. 2016;(3):43-51. (In Russ).
9. Panin LE. Homeostasis and problems of circumpolar health (methodological aspects of adaptation). Byulleten' Sibirskogo otdeleniya RAMS. 2010;30(3):6—11. (In Russ).
10. Ponomarev VV. Review of scientific works on the study of the influence of the polar night on the health of the population of the Russian Far North. Scientific Bulletin of the Yamal-Nenets Autonomous District. 2021;(3):34-45. (In Russ). doi: 10.26110/ARCTIC.2021.1 12.3.003
11. Brazaitis M, Eimantas N, Daniuseviciute L, et al. Two strategies for response to 14°C cold-water immersion: Is there a difference in the response of motor, cognitive, immune and stress markers? PLoS ONE. 2014;9(9):e109020. doi: 10.1371/journal.pone.0109020
12. Kowalczyk M, Antkowiak B, Antkowiak O, et al. Ephedrine-caffeine mixture in wet-cold stress. Pharmacol Rep. 2006;58(3):364-72.
13. Muller MD, Gunstad J, Alosco ML, et al. Acute cold exposure and cognitive function: Evidence for sustained impairment. Ergonomics. 2012;55(7):792-8. doi: 10.1080/00140139.2012.665497
14. Paulauskas H, Brazaitis M, Mickeviciene D, et al. Acute cold stress and mild hypothermia impact on short-term, working memory and attention. Biologija. 2015;61(1):1—14. doi: 10.6001/biologija.v61i1.3106
15. Jones D, Weller R, Eggan S, et al. Influence of Core Temperature on Psychomotor Performance During Cold Weather Military Training. Hum Perf Extrem Environ. 2022;17(1):3. doi: 10.7771/2327-2937.1 149
16. Yang L, Wu J, Hu Z, et al. Effects of workload on human cognitive performance of exposure to extremely cold environment. Physiol Behav. 2021:230:113 296. doi: 10.1016/j.physbeh.2020.1 13296
17. Mäkinen TM. Human cold exposure, adaptation, and performance in high latitude environments. Am J Hum Biol. 2007; 19(2): 155—64. doi: 10.1002/ajhb.20627
18. Mittleman K, Mekjavic I. Contribution of core cooling rate to shivering thermogenesis during cold water immersion. Aviat Space Environ Med. 1991;62(9 Pt 1):842-8.
19. Kent ST, Kabagambe EK, Wadley VG, et al. The relationship
between long-term sunlight radiation and cognitive decline in the REGARDS cohort study. Int J Biometeorol. 2014;58(3):361-70. doi: 10.1007/s00484-013-0631-5
20. Farevik H, Hansen JH, Wiggen 0, et al. Cognitive performance during night work in the cold. Front Physiol. 2021; 12:768517. doi: 10.3389/fphys.2021.768517
21. Korneeva Y, Simonova N. Job Stress and working capacity among fly-in-fly-out workers in the oil and gas extraction industries in the Arctic. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(21 ):7759. doi: 10.3390/ ijerph17217759
22. Pattyn N, Mairesse O, Cortoos A, et al. Sleep during an Antarctic summer expedition: new light on 'polar insomnia'. J Appl Physiol. 2017; 122(4):788-94. doi: 10.1152/japplphysiol.00606.2016
23. Pattyn N, Van Puyvelde M, Fernandez-Tellez H, et al. From the midnight sun to the longest night: sleep in Antarctica. Sleep Med Rev. 2018;37:159-72. doi: 10.1016/j.smrv.2017.03.001
24. Mairesse O, MacDonald-Nethercott E, Neu D, et al. Preparing for Mars: human sleep and performance during a 13 month stay in Antarctica. Sleep. 2019;42(1). doi: 10.1093/sleep/zsy206
25. Soroko SI. Influence of cosmogeophysical factors on living organisms. Herald of Education and Science Development of Russian Academy of Natural Sciences. 2019;23(2):69-81. (In Russ). doi: 10.26163/ GIEF.2019.40.72.013
26. Aldasheva AA. Individual'nyye strategii adaptatsii. Fiziologiya Cheloveka. 2014;40(6):15-22. (In Russ).
27. Semenova NB. Cognitive risk factors for suicidal behavior among indigenous peoples of the north. Suicidology. 2013;4(1):28-32. (In Russ).
28. Gribanov AV, Dzhos YuS, Bagretsova TV, et al. Photoperiodism and Changes of the Brain Bioelectrical Activity in Children of Arctic Region. Fiziologiya Cheloveka. 2016;42(2):16-26. (In Russ). doi: 10.7868/S0131164616020065
29. Gribanov AV, Anikina NYu, Gudkov AB. Cerebral Energy Exchange as a Marker of Adaptive Human Reactions in Natural Climatic Conditions of the Arctic Zone of the Russian Federation. Ekologiya Cheloveka. 2018;(8):32-40. (In Russ).
30. Soroko SI, Andreeva SS, Bekshaev SS. The EEG parameters changes in children on Novaya Zemlya Island. Vestnik Severo-Vostochnogo nauchnogo tsentra Dalne-Vostochnogo Okruga RossiyskoyAkademiiNauk. 2009;(2):49-59. (In Russ).
31. Rozhkov VP, Trifonov MI, Soroko SI. CNS development in children and adolescents of the Russian Federation Northern Region and its reflection in the dynamics of integral EEG parameters. Zhurnal Vysshey Nervnoy Deyatel'nosti imeni I.P. Pavlova. 2021;71(4):529-46. (In Russ). doi: 10.31857/S0044467721040067
32. Demin DB, Poskotinova LV, Krivonogova EV. Variants of EEG formation in adolescents living in Subpolar and Polar regions of Northern Russia. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) Federalnogo Universiteta. Seriya: Mediko-biologicheskiye Nauki. 2013;(1):41-5. (In Russ).
33. Soroko SI, Rozhkov VP, Nagornova ZV, et al. Early diagnostics of deviations in psychoneurological development of children living in Arctic conditions. Herald of Education and Science Development of Russian Academy of Natural Sciences. 2018;(4):69-79. (In Russ).
34. Krivonogova EV. Event-Related Potential P300 in 16-17-Year-Old Schoolchildren Living in the Arctic Zone of the Russian Federation. Journal of Medical and Biological Research. 2020;8(4):360-7. (In Russ). doi: 10.37482/2687-1491-Z028
35. Nagornova ZhV, Shemyakina NV, Beiisheva NK, et al. Age- and Sex-Related Characteristics of Spontaneous EEG and Cognitive ERP in Young School Children Living in the Arctic Region of Russian Federation. Fiziologiya Cheloveka. 2018;44(2):84-95. (In Russ). doi: 10.7868/S0131164618020121
36. Nagornova ZhV, Shemyakina NV, Soroko SI. Cognitive Event-Related Potentials in Arithmetic Task in Adolescents Living in Different Regions of Northern Russia. Fiziologiya Cheloveka. 2020;46(3):29-36. (In Russ). doi: 10.31857/S0131 164620030133
37. Karpin VA. Medical Ecology of the Russian North: a Systematic Review of the Relevance, Achievements and Perspectives. Ekologiya Cheloveka. 2021;(8):4-11. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2021-8-4-1 1
38. Burykh EA, Sergeyeva EG. Elektricheskaya aktivnost' mozga i kislorodnoye obespecheniye kognitivno-mnesticheskoy deyatel'nosti cheloveka pri razlichnykh usloviyakh gipoksii. Fiziologiya Cheloveka. 2008;34(6):51-62. (In Russ).
39. Hovatta I, Juhila J, Donner J. Oxidative stress in anxiety and omorbid disorders. NeurosciRes. 2010;68(4):261-75. doi: 10.1016/j.neures.2010.08.007
40. Rozhkov VP, Soroko SI. Comparative Studies of Cerebral Blood Flow in Children and Adolescents Living in the North and Arctic Regions. Rossiyskiy Fiziologicheskiy Zhurnal imeni I.M. Sechenova. 2019;105(1):43-61. (In Russ). doi: 10.1134/S0869813919010072
41. Zaitseva OI, Petrova IA, Evert LS, et al. The particularities of distribution of the lateral phenotype of schoolchildren of various districts of Krasnoyarsk territory. Russian Journal of Education and Psychology. 2012;(10):62. (In Russ).
42. Leutin VN. Funktsional'naya asimmetriya mozga: mify ideystvitel'nost'. Saint-Petersburg: Rech'; 2005. (In Russ).
ОБ АВТОРАХ
*Муртазина Елена Павловна, к.м.н.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4243-8727; eLibrary SPIN: 4445-4178; e-mail: e.murtazina@nphys.ru
Коробейникова Ирина Ивановна, к.б.н.;
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7570-6321;
eLibrary SPIN: 2829-9765; e-mail: i_korobeinikova@mail.ru
Поскотинова Лилия Владимировна, д.б.н., доцент; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7537-0837; eLibrary SPIN: 3148-6180; e-mail: liliya200572@mail.ru
Каратыгин Николай Алексеевич, к.б.н.; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5523-4048; eLibrary SPIN: 7360-2272; e-mail: n.karatigin@nphys.ru
Перцов Сергей Сергеевич, д.м.н., профессор, член-корреспондент РАН; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5530-4990; eLibrary SPIN: 3876-0513; e-mail: s.pertsov@mail.ru
* Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
43. Hasnulin VI, Hasnulin PV. Modern concepts of the mechanisms forming northern stress in humans in high latitudes. Ekologiya Cheloveka. 2012;(7):3—11. (In Russ).
44. Krivonogova EV, Krivonogova OV, Poskotinova LV. Individual-Typological Features of the Reactivity of EEG Rhythms, Cardiovascular System and Lactoferrin Level in the Conditions of General Air Cooling of a Person. Fiziologiya Cheloveka. 2021 ;47(5):67—76. (In Russ). doi: 10.31857/S0131164621040068
45. Krivonogova EV, Krivonogova OV, Poskotinova LV. Changes in EEG Rhythms and Heart Rate Variability in Response to Cold Depending on the Parameters of Voluntary Attention in Young People. Experimental Psychology. 2022;15(1):56-71. (In Russ). doi: 10.17759/exppsy.2022150104
46. Demin DB. Significance of the hypothermia level for neurophysiological reactions of human organism to experimental whole-body cooling. Aviakosmicheskaya i Ekologicheskaya Meditsina. 2020;54(5):57—64. (In Russ). doi: 10.21687/0233-528X-2020-54-5-57-64
47. Orbeli LA. Adaptatsionno-troficheskaya funktsiya nervnoy sistemy. Izbrannyye trudy. Leningrad: Nauka; 1962. Vol. 2. (In Russ).
48. Demin DB. Effects of Heart Rate Variability Biofeedback Sessions on the Dynamics of the EEG Spectral Power during Experimental Hypothermia. Ekologiya Cheloveka. 2021 ;(10):37—43. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2021-10-37-43
49. Zaborskiy OS, Poskotinova LV. Response of the Cardiovascular System to a Speed-Strength Exercise in a Cold Environment in Male Adolescents at the Age Stages of 14-15 and 15-16 Years. Journal of Medical and Biological Research. 2022;10(2):143-50. (In Russ). doi: 10.37482/2687-1491-Z103
AUTHOR'S INFO
Elena P. Murtazina, MD, Cand. Sci. (Med.); ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-4243-8727; eLibrary SPIN: 4445-4178; e-mail: e.murtazina@nphys.ru
Irina I. Korobeynikova, Cand. Sci. (Biol.);
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7570-6321;
eLibrary SPIN: 2829-9765; e-mail: i_korobeinikova@mail.ru
Liliya V. Poskotinova, Dr. Sci. (Biol.), Associate Professor; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7537-0837; eLibrary SPIN: 3148-6180; e-mail: liliya200572@mail.ru
Nikolay A. Karatygin, Cand. Sci. (Biol.); ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5523-4048; eLibrary SPIN: 7360-2272; e-mail: n.karatigin@nphys.ru
Sergey S. Pertsov, MD, Dr. Sci. (Med.), Professor; ORCID: https://orcid.org/ 0000-0001-5530-4990; eLibrary SPIN: 3876-0513; e-mail: s.pertsov@mail.ru
