Когерентный анализ ээг при физических нагрузках и звуковом сопровождении различной ритмо-темповой структуры Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

когерентный анализ ээг при физических нагрузках и звуковом сопровождении различной ритмо-темповой структуры

УДК/UDC 796.01:612

Информация для связи с автором: kapil@yandex.ru

Поступила в редакцию 04.06.2015 г.

Ю.Г. Калинникова1

Кандидат биологических наук, доцент Е.С. Иноземцева1

Доктор психологических наук, профессор Э.В. Галажинский1

Кандидат психологических наук Д.Ю.Баланев1

Доктор медицинских наук, профессор Л.В. Капилевич1

1 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск

eeg coherence ANALYsis at PHYsicAL loads and sound

AccoMPANiMENT OF DiFFERENT rhythm-tempo structure Yu.G. Kalinnikova1

Ph.D., Associate Professor E.S. Inozemtseva1 Professor, Dr.Sc.Psych. E.V. Galazhinskiy1 Ph.D. D.Yu. Balanev1

Professor, Dr.Med. L.V. Kapilevich1

1 National Research Tomsk State University, Tomsk

Аннотация

Цель исследования заключалась в изучении влияния физических нагрузок и звукового сопровождения различной ритмо-темповой структуры (РТС) на уровень внутриполушарной когерентности ЭЭГ. Показано, что прослушивание ритмической музыки способствует усилению когерентности электрической активности коры. Для активности альфа-диапазона этот эффект был в большей степени выражен в лобной области, тогда как для тета-диапазона - в затылочной. Наибольший эффект отмечался при прослушивании музыки с РТС максимальной частоты. Физическая нагрузка с различной РТС подавляла когерентность, при этом для альфа-активности эффект более выражен в диапазоне низких частот, для тета-активности - напротив, в диапазоне высоких. Прослушивание музыки после физических нагрузок способствует возрастанию показателя когерентности (в некоторых случаях даже выше фоновых значений).

Ключевые слова: когерентность, ритмо-темповая структура, аэробика, электроэнцефалографические показатели, ритмы ЭЭГ.

Annotation

The purpose of the present study was to investigate the effect of physical loads and sound accompainment of different rhythm-tempo structure (RTS) to the level of intrahemispheric EEG coherence. It has been established that listening to rhythmic music strengthens the coherence of the electrical activity of the cortex. For alpha band activity, this effect was more pronounced in the frontal region, whereas for the theta band - in the occipital region. The most remarkable effect was observed when listening to music with the RTS of maximum frequency. Physical load with different RTS suppressed coherence, while for alpha activity the effect was more pronounced at low frequencies, for theta activity - on the contrary, at high frequencies. Listening to music after exercise helps increase the coherence index (in some cases even higher than background levels).

Keywords: coherence, rhythm and tempo structure, aerobics, electroencephalographic indices, EEG rhythms.

□

и

га у

г.

ч—

. О OJ

■ -О

с

га

^

О (U .с Н

Введение. Когнитивные функции коры находят отражение в синхронизации электрической активности в различных частотных диапазонах, предполагающих функциональный механизм регуляции осцилляций в корковых сетях. Характер синхронизации может являться отражением неупорядоченности функциональных связей в корковых сетях [4]. Комплексная функция когерентности ЭЭГ включает в себя показатель величины связи или сходства и фазового спектра, который демонстрирует степень синхронности колебаний или величину задержки когерентных колебаний ЭЭГ в одной из исследуемых зон мозга [3].

Изучение связи между характером музыкально-ритмического воздействия и значимыми характеристиками биоэлектрической активности мозга является актуальным для использования такого воздействия в целях индивидуализации обучения и усиления тренировочного эффекта на занятиях по аэробике [1, 2].

Цель исследования - изучить влияние физических нагрузок и звукового сопровождения различной РТС на уровень внутриполушарной когерентности ЭЭГ

Методика и организация исследования. Исследование было проведено на 36 девушках 17-20 лет.

Для оценки уровня когерентных связей использовался компьютерный электроэнцефалографический комплекс серии «Нейрон-Спектр» (производство НПО Нейрософт, г Иваново, Россия). Электроэнцефалограммы записывали мо-нополярно в следующих отведениях: F3, F4, С3, С4, Р3, Р4, 01, 02 по системе «10-20%». Объединенный референтный электрод устанавливался на мочки левого и правого уха испытуемого, а заземляющий фиксировался на запястье правой руки.

ЭЭГ записывали до выполнения физической нагрузки, затем после выполнения упражнений аэробной части занятия с различным музыкальным РТС сопровождением: РТС 1 - 115125 уд/мин, РТС 2 - 125-140уд/мин и РТС 3 - 140-160 уд/мин продолжительностью 20-25 мин.

Электроэнцефалограмма включала в себя следующие функциональные пробы:

1. Фоновая запись в состоянии покоя с закрытыми глазами - 1 мин.

2. Прослушивание музыкального сопровождения 115-125 уд/мин - 1 мин (Аудио 1).

3. Фоновая запись после прослушивания музыкального сопровождения 115-125 уд/мин - 1 мин (Фон 1).

4. Прослушивание музыкального сопровождения 125-140 уд/мин - 1 мин (Аудио 2).

5. Фоновая запись после прослушивания музыкального сопровождения 125-140 уд/мин - 1 мин (Фон 2).

6. Прослушивание музыкального сопровождения 140-160 уд/мин - 1 мин (Аудио 3).

7. Фоновая запись после прослушивания музыкального сопровождения 140-160 уд/мин - 1 мин (Фон 3).

Результаты исследования и их обсуждение. Прослушивание ритмической музыки в состоянии покоя приводит к возрастанию когерентности альфа-активности в лобных отведениях (табл. 1), причем в левом полушарии - заметно сильнее. При этом доминирующая частота когерентных ритмов возрастает. Физическая нагрузка способствует снижению показателя когерентности во всех частотных диапазонах, в наибольшей степени - при частоте 125-140 уд/мин. Прослушивание ритмической музыки после физической нагрузки РТС 1 способствует возрастанию показателя когерентности выше исходных значений, после РТС 2 и 3 когерентность также усиливается, но в меньшей степени.

В затылочных областях до нагрузки прослушивание РТС сопровождений на когерентность альфа-диапазона не повлияло. После ритмической нагрузки 115-125 уд/мин и 125140 уд/мин уровень когерентности альфа-ритма снижался.

Прослушивание музыкального сопровождения РТС 1 и 2 после нагрузки способствовало возрастанию показателя когерентности, но фоновых значений он при этом не достигал.

Характер тета-активности при прослушивании ритмической музыки изменялся сходным образом (табл. 2). Как в лобных, так и в затылочных отведениях наблюдался рост показателя когерентности при всех трех типах РТС, в затылочной области изменений не происходило. Физическая нагрузка снижала показатель когерентности, особенно нагрузки с РТС 2 и 3. Прослушивание музыки с РТС 1 после нагрузок приводило к возрастанию показателя когерентности в наибольшей степени, аналогичный эффект прослушивания музыки с РТС 2 и 3 был выражен гораздо слабее.

Выводы. Полученные результаты свидетельствуют, что пассивное прослушивание музыкального сопровождения различной РТС и физические нагрузки с аналогичной РТС оказывают противоположное действие на степень синхронизации биоэлектрической активности коры. Пассивное прослушивание, способствуя рассинхронизации, снижает функциональные возможности коры. Активная ритмическая физическая нагрузка с той же РТС, напротив, способствует синхронизации электрической активности, что отражает повышение функциональной активности.

Результаты позволяют предположить, что возможные механизмы специфического влияния различных видов физической активности на когнитивные функции имеют в своей основе формирование паттернов биоэлектрической активности коры с различной степенью когерентности. Когерентный анализ, таким образом, может послужить основой для оценки взаимосвязи физической и когнитивной активности.

Таблица 1. Уровень когерентности альфа-ритма в лобных и затылочных отведениях

Отведения Функциональные пробы До нагрузки Нагрузка с РТС 1 Нагрузка с РТС 2 Нагрузка с РТС 3

Лобные Фоновая запись 0,74 (0,42;1) 0,62 (0,51;0,73) 0,47 (0,46;0,49) 0,63 (0,38;0,87)

Аудио 1 0,80 (0,66;0,91) 0,80 (0,55;0,86) 0,75 (0,74;0,80) 0,65 (0,48;0,90)

Фон 1 0,80 (0,72;0,82) 0,80 (0,63;0,89) 0,81 (0,65;0,91) 0,66 (0,51;0,73)

Аудио 2 0,87 (0,57;0,90) 0,86 (0,81;0,97) 0,74 (0,72;0,86) 0,59 (0,46;0,83)

Фон 2 0,79 (0,60;0,86) 0,81 (0,61;0,85) 0,67 (0,58;0,76) 0,56 (0,52;0,71)

Аудио 3 0,82 (0,72;0,89) 0,60 (0,49;0,88) 0,74 (0,61;0,75) 0,71 (0,43;0,76)

Фон 3 0,74 (0,70;0,79) 0,77 (0,71;0,84) 0,75 (0,58;0,78) 0,50 (0,48;0,63)

Затылочные Фоновая запись 0,95 (0,93;0,98) 0,76 (0,69;0,84) 0,74 (0,70;0,84) 0,88 (0,77;0,90)

Аудио 1 0,96 (0,93;0,98) 0,84 (0,69;0,96) 0,89 (0,87;0,94) 0,87 (0,80;0,90)

Фон 1 0,95 (0,83;0,96) 0,75 (0,69;0,90) 0,83 (0,79;0,89) 0,79 (0,76;0,89)

Аудио 2 0,92 (0,90;0,96) 0,84 (0,82;0,95) 0,82 (0,66;0,95) 0,83 (0,67;0,90)

Фон 2 0,93 (0,81;0,95) 0,82 (0,78;0,92) 0,76 (0,72;0,87) 0,83 (0,81;0,86)

Аудио 3 0,93 (0,80;0,98) 0,62 (0,52;0,84) 0,71 (0,68;0,88) 0,78 (0,68;0,92)

Фон3 0,97 (0,84;0,99) 0,76 (0,71;0,79) 0,79 (0,71;0,83) 0,71 (0,61;0,90)

Таблица 2. Уровень когерентности тета-ритма в лобных и затылочных отведениях

Отведения Функциональные пробы До нагрузки РТС 1 РТС 2 РТС 3

Лобные Фоновая запись 0,63 (0,63;0,99) 0,56 (0,49;0,73) 0,48 (0,46;0,51) 0,57 (0,45;0,90)

Аудио 1 0,75 (0,72;0,91) 0,74 (0,50;0,79) 0,68 (0,61;0,85) 0,73 (0,55;0,81)

Фон 1 0,67 (0,56;0,79) 0,69 (0,60;0,78) 0,66 (0,57;0,71) 0,67 (0,61;0,72)

Аудио 2 0,58 (0,53;0,94) 0,78 (0,60;0,88) 0,73 (0,60;0,78) 0,74 (0,56;0,99)

Фон 2 0,67 (0,57;0,69) 0,70 (0,48;0,80) 0,58 (0,53;0,70) 0,63 (0,52;0,78)

Аудио 3 0,75 (0,54;0,82) 0,74 (0,67;0,82) 0,57 (0,54;0,65) 0,58 (0,48;0,71)

Фон 3 0,82 (0,76;0,90) 0,85 (0,70;0,91) 0,57 (0,55;0,65) 0,50 (0,40;0,62)

Затылочные Фоновая запись 0,57 (0,52;0,98) 0,64 (0,55;0,72) 0,40 (0,38;0,52) 0,42 (0,39;0,53)

Аудио 1 0,79 (0,61;0,89) 0,67 (0,47;0,75) 0,80 (0,75;0,81) 0,76 (0,60;0,83)

Фон 1 0,72 (0,68;0,77) 0,59 (0,56;0,71) 0,65 (0,63;0,74) 0,59 (0,50;0,64)

Аудио 2 0,78 (0,35;0,76) 0,78 (0,72;0,88) 0,72 (0,68;0,85) 0,67 (0,41;0,86)

Фон 2 0,85 (0,81;0,87) 0,85 (0,77;0,95) 0,57 (0,53;0,63) 0,61 (0,51;0,75)

Аудио 3 0,82 (0,76;0,87) 0,75 (0,54;0,80) 0,60 (0,41;0,71) 0,58 (0,47;0,60)

Фон 3 0,69 (0,63;0,72) 0,69 (0,76;0,87) 0,61 (0,59;0,82) 0,52 (0,50;0,58)

№ 11 • 2015 Ноябрь | November

http://www.teoriya.ru

37

Литература

1. Калинникова Ю.Г. Влияние физических нагрузок и музыкального сопровождения различной ритмо-темповой структурой на биоэлектрическую активность головного мозга / Ю.Г. Калинникова, Е.С. Иноземцева, Э.В. Галажинский, Д.Ю. Баланев, Л.В. Капиле-вич // Теория и практика физ. культуры. - 2015. - № 7. - С. 5-7.

2. Калинникова Ю.Г. Влияние ритмо-темповой структуры на психофизиологические характеристики при занятиях аэробикой. / Ю.Г. Калинникова, Е.С Иноземцева, Л.В. Капилевич // Теория и практика физ. культуры. - 2014. - № 9. - С. 98-101.

3. Мельникова Т.С. Обзор использования когерентного анализа ЭЭГ в психиатрии / Т.С. Мельникова, И.А. Лапин, В.В. Саркисян // Социальная и клиническая психиатрия. - 2009. - № 1. - С. 90-94.

References

1. Kalinnikova, Yu.G. Vliyanie fizicheskikh nagruzok i muzykal'nogo so-provozhdeniya razlichnoy ritmo-tempovoy strukturoy na bioelektrich-

eskuyu aktivnost' golovnogo mozga (Influence of physical exercises and music of different rhythm-tempo structure on brain bioelectrical activity) / Yu.G. Kalinnikova, E.S. Inozemtseva, E.V. Galazhinskiy, D.Yu. Balanev, L.V. Kapilevich // Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tu-ry. - 2015. - № 7. - P. 5-7.

2. Kalinnikova, Yu.G. Vliyanie ritmo-tempovoy struktury na psikhofiziologich-eskie kharakteristiki pri zanyatiyakh aerobikoy (Influence of rhythm-tempo structure on physiological characteristics at aerobics classes) / Yu.G. Kalinnikova, E.S Inozemtseva, L.V. Kapilevich // Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. - 2014. - № 9. - P. 98-101.

3. Mel'nikova, T.S. Obzor ispol'zovaniya kogerentnogo analiza EEG v psikhiatrii (Review of use of EEG coherence analysis in psychiatry) / T.S. Mel'nikova, I.A. Lapin, V.V. Sarkisyan // Sotsial'naya i klinich-eskaya psikhiatriya. - 2009. - № 1. - P. 90-94.

4. Angelopoulos E. Brain functional connectivity and the pathophysiolo-gy of schizophrenia. Psychiatriki. 2014 Apr-Jun; 25(2):91-4. English, Greek, Modern.PubMed PMID: 25035177.

ИЗ ПОРТФЕЛЯ РЕДАКЦИИ

УДК/UDC 796.082

□

и

га у

г.

ч—

. О OJ

■ -О

с

га

^

О (U .с Н

ЕДИНОБОРСТВА В МИРЕ СПОРТИВНОМ НАУКИ

Поступила в редакцию 27.09.2015 г.

Доктор педагогических наук, профессор С.М. Ашкинази1

Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта,

Санкт-Петербург

Ключевые слова: спортивные и прикладные единоборства, смешанные единоборства, теория и методика смешанных единоборств.

Введение. На страницах журнала «Теория и практика физической культуры» (ТиПФК) на протяжении 90 лет его существования благодаря многочисленным исследованиям и публикациям советских и российских специалистов в области единоборств А. П. Купцова, А. Н. Ленца, Э. Г. Мартиросова,

A. А. Новикова, Ю. А. Моргунова, В. П. Волкова, Р. А. Пилояна, Ю. А. Шулики, В. А. Таймазова, Г. С. Туманяна, Ю. А. Шахму-радова, С. М. Ашкинази, Е. В. Калмыкова, С. В. Калмыкова, О. П. Юшкова, О. А. Сиротина, А. Г. Станкова, Н. А. Худадова, Ш. К. Шахова, В. В. Шияна, В. Б. Шестакова, А. Г. Ширяева,

B. В. Нелюбина, Б. И. Тараканова, А. А. Карелина, В. А. Панко-ва, А. Г. Левицкого, С. Н. Никитина, С. Е. Бакулева, С. В. Степанова, А. Н. Кочергина и других ученых аккумулировались результаты исследований и были поставлены и предложены пути решения многих важных проблем теории и практики спортивных и прикладных единоборств.

Цель исследования - провести анализ развития спортивных единоборств в контексте тематических публикаций журнала ТиПФК.

Результаты исследования и их обсуждение. Мир спортивных единоборств за последние 60 лет кардинально изменился. В дополнение к классическим единоборствам: боксу, борьбе вольной, борьбе греко-римской (классической), фехтованию -появилось много новых видов спорта, ярких и отличающихся друг от друга, причем два из них - дзюдо и тхэквондо - вошли в программу Олимпийских игр. Возникла новая группа - так называемые смешанные единоборства, в разной степени копирующие древний панкратион. Мощный толчок к их развитию дала Россия, которая с точки зрения хронологии имеет приоритет в признании и проведении таких соревнований. Сегодня немногие помнят (но это уже исторический факт!), что первые официальные соревнования по одному из самых жестких видов современных смешанных единоборств с позиции полноты технико-тактического арсенала - армейскому рукопашному бою - были проведены в 1979 г. как 1 -й официальный чемпионат воздушно-десантных войск Вооруженных Сил СССР.

По всем остальным видам смешанных единоборств (современный неопанкратион, рукопашный бой, спортивно-бое-

вое самбо, джиу-джитсу, ушу саньда (саньшоу), микс файт, вольный стиль, универсальный бой и др.) официальные соревнования были проведены позже. Именно после 1979 г. стали бурно развиваться различные спортивные направления и создаваться федерации других разновидностей смешанных единоборств. Поэтому данный год можно считать отправной точкой развития современных смешанных единоборств, а нашу страну - первой в современном мире, которая стала официально их развивать.

Если проанализировать «моторное поле» технического арсенала существующих единоборств, то можно отметить, что оно практически полностью заполнено. Однако в конце 90-х гг появилась принципиально новая тенденция в развитии спортивных единоборств - их интеграция и комплексирование с другими видами спорта. Наиболее ярко эта тенденция реализовалась также в нашей стране в инновационных российских спортивных разработках «универсальный бой» и «зимний универсальный бой», которые, по нашему мнению, образовали новую группу - «комплексные единоборства». Эти виды спорта получили официальное признание в России (спортивная федерация имеет аккредитацию в Минспорта России, а виды спорта включены в ЕВСК) и многих других странах мира.

Вывод. Современная практика спортивных и прикладных единоборств в последние годы получила широкое развитие в связи с активной спортизацией боевых искусств и прикладных единоборств, оформлением на их основе новых видов спорта, пользующихся огромной популярностью среди молодежи. Это потребовало разработки и создания теории и методики смешанных единоборств, которые в настоящее время находятся в стадии становления.

Уверен, что флагман спортивной науки - наш любимый журнал «Теория и практика физической культуры» - внесет свою большую лепту в ее развитие.

Всему коллективу и редколлегии журнала - крепчайшего здоровья и бодрой походки на пути спортивной науки на многие-многие годы!

Использованная литература

1. Ашкинази С.М. Вопросы теории и практики рукопашного боя в

Вооруженных Силах Российской Федерации / С.М. Ашкинази;

Воен. ин-т физ. культуры. - СПб.: [б.и.], 2001. - 241 с.

Информация для связи с автором: sergei_ashkinazi@mail.ru