Оценка функционального состояния ЦНС по параметрам зрительно-моторных реакций у подростков Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

Since 1999

The journal of scientific articles

Health

& millennium

Education

УДК 612.1/.8 http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-9-32-36

ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦНС ПО ПАРАМЕТРАМ ЗРИТЕЛЬНО-МОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ У ПОДРОСТКОВ Николаева1 Е.Н., Гуляева1 Н.А., Колосова2 О.Н. ФГАОУ ВО «Северо-восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова», г. Якутск, Российская Федерация 2Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск, Российская Федерация Аннотация. Целью данной работы является исследование особенностей нервных процессов и функционального состояния ЦНС по параметрам зрительно-моторной реакции у подростков различных этнических групп в период учебной деятельности в условиях Севера. Обследовано 58 подростков в возрасте 13-14 лет из числа коренного населения (якуты) и уроженцев европеоидов (1-3 поколения). Для оценки функционального состояния центральной нервной системы и особенностей свойств нервных процессов использовали метод простой зрительно-моторной реакции и реакции выбора с помощью аппаратно-программного комплекса «НС-Психотест» (Иваново, Нейрософт). Результаты наших исследований показали, что у более половины подростков всех исследуемых групп отмечается низкий уровень функционального состояния, что указывает на наличие процесса торможения в центральной нервной системе, состояния утомления, снижения психической работоспособности и когнитивной деятельности. Выявлено наличие различий по этнической и гендерной принадлежности. Так, у подростков коренной этнической группы отмечается наличие гендерных различий по всем параметрам простой зрительно-моторной реакции, преобладание инертности и неуравновешенности нервных процессов, и, более низкий уровень функционального состояния по сравнению с подростками уроженцами. Ключевые слова: зрительно-моторные реакции, функциональное состояние, подростки, Север, нейродинамические показатели, этнические и гендерные различия. EVALUATION OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM ON PARAMETERS OF VISUAL-MOTOR REACTIONS IN ADOLESCENTS Nikolaeva1 E.N., Gulyaeva1 N.A., Kolosova2 O.N. 1M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russian Federation 2Institute for Biological Problems of Cryolithozone Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Yakutsk, Russian Federation Annotation. The aim of this work is to study the characteristics ofnervous processes and the functional state of the Central nervous system on the parameters of visual-motor response in adolescents of different ethnic groups during training activities in the North. 58 adolescents aged 13-14 years from among indigenous population (Yakuts) and natives of Europeoids (1-3 generations) were examined. To assess the functional state of the Central nervous system and the characteristics of the properties of nervous processes, we used the method of simple visual-motor reaction and the reaction of choice with the help of hardwaresoftware complex "NS-Psychotest" (Ivanovo, Neurosoft). The results of our studies have shown that more than half of the adolescents in all study groups have a low level of functional status, indicating the presence of inhibition in the Central nervous system, fatigue, decreased mental performance and cognitive activity. The presence of differences in ethnicity and gender was revealed. Thus, in adolescents of the indigenous ethnic group there are gender differences in all parameters of simple visual-motor response, the prevalence of inertia and imbalance of nervous processes, and a lower level of functional status compared to adolescents natives. Key words: visual-motor responses, functional state, adolescents, North, neurodynamic parameters, ethnic and gender differences.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК [1] Дубровинская Н.В. Психофизиологическая характеристика подросткового возраста // Физиология человека. 2015. Т.41. №2. С. 113-122. [2] Мантрова И.Н. Методическое руководство по психофизиологической и психологической диагностике // Иваново: Нейрософт. 2007. 216 с. REFERENCES [1] Dubrovinskaya N.V. Psihofiziologicheskaya harakteristika podrostkovogo vozrasta // Fiziologiya cheloveka. 2015. T.41. № 2. p. 113-122. [2] Mantrova I.N. Metodicheskoe rukovodstvo po psihofizio-logicheskoy i psihologicheskoy diagnostike // Ivanovo: Neyrosoft 2007. 216 p.

---■—

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

3 Сарыг С.К., Будук-оол Л.К., Ховалык А.М. Характеристика функционального состояния нервной системы тувинских студентов по тесту простой зрительно-моторной реакции // Мат. VII Сиб. съезда физиологов 27-29 июня 2012 г. Красноярск. 2012. С. 468469.

[4] Канжин А.В. Психофизиологический анализ зрительно-моторных реакций у детей при синдроме дефицита внимания: автореф. канд. биол. наук. Архангельск. 2004. 14 с.

[5] Нейродинамические показатели старшеклассников различных этнических групп Магаданской области / Т.П. Бартош, О.П. Бартош, А.Л. Максимов, М.В. Мычко // Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2013. №2. С. 51-58.

[6] Комплексная оценка нейродинамических и вегетативных показателей у подростков: возрастные, гендер-ные и типологические особенности / О.Л. Тарасова, Э.М. Казин, А.И. Федоров [и др.] // Физиология человека. 2017. Т.43. №1. С. 45-54.

[7] Литвинова Н.А. Роль индивидуальных психофизиологических особенностей студентов в адаптации к умственной и физической деятельности: автореф. д-ра. биол. наук. Томск. 2008. 38 с.

[8] Николаева Е.Н., Колосова О.Н. Физиологическая оценка состояния центральной нервной системы студентов в период учебной деятельности // Наука и образование. 2017. №3. С. 96-100.

Введение. Качество здоровья человека на Севере зависит от влияния комплекса природно-климатических и социально-экономических факторов, воздействие которых требует большего напряжения адаптационных механизмов и функциональных систем организма. В современных условиях Севера развитие информационных систем, большой объем обрабатываемой информации, внедрение в школьную программу множества контрольных мероприятий наряду с экстремальными климато-географическими условиями жизни оказывают дополнительное негативное влияние на функциональное состояние организма детей и подростков. Подростковый период характеризуется интенсивным формированием и перестройкой нервной системы, специфическими особенностями морфологического и функционального созревания регуляторных и мотивационно-эмоциональных систем мозга. Данные возрастные особенности организма вызывают высокое напряжение эндокринной, вегетативной и психической регуляции, определяют особенности поведенческой и когнитивной деятельности подростков [1]. Эффективность адаптации к условиям среды, уровень физического и психического развития подростков, и, следовательно, здоровье и качество успеваемости зависят от функционального состояния ЦНС. Способность ЦНС быстро организовывать оптимальную функциональную систему и устойчиво удерживать ее состояние, определяющая готовность учащихся к

[3] Saryig S.K., Buduk-ool L.K., Hovalyik A.M. Harakteris-tika funktsionalnogo sostoyaniya nervnoy sistemyi tu-vinskih studentov po testu prostoy zritelno-motornoy reak-tsii // Mat. VII Sib. s'ezda fiziologov 27-29 iyunya 2012 g. Krasnoyarsk. 2012. p. 468-469.

[4] Kanzhin A.V. Psihofiziologicheskiy analiz zritelno-mo-tornyih reaktsiy u detey pri sindrome defitsita vnimaniya: avtoref. kand. biol. nauk. Arhangelsk. 2004. 14 p.

[5] Neurodynamic indices observed in schoolchildren of different ethnic groups living in Magadan Region / T.P. Bar-tosh, O.P. Bartosh, A.L. Maksimov, M.V. Mychko // Re-produktivnoe zdorove detey i podrostkov. 2013. N»2. p. 5158.

[6] Kompleksnaya otsenka neyrodinamicheskih i vegeta-tivnyih pokazateley u podrostkov: vozrastnyie, gendernyie i tipologicheskie osobennosti / O.L. Tarasova, E.M. Kazin, A.I. Fedorov [i dr.] // Fiziologiya cheloveka. 2017. T.43. №1. p. 45-54.

[7] Litvinova N.A. Rol individualnyih psihofiziologicheskih osobennostey studentov v adaptatsii k umstvennoy i fizi-cheskoy deyatelnosti: avtoref. d-ra. biol. nauk. Tomsk. 2008. 38 p.

[8] Nikolaeva E.N., Kolosova O.N. Physiologocal estimation of the state of the Central Nervous System of students in the period of educationally activity // Nauka i obrazovanie. 2017. №3. P. 96-100.

учебному процессу и состояние когнитивной деятельности, связана с особенностями протекания нервных процессов.

Временные показатели сенсомоторных реакций характеризуют состояние нервных процессов организма и его индивидуально-типологические особенности и рассматриваются как интегральные показатели функционального состояния ЦНС. Время сенсомоторных реакций, являясь достаточно простым и точным нейрофизиологическим показателем, отражает нейродина-мические свойства нервной системы, общий уровень работоспособности и активности ЦНС [2, 3]. В настоящее время сведений о функциональном состоянии ЦНС подростков проживающих в условиях Севера-Востока России крайне мало [4, 5]. Поэтому изучение показателей сенсомоторных реакций и функционального состояния ЦНС подростков различных этнических групп во время учебной деятельности позволит дополнить и расширить фундаментальные знания об особенностях состояния функциональных систем организма в суровых климатических условиях Северо-Востока России.

Цель данной работы - исследование особенностей нервных процессов и функционального состояния ЦНС по параметрам зрительно-моторной реакции у подростков различных этнических групп в период учебной деятельности в условиях Севера.

---■—

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

~ 33 ~

Методы исследования. Работа выполнена на базе Медицинского института СВФУ им. М.К. Аммо-сова. В исследовании приняли участие учащиеся общеобразовательных школ г. Якутска - подростки в возрасте 13,9±0,11 лет (30 девочек, 28 мальчиков), которых по этнической принадлежности разделили на 2 группы: группа коренных жителей (якуты) и группа уроженцев Севера из числа европеоидов. На момент проведения исследования все испытуемые были признаны практически здоровыми.

Регистрация показателей сенсомоторных реакций проводилась с помощью аппаратно-программного комплекса «НС-Психотест» (ООО «Нейрософт», г. Иваново, Россия). Изучали показатели простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) и сложной зрительно-моторной реакции - реакции выбора (РВ). Оценивали следующие параметры: среднее время зрительно-моторных реакций (ВР), среднее значение стандартного отклонения (8Б), количество ошибок и коэффициент точности Уиппла (КТ). По методике ПЗМР согласно критериям Т.Д. Лоскутовой определяли следующие параметры текущего функционального состояния ЦНС и общей работоспособности: функциональный уровень системы (ФУС), устойчивость реакции (УР) и уровень функциональных возможностей (УФВ). Величина ФУС определяется положением

вариационной кривой относительно оси абсцисс, т.е. абсолютными значениями времени ПЗМР. Чем больше величина этого показателя, тем выше функциональный уровень ЦНС. УР обратно пропорциональна показателю рассеивания времени реакции и характеризует устойчивость состояния ЦНС. УФВ определяет способность организма формировать адекватную заданию функциональную систему и длительно ее удерживать [2].

Исследование проводилось в полном соответствии с этическими рекомендациями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации и «Основами законодательства РФ об охране здоровья граждан (1993 г.).

Статистическая обработка данных проводилась стандартными методами с помощью программы 8ТА-ТШТГСА. Для сравнения значимости различий между группами использовался ^критерий Стьюдента. Для оценки степени связи между исследуемыми показателями использовался коэффициент корреляции Пирсона.

Результаты. Исследование показателей ПЗМР среди подростков коренных жителей и уроженцев европеоидов показало следующее (см. табл. 1).

Таблица 1

Показатели сенсомоторных реакций и функционального состояния ЦНС у подростков (M±m)

Коренные Уроженцы европеоиды

Мальчики (n=15) Девочки (n=15) Мальчики (n=13) Девочки (n=15)

ВР ПЗМР, мсек 219,09±4,271 232,06±4,391 215,39±4,11 224,57±4,18

SD ПЗМР, мсек 88,1±10,151;2 60,9±6,461 56,2±4,872 58,66±5,24

КТ Уиппла, у.е. 0,04±0,0081;2 0,01±0,0041;2 0,02±0,0061;2 0,003±0,0011;2

Общее число ошибок, у.е. 6,7±1,481;2 3±0,5112 3±0,491;2 1,57±0,481;2

ВР РВ, мсек 353,75±14,161 408,57±14,841;2 334,73±13,12 358,73±15,312

ФУС, у.е. 4,53±0,15 4,35±0,08 4,73±0,25 4,48±0,16

УР, у.е. 1,99±0,16 1,90±0,13 2,03±0,28 1,96±0,15

УФВ, у.е. 3,65±0,18 3,47±0,14 3,71±0,29 3,55±0,18

Примечание: 1 - значимое различие между девочками и мальчиками в исследуемых группах при р<0,05; 2 - значимое различие в исследуемых группах между коренными и уроженцами европеоидами при р<0,05.

Среднее ВР ПЗМР и РВ во всех исследуемых группах соответствуют среднему показателю среднеши-ротной нормы [2]. По сравнению с результатами исследований других авторов, в нашем исследовании отмечается более высокая скорость ПЗМР [5, 6]. При этом у 12% исследуемых отмечается высокая скорость реакции ПЗМР, у 55% - средняя и у 33% - легко замедленная скорость реакции. Скорость сенсомоторных реакций зависит от типологических особенностей нервной системы, в частности от подвижности и уравновешенности нервных процессов [2]. Подвижность нервных процессов, характеризующая способность быстрой смены процессов возбуждения и торможения в

нервной системе, и, следовательно, способность к быстрому переключению от одной деятельности к другой, играет большую роль в адаптационных механизмах организма. Известно, что люди с высокой функциональной подвижностью нервных процессов отличаются оптимальным течением адаптационных процессов, более устойчивы к воздействию стрессирующих факторов [7, 8]. Среди девочек коренной этнической группы выявлена самая низкая скорость ПЗМР, что может быть вызвано с некоторой инертностью нервных процессов и преобладанием процессов торможения в ЦНС. Более точно о подвижности нервных процессов можно судить по показателю скорости РВ, по

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

результатам которых у коренных девочек отмечается промежуточная подвижность нервных процессов, во всех остальных группах результат скорости РВ оценивается как подвижный тип [2].

Стандартное отклонение (8Б) может рассматриваться как показатель уравновешенности нервных процессов. Низкие значения этого показателя свидетельствуют об уравновешенности нервных процессов, высокие - о неуравновешенности нервных процессов [2]. В нашем исследовании достоверно высокий показатель 8Б ПЗМР у мальчиков коренной этнической группы свидетельствует о большей неуравновешенности нервных процессов по сравнению с другими исследуемыми группами. Неуравновешенность нервных процессов может привести к снижению концентрации и устойчивости внимания, точности выполнения задания, что и подтверждается высоким показателем КТ Уиппла и общего количества ошибок у мальчиков коренной этнической группы.

В полученных нами результатах у подростков коренной этнической группы отмечаются достоверные различия по гендерному признаку по показателям ВР сенсомоторных реакций и показателю 8Б. По результатам КТ Уиппла и общего количества ошибок гендер-ные отличия прослеживаются в обеих этнических

группах - у девочек эти показатели достоверно ниже, чем у мальчиков, что свидетельствует о высокой степени точности выполнения задания и высокой устойчивости внимания, обусловленной уравновешенностью нервных процессов. При этом у девочек уроженцев отмечается самый низкий показатель КТ Уиппла.

Исследование функционального состояния ЦНС по абсолютному значению скорости ПЗМР выявило наличие различий у подростков в зависимости от этнической и гендерной принадлежности (рис. 1, 2). По результатам наших исследований у большинства подростков обеих этнических групп отмечается низкий уровень ФУС (среди уроженцев у 50% мальчиков и 57% девочек, среди коренных - у 60% мальчиков и 70% девочек). При этом среди девочек усредненные показатели ФУС оцениваются как низкие, среди мальчиков - как средние. Кроме того, среди девочек коренной этнической группы лиц с высоким уровнем ФУС не выявлено. Корреляционный анализ, проведенный между показателем ФУС и скоростью ПЗМР, который является показателем подвижности нервных процессов, выявил наличие корреляционной связи средней степени (г=0,55). Данный результат позволяет сделать вывод, что низкий уровень ФУС у девочек может быть обусловлен инертностью нервных процессов.

УФР 1ур ФУС i ы г I VP ? ФУС i HI J 1 1 >11 1

^ш -iii—i УП

гс\) 1

к

III 1

1

№ А<№ 1«)«

MI.II II кий а■:.^ш-пинй

Рис. 1. Распределение подростков коренной этнической группы по показателям функционального состояния

центральной нервной системы (%)

---■—

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

~ 35 ~

¡fm0 L VP I i

Vol-: |

VP

&УС

ЛЛ

-- ■Ш—J&—1 J

1-UJ_ 1 1 -Л -n— -1 ™ -J- J

11 --*- J и —J j] 1

1 1'

М by II JU

№

40K

ugs

J 0Ж

I ВЫСОКИЙ Верхний .J НИЭКИ'З

Рис. 2. Распределение подростков группы уроженцев европеоидов по показателям функционального состояния

центральной нервной системы (%)

По показателям УР и УФВ среди подростков уроженцев, по сравнению с подростками коренной этнической принадлежности, преобладают лица с высоким и средним показателем УР и УФВ. При этом среди девочек уроженцев доля лиц, имеющих высокий уровень УР в 2 раза выше, чем среди коренных девочек. Сравнение данных показателей по гендерному признаку выявило, что в группе уроженцев среди девочек преобладают лица с высоким и средним уровнем УР и УФВ, среди подростков коренной этнической группы доля лиц с высоким уровнем УР и УФВ больше среди мальчиков. Высокий уровень УР и УФВ создают оптимальную функциональную систему ЦНС для выполнения определенной деятельности и достаточно долго ее

удерживают в данном состоянии, определяя высокую работоспособность.

Заключение. Проведенное нами исследование выявило наличие различий по гендерной и этнической принадлежности. Установлено преобладание инертности и неуравновешенности нервных процессов, более низкая концентрация и устойчивость внимания у подростков коренной этнической группы. Во всех исследуемых группах более половины подростков имеют низкий функциональный уровень ЦНС. Низкий уровень ФУС может указывать на несоответствие психофизиологических возможностей организма подростков к предъявляемой учебной нагрузке в общеобразовательной школе, что более выражено у подростков коренной этнической группы.

---■—

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК