CC BY
25роль межполушарнои асимметрии в формировании спортивной результативности
УДК/UDC 796.071.424.2, 612.821.7
Поступила в редакцию 04.04.2021 г.
Информация для связи с автором: [email protected]
И.М. Мазикин1
Доктор медицинских наук, профессор М.М. Лапкин1 Кандидат биологических наук, доцент М.В. Акулина1 Кандидат биологических наук, доцент Н.А. Куликова1 Доктор медицинских наук, профессор А.Л. Похачевский1, 2
1Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова Минздрава России (РязГМУ), Рязань 2Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова им. И.М. Сеченова Минздрава России (МГМУ), Москва
INTERHEMISPHERIC ASYMMETRY AND COMPETITIvE FITNESS CORRELATION ANALYSIS
i.M. Mazikin1
Dr. Med., Professor M.M. Lapkin' PhD, Associate Professor M.V. Akulina1 PhD, Associate Professor N.A. Kulikova1 Dr. Med., Professor A.L. Pokhachevsky1, 2
1Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlov of the Ministry of Health of Russia, Ryazan 2Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Health of Russia, Moscow
Аннотация
Цель исследования - установить характер взаимосвязей между показателями функциональной асимметрии мозга у испытуемых с различной результативностью спортивной деятельности.
Методика и организация исследования. Обследовано 100 практически здоровых испытуемых мужского пола 18-23 лет. Функциональная асимметрия мозга (ФАМ) определялась путем оценки моторных, сенсорных асимметрий и методикой нейроэнергокартирования. Результативность спортивной деятельности оценивали с использованием тестов, характеризующих базовую подготовленность. Полученные данные обрабатывались непараметрическими методами многомерной статистики.
Результаты исследования и выводы. Исходя из спортивной результативности выборка разделена на два кластера. Характер корреляционных связей между показателями ФАМ и результативности спортивной деятельности в выявленных кластерах существенно отличался, что свидетельствует о различиях в системной организации физиологических функций у их представителей.
Подтверждена необходимость системного подхода при выявлении взаимосвязей между показателями межполушарной динамической латерализа-ции и результативностью спортивной деятельности.
Ключевые слова: нейроэнергокартирование, результативность деятельности, коэффициент латерализации.
Abstract
Objective of the study was to analyze correlations between interhemispheric asymmetry and competitive fitness
Methods and structure of the study. We sampled for the study healthy 18-23-year-old males to rate the functional interhemispheric asymmetry by motor-sensory asymmetry tests and neural-energy mapping analyses. The competitive fitness was rated by standard tests; and the test data were processed using standard nonparametric multivariate statistics methods.
Results and conclusion. Based on the competitive fitness test data, the sample was split up into two clusters meaningfully different in the interhemispheric asymmetry / competitive fitness correlation rates - that may be interpreted as indicative of the physiological functionality differences of the both clusters. The study demonstrated the need for the dynamically lateralized interhemispheric asymmetry / competitive fitness correlations being analyzed on a systemic basis.
Keywords: neural-energy mapping, competitive fitness, lateralization index.
Введение. Целенаправленная спортивная деятельность человека рассматривается как сложный системный процесс [1, 3, 11]. Физиологические и психодинамические характеристики во взаимосвязи со спортивным результатом играют важную роль в поиске причин, приводящих к различной успешности физической деятельности [2, 6, 8]. Это ставит задачу более глубоких системных научных исследований психофизиологических механизмов, повышающих функциональные резервы человеческого организма, в процессе адаптации к различным видам физической нагрузки [4, 10].
Однако в научной литературе появляются публикации, свидетельствующие о том, что результативность целенаправленной деятельности человека зависит не столько от выраженности отдельных психофизиологических характеристик, сколько от их определенной комбинации [9, 12]. Большое значение придается влиянию функциональной ла-терализации на результативность деятельности человека [11].
Остается не вполне решенным вопрос о характере взаимосвязей показателей динамической функциональной ла-
"О
с
m ^
s
¡е
терализации головного мозга, выявленных с помощью электрофизиологических методов и фенотипических признаков функциональной латерализации при различных вариантах деятельности человека. Одним из электрофизиологических методов в выявлении функциональной латерализации головного мозга является метод нейроэнергокартирования [14].
Цель исследования - установить характер взаимосвязей между показателями функциональной асимметрии мозга, выявленными с помощью косвенных поведенческих методов и методом нейроэнергокартирования у испытуемых с неодинаковой результативностью спортивной деятельности.
Методика и организация исследования. Было обследовано 100 практически здоровых испытуемых мужского пола в возрасте от 18 лет до 23 лет, обучающихся в Рязанском государственном медицинском университете.
Определение показателей функциональной асимметрии мозга (ФАМ) осуществлялось экспериментально-психофизиологическими способами путем оценки моторных и сенсорных асимметрий [5]. Мануальную асимметрию оценивали с помощью тестов: «аплодирование», «поза Наполеона», «замок», теппинг-тест, динамометрия. Определение асимметрии моторики ног осуществлялось с помощью тестов: «нога на ногу», «шаг», «длина шага», «прыжок», «проба на равновесие». Определение ведущего глаза проводили с помощью проб: Розенбаха, «карта с дырой» и «прицеливание». Определение ведущего уха проводили с помощью проб: «тиканье часов», «шепот», «прислушивание».
Для оценки показателя функциональной асимметрии мозга рассчитывали коэффициент латерализации (К): К = (П-Л)/(П+Л+А)*100%, где П (Л) - число результатов, в которых преобладала правосторонняя (левосторонняя) латерализа-ция. При К>0 испытуемый оценивался как испытуемый с правосторонней латерализацией (П), при К<0 - левосторонняя латерализация (Л), К=0 - амбидекстр (А).
Для выявления функциональной динамической латерализации мозга использовали методику нейроэнергокартирования, реализуемую на аппаратно-программном комплексе «Нейроэнергометр» (Нейро-КМ) [14].
Регистрация уровня постоянных потенциалов (УПП) производилась монополярно в пяти отведениях: от нижнелобной, центральной, затылочной, а также правой и левой височных областей головы (точки Fz, Cz, Oz, Td, Ts по международной схеме 10-20). Запись УПП осуществляется через 5-7 мин после наложения электродов.
Референтный электрод фиксировался на запястье правой руки. Регистрация УПП сначала осуществлялась в состоянии покоя, а затем в процессе последовательного выполнения трех нагрузочных тестов (гипервентиляционная проба, проба с использованием таблиц Шульте-Платонова (оценка скорости переключения внимания) и тест беглости словесных ответов «ТСБ»). Каждый последующий тест начинали выполнять после восстановления до исходного состояния. При выполнении гипервентиляционной пробы испытуемому предлагалось сделать полные глубокие дыхательные движения в течение минуты. Тест беглости словесных ответов оценивали по пробе латеральных ассоциаций. Пациента просили закрыть глаза и назвать как можно больше слов, которые начинаются, например, на букву «л». Экспериментатор подсчи-
Корреляционный анализ показателей функциональной латерализации
Условия наблюдения
Покой
Гипервентиляция
Тест беглости словесных ответов
Выполнение теста Шульте-Платонова
Коэффициент корреляции
-0,113546
-0,196245
-0,240221, р < 0,05
-0,260690, р < 0,05
тывал количество слов, названное за одну минуту. За каждое названное слово начислялся один балл. Определение скорости переключения внимания проводили с помощью таблиц Шульте-Платонова.
Результативность спортивной деятельности оценивали с использованием общепринятых испытаний, характеризующих базовую подготовленность [13]: силовая подготовленность - по тесту подтягивание на перекладине, скоростно-силовая - прыжок в длину с места, скоростная выносливость - бег на 100 м, выносливость - кросс 1000 м, гибкость - наклон вперед из положения стоя.
Полученные данные обрабатывались непараметрическими методами многомерной статистики с использованием корреляционного и кластерного анализа, с помощью статистического пакета Statistica 14.0. За критический уровень значимости принимали р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. По результатам оценки функциональной асимметрии мозга, оцененной экспериментально-психофизиологическими способами, все обследуемые были разделены на две группы, преимущественно с правосторонним (70 %) и левосторонним (30 %) профилем латерализации.
В результате корреляционного анализа (Spearmen) выявлено наличие существенных связей между коэффициентом латерализации и динамической разницей межполушарной асимметрии в отведениях Td и Ts при проведении функциональных проб (см. таблицу).
Исходя из результативности, определенной по пяти физическим качествам, произведено деление выборки на группы посредством кластерного анализа. Кластер 1 составили испытуемые, успешно выполнившие нормативы в прыжке в длину с места и в подтягивании; кластер 2 - испытуемые, успешно выполнившие нормативы в беге на 100, 1000 м и в гибкости.
Ш
Td-Ts (гипервенг) Td-Ts (умств натр) Td-Ts (Ш-Пл)
Рис. 1. Характер функциональной динамической латерализации по кластерам
45962 0,59482^
1(умств нагр]
Рис.2. Связи между показателями ФАМ и выносливости (2-й кластер)
28
http://www.teoriva.ru
№10^ 2021 Октябрь I October
Полученные данные функциональной динамической лате-рализации по методике нейроэнергокартирования отражают деление испытуемых по разнице межполушарной асимметрии (Td-Ts) в ходе функциональной пробы с гипервентиляцией, психофизиологических тестов по двум кластерам (рис. 1).
При статистической обработке данных внутри первого кластера была выявлена единственная статистически существенная связь между фоновым уровнем функциональной латерализации и выносливостью (-0.39).
Во втором кластере проявились более интенсивные связи между показателями выносливости и УПП: выявлены достоверные положительные умеренные и средние корреляционные связи УПП с результатом бега на 1000 м, как в состоянии покоя, так и при выполнении нагрузочных тестов (рис. 2).
У испытуемых, поделенных на два кластера с разным уровнем физической подготовленности, формируется различная системная организация целенаправленной спортивной деятельности, характеризующаяся особенностями внутрисистемных взаимосвязей, отражающаяся в определенной конфигурации корреляционных взаимосвязей между показателями межполушарной динамической латерализации головного мозга и статистическими характеристиками результативности деятельности.
Выводы. Проведенные исследования показали, что не у всех испытуемых функциональная асимметрия мозга, выявленная методом нейроэнергетического картирования, в полной мере совпадает с оценкой латерализации по поведенческим методам. Характер корреляционных связей между показателями функциональной латерализации и результативности спортивной деятельности в выявленных кластерах существенно отличался, что свидетельствует о различиях в системной организации физиологических функций у их представителей.
Результаты исследования подтверждают необходимость системного подхода при выявлении роли взаимосвязей между показателями межполушарной динамической латерализации головного мозга и результативностью спортивной деятельности.
Литература
1. Баландин В.И. Асимметрия мозга и потенциальные возможности спортсменов / В.И. Баландин, Г.А. Вайник // Тезисы научной конференции по итогам научной работы НИИФК. - СПб., 1996. - С. 16-17.
2. Батти Молла Дейоу. Функциональное состояние организма юных спортсменов: эндогенные факторы риска и текущий медико-биологический контроль (на примере футбола): автореф. дис. ... канд. биол. наук / Батти Молла Дейоу. - Краснодар. - 2005. - 20 с.
3. Бердичевская Е.М. Профиль межполушарной асимметрии и двигательные качества / Е.М. Бердичевская // Теория и практика физ. культуры. - 1999. - № 9. - С. 43-46.
4. Березин Ф.Б. Результаты электрофизиологических исследований адаптации человека и некоторые психофизиологические соотношения / Ф.Б. Березин, В.В. Аршавский, А.И. Ланеев и др. // Психическая адаптация человека в условиях Севера. Владивосток, ДВНЦ АН СССР, 1980, 87 с.
5. Брагина Н.Н. Функциональные асимметрии человека / Н.Н. Бра-гина, Т.А. Доброхотова. - М., 1981. - 288 с.
6. Ефимова И.В. Межполушарная асимметрия мозга и двигательные способности / И.В. Ефимова // Физиология человека. - 1996.
- Т. 22. - № 1. - С. 35-39.
7. Жаворонкова Л.Л. Зависимость организации электрической активности мозга человека от доминантности полушарий / Л.Л. Жаворонкова, Г.Н. Болдырева, Т.А. Доброхотова / Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. - 1988. - Т. 38. - 4. -С. 620-626.
8. Иванова Г.П. О роли двигательной асимметрии нижних конечностей в динамике спортивных действий / Г.П. Иванова, Д.В. Спиридонов, Э.Н. Саутина // Теория и практика физ. культуры. -2003. - № 1. - С. 62-63.
9. Лапкин М.М. Исследование психологических и физиологических детерминант успешности обучения студентов в медицинском вузе [Текст] / М.М. Лапкин, Н.В. Яковлева, В.Д. Прошляков // Личность в меняющемся мире: здоровье, адаптация, развитие.
- 2014. - Т. 4. - № 1. - С. 75-83.
10. Леутин В.П. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга [Текст] / В.П. Леутин, Е.И. Николаева. - Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1988. - 190 с.
11. Мазикин И.М. Влияние профиля латеральной организации головного мозга на результативность спортивной деятельности человека и методы его выявления / И.М. Мазикин // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2016. -№ 2. - С. 117-126.
12. Меркулова М.А. Использование кластерного анализа и теории искусственных нейронных сетей для прогнозирования результативности целенаправленной деятельности человека / М.А. Меркулова, М.М. Лапкин, Р.А. Зорин // Наука молодых (Eruditio Juvenium). - 2018. - Т. 6. - № 3. - С. 374-382.
13. Прошляков В.Д. Физическое воспитание студентов с отклонениями в состоянии здоровья: монография / В.Д. Прошляков, А.С. Никитин; под ред. В.Д. Прошлякова. - СПб.: Эко-Вектор, 2016. - 160 с.
14. Фокин В.Ф. Интенсивность церебрального энергетического обмена: возможности его оценки электрофизиологическим методом / В.Ф. Фокин, Н.В. Пономарева // Вестник РАМН. - 2001. -С. 38-43.
References
1. Batty Molla Deyou Funktsionalnoe sostoyanie organizma yunykh sportsmenov: endogennye faktory riska i tekushchiy mediko-bio-logicheskiy kontrol (na primere futbola) [Body functional state of junior athletes: endogenous risk factors and current biomedical control (case study of football)]. PhD diss. abstract. Krasnodar. 2005. 20 p.
2. Berdichevskaya E.M. Profil mezhpolusharnoy asimmetrii i dvigatelnye kachestva [Profile of interhemispheric asymmetry and motor qualities]. Teoriya i praktika fiz. kultury, 1999, no. 9, pp. 43-46.
3. Berezin F.B., Arshavskiy V.V., Laneev A.I. et al. Rezultaty elektro-fiziologicheskikh issledovaniy adaptatsii cheloveka i nekotorye psik-hofiziologicheskie sootnosheniya [Results of electrophysiological studies of human adaptation and some psychophysiological relationships]. Psikhicheskaya adaptatsiya cheloveka v usloviyakh Severa [Mental adaptation of man in the North]. Vladivostok, Far East Scientific Center of the Academy of Sciences of the USSR publ., 1980, 87 p.
4. Bragina N.N., Dobrokhotova T.A. Funktsionalnye asimmetrii cheloveka [Human functional asymmetries]. Moscow, 1981. 288 p.
5. Efimova I.V. Mezhpolusharnaya asimmetriya mozga i dvigatelnye sposobnosti [Interhemispheric asymmetry of brain and motor abilities]. Fiziologiya cheloveka [Human physiology]. 1996. V. 22. No. 1. pp. 35- 39.
6. Zhavoronkova L.L., Boldyireva G.N., Dobrokhotova T.A. Zavisimost organizatsii elektricheskoy aktivnosti mozga cheloveka ot dominant-nosti polushariy [Hemisphere-based organization of electrical activity of human brain]. Zhurnal vysshey nervnoy deyatelnosti im. I.P. Pavlova. 1988. V. 38. No. 4. pp. 620-626.
7. Ivanova G.P., Spiridonov D.V., Sautina E.N. O roli dvigatelnoy asimmetrii nizhnikh konechnostey v dinamike sportivnykh deystviy [Role of motor asymmetry of lower extremities in dynamics of sports actions]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2003. No. 1. pp. 62-63.
8. Lapkin M.M., Yakovleva N.V., Proshlyakov V.D. Issledovanie psikho-logicheskikh i fiziologicheskikh determinant uspeshnosti obucheniya studentov v meditsinskom vuze [Study of psychological and physiological determinants of student learning success in medical university]. Lichnost v menyayushchemsya mire: zdorovye, adaptatsiya, razvitie. 2014. V. 4. No. 1. pp. 75-83.
9. Leutin V.P., Nikolaeva E.I. Psikhofiziologicheskie mekhanizmy adaptatsii i funktsionalnaya asimmetriya mozga [Psychophysiological mechanisms of adaptation and functional asymmetry of brain]. Novosibirsk: Nauka. Siberian branch publ., 1988. 190 p.
10. Mazikin I.M. Vliyanie profilya lateralnoy organizatsii golovnogo mozga na rezultativnost sportivnoy deyatelnosti cheloveka i metody ego vyyavleniya [Brain lateral organization profile versus effectiveness of human sports activity and methods of its identification]. Rossiyskiy mediko-biologicheskiy vestnik im. akad. I.P. Pavlova. 2016. No. 2. pp. 117-126.
11. Merkulova M.A., Lapkin M.M., Zorin R.A. Ispolzovanie klasternogo analiza i teorii iskusstvennykh neyronnykh setey dlya prognozirovani-ya rezultativnosti tselenapravlennoy deyatelnosti cheloveka [Cluster analysis and theory of artificial neural networks to predict effectiveness of purposeful human activity]. Nauka molodykh (Eruditio Juvenium). 2018. V. 6. No. 3. pp. 374-382.
12. Proshlyakov V.D., Nikitin A.S.; Proshlyakov V.D. [ed.] Fizicheskoe vospitanie studentov s otkloneniyami v sostoyanii zdorovya [Physical education of students with disabilities]. St. Petersburg: Eco-Vector publ., 2016. 160 p.
13. Fokin V.F., Ponomareva N.V. Intensivnost tserebralnogo energet-icheskogo obmena: vozmozhnosti ego otsenki elektrofiziologiches-kim metodom [Intensity of cerebral energy metabolism: electrophysiological rating method]. Vestnik RAMN. 2001. pp. 38-43.
