CC BY
7
HYGIENIC ASSESSMENT OF VARIOUS REGIMENS IN THE TRAINING OF ADOLESCENTS AS OPERATORS OF CHEMICAL PLANTS DEALING WITH CHLORINE AND CHLORINATED HYDROCARBONS
Af. Ya. Burdygina, G. Z. Dumkina
The aper contains data on the changes occurring in the state of health of adolescents studying in a professional-technical school as operators of chemical plants dealing with chlorine and chlorinated hydrocarbons under three different regimens. Judging by the changes noted in the body of the adolescents their training under conditions of the second regimen had definite advantage; in comparison with the first and third regimens. The training under conditions of the third regimen that of the younger pupils was accompanied by especially pronounced changes. It is necessary to elaborate regimens to prevent all possible contact with such highly toxic substances as chlorinated hydrocarbons.
УДК 618.85-02:613.867-033.6-085.825-07:816.831-073.97
ВЛИЯНИЕ ДОЗИРОВАННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ РЕАКТИВНОСТЬ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ПРИ «ОСТРОМ» УМСТВЕННОМ УТОМЛЕНИИ школьников
7—8-х КЛАССОВ
Л. А. Алексеева
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
| В последние годы в научной литературе появляются указания на то, что характер потенциалов, вызванных в ответ на ритмическую световую стимуляцию, определяется не только организацией мозговых структур, но также вниманием и отвлечениями, обучением и другими психологическими феноменами.
Нашей задачей было изучить межполушарные взаимоотношения ритмических вызванных потенциалов больших полушарий у учащихся 7—8-х классов при «остром» умственном утомлении и влияние на их динамику дозированных физических упражнений на уроке физкультуры 1. В течение дня у каждого школьника мы проводили 3 серии исследований: 1-я серия — после непрерывного (81/2 часов — 9 часов) ночного сна и физической зарядки; 2-я серия — после 4—5 часов умственной работы в классе; 3-я серия — после дальнейших дозированных физических упражнений (занятия гимнастикой, баскетболом, волейболом по 25—30 мин., занятия легкой атлетикой 20—25 мин.). Спектр и характеристику ритмических вызванных потенциалов выявляли в электроэнцефалограммах (ЭЭГ) полушарий методом кросс-корреляции, по графической методике Ловелла и Доссета (Ю. М. Пра-тусевич). Этот метод позволял установить временную связь между управляемым исследователем процессом ритмической световой стимуляции и процессом ее усвоения мозгом. Ю. М. Пратусевичем показано, что упомянутый метод помогает обеспечить оптимальное выделение вызванных потенциалов (сигнал) в фоновой электрической активности мозга (шум).
Таким способом мы изучили спектр вызванных потенциалов у 120 школьников. Величины этих потенциалов, полученные методом кросскор-реляционного анализа в индивидуальных исследованиях, были статистически обработаны и оказались достоверными (Я<0,001).
В утреннем фоне межполушарные отношения вызванных потенциалов у подавляющего большинства школьников характеризовались симметрич-
1 Под «острым» умственным утомлением мы понимаем такие изменения основных физиологических показателей (ОФП) мозговой деятельности, вызванные умственным трудом, которые ликвидируются в течение суток (после ночного сна). Под хроническим же умственным утомлением" понимают такие изменения ОФП мозговой деятельности, которые не ликвидируются в рамках суточного цикла, что приводит к суммации «острого» и хронн ческого умственного утомления, т. е. прогрессированию утомления (переутомлению).
ностью; иначе говоря, для каждой частоты межполушарная асимметрия вызванных потенциалов не превышала 10%, усредненная же асимметрия для всех частот в основном была меньше 5%. После 4—5 часов умственной работы в классе у абсолютного большинства школьников развивалась межполушарная асимметрия вызванных потенциалов головного мозга, при этом наблюдались 3 вида изменений. Для 65% школьников было характерно «острое» умственное утомление. При нем межполушарная асимметрия коэффициента синхронизации (К„) увеличилась по сравнению с утренним, фоном с 4,9 до 17,4% (I уровень), т. е. в 3,5 раза, с4,1 до 22,7% (II уровень) т. е. в 5,5 раза, и с 4,9 до 34,4% (III уровень), т. е. в 7 раз. Соответственно межполушарная асимметрия суммарной энергии (2А„) вызванных потенциалов увеличилась с 9,8 до 73,2% (I уровень), т. е. в 7 раз, с 19,9 до89,9% (II уровень), т. е. в 4,5 раза, и с 23,8 до 105,6% (III уровень), т. е. в 4,4 раза. Межполушарная асимметрия вызванных потенциалов указывает на развитие асимметрии возбудимости парных образований головного мозга в результате «острого» умственного утомления, что, по всей вероятности, нарушает адекватные межполушарные взаимодействия, необходимые для оптимальной высшей нервной деятельности школьника. У школьников (35%) межполушарные соотношения вызванных потенциалов после занятий в классе не указывали на развитие «острого» умственного утомления. При этом у 23,3% учащихся существенных изменений межполушарных соотношений вызванных потенциалов после занятий в классе не наблюдалось, а у 11,7% детей обнаружены сдвиги, противоположные основной тенденции: величина (энергия) вызванных потенциалов после уроков уменьшилась по показателю суммарной энергии (2AS) усваиваемых частот. По-ви-димому, это следует объяснить недостаточной интенсивностью умственной нагрузки части школьников на некоторых уроках. Следует подчеркнуть, что после 4—5 часов умственных занятий в классе большинство школьников приходили на исследования вялыми, несобранными и невнимательными, жаловались на усталость и пониженную работоспособность в конце занятий.
Для устранения «острого» умственного утомления применялась рефлекторная стимуляция дозированными физическими упражнениями.
Известно, что физические упражнения благотворно влияют на школьника, утомленного умственными занятиями в школе; физические упражнения и активный отдых рекомендуются для повышения умственной работоспособности, реактивности организма учащихся.
Проведенные нами ранее исследования (Л. А. Алексеева) показали, что мышечная работа, раздражая проприорецепторы мышц, связок и суставов, посылает кинестезические импульсы в полушария головного мозга и является физиологическим стрессовым раздражителем, повышая тонус и работоспособность клеток мозга, снимает умственное утомление, что приводит к устранению межполушарной асимметрии вызванных потенциалов головного мозга. После физических упражнений у наблюдаемых нами детей сразу же появлялось ощущение бодрости и свежести. У большинства (58,4%) школьников межполушарная асимметрия вызванных потенциалов исчезла на всех 3 уровнях. Межполушарная асимметрия Ks уменьшилась в3,5 раз (I уровень), в 5,6 раза (II уровень) и в 7,1 раза (III уровень), соответственно асимметрия 2AS уменьшилась в 7, в 4,5 и 4,2 раза.
Относительные показатели межполушарной асимметрии вызванных потенциалов по коэффициенту синхронизации (Ks) и их общей энергии (2А„) для каждой частоты в группе (III уровень) школьников, для которых было характерно «острое» умственное утомление, представлены в таблице.
Из таблицы видно, что после уроков развивается значительная асимметрия по обоим показателям (Ks и 1Ав). После же физических упражнений межполушарная асимметрия фактически исчезает. Эта тенденция четко прослеживается по всем средним показателям ЭЭГ после школьных занятий при остром утомлении и после дальнейшей стимуляции детей физически-
Межполушарная асимметрия средних величин вызванных потенциалов мозга по показателям Ks и ZAS (в %) в группе школьников, для которых было характерно «острое» умственное утомление (уровень III)
Частота (в гц) При утомлении После физических упражнений Частота (в гц) При утомлении После физических упражнений
показатели асимметрии показатели асимметрии показатели асимметрии показатели асимметрии
*s *s \ ' к*
5 21,1 24,2 3,6 15,7 17 11,2 65,9 0,6 1,4
7 23,5 98,2 2,0 0,4 19 14,0 49,4 4,8 0,1
9 21,4 43,7 6,2 7,8 21 20,7 48,9 0,2 2,6
11 11,8 27,7 2,1 11,6 23 32,2 5,4 2,2 0,2
13 14,7 67,5 1,6 5,2 25 16,1 42,7 1,9 18,1
15 8,4 47,9 2,2 6,9
ми упражнениями по всем частотам с 5 до 25 гц. Представление об этом дает график кросскорреляционного анализа по средним показателям К3 и 2Аа (см. рисунок).
Очевидно, кинестезические (проприорецептивные) раздражения по кол-латералям передаются в неспецифическую систему ретикулярной формации мозгового ствола и гипоталамуса, а оттуда происходит соответствующая активация корковых элементов рефлекторным путем. Если учесть, что раз-
S 7 3/113151/13212315гц ¡7 311131517132!2325гц S 737//3/57713212325гц S73
f (частота)
I I I I I
/1/3 ¡5/7/3
т I I
13212325гц
Графики кросскорреляционного анализа средних величин вызванных потенциалов и их дисперсии для каждого полушария (группа А, уровень III).
А — средний коэффициент синхронизации MKS (в %); Б — средняя суммарная энергия вызванных потенциалов MZAS (в мкв); а — при утомлении; б — после физических упражнений; тонкие ли. нии — правое полушарие, толстые линии — левое полушарие.
витие гипоталамической области заканчивается у человека в основном к 13—17 годам (И. Н. Боголепова), то станет понятно, как важно изучить гипоталамическую регуляцию у детей в период полового созревания, так как, по современным представлениям, гипоталамус и функционально связанные с ним лимбические и ретикулярные образования играют роль непосредственно активирующих кору образований, включая процессы адайта-ции и поведения (Л. П. Латаш). Для трактовки восстановления оптимальной возбудимости в коре и подкорковых образованиях большую роль играют модельные представления, основанные на подразделении управляющих механизмов мозга на быстродействующие и медленные (Н. А. Аладжалова). Согласно предположению автора, медленно управляющая система головно-го мозга обеспечивает адаптацию и включается только в ответ на системати-
чески действующие или чрезмерные факторы среды, выбирая новые параметры системы. По-видимому, утомительные умственные занятия и являются тем фактором среды, который ведет к ограничению диффузной афферен-тации коры и подкорки, что и проявляется на интерференционной кривой ЭЭГ. При снятии утомления физическими упражнениями снова увеличивается афферентация коры и подкорки, а следовательно, возрастает возможность для разнозначной частоты и нарушения синфазности разрядов различных нейронов, что отражается на суммарной ЭЭГ: уменьшается энергия вызванных потенциалов и вероятность их выявления.
У части (28,3%) детей существенных изменений межполушарных соотношений вызванных потенциалов после физических упражнений не наблюдалось, а у некоторых (13,3%)—межполушарная асимметрия после физических упражнений даже увеличилась, т. е. физические упражнения оказали парадоксальный эффект.
Резюмируя, можно сказать, что в результате «острого» умственного утомления нарушаются гармонические отношения и адекватное межполу-шарное взаимодействие, необходимое для оптимальной высшей нервной деятельности школьника. Эти нарушения симметричности вызванных потенциалов указывают на развитие асимметрии возбудимости парных образований мозга вследствие возникновения запредельного торможения разной интенсивности и экстенсивности в корковых и подкорковых структурах мозга (Ю. М. Пратусевич; Г. Н. Сперанский и Ю. М. Пратусевич).
Опыты по восстановлению оптимальной возбудимости при помощи дозированных физических упражнений позволяют нам сделать следующие физиологически обоснованные рекомендации.
Для предупреждения суммационного эффекта «острого» умственного утомления и перехода его в хроническое, когда обнаруживается длительное нарушение адекватных межполушарных взаимодействий, целесообразно ввести в учебное расписание ежедневные занятия физкультурой в середине учебного дня длительностью не менее 30 мин. на свежем воздухе. На этих занятиях следует проводить игры в баскетбол и волейбол, гимнастические и легкоатлетические упражнения. При этом необходимо строго соблюдать общий гигиенический режим школьника, включающий утреннюю гимнастику, активный отдых на свежем воздухе после обеда и часовую прогулку перед сном.
ЛИТЕРАТУРА
Аладжалова H.A. В кн.: Физиология и патология гипоталамуса. М., 1965, с. 9.— Алексеева Л. А. В кн.: Материалы 7-й научной конференции по возрастной морфологии, физиологии и биологии. М., 1965, с. 226.— Боголепова И. Н. В кн.: Физиология и патология гипоталамуса. М., 1965, с. 36.— Л а та ш Л. П. Гипоталамус, приспособительная активность и электроэнцефалограмма. М., 1968.— Пратусевич Ю. М. Умственное утомление школьника. М., 1964.— Сперанский Г. Н., Пратусевич Ю. М. Докл. АН СССР, 1961, т. 138, № 1, с. 243; 1965, т. 163, № 5, с. 1293, 1967, т. 172, с. 498.
Поступила 12/V 1970 г.
EFFECT OF DOSED PHYSICAL TRAINING ON ELECTRIC REACTIVITY OF THE CEREBRAL HEMISPHERES IN «ACUTE» MENTAL STRAIN OF 7TH AND 8TH-GRADE
PUPILS
L. A. Alexeeva
The author studied the effect of dosed physical training on the induced potential of the cerebral hemispheres in response to rhythmical light stimulation. After 4 to 5 hours of work in the class 65 per cent of pupils presented signs of «acute» mental strain, which made evident by in emisphere asymmetry judging by synchronisation coefficient, (Ks) that attained 34.4 per cent and the total energy (As) of the induced cerebral potentials, that attained 105 per cent. As the result of dosed physical training (for 30 min) the interhemisphere asymmetry of induced cerebral potential disappeared in 58.4 per cent of pupils. The author suggests to introduce into the school curriculum daily physical training for a period of at least 30 min.
