CC BY
68
ВЛИЯНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ НА ВЕГЕТАТИВНУЮ РЕГУЛЯЦИЮ СЕРДЕЧНОГО РИТМА, СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ И ЭНДОКРИННУЮ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА ШКОЛЬНИКОВ.
Аналитический обзор современной зарубежной литературы
А.Н. Шарапов, С.Б. Догадкина1, Г.В. Кмить, И.В. Ермакова, Л.В. Рублева, В.Н. Безобразова ФГБНУ «Институт возрастной физиологии РАО», Москва
В статье представлен обзор современной литературы, касающийся позитивных и негативных аспектов влияния цифровых технологий на состояние автономной нервной регуляции, сердечно-сосудистой и эндокринной систем ребенка. Рассмотрена возможность оценки стресса, вызванного обучением с цифровыми технологиями с помощью анализа вариабельности сердечного ритма.
Ключевые слова: детский возраст, обучение, цифровые технологии, автономная нервная система, сердечно-сосудистая система, эндокринная система
Influence of educational computer technologies on heart-rate vegetative regulation, cardiovascular and endocrine systems in school children. Analytical review of modern foreign literature. The article reviews modern literature concerning positive and negative effects of digital technologies on the state of autonomic nervous regulation, cardiovascular, and endocrine systems of a child. The paper considers assessing stress caused by learning via digital technologies through the analysis of heart rate variability.
Keywords: child education, digital technologies, autonomic nervous system, cardiovascular system, endocrine system.
Современные дети и подростки погружаются как в традиционные, так и в новые цифровые формы обучения. Исследования традиционных средств массовой информации выявили проблемы со здоровьем и негативные результаты, которые коррелируют с продолжительностью работы с гаджетами. За последнее десятилетие использование цифровых средств массовой информации, в том числе интерактивных и социальных сетей, возросло, и исследования показывают, что эти новые средства массовой информации предлагают как преимущества, так и риски для здоровья детей и подростков [29].
Основанные на фактических данных преимущества, выявленные в результате использования цифровых и социальных сетей, включают в себя раннее обучение, знакомство с новыми идеями и знаниями, расширение возможностей для социальных контактов и поддержки, новые возможности для цифрового обучения, а также новые возможности доступа к сообщениям и информации об укреплении здоровья.
У детей младшего возраста использование мобильных устройств, таких как
Контакты: 1 Догадкина С.Б. - E-mail: <almanac@mail.ru>
смартфоны и планшетные компьютеры, резко возросло с тех пор, как Фонд семьи Кайзер впервые начал опрашивать родителей в возрасте от 0 до 8 лет на предмет их использования цифровых технологий [16]. Например, в 2011 году 52 % детей в возрасте от 0 до 8 лет имели доступ к мобильному устройству (хотя только 38 % когда-либо пользовались им). К 2013 году этот доступ увеличился до 75 % среди детей в возрасте от 0 до 8 лет [19].
За последние десять лет показатели использования социальных сетей среди детей старшего возраста и подростков продолжали расти, отчасти благодаря недавнему росту использования мобильных телефонов среди детей и подростков. В настоящее время около трех четвертей подростков имеют смартфоны, 24 % подростков называют себя «постоянно подключенными» к Интернету, а 50 % сообщают, что чувствуют себя «зависимыми» от своих телефонов.
В ряде исследований показаны преимущества использования средств массовой информации для современных детей и подростков, таких как коммуникация и вовлечение, дополнительные преимущества включают знакомство с новыми идеями и захватывающий опыт обучения. Многие платформы социальных сетей предоставляют инструменты, которые учащиеся могут использовать для взаимодействия с другими пользователями и совместной работы над проектами. Традиционные и социальные медиа могут также повышать осведомленность о текущих событиях и проблемах, а социальные медиа могут предоставлять инструменты для поощрения участия в совместой работе.
Новые цифровые и социальные медиа облегчают и продвигают социальное взаимодействие, а также участие и вовлеченность, которые включают как просмотр, так и создание контента. Последствия использования цифровых технологий, тем не менее, многофакторны и зависят от типа гаджетов, их типа, количества и степени использования и особенностей личности ребенка.
Проектирование учебной деятельности для цифрового обучения и гибкое применение технологических инструментов являются ключевыми вопросами современного интегрированного образования в области информационных технологий. В этом исследовании учащиеся проходили тестирование и анкетирование. Всего обследовано 116 студентов в 4-х классах. Результаты исследования показывают, что цифровое обучение лучше влияет на мотивацию и результаты обучения, чем традиционное, мотивация обучения оказывает значительное положительное влияние на обучение, его результаты. Ожидается, что цифровое обучение будет сочетаться с текущей тенденцией преподавания и будут использоваться его преимущества для разработки практических стратегий повышения эффективности обучения [23].
Риски таких средств включают негативное воздействие на здоровье, на сон, внимание и обучение; выявлена более высокая частота ожирения и депрессии; стрессовое воздействие работы с гаджетами, подверженность неточному, неуместному или небезопасному контенту и контактам; и подрывает конфиденциальность [33]. В 2013 году Erik Peper [38] показал, что мобильные телефоны, планшеты или ноутбуки могут причинить вред. Во время записи мышечного напряжения мы иногда наблюдаем сигнал, который не является фактическим мышечным сокращением. Электрический сигнал, который записан датчиками на положение тела, но не произведен мышцами. В некоторых случаях этот артефакт
вызван активацией мобильного телефона или другого беспроводного устройства пользователя, даже если функция звонка была отключена. Артефакт был вызван микроволнами, излучаемыми антенной сотового телефона, когда он сообщался с вышкой сотового телефона. До тех пор, пока сотовый телефон и беспроводные устройства используются для разговоров, текстовых сообщений, потоковых данных или аудио-и визуальных средств массовой информации, они общаются с башней. Большинство сотовых телефонов, пока они могут принимать звонки, также подключаются каждые 900 миллисекунд к башне, чтобы сообщить о своем местоположении. Хотя воздействие микроволнового излучения на 1 Вт выходной мощности во время разговора не то же самое, что взрыв в течение двух минут на 1000 Вт, необходимый для того, чтобы довести чашку воды до кипения в микроволновой печи, большинство людей испытывают его постоянное воздействие в течение многих минут в день.
Таким образом, результаты исследований за последние двадцать лет часто были неоднозначными, хотя и указывали на наличие риска здоровью при цифровом [7].
Оценка стресса, вызванного цифровыми технологиями обучения
Как показано в работе [44] частое использование смартфонов было связано с текущим стрессом, нарушениями сна и симптомами депрессии среди молодых людей. Довольно много участников сообщили о субъективном чрезмерном использовании, которое может указывать на возможную зависимость от мобильного телефона или его функций. Зависимость может состоять из чрезмерного поведения всех типов, и можно утверждать, что некоторые факторы присутствуют во всех типах зависимости (например, заметность, терпимость, уход, конфликт и рецидив). Наиболее распространенным симптомом проблемного использования гаджетов среди подростков, как показано в исследовании Mci S, Yen Y.H.C., Chai Y,Potenza [22] был "синдром отмены без использования сотового телефона".
Оценка стресса у учащихся может дать преподавателям лучшее понимание их психического состояния. Одним из инструментов объективной оценки стресса является вариабельность сердечного ритма (ВСР). ВСР широко признается индикатором вегетативной нервной деятельности [24]. Согласно частотному анализу ВСР (MemCalc GMS), его можно разделить на две составляющие: низкочастотную (LF; 0.04-0.15 Гц) и высокочастотную (HF; 0.15-0.4 Гц). HF-компонент является индикатором активности парасимпатической нервной системы, в то время как отношение LF-компонента к HF-компоненту (LF/HF), служит индикатором активности симпатической нервной системы [34]. Деятельность симпатической нервной системы связана с повышением уровня стресса, в то время как парасимпатическая нервная деятельность связана со снижением стрессового состояния. Таким образом, оценка этой физиологической реакции у учащихся может дать преподавателям лучшее понимание их стрессового состояния. Исследование [26] было направлено на выяснение изменений стресса на протяжении работы с га-джетами путем измерения вариабельности сердечного ритма и субъективных реакций учащихся. Результаты показали, что HF значительно снизился к концу занятия, а уровень LF/HF значительно возрос. Проведенное исследование дает объ-
ективные и субъективные доказательства увеличения стресса у учащихся во время цифрового обучения.
Наиболее часто регистрируемым фактором, связанным с вариацией переменных ВСР, была низкая парасимпатическая активность, характеризующаяся уменьшением полосы высоких частот и увеличением полосы низких частот. Исследования нейровизуализации показали, что ВСР может быть связана с корковыми областями (например, вентромедиальной префронтальной корой), которые участвуют в оценке стрессовой ситуации [15].
Двумя основными путями, по которым психологический стресс воздействует на организм, являются гипоталамо-гипофизарно-адреналовая (ГПА) ось и симпатическая нервная система (СНС) [20]. Оси АНС и ГПА хорошо скоординированы и взаимосвязаны [30]. АНС быстро повышает физиолого-психологические изменения через СНС и парасимпатическую нервную систему (ПНС). ПНС способствует симпатической реакции на стресс, обычно называемой реакцией на борьбу или бегство, путем отмены ингибирующего эффекта [28]. Во время стрессовой реакции, ось ГПА вызывает ряд эндокринных изменений, начиная с выброса кор-тикотропин рилизинг гормона гипоталамуса [30]. В частности, ПНС играет важную роль в ослаблении стрессовой реакции индивидов путем ингибирования или ингибирования оси СНС и HPA. Измерение парасимпатического тонуса может служить показателем стрессоустойчивости. Кроме того, застой, который представляет собой отсутствие эндогенной изменчивости в нейронально опосредованных периферических системах (например, частота сердечных сокращений), является признаком тяжелого физиологического дистресса.
Таким образом, наблюдение за вариациями ВРС, связанными со стрессом, и существующими нейробиологическими данными ВРС может использоваться в качестве объективной оценки стресса и психического здоровья
Цифровое обучение и сердечно-сосудистая система
Несмотря на всю актуальность проблемы исследования зарубежных авторов в основном посвящены изучению психического здоровья, эмоциональным и поведенческим проблемам, нарушению продолжительности и качеству сна, ожирению у современных детей и подростков при использовании различных гаджетов. К сожалению, в доступной нам современной зарубежной литературе имеются одиночные сведения о работах, посвящённых оценке функционального состояния сердечно-сосудистой и эндокринной систем детей, хотя эти системы во многом определяют и лимитируют адаптационные возможности организма.
Рядом авторов проводилось изучение влияния работы на компьютере, планшете, смартфоне на артериальное давление и частоту пульса у детей и подростков [5; 21]
В различных исследованиях принимали участие дети и подростки от 8 до 17 лет. Было проведено несколько последовательных измерений артериального давления и частоты пульса, а также оценивалась физическая активность. Физическая активность оценивалась в течение одной недели с помощью акселерометра, устройства, которое измеряет движение, а также по анкетам, в которых дети записывали время без физической активности (просмотр телевизора, использование компьютера, видеоигры, учеба и чтение). Физическая подготовленность оценива-
лась с помощью стандартного теста на велоэргометре. Наряду с социально-экономическим статусом определяли рост, вес и половое созревание.
Выявлено, что при длительном использовании гаджетов (более 2-х часов в день в течение 7 дней) диастолическое артериальное давление повышалось, также выявлено учащение сердечного ритма. Повышение диастолического артериального давления и частоты пульса авторы связывают со статическим напряжением (существенным напряжением мышц спины и плечевого пояса), вызывающим сужение артерий.
Влияние цифровых технологий на эндокринную систему
Технологические новинки оказывают негативное влияние на организм человека, прежде всего воздействием электромагнитного излучения (ЭМИ). Известно, что от каждого электронного устройства исходит низкочастотное и радиочастотное электромагнитное излучение. Наибольшее воздействие оно оказывает на эндокринную систему.
В связи с этим проблема влияния электромагнитного излучения вызывает большой научный интерес. Согласно этическим нормам большинство исследований было проведено на животных. Так, у крыс, подвергшихся воздействию ЭМИ 900 МГц, наблюдалось снижение уровня лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фол-ликулостимулирующего гормона (ФСГ) в плазме; сывороточного уровня прогестерона, эстрогена и ФСГ - под влиянием синусоидального магнитного поля частотой 50 Гц в течение 18 недель. 6-часовое радиочастотное воздействие сотового телефона в течение 4-8 недель вызывало у крыс линии Вистар повышение уровня адренокортикотропного гормона (АКТГ) и кортизола в плазме, утолщение пучкового слоя коры надпочечников и увеличение количества и размера вакуолей ткани головного мозга [32].
Хотя эксперименты на животных показали, что ЭМИ влияют на секрецию некоторых гормонов, сведения о воздействии ЭМИ на эндокринную систему человека немногочисленны и противоречивы. Согласно данным Amin и др. (2016), излучение, исходящее от компьютерного монитора, оказывает влияние на гормоны щитовидной железы у взрослых людей, работавших за компьютером в течение длительного времени по 8 часов в день. Несмотря на то, что испытуемые подвергались воздействию слабого ЭМИ, концентрация тиреотропного гормона (ТТГ), T3, T4 была значительно ниже, чем в контрольной группе. В результате воздействия ЭДС 50 Гц и магнитного поля у мужчин происходило снижение ФСГ, ЛГ, пролактина, тестостерона и эстрадиола в крови [41]. Djeridane и др. (2008), изучавшие влияние радиочастотного излучения (900 МГц) на уровень стероидных (кортизол и тестостерон) и гипофизарных (ТТГ, гормона роста, пролактина и АКТГ) у взрослых мужчин, указали на снижение концентрации кортизола и гормона роста через 2-4 недели, уровень других гормонов не изменился. Вероятно, при оценке неблагоприятного воздействия ЭМИ на эндокринную систему важную роль играет длительность и интенсивность воздействия, что может быть причиной таких разных результатов. В обзоре Warille и др. (2017) обсуждается влияние различных частот ЭМИ на гормоны и механизм воздействия излучения на ткани организма.
Данных о воздействии ЭМИ на эндокринную систему детей и подростков в
доступной нам литературе обнаружить не удалось, хотя влияние излучения электронных устройств на организм ребёнка и угроза его здоровью вызывает всё большее опасение [31].
Другим направлением исследования влияния электронных устройств на организм человека является изучение подавления синтеза мелатонина и нарушение сна под воздействием светящихся экранов компьютеров, планшетов, электронных книг и смартфонов.
Мелатонин - нейрогормон, вырабатываемый эпифизом, имеет выраженный циркадный ритм с высоким уровнем в ночное и очень низким уровнем в дневное время. Его концентрация начинает повышаться примерно за 2 часа до естественного сна и сигнализирует о темноте и наступлении сна. Этот гормон играет ключевую роль в контроле многих физиологических процессов (сон, обмен веществ и др.), а также участвует в регуляции эндокринной, иммунной и сердечнососудистой систем.
Современные технологии способствовали появлению светоизлучающих электронных устройств таких, как экраны компьютера, планшета и мобильного телефона. Их использование непосредственно перед сном вызывает обеспокоенность, так как свет является мощным сигналом окружающей среды, воздействующим на циркадные часы человека, и может вызвать дефицит сна. В связи с этим изучение воздействия светоизлучающих электронных устройств на эндокринную систему стало предметом пристального внимания ученых всего мира.
Так, Chang и др. (2015) провели исследование взрослых людей, которые читали в тускло освещенной комнате по 5 дней подряд сначала бумажную, а затем электронную книгу с 18.00 до 22.00 ч., причем последний час перед сном - сидя в постели с максимально яркой подсветкой электронной книги. Кровь для определения мелатонина забирали ежечасно в 5 экспериментальный день. Запись ЭЭГ осуществляли во время 2-х эпизодов сна, а также несколько часов до и после сна. Оказалось, что, когда испытуемые читали электронную книгу, им требовалось больше времени, чтобы заснуть, у них была снижена вечерняя сонливость, дель-та/тета-активность ЭЭГ, на 55 % подавлен рост секреции мелатонина перед сном, задержано появление вечернего мелатонина, а кроме того, они чувствовали большую сонливость на следующее утро по сравнению с чтением печатной книги. Всё это указывает на то, что чтение электронной книги вечером приводит к последствиям, которые могут отрицательно влиять на качество сна, циркадианный ритм, работоспособность и здоровье. Авторы считают, что воздействие коротковолнового монохроматического света вечером вызывает более сильные циркадные и тревожные реакции, чем воздействие длинноволнового света.
Большой интерес представляет серия исследований Figueiro и др. [9; 42], в которых изучалось влияние двух типов самосветящихся устройств (компьютер, iPad) на уровень вечернего мелатонина. В первом исследовании изучалось влияние двухчасового воздействия компьютерного экрана с электронно-лучевой трубкой (CRT) на мелатонин у студентов колледжа [9]. Эксперимент состоял из 3-х этапов: 1) только компьютерный монитор (эксперимент), 2) компьютерный монитор, в который смотрели через защитные очки, пропускающие 40 люкс коротковолнового света (470 нм синий цвет; «истинно положительное состояние» эксперимент) и 3) компьютерный монитор, в который смотрели через оранжевые за-
щитные очки, которые фильтровали оптическое излучение на длине волны менее 525 нм («темное состояние»; контроль) Образцы слюны для определения концентрации мелатонина собирали в 23.00 ч. перед началом компьютерного задания, в 24.00 ч. и в 01.00 ч. при выполнении компьютерного задания. Уровень мелатонина после 2-часового воздействия защитных очков синего света был снижен по сравнению с контролем и работой за монитором компьютера без светодиодной подсветки. Используя тот же экспериментальный дизайн, Wood и др. (2013) показали, что использование iPad незначительно подавляло мелатонин через 1 час (7 %), а через 2 часа подавление было статистически значимым (23 %). Как показало исследование Green и др. (2017; 2018), даже однократное воздействие коротковолнового света от экрана компьютера в вечернее время нарушает непрерывность и архитектуру сна, приводит к повышенной дневной сонливости, меняет биологический ритм, подавляя нормальное ночное снижение температуры тела и ослабляя ночную секрецию мелатонина, негативно сказывается на внимании следующим утром.
Особенно актуальным является изучение влияния светящегося экрана электронных устройств на качество сна и уровень мелатонина у детей и подростков. Известно, что сон в детском и подростковом возрасте имеет решающее значение для психического и физического здоровья. Недостаточный сон связан с ожирением, снижением успеваемости и эмоциональными и/или поведенческими проблемами. В настоящее время отмечается возрастающая тенденция к снижению продолжительности и ухудшению качества сна у детей. Чрезмерное использование электронных устройств непосредственно перед сном или в ночное время является фактором риска нарушения сна. В исследовании Lemola и др. (2015) установлено, что 12-17-летние подростки часто пользуются электронными устройствами в постели перед сном для звонков, отправки сообщений. Использование гаджетов в вечернее время было отрицательно связано с продолжительностью и положительно с проблемами сна. Подобные результаты были получены Amra и др. (2017), которые установили, что большинство (52 %) подростков - ночных пользователей сотовых телефонов сообщали о низком качестве сна. Другие авторы также указывают на отрицательное влияние электронных устройств (компьютер, планшет, смартфон) на продолжительность сна и физическое здоровье детей [4; 27; 43].
Использование электронных устройств перед сном может не только усилить эмоциональное и физиологическое возбуждение, но и оказать разрушительное влияние на циркадианные ритмы и подавление мелатонина. Подтверждением этого являются результаты, полученные Figueiro и др. (2015) при исследовании 1517-летних подростков, которые в домашних условиях 2 дня подряд пользовались электронными устройствами за 3 часа до наступления обычного времени сна. В первый вечер они в течение 3 часов выполняли задание на любом устройстве (компьютер, планшет, электронная книга, сотовый телефон) в оранжевых очках («темный» контроль). Во второй вечер - 1 час работали в оранжевых очках, потом 2 часа использовали гаджеты без очков. Слюну для определения уровня мелатонина собирали через каждый час эксперимента (всего 3 пробы). Результаты показали, что 1 и 2-часовое воздействие света от самосветящихся устройств значительно подавляло мелатонин примерно на 23 % и 38 %, соответственно. Другие исследователи [35] изучали влияние светодиодного экрана на сон, уровень мела-
тонина у 15-17 летних подростков. Во время эксперимента испытуемые за 5,5 часов до предполагаемого времени сна приходили в лабораторию, первые 2 часа проводили при тусклом освещении (<8 люкс), 0,5 часа - в темноте, а затем 3 часа - перед экраном компьютера со светодиодной подсветкой при максимальной яркости. Во время лабораторной сессии испытуемые выполняли когнитивные тесты, отвечали на вопросы анкеты, собирали слюну, после чего ложились спать. Оказалось, что синий светодиодный свет от экрана компьютера подавлял рост уровня мелатонина, снижал уровень субъективной сонливости, повышал уровень бодрствования в поздние вечерние часы у мальчиков-подростков.
Данные вышеприведенных исследований свидетельствуют о том, что подростки имеют повышенную чувствительность к вечернему свету при остром подавлении мелатонина, что согласуется с наблюдениями японских исследователей [14; 17], которые показали значительное подавление мелатонина светом (140 люкс и 6200 К, соответственно) у 9-летних детей по сравнению со взрослыми людьми.
Ещё одним направлением включения человека в мир электронных устройств являются компьютерные игры, которые одновременно являются и интерактивной средой, и новой технологией, наиболее часто используемой в виде мобильного приложения. Компьютерные игры отличаются от других информационных продуктов тем, что в игре пользователь непосредственно вовлечен в деятельность: управляет действием с помощью клавиатуры; принимает решения, влияющие на развитие игровой ситуации.
Исследование, проведенное А.Г. Макалатия (2017) показало, что компьютерные игры особенно привлекательны для детей, т.к. задействуют наглядно-действенное мышление, а активное действие и принятие решений облегчает идентификацию ребенка с персонажем игры, тем самым усиливая эмоциональное воздействие. Дети и подростки (11-19 лет) в целом положительно относятся к компьютерным играм, считают их полезной и приятной частью своей жизни, не испытывают стыда и раскаяния из-за потраченного на игры времени, собираются продолжать играть дальше, во взрослой жизни. В играх они учатся общаться и принимать решения. Компьютерная игра является для них игровой моделью успешной деятельности и, таким образом, может быть использована в качестве средства личностного саморазвития. Среди подростков 12-13 лет регулярно играют все. Среднее время начала знакомства с компьютерными играми - 7,2 лет (от 4 до 11 лет). В среднем подростки играют в игры не менее 3-х раз в неделю, продолжительность одного сеанса игры - около 1 часа. У 30 % испытуемых бывали периоды непрерывной игры более 6 часов подряд. По жанру и стилю в числе любимых лидируют соревновательные командные военные игры (ConterStrike, DOTA, LoL), игры в создание, строительство и менеджмент систем (Sims, Minecraft, FIFA), сюжетные ролевые игры (Warcraft, Witcher, Dragon Age), гонки и военные стратегии.
Игровая зависимость считается одним из видов интернет-зависимости. Зависимость от компьютерных игр может негативно повлиять на повседневную или учебную жизнь и здоровье. Подростки, зависимые от игр, мотивированы тем, что, кроме школы, игры являются альтернативным источником достижений и соревнований между игроками с немедленным вознаграждением. Ключевыми показателями зависимости от компьютерных игр является: неспособность прекратить
игру, компенсация отсутствия успеха в реальной жизни успехом в играх, откладывание обязанностей из-за компьютерных игр и предпочтение игр другим видам деятельности.
Vollmer и др. (2014) оценивали связь между зависимостью от компьютерных игр и временем использования компьютерных игр, возрастом, полом, индивидуальностью BIG-5 и хронотипом. В опросе участвовали 741 подросток (39,7 % девушки) в возрасте 11-16 лет. 26,3 % подростков предпочли спортивные игры, 19,7% - приключенческие и экшн-игры, 10,4 % - военные и стрелялки, 8,2 % -стратегические и интеллектуальные игры, 4,9% - карточные игры. Авторы установили, что мальчики более зависимы от компьютерных игр, чем девочки и тратят на игру больше времени. Подростки-«совы» имели более высокие оценки зависимости от компьютерных игр, по сравнению с «жаворонками». Экстраверты менее зависимы от компьютерных игр.
Большой научный интерес представляет серия исследований, выполненных Aliyari и др. (2015; 2018), которые изучали влияние компьютерных игр на концентрацию кортизола и альфа-амилазы слюны у добровольцев в возрасте 18-30 лет. Пробы слюны собирали до и после игры. Кортизол является гормоном коры надпочечников, отвечающий на стресс. Альфа амилаза - биомаркер симпатической нервной системы. Стресс бывает острым и хроническим. Острый стресс запускает вегетативную нервную систему и увеличивает экскрецию кортизола, адреналина и других гормонов; приводит к ощущению конкуренции и возбуждения. Хронический стресс может привести к ухудшению состояния нервной системы, снижению когнитивных функций (т.е., концентрация внимания, скорость обработки информации и принятие решений, память и обучение) из-за того, что определенные зоны головного мозга (например, гиппокамп) содержат много глюко-кортикоидных рецепторов, которые связывают кортизол при постоянной стимуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Кортизол может уменьшать в долгосрочной перспективе межклеточную связь в переднем мозге (в префронтальной коре) и гиппокампе, ухудшая навыки принятия решений и кратковременную память. Результаты исследования показали, что во время компьютерной игры стресс зависит от её типа. Так, игра типа «Бегун» «Волнение» и «Страх» увеличивали содержание в слюне кортизола и альфа-амилазы, а игра типа «Головоломка» и «Fifa 2015» - снижали. В исследовании Gentile и др. (2017) показано, что жестокая видеоигра увеличивала уровень кортизола и активировала симпатическую нервную систему у детей больше, чем не менее захватывающая игра без признаков насилия.
Психофизиологическим механизмом, лежащим в основе зависимости от компьютерных игр, являются механизмы преодоления стресса, эмоциональные реакции, сенсибилизация и вознаграждение. Исследования ученых из госпиталя Hammersmith (Великобритания) показали, что во время игры на компьютере у человека увеличивается содержание в крови гормона дофамина, на уровень которого влияет скорость игры. В центре понимания зависимости находится система вознаграждения мозга, в которой игра запускает высвобождение нейротрансмит-тера дофамина, оказывающего влияние на нейроны в прилежащем ядре, а также в префронтальной коре. Повторная активация этих сложных цепей изменяет нейронные связи до тех пор, пока эти цепочки не реагируют на простое ожидание
награды и не приводят к классическому симптому тяги. Со временем изменения в дофаминовых рецепторах и функционировании этих путей могут уменьшить чувство удовольствия [45; 25]. У зависимых компьютерных игроков значительно снижена дофаминовая реакция на стимулы [40; 37].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, электронные устройства являются неотъемлемой частью жизни современного человека. Однако от гаджетов исходит электромагнитное излучение, оказывающее негативное влияние на многие системы организма (сердечнососудистую, иммунную и эндокринную). Наиболее подвержена воздействию электромагнитного излучения щитовидная железа и эпифиз. Использование детьми и подростками электронных устройств перед сном приводит к подавлению мелатонина, и, как следствие, к ухудшению качества сна, его недостаточной продолжительности и дневной сонливости, что влечет за собой эмоциональную нестабильность, снижение работоспособности и низкую успеваемость в школе.
Несмотря на явные преимущества использования средств цифровых технологий в процессе обучения детей и подростков, выявлены риски таких средств обучения, включающие негативное воздействие на здоровье, сон, внимание и обучение; отмечается более высокая частота ожирения и депрессии; стрессовое воздействие работы с гаджетами, подверженность неточному, неуместному или небезопасному контенту и многие другие. Работа со средствами цифрового обучения (смартфон, планшет и другие), выполнение учебных заданий с их помощью может привести к стрессу. Оценка стресса чрезвычайно важна для преподавателей, и наилучшим маркером в данном случае является анализ вариабельности сердечного ритма, отражающей активности автономной нервной регуляции сердечного ритма. Как было показано выше, с усилением стресса снижается парасимпатическая нервная активность и повышается активность симпатического отдела автономной нервной системы.
Показано, что длительное использование гаджетов (более 2-х часов в день в течение 7 дней) приводит к повышению диастолического артериального давления, повышению сосудистого сопротивления, учащению сердечного ритма.
Поскольку дети и подростки чаще всего применяют электронные устройства для компьютерных игр, может развиться зависимость от них, которая способна вызвать повышенную агрессивность, повлиять на учебу.
Таким образом, информировать детей и подростков о негативном влиянии электронных устройств на здоровье и оградить их от чрезмерного использования гаджетов - важная задача родителей, врачей и учителей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Aliyari H., Kazemi M., Tekieh E., Salehi M. [et al.] The effects of Fifa 2015 computer games on changes in cognitive, hormonal and brain waves functions of young men volunteers // Basic. Clin. Neurosci. 2015. V. 6, № 3. P. 193-201
2. Aliyari H., Sahraei H., Daliri M.R., Minaei-Bidgoli B. [et al.] The beneficial or
harmful effects of computer game stress on cognitive functions of players // Basic. Clin. Neurosci. 2018. V. 9, № 3. P. 177-186
3. Amra B., Shahsavari A., Shayan-Moghadam R., Mirheli O. [et al.] The association of sleep and late-night cell phone use among adolescents // J. Pediatr. (Rio J.). 2017. V. 93, № 6. P. 560-567.
4. Brambilla P., Giossani M., Pasinato A., Venturelli L. [et al.] Sleep habits and pattern in 1-14 years old children and relationship with video devices use and evening and night child activities // Ital. J. Pediatr. 2017. V.43, № 1. P. 7.
5. Cassidy-Bushow A.E., Johnson D.A., Peters R.M., Burmeister C. [et al.] Time Spent on the Internet and Adolescent Blood Pressure // J. Sch. Nurs. 2015. V. 31, № 5. P. 374-384.
6. Chang A.M., Aeschbach D., Duffy J.F., Czeisler C.A. Evening use of light-emitting eReaders negatively affects sleep, circadian timing, and next-morning alertness // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015. V. 112, № 4. P. 1232-1237.
7. Davis, D. (2013). Health Risks of Cell Phones & WiFi Devices. Presentation at the Holistic Health Learning Center, San Francisco State University, April 17, 2013).
8. Djeridane Y., Touitou Y., de Seze R. Influence of electromagnetic fields emitted by GSM-900 cellular telephones on the circadian patterns of gonadal, adrenal and pituitary hormones in men // Radiat. Res. 2008. V. 169, № 3. P. 337-343.
9. Figueiro M.G., Overington D. Self-luminous devices and melatonin suppression in adolescents //Lighting. Res. Technol. 2015. P.1-10.
10. Figueiro M.G., Wood B., Plitnick B., Rea M.S. The impact of light from computer monitors on melatonin levels in college students // Neuro. Endocrinol. Lett. 2011. V. 32, № 2. P. 158-163.
11. Gentile I.A., Bender P.K., Anderson C.A. Violent video game effects on salivary cortisol, arousal, and aggressive thoughts in children // Computer in Human Behavior. 2017. V. 70. P. 39-43.
12. Green A., Cohen-Zion M., Haim A., Dagan Y. Comparing the response to acute and chronic exposure to short wavelength lighting emitted from computer screens // Chronobiol. Int. 2018. V. 35, № 1. P. 90-100.
13. Green A., Cohen-Zion M., Haim A., Dagan Y. Evening light exposure to computer screens disrupts human sleep, biological rhythms, and attention abilities // Chron-obiol. Int. 2017. V. 34, № 7. P. 855-865.
14. Higuchi S., Nagafuchi Y., Lee S.I., Harada T. Influence of light at night on melatonin suppression in children // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014. V. 99, № 9. P. 3298-3303.
15. Hye-Geum Kim,1 Eun-Jin Cheon,2 Dai-Seg Bai,3 Young Hwan Lee,2'* and Bon-Hoon Koo Stress and Heart Rate Variability: A Meta-Analysis and Review of the Literature//Psychiatry Investig. 2018 Mar; 15(3): 235-245
16. Kabali HK, Irigoyen MM, Nunez-Davis R, et al. Exposure and use of mobile media devices by young children. Pediatrics. 2015;136(6):1044-1050pmid:26527548
17. Lee S.I., Matsumori K., Nishimura K., Nishimura Y. [et al.] Melatonin suppression and sleepiness in children exposed to blue-enriched white LED lighting at night // Physiol. Rep. 2018. V. 24, № 6. e13942.
18. Lemola S., Perkinson-Gloor N., Brand S., Dewald-Kaufmann J.F. [et al.] Adolescents' electronic media use at night, sleep disturbance, and depressive symptoms in
the smartphone age // J. Youth. Adolesc. 2015. V. 44, № 2. P. 405-418
19. Lenhart A Teens, Social Media & Technology Overview 2015. Washington, DC: Pew Internet and American Life Project; 2015
20. Marques AH, Silverman MN, Sternberg EM. Evaluation of stress systems by applying noninvasive methodologies: measurements of neuroimmune biomarkers in the sweat, heart rate variability and salivary cortisol. Neuroimmunomodulation. 2010;17:205-208
21. Martinez-Gomez D., Tucker J., Heelan K.A., Welk G.J. [ et al.] Associations between sedentary behavior and blood pressure in young children // Arch. Pediatr. Adolesc. Med. 2009. V. 163, № 8. P. 724-730.
22. Mci S, Yen Y.H.C., Chai Y,Potenza Problematic Internet use well-being self-control. Data from a high-school survey in China// Addictive Behaviours.-61.74-79
23. Ming-Hung Lin, Huang-Cheng Chen, Kuang-Sheng Liu A Study of the Effects of Digital Learning on Learning Motivation and Learning Outcome//EURASIA Journal of Mathematics Science and Technology Education ISSN: 1305-8223 (online) 13058215 (print) 2017 13(7):3553-3564 DOI 10.12973/eurasia.2017.00744a)
24. Montano N, Porta A, Cogliati C, Costantino G, Tobaldini E, Casali KR, et al. Heart rate variability explored in the frequency domain. A tool to investigate the link between heart and behavior. Neurosci Biobehav Rev. 2009;33(2): 71-80. doi: 10.1016/j.neubiorev.2008.07.006
25. Murch W.S., Clark L. Games in the brain: neural substrates of gambling addiction // Neuroscientist. 2016. V. 22, № 5. P. 534-545.
26. Nakayama N., Arakawa N., Ejiri H., Matsuda R. [et al.] Heart rate variability can clarify students' level of stress during nursing simulation // PLoS One. 2018. V. 13, № 4 e0195280.
27. Nuutinen T., Ray C., Roos E. Do computer use, TV viewing, and the presence of the media in the bedroom predict schoolaged children's sleep habits in ja longitudinal study? // BMC Public. Health. 2013. V. 13. P. 684.
28. Porges SW. Cardiac vagal tone: a physiological index of stress. Neurosci Bi-obehav Rev. 1995;19:225-233
29. Reid-Chasslakos Y., Radesky J., Christakis D., Moreno M.A. Children and adolescents and digital media // Pediatrics. 2016. V. 138, № 5. e20162593
30. Rotenberg S, McGrath JJ. Inter-relation between autonomic and HPA axis activity in children and adolescents. Biol Psychol. 2016;117:16-25.
31. Sangun O., Dundar B., Comlekci S., Buyukgebiz A. The effects of electromagnetic field on the endocrine system in children and adolescents // Pediatr. Endo-crinol. Rev. 2015. V.13, № 2. P. 531-545.
32. Shahabi S., Hassanzadeh Taji I., Hoseinnezhaddarzi M., Mousavi F. [et al.] Exposure to cell phone radiofrequency changes corticotrophin hormone levels and histology of the brain and adrenal glands in male Wistar rat // Iran. J. Basic. Med. Sci. 2018. V. 21, № 12. P. 1269-1274.
33. Sundus M. The impact of using gadgets on children // J Depress Anxiety 2018.
7:1
34. Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology. Heart rate variability: Standards of measurement physiological interpretation and clinical use. Circulation. 1996;93: 1043-1065
35. Van der Lely S., Frey S., Garbazza C., Wirz-Justice A. [et al.] Blue blocker glasses as a countermeasure for alerting effects of evening light-emitting diode screen exposure in male teenagers // J. Adolesc. Health. 2015. V. 56, № 1. P.113-119.
36. Vollmer C., Randler C., Horzum M.B., Ayas T. Computer game addiction in adolescents and its relationship to chronotype and personality // SAGE Open. 2014. № 1. Р. 1-9.
37. Vousooghi N., Zarei S.Z., Sadat-Shirazi M.S., Eghbali F. [et al.] mRNA expression of dopamine receptors in peripheral blood lymphocytes of computer game addicts // J. Neural. Transm (Vienna). 2015. V. 122, № 10. P. 1391-1398.
38. Waderich K., Peper E., Harvey R. Sutter S. The psychophysiology of contemporary information technologies-Tablets and smart phones can be a pain in the neck. Presented at the 44st Annual Meeting of the Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback. Portland, OR). 2013.
39. Warille A.A., Altun G., Elamin A.A., Kaplan A.A. [et al.] Skeptical approaches concerning the effect of exposure to electromagnetic fields on brain hormones and enzyme activities // J. Microsc. Ultrastruct. 2017. V. 5, № 4. P. 177-184.
40. Weinstein A.M. Computer and video game addiction a comparison between game users and non-game users // Am. J. Drug. Alcohol. Abuse. 2010. V. 36, № 5. P. 268-276.
41. Woldanska-Okonska M., Czernicki J. The influence of low frequency pulsating magnetic fields of different parameters on the secretion of FSH, LH, prolactin, testosterone and estradiol in men // J. Steroids. Horm. Sci. 2014. V. 5. P. 4.
42. Wood B., Rea M.S., Plitnick B., Figueiro M.G. Light level and duration of exposure determine the impact of self-luminous tablets on melatonin suppression // Appl. Ergon. 2013. V. 44, № 2. P. 237-240.
43. Xie X., Dong Y., Wang J. Sleep quality as a mediator of problematic smartphone use and clinical health symptoms // J. Behav. Addict. 2018. V. 7, № 2. P. 466-472.
44. Yoon J., Kwon S., Shim, J.E. Present status and issues of school nutrition programs in Korea // Asia Pac. J. Clin. Nutr. 2012. V. 21, № 1. P. 128-133.
45. Zastrow M. News feature: Is video game addiction really an addiction? // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017. V. 114, № 17. P. 4268-4272.
46. Макалатия А.Г., Матвеева Л.В. Субъективные факторы притягательности компьютерных игр для детей и подростков // Национальный психологический журнал. 2017. Т. 25, № 1. С. 15-24.
REFERENSES
46. Makalatiya A.G., Matveeva L.V. Sub"ektivny'e faktory' prityagateFnosti kompyuternyx igr dlya detej i podrostkov // NacionaFny'j psixologicheskij zhurnal. 2017. T. 25, № 1. S. 15-24.
