Метод кардиоинтервалографии в психофизиологических исследованиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Институт естественных наук и технологий г. Архангельск, Россия

Метод кардиоинтервалографии в психофизиологических исследованиях

Лукина С.Ф., Чуб И.С., Ложкина Е.М.

Одним из перспективных направлений современных психофизиологических исследований является изучение взаимосвязи соматического развития и психофизиологических функций. В рамках данной работы мы изучаем влияние когнитивных нагрузок на работу сердечно-сосудистой системы детей 7-12 лет и студентов.

В исследованиях многих авторов показано, что в результате адаптации функциональной системы к когнитивным нагрузкам происходит перестройка элементов этой системы (Либина И.И. [5]; Безруких М.М. [1]; Евстифеева Е.И. [3]). Имеются литературные данные о наличии взаимообусловленности типологических особенностей ВНД с механизмами регуляции кардиоритма и функциональными показателями внешнего дыхания (Манчук В.Т. [6]). Изучены также особенности функциональной ассиметрии, степени доминирования моторных центров и динамики вариабельности сердечного ритма (Гук В.Ф. [2]). На основании исследований других авторов (Краулис А.А. [4]) была показана взаимосвязь некоторых психофизиологических характеристик, свойств нервной системы и характера реагирования сердечно-сосудистой системы на когнитивную нагрузку, установлены различия в степени реактивности регуляторных механизмов в зависимости от рода нагрузки. соматический психофизиологический когнитивный нагрузка

Проведённые нами исследования на группе детей 7-10-летнего возраста (n=350) подтверждают литературные данные о прогрессивном совершенствовании регуляторных механизмов с возрастом и стёртости половых различий в начале периода второго детства. Ритмограммы на коротких промежутках времени (2 минуты) включали в себя записи с не менее 150 QRS-комплексами. Регистрация ВРС осуществлялась в состоянии спокойного бодрствования, ортостате, когнитивной нагрузке (устный счет) и в покое после каждого вида нагрузки. Независимо от возраста девочки характеризовались более высоким напряжением сердечного ритма, умеренной тахикардией и функциональной гипертонией, что являлось следствием более высокой мотивации получения положительного результата. Деление обследуемых на группы адаптации по реактивности ВНС в ортостате показало, что дети 7-8 лет с высокими резервами сердечно-сосудистой системы успешнее справляются с когнитивной задачей. Однако медианы индекса напряжения, показывающие степень преобладания центрального контура регуляции над автономным, были выше у детей 10-летнего возраста с хорошими результатами когнитивной пробы: 215 и 120 усл. ед. соответственно. Обширная группа исследований демонстрирует прямую зависимость адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы и успешности обучения в школе (Псеунок А.А. [7]; Шлык Н.И. [8] и др.). Анализ распределения детей по скоростным и точностным характеристикам выполнения теста Тулуз-Пьерона, показал, что дети с высокими уровнем внимания, отличались более стабильным сердечным ритмом, что являлось критерием дезадаптации. Однако школьники, имеющие более высокие значения объёмов кратковременной зрительной и слуховой памяти выполняли когнитивную нагрузку успешнее и с меньшими физиологическими «затратами», чем их сверстники с низкими показателями.

Можно рассматривать два варианта взаимосвязи кардиоритма и когнитивных функций. В первом случае высокие адаптивные резервы способствуют адекватной реакции на когнитивные нагрузки и соответственно высокому качеству их выполнения. Во втором случае высокий уровень развития психофизиологических функций (например, высокая работоспособность, объём оперативной памяти, скорость нервных процессов и т.д.) способствует меньшему напряжению регуляторных механизмов кардиоритма. Анализ индивидуально-типологических особенностей реакции сердечно-сосудистой системы на умственную нагрузку демонстрирует зависимость вегетативного гомеостаза от реактивности звеньев регуляции в процессе когнитивной деятельности (r=0,72; p<0,01). Избыточная активация симпатического отдела ВНС, связанная с незаконченностью морфогенеза блуждающего нерва на начальных этапах обучения ребёнка в школе, определяла динамику временных и спектральных характеристик сердечного ритма. Дети с более высоким симпатотоническим влиянием характеризовались отсутствием значимой динамики в спектральных характеристиках кардиоритма при выполнении когнитивной задачи. В некоторых случаях, при низких адаптационных резервах сердечно-сосудистой системы, наблюдался рост модуляции за счёт сверхнизкочастотной составляющей спектра (VLF свыше 40%), которая рассматривается как индикатор психоэмоционального стресса. Спектральные изменения сопровождаются усилением модуляции сердечного ритма за счёт сверхмедленноволновой составляющей, и ослабеванием высокочастотных (дыхательных) волн. Данные о возрастной динамике вариабельности ритма сердца у группы детей 7-10 лет показывают, что активация ВНС в процессе когнитивной деятельности происходит надсегментарно, и с возрастом показатели спектральной мощности не восстанавливаются полностью, демонстрируя «отсроченную» реакцию. Данный факт свидетельствует о специфичности когнитивной деятельности в динамике становления регуляторных механизмов функций сердечно-сосудистой системы.

В настоящее время нами изучается изменение показателей вариабельности сердечного ритма студентов под влиянием когнитивных нагрузок и решается проблема вариации ответа вегетативной нервной системы при решении арифметических задач с усложнением. На подготовительном этапе был проведен пилотный эксперимент, в котором приняли участие студенты 19-25 лет разных направлений подготовки, пола и социального статуса. Цель эксперимента: выбрать методику, вызывающую наибольшее напряжение регуляторных систем. Были апробированы три таких методики.

1) Респонденту дается инструкция, для устного счета предлагаются примеры на сложение, умножение, вычитание, деление, где увеличение сложности осуществляется за счет постепенного увеличения порядка чисел, с которыми работает испытуемый.

2) Респонденту дается инструкция, дается число, необходимо это число умножить на a и из результата вычесть b. Результат нужно назвать и запомнить, а затем выполнить с ним те же действия, что и с предыдущим числом и так далее. Все вычисления осуществляются устно. Усложнение происходит за счет постепенного увеличения порядка чисел, с которыми работает испытуемый. Отличие этой методики от предыдущей в том, что необходимо помнить не только числа a, b, результаты промежуточных действий, но и удерживать в памяти предыдущий ответ. Вместе с тем, вместо четырех действий, респондент работает только с двумя.

3) Респонденту дается инструкция, предлагается два числа, необходимо построить ряд чисел, в котором каждое следующее число равно сумме двух предыдущих. Каждое новое число необходимо назвать. В данной методике необходимо помнить не только промежуточные результаты, но и два предыдущих числа. Респондент работает только с одним действием.

Результаты трех проб сравнивались с фоновой записью, а также с результатами пробы, в которой респондент устно вычислял примеры в пределах 100. Результаты данного пилотного эксперимента показали, что наибольшее напряжение регуляторных систем вызывает устный счет по второй методике. Это проявляется в наибольшем изменении индекса напряженности Р.М. Баевского, изменении мощности спектра (LF компонента).

К настоящему времени обследовано 60 испытуемых (30 юношей и 30 девушек) и осуществляется статистическая обработка полученных результатов.

Список литературы

1. Безруких, М.М. Характеристика среды жизнедеятельности современных российских школьников [Текст] / М.М. Безруких // Вопросы современной педиатрии. - 2006. - № 5. - С. 31-37

2. Гук, В.Ф. К вопросу взаимосвязи процесса адаптации и типа индивидуального профиля личности [Текст] / В.Ф. Гук, М.А. Максименко // Фундаментальные исследования. - 2006. - №1. С. 96-97.

3. Евстифеева, Е.И. Проблемы адаптации первоклассников к образовательной среде [Текст] / Е.И. Евстифеева // Вестник ТГУ. - 2007 - Т.12 (вып.3). - С. 380-382.

4. Краулис, А.А. Индивидуальные варианты сердечно-сосудистых реакций человека при стандартных умственно-эмоциональных нагрузках [Текст] / А.А. Краулис // Функциональные пробы в исследованиях сердечно-сосудистой системы. - Рига, 1982. - С. 97-109.

5. Либина, И.И. Влияние факторов учебной среды на физиологические показатели у подростков разного пола [Текст] / И.И. Либина, А.Н. Корденко, И.Б. Ушаков // Экология человека. - 2004. - №5. - С. 51-53.

6. Манчук, В.Т. Особенности функционального состояния кардиореспираторной системы у детей с разными типами темперамента [Текст] / Манчук В.Т., О.Г. Солдатова, В.Ю. Потылицина // Бюллетень СО РАМН. - 2003. - №5(139). С. 53-60.

7. Псеунок, А.А. Адаптация сердечно-сосудистой системы у шестилеток к умственным нагрузкам [Текст] / А.А. Псеунок // Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке. - Казань, 1994. - С. 96-98.

8. Шлык, Н.И. Возрастные и индивидуальные особенности вариабельности сердечного ритма у детей в возрасте от 7 до 12 лет [Текст] / Н.И. Шлык // Актуальные проблемы физической культуры и спорта студенческой молодежи. - Ижевск, 2001. - С. 84-86.

Размещено на Allbest.ru