Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,829

Быков Е.В., Чипышев А.В., Мекешкин Е.А., Казакова О.В.

Обучение в современной школе характеризуется высоким уровнем умственных и психо-эмоциональных нагрузок. В г.Челябинске проводится педагогический эксперимент по внедрению программы интеллектуально-игрового всеобуча для учащихся младших классов, что, на наш взгляд, требует тщательного изучения всех медико-биологических и психолого-педагогических аспектов влияния таких нагрузок на растущий организм с целью оптимизации процесса обучения и дополнительных занятий (в частности, шахматами) в этом возрасте.

В связи с этим нами было проведено изучение особенностей нейровегетативной регуляции ритма сердца у детей с различным уровнем внимания в состоянии покоя и выявлены особенности динамики изменений спектральных характеристик в ответ на умственную нагрузку.

В исследовании принимали учащиеся 2-4-го классов (мальчики и девочки), составившие основную («дети-шахматисты») и контрольную группы ( в каждой из групп не менее 25 учащихся). Исследования проведены с помощью компьютерных программ «НС-ПсихоТест» фирмы «Нейрософт» (г. Иваново) и «Кентавр» фирмы «Микролюкс» (г. Челябинск). При этом наличие волн в ультранизкочастотном диапазоне (УНЧ, до 0,025 Гц) отражает активность метаболических факторов, в очень низкочастотном диапазоне (ОНЧ, от 0,025 до 0,075 Гц) - влияние надсегментарного уровня регуляции, гуморальных факторов; в низкочастотном диапазоне (НЧ, от 0,075 до 0,15 Гц) - симпатического отдела и барорефлекторных механизмов; в высокочастотном диапазоне (ВЧ, от 0,15 до 0,5 Гц) - дыхательных волн, парасимпатического отдела автономной нервной системы.

Результаты исследования. В таблице 1 нами представлены результаты спектрального анализа медленноволновой вариабельности ритма сердца детей-2-классников основной и контрольной группы с различным уровнем внимания (выше и ниже среднего) по результатам теста «Оценка внимания». В исходном положении максимальная величины частоты сердечных сокращений и общей мощности спектра отмечены у девочек контрольной группы с уровнем внимания ниже среднего; межгрупповых и гендерных различий данных показателей не было выявлено.

Таблица 1. Результаты спектрального анализа медленноволновой вариабельности ритма сердца  2-классников с уровнем внимания выше среднего (1) и ниже среднего (2) в состоянии покоя (M±m)

 

мальчики

девочки

основная

контрол.

р

основная

контрол.

р

ЧСС

уд/мин

 

1

90,75±3,42

89,89±3,31

>0,05

88,30±4,39

92,00±4,16

>0,05

2

90,93±3,73

88,50±3,24

>0,05

96,90±3,12

85,30±5,03

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

ОМС,

усл. ед.

 

1

46,08±7,26

52,36±5,65

>0,05

52,80±6,49

41,32±6,25

>0,05

2

48,06±7,40

52,94±6,45

>0,05

64,21±7,58

46,13±7,85

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

УНЧ

усл. ед.

 

1

6,58±2,04

6,07±1,74

>0,05

4,59±1,63

4,01±1,14

>0,05

2

9,79±2,43

7,18±2,02

>0,05

6,67±1,81

3,46±1,06

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

ОНЧ

усл. ед.

 

1

16,89±2,10

14,88±2,24

>0,05

14,10±2,12

11,70±2,29

>0,05

2

20,17±2,25

15,81±2,09

>0,05

14,96±2,19

11,07±2,21

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

НЧ

усл. ед.

 

1

13,37±1,75

16,24±2,56

>0,05

18,21±3,44

9,17±2,33

<0,05

2

8,20±1,96

13,02±1,92

>0,05

17,98±3,30

11,98±2,37

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

ВЧ

усл. ед.

 

1

9,65±1,81

11,17±1,91

>0,05

15,89±2,62

16,44±2,54

>0,05

2

11,81±2,83

12,93±2,07

>0,05

24,60±2,93

19,60±2,72

>0,05

р

>0,05

>0,05

 

>0,05

>0,05

 

Спектральный анализ медленноволновой вариабельности ритма сердца позволил с определением абсолютной и относительной мощности колебаний в диапазонах спектра дифференцировать степень активности сегментарного и надсегментарного уровня регуляции ритма сердца: наиболее высокая мощность низкочастотных колебаний установлена у лиц с высоким уровнем внимания, за исключением мальчиков контрольной группы. Вероятно, повышенный тонус симпатического отдела автономной нервной системы отражает мобилизацию организма к выполнению предстоящего теста.

Максимальная величина НЧ-колебаний выявлена у мальчиков основной группы с уровнем внимания выше среднего, показавших наилучший результат в предложенном тесте. Наряду с этим у большинства учащихся с уровнем внимания ниже среднего мощность высокочастотных колебаний превышала величину низкочастотных - вагосимпатический индекс составлял 0,69±0,11 усл. ед. (мальчики основной группы), 0,73±0,13 и 0,61±0,09 усл. ед. (девочки основной и контрольной группы соответственно). У детей, имевших уровень внимания выше среднего вагосимпатический индекс был более высоким: 1,38±0,17усл. ед. (мальчики основной группы, р<0,01 по сравнению с подгруппой с низким уровнем внимания), 1,45±0,19 усл. ед.(мальчики контрольной группы), 1,15±0,14 усл. ед. (девочки основной группы, р<0,05 по сравнению с подгруппой с низким уровнем внимания). Независимо от результатов теста доля высокочастотных колебаний в состоянии покоя была более 30% только у девочек.

Проведение пробы с умственной нагрузкой к существенному повышению ЧСС у девочек основной группы с уровнем внимания ниже среднего (до 103,36±2,45 уд/мин), что было обусловлено выраженной симпатикотонической реакцией: у лиц этой подгруппы наиболее высокая мощность низкочастотных колебаний (33,59±3,63 усл. ед.). Повышение тонуса симпатического отдела автономной нервной системы имело место во всех подгруппах (судя по величинам абсолютной и относительной мощности НЧ-колебаний), но максимальный рост мощности низкочастотных колебаний выявлен у учащихся с уровнем внимания ниже среднего. У этих же учащихся определена наиболее высокая относительная мощность (доля) колебаний в этом диапазоне спектра. Так, у девочек и мальчиков контрольной группы с уровнем внимания ниже среднего доля НЧ-колебаний составила соответственно 49,83±3,02% и 40,91±2,93%.

Динамика изменений относительной мощности спектра ВЧ-колебаний также различна у детей-шахматистов и лиц контрольной группы в зависимости от уровня внимания и пола обследуемых: имела место тенденция к увеличению их доли у детей с уровнем внимания выше среднего (кроме девочек группы контроля) и противоположная у детей с уровнем внимания ниже среднего (кроме мальчиков основной группы). Максимальное снижение доли ВЧ-колебаний (более чем в 2 раза) произошло у девочек контрольной группы с низким уровнем внимания.

Таким образом, более высокий уровень внимания выявлен у детей с преобладанием в регуляции ритма сердца активности симпатического отдела автономной нервной системы. При умственной нагрузке у лиц с уровнем внимания выше среднего повышалась значимость надсегментарного уровня регуляции (максимально у лиц основной группы), в группе учащихся с уровнем внимания ниже среднего - сегментарных структур (симпатический отдел), наиболее выраженно - в группе контроля.