ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ КРОВИ НА УМСТВЕННУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ У СТУДЕНТОВ

Аннотация: В статье рассмотрены современные представления о взаимосвязи между состоянием когнитивных функций (КФ)  и гликемией у студентов в динамике длительной умственной работы (УР), а  также с их умственной работоспособностью (УРС) и успеваемостью. Проведен анализ структурной системы памяти любой модальности - включает в себя качественный компонент кратковременной памяти (КП), которая активно участвует в переработке поступающей информации.

Ключевые слова: глюкоза, студенты, когнитивные функции, умственная работоспособность.

Кровеносные сосуды являются основными транспортными магистралями, по которым осуществляется и доставка к каждой клетке организма пищевых веществ, необходимых для ее жизнедеятельности, и удаление конечных продуктов обмена. Одним из главных источников энергии, или «топливом», которое сжигается во всех без исключения тканях организма, является глюкоза, стало быть, перебои в доставке глюкозы вызывают перебои в работе сердца, мозга и других органов .

Ткани головного мозга интенсивно используют глюкозу. При расчете на единицу веса головной мозг, находясь в покое, потребляет глюкозы больше, чем другие ткани организма. Поэтому всякое нарушение снабжения головного мозга глюкозой вызывает болезненную реакцию . Обычно возникновение головной боли связано с нарушениями кровообращения и питания мозга. Вот почему стакан крепкого сладкого чаю хорошо действует и при головной боли. Содержащийся в чае кофеин способствует расширению сосудов мозга и улучшению кровообращения, а поступающий в кровь сахар улучшает снабжение мозга энергетическим материалом. Следовательно, постоянный уровень сахара в крови является одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности организма . Так как необходим для умственной деятельности.

Обучение и память представляет собой высшие формы индивидуальной адаптации организма человека к различным факторам среды, к числу которых принадлежит и учебная деятельность . Успешность обучения во многом обусловлен объемом запоминания учебного материала. Структурные системы памяти любой модальности включает в себя качественный компонент кратковременной памяти (КП), которая активно участвует в переработке поступающей информации . В то же время для обучения и памяти характерны индивидуальные особенности, которые необходимо изучать и использовать в учебной деятельности .

Цель исследования – Анализ  взаимосвязи между состоянием когнитивных функций (КФ)  и гликемией у студентов в динамике длительной умственной работы (УР), а  также с их умственной работоспособностью (УРС) и успеваемостью.

Материал и методы.  В данной научно-исследовательской работе объектом исследования были здоровые студенты (n=20). Эксперимент проводился на основе метода глюкозотолерантного теста (ГТТ) и выполнении тестов на память и внимание по методике «Корректурная проба Бурдона» и «Оперативная память». В исследовании посредством вышеуказанной пробы определялась не толерантность к глюкозе, а влияние гликемии на УРС студентов. У здорового человека нормальный уровень сахара крови натощак равен:  5,9-6,05 ммоль/л. А после приема пищи уровень глюкозы не должен превышать 7,8 ммоль/л.  Эксперимент проводился в течение 3-х часов. Общий дизайн временных затрат каждого исследуемого выглядел следующим образом: в начале был определен исходный уровень сахара крови натощак, затем  каждый испытуемый натощак в течение 10 минут выполнял УР (1 этап), после приема раствора глюкозы внутрь (75г глюкозы в 250мл жидкости) через 30 минут  взятие крови и исходный результат (2 этап), через 1 час забор крови, исходный результат, определение показателей УРС для оценки КФ (3 этап), через 1,5 ч ( этап 2). Таким образом, оценка состояния КФ по показателям УРС при выполнении стандартных тестов проводилась  2 раза: перед забором крови исходно (1-е тестирование), а также через 1 час от начала исследования.

Каждый испытуемый натощак в течение 10 минут выполнял УР со средней интенсивностью 2,65 знаков в секунду, что составляла 37,2% от максимальной средней скорости просмотра знаков (7,12 знака/с) в тесте «Корректурная проба Бурдона» («КП»). При этом размер одного знака в тесте на внимание составляет 5 букв. По рангам подразделяются на очень низкий показатель продуктивности выполнения теста – до приема глюкозы 7 человек и 0- после приема глюкозы, низкий показатель продуктивности выполнения теста – до глюкозы 8человек и 0 после приема глюкозы, средний показатель продуктивности – до 20 человек  и 7 человек после, высокий показатель продуктивности –  до глюкозы 4человека, а после глюкозы 6 человека, очень высокий показатель продуктивность до приема глюкозы – 3 человека, после приема глюкозы – 7 человек.

Данные проверки нормальности распределения использовался критерий Стьюдента.  При сравнении результатов между группами использовались основные параметрические  статистические характеристики и достоверность различия групп (полный критерий Стьюдента). Статистическая обработка данных была совершена с помощью пакета программ SPSS 16.0 версии для Windows.  Уровень значимости принят как р&lt;0,05.

Результаты и обсуждения.

Определение устойчивости внимания (определяется по динамике продуктивности работы (Е) во времени):

До приема глюкозы - Испытуемые показали быструю включаемость в работу (за первую минуту было обработано 280 символов.

Внимание у  испытуемых  достаточно неустойчиво, так как: а) Кривая продуктивности во времени представляет собой ломаную линию с некоторыми перепадами, особенно на третьей минуте работы, а также на пятой минуте, где показатель Е достигает своей минимальной величины. б) Между max величиной-285 и min величиной-197 большая разница - 88 единиц, следовательно, показатель Е находится в достаточно широком диапазоне.

После приема глюкозы - Испытуемые показали быструю включаемость в работу (за первую минуту было обработано 309 символов); Внимание у  испытуемых  достаточно устойчиво, так как: а) Кривая продуктивности во времени представляет собой линию с незначительными перепадами, на третьей минуте работы, а на пятой минуте идет повышение величины продуктивности Е. б) Между max величиной-309 и min величиной-284 большая разница - 125 единиц, следовательно, показатель Е находится в очень широком диапазоне.

Определение концентрации внимания по допущенным ошибкам. В соответствии со среднестатистическим нормативом от 3 до 9 ошибок - средний уровень здесь можно говорить о средней степени концентрации внимания. До начала исследования у 9 человек (от 4-6 ошибок) можно их отнести к среднему уровню по показателям концентрации внимания. После приема глюкозы у 14 человек (от 1-3 ошибок), что говорит о высокой степени концентрации внимания.  От 10 до20 правильно рассчитанных сумм (1 ранг - низкий уровень кратковременной памяти);  От 20 до 30 правильно рассчитанных сумм (2 ранг - средний уровень кратковременной памяти);  От 30 до 40 правильно рассчитанных сумм (3 ранг - высокий уровень кратковременной памяти).

Согласно основным статистическим характеристикам были получены следующие результаты, которые показали наличие достоверных прямых связей между уровнем гликемии и индексом успешности (ИУ) по двум стандартным тестам оценки КФ и УРС, через 1 час УР. Исследования выявили, что после приема глюкозы  при средней продуктивности испытуемые показали, в равной степени, достаточно высокую точность и скорость выполнения задания. А также при большом объёме внимания (1248 символов) испытуемый имеет средний уровень концентрации (3 ошибки), нормальное распределение (среди заданных букв ошибок не было) и некоторую неустойчивость внимания.

По методике «Оперативная память» в котором исследовался уровне кратковременной памяти испытуемые показали следующие результаты: от 10-20 правильно выполненных заданий показали 6 студентов до приема глюкозы, а после приема глюкозы – 0 студентов, что говорит о низком уровне кратковременной памяти, от 20-30 правильно выполненных заданий показали до – 11, после - 5 студентов, что показывает средний уровень, от 30-40 правильно выполненных заданий показали до 3, после 15 студентов, у которых высокая степень кратковременной памяти. Такие результаты получены до и после приема раствора глюкозы (75г в 250мл жидкости).

Данные результаты исследования показывают, что после приема глюкозы количество студентов с высоким показателем кратковременной памяти возросло.

При умственной нагрузке натощак, когда требования к поддержанию должного уровня гликемии (за счет глюконеогенеза) для энергообеспечения работающего мозга нарастают, существенно возрастает число и доля прямых взаимосвязей между уровнями гликемии и успеваемости студентов. Это нарастание числа и доли в средних по силе взаимосвязи рассматриваемых показателей через час УР (n=20, t=9.2, P=0.012) носит достоверный характер. В период отдыха и насыщения организма глюкозой после ее приема через 30 минут, когда потребность нейронов мозга в глюкозе остается еще на повышенном уровне сохраняются и достоверные прямые ее влияния средней силы (n=20, t=3.192, P=0.003). Число и доля достоверных взаимосвязей через 1 час отдыха нарастает до (n=20, t=3.451, P=0.001). Доля достоверных взаимосвязей через 1,5 часа (n=20, t=6.399, P=0.006).

Расчеты по Стьюденту показывают, что доля влияния гликемии на УР студентов составляет от 16,2 % до 45,4% среди всех факторов, определяющих успешность их учебной деятельности. Через два часа отдыха при нормализации содержания глюкозы в крови по завершении проведения глюкозотолерантного теста (ГТТ) достоверных взаимосвязей между уровнем гликемии и успеваемостью не выявлялось.