Особенности функционального состояния нервно-мышечной системы школьников с умственной отсталостью

Особенности функционального состояния нервно-мышечной системы школьников с умственной отсталостью

Кандидат педагогических наук С. А. Загузова

Кандидат биологических наук, доцент С. В. Шутова

Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина, Тамбов

Введение. Среди факторов, отражающих адаптацию человека к физическим нагрузкам, большое, если не решающее значение имеет функциональное состояние нервно-мышечной системы. Хорошо известно, что у учеников специальной (коррекционной) школы отмечается двигательная недостаточность: неточность движений в пространстве и во времени, грубые ошибки при дифференцировании мышечных усилий, отсутствие ловкости и плавности движений, излишняя скованность и напряженность, ограничение амплитуды движений и т. д. Поэтому на уроках физической культуры, дополнительных физкультурных занятиях с коррекционно-развивающей направленностью, занятиях ЛФК, а также в самостоятельных занятиях большую роль играет выполнение упражнений, направленных на коррекцию двигательной сферы.

Для исследования состояния ведущих мышц школьников с умственной отсталостью мы провели интерференционную электромиографию (ЭМГ) с помощью нейромиоанализатора НМА-4-01 "НЕЙРОМИАН" ("Медиком", г. Таганрог).

Данное исследование позволяет дать характеристику общего состояния нервно-мышечного аппарата (оценить паттерн его активности), проанализировать влияние на него дозированной физической нагрузки; уловить своеобразные изменения мышечных потенциалов, обусловленных ведущим синдромом.

Объектом нашего исследования были колебания электрических напряжений, отражающие тончайшие изменения функционального состояния нейромоторного аппарата школьников с легкой степенью умственной отсталости (олигофренией) в условиях относительного покоя и при выполнении произвольных движений с физической нагрузкой.

Для исследования мы взяли две мышцы слева - двуглавую мышцу плеча (biceps branchii cap. longum) и прямую мышцу бедра (rectus). Запись потенциалов производили с помощью поверхностных биполярных электродов, которые располагали над областью двигательной точки исследуемой мышцы (по схеме Альтенбургера, 1937). Заземляющий электрод в виде ленты располагался на предплечье другой руки. Основными условиями проведения исследования были обеспечение исследуемым максимально удобной позы и спокойная обстановка.

Произвольное движение с физической нагрузкой заключалось в удержании на весу гантели массой 2 кг (для руки) и 8 кг (для ноги). Запись миографических показателей начиналась только после стабилизации биоэлектрических характеристик, но при этом общая продолжительность пробы с физической нагрузкой составляла не более 1-2 мин.

Диагностический интерес для нас представляло сопоставление амплитудно-частотных характеристик электрической активности тестируемых мышц школьников с умственной отсталостью и школьников массовой школы в состоянии покоя (т. е. при активном расслаблении мышцы) и при произвольном сокращении с дозированной физической нагрузкой.

Интерференционная активность мышц в покое и при произвольном сокращении выражалась рядом параметров, таких как максимальная и средняя амплитуда колебаний (в мкВ), площадь (в мкВ*мс), частота основных колебаний (в Гц).

Сравнительные показатели интерференционной миографии школьников 12-13 лет с умственной отсталостью и учеников массовой школы, Х±

Показатели

Пол

Специальная (коррекционная) школа, n = 26, 12/14



Массовая школа, n = 26, 12/14

% различий

Амплитуда сигнала, мкВ

в покое

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

906, 1 ±575, 2

2334, 1 ±845, 8 

1448, 1 ±729, 9 

2481, 6 ±2012, 4

49, 6±14, 7 

67, 2±9, 1 

53, 2±8, 3 

64, 8±27, 1

-94, 5** 

-97, 1** 

-96, 3** 

-97, 4*



нагрузка

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

2087, 1 ±846, 1

4576, 8 ±2528, 1

2102, 1 ±984, 1

2988, 4 ±2037, 9

2311, 2 ±705, 5

1222, 1 ±547, 9

2977, 2 ±1508, 3

2155, 6 ±881, 3

10, 7 

-73, 3* 

41, 6 

-27, 9

Площадь общая, мкВ*мс

в покое

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

95, 1 ±24, 1

185, 6 ±128, 2 

82, 5 ±31, 5 

101, 2 ±44, 9

8, 8 ±4, 1 

11, 1 ±4, 3 

14, 4 ±2, 1 

13, 1 ±2, 7

-90, 7** 

-94, 1** 

-82, 5** 

-87, 1**



нагрузка

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

178, 3 ±67, 9 

194, 2 ±88, 4 

127, 5 ±61, 9 

96, 8 ±15, 4

194, 8 ±102, 3 

113, 4 ±45, 9 

279, 6 ±158, 6 

210, 6 ±70, 2

9, 3 

-41, 6 

119, 3 

117, 6**

Частота основных колебаний, Гц

в покое

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

93, 3 ±12, 7 

150, 2 ±117, 7 

132, 1 ±118, 7 

89, 4 ±17, 3

1 

1 

1 

1

-98, 9** 

-99, 3* 

-99, 2* 

-98, 9**



нагрузка

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

102, 1 ±10, 2

178, 4 ±114, 8 

190, 3 ±115, 7 

103, 8 ±32, 3

98, 1 ±27, 1 

79, 8 ±21, 7 

146, 4 ±17, 7 

142, 8 ±28, 4

-3, 9 

-55, 3 

-23, 1 

37, 6

Средняя амплитуда основных колебаний, мкВ

в покое

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

229, 1 ±75, 1 

698, 2 ±329, 4 

311, 1 ±120, 9

557, 6 ±330, 4

1 

1 

1

1

-99, 6** 

-99, 9**

-99, 7** 

-99, 8**



нагрузка

рука 

нога

мальчики девочки мальчики девочки

472, 1 ±108, 5

934, 1 ±444, 7

492, 5 ±292, 5

626, 4 ±447, 9

380, 4 ±173, 1 

240, 8 ±70, 6

515, 2 ±245, 2 

405, 2 ±126, 5

-19, 4 

-74, 2* 

4, 6 

-35, 3

Обозначения: * - р < 0, 05, ** - р < 0, 01 (по t-критерию Стьюдента); 

- через дробь - количество мальчиков и девочек.

При анализе изучаемых показателей применяли стандартные методы статистической обработки данных с использованием компьютерной программы "STATISTIKA 6.0", которая предусматривает расчет следующих показателей: среднего арифметического значения (Х); среднего квадратического отклонения (s), а также оценку достоверности различий средних значений изучаемых показателей по t-критерию Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение. В результате анализа исследуемых показателей мы получили следующие данные.

Несмотря на значительную изменчивость амплитуд в глобально отведенных интерференционных электромиограммах школьников с умственной отсталостью и учеников массовых школ, нам удалось установить типичные, наиболее часто встречающиеся особенности и, таким образом, охарактеризовать общую интенсивность электрической активности их мышц в состоянии покоя и при произвольном сокращении с физической нагрузкой.

В таблице приведены сравнительные показатели интерференционной ЭМГ тестируемых мышц школьников с умственной отсталостью и учеников массовой школы в возрасте 12-13 лет.

Из таблицы хорошо видно, что показатели интерференционной ЭМГ тестируемых мышц школьников специальной (коррекционной) и массовой школы существенно различаются.

Так, у подростков массовой школы при глобальном отведении ЭМГ в покое отражают лишь низковольтные, частые колебания минимальной амплитуды, которые, как известно, возникают у бодрствующего человека в связи с легким тоническим напряжением мышц. У детей с умственной отсталостью данные показатели резко отличаются: практически во всех случаях мы наблюдали высокоамплитудные колебания высокой частоты, что нашло отражение в существенных отличиях среднегрупповых величин. При этом достоверность различий в большинстве случаев не вызывает сомнений: согласно t-критерию Стьюдента ошибка не превышает 0, 1 %.



Результаты интерференционной миографии двуглавой мышцы плеча в покое у школьника с умственной отсталостью (А) и его сверстника из массовой школы (Б)

Согласно А. А. Ухтомскому (1954) покой является особым, центрально организованным функциональным состоянием нейромоторного аппарата, а способность к его достижению не дана изначально, а развивается в фило- и онтогенезе. Отсюда можно заключить, что подростки коррекционной школы характеризуются функциональной незрелостью двигательной системы, проявляющейся в излишнем тоническом напряжении мышц в состоянии покоя.

Из таблицы также хорошо видно, что особенности электрической активности мышц (по всем показателям ЭМГ) школьников с умственной отсталостью наиболее выражены в состоянии "покоя", тогда как при активном сокращении тех же мышц различия отражаются на интерференционной миограмме менее значительно. Так, различия показателей интерференционной ЭМГ мышц школьников специальной (коррекционной) и массовой школы в состоянии покоя составляют от 82, 5 до 99, 9 %, при выполнении произвольных движений с физической нагрузкой - от 119, 3 до 74, 2 %. При этом достоверность межгрупповых различий практически отсутствует, хотя в некоторых случаях разница все же статистически значима.

Исходя из указанных различий, можно говорить о повышенной электрической активности мышц учеников специальной (коррекционной) школы по сравнению со сверстниками массовой школы, в то время как при физической нагрузке подобные отличия существенно уменьшаются. Данный вывод подтверждает результаты других исследований (А. А. Дмитриев, 1989; Е. Н. Правдина-Винарская, 1957; Л. В. Шапкова, 2001, 2003), которые свидетельствуют о повышенном тонусе нервно-мышечной системы детей с умственной отсталостью.

При анализе графических результатов было отмечено, что миографические показатели детей специальной (коррекционной) школы и их сверстников из массовой школы отличаются не только частотно-амплитудными характеристиками, но и паттернами биоэлектрической активности мышц. На рисунке приведены наиболее яркие отличия, выявленные нами практически у всех школьников. Хорошо видно, что миограмма школьника с умственной отсталостью по сравнению со здоровым сверстником имеет не только намного большую амплитуду колебаний, но и волнообразный характер изменения частотно-амплитудных показателей. Указанные особенности могут свидетельствовать о наличии мощных эфферентных посылок ритмического характера со стороны моторных центров, которые и обеспечивают подобные особенности тонуса мышц в состоянии покоя у школьников с умственной отсталостью. Следует также отметить, что при выполнении произвольных движений с физической нагрузкой указанные особенности либо не наблюдались совсем, либо были отмечены лишь у некоторых школьников специальной (коррекционной) школы.

Таким образом, нами выявлены существенные отличия функционального состояния нервно-мышечной системы школьников с умственной отсталостью по сравнению с их здоровыми сверстниками, которые заключаются в повышенном тоническом напряжении тестируемых мышц как в состоянии покоя, так и при выполнении произвольных движений с физической нагрузкой.

Мы считаем, что средствами коррекции избыточного тонического напряжения мышц школьников с умственной отсталостью будут правильно подобранные специальные физические упражнения, снимающие напряженность и скованность движений, а улучшение способности мышц к расслаблению окажет благоприятное влияние на скорость и координацию движений, усвоение техники физических упражнений, рост спортивных результатов, выносливости в различных видах двигательной деятельности.

Список литературы

1. Дмитриев, А. А. Педагогические основы коррекции двигательных нарушений у учащихся вспомогательных школ средствами физического воспитания: автореф. дис. ... докт. пед. наук. / А. А. Дмитриев. - Красноярск, 1989. - 24 с.

2. Правдина-Винарская, Е. Н. Неврологическая характеристика синдрома олигофрении / Е. Н. Правдина-Винарская. - М.: изд-во Акад. пед. наук РСФСР, 1957. - 208 с.

3. Шапкова, Л. В. Средства адаптивной физической культуры: метод. рекомендации по физкультурно-оздоровительным и развивающим занятиям детей с отклонениями в интеллектуальной развитии / под ред. проф. С. П. Евсеева / Л. В. Шапкова. - М.: Советский спорт, 2001. - 152 с.

4. Частные методики адаптивной физической культуры: учеб. пособие / под ред. Л. В. Шапковой. - М.: Советский спорт, 2003. - 464 с.

5. Юсевич, Ю. С. Очерки по клинической электромиографии / Ю. С. Юсевич. - М.: Медицина, 1972. - 95 с.