Взаимосвязь обработки зрительной информации и показателей функционального состояния зрительной системы при зрительном утомлении у пользователей персональными компьютерами

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ И ФИЗИКА

УДК 612.014.42.84:613.731:681.3:617.75 ББК 523.04.2

Халфина Регина Робертовна

кандидат биологических наук,

БГПУ им.М.Акмуллы г. Уфа

Данилов Александр Викторович

кандидат биологических наук,

БГПУ им.М.Акмуллы г. Уфа

Халфин Рауль Магруфович

соискатель БГПУ им.М.Акмуллы г. Уфа

Khalfina Regina Robertovna

Candidate of Biology,

Assistant Professor Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla

Ufa

Danilov Aleksandr Viktorovich

Candidate of Biology,

Assistant Professor Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla

Ufa

Khalfin Raul Magrufovich

Applicant for a Degree Bashkir State Pedagogical University named after M. Akmulla

Ufa

Взаимосвязь обработки зрительной информации и показателей функционального состояния зрительной системы при зрительном утомлении у пользователей персональными компьютерами Interrelation Between Visual Information Processing and Functional State Indicators of Visual System at Visual Fatigue in Personal Computer Users Представлены результаты комплексной оценки психофизиологического и функционального состояний зрительной системы, а также эффективности анализа зрительной информации у 36 пользователей компьютерами с различной выраженностью астенопии. Обнаружены межгрупповые различия исследованных показателей, подтверждена отрицательная взаимосвязь между функциональным состоянием зрительной системы и зрительной работоспособностью при развитии зрительного утомления у пользователей персональными компьютерами.

The article presents the results of complex estimation of the psychophysiologi-cal and functional state of the visual system, as well as the efficiency of visual information analysis of 36 computer users with different degree of asthenopia. Distinctions between groups of data analyzed have been found out, negative interrelation has been confirmed between the functional state of the visual system and visual performance at visual fatigue development in personal computer users.

Ключевые слова: астенопические жалобы, компьютерный зрительный синдром, зрительная работоспособность, функциональное состояние зрительной системы

Key words: asthenopic complaints, computer visual syndrome, visual fatigue, functional state of the visual system.

Актуальность. Научно-практические аспекты охраны здоровья у пользователей персональными компьютерами (ПК) включают несколько направлений: физиолого-гигиенический мониторинг, мониторинг работоспособности и функционального состояния, оценка процессов адаптации, мониторинг реабилитационного периода [6]. Одной из актуальных, и в то же время - слабо разработанных тем в рассматриваемой проблеме является взаимосвязь функционального состояния и работоспособности пользователей ПК. Анализ данных отечественной литературы по прикладной физиологии показывает, что охране здоровья офисных служащих посвящены лишь единичные исследования. Наряду с этим, у представителей этих профессий степень напряженности труда в зависимости от характера деятельности, социального положения, квалификации колеблется от 3.3. до 3.1 классов, что соответствует уровню стресса от единоличного принятия решений в сложных условиях до длительных сенсорных нагрузок и напряжения внимания [4]. Помимо стрессовых факторов, влияющих на здоровье и работоспособность пользователей ПК, особое значение имеют зрительные нагрузки. Исходя из вышеизложенного, представляется актуальным дальнейшее исследование физиологических механизмов зрительного утомления и работоспособности у пользователей ПК.

Материалы и методы. Пользователи ПК - офисные сотрудники обоего пола (из них мужчины n=12, средний возраст - 32 года, женщины n=26, средний возраст - 43 года) были обследованы в два этапа. Первоначально для количественной оценки субъективных составляющих хронического зрительного переутомления у пользователей персональными компьютерами был проведен

339 Вестник ЧГПУ102012

анамнестический анкетный мониторинг в последовательности: характер жалоб

- интенсивность жалоб - продолжительность зрительного дискомфорта. На втором этапе оценивался офтальмологический статус (острота зрения и рефракция) и были проведены функциональные (критическая частота слияния световых мельканий - КЧСМ), электрофизиологические (порог электрочувствительности - ПЭЧ; электролабильность - ЭЛ) и психофизиологические (пропускная способность - ПС, объем - ОЗИ, скорость - СЗИ, эффективность анализа зрительной информации - ЭАЗИ). Все исследования проведены в стандартных лабораторных условиях по общепринятым методам с соблюдением соответствующих этических требований. В ходе анализа данных был проведен ранговый корреляционный анализ, оценка достоверности по t-критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение. По данным анкетного анамнестического исследования, астенопические жалобы предъявили 71,3% пользователей ПК, причем характер, интенсивность и длительность зрительного дискомфорта свидетельствовали о преобладании «глазных» компонентов компьютерного зрительного синдрома (КЗС) с превалированием признаков раздраженности конъюнктивы. По результатам анамнестического мониторинга все испытуемые были распределены на две равные группы: А - обследованные с сильно выраженным дискомфортом и Б - со слабым дискомфортом.

В таблице 1 представлены результаты исследования функционального состояния зрительной системы и зрительной работоспособности у пользователей ПК со слабо выраженными и сильно выраженными жалобами на зрительное утомление.

Обращает на себя внимание отклонение всех исследованных функциональных параметров зрительной системы от показателей, принятых за норму, в обеих группах, что свидетельствует о вовлечение в процесс зрительного утомления всех уровней зрительного анализатора от сетчатки (показатели КЧСМ) до зрительной коры (ПЭЧ, ЭЛ, КЧСМ) независимо от выраженности субъективных компонентов КЗС.

Анализ данных также показал, что достоверно межгрупповые различия наблюдаются только по показателю ЭЛ в группе со слабовыраженными жалобами 63,68±5,24 (OD) и 66,42±5,18 (OS) и в группе с выраженными жалобами 47,95±3,41(OD) (р<0,01) и 53,21±3,49(OS) (р<0,01), тогда как все остальные функциональные показатели и параметры зрительной работоспособности достоверных различий не достигают.

Таблица 1

Функциональное состояние зрительной системы и зрительная работоспособность у пользователей ПК с различной степенью выраженности

Слабо выраженные Сильно выраженные Норма

OD OS OD OS

Функциональные показатели

Острота зрения 0,49±0,10 0,59±0,10 0,70±0,062 0,73±0,069 1

Рефракция -0,43±0,38 -0,28±0,41 -1,75±0,60 -1,55±0,51*

КЧСМ, Гц 36,53±1,90 36,97±1,81 33,87±1,81* 35,05±1,82* 37-55 Гц

ПЭЧ, мкА 114,47±9,96 116,58±10,74 125,47±17,88* 127,89±15,17* 50-80 мкА

ЭЛ, Гц 47,95±3,41 53,21±3,49 63,68±5,24* 66,42±5,18* 30-40 Гц

Показатели работоспособности

ОЗИ** (бит) 60,23±5,11 61,42±3,72

СЗИ** (бит/сек) 0,68±0,07 0,63±0,07

ПС** (бит/сек) 1,09±0,08 0,956±0,08* 1,08-1,42 бит/с

ЭАЗИ** (усл.ед) 0,48±0,07 0,58±0,05*

Примечание: * - достоверность различий при p<0,05; ** за «норму» приняты значения, полученные у лиц аналогичного возрастного состава, не пользовавшиеся ПК

В группе Б значения ЭЛ находятся на верхней границе нормы, в сравнении с другими функциональными показателями, которые значительно повышены относительно нормы, можно говорить об усилении процесса возбуждения в группе с менее выраженными жалобами. Это позволяет судить о том, что в

группе Б происходят более выраженные изменения в нейронных сетях зрительного анализатора.

В связи с этим уместно отметить, что в нейроофтальмологической диагностике показатель ЭЛ является одним из наиболее чувствительных [1], и отражает, прежде всего, морфо-функциональное состояние проксимальных слоев сетчатки и зрительных путей.

Для уточнения характера взаимосвязи между функциональным состоянием зрительной системы и зрительной работоспособностью у пользователей ПК с различной степенью выраженности жалоб на зрительное утомление был проведен корреляционный анализ (табл. 2 и 3).

Таблица 2

Внутригрупповой корреляционный анализ в группе со слабовыраженны-

ми астенопическими жалобами

Показатели Степень корреляции Достоверность р

КЧСМ ПЭЧ 0,46 <0,05

ПС -0,66 <0,01

ОЗИ -0,63 <0,01

ПЭЧ ОЗИ -0,63 <0,01

СЗИ -0,58 <0,05

ЭЛ СЗИ -0,56 <0,05

ПС ОЗИ 0,72 <0,01

СЗИ ЭАЗИ 0,66 <0,01

Таблица 3

Внутригрупповой корреляционный анализ в группе с выраженными

астенопическими жалобами

Показатели Степень корреляции Достоверность р

Острота зрения ЭАЗИ 0,47 <0,05

КЧСМ ЭАЗИ 0,47 <0,05

СЗИ ОЗИ 0,69 <0,01

В совокупной группе обследованных, независимо от степени выраженности жалоб, обнаружена отрицательная умеренная корреляция между КЧСМ с одной стороны, и показателями ПС (г= -0,40 при p<0,05) и ОЗИ (-0,38 при

p<0,05) - с другой. Отрицательная связь между критической частотой слияния Вестник ЧГПУ102012 342

световых мельканий и такими параметрами зрительного восприятия как пропускная способность зрительной системы и объем зрительной информации может показаться парадоксальной, т.к., согласно канонам сенсорной физиологии, чем выше частотные характеристики канала связи, тем выше ее пропускная способность [2]. При трактовке наших результатов можно допустить, что такая зависимость характерна для хорошего функционального состояния зрительного анализатора, а при развитии утомления возникает диссоциация между рассматриваемыми параметрами по типу парадоксальной реакции на начальных этапах функциональных нарушений высшей нервной деятельности.

Значительно более сложная картина корреляционных связей наблюдается при разделении обследованных на группы по интенсивности жалоб. Так, в группе со слабовыраженными астенопическими жалобами (табл. 2) достоверные связи обнаружены между такими функциональными показателями как КЧСМ, ПЭЧ, ЭЛ с одной стороны, и ПС, ОЗИ, СЗИ, ЭАЗИ - с другой, причем положительные связи наблюдаются между показателями КЧСМ и ПЭЧ, между психофизиологическими показателями ПС и ОЗИ просматривается сильная положительная взаимосвязь, также положительная корреляционная взаимосвязь прослеживается между СЗИ и ЭАЗИ.

В группе с сильно выраженными астенопическими жалобами прослежен иной вид корреляционных связей (табл. 3). Количество корреляционных связей значительно снижается, взаимосвязь наблюдается лишь между показателями остроты зрения и ЭАЗИ. Умеренная взаимосвязь прослеживается между значениями КЧСМ и ЭАЗИ, также положительная сильная корреляционная взаимосвязь наблюдается между СЗИ и ОЗИ.

Как уже было отмечено выше, такая зависимость зрительной работоспособности от функционального состояния зрительной системы при развитии КЗС у пользователей персональными компьютерами в самом общем виде может объясняться с позиций функциональных нарушений высшей нервной деятельности, ее парадоксальной фазой, но такое объяснение не может быть достаточно удовлетворительным с позиций современной физиологии. Ранее,

Р.Р. Ахмадеевым с соавт. (2007) была показана реакция механизмов, осуществляющих анализ и передачу зрительной информации на экстремальные воздействия. Мы полагаем, что в основе развития физиологических процессов зрительного утомления с диссоциацией функционального состояния зрительной системы и зрительной работоспособностью у пользователей ПК лежат сходные механизмы с участием восходящей активирующей системы головного мозга. Это мнение согласуется с активационными и ресурсными моделями избирательного внимания, согласно которым на анализ и селекцию сигналов требуются определенные, ограниченные ресурсы. Тенденция к повышению ПЭЧ с некоторым снижением пропускной способности свидетельствуют об активации тормозных процессов в зрительной системе. Это подтверждается данными электрофизиологических исследований [3], в которых у пользователей ПК обнаружено динамическое увеличение бета-активности во фронтальной, центральной и затылочной областях коры головного мозга. Авторы полагают, что испытуемые «платят» большую «физиологическую цену» за поддержание должной эффективности по обработке зрительной информации.

Таким образом, полученные данные подтверждают сведения об обратных взаимоотношениях между функциональным состоянием зрительного анализатора и зрительной работоспособностью при развитии зрительного утомления у пользователей ПК. Для уточнения механизмов этой зависимости требуются дальнейшие исследования.

Библиографический список

1. Богословский А.И., Ковальчук Н.А. / Электрический фосфен в офтальмологии //Офтальмологическая электродиагностика: науч. труды МНИИ ГБ им. Гельмгольца. М., 1980. Вып. 24. С. 150-166.

2. Глезер В.Д., Цуккерман И.И. Информация и зрение. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 184 с.

3. Григорьян В.Г. Индивидуально-типологические особенности операторской деятельности при длительной монотонной работе на компьютере // Журн. высш. нервн. деятельности им. И.П. Павлова. 1996. Т. 46, № 5. С. 859-865.

4. Нафиков Р.Г., Симонова Н.И. Проблема хронического и острого стресса в условиях банковской деятельности // М.: Медицина труда и экология. №5, 2002. С. 45-48.

5. Психофизиологические эффекты произвольного порогового апноэ у спортсменов. Коллективная монография /Р.Р. Ахмадеева и др. Уфа: БИФК, 2007. 215 с.

6. Физиолого-эргономические аспекты социально-гигиенического мониторинга работоспособности и здоровья работающих / В.В. Матюхин и др.// М.: Медицина труда и экология, №6, 2008. С. 34-41.

Bibliography

1. Bogoslovski, A.I., Kovalchuk, N.A. Electric Phosphene in Ophthalmology // Ophthalmologic Electrodiagnostics: Scien. Works of MSRI SH n.a. Helmgoltz.

- M., 1980. - Iss. 24. - P. 150-166.

2. Glezer, V.D., Tsukkerman I.I. Information and Eyesight. - M.: Publishing House of Academy of Sciences of the USSR, 1961. - 184 p.

3. Grigoryan, V.GIndividual-and-Typological Features of Operator’s Activity at Long Monotonous Computer Work / V.G. Grigoryan // Journal of Higher Nervous Activity n.a. I.P. Pavlov. - 1996. - V. 46. - No. 5. - P. 859-865.

4. Nafikov, R.G., Simonova, N.I. The problem of Chronic and Sharp Stress in the Conditions of Bank Activity. - М.: Medicine of Work and Ecology. - No. 5. -2002. - P. 45-48.

5. Physiological-and-Ergonomic Aspects of Social and Hygienic Monitoring of Working Capacity and Health Working / V. V. Matyukhin, et.al. - М.: Medicine of Work and Ecology. - No. 6. - 2008. - P. 34-41.

6. Psychophysiological Effects of Volitional Liminal Apnoea in Sportsmen / R.R. Akhmadeeva, et al. - Ufa: BIPhT, 2007. - 215 p.