Показатели энергетического метаболизма головного мозга (уровень постоянного потенциала) студентов различных профилей обучения

ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА ГОЛОВНОГО МОЗГА (УРОВЕНЬ ПОСТОЯННОГО ПОТЕНЦИАЛА) СТУДЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

В.М. Кирсанов1, Д.З. Шибкова ФБГОУВПО «ЧГПУ», Челябинск, Россия

В статье анализируется один из подходов к оценке степени адаптации индивида к окружающим условиям - показатели энергетического метаболизма, в частности, уровень постоянного потенциала головного мозга. В исследовании приняли участие студенты младших и старших курсов дневного и заочного отделений. База исследования включала студентов, обучающихся в вузах городов Челябинска, Екатеринбурга, Костаная (Республика Казахстан).

Ключевые слова: профиль обучения, психолого-психофизиологическая диагностика, сверхмедленные физиологические процессы, творческие специальности, уровень постоянного потенциала, энергетический метаболизм.

In article considers of one of the approaches to assessing the degree of the individual ’s adaptation to the environment - indicators of energy metabolism, in particular, the level ofpermanent capacity of the brain. Students of younger and older years of day and correspondence offices took part in research. The base of research included the students who are training in higher education institutions of the cities of Chelyabinsk, Yekaterinburg, Kostanaya (Republic of Kazakhstan).

Key words: the profile of learning, psychological and psychophysiological diagnostics, super slow physiological processes, creative professions, the level of permanent capacity, energy metabolism.

Изучение энергетического метаболизма не является новой областью научного поиска. Исследование взаимосвязи между деятельностью мозга и его энергетическим обменом в настоящее время получило новые перспективы благодаря возможности регистрировать показатели церебрального энергетического обмена и функциональной активности непосредственно в процессе жизнедеятельности человека. Особое внимание уделяется изучению сверхмедленных биологических потенциалов, которые в свою очередь рассматриваются рядом авторов как показатели энергетического метаболизма нервной системы в целом и головного мозга в частности (В.А. Илюхина, И.Б. Заболотских 1995; В.Ф. Фокин, Н.В. Пономарева, 2003).

Церебральный энергетический обмен тесно связан с функциональным состоянием организма. В то же время в зависимости от функционального состояния меняются многие психофизиологические характеристики личности, поскольку каждое функциональное состояние представляет собой единство физиологических, биохимических, гормональных и других составляющих, которые, в свою очередь, оказывают влияние на психические процессы [5].

Контакты:1 Кирсанов В.М. - E-mail: <slava2877@mail.ru>

Электрическая активность коры больших полушарий проявляется во множестве различных форм - от быстрых импульсных разрядов до сверхмедленных полушарных волн. Термин «сверхмедленные физиологические процессы»

- собирательное понятие, используемое для описания физиологически обусловленной динамики биопотенциалов головного мозга в диапазоне от 0 до 0,5 Гц. Термин «омега-потенциал» (постоянный потенциал) используется для описания устойчивых (в течение минут, десятков минут) биопотенциалов. Под «уровнем постоянного потенциала» (УПП) понимают устойчивую разность потенциалов милливольтного диапазона, регистрируемую между мозгом и референтными областями с помощью усилителей постоянного тока [5]. Ряд авторов рассматривают понятия «омега-потенциал» и «устойчивый потенциал» как синонимичные.

Целью данного исследования являлось изучение показателей энергетического метаболизма, в частности уровня постоянного потенциала (УПП) студентов, обучающихся по специальностям творческого профиля и студентов, обучающихся по другим (не относящимся к творческим) специальностям. Согласно устоявшемуся мнению о том, что оптимальным в изучении индивидуальных различий людей является сочетание различных методов и подходов (Э.А. Голубева, 1994), в рамках комплексной диагностики личностных свойств, указанных групп испытуемых, нами было проведено исследование УПП студентов различных профилей обучения.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось на базе научно-исследовательской лаборатории «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный педагогический университет». В качестве испытуемых нами были выбраны студенты вузов, получающие творческие специальности и студенты (группа сравнения), обучающиеся не по творческим специальностям (профилям обучения). Тем самым был принят за основу формальный признак творческих личностей - специальность (профиль) обучения и, соответственно, будущая профессия. В группу испытуемых творческой направленности были включены студенты, обучающиеся по профилям «Режиссура кино и телевидения», «Режиссура театрализованных представлений и праздников», «Народное художественное творчество», «Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы», «Реклама», «Народная художественная культура», «Педагогическое образование, музыкальное образование», «Педагогическое образование, музыкально-компьютерные технологии», «Педагогическое образование, художественное образование (Дизайн и компьютерная графика)», «Педагогическое образование, руководство хореографическим коллективом», «Искусство костюма и текстиля (Художественное проектирование ювелирных изделий)». В группу испытуемых иной (не творческой) направленности вошли студенты, обучающиеся по профилям «Олигофренопедагогика с дополнительной специальностью логопедия», «Логопедия», «Логопедия с дополнительной специальностью сурдопедагогика», «Специальная психология с дополнительной специальностью специальная дошкольная педагогика и психология»,

«Психология и педагогика дошкольного образования», «Дошкольное образование», «Технология и экономика»

В исследовании приняли участие студенты младших (I, II; 17-19 лет) и старших (IV, V; 20-22 лет) курсов как дневного, так и заочного отделений. База исследования включала студентов, обучающихся в вузах городов Челябинска, Екатеринбурга, Кустаная, в частности:

- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинская государственная академия культуры и искусств» (ФГБОУ ВОП «ЧГАКИ», г. Челябинск);

- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный педагогический университет» (ФГБОУ ВОП «ЧГПУ», г. Челябинск, представительство ФГБОУ ВОП «ЧГПУ» в Республике Казахстан, г. Костанай);

- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный педагогический университет» (ФГБОУ ВОП «УрГПУ», г. Екатеринбург);

- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный горный университет» (ФГБОУ ВОП «УГГУ», г. Екатеринбург).

Общая выборка испытуемых составила 430 человек.

В возрастном аспекте все испытуемые могут быть отнесены к юношескому возрасту. Период юности, согласно устоявшимся в психологии развития представлениям, длится с 16 до 20-23 лет и представляет собой переход к зрелости. С биологической точки зрения юноша уже взрослый, но социальной зрелости еще не достиг. Юности свойственно чувство психологической независимости, хотя человек еще не взял на себя никаких социальных обязательств. Юность выступает как период принятия ответственных решений, определяющих всю дальнейшую жизнь человека: выбор профессии и своего места в жизни, поиски смысла жизни, формирование своего мировоззрения и самосознания, избрание спутника жизни [1].

С целью изучения показателей энергетического метаболизма нервной системы (головного мозга) испытуемых проводилась регистрация уровня постоянного потенциала (УПП) в лобном (Fz), височных (Г4, T3), затылочном (Oz) и теменном отведении (Cz). Референтный электрод размещался на запястье руки. Измерение УПП осуществлялось в монополярных отведениях в соответствии с международной схемой 10-20 с помощью анализатора медленной электрической активности АМЕА (комплекс аппаратный для индикации, регистрации и анализа медленной электрической активности мозга) разработанный ООО НПО «Нейроэнергетика» (г. Москва).

Полученные данные проверялись с помощью методов математической статистики, в частности с помощью критерия ф* (угловое преобразование Фишера) [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Данные регистрации уровня постоянного потенциала представлены на рисунке 1 (в группе студентов, обучающихся по специальностям, относящимся к твор-

ческим) и рисунке 2 (в группе студентов, обучающихся по специальностям, не относящимся к творческим).

100п

—

Гг

Т4

Т3

Ог

Сг

значительно повышен

норма

13 значительно понижен

умерено повышен

умерено понижен

Рис. 1. Распределение УПП в группе студентов, обучающихся по специальностям (профилям обучения), относящимся к творческим (п=193)*.

*столбцы диаграммы обозначают процент лис с преобладанием данного значения УПП в соответствующем отведении.

значительно повышен  умерено повышен

норма  умерено понижен

И значительно понижен_____________________________

Рис. 2. Распределение УПП в группе студентов, обучающихся по специальностям (профилям обучения), не относящимся к творческим (п=237)*.

*столбцы диаграммы обозначают процент лис с преобладанием данного значения УПП в соответствующем отведении.

К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал о роли сверхмедленных физиологических процессов (СМФП) в изучении механизмов регуляции деятельности организма. Установлено, что выраженность СМФП отражает состояние стресс-лимитирующих систем и механизмов компенсации метаболических сдвигов, в том числе кислотно-основного, газового и электролитного гомеостаза на органном и организменном уровнях. Методика изучения омега-потенциала (уровня постоянного потенциала) предполагает оценку многих показателей (знак, величина, направленность, интенсивность и др.), в том числе устойчивость изменений потенциала после функциональной нагрузки [3].

По своей сути метод омегаматрии представляет собой оценку энергетического состояния мозга через индикацию, диагностику и анализ уровня постоянного потенциала (омега-потенциала) головного мозга. Уровень постоянного потенциала (УПП) - это разновидность медленных электрических процессов головного мозга, используемые в исследованиях В.Ф. Фокина, Н.В. Пономаревой для оценки церебрального энергетического метаболизма [5].

На рисунках наглядно видно преобладание в обеих группах испытуемых показателей значительно завышенного УПП (более 20 мВ) во всех отведениях. В наше исследовании не выявлено достоверных различий между испытуемыми женского и мужского пола, поэтому при описании полученных данных вся выборка рассматривается в целом. В группе испытуемых, обучающихся по специальностям творческой направленности, значения в диапазоне значительно завышенного УПП отмечаются у большего числа испытуемых, например в лобном отведение, чем в группе испытуемых, обучающихся по специальностям не творческой направленности (91,19 % и 67,93 % соответственно). Лобное отведение, по мнению автором методики измерения УПП, является наиболее информативным. Поэтому в данной статье большее внимание уделяется данным регистрации УПП именно в этом отведение. Согласно методологии В.Ф. Фокина показатели энергетического метаболизма в диапазоне значительно завышенного УПП свидетельствуют о стрессовом состоянии головного мозга, что может быть связано с интенсивной деятельностью интеллектуального (в том числе творческого) характера.

В группе испытуемых, обучающихся по специальностям не творческой направленности, отмечается большая доля лиц, чем в группе студентов творческих специальностей обучения, с умеренно сниженными значениями УПП (от 0 до -5 мВ). В частности, в лобном отведение доля лиц с таким показателем УПП в группе студентов творческих профилей обучения составила 8,81 %, а в группе студентов других профилей обучения - 29,54 %. Данные значения УПП свидетельствуют о средней степени истощения энергетического метаболизма головного мозга, что может быть следствием утомления, вызванного интенсивной деятельностью.

Среди испытуемых - студентов, обучающихся по профилям обучения не относимым к разряду творческих, - наблюдаются значения умеренно повышенного УПП (от 10 до 20 мВ) и значения УПП в пределах нормы (от 0 до 10 мВ) у незначительного числа испытуемых (в затылочном отведение 5,91 % и 3,38 % соответственно), в то же время у испытуемых, обучающихся по специальностям творческой направленности, такие значения не были зарегистрированы. Измеренные в затылочном отведение показатели УПП, на наш взгляд, могут быть объяснены

преимущественной нагрузкой на зрительный анализатор в процессе обучения студентов не творческих специальностей.

Согласно методологии В.Ф. Фокина разработчики метода диагностики уровня постоянного потенциала (комплекс аппаратный для индикации, регистрации и анализа медленной электрической активности мозга, ООО НПО «Нейроэнергетика», г. Москва) показатели УПП соответствующие значению «норма» определяют в диапазоне от 0 до 10 мВ., что отражено соответствующим образом на цветовой шкале прибора. Тот факт, что значения УПП в этом диапазоне были отмечены у незначительного числа испытуемых (3,38 %) мы склонны интерпретировать следующим образом. Измерение УПП проводилось в предсессионный период, характеризующийся интенсивной интеллектуальной деятельностью испытуемых (подготовка и выполнение контрольных и курсовых работ, подготовка и сдача зачетов и т. д.). У испытуемых, обучающихся по творческим специальностям к этим видам добавлялись творческие виды деятельности соответствующие профилю их обучения (у студентов режиссерского отделения - постановка театрализованных представлений, у студентов хореографического отделения - постановка и исполнение хореографических композиций и т. д.). Соответственно можно считать, что измерение УПП проводилось в ситуации функциональных нагрузок, что и отразилось на распределении значений УПП.

Проверка достоверности различий полученных показателей производилась с помощью критерия ф* (угловое преобразование Фишера). Различия между долями лиц с различными показателями УПП в группе студентов, обучающиеся по специальностям, относящимся к творческим, и в группе студентов, обучающиеся по специальностям иного (не относящиеся к творческим) профиля являются достоверными, т. к. находятся в зоне значимости (ф*эмп.>ф*кр.; р<0,01).

ВЫВОДЫ

1. Учебная деятельность, как и любые другие виды активности, является затратной в плане истощения определенных ресурсов организма, в частности энергетического потенциала. Об этом свидетельствует преобладание завышенных значений УПП во всех отведениях в обеих группах испытуемых. В свою очередь, показатели энергетического метаболизма (значения УПП) могут служить надежными индикаторами-предшественниками состояний переутомления человека. Уровень учебных нагрузок (особенно в системе высшего профессионального образования) достаточно высок и несоблюдение определенных условий сохранения здоровья обучающихся (своевременная диагностика состояний переутомления, соблюдение режима отдыха, бодрствования, профилактика заболеваний и т. д.) может привести в конечном итоге к снижению адаптации к условиям обучения.

2. Специфика учебной деятельности, определяемая профилем обучения, отражается на показателях энергетического метаболизма головного мозга. В проведенном нами исследовании были выявлены отличия в показателях УПП у студентов различных профилей обучения. Так у студентов, обучающихся по профилям творческой направленности, были выявлены значения в диапазоне значительно завышенного УПП, причем у большего числа испытуемых, чем в группе студентов, обучающихся по не творческим профилям обучения. Этот факт позволяет предположить, что творческая деятельность в большей степени активизирует ра-

боту мозга и, следовательно, приводит к повышению расходования энергетического потенциала.

Исследование выполнено при поддержке гранта Ректората ФГБОУ ВПО «ЧГПУ» (№ УГ-13/12/МУ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Актуальные проблемы возрастной психологии [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.vashpsixolog.ru/ (дата обращения: 16.10.2012).

2. Голубева, Э. А. Опыт сравнения типологии В. Оствальда и И. П. Павлова в свете различных подходов к анализу индивидуальных различий. Художественный тип человека. Комплексные исследования [Текст] / Науч. ред. В. П. Морозов, А. С. Соколов. - М.: Московская гос. Консерватория, 1994. - 234 с.

3. Заболотских, И. Б., Илюхина, В. А. Физиологические основы различий стрессорной устойчивости здорового и больного человека [Текст] / И. Б. Заболотских, В. А. Илюхина. - Краснодар: Изд-во Кубанской медицинской академии. - 1995. - 100 с.

4. Сидоренко, Е. В. Методы математической обработки в психологии [Текст] / Е. В. Сидоренко. - СПб. : Речь, 2002. - 350 с.

5. Фокин, В. Ф. Энергетическая физиология мозга [Текст] / В. Ф. Фокин, Н. В. Пономарева. - М.: Изд-во «Антидор», 2003. - 288 с.