Функциональное состояние ЦНС детей младшего школьного возраста в процессе работы на компьютере

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЦНС ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ПРОЦЕССЕ РАБОТЫ НА КОМПЬЮТЕРЕ

Л.В. Макарова1, Г.Н. Лукьянец ФГНУИВФ РАО, Москва

Исследовалось функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС), лабильности зрительного анализатора до и после непрерывной работы на компьютере у мальчиков и девочек 6, 7, 8, 9 и 10 лет. По результатам исследования делается вывод о повышении устойчивости организма младших школьников с увеличением их возраста к нагрузкам, связанным с работой на компьютере. Так, случаи выраженного ухудшения показателей ЦНС, свидетельствующие о неблагоприятных изменениях в корковом звене зрительного анализатора, у старших детей (8-10 лет) отмечались реже, чем у детей 6-7 лет. Выявлены и половые различия: в восьмилетнем возрасте по многим показателям функционального состояния организма в процессе работы на компьютере девочки имели преимущество перед мальчиками; в десятилетнем возрасте, напротив, у девочек было больше неблагоприятных изменений функционального состояния организма, чем у мальчиков.

Ключевые слова: младшие школьники, лабильность зрительного анализатора, ЦНС, компьютер.

The functional state of the central nervous system primary school children during work on a computer The functional state of the central nervous system (CNS), lability of the visual analyzer before continuous operation on the computer at boys and girls of 6, 7, 8, 9 and 10 years was investigated. By results of research the conclusion about increase of stability of an organism of younger school students with increase in their age to the loadings connected with work on the computer is drawn. So, cases of the expressed deterioration of an indicators CNS testifying to adverse changes in a cortical link of the visual analyzer, at the senior children (8-10 years) were noted less than children have 6-7 years. Identified and sex differences: in the age of eight, in many respects the functional state of the organism in the process of working on the computer girls have an advantage over boys, the age of ten, on the contrary, the girls had more adverse changes in the functional state of the organism than in boys.

Key words: younger school students, lability of the visual analyzer, CNS, computer

Введение занятий на компьютере в расписание детей младшей школы является частью более масштабного вовлечения детей в мир информационных и компьютерных технологий. Но поскольку занятия в школе проходят систематически и строго ограничены во времени, имеется возможность проследить функциональное состояние организма детей. Задачей данной работы было исследовать состояние центральной нервной системы (ЦНС) у детей 6-10 лет в процессе 15-минутной непрерывной работы за компьютером. При неправильном использовании компь-

Контакты: 1 Макарова Л.В. - E-mail: ludmilavm@mail.ru

ютера, при грубых нарушениях режима работы на нем может возникать перенапряжение ЦНС, которое является частой причиной дезадаптации к учебному процессу. Некоторые авторы находят, что удовлетворительная адаптация к условиям окружающей среды наблюдается только у 50-70% детей. Наибольшее число школьников с напряжением механизмов адаптации и с неудовлетворительной адаптацией (около 30% соответственно) выявлено в возрастных группах 7-8 и 1113 лет. При этом в младшем возрасте большую часть составляют мальчики, в возрасте 11-13 лет - девочки [4].

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для выявления влияния комплекса факторов, связанных с использованием компьютера, на состояние ЦНС детей мы использовали два метода: хронорефлек-сометрию и определение критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ). Был проведен лабораторный и естественный эксперимент на базе ГОУ ЦО №1498, ГОУ № 1147 г.Москвы. Организация работы в кабинете информатики соответствовала СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 [17]. Исследование функционального состояния ЦНС, лабильности зрительного анализатора до и после 15-минутной непрерывной работы на компьютере у мальчиков и девочек 6, 7, 8, 9, 10-летнего возраста. Для обеспечения соответствующей нагрузки использовались специальные программы для детей. Одновременно во время занятий с использованием компьютера проводился хронометраж работы и метод наблюдения, и контролировались санитарно-гигиенические условия в кабинете ЭВТ. Наполняемость каждой возрастно-половой группы составляла не менее 20 человек.

Лабильность зрительного анализатора оценивалась с помощью компьютерной методики исследования критической частоты слияния мельканий (КЧСМ). Значимым изменением показателя считалось его отклонение на 5-7% от исходного значения, что составляет в среднем 2-3 Гц.

Для изучения функционального состояния ЦНС определялись следующие показатели: латентный период (ЛП) простой зрительно-моторной реакции (ЗМР), ЛП сложной ЗМР, количество ошибок на дифференцировку. Помимо среднестатистических данных анализировались индивидуальные изменения показателей ЗМР. Был проведен анализ распределения всех испытуемых по направленности сдвигов изучаемых показателей зрительно-моторной реакции от начала к концу работы на компьютере. На их основании давалась комплексная оценка показателей ЗМР с определением степени утомления каждого испытуемого за исследуемый промежуток работы с экраном компьютера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты исследования лабильности зрительного анализатора детей при работе на компьютере свидетельствуют о том, что по уровню исходных среднестатистических величин показателя КЧСМ девочки и мальчики значимо не отличались друг от друга. Однако динамика этих показателей в процессе работы на компьютере у них была различной. У мальчиков 8-10 лет она характеризовалась отсутствием достоверных изменений от начала к концу работы на компьютере. У

девочек того же возраста к концу работы имело место достоверное снижение показателей как левого (1=3,2, р<0,05), так и правого глаза (1=2,2, р <0,05).

Случаи выраженного ухудшения показателя КЧСМ (на 4Гц и более), свидетельствующие о неблагоприятных изменениях в корковом звене зрительного анализатора, у детей 8- 10 лет, как у мальчиков, так и у девочек, отмечались в два с лишним раза реже, чем у детей 7 лет. Обращает на себя внимание и тот факт, что случаи выраженного ухудшения показателя КЧСМ (на 4 Гц и более) у девочек 7,

9 и 10 лет отмечались чаще, чем у мальчиков (табл. 1). У детей 8 лет эта закономерность не проявлялась.

Таблица 1

Выраженное ухудшение показателя КЧСМ

Глаз 7 лет 8 лет 9 лет 10

Дев. Мал. Дев. Мал. Дев. Мал. Дев. Мал.

левый 25,9 11,3 3,8 12,1 12,5 8,5 17,5 12,5

правый 24,3 14,8 1,7 0 11,1 7,3 7.5 5,0

Характер динамики средних показателей КЧСМ подтверждается и результатами индивидуального анализа данных. Так, отсутствие значимых изменений показателя КЧСМ отмечалось примерно в равном проценте случаев: у девочек в 45,0-47,5 % , у мальчиков - в 42,5-52,5 %. При этом снижение показателя КЧСМ на 2 Гц и более у девочек 10 лет наблюдалось практически в 2 раза чаще, чем у мальчиков того же возраста, а увеличение его, напротив, отмечалось в 1,5 раза реже (рис. 1). Случаи выраженного ухудшения показателя КЧСМ (на 4Гц и более) у девочек 10 лет также отмечались несколько чаще, чем у мальчиков. Такая же особенность была выявлена нами у детей 6 и 7 лет (у девочек в 1,5-2,3 раза чаще регистрировались неблагоприятные изменения по сравнению с мальчиками того же возраста). У детей 8-9 лет эта закономерность не проявлялась. Характер динамики показателей у мальчиков и девочек этого возраста был более сходным.

Данные результаты могут свидетельствовать о большей по сравнению с мальчиками реактивности организма девочек 10 лет к нагрузкам, связанным с работой на компьютере.

У детей 10 лет реже, по сравнению с дошкольниками регистрировались случаи выраженного ухудшения показателя КЧСМ (на 4Гц и более): в 5 - 17,5 % случаев против 11,3 - 25,9 % (табл. 1, рис. 2). Такая же закономерность отмечалась нами и в предыдущем возрасте (8-9 лет). Это свидетельствует о большей устойчивости организма младших школьников по сравнению с дошкольниками к нагрузкам, связанным с работой на компьютере. Об этом свидетельствуют и исследования других авторов [18].

Между тем, обращает на себя внимание и тот факт, что в 10-летнем возрасте неблагоприятные изменения чаще регистрировались у девочек, чем у мальчиков.

Рис.1. Распределение девочек и мальчиков 10 лет по характеру изменения показателя КЧСМ в процессе работы на компьютере (число случаев в %).

Рис.2. Выраженное ухудшение показателя КЧСМ (на 4Гц и более) у детей 6-10 лет в процессе работы на компьютере (число случаев в %).

Изучение функционального состояния ЦНС методом хронорефлексометрии показало, что по сравнению с детьми 8- и 9-летнего возраста дети 10 лет имеют более высокую скорость реакции. Так, среди 10-летних ЛП простой ЗМР был на 64 мс у мальчиков и на 73 мс у девочек больше, чем у мальчиков и девочек 8-9 лет. Разница между ЛП сложной ЗМР у 8-9-летних и 10-летних детей составляла 90 мс. И в том, и в другом случае различия достоверны.

В процессе работы на компьютере выявились некоторые различия в реакции организма девочек и мальчиков, в частности, по комплексному показателю работоспособности ЦНС (табл. 2). Так, к концу непрерывной работы на компьютере в состоянии утомления и выраженного утомления находилось больше девочек, чем мальчиков. Среди 7-летних их было 30 % против 20 %; среди 8-летних - 35 % против 20 %; среди 9-летних - 25 % против 15 % и среди 10-летних - 20 % против

10 %.

Таблица 2

Распределение детей 6-10 лет по степени утомления (по показателям ЗМР) в %.

Пол Возраст, лет Врабатывание Начальное утомление Утомление Выраженное утомление

Мальчики 6 55,0 12,5 27,5 5,0

7 60,0 20,0 15,0 5,0

8 50,0 30,0 15,0 5,0

9 65,0 20,0 10,0 5,0

10 70,0 20,0 10,0 0

Девочки 6 27,5 22,5 37,5 15,0

7 40,0 25,0 20,0 10,0

8 52,5 12,5 25,0 10,0

9 60,0 15,0 15,0 10,0

10 65,0 15,0 15,0 5,0

Таким образом, результаты исследования состояния ЦНС показали, что за время работы на компьютере достаточно высокий уровень работоспособности сохранялся как у мальчиков, так и у девочек. Различия в характере распределения по степени утомления у мальчиков и девочек 10 лет также незначительны. В состоянии утомления к концу занятий находилось 20 % девочек и 10 % мальчиков. В состоянии врабатывания было 60 % мальчиков и 65 % девочек. У детей 8-9 лет была выявлена несколько иная динамика показателей ЗМР: мальчики 8-9 лет отличались от девочек несколько более высокой скоростью ЗМР (на 20 мс до занятий на компьютере и на 30 мс после занятий на компьютере). За время занятий на ПЭВМ существенных изменений не произошло по средним данным. В группе мальчиков выявлена выраженная тенденция к укорочению ЛП сложной ЗМР (на 20 мс, р>0,05). Количество ошибок при выполнении теста ЗМР не изменялось за время работы на компьютере ни у мальчиков, ни у девочек.

Результаты распределения показателей ЗМР по направленности изменения величины ЛП ЗМР и у мальчиков и девочек были примерно одинаковы. Показатель качества дифференцировок при предъявлении сигналов сложной ЗМР к кон-

цу занятий имел тенденцию к улучшению: у мальчиков и у девочек коэффициент продуктивности увеличивался на 15 %. Абсолютные величины этого показателя были выше у девочек по сравнению с мальчиками.

По сравнению с детьми 8- и 9-летнего возраста дети 10 лет (независимо от пола) имеют более высокую скорость реакции. Так, среди 10-летних ЛП простой ЗМР был на 64 мс у мальчиков и на 73 мс у девочек больше, чем у мальчиков и девочек 8-9 лет. Разница между ЛП сложной ЗМР у 8-9-летних и 10-летних детей составляла 90 мс. И в том, и в другом случае различия достоверны.

Из литературы известно, что и по другим показателям, особенно касающихся физической работоспособности мальчики 7 лет и старше отличаются от девочек. Так, по данным целого ряда авторов сила кисти у мальчиков больше, чем у девочек, выше многие показатели физического развития [10, 13 и др.]; с возрастом увеличивается способность мальчиков адаптироваться к гипоксии [1]. Выносливость мышц к статическим усилиям также значительно ниже у девочек, чем у мальчиков [12]. Другие авторы отмечают больший ЖЕЛ и объем форсированного выдоха у мальчиков, начиная с 6 лет [16]. Авторы Н.О. Березин и И.П. Лашнева [3] выявили преимущество мальчиков перед девочками по дальности броска мяча и более низкие у мальчиков показатели скорости бега и длины прыжка с места.

Имеются также данные о более высоких показателях скорости реакции, психомоторного темпа у мальчиков 10 лет по сравнению с девочками того же возраста [11]. Вместе с тем, имеется немало указаний авторов и на то, что в 10-летнем возрасте происходит ряд функциональных изменений в организме ребенка, приводящих к улучшению состояния адаптации его к учебным нагрузкам.

В.А. Васильева [2] отмечает выраженные количественные изменения фиброархи-тектоники в полях зрительной и заднеассоциативной коры. И.А. Пономарева с соавторами [14] указывает на 10-летний возраст как на период увеличения диаметра артерий головного мозга, приводящего к постепенной смене «сонного» типа кровоснабжения (внутренняя сонная артерия) полушарий головного мозга на смешанный тип.

Этот возраст относят к узловому периоду в развитии сократительной функции миокарда [15] и формировании клеток крови. Как отмечает А.Д. Дмитриев [8], в возрасте 8-9 лет количество красных и белых кровяных клеток и содержание гемоглобина уменьшается относительно 7-летнего возраста. А в возрасте 10 лет эти показатели увеличиваются.

В возрасте 9-11 лет по данным [7], у детей улучшается проходимость продвижения воздушного потока по дыхательным путям, благодаря чему увеличивается величина объемных скоростей спокойного и форсированного выдоха. Такие морфо-функциональные перемены дыхательных путей увеличивают возможности сопротивления организма детей к заболеваниям и способствуют снижению процента часто болеющих детей. Неслучайно, как отмечают некоторые исследователи, к 4-му классу у детей повышается уровень адаптации, снижается число отклонений, обусловленных нарушениями вегетативного гомеостаза [3, 5, 6, 9].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, исследования показателей функционального состояния центральной нервной системы, детей 6-10 лет показали, что в процессе работы на

компьютере происходит постепенная адаптация детей к данному виду деятельности и по мере увеличения возраста повышается устойчивость организма к нагрузкам, связанным с работой на компьютере.

Вместе с тем, отмечено преимущество девочек перед мальчиками по уровню функционального состояния организма и характеру реактивности на нагрузку, связанную с работой на компьютере в восьмилетнем возрасте, а также преимущество мальчиков перед девочками в тех же случаях в 10-летнем возрасте.

Одной из причин более выраженной реактивности организма девочек 10 лет по сравнению с мальчиками того же возраста может быть начало пубертатного периода у девочек, которое по данным литературы как раз приходится на этот возраст.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абзалов Р.А., Нигматуллина Р.Р., Морозова С.В. и др. Показатели адаптации растущего организма к различным двигательным режимам // Физиология развития человека. - М., 2000. - С. 57-58.

2. Васильева В.А. Особенности архитектоники полей затылочной области и височно-теменной подобласти коры большого мозга детей от рождения до 12 лет // Новые исследования: Возрастная физиология - этапы развития. - 2003. - № 1. -С. 167-175.

3. Березина Н.О., Лашнева И.П. Гигиенические аспекты тестирования физической подготовленности детей // Гигиена и санитария. - 2005. - № 2. - С. 51-54.

4. Берсенева А.П., Чудиновских А.В. Возрастная динамика адаптации организма школьников к условиям окружающей среды // Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1985. - С. 46-47.

5. Глушкова Е.К.,Сазанюк З.И., Степанова М.И. Влияние внеучебных занятий с компьютером на функциональное состояние организма детей 7-13 лет // Гигиена и санитария. - 1993. - № 7. - С. 52-54.

6. Гончарова Г.А. Особенности нервно-психических нарушения у младших школьников в динамике обучения // Российский педиатрический журнал. - 2009.

- № 2. - С. 23-28.

7. Гурова О.А. Состояние кардиореспираторной системы у часто болеющих детей 9-11 лет // Новые исследования. - 2003. - № 2.- С. 16-23

8. Дмитриев А.Д. Возрастные особенности гематологических и гемодинами-ческих показателей детей острова Сахалин // Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1985.- С. 122.

9. Журавишникова Е.Г. О возрастно-половых особенностях учебной адаптации школьников // Альманах современной науки и образования. - 2008. - № 5 (12). - С. 61-63.

10. Зайцева В.В., Горев А.С., Пискова Д.М. Использование средств физической культуры для оптимизации функционального состояния тревожных школьников младших классов // Новые исследования. - 2005. - № 2.- С. 54-67.

11. Звягина Н.В., Морозова Л.В. Возрастные особенности умственной работоспособности и внимания у детей и подростков // Новые исследования. - 2011. -№ 1. - С. 66-76.

12. Леонова Л.А., Ножкина В.Н. Возрастные особенности мышечной силы и выносливости школьников 70-х годов // Биологический возраст и возрастная периодизация. - М., 1978. - С. 51-56.

13. Поварго Е.А., Запгитбаев Р.Н., Шубина Х.З. Основные тенденции в физическом развитии детей младшего школьного возраста // Гигиена и санитария -2007. - № 4. - С. 71-73.

14. Пономарева И.А., Вахов В.П., Низамов Ф.Х. Основные направления возрастной изменчивости артериального круга большого мозга человека // Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1985. -

С. 272-273.

15. Прокофьева В.Н., Кузнецов В.И. Возрастные особенности адаптации сердечно-сосудистой системы школьников 1 -8-х классов к физическим нагрузкам // Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1985.

- С. 279.

16. Селитреникова Т.А., Османов Э.М., Дерябина Г.И. Особенности показателей внешнего дыхания у школьников младших классов // Образование и воспитание детей и подростков: гигиенические проблемы. - М, 2002. - С. 313-314.

17. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы: санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03). - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. - 20 с.

18. Степанова М.И. Гигиенические основы организации начального обучения детей в современной школе: Автореф. дисс. ... доктора мед. наук. - М., 2003.

- 48 с.