Особенности работоспособности головного мозга школьников 14-16 лет

Н.С. Хоч, А.Д. Грацианова, Н.Н, Любушкина, О.В. Субботина

УДК 612.1/8

ОСОБЕННОСТИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ШКОЛЬНИКОВ 14-16 ЛЕТ

Томский государственный педагогический университет

Характерной чертой современного школьного образования является информационная и интеллектуальная перенасыщенность. Поэтому успешная адаптация школьников (т.е. без нарушений их физического и психического здоровья) к столь высоким учебным нагрузкам возможна только в случае физиологически обоснованной организации учебного и воспитательного процесса. Это безусловна предполагает знание педагогами любого профиля возрастных и половых особенностей высшей нервной деятельности школьников.

В статье представлены результаты наших исследований динамики работоспособности головного мозга у девушек 15-16 лет на протяжении репродуктивного цикла, а также у юношей и деву шек 14-16 лет при эмоциональном напряжении.

1. Динамика работоспособности головного мозга девушек 15-16 лет на протяжении репродуктивного цикла зависит от типа его гормонального обеспечения.

Колебания умственной работоспособности, а также степени адаптации женщин к учебным нагрузкам на протяжении репродуктивного овари-ально-менструального цикла отмечались давно, но имеющиеся в литературе сведения о функциональном состоянии коры больших полушарий мозга женщин в разные фазы репродуктивного цикла часто имеют весьма противоречивый характер [1,2,3]. Анализ методических подходов в опубликованных исследованиях этих и других авторов позволил нам предположить, что одной из причин подобной противоречивости может быть отсутствие учета конституциональных особенностей испытуемых. Поэтому в наших исследованиях было осуществлено распределение участниц экспериментов по типам гормонального обеспечения репродуктивного цикла.

Для отбора (на основании фенотипических признаков) использовалась методика, составленная по результатам многолетних наблюдений и используемая гинекологами-эндокринологами для подбора противозачаточных гормональных средств. Испытуемые распределились по группам следующим образом:

1-я - сбалансированный тип гормонального обеспечения репродуктивного цикла - 5 человек;

2-я - с перевесом эстрогенов - 6 человек;

3-я - с перевесом гестагенов и андрогенов -4 человека.

Исследования были проведены в августе - октябре, на протяжении трех стандартных репродуктивных циклов. В каждом цикле осуществлялось по четыре обследования:

1 - за два дня перед критическим периодом;

2 - на 2-3 день критического периода;

3 - сразу после окончания критического периода (5-6 день цикла, фолликулярная фаза);

4-на 12-14день репродуктивного цикла (наиболее вероятное время овуляции).

В этом разделе исследований мы попытались оценить, как изменяется на протяжении репродуктивного цикла устойчивость внимания (использовался тест «Перепутанные линии») и продуктивность мыслительных операций (использовался тест «Прямой и обратный арифметический счет») [4].

Результаты теста «Перепутанные линии» обнаружили зависимость у всех испытуемых времени выполнения задания от фазы цикла. В большинстве случаев максимальное время отмечалось в период овуляции. В этот срок продолжительность выполнения задания увеличивалась следующим образом:

в первой группе - в среднем на 20-30 %;

во второй группе - в среднем на 22-49 %;

в третьей группе - на 18-30 %.

При этом отмечалось также и увеличение количества ошибок в среднем на 12-35 %, что свидетельствует о существенном снижении устойчивости внимания. В другие сроки исследований у испытуемых 1-й и 2-й групп ошибки в выполнении теста «Перепутанные линии» либо полностью отсутствовали, либо были единичными. Достоверных различий между временем выполнения задания и количеством допущенных ошибок в этих группах в срок за 1-2 дня перед критическим периодом, во время критического периода и в фолликулярную фазу обнаружено не было. Исключение составляли испытуемые 3-й группы, у которых количество ошибок было почти всегда значительным (20-30 % неправильных ответов) и уменьшалось только в критический период.

Таким образом, показатели устойчивости внимания, близкие к максимальным, у девушек 15-16 лет со сбалансированным типом, а также с различной степенью преобладания эстрогенов сохранялось на протяжении почти всего цикла, а существенное снижение этого показателя наблюдалось только в период овуляции. Однако у де-

Н.С. Хоч, А.Д. Грацианова, H.H. Любушкина, О. В. Субботина. Особенности работоспособности.

Продуктивность мыслительных операций

Испытуемые Фазы

пред-крит. крит. фолликул. овуляция

1-я гр.

+ 48,0+0,7 49,0+0,3 44,0+0,3 37,0+0,7

1 - 24,0+0,7 25,0+0,0 21,0+0,3 12,0+0,3

+ 60,0+0,0 57,0+1,0 55,0+1,6 50,0+1,6

Z - 27,0+1,0 26,0+0,7 23,0+0,7 19,0+1,0

+ 45,0+0,0 44,0+0,3 45,0+0,7 39,0+0,7

i _ 22,0+0,0 24,0+0,0 23,0+0,7 19,0+0,3

+ 48,0+0,3 46,0+0,7 40,0+1,0 36,0+1,0

- 19,0+0,7 18,0+0,3 15,0+1,0 11,0+0,7

+ 49,0+0,7 48,0+1,0 44,0+0,3 43,0+0,3

J - 23,0+0,0 21,0+1,7 21,0+0,3 20,0+0,7

2-я гр.

+ 48,0+0,3 49,0+0,3 48,0+1,0 37,0+0,3

о - 23,0+0,0 24,0+0,7 19,0+1,0 16,0+0,3

+ 45,0+0,0 43,0+0,0 40,0+0,3 37,0+0,3

/ - 22,0+0,3 24,0+0,7 20,0+0,7 19,0+0,7

+ 48,0+0,3 46,0+0,3 45,0+0,3 44,0+0,3

о - 23,0+0,3 22,0+0,7 20,0+0,7 12,0+1,3

+ 58,0+1,0 57,0+0,7 54,0+0,7 50,0+0,7

У - 26,0+0,0 27,0+1,0 23,0+0,7 17,0+1,0

10 + 50,0+0,3 51,0+0,3 50,0+0,7 44,0+0,7

- 18,0+1,0 20,0+0,7 20,0+0,3 14,0+1,0

11 + 48,0+0,3 46,0+0,7 43,0+0,3 35,0+1,0

- 20,0+0,0 18,0+0,7 17,0+0,3 11,0+0,7

3-я гр.

12 + 46,0+1,0 53,0+1,0 45,0+0,3 43,0+0,3

- 22,0+0,3 25,0+0,7 17,0+1,0 15,0+0,7

13 + 50,0+1,0 54,0+1,0 45,0+0,3 34.0+1,0

- 21,0+1,0 26,0+0,3 20,0+0,7 14,0+0,0

14 + 45,0+1,0 21,0+0,7 53,0+0,7 22,0+1,0 42,0+0,3 19,0-1,0 38,0+1,0 15,0+1,0

15 + 41,0+1,0 20,0+0,3 50,0+1,0 21,0+0,7 42,0+0,3 19,0+0,7 37,0+1,0 15,0+0,3

Примечание: плюс - операция суммирования; минус - операция вычитания.

вушек с перевесом геста- и андрогенов показатели внимания, близкие к максимальным, отмечались только в критический период. В остальные сроки наблюдений устойчивость внимания у них была более низкая.

Исследования продуктивности арифметического счета выявили практически те же закономерности (табл.). В 1-й и 2-й группах количество произведенных за минуту арифметических операций достоверно снижалось только в период овуляции. Некоторая тенденция к снижению этого показателя отмечалась также и в фоллукулярную фазу. Хотя различия в продуктивности арифметического счета в эту фазу по сравнению с предкритичес-ким и критическим периодами в большинстве случаев в этих группах были недостоверными.

У девушек 3-й группы (с перевесом гестаге-нов...) максимальная продуктивность счета, так же как и устойчивость внимания, наблюдались в критический период, а минимальная работоспособность головного мозга обнаруживалась в период овуляции. В другие сроки наблюдений (в предкритический период и в фолликулярную фазу) продуктивность счета была ниже, чем в критический период, но выше, чем во время овуляции.

Сопоставление результатов исследований устойчивости внимания и продуктивности арифметического счета у девушек с различными типами гормонального обеспечения репродуктивного цикла позволяет сделать следующие выводы:

1) наиболее устойчивые показатели работоспособности головного мозга имеют девушки 15-16 лет со сбалансированным типом гормонального обеспечения и с некоторым перевесом эстрогенов;

2) в период овуляции работоспособность головного мозга снижается при любом типе гормонального обеспечения репродуктивного цикла.

2. В 15-16 лет девушки обнаруживают большую устойчивость к эмоциональным нагрузкам, чем юноши.

В этом разделе статьи представлены результаты исследований динамики работоспособности головного мозга в процессе реализации стресс-реакции, вызванной выполнением контрольной работы. У 24 учащихся (12 - юношей и 12 - девушек) изучали в покое, непосредственно перед выполнением и после выполнения контрольной работы состояние простой зрительно-моторной реакции и скорость переработки информации в зрительном анализаторе (с помощью корректурных и тестовых таблиц Ландольта и Кулака), интенсивность и устойчивость внимания - с использованием таблиц Ландольта [4].

Результаты исследований показали, что в возрасте 14-15 лет имеются связанные с полом различия во всех исследованных показателях. В условиях покоя у юношей средний процент ошибок простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) составил 26,3+4,1 %, скорость переработки информации в зрительном анализаторе (СПЗИ) - 0,45+0,05 бит/с, интенсивность внимания - 130,3+2,1, а устойчивость внимания -76,3+4,8 усл. ед.

В условиях эмоционального напряжения, фазу после ознакомления с контрольными вопросами СПЗИ снижалась до 0,25+0,03 бит/с, средний процент ошибок ПЗМР увеличивался до 55,6+7,4 %. При этом устойчивость внимания снижалась до 48,2+7,1 усл. ед. (р<0,01), но интенсивность внимания возрастала до 149,2+3,18 (р<0,05).

Непосредственно после контрольной работы, в период восстановления, большинство исследу-

емых показателей соответствовали таковым в условиях покоя. Более того, устойчивость внимания была даже достоверно выше и составляла

ОТ 1 \:г'ТХ »тт

< ->,/ уСЛ. СД.

Результаты аналогичных исследований с участием девушек показали, что у них в условиях покоя средний процент ошибок ПЗМР составил 21,5+2,3, а СПЗИ - 0,41+0,03 бит/с. При этом интенсивность внимания была несколько ниже (108,4+2,5; р<0,05), а устойчивость внимания была примерно такой же, как у юношей (68 6+2,6).

Перед контрольной работой у девушек снижалась точность простой зрительно-моторной реакции, при этом процент ее ошибок составил 49,8+4,9 (р<0,05), уменьшалась скорость переработки информации в зрительном анализаторе до 0,29+0,02 бит/с. Но при этом весьма существен-

1. 2.

3.

4.

В рамках конверсии производства на химико-металлургическом заводе Сибирского химического комбината (СХК) налажено производство ультрадисперсных порошков металлов и сплавов, которые нашли широкое применение в металлургии, химической промышленности (клеи, катализаторы), радиоэлектронике.

Согласно совместной научной программе СГМУ, ТГПУ и СХК на базе ЦНИЛ и МСЧ № 2 г. Северска с 1990 г. проводятся исследования по разработке уровня безопасности (ПДК) для целого ряда композитов, в частности для ультрадисперсного порошка пьезокерамики (УДП) экспериментально и в условиях рабочей зоны.

На основании физико-химических констант УДП проведен расчет ориентировочной ПДК вещества. В остром эксперименте на крысах установлена токсичность (С150) данного сплава. Повторный расчет ориентировочной ПДК позволил выбрать дозу для проведения хронического

но возрастала интенсивность внимания (до 126,0+1,5; р<0,05), а его устойчивость снижалась значительно меньше, чем у юношей (до 55,4+2,2).

В период восстановления значения ПЗМР, СПЗР и интенсивности внимания соответствовали периоду покоя, а устойчивость внимания возрастала в 1,8 раза по сравнению с состоянием эмоционального напряжения и составила в среднем 99,4+5,2 усл. ед. Это было также существенно выше значений данного показателя и в период покоя.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что эмоциональное напряжение оказывает сильное влияние на психофизиологические показатели как юношей, так и девушек, но у девушек степень снижения большинства исследованных показателей в период стресс-реакции значительно меньше и процессы восстановления реализуются быстрее.

эксперимента [1]. Моделирование хронического эксперимента проводилось на белых беспородных крысах-самцах (п=36), массой 180-210 г в течение 4 мес. Ежедневно 4 ч доза порошка, равная 15 мг/м3, распылялась в камере закрытого типа объемом 100 л. Контрольные животные (36 самцов) находились в идентичных условиях (уход, кормление, температура, влажность). Крыс обследовали по срокам: до начала ингаляций (фон), через 2 нед, 1, 2, 3, 4 мес и через месяц после окончания эксперимента. В эти сроки проводилось взвешивание животных, отслеживалось состояние шерсти, с помощью стандартных гематологических методик исследовались показатели периферической крови. Кровь для исследования брали из хвостовой вены животных.

Полученные результаты обрабатывали методом вариационной статистики с использованием критерия Стыодента при помощи программы Microsoft Excel.

Литература

Пономарева В.В. Дозирование физических нагрузок с учетом фаз овариально-менетруального цикла // Мат-лы I Всерос. научной конф, «Образ жизни и здоровье студентов». М., 1995. С.184-185.

Ходорович А,М, Особенности функций дыхания и кровообращения у студенток в разные фазы менструального цикла // Там же. С. 248-249.

Бобков Г.А., Евстафьева Е.В., Галухин P.M. и др. // Физиология человека. 1997. Т. 3. С. 100. Серова Л.К. и др. Методики психодиагностики в спорте. М., 1990.

УДК 612.0:613.632:577.4

Е.А. Каюмова*, C.B. Низкодубош*, Т.Г. Мельник**

КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА УДП ПЬЕЗОКЕРАМИКИ

"Томский государственный педагогический университет "Сибирский государственный медицинский университет