Возможности коррекции эмоционального и психофизиологического статуса студентов методом полимодальной сенсорной стимуляции

Антропоэкосистема

О.С. Глазачев, О.В. Бобылева

Возможности коррекции эмоционального и психофизиологического статуса студентов методом

V./ V./ 1

полимодальнои сенсорной стимуляции1

Статья посвящена теоретическому и прикладному обоснованию применения полимодальной сенсорной стимуляции в качестве технологии оптимизации эмоционального и психофизиологического состояния студентов с целью уменьшения проявлений стрессовых состояний и коррекции стресс-индуцированных расстройств, вызванных высокими требованиями современной высшей школы. Предлагается использовать данную методику с целью повышения эффективности интеллектуальной деятельности обучающихся.

Ключевые слова: эмоциональное напряжение, психофизиологическое здоровье, синдром эмоционального выгорания, полимодальная сенсорная стимуляция, поздние вызванные потенциалы мозга, интеллектуальная деятельность.

Активная перестройка всей системы образования сопровождается изменением программной структуры, средств образования, расширением междисциплинарных связей, внедрением новых образовательных технологий, ориентированных на переход от «знаниевой» к «компетен-тностной» парадигме образования. Эти изменения обусловливают новые, зачастую повышенные требования к студентам, что вызывает напряжение всех функций организма, а значит, высоки требования к резервам психосоматического и психофизиологического здоровья, необходимым для успешного освоения образовательных программ. Как свидетельству-

1 Статья подготовлена при выполнении НИР “Здоровье и качество жизни студенческой молодежи: теоретический анализ, мониторинг, здоровьесберегающие технологии” в рамках государственного задания на 2012-2014 гг., рег. №4.937.2011.

Антропоэкосистема

ет ряд исследований и аналитических отчетов, в современных условиях ет ряд исследований и аналитических отчетов, в современных условиях

интенсификация образовательного процесса является «здоровьезатратной», приводит к снижению уровня здоровья и качества жизни учащихся, возникновению заболеваний и стрессовых расстройств [2; 3; 6; 7; 12; 14].

Высокая интенсивность «знаниевых» нагрузок, монотония, частые стрессогенные ситуации зачетов и экзаменов приводят к развитию стресс-индуцированных функциональных расстройств у студентов [4; 10]. На уровне эмоциональной и психической сферы такие нарушения часто проявляются как синдром эмоционального выгорания (СЭВ) [8]. Среди факторов, провоцирующих развитие СЭВ, выделяют как средо-вые (условия обучения, учебная нагрузка, стрессоры), так и личностные (высокий уровень тревожности, нейротизма и др. [4]. В то же время выгорание рассматривается и как механизм психологической защиты в ситуации трудностей в обучении с высоким уровнем личностной вовлеченности. Синдром эмоционального выгорания у студентов проявляется как стресс-реакция на эмоционально-напряженную учебную и коммуникативную деятельность и приводит к постепенному глубинному нарастанию отдельных симптомов в сомато-вегетативной сфере. Студентам младших курсов недостает общекультурных компетенций, навыков и умений, необходимых в вузе для успешного овладения учебной программой. Попытки компенсировать это усидчивостью порой не приводят к успеху, что только усугубляет стрессовое состояние студента.

Поиск путей коррекции стрессорных состояний, а также способов повышения эффективности интеллектуальной деятельности и улучшения эмоционального состояния студентов стал целью наших исследований.

В ряде исследований обосновано одномоментное сочетанное применение нескольких физических факторов (локальное тепло, запахи, музыка, вибрации, оксигенация), широко используется полисенсорная активация [1; 3; 13; 15]. Показано, что мультимодальная ритмическая сенсорная стимуляция (активация сенсорных «притоков» к мозгу) может приводить к синхронизации «очагов» спонтанной ритмики головного мозга, что является мощным средством переключения внимания от внешних источников информации на внутренние. В результате такого «сенсорного резонанса» снижается уровень психического и соматического напряжения, происходит синхронизация работы гомеостатических систем, нормализация вегетативного баланса, биоэлектрической активности мозга и межполушар-ных отношений и пр. Очевидно, что сочетанное применение нескольких сенсорных воздействий может способствовать оптимизации когнитивных функций - внимания, памяти, пластичности мозга, и, как результат, нормализации эмоционального статуса и функционального состояния

человека. В качестве гипотез физиологических механизмов влияний сен- ш сорных притоков к мозгу могут быть рассмотрены идеи о сенсорно-эмо- ески ционально-мотивационной интеграции, а также центрально-перифериче- |

О

ских взаимодействиях сенсорных рецепторных аппаратов [11]. о

Вместе с тем, если эффекты комплексных полисенсорных процедур О на вегетативные и психомоторные функции подробно исследованы, то |

собственно мозговые перестройки, модуляции когнитивной сферы прак- и тически не изучены. В большинстве работ влияния утомления на когнитивные функции и их восстановление описываются понятиями «время ответа (реакции)», которое представляет собой лишь конечный результат процесса - восприятие стимула, идентификация, различение и оценка, выбор ответа, принятие решения, программирование ответа, т.е. подготовки к движению.

Собственно мозговые функции, ассоциированные с этапами когнитивного процесса, могут быть исследованы путем регистрации мозговых потенциалов, связанных с решением каких-либо задач и представляющих конечный результат схождения отдельных стимул - индуцированных мозговых явлений [7]. Для объективизации динамики мозговых функций при полисенсорных технологиях можно применить методику регистрации поздних вызванных потенциалов мозга Р300, являющихся суммарным показателем электрической активности мозга, выведенным путем усреднения постстимульной ЭЭГ, называемые также когнитивными. Несмотря на то, что нейробиологические основы когнитивных вызванных потенциалов являются дискуссионными, принято считать, что их характеристики отражают степень вовлеченности мозговых ресурсов в обработку поступающей информации с участием функций внимания и оперативной памяти [18].

Р300 - нейроэлектрический когнитивный феномен, т.к. его появление в большей степени зависит от субъективной значимости и информационной ценности стимула, чем от других его физических характеристик, а амплитудно-временные изменения его параметров являются отражением динамики активности структур, ответственных за генерацию Р300, а именно - гиппокампа, лобной, теменной областей коры. Важно, что практически любой тип сенсорного переживания (полисенсорной активации) вызывает активацию гиппокампа, а затем гипоталамуса, таламуса и других структур лимбической системы, что может инициировать поведенческие и эмоциональные реакции (удовольствие, радость, активность и др.) и их системную вегетативно-гуморальную «аранжировку». Считается, что амплитуда комплекса Р300 связана с ресурсами внимания, затрачиваемыми на выполнение задания и обновление информации в работающей

технологии

Антропоэкосистема

памяти, а латентность комплекса Р300 отражает скорость классификации раздражителя либо время его действия [7].

Акцент нашего исследования был сделан на изучении эффектов поли-модальных ритмических сенсорных воздействий (сочетанного предъявления световых, звуковых, вибротактильных, температурных и др. стимулов в различных комбинациях) на функционирование головного мозга, эффективность интеллектуальной деятельности и эмоциональное состояние человека.

Для достижения цели нашего исследования нами было поставлено две задачи.

На первом этапе решался вопрос о возможности использования комплексных полисенсорных процедур в качестве модуляторов мозговых процессов, нормализующих эмоциональный статус человека.

Второй этап работы был направлен на изучение эффективности полимодальных сенсорных воздействий в плане активации функции внимания, оперативной памяти, оптимизации интеллектуальной деятельности студентов.

Методика проведения исследования

В исследовании приняли участие молодые люди - 33 студента двух вузов г. Москвы (мужчины, 18-25 лет). Все участники прошли комплексное обследование до и после проведения полисенсорных (истинных или имитационных) процедур.

Для контроля особенностей психических реакций обследуемых на комплексные полимодальные процедуры проводили оценку психологи-ческоего статуса - ситуативных проявлений депрессии (СД) и тревожности (СТ), а также выраженности ситуативного дискомфорта (СДиск) (шкалы Ч. Спилбергера, адаптированные проф. А.Б. Леоновой с соавт., 2003) [9].

Для объективизации динамики мозговых функций применяли методику регистрации поздних вызванных потенциалов мозга Р300 (прибор Keypoint, фирма «Medtronic», Дания), являющихся суммарным показателем электрической активности мозга, выведенным путем усреднения постстимульной ЭЭГ [16; 17].

Обследуемые через наушники прослушивали серию случайных чередований высоко- и низкотональных звуковых сигналов интенсивностью 90 дБ и длительностью 50 мс с межстимульными интервалами 2 с. При этом испытуемые должны были выполнять аудиальные задания: требовалось «отвечать» на редкий тон («целевой» - 2 кГц, 20% предъявлений) нажатием кнопки в правой руке и пропускать частый тон («фоновый» -

1 кГц, 80% предъявлений). Для регистрации Р300 активные электро- ш

ды накладывались по средней линии головы в точки Fz и Cz согласно S

международной системе «10-20». Сигнал усиливался в 30 000 раз, филь- |

трация осуществлялась в диапазоне 1-100 Гц. Анализировались эпохи о

длительностью 1 000 мс в каждом отведении. Собиралось не менее 60 о

целевых ответов и не менее 200 фоновых ответов электрической актив- |

ности мозга. В анализ включали только целевые ответы. Волны мозговых и

потенциалов, связанных с решением задач, были отфильтрованы фильтром низких частот (15 Гц). Пик комплекса Р300 определялся индивидуально для каждого электрода как наивысшее положительное значение в диапазоне латентности 220-450 мс.

Оценивали: латентные периоды и амплитуды вызванных потенциалов в лобной (Fz-l, мс; Fz-a, мкВ) и центральной (Cz-l, мс; Cz-a, мкВ) зонах мозга, число ошибочных нажатий на кнопку (ОШ), т.е. реакций на звуковые стимулы «фонового» тона, процент правильных реакций на звуковые стимулы «целевого» тона (Точн, %), а также время сенсомоторной реакции (СМР, мс).

Полученные результаты и их обсуждение

В первой серии приняли участие 10 здоровых мужчин в возрасте 20-25 лет, каждый из которых прошел по 2 восстановительные процедуры (одна с истинными полисенсорными воздействиями, другая - имитационная), отпускаемые в физиотерапевтическом комплексе - капсуле «AlfaOxy SPA» («Сибаритик ИНК», США). Установки представляют собой аппаратные комплексы для осуществления интегрированных физиотерапевтических процедур с возможностью индивидуального подбора методик [16].

Обследуемых не информировали о различиях в параметрах 1-й и 2-й процедур. Длительность процедур составляла 45 мин., в течение которых обследуемый находился в капсуле в положении лежа. Истинные процедуры включали сочетанное предъявление гипертермического воздействия (повышение температуры до 75-80°С с последующим градуальным ее снижением при низкой относительной влажности 8-15%), вибрационного массажа грудного и поясничного отделов туловища, бедер и голеней, оксигенации капсулярного пространства притоком кислорода 4 л/мин, релаксационной музыки, аромавоздействия релаксирующей смесью. Во время имитационных воздействий обследуемые находились в той же капсуле при относительно нейтральных характеристиках.

Установлено, что после прохождения истинных полисенсорных процедур у обследуемых происходило достоверное повышение амплитуд

технологии

Антропоэкосистема

Р300 в обоих регистрируемых отведениях Fz-a (с 6,40 ± 1,12 до 10,73 ± 1,75 мкв) и Cz-a (с 7,62 ± 0,86 до 11,84 ± 0,93 мкв), значения латентного периода также возрастали ^-1 с 326,3 ± 4,0 до 339,5 ± 6,6 мс; Cz-l с

326,6 ± 4,0 до 339,7 ± 6,4мс). Однако значения латентности пика Р300 значимо не изменялись. Значения показателей сенсомоторной реакции обследуемых также достоверно не менялись.

Амплитуда Р300

| | до процедуры после процедуры

Латентный период P300

^ до процедуры Q после процедуры

А

ь

Рис. 1. Динамика показателей поздних вызванных потенциалов - амплитуды Р300 (А) и латентного периода Р300 (Ь) при прохождении полисенсорных процедур в капсуле «Alfa Oxy SPA» (n = 10).

* - достоверность различий р < 0,05 по отношению к исходным данным (по Вилкоксону).

Следует особо подчеркнуть, что по субъективным самоотчетам испы- ш

туемых происходило улучшение общего самочувствия и настроения, а у

при анализе анкет для оценки психоэмоциональных реакций было выяв- |

лено значимое снижение показателя ситуативной депрессии (СД) с 36,4 ± о

1,0 до 33,2 ± 1,2, а также ситуативной тревожности (СТ) с 37,7 ± 1,4 до о

35,6 ± 1,6. После имитационных процедур существенной динамики пси- |

хологического статуса не отмечено. о

таким образом, на первом этапе исследования показано, что сочетанные полисенсорные воздействия приводят к существенному повышению амплитуды Р300 в лобно-центральных областях. Это следует расценивать как свидетельство определенной активации когнитивных процессов, характеризующих функции внимания, использования оперативной памяти и принятия решений [4]. Улучшение эмоционального фона добровольцев (снижение субъективно оцениваемых проявлений депрессии и тревоги), вызванное полисенсорными воздействиями, также послужило основанием предположить эффективность применения данной методики с целью снижения проявлений эмоционального напряжения у студентов.

На втором этапе работы исследовании приняли участие 23 практически здоровых студента-добровольца (мужчины, 18-25 лет).

Для проведения процедур полимодальной сенсорной нейрокоррекции использовали систему «SENSORШM» (ООО «НПМК “Антистрессовый центр”», Новосибирск) [1; 15]. В качестве модели процедуры нейрокоррекции была выбрана 15-минутная программа аудио-визуально-вибро-тактильной стимуляции «РО-09», которая способствует вхождению пациента в состояние умеренной психической релаксации и последующему возврату в состояние активного бодрствования (динамический диапазон частот светозвуковой стимуляции последовательно менялся: 16-4-8-10-12-10 Гц). Оценивали динамику эмоционального и психологического статуса с применением психошкал, описанных ранее [6; 11] умственной работоспособности и нейрофизиологического состояния студентов.

Для оценки динамики нейрофизиологических процессов до и после процедуры регистрировали (как и в первой серии) поздние потенциалы мозга Р300. В оценке эффективности умственной деятельности до и после процедур полимодальной стимуляции использовали тест «Устный счет в уме»: до и после полимодальных сенсорных воздействий обследуемому предлагалось перемножить в уме 5 различных пар двузначных чисел, что позволило в дальнейшем произвести сравнительный анализ показателей эффективности счета. При этом оценивали длительность счета в уме (Т-сч, с) и число ошибок (ОШ-сч, число). Кроме того, проводили регист-

технологии

Антропоэкосистема

рацию самоотчетов исследуемых, оценивали уровень их субъективного самочувствия (С, баллы) в 5-балльной шкале.

I__| до процедуры

| | после процедуры

НУ

| I до процедуры | | после процедуры

Рис. 2. Динамика значений амплитуд, вызванных потенциалов Р300 в лобном ^-а) и центральном (Се-э) отведениях (А) и числа ошибочных реакций на звуковые стимулы (Б) у «успешных» и «неуспешных» обследуемых до и после полимодальных ритмических сенсорных воздействий. * - достоверность различий р < 0,05 в одной группе по отношению к исходным значениям, ** - достоверность различий р < 0,05 по отношению к данным группы «У» после полисенсорной стимуляции.

А

У

Б

Установлено, что после процедуры аудио-визуально-вибро-тактиль-ной стимуляции отмечаются тенденции к повышению значений амплитуд ВП ^-а с 8,7 ± 1,1 до 9,0 ± 1,0 мкв; Cz-a с 11,2 ± 1,1 до 12,4 ± 0,9 мкв) и латентных периодов в лобном и центральном отведениях (Fz-l с 326 ± 4 до 332 ± 4 мс; Cz-l с 328 ± 3 до 332 ± 4 мс) с выраженными индивидуальными вариациями. Показатели субъективной самооценки состояния значимо возросли - с 4,0 ± 0,1 до 4,4 ± 0,1 баллов (р < 0,05), а значения показателей результативности устного счета в уме в целом по группе значимо не изменились. При этом была обнаружена существен-

ная индивидуальная вариабельность результативности интеллектуаль- е ной деятельности. у

Поэтому нами был проведен индивидуально-типологический анализ |

взаимосвязи показателей эффективности интеллектуальной деятель- о

ности и параметров Р300. На основе динамики изменений показателей о

эффективности счета в уме до и после процедуры нами были выделены |

2 подгруппы: «успешные обследуемые» («У», 8 человек) - после поли- и

модальных ритмических сенсорных воздействий эффективность счета в уме повышалась (снижаются показатели Ош-сч и Тсч), а также группа «неуспешных испытуемых» («НУ», 7 человек) - после полимодальных сенсорных воздействий эффективность счета в уме снижалась (повышаются показатели ош-сч и тсч).

После полимодальных сенсорных воздействий в подгруппе «У» в динамике параметров вызванного потенциала Р300 проявилась тенденция к увеличению амплитуды в центральном (Cz-a, р = 0,31) отведении на фоне значимого снижения числа ошибочных реакций на нецелевые звуковые стимулы (ОШ) с 0,7 ± 0,2 до 0,2 ± 0,1 (р < 0,05). В группе «НУ» после процедуры полисенсорных воздействий существенных изменений в динамике параметров Р300 не обнаружено (рис. 2).

С другой стороны, при ретроспективной классификации обследуемых на группу с повышением амплитуды Р300 после процедуры и со снижением Р300 также установлена существенная связь динамики характеристик когнитивного потенциала и параметров интеллектуальной деятельности. Так, у лиц с повышением амплитуды Р300 обнаружены значимые изменения амплитуд вызванных потенциалов в лобном (Fz-a) (р < 0,05) и центральном (Cz-a) (р < 0,05) отведениях на фоне достоверного повышения латентного периода в лобном отведении (Fz-l) и повышения эффективности устного счета в уме. Вероятно, эти изменения отражают повышение концентрации внимания к стимулу.

Кроме того, выявлена положительная корреляционная связь показателей «Ошибка устного счета» и «Ошибочная реакция на нецелевой стимул» (г = 0,88, р < 0,05), что косвенно свидетельствует в пользу взаимосвязей параметров вызванных потенциалов Р300 с эффективностью интеллектуальной деятельности у испытуемых группы «У» и указывает на большую «сконцентрированность» этих обследуемых на решение задач как устного счета, так и реагирования на «целевой» тон в тесте Р300. Именно в этой подгруппе происходило выраженное снижение исходно более высоких значений ситуативной тревожности.

Очевидно, что изменение показателей Р300 и, в первую очередь, повышение амплитуд ВП после полимодальных сенсорных воздействий

технологии

Антропоэкосистема

может служить прогностическим критерием эффективности выбранных процедур в плане повышения результативности интеллектуальной деятельности, пластичности психофизиологических мозговых ресурсов у обследуемых студентов.

Заключение

В проведенном исследовании установлено, что однократная процедура сочетанных полисенсорных воздействий в выбранных модальных и амплитудно-частотных комбинациях в отличие от имитационных процедур, приводит к значимому повышению амплитуды Р300 в лобно-центральных областях, что свидетельствует об активации гиппокампа, лобной, теменной областей коры. Это интерпретировано нами как активация когнитивных процессов, характеризующих функции внимания, использования оперативной памяти и принятия решений. Активация когнитивных функций сопровождается улучшением эмоционального фона добровольцев (снижением субъективно оцениваемых проявлений депрессии, тревоги).

Установлена принципиальная возможность оказывать оптимизирующие эффекты на результативность интеллектуальной деятельности человека путем направленного подбора комплексов полимодальных воздействий физической природы, влияющих на когнитивные функции, эмоционально-личностные характеристики темперамента и, как следствие, на психофизиологическую «цену» деятельности. Выявлены алгоритмы подбора характеристик воздействующих факторов и их комбинаций в зависимости от индивидуальных особенностей человека.

Предложенный подход, основанный на комплексных полимодальных ритмических сенсорных воздействиях, отпускаемых с учетом индивидуальных особенностей и текущего функционального состояния организма, может стать перспективной технологией повышения эффективности интеллектуальной деятельности, коррекции психофизиологических функций, психоэмоционального статуса студентов. При проведении полимодальной сенсорной стимуляции важно учитывать пространственно-временную специфику сочетанных воздействий, модальность комбинированных воздействий, амплитудно-частотные характеристики стимулов, а также индивидуально типологические особенности разных уровней организации (динамические и эмоциональные характеристики темперамента, особенности нейрофизиологических процессов, нейрогумораль-ной регуляции).

Применение обозначенных аппаратных технологий, в свою очередь, может существенно облегчить этап адаптации студентов к вузу, снизить психофизиологические проявления стрессовых состояний, повысить

успешность освоения образовательных программ при меньших эмоциональных и психофизиологических «затратах».

Библиографический список

1. Банк В.Л. Применение технологий полифакторного лечебно-оздоровительного воздействия на стационарном этапе медицинской реабилитации: Дис. ... канд. мед. наук. М., 2007.

2. Бобылева О.В. Состояние здоровья студенческой молодежи как социальноэкологическая проблема // Вестник Тамбовского университета. Сер. «Естественные и технические науки». 2013. Т. 18. Вып. 3. С. 852-854.

3. Глазачев О.С., Классина С.Я. Корреляты восприятия человеком локальных ритмических тепловых воздействий разной интенсивности// Физиология человека. 2004. Т. 30. № 6. С. 36-43.

4. Глазачев О.С., Бобылева О.В. Здоровье для образования и (или) образование для здоровья? // Вестник Международной академии наук (Русская секция). 2012. Спец. вып.: Материалы Международной конференции «Экологическая культура в глобальном мире: модернизация российского образования в контексте международных стратегий» (Москва, 14-15 ноября, 2012). С. 246-250.

5. Глазачев О.С. Синдром эмоционального выгорания у студентов вузов: поиски путей оптимизации педагогического процесса // Вестник Международной академии наук (Русская секция). 2011. Спец. вып.: Материалы круглого стола «экология человека: на пути становления гуманитарных образовательных технологий». С. 26-45.

6. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. М., 2003.

7. Зорко Ю. А. Особенности психического здоровья студентов // Мед. новости. 1998. № 12. С. 9-12.

8. Кисляков П.А. Студент как субъект здоровьеформирующего образования в вузе // Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения: Всероссийская молодежная конференция с элементами научной школы, 16-18 ноября, 2011. М., 2011. С. 70-72.

9. Котов А.В., Ревина Н.Е. Вариабельность сердечного ритма в фазу «тревожного напряжения» синдрома эмоционального выгорания у врачей // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012. Т. 153. № 5. С. 542-545.

10. Леонова А.Б., Спилбергер Ч.Д., Карпова Ю.А. Шкала для оценки депрессии как состояния и устойчивой личностной черты // Психодиагностика эмоций и стресса: новые методики Ч.Д. Спилбергера. М., 2003.

11. Мельникова Е.П. Учебно-профессиональная успешность студентов как условие социально-психологического здоровья // Здоровье - основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения: Всероссийская молодежная конференция с элементами научной школы, 16-18 ноября, 2011. М.,

2011. С. 80-82.

технологии

Антропоэкосистема

12. Серова О.Н. Центрально-периферические взаимодействия сенсорных рецепторных аппаратов // Нейрокомпьютеры: разработка, применение.

2012. № 1. С. 87-94.

13. Шагина И.Р. Влияние учебного процесса на здоровье студентов // Астраханский мед. журнал. 2010. № 2. С. 2б-29.

14. Шакула А.В., Труханов А.И., Банк В.Л. Применение аппаратно-программных комплексов полирецепторного лечебно-оздоровительного действия в восстановительной медицине // Современные технологии восстановительной медицины / Под ред. А.И. Труханова. М., 2004. С. 234-256.

15. Эффекты психофизиологической коррекции в комплексной терапии больных туберкулезом легких: (I) анализ психомоторных функций и нейрове-гетативной регуляции / Афтанас Л.И., Краснов В.А., Колесникова О.В., Свистельник А.В., Колпакова Т.А., Труфакин В.А. // Бюллетень СО РАМН. 2006. № 3 (121). С. 90-98.

16. Dyrbye L.N, Thomas M.R., Harper W. The learning environment and medical student burnout: a multicentre study // Med. Educ. 2009. 43 (3). Р. 274-282.

17. Polich J. On the relationship between EEG and P300: individual differences, aging and ultradian rythms // Int. J. Psychophysiol. 1997. № 26. Р. 299-317.

18. Shaufeli W.B., Martinex I. M., Marques A. Burnout and engagement in university students: A Cross-National Study// J. of Cross-Cultural Psychology. 2002. № 33. Vol. 5. Р. 464-481.