Биоинформационный матричный анализ психофизиологических функций учащихся Югры

Раздел I

БИОЛОГИЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И БИОИНФОРМАТИКА В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

УДК 612.821

БИОИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТРИЧНЫЙ АНАЛИЗ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ УЧАЩИХСЯ ЮГРЫ

И.В. БУРОВ, Е.В. ДРОЖЖИН, В.В. ЕСЬКОВ, Д.С. ЕФРЕМОВ,

Ю.В. РОМАНОВА, М.А. ФИЛАТОВ*

Предложен новый биоинформационный метод расчета матриц ме-жаттракторных расстояний, который обеспечивает, в частности сравнение состояния психофизиологических функций учащихся находящихся в различных эколого-физиологических состояниях. Было показано, что переезд учащихся в зоны отдыха (на Юг РФ) в весенний период приводит к значительным сдвигам квазиаттракторов в фазовом пространстве состояний, что количественно и качественно характеризует влияние оздоровительных мероприятий.

Ключевые слова: матричный анализ, психофизиологические функции, Югра.

Исследования состояния когнитивных функций детского и юношеского населения Югры практически не представлено в научной литературе, а исследования изменений психофизиологических показателей в условиях широтных перемещений (оздоровительные мероприятия) практически отсутствуют.

Цель исследования - посредством мониторинговых исследований ряда школ дать объективные данные о состоянии не только когнитивных функций учащихся разного возрастного сегмента, но и о состоянии функциональных систем организма (ФСО), в частности, вегетативной нервной системы. Известно, что метод вариационной пульсометрии отражает не только уровень активности парасимпатической и симпатоадреналовой вегетативной нервной системы (ПНВС и СВНС), но и ряд характеристик, которые имеют высокие корреляционные взаимоотношения с активностью высших психических функций, таких как память, восприятие, внимание. В частности, ранее в наших работах было показано, что у учащихся ряда школ г. Сургута и Сургутского района показатели 8Р02 (оксигенация крови) устойчиво превышают значения 97-98% (сравнительно, например, с учащимися средней полосой РФ - 94-95%). Только у 0,4% от числа всех обследованных 8Р02 был менее 95%. Это свидетельствует об отсутствии компенсаторных возможностей организма учащихся, например, на физическую или психическую нагрузку как в зимний, так и в осенний периоды учебного года. Нами установлено, что существуют корреляционные различия в показателях памяти, внимания, мышления и блока ФСО (КРС) для девочек и мальчиков в зависимости от времени года. Нами установлена корреляция между показателями СВНС, ПВНС и параметрами памяти (71, 72, 76), В(1) (коэффициента мнемической реверберации) для разных возрастных групп [5]. В индивидуальных случаях параметры могут отклоняться от этих зависимостей, т.к. у отдельных учащихся (как, правило, отличников) и зимой могут быть хорошие показатели памяти, внимания и ФСО (СВНС, ПВНС). Рассогласование параметров ФСО и учебной нагрузки приводит к возникновению донозологических форм, которые могут привести к серьезным патологиям в будущем у конкретного молодого жителя Югры.

Разработка объективных методик регистрации возможности возникновения подобных резонансных явлений, прогнозирование возникновения донозологических форм психического или физиологического состояния учащегося - это актуальная задача для современной психофизиологии, биофизики и экологии человека на Севере. Этот подход позволяет выработать новые стратегии в образовательной системе, т. к. нагрузка на учащегося должна быть адекватна его умственным способностям (психофизиологическим данным) и фактическому состоянию основных ФСО учащегося, т.к. здоровье детского населения является наиболее чувствительным показателем степени адаптации организма к воздействию негативных факторов окружающей среды.

* Сургутский государственный университет, 628412, Тюменская обл., ХМАО-Югра, г. Сургут, пр-т Ленина, 1

Таким образом, проживание в экстремальных условиях Севера в отсутствии генетически закрепленных механизмов адаптации к климатическим природным факторам требует изучения развития скрытой или явной патологии. В первом случае это может приводить к патологии в более поздний период жизни (работоспособный и пенсионный возраста), укорачивая продолжительность жизни и делая период старости малоблагоприятным. Во втором - к усилению профпатологии, раннему старению, развитию сочетанных патологий [6].

Материалы и методы исследования. Для характеристики психофизиологических параметров учащихся существует большое количество координат Xi вектора состояния организма человека - ВСОЧ. Из этих параметров необходимо выбирать параметры порядка (наиболее значимые) и находить русла (законы, по которым Xi изменяются). Для этих целей мы использовали методы идентификации параметров ВСОЧ в фазовом пространстве состояний, разработанные в НИИ биофизики и медицинской кибернетики (НИИ БМК) при ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО - Югры».

Измерение параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ проводилось с помощью авторской программы «Identity» [1]. Исследование поведения квазиаттракторов в m-мерном фазовом пространстве позволяет анализировать поведение основных функций организма человека в оптимально выбранных фазовых пространствах [1].

Данный метод позволяет осуществлять ранжирование параметров различных физиологических кластеров, представляющих биологические динамические системы (БДС). К этим кластерам могут относиться одни и те же БДС, но находящиеся в разных состояниях или в разные сезоны года (например, весенний период).

В наших исследованиях мы брали 7 координат ВСОЧ (размерность m-мерного фазового пространства была равна m=7) по психофизиологическим параметрам. В частности, производилась регистрация психофизиологических реакций (7 заданий) с использованием ЭВМ с автоматической обработкой получаемых статистических данных под общим названием «Р-TEST» (от англ. Psychological-test) [3]. Регистрировались: зрительно-моторные реакции на возникновение цветного квадрата, 2 разных по цвету квадратов, квадрата в разном поле экрана, аудимоторные реакции с генерацией звука случайным образом, скорость распознавания четных/нечетных чисел, скорость распознавания символа с нажатием соответствующей цифры и задание на внимательность, где из длинного ряда 4 видов треугольников было необходимо выделить (не пропустить) все треугольники одного вида. Оценивались точность и скорость выполнения заданий. Эта серия опытов позволяла получать объективные данные о состоянии анализаторов и двигательных функций у учащихся различных возрастных групп с помощью ЭВМ.

Все полученные показатели рассчитывались на ЭВМ. Определялись все интервалы изменения Ах, по 7 координатам, показатели асимметрии Rx, а также рассчитывался общий объем параллелепипеда Vx (General value), ограничивающего квазиаттрактор ВСОЧ. Были получены таблицы данных, представляющие размеры Axt и показателя асимметрии Rx для каждой координаты Xi и объем параллелепипеда Vx [1].

Метод расчета матриц межаттракторных расстояний [2] заключается в том, что анализ параметров функций (сенсомотор-ных, психофизиологических) проводили в отношении нескольких групп испытуемых, находящихся в приблизительно одинаковых условиях по состоянию функций организма и регистрировались параметры функций организма каждого человека из группы. Эти параметры образовывали наборы (компартменты) диагностических признаков в пределах одной фазовой координаты xi - из набора всех координат m-мерного фазового пространства с одинаковыми диагностическими характеристиками,, а каждый чело-

век со своим набором признаков (компоненты вектора состояния организма данного человека задавался точкой в этом фазовом пространстве состояний (ФПС) так, что группа испытуемых образовывала некоторое «облако» (квазиаттрактор) в ФПС. При этом разные группы из-за разных воздействий на них образовывали разные «облака» - квазиаттракторы в ФПС и возникали разные расстояния Zf - (к и / - номера групп обследуемых) между хаотическими или стохастическими центрами этих разных квазиаттракторов, что в итоги формировало матрицу 7. Эта матрица задает все возможные расстояния между хаотическими или стохастическими центрами квазиаттракторов, описывающих состояние разных групп обследуемых с учетом, например, успеваемости (учащиеся «хорошисты» профильной школы) и характера воздействия (нумеруются по вертикали, например, в расчетной матрице 7). Полученные расстояния между центрами к-го и /-го хаотического (или стохастического) квазиаттракторов количественно представляют степень близости (или, наоборот, удаленности) каждого из сравниваемых квазиаттракторов в фазовом пространстве состояний. Полученные расстояния являются интегративной мерой оценки состояния психофизиологических функций человека, находящегося в различных экологических условиях, в разных возрастно-половых группах или при других различиях в состояниях среды и функций организма.

Результаты и их обсуждение. Исследования проводились в марте 2007 года при переезде из Сургута на побережье Черного моря на базу детского санатория «Юный нефтяник». Были получены данные о состоянии психофизиологических функций детей работников ООО «Сургутнефтегаз» в условиях таких широтных перемещений и и состоянии сенсомоторной системы учащихся в условиях реабилитационно-восстановительных мероприятий. Обследования испытуемых проводились в 4 этапа: 1 этап - перед отъездом детей из Сургута в санаторий; 2 этап - после прибытия детей в санаторий «Юный нефтяник»; 3 этап - в конце пребывания в санатории (перед выездом); 4 этап - после приезда в Сургут. Состояние сенсомоторных реакций оценивалось с помощью авторской методики [3] и регистрировались 7 основных показателей. Оценивались точность и скорость выполнения заданий.

Рис. 1. Результаты тестирования состояния психофизиологических реакций (с) детей (мальчики и девочки) работников ООО “Сургутнефтегаз” (перед отъездом в санаторий “Юный нефтяник” из Сургута).

Здесь: мальчики - сплошная линия, девочки - пунктирная линия.

На рис. 1-4 представлены результаты статистической обработки данных тестирования состояния простых сенсомоторных реакций (1-3 тесты) и динамики высших психических функций (4-7 тесты). Возраст испытуемых относится к младшему школь -ному возрасту (7-10) и начало пубертатного периода (11-14 лет). Последний возраст характеризуется тем, что основные характеристики нервных процессов, такие как сила, подвижность, уравновешенность приближаются к уровню взрослого человека, а также в этом возрасте возрастает скорость образования условных рефлексов на простые сенсомоторные стимулы (зрительные, слуховые). Гормональные статус ребенка ближе к началу пубертатного периода и характеризуется гормональной перестройкой, но в условиях севера РФ эта перестройка имеет более запоздалый характер. Рядом авторов отмеченоу [4], что у жителей Югры, особенно в детско-юношеском возрасте отмечается быстрая утомляемость высших психических функций, которая связана с низким альвеолярным парциальным давлении кислорода (процесс сатурации и вегетативной регуляции в целом), и как следствие, низкая продуктивность в освоении нового учебного материала. Эта серия наблюдений позволила получить объективные дан-

ные о состоянии сенсорных систем и двигательных функций учащихся различных возрастных групп с помощью программ для ЭВМ. Графики 1 демонстрируют половые особенности состояния этих систем и функций у детей. В частности, на основе результатов тестирования по распознаванию четных и нечетных чисел (Р5), распознанию символов (Р6) и скорости переработки информации (Р7).

Рис. 2. Результаты тестирования состояния психофизиологических реакций (с) детей (мальчики и девочки) работников ООО “Сургутнефтегаз” (после прибытия в санаторий “Юный нефтяник”).

Здесь: мальчики - сплошная линия, девочки - пунктирная линия.

Рис. 3. Результаты тестирования состояния психофизиологических реакций (с) детей (мальчики и девочки) работников ООО “Сургутнефтегаз” (перед отъездом из санатория “Юный нефтяник”). Здесь: мальчики -сплошная линия, девочки - пунктирная линия.

Рис. 4. Результаты тестирования состояния психофизиологических реакций (с) детей (мальчики и девочки) работников ООО “Сургутнефтегаз” (после приезда в Сургут).

Здесь: мальчики - сплошная линия, девочки - пунктирная линия.

Исследования, выполненные в условиях широтных перемещений детей, позволили получить объективные данные о состоянии анализаторов и двигательных функций учащихся различных возрастных групп с использованием авторской программы для ЭВМ «Clusters» [3]. Определялись возрастно-половые особенности, в частности, на основе тестов распознания четных и нечетных чисел (P5), распознания символов (P6), скорости переработки информации (P7).

Были получены таблицы данных, представляющие размеры Axi, и показателя асимметрии Rx для каждой координаты Xi, а также объемы параллелепипедов Vx. Одна из таких таблиц (табл. 2) представляет весь набор межкластерных расстояний для двух кластеров испытуемых (кластер мальчиков - м, содержит 4 квазиаттрактора по результатам 4 этапов обследований и кластер девочек - д, также по результатам 4 этапов обследований).

Статистическая обработка полученных результатов не выявила существенных различий в динамике состояния психофизиологических функций. Например, у мальчиков результаты соотношения выполнения тестов Р(1) на 1 и 4 этапах обследова-

ний имеют несущественные различия 0,31±0,02 (с) и 0,29±0,009 (с), у девочек соответственно - 0,36±0,02 (с) и 0,3±0,01 (с). С позиций статистики не выявлено влияние широтного перемещения и проведенных в санатории лечебно-оздоровительных мероприятий на состояние психофизиологических функций детей. В рамках нового метода рассчитывались два типа матриц межат-тракторных расстояний: вариант хаотического квазиаттрактора (табл. 2) и вариант расстояний между статистическими математическими ожиданиями (некоторый аналог хаотического квазиаттрактора, но в расчете на неравномерное распределение (табл. 3). Установлено, что по результатам третьего этапа обследований (в конце отдыха) квазиаттракторы вектора состояния психофизиологических функций мальчиков и девочек сблизились по параметрам (таб. 1). В остальные измерения различие между ними существенные (шкала по вертикали неравномерная).

Примеры двух вариантов матриц (в гипотезе равномерного распределения - табл. 2 и в гипотезе неравномерного распределения - табл. 3) представлены ниже для сравнения. Корреляция между этими двумя матрицами высока (более 0,8), а расчет по столбцам в абсолютных величинах дает для первой матрицы наибольшее расстояние у девочек перед отъездом из Сургута (абсолютная величина - 2.13 у.е., среднее - 0,53 у.е.), а для девочек перед отъездом из санатория - наименьшее расстояние (1.32 у.е. и 0,33 у.е.). Приблизительно такая же зависимость, но с другими величинами получилась для гипотезы неравномерного распределения (1д - 5,87 у.е. и 1,46 у.е., а для 3д - 4,18 у.е. и 1,04 у.е.). Отметим, что в стохастике расстояния между стохастическими центрами квазиаттракторов получились больше по величине, чем в хаосе (для равномерного распределения). Однако как в стохастике, так и в хаосе межаттракторное расстояние является эффективной мерой (интегрированной оценкой) процессов, происходящих с организмом детей при широтных перемещениях.

Таблица 1

Динамика изменения объемов квазиаттракторов (у.е.) параметров психофизиологических функций учащихся (мальчики, девочки и общий показатель) в условиях широтного перемещения

1 2 3 4

измерение измерение измерение измерение

Мальчики 2,46 0,083 0,054 0,25

Девочки 9,11 1,64 0,057 9,09

Общий 18,57 2,41 0,09 1,81

Из данных таблицы 2 следует, что наименьшее отличие между параметрами ВСПФ у девочек и мальчиков установлены после приезда из санатория в Сургут (0,19 у.е.), а наибольшее (0,37 у.е.) до отъезда, т.е. лечение дало существенный эффект. Наибольшее же отличие имеется между мальчиками и девочками до отъезда из Сургута и после приезда в него (0,69 у.е. и 0,67 у.е). В стохастике (таб.3) эти отличия менее выражены (1,81 у.е. и 1,38 у.е. соответственно).

Отдельные расчеты в статистике (по отдельным координатам ВСПФ) не дают статистически значимых различий. Отсюда следует вывод, что метод фазовых пространств - эффективный подход в расчетах поведения сложных, многомерных биосистем. Этот метод может быть применен для размерностей ФПС исчисляемых сотнями или тысячами признаков (я>100). В таких случаях изучение отдельных признаков превращается в чрезвычайно сложную процедуру, а в фазовом пространстве состояний с помощью программ для ЭВМ, можно очень быстро производить сравнение огромных массивов данных и идентифицировать их параметры порядка (наиболее важные диагностические признаки). В частности, для этого кластера данных из семи параметров ВСПФ детей были выделены как параметры порядка 5 и 6 признаки (как наиболее значимые) методом анализа величины Ух и

межаттракторные расстояний Ък'.

Между положениями квазиаттракторов вектора состояния организма детей в ФПС наиболее выделяются квазиаттракторы результатов обследования девочек и мальчиков на 1 и 4 этапах. При сравнении параметров сенсомоторных реакций 4 этапа обследований у мальчиков и девочек установлены минимальные различия в положении квазиаттракторов в рамках хаотической оценки, чего нельзя сказать относительно стохастики (1,76 у.е. -имеет максимальное значение, а на 3 этапе обследований минимальное - 0,75 у.е.). Использование системного синтеза для расчета параметров квазиаттракторов вектора состояния психофи-

зиологических функций детей показало, что динамика движения этих параметров имеет выраженную зависимость между напряженностью сенсомоторных и психических функций и широтного перемещения.

Таблица 2

Матрица межаттракторных расстояний (у.е.) между центрами

хаотических квазиаттракторов (у.е.) вектора состояния организма мальчиков (м) и девочек (д) по всем этапам обследований (1-й этап — перед отъездом из Сургута; 2-й — сразу после прибытия в санаторий; 3й — перед отъездом из санатория и 4- после прибытия в Сургут) измерениям в 7- мерном фазовом пространстве

4,^0 1д 2д 3д 4д

1м 0,37 0,37 0,49 0,67

2м 0,46 0,26 0,27 0,39

3м 0,61 0,35 0,3 0,21

4 м 0,69 0,43 0,26 0,19

У, 2,13 1,41 1,32 1,46

X 0,53 0,35 0,33 0,19

Таблица 3

Матрица межаттракторных расстояний гу (у.е.) между центрами статистических квазиаттракторов (у.е.) вектора состояния организма мальчиков (м) и девочек (д) по всем этапам обследований (1-й этап — перед отъездом из Сургута; 2-й — сразу после приезда в санаторий; 3-й — перед отъездом из санатория и 4-й после приезда в Сургут) измерениям в 7- мерном фазовом пространстве

гг\ 1д 2д 3д 4д

1м 1,2 1,24 1,04 1,38

2м 1,51 1,31 0,98 0,78

3м 1,35 0,98 0,75 0,8

4 м 1,81 1,65 1,41 1,76

X 5,87 5,18 4,18 4,72

X 1,46 1,29 1,04 1,18

Уменьшение размеров квазиаттракторов ВСОЧ после приезда детей в Сургут свидетельствует о снижении степени разброса показателей параметров психофизиологических функций в фазовом пространстве состояний для разных детей. Расширение границ квазиаттракторов свидетельствует о том, что некоторые дети входят в область патологии, которая клинически еще и не проявляется. Однако параметры сенсомоторных функций уже сигнализируют о неудовлетворительной адаптации, отклонении от нормы. Очевидно, что при отъезде из санатория квазиаттрактор ВСОЧ сужается за счет нормализации всех функций организма для всех групп обследованных детей.

Характерно, что суммы элементов столбцов матрицы для девочек (1д) имеют абсолютный максимум в первом измерении (2,13 у.е.) и наименьшее значение на 3-м этапе измерении (1,32 у.е.). Однако в стохастике особых различий нет, хотя для 1д установлен максимум 5,87 у.е, а для 3д - абсолютный минимум 4,18 у.е. При этом амплитуда этих £ невелика (4,18-5,87 у.е.). Это еще раз подчеркивает большую проявляемость сдвигов функционального состояния организма при его оценке в гипотезе равномерного распределения (хаосе), чем в случае неравномерного распределения (традиционная стохастика). Это является общим выводом, вытекающим из анализа динамики изменений в пространстве и времени психофизиологических параметров ВСОЧ для всех наших измерений.

Литература

1. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве / В.М. Еськов [и др.]// Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212 от 13 сентября 2006 г. РОСПАТЕНТ. - Москва, 2006.

2. Еськов, ВМ. Способ корректировки лечебного или физкультурно-спортивного воздействия на организм человека в фазовом пространстве состояний с помощью матриц расстояний. / В.М. Еськов, В.В. Еськов, В.В. Козлова, М.А. Филатов // Приоритет № 2010124698/14 (035202) от 27.12.2010.

3. Исследование параметров сенсомоторных реакций и когнитивных функций человека в многомерном фазовом пространстве состояний / В.М. Еськов [и др.] // Свидетельство об

официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615024, РОСПАТЕНТ. - Москва, 2010.

4. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине. Часть IX. Биоинформатика в изучении физиологических функций жителей Югры.// Под ред. - 2011.

- В.М. Еськова, А.А. Хадарцева, Самара: Изд-во ООО «Офорт» (гриф РАН), 2011. - 173 с.

5. Филатов, М.А. Метод фазовых пространств в моделировании психофизиологических функций учащихся Югры. /М.А. Филатов// Самара: ООО «Офорт», 2010. - 130 с.

6. Хадарцев, А.А., Еськов В.М., Козырев КМ., Гонтарев С.Н. Медико-биологическая теория и практика. / Под ред. В.Г. Тыминского. - Тула: Изд-во ТулГУ - Белгород: ЗАО «Белгородская областная типография», 2011 - 232 с.

BIONFORMATIONAL MATRIX ANALYZES OF UGRA PUPILS PSYCHOPHYSIOLOGICAL FUNCTION

I.V. BUROV, YE.V. DROZHZHIN, D.S. YEFREMOV, V.V. YESKOV, M.A. FILATOV, Y.V. ROMANOVA

Surgut State University

A new method of bio-informational matrix analysis of interattractor distances is presented, providing, in particular, the comparison of psychophysiological functions at pupils' under different ecological condition. It is proved that before arrival to recreation zone of Russian South in the spring and after their rest the values of quasiattractor shifts in phase space of states are significant, which qualitatively and quantitatively characterizes the effect of sanitary measures.

Key words: matrix analysis, psychophysiological functions, Yugra.

УДК 796/799

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВИЗУАЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПОРТСМЕНОВ С ПОЗИЦИЙ СИНЕРГЕТИКИ

А.А. ХАДАРЦЕВ, Н.А. ФУДИН, И.Ю. РАДЧИЧ*

В статье изложены физиологические механизмы, лежащие в основе визуального восприятия при подготовке спортсменов. Дана характеристика восприятия, кодирования в сенсорных системах, описаны нейроны-детекторы. Сформулированы синергетические подходы к тренировкам спортсменов и их обучению с позиций третьей глобальной синергетической парадигмы. Описан физиологический нейроэсте-тический алгоритм. Определена креативность тропированного процесса, как проявление организованного хаоса.

Ключевые слова: спортивная подготовка, синергетика, нейроны-детекторы, сенсорные системы, синергетическая парадигма.

Окружающий мир воспринимается человеком специфическими сенсорными системами - анализаторами. Предметы и явления, действующие на анализатор, формируют субъективный образ предмета или явления. Процесс и результат формирования этого образа является восприятием. Восприятие — это процесс, начинающийся с момента действия раздражения и несущий информацию о времени воздействия стимула от объекта. Заканчивается восприятие опознанием, идентификацией объекта. Специфическая энергия стимулов (света, звука и пр.) преобразуется в нервной системе в универсальные коды, которые обеспечивают процесс обработки информации мозгом. Под кодами понимаются специфические формы организации импульсной активности нейронов, несущих информацию о качественных и количественных характеристиках действующего на организм стимула. Анализаторами являются рецепторы - чувствительные нервные образования, способные воспринимать из окружающей среды раздражения (внешние и внутренние) и перерабатывающие их в нервные сигналы. Внешние - экстерорецепторы - отвечают на зрительные, слуховые, обонятельные и др. раздражения. Так, в сетчатке глаза расположены рецепторы (палочки и колбочки), воспринимающие контрастность, освещенность, движение, размерность, цвет.

В сенсорных системах передача информации осуществляется изменением частоты разрядов нейронов и плотности импульсного потока, интервалов между импульсами, периодичностью пачек (групп импульсов), особенностями численности пачек, числом импульсов в них и пр. Существуют высокоспециализированные нервные клетки, избирательно реагирующие на сен-

* Тульский государственный университет, 300600, г. Тула, пр-т Ленина, д. 92

сорный сигнал - нейроны-детекторы, способные выделять отдельные признаки сложного сенсорного сигнала. Такие нейроны-детекторы хорошо исследованы в зрительной системе.

Простые, сложные и сверхсложные зрительные нейроны-детекторы локализуются в разных слоях коры головного мозга. Они избирательно реагируют на циклические движения или на поступательно-возвратные движения предметов, на приближение или удаление объектов, на цвета с длиной волны - избирательно на 480 нм (синий), 500 нм (зеленый) и 620 нм (красный). Имеются нейроны, реагирующие на синергичные стимулы различных сенсорных модальностей: зрительно-слуховые, зрительно-соматосенсорные и пр.

Используя метод регистрации вызванных потенциалов, было установлено наличие ранних специфических (экзогенных) в интервале 0-100 мс, оценивающих физические параметры стимула, и поздних неспецифических (эндогенных) компонентов - свыше 200 мс, отражающих когнитивную (от лат. cognitio - знание) оценку стимула. Среднелатентные компоненты (от 100 до 200 мс) отображают процессы синтеза сенсорной информации. При этом повторный возврат возбуждений представляет собой мозговую основу всех психических процессов - в соответствии с концепцией «информационного синтеза» А.М. Иваницкого (1986).

Взаимодействие структур мозга в обеспечении психических функций носит системный характер. Эстетика художественного творчества рассматривается как проявление психофизиологических, нейрофизиологических и нейрохимических процессов головного мозга человека. В материалах Ф. Тернера и Э. Попеля [6], приведены сведения о наличии в мозге особого механизма «самовознагражде-ния», связанного с областями центральной нервной системы (ЦНС), способными реагировать на опиоидные пептиды (эндорфины, энке-фалины) и другие гормоны удовольствия. Мозг создает четкие красивые модели окружающего мира, за которые сам себя вознаграждает. Способность к самоподкреплению, самовознаграждению мозга рассматривается как «главный механизм мотивации», запускаемый такими ценностями как «истина, добро и красота».

В восьмидесятых годах прошлого века возникла наука, получившая название синергетика, что в переводе с греческого означает совместное кооперативное действие. Эта наука носит интегрирующий характер, объединяя общими законами разные области наук: физику, химию, биологию, психологию, социальные науки, астрономию, философию и т.д. В частности, синергетика впервые сформулировала универсальные законы эволюции, справедливые как для физического (косного), так и для биологического (живого) мира и социума.

Синергетическая педагогика спорта - система взаимодействия тренера и спортсмена, обладающая эффектом нового качественного повышения творческого потенциала коллектива, обеспечивающая реализацию новой цели - обучения коллектива с получением побочного творческого продукта силами учащихся. При этом новые средства компьютерной среды оптимизирует коммуникацию и разработку информационного продукта. Такая педагогика спорта пользуется новыми методами обработки информации для реализации обучения [2], а также аккумулирует знания, отражающие особенности деятельности функциональных систем человеческого организма.

Имеется глубинное родство между деятельностью тренера и спортсмена. И то, и другое - являются формами творчества. Искусство тренера имеет дело с материальным «предметом» -биологическим объектом, который надо трансформировать в соответствии с поставленной целью (достижения определенного результата). Но обязательно - во взаимодействии с обучающимися, функциональные системы которого имеют хаотическую вири-антность и могут обеспечивать непредсказуемый результат.

Имеется достаточно доказательств того, что синергетика является третьей глобальной парадигмой (исторически: первая

- детерминистская, вторая - стохастическая). Недооценка этого факта учеными, политиками, деятелями культуры и искусства, всем интеллектуальным сообществом - тормозит динамичное развитие человечества в целом [3].

В науке существует полная определенность (в рамках детерминистской парадигмы), частичная неопределенность (в рамках стохастической парадигмы) и полная неопределенность (в рамках синергетической парадигмы).

Установлено, что структурная организация природных систем, в том числе и анатомическое строение человеческого тела, характеризуется наличием золотого сечения (ЗС) - объективная