Возрастные особенности нейродинамических показателей мальчиков-подростков аборигенной популяции Магаданской области

В процессе роста и развития организм человека тесно взаимодействует с окружающей средой.

В сензитивные периоды, к которым относится подростковый, организм особенно чувствителен к неблагоприятным воздействиям. В период полового развития нейроэндокринные перестройки воздействуют на темпы формирования нейродинамичес- ких свойств ЦНС (реактивность, динамичность, уравновешенность) [Марютина, 2004]. В свою очередь, ЦНС чутко реагирует на любые неблагоприятные изменения в окружающей среде, обеспечивая процесс адаптации к физическим и умственным нагрузкам на новом уровне функционирования организма [Нейрофизиологические исследования в, 1978]. Формирование психофизиологического статуса детей и подростков, проживающих на Северо-Востоке России, зависит от комплекса негативных природно­климатических и экологических факторов, предъявляющих повышенные требования к их функциональным системам, а также влияющих на скорость морфофункционального созревания организма [Обреимова, 2000]. Ряд авторов [Губарева, 2007; Мантрова, 2006] отмечают большие индивидуальные колебания в становлении основных свойств нервной системы, влияющие на формирование устойчивых характеристик личности и когнитивных процессов. В период с 12—13 до 15— 17 лет у подростка наблюдается повышенная возбудимость ЦНС, нестабильность нервных процессов, значительное ухудшение дифференцировки условных раздражителей [Нейрофизиологические исследования в, 1978]. Происходит нарушение кровоснабжения мозга, с чем связаны быстрое утомление и развитие депрессивных состояний. На фоне ослабления деятельности коры идет усиление подкорковой активности. Эти функциональные изменения приводят к психической неуравновешенности, затруднению восприятия новой информации, мешают справляться с учебными нагрузками, увеличивают невротизацию и конфликтность подростка. К 16—17 годам морфофункциональное созревание всех систем организма человека подходит к завершению, происходит стабилизация гормонального баланса, повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности, уменьшаются латентные периоды реакции на раздражители, усиливается внутреннее торможение, вследствие чего высшая нервная деятельность нормализуется [там же].

Для нормального развития психофизиологических функций на каждом отдельном этапе онтогенеза необходимы оптимальные условия. Степень развития психофизиологических функций определяется как генетическими факторами, так и социальной средой [Марютина, 2004]. Остаются недостаточными сведения о психофизиологических механизмах, которые обеспечивают приспособительный характер развития на каждом этапе онтогенеза человека в гипокомфорт- ных климато-географических условиях Северо-Востока. Известно, что в условиях хронического стресса, связанного с экстремальными климато-географическими условиями Севера, в процессе учебной деятельности дополнительно возрастают требования к адаптационным возможностям организма детей и подростков. В случае несоответствия адаптационных функциональных возможностей требованиям среды происходит нарушение нервно-психического и физического развития, поведенческая дизадапта­ция [проблемы и перспективы, 2007; Губарева, 2007]. Литературные данные свидетельствуют о сдвиге сроков полового созревания детей Европейского Севера на более поздний возраст и более позднее формирование морфофункциональной организации головного мозга [Обреимова, 2000]. По сравнению со среднеевропейскими нормами, развитие психофизиологических функций у детей аборигенных популяций Севера отстает в среднем на 2,5 года, а у русских — на 1,5 года [там же]. Отмечается характерное для аборигенных популяций восприятие меньшего объема информации в единицу времени, малоподвижность и ригидность психического темпа, замедленная реакция на стимулы [Артеменко; Литвинова, 2006]. Эти факторы обеспечивают возможность сохранения и восстановления оптимального уровня работоспособности в суровых условиях Севера, однако препятствуют адаптации детей аборигенной популяции к процессу обучения в общеобразовательной школе [Литвинова, 2006].

Время сенсомоторных реакций является важным показателем функционального состояния ЦНС [Быков, 2001; Небылицын, 1966], поскольку в значительной степени определяется функциональным состоянием и индивидуально-типологическими свойствами нервной системы обследуемого. При увеличении скорости сенсомоторной реакции диагностируется большая подвижность нервной системы. Подвижность нервных процессов является одним из показателей психического развития детей, определяет скорость центральной переработки информации и характер стрессоустойчивости к изменяющимся условиям среды [Мантрова, 2006; Марютина, 2004]. В то же время сведения о возрастной динамике нейродинамиче- ских свойств детей аборигенных популяций, проживающих в условиях Северо-Востока России, практически отсутствуют.

На основании вышеизложенного вытекает необходимость определения индивидуально-типологических особенностей нейродинамических показателей аборигенного населения Севера в процессе онтогенеза. Цель настоящего исследования — оценить нейро- динамические свойства и функциональное состояние ЦНС по параметрам времени и точности сенсо­моторных реакций у мальчиков-подростков аборигенных популяций Севера.

Метод

В обследовании приняли участие 81 подросток из числа аборигенной популяции (42 эвена и 39 коряков — 95 % списочного состава) мужского пола 12— 17 лет, обучающихся в школе-интернате п. Эвенск Магаданской области. Большая часть детей проживает с родителями в поселке, остальные (19 человек) — в школе-интернате. Исследование проводилось в IV четверти учебного года. В ходе исследования подростки были разделены на три возрастные группы (M ± m): 1-я группа — 12—13 лет (средний возраст 12,9 ± 0,08); 2-я — 14—15 лет (14,9 ± ± 0,01); 3-я — 16—17 лет (16,8 ± 0,25).

Оценку нейродинамических характеристик проводили в первой половине дня, в кабинете психолога, с помощью аппаратно-программного комплекса «НС-ПсихоТест» фирмы «Нейрософт» (г. Иваново). Определяли время реакции (ВР) простой и сложной сенсомоторных реакций. Реализация методики ПЗМР (простая зрительно-моторная реакция) производилась следующим образом. Обследуемому последовательно предъявлялись световые сигналы красного цвета. При появлении сигнала обследуемый должен как можно быстрее нажать на соответствующую кнопку зрительно-моторного анализатора, стараясь при этом не допускать ошибок (ошибками считаются преждевременное, до появления сигнала, нажатие кнопки и пропуск сигнала). Оценка результатов сенсомоторных реакций производилась на основании среднего значения (М), отражающего среднюю скорость зрительно-моторных реакций, и стандартного отклонения (SD), которое является показателем стабильности сенсомоторного реагирования [Лобова, 2007].

На АПК «НС-ПсихоТест» по методике ПЗМР на основании соответствия нестандартных статистических показателей состоянию обследуемого вычислялись количественные критерии, по Т. Д. Лоскутовой [Небылицын, 1966], которые характеризуют с различных сторон текущее функциональное состояние ЦНС: функциональный уровень системы (ФУС), устойчивость реакции (УР) и уровень функциональных возможностей (УФВ). Величина ФУС определяется положением вариационной кривой относительно оси абсцисс, т. е. абсолютными значениями времени ПЗМР. Величина УР — обратно пропорциональна показателю рассеивания времени реакции, интерпретируется как устойчивость состояния ЦНС. Критерий УФВ связан с асимметрией, позволяет судить о способности обследуемого формировать адекватную заданию функциональную систему и достаточно длительно ее удерживать.

Также на АПК определялся коэффициент точности Уиппла — соотношение ошибок и правиль­
ных нажатий, который вычисляется по формуле КТ =_NN_ +-_ RR_, где N — число измерений (предъявленных сигналов), R — количество правильных нажатий, P — количество ошибок. Чем меньше показатель КТ, тем выше степень точности выполнения заданий [Лобова, 2007].

Реакция выбора (РВ) относится к сложным сен­сомоторным реакциям и поэтому характеризуется большим значением времени. При выполнении пробы потенциально высокая концентрация внимания моделирует психоэмоциональное напряжение. Обследуемому предъявляли световые сигналы красного и зеленого цвета. На один сигнал требовалось реагировать нажатием левой кнопки на зрительно-моторном анализаторе, на другой сигнал — правой кнопки, последовательность сигналов различного цвета случайна. Цель методики — определение времени реакции с условием анализа их цвета и выбора. Также определяли количество ошибок на дифферен- цировочный сигнал и величину коэффициента точности Уиппла (КТ).

Обработка полученных данных проводилась стандартными методами с помощью программы «Statistica for Windows 6.0». Для каждого изучаемого параметра вычислялись среднее арифметическое (М), ошибка репрезентативности средней (m). Для сравнения групп в зависимости от типа распределения показателей использовался t-критерий Стьюдента или U-критерий Манна-Уитни. Для оценки степени связи между исследованными показателями использовались коэффициенты корреляции Пирсона и Спирмена.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты исследования подростков представлены в таблице. Данные показали наличие возрастной динамики в сторону укорочения времени ПЗМР и его среднеквадратического отклонения (SD). С возрастом у мальчиков-аборигенов среднее ВР сокращалось на 32 мс и 42 мс, соответственно. Происходит естественное совершенствование нейродинамических функций, увеличивается подвижность и уравновешенность нервных процессов. В то же время средние показатели ВР ПЗМР во всех возрастных группах превышали среднеширот­ные возрастные нормы, прилагаемые к АПК «НС- ПсихоТест» (273 мс для 1-й и 2-й групп; 233 мс для 3-й группы) [Лобова, 2007]. Можно говорить о некотором запаздывании сроков созревания и инертности нервных процессов у обследуемых подростков аборигенной популяции, по сравнению со сверстниками средних широт.

Показатель SD сенсомоторных реакций, характеризующий уравновешенность нервных процессов, в возрасте 12—13 лет имел наибольшие значения и к старшему возрасту уменьшался в среднем на 30 мс (см. табл.). Соответственно, соотношение между возбуждением и торможением стабилизировалось. В два раза (p < 0,05) снижался показатель КТ ПЗМР (см. табл.), соответственно, увеличивалась степень точности выполнения заданий, которая, в свою очередь, определяется силой и уравновешенностью нервных процессов и свидетельствует об усилении устойчивости внимания.

Таблица 

Нейродинамические показатели мальчиков-аборигенов Магаданской области (M ± m)

О неуравновешенности нервных процессов с преобладанием силы возбуждения в подростковом периоде свидетельствует также преобладание ошибок опережений, т. е. преждевременных реакций, над за­паздываниями. Так, у мальчиков 1-й и 2-й групп (см. табл.) количество преждевременных реакций на стимул значимо преобладало над количеством запаз­дываний (p < 0,05). Несмотря на значимое снижение (p < 0,05) опережающих реакций к 14—15 годам, преобладание силы возбуждения в этой возрастной группе сохраняется. К 16—17 годам число опереже­ний уже незначительно превышает число запаздыва­ний. Таким образом, с возрастом происходит закономерное улучшение баланса и силы нервных процессов, а также увеличение подвижности нервных процессов.

Реакция выбора характеризуется более высокими значениями времени, чем ПЗМР. При ее выполнении больше отражается общий уровень психоэмоционального напряжения обследуемого [Лобова, 2007]. Время реакции, точность выполнения сложной реакции выбора (КТ РВ) и количество ошибок на предъявление дифференцировочных сигналов являются одним из объективных критериев функционального состояния ЦНС, характеризуют устойчивость человека к стрессовым воздействиям окружающей среды [Быков, 2001; Лобова, 2007]. В нашем исследовании (см. табл.) во всех группах подростков среднее ВР РВ и SD не превышало сред­неширотных возрастных норм (493 мс и 129 мс, соответственно для показателей) [Лобова, 2007]. Прослеживается возрастное уменьшение среднегруппового значения ВР к 14—15 годам на 60 мс и его стабилизация в 16— 17 лет. В этот период наблюдается также тенденция к улучшению показателя точности выполнения задания. Во всех изучаемых группах показатель КТ РВ имел достаточно высокую корреляционную положительную силу связи с количеством ошибок на дифференцировку (r = 0,72—0,76, p < 0,01) и количеством опережающих реакций (r = 0,56—0,58, p < 0,01). Точность выполнения заданий происходит за счет уменьшения ошибочных опережающих и дифферен- цировочных реакций, улучшения концентрации внимания, которое обусловлено силой и уравновешенностью нервных процессов.

По показателю количества ошибок на дифференцировку (т. е. количество ошибочных реакций на подачу дифференцировочного сигнала) можно судить о степени развития дифференцировочного торможения [Быков, 2001]. При оценке этого показателя было установлено, что у всех обследуемых подростков средне­групповые показатели (см. табл.) соответствовали достаточно низкому уровню функционального состояния ЦНС [Быков, 2001] и ослаблению тормозных процессов обследуемых. Корреляционный анализ показал отрицательную взаимосвязь ВР РВ с количеством ошибок на дифференцировку (r = -0,41, p < 0,02) и с КТ РВ (r = -0,44, p < 0,01) во 2-й группе. Чем больше время реакции при выполнении методики РВ у подростков 14—15 лет, тем точнее они выполняют задание и допускают меньшее количество ошибок. По-видимому, наблюдаемое в нашем исследовании укорочение ВР сложной сенсомоторной реакции во 2-й группе при достаточно большом числе ошибок может говорить о некоторой задержке у этих подростков выработки дифференцировочного торможения, а также низкой концентрации внимания. Индивидуальный разброс числа ошибок у обследуемых подростков был от 1 до 13. Причем у 40 % мальчиков 1-й и 2-й групп и у 18 % подростков 3-й группы были зарегистрированы до 7—13 ошибочных реакций, что, согласно данным литературы [Быков, 2001], соответствовало очень плохому функциональному состоянию ЦНС и слабому развитию дифференцировочного торможения. Поскольку дифференцировочное торможение обладает большой хрупкостью, при воздействии различного рода неблагоприятных факторов, психоэмоциональных и физических перегрузках, а также при заболеваниях его сила значительно ослабевает [Мантрова, 2006]. Показано [Быков, 2001], что подростки, проживающие в городе с неблагоприятными экологическими условиями окружающей среды, при выполнении зрительно-моторной реакции допускали значимо большее количество ошибок на дифференцировку, по сравнению с контрольной группой учащихся из благоприятного региона.

Таким образом, для обследуемых подростков аборигенной популяции в основном характерна низкая подвижность нервных процессов, низкое текущее функциональное состояние ЦНС, нарушение процессов внутреннего торможения, ослабленное внимание. Так как дифференцировочное торможение играет значительную роль в овладении образовательными навыками (анализ, выбор, сравнение), усвоении норм поведения, то нарушение этого процесса может негативно отразиться на успешности обучения школьников аборигенной популяции, их адаптации к социальной среде. В гипокомфортных условиях Севера предъявление дополнительных требований к психофизиологическим ресурсам подростков приводит к снижению стрессоустойчивости организма в целом. Вследствие этого у лиц аборигенной популяции в пубертатный период существует вероятность ухудшения психофизиологического состояния, формирование психосоматических расстройств, развитие дезадаптации.

При изучении функции ЦНС по критериям, характеризующим функциональный уровень системы (ФУС), устойчивость реакции (УР) и уровень функциональных возможностей (УФВ) [Небылицын, 1966], у обследуемых подростков выявлено значительное улучшение средних показателей к 14—15 годам (p < 0,05), которые оставались стабильными к 16—17 годам. Критерий ФУС характеризует текущее функциональное состояние ЦНС, степень развития утомления под влиянием факторов окружающей среды; УР рассматривается как критерий устойчивости состояния ЦНС; УФВ является наиболее полной характеристикой состояния ЦНС и позволяет судить о ее способности сформировать и достаточно долго удерживать соответствующее функциональное состояние [Лобова, 2007; Небылицын, 1966]. Поскольку величина этих критериев тем больше, чем меньше вариабельность значений ПЗМР, то логично, что с возрастом, когда происходит укорочение времени реакции сенсомоторных реакций, показатели функционального состояния ЦНС улучшаются. Однако в каждой возрастной группе аборигенов выявлялись лица с низким функциональным уровнем ЦНС: в 1-й группе более 50 % обследуемых, во — 2-й — 13 % и 27 % — в 3-й группе. Состояние этих подростков характеризуется ослабленным вниманием, повышенной утомляемостью, ухудшением временных и точностных параметров деятельности в целом, снижением работоспособности функции ЦНС. Такое функционирование ЦНС способно неблагоприятно отразиться не только на учебной деятельности, но и на эффективности психо-социальной и психофизиологической адаптации школьников-аборигенов.

В целом у подростков к 16—17 годам происходит улучшение показателей времени и точности сенсо­моторных реакций, совершенствование нейродина- мических свойств ЦНС. При этом на каждом этапе онтогенеза выявляются лица, испытывающие значительное психофизиологическое напряжение. В младшем подростковом возрасте нервную систему мальчиков-аборигенов отличает относительная слабость, неуравновешенность и высокая возбудимость, а также низкая концентрация внимания на фоне низкого текущего функционального состояния ЦНС. В 14— 15 лет происходит увеличение силы и подвижности нервных процессов, но продолжают преобладать процессы возбуждения. Однако по сравнению со среднеширотными нормами, нервные процессы подростков остаются достаточно инертными. В ситуации психоэмоционального напряжения у 40 % подростков наблюдается нарушение дифференцировоч- ного торможения, развитие умственного утомления, снижение устойчивости и концентрации внимания.

Таким образом, в подростковый период мальчики аборигенных популяций 12—15 лет особенно подвержены влиянию различных неблагоприятных факторов, в том числе учебных нагрузок. Функциональные возможности нейродинамических свойств ЦНС школьников-аборигенов в основном не могут соответствовать традиционным требованиям общеобразовательной школы, где достаточно высокая интенсивность и увеличивающийся объем учебной нагрузки. В итоге психофизиологическая «цена» адаптации проявляется в снижении функциональных резервов ЦНС, снижении концентрации внимания, развитии умственного и физического утомления.

Полученные данные основных нейродинамичес- ких функций мальчиков-подростков свидетельствуют о необходимости психофизиологического мониторинга на критическом этапе индивидуального возрастного развития детей аборигенных популяций. Образовательным учреждениям следует уделять особое внимание выбору стратегии обучения с учетом особенностей нейродинамических свойств нервной системы детей северных народностей, что обеспечивало бы оптимальный темп усвоения школьной программы, эффективность обучения и в целом их психофизиологическое благополучие.

Выводы

1.    Полученные результаты указывают на преобладание инертности нервных процессов у мальчиков аборигенных популяций.

2.    Выявлена положительная возрастная динамика нейродинамических показателей и количественных критериев функционального состояния ЦНС — ФУС, УР, УФВ.

3.    В каждой возрастной группе подростков-аборигенов выявляются лица с низким текущим функциональным уровнем ЦНС. В 1-й группе более 50 % обследуемых, во-2-й — 13 % и 27 % — в 3-й группе. При этом у 40 % обследуемых 12—15 лет и у 18 % подростков 16—17 лет зарегистрировано снижение способностей к выработке дифференцировочных реакций.