Типология вегетативной адаптации к когнитивной нагрузке по динамике вариабельности сердечного ритма

Исследованы особенности динамики вариабельности сердечного ритма при решении когнитивных задач. У добровольцев проводили оценку функционального состояния по показателям сенсомоторных реакций, а затем регистрацию кардиоинтервалов до, во время и после решения задач. При анализе сердечного ритма выявлено два типа вегетативной адаптации к когнитивной деятельности: первый характеризуется снижением индекса напряжения (по Баевскому, 1984) и увеличением вариабельности сердечного ритма во время решения задач, наряду с увеличением суммарной спектральной мощности регуляторных влияний на ритм сердца; второй — большей вариабельностью ритма сердца, более высокой мощностью регуляторных влияний перед нагрузкой и увеличением индекса напряжения во время нагрузки при отсутствии других значимых изменений. Для данных типов вегетативной адаптации выявлены различные корреляционные связи между показателями сенсомоторных реакций и вариабельности сердечного ритма.

Успешность умственной, когнитивной деятельности во многом зависит от условий кровоснабжения и возбудимости головного мозга. Объемная скорость мозгового кровотока у здорового человека в значительной степени определяется сердечным выбросом (Ritz et al., 2013).

1. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А., Миронова Т.Ф., Прилуцкий Д.А., Семенов А.В., Федоров В. Ф., Флейшман А.Н., Медведев М.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (Часть 1) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65—87.
2. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе // М.: Наука, 1984. 221 с.
3. Бань А.С., Загородный Г.М. Вегетативный показатель для оценки вариабельности ритма сердца спортсменов // Медицинский журнал. 2010. № 4. С. 127—130.
4. Данилова Н.Н., Коршунова С.Г., Соколов Е.Н. Показатели сердечного ритма при решении человеком арифметических задач // Журнал высшей нервной деятельности имени И.П. Павлова. 1994. Т. 44. № 6. С. 932—943.
5. Данилова Н.Н., Астафьев С.В. Изменения вариабельности сердечного ритма при информационной нагрузке // Журнал высшей нервной деятельности имени И.П. Павлова. 1999. Т. 49. № 1. С. 28—38.
6. Дегтярев В.П., Раевская О.С., Шишелова А.Ю., Климина Н.В., Алексанян О.В. Физиология трудовой деятельност: учеб. пособие. М., 2009, ВНУМЦ, 56 с.
7. Джебраилова Т.Д., Коробейникова И.И., Дудник Е.Н., Каратыгин Н.А. Вегетативные корреляты индивидуальных различий временных параметров и результативности интеллектуальной деятельности человека // Физиология человека. 2013. Т. 39. № 1. С. 94—102.
8. Каплан А.Я., Шишкин С.Л. Кардиосинхронные феномены работы мозга: Психофизиологические аспекты // Научные доклады высшей школы. Сер. Биологические науки. 1992. № 10. С. 5—24.
9. Котельников С.А., Ноздрачев А.Д., Одинак М.М., Шустов Е.Б., Коваленко И.Ю., Давыденко В.Ю. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах // Физиология человека. 2002. Т 28. № 1. С. 130—143.
10. Крылов А.К., Александров Ю.И. Методы экспериментального исследования в парадигмах активности и реактивности // Современная экспериментальная психология: в 2 т. / Под ред. В.А. Барабанщикова. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2011. Т. 1. С. 463—478.
11. Ларионова Е.Л., Викулов А.Д. Некоторые особенности срочной адаптации организма спортсменов к стрессовой нагрузке // Ярославский педагогический вестник. 2005. № 1. С. 45—51.
12. Лоскутова А.Н., Максимов А.Л. Вариабельность сердечного ритма у подростков с различным уровнем активности вегетативной нервной системы при ортостатической пробе // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2013. № 4. С. 104—110.
13. Мартынова О.В., Роик А.О., Иваницкий Г.А. Изменение некоторых показателей функционирования сердечно-сосудистой системы при различных мыслительных операциях // Физиология человека. 2011. Т. 37. № 6. С. 35—41.
14. Машин В.А. К вопросу классификации функциональных состояний человека // Экспериментальная психология, 2011. Т. 4. № 1. C. 40—56.
15. Ноздрачев А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова И.А. и др. Общий курс физиологии человека и животных. Физиология висцеральных систем / Под ред. А.Д. Ноздрачева. М.: Высшая школа, 1991. 528 с.
16. Усенко А.Б., Кузьмина К.А. Особенности произвольной саморегуляции поведения младших подростков с разными типами вегетативного реагирования // Психологические исследования. 2012. Т. 5. № 24. С. 1—18.
17. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н. К вопросу о методических подходах к анализу вариабельности сердечного ритма // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2008. Т. 1. № 6. С. 1—17.
18. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н. Анализ вариабельности сердечного ритма и дисперсионного картирования ЭКГ у участников параллельных исследований «Марс-500» с разными преобладающими типами вегетативной регуляции (Ижевская экспериментальная группа) // Вестник Удмуртского университета. Серия «Биология. Науки о Земле». 2012. Вып. 1. С. 109—113.
19. Capuana L.J., Dywan J., Tays W.J., Elmers J.L., Witherspoon R., Segalowitz S.J. Factors influencing the role of cardiac autonomic regulation in the service of cognitive control // Biol Psychol. 2014. Vol. 102. P. 88—97. doi: 10.1016/j.biopsycho.2014.07.015
20. Elliot A.J., Payen V., Brisswalter J., Cury F., Thayer J.F. A subtle threat cue, heart rate variability, and cognitive performance // Psychophysiology. 2011. Vol. 48. № 10. Р. 1340—5. doi: 10.1111/j.1469- 8986.2011.01216.x.
21. Jennings J.R., Allen B., Gianaros P.J., Thayer J.F., Manuck S.B. Focusing neurovisceral integration: Cognition, heart rate variability, and cerebral blood flow // Psychophysiology. 2015 Vol. 52. № 2. P. 214— 224. doi: 10.1111/psyp.12319
22. Hayano J., Yasuma F. Hypothesis: respiratory sinus arrhythmia is an intrinsic resting function of cardiopulmonary system // Cardiovascular Research. 2003. Vol. 58. Issue 1. P. 1—9.
23. Malik M., Thomas Bigger J., Camm A.J., Kleiger R.E., Malliani A., Moss A.J., Schwartz P.J. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Circulation. 1996. Vol. 93. № 5. P. 1043—1065.
24. McCraty R., Shaffer F. Heart Rate Variability: New Perspectives on Physiological Mechanisms, Assessment of Self-regulatory Capacity, and Health Risk // Global advances in health and medicine. 2015. Vol. 4. № 1. P. 46—61.
25. Pfurtscheller G., Grabner R.H., Brunner C., Neuper C. Phasic heart rate changes during word translation of different difficulties // Psychophysiology. 2007. Vol. 44. № 5. P. 807—813.
26. Ritz K., van Buchem M.A., Daemen M.J. The heart-brain connection: mechanistic insights and models // Neth Heart J. 2013. Vol. 21. № 2. P. 55—57. doi: 10.1007/s12471-012-0348-9.
27. Stenfors C.U., Hanson L.M., Theorell T., Osika W.S. Executive Cognitive Functioning and Cardiovascular Autonomic Regulation in a Population-Based Sample of Working Adults // Front Psychol. 2016. Vol. 7: article 1536. P. 1—13. doi: 10.3389/fpsyg.2016.01536
28. Takada M., Ebara T., Sakai Y., Kuwano Y. Stationarity of the heart rate variability by acceleration plethysmography: short-term measurements of healthy young males in daily life // J Hum Ergol (Tokyo). 2009. Vol. 38. № 2. P. 41—50.
29. Taylor L., Watkins S.L., Marshall H., Dascombe B.J., Foster J. The Impact of Different Environmental Conditions on Cognitive Function: A Focused Review // Front Physiol. 2016. Vol. 6: article 372. P. 1—12. doi: 10.3389/fphys.2015.00372
30. Thayer J.F., Lane R.D. Claude Bernard and the heart-brain connection: further elaboration of a model of neurovisceral integration // Neurosci Biobehav Rev. 2009. Vol. 33. № 2. P. 81—88. doi: 10.1016/j. neubiorev.2008.08.004.
31. Tsunoda K., Chiba A., Chigira H., Yoshida K., Watanabe T., Mizuno O. Online estimation of a cognitive performance using heart rate variability // Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2016 P. 761—765. doi: 0.1109/EMBC.2016.7590813.

PlumX

Метрики публикации