Введение к работе
Актуальность. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ)
является распространенной мозговой дисфункцией у детей и подростков.
Согласно DSM-IV (1994) и МКБ-10 (1994), дети, страдающие этой мозговой
дисфункцией, невнимательны, импульсивны, гиперактивны, плохо
адаптируются в обществе и часто проявляют аддиктивное поведение. По данным различных авторов, симптомы СДВГ в основном проявляются до 6 лет и определяются у 5-30% детей (Л.С.Чутко, 2007; M.Fitzgerald et al., 2007). Несмотря на то что ранняя диагностика и коррекция СДВГ более эффективна, количество исследований, посвященных данной проблеме, ограничено (А.О.Бадалян с соавт., 1993; В.Р.Кучма с соавт., 1997; А.Б.Трембач с соавт., 2004; Н.Н.Заваденко, 2005; N.Watemberg et al., 2007).
По современным представлениям лечение СДВГ является комплексным и включает медикаментозные препараты, психологические тренинги, комплексы лечебной физической культуры и др. (Л.С.Чутко с соавт., 2002; Ю.Д.Кропотов, 2005; М.М.Безруких, 2009). Однако такой подход не всегда дает выраженный положительный эффект и не имеет длительного действия. Используемые в настоящее время методы количественной электроэнцефалографии позволили достаточно эффективно осуществлять коррекцию СДВГ за счет восстановления 9 / Р индекса ЭЭГ посредством биологической обратной связи (И.С.Никишена с соавт., 2004; Yu.Kropotov, 2008). Однако широкого распространения данный метод в Российской Федерации не получил. Поэтому разработка новых подходов к коррекции СДВГ актуальна, особенно у детей периода первого детства, и представляет существенный теоретический и практический интерес. Экспериментальные данные, представленные на трех международных конгрессах Gate & Mental Function, убедительно показали тесную взаимосвязь моторных и ментальных функций при различных видах патологии ЦНС у человека (L.A.Zhaworokova et al., 2008), в том числе при СДВГ (A.Trembach et al., 2006, 2008, 2010). У детей с СДВГ выявляются нарушения не только в психической, но и в двигательной сферах (D.L.Weeks et al, 2003; M.Miyahara et al., 2006; M.Licari et al., 2006; M.Licari, 2008), в частности в формировании позной устойчивости (М.А.Беляев, 2003; И.Н.Пушкарева, 2006). Однако исследования динамики позной устойчивости, уровня внимания,
импульсивности у детей периода первого детства фрагментарны, их функциональные взаимосвязи изучены не достаточно (Е.И.Курочкина, 2005; Д.В.Скворцов, 2007). Отсутствуют систематические исследования влияния моторного обучения новым двигательным навыкам на уровень внимания и импульсивности у детей периода первого детства. В то же время стабилофафиический метод используется не только в качестве диагностики, но и при реабилитации больных с заболеваниями ЦНС (К.И.Установа с соавт., 2000; Vl.Usachev, 2008). Поэтому проблема коррекции ментальных функций за счет тренинга позной устойчивости посредством биологической обратной связи у детей с СДВГ актуальна и перспективна. Ее решение позволит разработать новые подходы к коррекции данной мозговой дисфункции.
Объект исследования - физиологические закономерности взаимосвязи ментальных и моторных функций у детей периода первого детства с различным уровнем внимания и импульсивности.
Предмет исследования - коррекция ментальных функций у детей
периода первого детства с повышенным уровнем невнимательности и
импульсивности за счет совершенствования моторных координации на примере
тренинга позной устойчивости. . ::
Цель исследования - физиологическое обоснование коррекции ментальных функций у детей периода первого детства посредством тренинга позной устойчивости.
Гипотеза. На международных кошрессах, посвященных синдрому дефицита внимания с гаперактивностью (Вюртцбург, 2007, Вена, 2009), представлены экспериментальные доказательства тесной взаимосвязи ментальных и моторных дисфункций у детей с СДВГ (A.Trembach ct al., 2007; O.Fricke et al., 2009;. A.Trembach et al., 2009). Нейрофизиологические исследования (L.Tamm et al., 2004; J.Yordanova et al., 2006; S.Suskauer et al., 2008) свидетельствуют, что общее и селективное внимание, рабочая память, планирование и контроль произвольных движений у человека преимущественно обусловлены деятельностью определенных мозговых структур коры головного мозга (лобные доли, первичная моторная кора, нижнетеменные области) и ближайшей подкорки. Методы количественной электроэнцефалографии позволили обнаружить, что у детей с СДВГ в состоянии покоя мощность спектра ЭЭГ в 0 диапазоне выше, в р - ниже, чем у
их здоровых сверстников (V.Monastra et al., 2001). При поддержании ортоградной позы высокочастотные ритмы ЭЭГ у детей с СДВГ также существенно снижены в корковых областях, ответственных за планирование и реализацию двигательных актов (A.Trembach et al., 2007). Тренинг позной устойчивости у здоровых детей периода первого детства повышает мощность спектра ЭЭГ в высокочастотных диапазонах (ATrembach et al., 2005а; 2005b). Аналогичные изменения электрической активности головного мозга выявлены у детей с СДВГ при коррекции ритмов ЭЭГ посредством биологической обратной связи (Yu. Kropotov, 2008). Поэтому можно предположить, что тренинг позной устойчивости у детей 4-7 лет с СДВГ будет способствовать снижению проявлений данной мозговой дисфункции. Задачи исследования:
Определить влияние моторных задач различной сложности на позную устойчивость у мальчиков 3-7 лет.
Выявить специфику возрастной динамики и разработать нормативные данные индексов теста длительно выполняемой деятельности (Test of Variables of Attention - T.O.V. А.) у детей 4-7 лет.
Исследовать наличие функциональных связей между показателями позной устойчивости и уровнем внимания, импульсивности у детей 4-7 лет.
Выявить особенности поддержания позной устойчивости у детей 6 лет с различным уровнем внимания и импульсивности.
Разработать методику тренинга позной устойчивости посредством биологической обратной связи у детей 6 лет.
Определить особенности влияния тренинга позной устойчивости на постуральный контроль, уровень внимания, импульсивности, времени двигательной реакции и ее изменчивости у детей 6 лет.
Научная новизна исследования. Впервые показан вклад произвольных и непроизвольных регуляций в контроль функции равновесия и модулирующий характер динамики позной устойчивости у детей 3-7 лет при усложнении постуральных моторных задач. Рассчитаны возрастные нормативные данные теста длительно выполняемой деятельности (T.O.V.A.) для детей периода первого детства, позволяющие проводить массовые обследования для предварительного выявления лиц с нарушениями внимания и импульсивности. Установлен различный уровень взаимосвязи ментальных и моторных функций -
между индексами T.O.V.A. и основными показателями позной устойчивости -при произвольном и непроизвольном контроле вертикальной позы у детей 4-7 лет. Обнаружены существенные изменения показателей позной устойчивости у детей в зависимости от уровня внимания и импульсивности. Экспериментально доказано положительное влияние моторного обучения посредством биологической обратной связи на компьютерном стабилоанализаторе «Стабилан-01» на уровень внимания и импульсивности у детей 6 лет с СДВГ. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Динамика позной устойчивости у детей периода первого детства,
зависит от сложности решения постуральной моторной задачи и обусловлена
доминированием определенной сенсорной системы (зрительной,
проприоцептивной, вестибулярной) в исследуемые временные интервалы
онтогенеза. При усложнении моторных задач возрастная динамика позной
устойчивости приобретает модулирующий характер.
Произвольная регуляция - поддержания вертикальной позы у детей 3-7 лет оказывает существенное позитивное или негативное влияние на уровень позной устойчивости в зависимости от сложности решения моторной задачи: на устойчивой опоре она способствует повышению, на неустойчивой - снижению постурального баланса. Выявленные факты обусловлены тесным взаимодействием ментальных и двигательных функций, обеспечивающих формирование и поддержание позной устойчивости.
Нормативные данные внимания, импульсивности, времени двигательной реакции и ее изменчивости имеют специфическую возрастную динамику. По показателям T.O.V.A. у детей 4-7 лет скорость мыслительных процессов, уровень внимания и его устойчивость с возрастом повышаются, а импульсивность снижается.
Максимально выраженные функциональные связи между показателями T.O.V.A. и СКГ выявляются у детей 4-7 лет в условиях произвольной регуляции позной устойчивости.
У детей с СДВГ позная устойчивость по показателям СКГ существенно ниже, чем у их здоровых сверстников.
Разработанный метод тренинга позной устойчивости способствует совершенствованию ментальных и моторных функций у детей периода первого детства с СДВГ.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что она расширяет существующие представления о механизмах взаимосвязи ментальных и моторных функций в норме и при патологии ЦНС у детей периода первого детства. Установленные закономерности развития устойчивости в вертикальной позе с учетом половой принадлежности, ежегодной динамики в различных условиях зрительного контроля позволили определить темпы включения коры больших полушарий в произвольную регуляцию ортоградной позы, а также сделать заключение о ведущей роли зрительной афферентации в механизмах центральной организации позной устойчивости в исследуемый период онтогенеза. Выявленная возрастная динамика ментальных функций у детей периода первого детства и экспериментально доказанные наиболее выраженные функциональные связи между ментальными функциями и позной устойчивостью при произвольном контроле вертикальной позы позволили физиологически обосновать эффективность проведения тренинга позной устойчивости посредством зрительной биологической обратной связи, который оказывает положительное влияние на динамику моторных и ментальных функций у детей с СДВГ.
Практическая значимость данного исследования состоит в том, что выявленные закономерности возрастной динамики ментальных (скорость мыслительных процессов, импульсивность, уровень внимания) и моторных функций по показателям позной устойчивости могут быть использованы для дальнейшего изучения физиологических механизмов организации ортоградной позы у детей периода первого детства в норме и при патологии в соответствующих научных лабораториях, а также стать основанием для расширения комплекса функциональных исследований с целью медико-биологического контроля формирования ментальных и двигательных функций и своевременной диагностики патологии ЦНС на ранних этапах онтогенеза. Разработанные возрастные нормы внимания, импульсивности, времени двигательной реакции и ее изменчивости, позволяющие объективно количественно оценивать ментальные функции у данного контингента, могут быть использованы в качестве скрининговых процедур у детей с подозрением на СДВГ. Экспериментально обоснован новый эффективный методический подход к коррекции СДВГ посредством совершенствования позной устойчивости на компьютерном стабилоанализаторе «СтабиланОІ».
Внедрение результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе статья в журнале «Теория и практика физической культуры», входящем в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Результаты диссертационного исследования внедрены в коррекционно-воспитательный процесс МДОУ «Центр развития ребенка детский сад № 131» г. Краснодара.
Научные и практические результаты диссертационного исследования включены в лекционные курсы образовательного процесса подготовки специалистов на кафедрах физиологии, биомеханики и дошкольного образования Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены и доложены на I International Congress Gait & Mental function. Interplay between walking, behavior and cognition (Madrid, 2006), Annual Neuroscience Meeting (Atlanta, 2006), V международной конференции студентов и молодых ученых (Москва, 2006), Annual Meeting of Human Brain Mapping (Chicago, 2007), конференции грантодержателей регионального конкурса Российского гуманитарного научного фонда и администрации Краснодарского края «Северный Кавказ: традиции и современность» (Краснодар, 2007), II International Congress Gait & Mental function ^Amsterdam,--2008), Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы адаптивной физической культуры, адаптивного спорта и физической реабилитации» (Краснодар, 2009).
Работа выполнена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда и администрации Краснодарского края (проект № 07-06-38612 а/Ю).
Струюура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, приложений и актов внедрения. Работа содержит 152 страницы компьютерного текста, 31 таблицу, 15 рисунков. Список использованной литературы включает 264 наименования, в том числе иностранных - 142.
Исследование проводилось в муниципальных дошкольных образовательных учреждениях города Краснодара и в лаборатории кафедры адаптивной физической культуры Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.
На первом этапе с письменного согласия родителей была изучена динамика позной устойчивости у 150 мальчиков 3-7 лет, которые посещали МДОУ города Краснодара. На втором этапе у 1218 детей 4-7 лет МДОУ посредством Test of Variable of Attention (T.O.V.A.) исследован уровень внимания и импульсивности, рассчитаны возрастные нормативные значения этих показателей. На третьем этапе был проведен сравнительный анализ позной устойчивости у детей с СДВГ и здоровых детей. На четвертом этапе было исследовано влияние тренинга позной устойчивости на ментальные и моторные функции у детей с СДВГ.
Методика стабнлої рафии. Для оценки перемещений проекции общего центра масс (ОЦМ) тела человека во фронтальной и сагиттальной плоскостях использовался компьютерный стабилоанализатор «Стабилан-01» с версией программы StabMed 1.42 (ОКБ «Ритм», г. Таганрог). Задача испытуемого состояла в поддержании вертикальной позы в течение 30 с в различных условиях зрительного восприятия: с визуальным контролем за перемещением маркера проекции ЦЦС (проба 1), без визуального контроля за перемещением маркера проекции ЦЦС (проба 2), со зрительной депривацией (проба 3). График проекции ЦЦС описывался статокинезиограммой (СКГ), которая оценивалась по следующим параметрам: Qx и Qy (мм) - среднеквадратическое отклонение ЦЦС во фронтальной и сагиттальной плоскостях; L (мм) - длина кривой СКГ; V (мм/с) - средняя скорость перемещения ЦЦС; S (мм2) — площадь СКГ; R (мм) -средний радиус отклонений ЦЦС; Dx и Dy - отклонение ЦЦС во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Для усложнения поддержания ортоградной позы применялась неустойчивая опора в виде пресс-папье, радиусом 16,25 см, высотой 8 см, которая устанавливалась во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В данной экспериментальной ситуации использовались пробы 1 и 2.
Методика теста непрерывной деятельности. Регистрация и анализ параметров невнимательности, импульсивности, времени двигательной реакции и изменчивости времени двигательной реакции проводился посредством теста
T.O.V.A. (L.M.Greenberg, LD.Waldman, 1993) в компьютерной версии (В.А.Пономарев с соавт., 2000). В использованной нами версии T.O.V.A. общее время тестирования составляло 22,5 мин (1 часть -11,5 мин, 2 часть — 11 мин). Между 1 и 2 частями предлагался перерыв (1-2 минуты). Задача испытуемого состояла в том, чтобы как можно быстрее нажать кнопку в ответ на значимый стимул (маленький квадратик вверху) и пропустить незначимый стимул (маленький квадратик внизу). По истечении времени теста рассчитывались следующие индексы: невнимательность или число неправильных ответов на значимый стимул, в %; импульсивность или число неправильных ответов на незначимый стимул, в %; время реакции или скорость мыслительных процессов в мс; изменчивость (дисперсия) времени реакции или устойчивость внимания в мс.
Тренинг позной устойчивости. Обучение произвольному контролю перемещения ЦЦС осуществлялось посредством стабшюграфических тренажеров на основе зрительной биологической обратной связи (БОС). Обучение и тренировка детей проводились 2 недели с продолжительностью занятия 20 минут. В качестве тренировочных.программ были использованы следующие игры: мячики, построение картинок* ,:
Тренажер «Мячики». Цель игры - набрать максимальное количество очков, допустив при этом минимум ошибок. Игровое поле на мониторе состоит из трех корзин, мяча и курсора. При запуске игры мяч появляется в верхней части игрового поля. Задача ребенка: захватить курсором, отображающим положение ЦДС, мяч и поместить его в корзину. При правильном выполнении условий игры (мяч помещен в выделенную корзину) начисляется 1 очко.
Тренажер «Построение картинок». В верхней части игрового поля располагаются четыре части одной картинки, в центре поля находится шаблон для укладки частей картинки и курсор, отображающий положение ЦДС ребенка. При запуске игры ребенок должен совместить курсор с одной из частей картинки и переместить ее в одно из положений квадрата. За каждую правильно собрашгую картинку начисляется 20 очков, при неправильном положении картинки в квадрате - штрафные очки (ошибки).
Статистический анализ. Обработка результатов исследования проводилась на персональном компьютере при помощи программы Statistica 5.5. Рассчитывались средняя арифметическая величина (М), стандартное отклонение (±ст), ошибка средней арифметической величины (±гп). Данные подвергались
сравнению методом Стьюдента и корреляционному анализу. Оценка достоверности различий параметрических статистических характеристик проводилась с помощью t-критерия Стьюдента. Достоверность различий непараметрических характеристик рассчитывалась при помощи t-критерия знаков (для сравнения двух связанных выборок) и рангового W-критерия Вилкоксона (для сравнения двух независимых выборок).
На основании показателей средних арифметических величин (М) и стандартных отклонений (±о) для детей 4-7 лет были разработаны нормативные данные для индексов T.O.V.A. Существенная помоиц. в разработке была оказана заведующим кафедрой биомеханики и информатики профессором В.В.Лысенко и доцентом МАБеляевым. Корреляционный анализ осуществлялся посредством расчета коэффициентов корреляции Браве-Пирсона между индексами T.O.V.A. и показателями СКГ.
