Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 16-87
1.1. Адаптационные возможности организма человека 16-36
1.2.Интеллект как важнейшая адаптационная система человека .36-53
1.3. Современньїе экспериментальные подходы к изучению адаптационных возможностей организма человека по показателям активности сердечно-сосудистой системы 54-66
1.4 Психофизиологические особенности сердечно-сосудистой системы в связи с нервно-психическим развитием детей дошкольного и младшего школьного возраста 66-87
Глава 2. Методика проведения исследования 88-105
2.1.Характеристика объекта исследования 88-89
2.2.Методика исследования 89-104
2.3.Методы статистической обработки результатов 104-105
Глава 3. Результаты исследования 106-189
Раздел 3.1. Возрастная динамика психофизиологических механизмов регуляции активности сердца при выполнении интеллектуальных заданий детьми 4-8 лет 106-142
3.1.1. Лсихофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми первой экспериментальной группы (4-5 лет)
107-110
3.1.2.Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми второй экспериментальной группы (5-6 лет)
110-113
3 Лсихофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми третьей экспериментальной группы (6 — 7 лет)
114-117
3.1.4. Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми четвертой экспериментальной группы (7 - 7,8 лет, обучающихся в ДОУ) 118-120
3.1.5.Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми пятой экспериментальной группы (7 — 8 лет, обучающихся в школе) 121-124
ЗЛ.б.Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми шестой экспериментальной грулпы (8 - 8,5 лет, обучающихся в школе) 124-127
3.1.7.Возрастная динамика психофизиологических механизмов регуляции активности сердца, обеспечивающих эффективность выполнения интеллектуальных заданий детей 4-8 лет 127-142
Раздел 2. Вклад индивидных и социальных факторов в обеспечение процесса регуляции активности сердца в ситуации выполнения интеллектуальной деятельности 143-189
3.2.1.Возрастные особенности психофизиологических показателей эффективности выполнения интеллектуальных заданий в экспериментальных группах 4 — 6 и 5 - 7 лет, участвующих в интенсивной интеллектуальной программе воспитания и обучения 143-157
3.2.2.Анализ корреляционных матриц детей 4 — 6 и 5 - 7 лет 157-170
3.2.3.Вклад социальных факторов в обеспечение процесса регуляции активности сердца в ситуации выполнения детьми 4 - 6 и 5 - 7 лет
(экспериментальные группы) и всего массива данных детей указанных возрастных групп (контрольные группы) интеллектуальных заданий 171-190
Общее заключение и выводы 190-198
Библиография
- Адаптационные возможности организма человека
- Современньїе экспериментальные подходы к изучению адаптационных возможностей организма человека по показателям активности сердечно-сосудистой системы
- Лсихофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми первой экспериментальной группы (4-5 лет)
- Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми четвертой экспериментальной группы (7 - 7,8 лет, обучающихся в ДОУ)
Введение к работе
Актуальность исследования. В последнее время в связи с появлением принципиально новых информационных технологий увеличивается число, сила и степень воздействия как биологических, так и социальных факторов на организм ребенка. Современные образовательные программы представляют собой один из вариантов интенсификации обучения, т.е. целенаправленного интеллектуального развития ребенка, начиная уже с младшего дошкольного возраста. Однако увеличение интеллектуальной нагрузки оказывает влияние не только на развитие когнитивной сферы, но и на развитие эмоционально-волевой и мотивационно-потребностной сфер личности. Образовательный процесс предполагает внешнюю оценку деятельности ребенка со стороны взрослых. Оценка является отражением вербальной активности самого ребенка, так как качество освоения учебной программы, как правило, определяется по ответам, даваемым в речевой форме. Интеллектуальная деятельность и оценка ее результативности влияет на состояние функциональных систем организма, в частности, на состояние сердечно-сосудистой системы [19,20,21,22].
Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий, а ритм и сила его сокращений несут информацию о состоянии регулирующих систем, в качестве которых у ребенка дошкольного возраста выступают симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, а в процессе созревания регуляторные функции переходят к центрально-кортикальным отделам головного мозга. Степень напряжения регуляторных систем есть интегральный ответ организма на комплекс воздействующих на него факторов, возникающий в виде общего адаптационного синдрома и проявляющийся в мобилизации функциональных резервов организма [19,20,21,22,142,160,161].
Соответственно, процесс освоения той или иной учебно-образовательной программы предъявляет повышенные требования, как к
вербальным способностям ребенка, так и функциональным системам организма, определяющим качество адаптационных процессов.
В настоящее время существуют исследования, в которых представлены данные об изменениях характеристик кардиоритма, возникающих у взрослых людей под влиянием физических и интеллектуальных нагрузок [3, 4, 5, 19, 20, 21, 22, 36, 54, 122, 123, 166, 167, 213, 218, 220].Практически отсутствуют психофизиологические работы, содержание которых связано с описанием участия сердечной активности дошкольников и младших школьников в сложных видах когнитивной деятельности. В то же время имеются единичные работы, изучающие изменения показателей регуляции активности сердца на выборках детей, имеющих те или иные особенности в развитии по сравнению с нормативно развивающимися сверстниками и детей старшего дошкольного и младшего школьного возраста в условиях выполнения интеллектуальной деятельности [79, 82, 83, 86, 87, 90, 100, 128, 135, 175, 176, 177, 178, 179,180,182,183,184].
В последние годы анализ кардиоинтервалов осуществляется на основе количественных критериев, разработанных в теории самоорганизованной критичности, где флуктуации кардиоритма представлены в виде определенной системы [23,83,86,87,130,131,188,216,218,219]. В условиях адаптации преобразованиям подвергается ритм сердечных сокращений и весь спектр частот, характеризующий изменения регуляторного контура адаптивных процессов, охватывающих адаптивные реакции на уровне реализации высших психических функций за счет включения, прежде всего, корковых структур [19,20,21,22,137]. В связи с тем, что физиологический смысл спектрального анализа состоит в определении взаимодействия различных уровней управления ритмом сердца, можно оценить вклад отдельных уровней регуляции активности сердца в мотивационно-обусловленных ситуациях выполнения интеллектуальной деятельности и выделить критерии, отражающие возрастную зрелость адаптационных механизмов детей дошкольного и младшего школьного возраста.
Возрастная динамика психофизиологических показателей регуляции активности сердца до настоящего времени остается малоизученной и первоочередного внимания требуют дети дошкольного и младшего школьного возраста, так как именно этот возрастной период является сенситивным для развития кортикальных отделов головного мозга и связан с изменением социальной ситуации развития - освоением социально оцениваемой учебной деятельности.
Соотношение индивидных и социальных факторов во многом определяет специфику развития психофизиологических механизмов регуляции активности сердца. Изучение данного соотношения требует проведения комплексных лонгитюдных исследований. Лонгитюдное исследование позволяет изучить особенности созревания и становления психофизиологических механизмов регуляции активности сердца и определить возраст, адекватный для начала целенаправленного интеллектуального развития и обучения. Определение возрастных норм функционирования механизмов регуляции активности сердца позволит оценить объем информационной и интеллектуальной нагрузки с точки зрения их соответствия оптимальному функциональному состоянию ребенка, что в конечном счете обеспечивает успешность адаптации к систематическому обучению.
Гипотеза исследования. Предполагается, что:
Онтогенетическое развитие психофизиологических механизмов регуляции активности сердца осуществляется на базе структурно-энергетических ресурсов организма и сопровождается увеличением функциональной активности центрально-кортикальных отделов головного мозга.
Интенсификация процесса обучения в сенситивный период стимулирует развитие центрально-кортикальных отделов головного мозга и обеспечивает расширение адаптационных возможностей ребенка.
Цель исследования заключается в формировании представлений о возрастной динамике психофизиологических механизмов регуляции активности сердца и о влиянии интенсивного интеллектуального развития на расширение адаптационных возможностей ребенка.
Задачи исследования:
Изучить особенности развития вербального, общего и невербального интеллекта детей 4 — 8 лет.
Изучить специфику психофизиологических механизмов регуляции активности сердца у детей 4-8 лет:
в случае относительного оперативного покоя;
в мотивационно-обусловленных ситуациях выполнения вербальной деятельности: на базе собственного мотивационного комплекса; при внесении внешнего положительного и отрицательного мотивационного подкрепления.
Исследовать особенности онтогенетического развития психофизиологических механизмов регуляции активности сердца у детей лонгитюдных групп 4 - 6 и 5 - 7 лет.
Сопоставить особенности созревания психофизиологических механизмов регуляции активности сердца у детей лонгитюдных групп 4 — 6 лет со всем массивом выборки детей того же возраста.
Сопоставить особенности созревания психофизиологических механизмов регуляции активности сердца у детей лонгитюдных групп 5-7 лет со всем массивом выборки детей того же возраста.
Объектом исследования выступала группа детей нормативного варианта развития в возрасте 4 -8 лет, общей численностью 218 человек. Из них 165 дошкольников (4-7 лет) ГДОУ № 94 Фрунзенского района и 53 первоклассника (7-8 лет) школы-гимназии № 205 Фрунзенского района города Санкт-Петербурга.
Наряду с изучением детей разных возрастных групп с помощі ю метода срезов, в процессе экспериментальной работы сформировалось две лонгитюдных группы детей: 4-6 лет в количестве 15 человек и 5 — 7 лет в количестве 17 человек, развитие которых осуществлялось по специально разработанной программе воспитания и обучения, предусматривающей интенсивное интеллектуальное развитие.
Предмет исследования. В качестве предмета исследования выступали особенности созревания психофизиологических механизмов высших центрально-кортикальных отделов регуляции, обеспечивающих в ситуации выполнения интеллектуальной деятельности расширение адаптационных возможностей детей 4-8 лет.
Методологической основой исследования является принцип системного подхода к процессу адаптации детей и концепция культурно-исторического развития Л.С.Выготского, согласно которой интеллектуальная деятельность формируется посредством интериоризации результатов общения и усвоения предметно-практической системы операций.
Методы исследования. В соответствии с гипотезой, целью, задачами, предметом и объектом исследования был использован следующий блок методов: регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) ребенка в моделях игровой вербальной деятельности в течение эксперимента по 5 минут четырежды. Данная экспериментальная модель, состоящая из четырех серий (в состоянии оперативного покоя; в процессе вербальной деятельности ребенка на базе собственного мотивационного комплекса и при внесении внешнего положительного и отрицательного мотивационного подкрепления) была апробирована на дошкольниках В.Г. Каменской, СВ. Зверевой, Л.В. Томановым. Полученный спектр мощности флуктуации анализировался по программе, разработанной и апробированной на взрослой выборке
11 Н.И. Музалевской, В.М. Урицким. После эксперимента проводился анализ записей кардиосигнала по методу быстрого преобразования Фурье, направленный на получение спектров мощности мгновенных отклонений кардиоинтервалов от средних величин RR. В течение трех последних пятиминутных по длительности актов взаимодействия с экспериментатором ребенок выполнял три серии ассоциативного эксперимента, разработанные С.В.Зверевой и апробированные на выборках детей дошкольного и младшего школьного возраста на базе подхода А.Р. Лурия, направленного на оценку уровня развития вербального интеллекта. Тест прогрессивных цветных матриц Дж. Равена проводился вне рамок регистрации ЭКГ детей дошкольного и младшего школьного возраста и оценивал общее и невербальное интеллектуальное развитие; тест цветовых предпочтений М. Люшера использовался для оценки психоэмоционального состояния ребенка на момент проведения обследования. Проведение беседы с ребенком имело целью установление эмоционального контакта ребенка с экспериментатором и позволяло снизить выраженность ориентировочной реакции детей на новые виды игровых ситуаций.
Статистическая обработка результатов проводилась с использованием t-критерия Стьюдента, непараметрических критериев: U Манна-Уитни, Z-критерия знаков, а также с помощью корреляционного анализа в компьютерной версии.
Научная достоверность и обоснованность полученных результатов исследования достигалась путем применения психофизиологических методов, соответствующих цели и задачам исследования и адекватных возможностям дошкольного и младшего школьного возраста. Количество испытуемых в выделенных экспериментальных группах было достаточным для получения достоверных статистических выводов. Использовались различные методы статистической обработки материалов исследования, оценки достоверности различий с помощью параметрических и
непараметрических критериев, а также оценки связи между отдельными признаками с помощью корреляционного анализа.
Научная новизна исследования. Диссертационная работа имеет существенную новизну:
впервые установлены психофизиологические механизмы регуляции активности сердца, обеспечивающие процесс адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к различным условиям выполнения интеллектуальной деятельности;
приведены оригинальные данные о возрастных изменениях психофизиологических механизмов регуляции активности сердца на фоне разных по знаку мотивационных воздействий в ситуации выполнения интеллектуальной деятельности;
определен вклад индивидных и социальных факторов в процесс созревания механизмов регуляции активности сердца детей;
впервые определены параметры регуляции активности сердца, позволяющие выделить из любой экспериментальной группы категорию детей, имеющих высокий уровень интеллектуального развития и высокие адаптационные возможности.
Практическая значимость исследования. Полученные результаты диссертационного исследования дают представления о возрастных особенностях регуляции активности сердца детей 4 — 8 лет в состоянии оперативного покоя и при выполнении интеллектуальной деятельности в разных мотивационно-обусловленных ситуациях. Результаты работы подтверждают необходимость проведения обследований детей для определения психофизиологических механизмов регуляции активности сердца, позволяющих оценить адаптационные возможности организма ребенка и обозначить психофизиологическую стоимость освоения учебно-образовательной программы детей 4 — 8 лет. Впервые удалось определить и
доказать наиболее оптимальный возраст для начала интенсификации
процесса обучения. Полученные данные позволяют сформировать новую
стратегию реализации индивидуально-дифференцированного подхода к
обучению детей, который, помимо общепринятых принципов должен
учитывать онтогенетические и индивидуальные изменения
психофизиологических механизмов регуляции активности сердца в условиях выполнения интеллектуальной деятельности.
Основные положения, выносимые на защиту:
1 .На протяжении всего дошкольного возраста и в первом классе школы происходит статистически значимое вербальное, общее и невербальное интеллектуальное развитие детей 4 —8 лет.
2.По мере взросления ребенка наблюдается совершенствование механизмов регуляции активности сердца на базе имеющегося структурно-энергетического ресурса организма и возрастания вклада активности центрально-кортикальных отделов регуляции в процесс осуществления интеллектуальной деятельности.
3.Освоение детьми дошкольного возраста программы воспитания и обучения, предполагающей интенсивное интеллектуальное развитие, стимулирует созревание центрально-кортикальных отделов, следовательно, более совершенных механизмов самоорганизации.
4.Психофизиологические механизмы, обеспечивающие выполнение интеллектуальной деятельности, условно делятся на онтогенетически устойчивые и вариативные, интенсивно развивающиеся в дошкольном возрасте.
Апробация результатов исследования осуществлена на Веередеийских научно-практических конференциях с международным участием «Современные технологии практической психологии в системе образования» (РГПУ им. А.И. Герцена,2001), «Теоретические и эмпирические подходы к изучению толерантных установок сознания и толерантности отношений»
(РГПУ им. А.КГерцена, 2002); на научно-практическом семинаре Фрунзенского района «Создание системы индивидуального сопровождения ребенка и контроля за учебной нагрузкой», а также исследование поддержано Дипломом II степени за работу: «Возрастная динамика показателей регуляции кардиоритма у детей дошкольного возраста» на IX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2002» в секции «Психология» факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова.
Внедрение результатов исследований. Результаты диссертационного исследования используются на лекциях и практических занятиях студентов в учебной дисциплине: "Методы и методология психолого-педагогических исследований" на факультете дошкольного образования РГПУ им. А.И.Герцена. Материалы исследования находят применение в практической работе с педагогами и родителями в рамках психологического консультирования в детских дошкольных учреждениях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии, включающей 225 источников, из них 15 на иностранном языке и 29 приложений. Основной текст диссертации изложен на 220 страницах. Работа иллюстрирована 7 таблицами, 25 рисунками.
Основные положения диссертации отражены в четырех публикациях: 1.Возрастная динамика стохастических показателей регуляции кардиоритма у детей 4-7 лет в условиях вербальной деятельности // Мат. Межвузовской научно-практической конференции «Современные технологии практической психологии в системе образования» (ноябрь), СПб.: РГПУ им. А.КГерцена, 2001. - С. 154 - 158 (в соавт. с Томановым Л.В.).
2.Возрастная динамика стохастических показателей регуляции кардиоритма у детей 4 — 7 лет в условиях интенсивной интеллектуальной
подготовки к обучению в школе // Экология образования: актуальные проблемы. Сб. научн. статей. Вып. 2 / Под общей ред. А.В.Пятксва. Т.2. -Часть 3. Архангельск: Поморский государственный университет им. М.В.Ломоносова, 2001. - С.457 - 463 (в соавт. с Томановым Л.В., Каменской В.Г.).
3.Возрастная динамика показателей регуляции кардиоритма у детей дошкольного возраста // Мат. IX Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов — 2002», М.: Академпринт, 2002. - С. 195 - 196.
4.Особенности регуляции сердечно-сосудистой системы в условиях эмоционального стресса у детей старшего и младшего школьного возраста//Мат. Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Теоретические и эмпирические псдходы к изучению толерантных установок сознания и толерантности отношений» (октябрь), СПб.: РГПУ им. А.И.Герцена, 2002. - С. 50 - 55 (в соавт. с Томановым Л.В.).
Адаптационные возможности организма человека
Организм человека рассматривается как динамическая система, которая непрерывно приспосабливается к условиям окружающей среды путем изменения уровня функционирования отдельных систем и соответствующего напряжения регуляторных механизмов [21, с. 19]. Важным аспектом определения адаптации выступает способность или неспособность организма приспосабливаться к неадекватному воздействию факторов окружающей среды. Соответственно, способность организма адаптироваться к конкретным условиям среды может служить критерием нормы жизнедеятельности организма и состоянием его здоровья [118,151].
В сложной системе социальных ценностей все большее место начинает занимать здоровье. Под здоровьем понимают возможность организма активно адаптироваться к условиям окружающей среды, взаимодействуя с ней свободно, на основе биологической, психологической и социальной сущности человека [21, с. 23]. Характеристика здоровья детей более сложна, чем взрослых. Она включает уровень их физического, умственного, функционального развития в различные возрастные периоды, физическую и нервно-психическую адаптацию к меняющимся условиям внешней среды, соответственно, состояние здоровья ребенка и взрослого человека динамично в связи с изменениями окружающей среды. Таким образом, здоровье является тем конкретным, качественно специфическим состоянием человека, которое характеризуется нормальным течением физиологических процессов, обеспечивающих его оптимальную жизнедеятельность [21, с. 18].
Под физиологической адаптацией понимается совокупность физиологических реакций, лежащих в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленных к сохранению относительного постоянства его внутренней среды — гомеостаза [197].
В результате адаптации возникает перестройка функций, становление их на новый уровень регулирования, повышается устойчивость организма к воздействиям внешней среды, уравновешивание организма с внешней средой, возрастает надежность биологической системы [6,13].
Адаптационный процесс по М.В.Антроповой (1968,1977,1989) проявляется в виде трех фаз: ориентировочного приспособления (декомпенсация); неустойчивого (неполного) приспособления; относительно устойчивого приспособления. Ю.Ф. Змановский (1977) добавляет заключительную фазу, которая представляет собой результат взаимодействия приспособительных реакций и процессов утомления.
В настоящее время исследования по вопросу адаптации опираются на основные теоретические положения физиологии и психологии: - реакции срочной адаптации обеспечиваются эволюционно-детерминированными приспособлениями: - реакции долговременной адаптации формируются постепенно; - по реакциям срочной адаптации на определенное нормированное воздействие можно судить о состоянии долговременной адаптации (умственная и физическая работоспособность в процессе учебной и трудовой нагрузки); - адаптивные реакции организма к воздействию различных факторов прослеживаются на системном, органном, клеточном, организменном уровнях при ведущей нервной системе и важной роли эндокринной системы; - механизм адаптации включается только при тех воздействиях, которые обладают определенной силой, временем действия и скоростью; - оценку адаптивных изменений следует производить не только на основании регистрируемых параметров, но и с учетом диапазона их изменений; - адаптивные сдвиги в организме под влиянием действующих факторов могут проявляться в работоспособности, процессах роста и развития, активности эндокринной системы [6].
Адаптация растущего организма к постоянно меняющимся условиям жизнедеятельности обеспечивается работой скоординированных и соподчиненных между собой функциональных систем. Характерная черта адаптированной системы — экономичность функционирования с целью минимизации затрат ресурсов организма. Постоянная изменчивость среды обитания определяет динамичность, непрерывность, многогранность и пластичность адаптивных процессов. Резистентность организма, его устойчивость и способность к поддержанию гомеостаза зависят от сформированности адаптивных механизмов человека, его резервных возможносте й, определяющих запас прочности, с помощью которого организм противодействует неблагоприятным факторам окружающей среды. Основным компонентом механизма общей адаптации является мобилизация энергетических ресурсов, пластического резерва и всех защитных способностей организма, направленных на его энергетическое обеспечение и сохранение нормальной жизнедеятельности [116].
Современньїе экспериментальные подходы к изучению адаптационных возможностей организма человека по показателям активности сердечно-сосудистой системы
Существует преимущество реакции системы кровообращения как системы, ответственной за адаптацию организма к большому числу разнообразных факторов внешней среды. Изучение реакций системы кровообращения дают наиболее наглядные и типичные примеры мобилизации организма на этапах срочной и долговременной адаптации к изменяющемуся характеру окружающей среды. Потому что, во-первых, происходящие изменения функционирования системы кровообращения (минутный и ударный объем, частота пульса, артериальное давление) хорошо известны и, в достаточной мере, общедоступны. Так, например, самый известный показатель вариабельности ритма сердца - это частота пульса. Он отражает общее состояние не только сердечно-сосудистой системы, но и всего организма в целом. В зависимости от потребностей организма, от его энергетических затрат и нервного напряжения на данный момент времени частота пульса может изменяться в довольно значительных пределах. Для условий относительного покоя существуют возрастно-половые нормативы. У женщин частота пульса несколько выше, чем у мужчин. В детском возрасте пульс значительно чаще, чем у взрослых (особенно в возрастных группах дошкольников); с возрастом происходит урежение частоты пульса. Таким образом, если частота пульса в покое превышает ее среднее значение для данной возрастно-половой группы, это означает, что организм затрачивает больше усилий для поддержания нормального равновесия с окружающей средой. Этот факт может быть связан с индивидуальными особенностями регуляции сердца, или с предшествующими воздействиями на организм определенных факторов (например, эмоциональный стресс или физическая нагрузка), или результатом внутренней перестройки сердечно-сосудистой системы на более высокий или более низкий уровень функционирования в связи с изменившимися потребностями организма (например, после перенесенного заболевания). Во-вторых, чувствительные рецепторные приборы контролируют различные параметры кровообращения, как в самых разных точках сосудистого русла, так и в самом сердце и гостоянно информируют центральную нервную систему о происходящих изменениях. Это обеспечивает гибкость приспособления сердца и сосудов к непрерывно изменяющимся условиям окружающей среды в результате деятельности весьма совершенных механизмов регуляции, таким образом, концепция системы кровообращения выступает как индикатор адаптационной деятельности организма [8,21,22,58,82,86,128,130,131,142,159,188,190,191].
Концепция кровообращения впервые была сформулирована В.В.Париным с соавторами в 1967 году [142] и углубленно разработана Р.М.Баевским и позволяющая, в частности, проводить оперативную динамическую оценку степени напряжения регуляторных механизмов в условиях адаптации человека к стрессу. Исследования Р.М.Баевского, активно проводимые с 70-х годов, показали возможность определения степени адаптации сердечно-сосудистой системы к случайным или постоянно действующим агрессивным факторам окружающей среды [19,21,22,159].
В-третьих, существуют доступные методы оценки состояния регуляторных механизмов системы кровообращения [8,19,20,21,22,66,159].
Таким образом, система кровообращения с ее многоуровневой регуляцией обеспечивает организму постоянное взаимодействие с окружающей средой и отслеживает происходящие изменения в ее характеристиках [57,58,190,191].
Исследование пульса - древнейший медицинский диагностический метод, известный традиционной медицине всех народов, так как он характеризует работу одного из главных жизненных органов - сердца. Сердце является весьма чувствительным индикатором всех происходящих в организме событий. Ритм, а также сила его сокращений, регулируемые через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, очень чутко реагируют на любые стрессорные воздействия. Одним из признаков, определяющих напряженную работу сердца, является частота сердечных сокращений, которая может быть зафиксирована как простым наблюдением за пульсом, так и при регистрации электрокардиограммы, наиболее часто используется как показатель, отражающий общее состояние не только сердечно-сосудистой системы, но и изменения функционального состояния центральной нервной системы человека [21,57,65,116].
Не случайно пульсовая диагностика занимает столь значительное место в китайской медицине. Древние врачи в Китае и Тибете умели на основе прощупывания пульса ставить диагноз, назначить лечение, прогнозировать течение заболеваний. Сила и ритм сердечных сокращений несут информацию о состоянии регулирующих их систем. Степень напряжения регуляторных систем есть интегральный ответ организма на весь комплекс воздействующих на него факторов, возникающий в виде общего адаптационного синдрома и проявляющийся в виде мобилизации функциональных резервов организма. Даже в условиях покоя напряжение регуляторных систем может быть высоким, если человек не имеет достаточных функциональных резервов. Это выражается, в частности, в высокой стабильности сердечного ритма, характерной для повышенного тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы [21,22,57,65].
Наиболее важными характеристиками пульса считаются его частота и регулярность. Частота сердечных сокращений, высчитываемая обычно за минуту, является усредненным показателем. При нормальном состоянии сердечно-сосудистой системы промежуток времени между двумя соседними сердечными сокращениями меняется от сокращения к сокращению. Эта изменчивость и называется вариабельность ритма сердца [159].
Лсихофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми первой экспериментальной группы (4-5 лет)
Первая экспериментальная группа представлена 51 ребенком (27 мальчиков и 24 девочки), возраст которых на момент проведения тестирования составлял от 4 лет 1 месяца до 5 полных лет.
Оценка интеллектуального развития детей данной группы показала, что среднегрупповой показатель развития общего и невербального интеллекта, оцениваемого с помощью цветных прогрессивных матриц Дж. Равена, равняется 41 ± 10 %.
Оценка вербального компонента интеллектуального развития позволила установить, что дети первой группы имеют самые высокие показатели вербального ассоциирования в ситуации выполнения АЭ с отрицательным мотивационным подкреплением 42 ± 16 %, а самые низкие (37 ± 13 %) при выполнении нейтральной серии АЭ без внешнего мотивационного подкрепления. Продуктивность выполнения АЭ на базе положительного мотивационного подкрепления (АЭ+) занимает промежуточное по отношению к продуктивности в двух других ассоциативных сериях (АЭ= и АЭ-) положение и соответствует 38 ± 15 %.
Анализируя особенности механизмов регуляции активности сердца, было обнаружено, что среднегрупповое значение RR в фоновой ЭКГ соответствует 636 ± 60 мс. В дальнейших экспериментальных сериях происходит достоверное уменьшение значений кардиоинтервалов. Так, достоверными (при G эмп.=11; G крит.= 16; A RR=19; р 0,01) являются различия между значениями RR J 0H (636 ± 60 мс.) и RR= (617 ± 48 мс.) и RR= и RR+ (609 ± 43 мс.) (при G эмп =12; G крит.=15; A RR=8; р 0,01). В серии АЭ- происходит дальнейшее снижение значений RR до 606 ±41 мс. Стоит отметить, что уменьшение значений RR в фоновой ЭКГ по сравнению со значениями RR в АЭ- является статистически значимым (при G эмп =8; G крит =17; A RR=30; р 0,01).
Значение СО RR в ЭКГ-покоя составляет 54 ± 25 мс. В сериях АЭ= величина СО RR достоверно снижается (при G эмп =18; G крит.=18; А СО RR=5; р 0,05) до 49 ± 24 мс. В серии АЭ+ величина СО RR остается неизменной - 49 ± 24 мс, а в серии АЭ— величина СО RR еще больше уменьшается до 44 ± 14 мс. Уменьшение значений СО RR в серии относительного покоя и в ситуации осуществления интеллектуальной деятельности на фоне отрицательного мотивационного подкрепления носит достоверный характер (при G эмп.=18; G крит.=19; А СО RR=10; р 0,05). Достоверное уменьшение значений RR и СО RR по мере усложнения когнитивных задач может свидетельствовать о мобилизационном режиме регуляции сердечного ритма, обеспечивающего выполнение эмоционально значимой интеллектуальной деятельности.
Значение индекса вегетативного баланса (ИВБ) в фоновой ЭКГ и при выполнении нейтральной серии АЭ составляет +0,75 ± 0,52 и +0,75 ± 0,42, соответственно. При подключении к выполняемому заданию положительного по знаку мотивационного подкрепления величина ИВБ достоверно увеличивается (при G эмп.=16; G крит.=16; А ИВБ=0,23; р 0,01) до +0,98 ± 0,58. При подключении к выполняемому заданию отрицательного по знаку мотивационного подкрепления величина ИВБ недостоверно увеличивается, достигая значения +1,04 ± 0,53, тем самым, отражая постепенное увеличение значений ИВБ по мере усложнения когнитивных и эмоционально насыщенных задач. Этот факт также находит свое подтверждение в достоверном увеличении значений ИВБ в ситуации фоновой ЭКГ и ЭКГ в АЭ- (при G эмп =12; G крит =16; А ИВБ=0,29; р 0,01), свидетельствуя о нахождении некого баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы.
Величина фрактального индекса Р в фоновой ЭКГ соответствует низким его значениям +0,39 ± 0,53. Выполнение следующей экспериментальной серии — АЭ=, приводит к незначительному повышению фрактального индекса Р до +0,42 + 0,62. Включение в выполнение АЭ положительного мотивационного подкрепления приводит к снижению величины Р до +0,32 ± 0,55. Введение в процесс выполнения АЭ системы штрафов за ошибки (АЭ-) снижает фрактальный индекс Р до +0,26 ± 0,60. Таким образом, ни в одной из четырех экспериментальных серий фрактальный индекс Р не достигает своих оптимальных значений, следовательно, для детей первой экспериментальной группы характерно изначальное общее снижение динамической устойчивости и хаотизации процессов регуляции активности сердца.
Самые большие значения индекса кортиколизации отмечаются в фоновой ЭКГ +5,7 ± 5,0. В остальных сериях экспериментального исследования величины индекса кортиколизации остаются практически в неизменном диапазоне: так, в серии АЭ= — +4,7 ± 4,0, в АЭ+ — +4,2 ± 3,8, в АЭ +4,8 + 4,3. Таким образом, значения индекса кортиколизации детей первой экспериментальной группы характеризуются незначительной его величиной в фоновой ЭКГ, которые мало меняются в сериях с интеллектуальной деятельностью. Кроме того, знак мотивационного подкрепления практически не влияет на изменение значений индекса кортиколизации.
Обобщая все вышепредставленные данные, полученные на выборке детей первой экспериментальной группы, можно обозначить следующие характерные особенности регуляции активности сердца в условиях выполнения интеллектуальных задач:
Психофизиологические показатели эффективности выполнения интеллектуальных заданий детьми четвертой экспериментальной группы (7 - 7,8 лет, обучающихся в ДОУ)
Возраст детей пятой экспериментальной группы (32 человека: 18 мальчиков и 14 девочек) представлен возрастным диапазоном от 7 лет 1 месяца до 8 полных лет, на момент проведения тестирования обучающихся в первом классе школы.
Оценка интеллектуального развития детей данной группы показала, что уровень развития общего и невербального интеллекта, оцениваемого с помощью цветных прогрессивных матриц Дж. Равена, соответствует 82±9 %.
Оценка вербального компонента интеллектуального развития позволила установить, что дети пятой экспериментальной группы имеют самые высокие показатели вербального ассоциирования в ситуации выполнения АЭ с положительным мотивационным подкреплением - 78 ± 13 %, а самые низкие (67 ± 20 %) при выполнении нейтральной серии АЭ на базе собственной мотивации. Продуктивность выполнения АЭ на базе отрицательного мотивационного подкрепления занимает промежуточное, по отношению к продуктивности в АЭ= и АЭ+, положение и соответствует 72 ± 19%.
Среднегрупповое значение RR в фоновой ЭКГ соответствует 681 ± 82 мс. Происходит достоверное снижение (при G эмп.=7; G крит.=8; А RR=19; р 0,01) значений RR в серии АЭ= до 662 ± 76 мс. В дальнейших экспериментальных сериях значения RR также снижаются до 655 ±71 мс. в АЭ+, до 648 ± 69 мс. Отмечается достоверное снижение значений RR в ситуациях АЭ- по сравнению с фоновой записью ЭКГ (при G эмп.=4; G крит.=8; A RR=33; р 0,01).
Значение СО RR равняется в фоновой ЭКГ 65 ± 24 мс. В следующих сериях величина СО RR достоверно уменьшается в АЭ= до 56 ± 23 мс. (при G эмп.=5; G крит.=8; А СО RR=9; р 0,01) и остается практически неизменой во всех сериях АЭ: в АЭ+ до 57 ± 24 мс, АЭ— до 56 ± 23 мс. Соответственно, изменение значений СО RR в ситуациях выполнения ассоциативного эксперимента в разных мотивационно-обусловленных ситуациях практически не изменяются. Статистически достоверными являются различия между значениями СО RR в состоянии оперативного покоя и при выполнении задания на базе отрицательного мотивационного подкрепления (при G эмп =5; G крит =7; А СО RR=9; р 0,01).
Значение ИВБ в ЭКГ-покоя равняется 0,56 ± 0,33. В серии АЭ= ИВБ незначительно увеличивается до 0,60 ±0,33, а в наиболее сложных экспериментальных сериях - АЭ+ и АЭ— величина ИВБ еще больше возрастает до 0,74 ±0,58 и 0,87 ± 0,49, соответственно. Однако даже в самой сложной серии эксперимента — выполнении вербального згдания на базе отрицательного мотивационного подкрепления - величина ИВБ не достигает 1,0, что свидетельствует о преобладании вклада в процесс регуляции активности парасимпатического звена вегетативной нервной системы. В то же время достоверным является повышение значений ИВБ в состоянии оперативного покоя и при выполнении задания на базе отрицательного мотивационного подкрепления (при G эмп.=7; G крит.=8; А ИВБ=0,31; р 0,01), что отражает постепенное увеличение вклада в процесс регуляции активности сердца симпатического звена вегетативной нервной системы.
Значения фрактального индекса Р в фоновой ЭКГ (0,70 ± 0,74) и в ситуации выполнения вербального задания на базе положительного мотивационного подкрепления (0,74 ± 0,58) весьма близки к диапазону оптимума регуляции. Отмечается резкое снижение значения фрактального индекса р (0,43 ± 0,86) в самой сложной серии эксперимента (АЭ-), а в условиях выполнения АЭ в нейтральной серии значение фрактального индекса Р (0,66 ± 0,6) занимают промежуточное положение. Соответственно, изменение значений фрактального индекса Р не имеет жесткого соотношения со сложностью и эмоциональной нагруженностью выполняемого задания.
Значения индекса кортиколизации оказались тесно взаимосвязанными с характером когнитивной и эмоциональной нагрузки в конкретных экспериментальных сериях: чем интенсивней по характеру является деятельность, тем значения индекса кортиколизации становятся меньше. Так, в фоновой ЭКГ So равняется 10,9 ± 10,5; в серии АЭ= веллчина So незначительно снижается до 8,4 ± 7,0. а вот в сериях АЭ+ и АЭ-отмечается снижение значения So до 5,3 ± 4,5 и 4,1 ± 4,2, соответственно.
Обобщая особенности регуляции активности сердца, характерные для детей пятой экспериментальной группы в условиях выполнения интеллектуальных заданий, можно выделить следующие:
Отмечается достоверное снижение значений RR в ситуациях АЭ— по сравнению с фоновой записью ЭКГ, соответственно, выполнение вербальных тестовых заданий способствует включению в регуляторный процесс структурно-энергетических ресурсов, не используемых ребенком в состоянии оперативного покоя.
Значения RR СО в разных мотивационно-обусловленных ситуациях выполнения ассоциативного эксперимента практически не изменяются.
- По мере усложнения характера заданий и, в частности, в самой сложной когнитивной и эмоциональной ситуации выполнения АЭ значения ИВБ приближаются к +1,0, что может отражать постепенное увеличение вклада в процесс регуляции активности сердца симпатического звена вегетативной нервной системы.
- Значения фрактального индекса р в фоновой ЭКГ и в ситуации выполнения вербального задания на базе положительного мотивационного подкрепления близки к диапазону оптимума регуляции активности сердца.
