Яроцкий А.И. (ред.), Криволапчук И.А. (ред.) - Эмоции человека в нормальных и стрессорных условиях - 2001 г

ми на развитие аэробных возможностей и повышение физиче-ской подготовленности, оказывают прямо противоположное влияние на ФС ЦНС по сравнению с действием гипокинезии и высоких психоэмоциональных, в том числе и умственных, нагрузок. В связи с этим их можно рассматривать как важный фактор укрепления здоровья, повышения умственной работоспособности, снижения избыточной психофизиологической реактивности школьников в процессе обучения. Необходимо подчеркнуть, что все эти немногочисленные исследования проведены на взрослых людях, в то время как подобных работ, посвященных изучению этой проблемы в онтогенетическом аспекте, в доступной нам литературе не встречено. В связи с этим возникает необходимость определения эффективности влияния физических упражнений на регуляцию ФС ЦНС в различные возрастные периоды и выявления оптимальной величины физических нагрузок с целью получения наиболее благоприятного эффекта. Особенно важно использовать физические упражнения для нормализации ФС ЦНС детей на начальных этапах систематического обучения в школе. Это связано с резким изменением режима при переходе к систематическому обучению и характером школьной нагрузки, а также с тем, что для младших школьников наряду с достаточно высокими психофизиологическими возможностями, создающими благоприятные условия к началу обучения, характерны низкие психофизиологи- ческие резервы, определяющие подверженность утомлению и невротизирующим влияниям различной природы. В связи с этим можно предположить, что направленное использование физических упражнений в занятиях с детьми младшего школьного возраста явится важным фактором совершенствования регуляции ФС ЦНС, а следовательно, и повышения устойчивости организма детей к действию неблагоприятных социальных и природных факторов.

Нами проводилось экспериментальное исследование индивидуальных особенностей физической подготовленности и психофизиологическая реактивности.

Изучалась зависимость психофизиологической реактивности ЦНС в условиях умственной, сенсомоторной и физической

411

нагрузок от физической подготовленности детей.

Âпроцессе выполнения тестирующих нагрузок регистрировали омега-потенциал (ОП), частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхания (ЧД), артериальное давление (АД), кож- но-гальваническую реакцию (КГР), проводили гистографиче- ский анализ сердечного ритма. Исследование проводилось в первой половине дня. Порядок тестирования испытуемых сохранялся от одного обследования к другому.

Измерение ОП — интегрального показателя, характеризующего функциональное состояние центральной нервной системы, осуществлялось с поверхности кожи головы (А.Г.Сычев, 1980; А.В.Илюхина, 1986). Активный электрод фиксировался на лбу испытуемого, индифферентный контактировал с тенором левой руки.

Запись сердечного ритма проводилась на одноканальном электрокардиографе ЭКIТ-04 со скоростью лентопротяжки 25 мм/с. Для построения вариационных пульсограмм анализировались 100 последовательных кардиоинтервалов. При этом определяли моду (Мо), амплитуду моды (АМо), вариационный размах (DХ) и индекс напряжения (ИН) (Р.М.Баевский, 1984). ЧСС подсчитывалась по 15-се- кундным отрезкам записи с пересчетом на 1 минуту. Артериальное давление (АД) по Коpоткову измеpяли с помощью полуавтоматического пpибоpа ППВ-1. Частоту дыхания (ЧД) определяли посредством применения специального пневмодатчика. Кожно-гальваническую реакцию (КГР) по Тарханову определялась с поверхности кисти правой руки.

Âкачестве умственной нагрузки использовали буквенные корректурные таблицы В.Я.Анфимова. Сенсомоторная работа (цепные зрительномоторные реакции с выбором из четырех альтернатив) выполнялась на специальном пульте (А.С.Горев, 1984). Непосредственно перед реализацией задания испытуемым давалась инструкция, содержащая требование в течение двух минут безошибочно работать с максимально возможной скоростью. Физическая нагрузка мощностью 1,5 Вт/кг при темпе педалирования 60 об/мин выполнялась в течение трех минут на велоэргометре ÊÅ-11.

Âисследовании приняли участие дети 6—8 лет (n=108), прошедшие психоневрологическое обследование, отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе.

Для выявления индивидуальных особенностей физической подготовленности применялся метод таксономического анали-

412

за, позволяющий распознавать и объединять объекты со сходной структурой безотносительно к характеру распределения экспериментальных данных, а также получать информацию о том, какие преимущественные факторы обусловливают группировку объектов.

Таксономический анализ проводили на основе результатов выполнения следующих моторных тестов: бег 10 метров с хода (скоростные способности), метание набивного мяча (1 кг) из положения сед ноги врозь (скоростно-силовые способности), прыжок в длину с места (скоростно-силовые способности), кистевая и становая динамометрия (силовые способности), наклон вперед стоя на скамейке (гибкость), PWC170 (физическая работоспособность), бег 1000 метров (общая выносливость). Каждый испытуемый представлял собой точку в 9-мерном пространстве, по осям которого откладывались значения указанных выше показателей физической подготовленности. Задача таксономии заключалась в распределении испытуемых данной выборки на группы таким образом, чтобы критерий качества был максимальным. В соответствие с этим критерием за оптимальную классификацию принималась такая, при которой расстояние между центрами выделенных таксонов и плотность точек внутри таксонов были максимальны.

На основании статистической обработки полученных данных была осуществлена градация всей выборки испытуемых по трем уровням развития физических качеств и работоспособности. Для этой цели применялась сигмальная шкала. При этом величины, лежащие в пределах x ± 0,67ó соответствовали среднему уровню. Результаты, имеющие более значительные отклонения от средней в сторону увеличения или уменьшения, относились к высокому и низкому уровням соответственно.

Выделены 4 группы испытуемых с разной наполняемостью и различным сочетанием уровней развития физических качеств и работоспособности (рис. 17, 18). В первую группу (n=10) вошли испытуемые, отличающиеся сочетанием высоких уровней развития скоростно-силовых качеств, выносливости и физической работоспособности со средними результатами по всем остальным показателям. Вторая группа (n=7) характеризовалась комбинацией высоких значений силы мышц разгибателей спины с низким уровнем развития быстроты и гибкости и средними уровнями всех других показателей. В третьей группе

413

(n=24) низкие результаты по силовым тестам сочетались со средними результатами по другим показателям. В четвертую группу (n=6) вошли дети, имеющие характерное сочетание высокого уровня силы мышц сгибателей кисти и гибкости с низким уровнем развития выносливости и физической работоспособности и средними уровнями развития быстроты, скоростно-силовых качеств и становой силы.

Выделенные в настоящем исследовании специфические особенности развития физических качеств в целом совпадают с сочетаниями уровней ФП детей младшего школьного возраста, описанными другими авторами (М.И.Семенов 1979; А.А.Ажищенко c cоавт., 1987; А.В.Усов, 1989, 1994). Имеющие место незначительные отличия, по-видимому, обусловлены частич- ным несовпадением используемых в этих работах моторных тестов, а также различиями в ширине возрастного диапазона обследуемого контингента детей. Принципиальное сходство результатов классификации испытуемых по характеру развития основных физических качеств, обнаруженное в нескольких работах, позволяет говорить о существовании устой- чивых, наиболее типичных сочетаний уровней ФП детей 7-8 лет.

Таким образом, результаты исследования показали, что при классификации испытуемых по характеру развития физиче- ских качеств намечаются несколько основных «типов» ФП детей младшего школьного возраста.

Для получения интегральной оценки ФП уровни развития двигательных качеств переводились в баллы. Перевод в баллы осуществлялся таким образом, что низкому уровню соответствовала оценка в 1 балл, среднему — 2 балла, высокому — 3 балла. Далее в каждой группе находилось среднее арифметиче- ское значение из суммы баллов по отдельным показателям. Было установлено, что наивысший уровень общей ФП имели испытуемые первой группы (2,4 балла). Далее следовали дети четвертой группы (2,0 балла), затем школьники второй группы (1,7 балла) и, наконец, испытуемые третьей группы (1,6 балла).

В дальнейшем сравнивались особенности психофизиологи- ческой реактивности детей 7-8 лет в каждой из выделенных в результате таксономического анализа групп.

414

Выполнение описанных выше функциональных нагрузок вызывало статистически значимый (p<0,05 — 0,001) рост значений рассматриваемых физиологических показателей (табл.12). Изменения ОП, ЧСС, ИН, ЧД, СД в динамике выполнения умственной, сенсомоторной и физической работы указывают на то, что тестирующие нагрузки вызывают повышение уровня неспецифической активации и возрастание напряжения регуляторных систем (Р.М.Баевский c соавт., 1984; Е.Д.Хомская, 1987; Н.Н.Данилова, 1998). Эти результаты сходны с имеющимися в литературе сведениями относительно изменений различных показателей неспецифической активации ЦНС при выполнении тестовых заданий, требующих максимально быстрого и безошибочного реагирования испытуемых в условиях дефицита времени (А.И.Киколов, 1987; М.М.Хананашвили, 1994; Б.М.Федоров, 1997). Вместе с тем выделенные группы испытуемых отлича- лись (p < 0,05 — 0,01) как по фоновым значениям, так

èпо величине сдвигов при умственной, сенсомоторной

èфизической нагрузках. Необходимо подчеркнуть, что особенности психофизиологической реактивности связаны с уровнем активации в состоянии покоя. При этом чем выше фоновые показатели, тем выраженнее реактивность при выполнении тестирующих нагрузок. На первый взгляд эти результаты расходятся с хорошо известным в психофизиологии законом исходного состояния (феномен Вильдера), согласно которому повышение фонового значения сопровождается снижением реактивности. Однако этот закон достаточно четко проявляется только в тех случаях, когда изучается зависимость реакции на нагрузку от исходных значе- ний показателя у одного и того же испытуемого (В.В.Романов, 1983; Ю.Г.Солонин, 1987). Если же изучаются особенности реагирования ЦНС у группы испытуемых, находящихся в сходных условиях наблюдения, то как фоновые значения показателя, так и величина сдвига на нагрузку, определяются характером реактивности

415

И.А.Криволапчук c соавт., 1990, 2000).

Первая группа испытуемых по фоновым показателям отличалась низкими значениями ОП, ИН, ЧСС, ДД, высокими величинами ЧД, средними значениями СД (рис.18). При выполнении умственной, сенсомоторной и физической нагрузок у детей этой группы наблюдались низкие величины ЧСС, ИН, средние значения ОП, АД и ЧД. Для второй группы в состоянии покоя были характерны средние величины ЧСС, низкие значения ОП, ИН, АД. Тестирующие нагрузки вызывали средний рост абсолютных величин ОП, ИН, ЧСС, АД, ЧД. Третья группа характеризовалась наличием средних величин по всем рассматриваемым показателям как в покое, так и при выполнении умственной, сенсомоторной и физической нагрузок. Четвертая группа отличалась высокими значениями ОП, ИН, ЧСС и средними величинами АД и ЧД в фоне. При выполнении тестирующих заданий у испытуемых этой группы отмечались высокие значения ОП, ИН, ЧСС, АД и средние значения ЧД и ОП в условиях физической нагрузки.

Таблица 12

Изменение показателей неспецифической активации ЦНС под влиянием умственной, сенсомоторной и физической нагрузок у детей 7-8 лет

Примечание: здесь и далее ОП — омега-потенциал; ЧСС — частота

416

сердечных сокращений; ИН — индекс напряжения; ЧД — частота дыхания; СД — систолическое давление; A — абсолютное значение показателя; C—сдвиг показателя. Достоверность различий по сдвигам рассчитана по t–критерию Стьюдента (* — p < 0,001).

При определении интегральной оценки ФС ЦНС принимались во внимание как особенности состояния покоя, так и выполнении тестирующих нагрузок. Средний балл также определялся посредством выведения среднеарифметического значения из суммы баллов по отдельным физиологическим переменным, что позволило не только получить интегральную оценку уровня неспецифической активации ЦНС, но и дало возможность судить об «удельном весе» изучаемых показателей в суммарной физиологической активности. Результаты показывают, что высокие фоновые значения и выраженные сдвиги имели дети четвертой группы (интегральная оценка 2,7 балла), за ними следовали испытуемые третьей группы (2,0 балла), затем второй (1,8 балла) и, наконец, дети первой группы (1,6 балла) (рис.18)

Эти данные свидетельствуют об отсутствии связи общего уровня ФП с особенностями психофизиологической реактивности. При дальнейшем анализе полученных результатов оказалось, что величина интегральной оценки ФС ЦНС в выделенных группах испытуемых находится в обратной зависимости от уровня общей выносливости и физической работоспособности. Так, дети первой группы, имеющие самый высокий уровень развития общей выносливости и физической работоспособности, обладали самыми низкими фоновыми значениями и самой низкой психофизиологической реактивностью. Испытуемые второй группы, проявляющие более низкую физическую работоспособность и выносливость, имели несколько большие фоновые величины и реактивность ЦНС по сравнению с первой группой. Далее по уровню общей выносливости и физической работоспособности следовали школьники третьей группы, обладающие более высокой интегральной оценкой физиологического функционирования по сравнению с первыми двумя и более низкой по сравнению с испытуемыми четвертой группы.

Это обстоятельство позволило предположить, что в основе дифференциации детей 7-8 лет по физиологической реактивности на тестирующие нагрузки лежат различия не в уровне общей физической подготовленности, а прежде всего в уровне

417

развития выносливости и физической работоспособности. Для выяснения этого вопроса в ходе дальнейшего исследования сопоставлялись особенности психофизиологической реактивности детей 6-8 лет (n=108) с высоким и низким уровнями общей выносливости и физической работоспособности.

Полученные результаты указывают на то, что в отношении ОП, зарегистрированного в состоянии относительного покоя, не обнаружено статистически значимых межгрупповых разли- чий. Тем не менее следует отметить, что дети с высоким уровнем развития физической работоспособности и выносливости отличаются меньшими значениями ОП. В процессе выполнения умственной работы ОП повышался в обеих группах испытуемых (р<0,001). Сенсомоторное задание и физическая нагрузка также вызывали значительный рост величины ОП по сравнению с фоновыми данными (р<0,001). По величине сдвига на нагрузки между группами имеются статистически значимые различия (р<0,05).

При низких исходных величинах ОП у детей с высокой физической работоспособностью отмечены более выраженные сдвиги этого показателя во время выполнения умственной, сенсомоторной и физической работы.

Низкие исходные величины ОП при меньшей вариативности его значений свидетельствуют, по-видимому, о способности высокотренированных испытуемых поддерживать оптимальный уровень неспецифической активации ЦНС в состоянии покоя, а выраженные сдвиги этого показателя в процессе выполнения тестирующих нагрузок, вероятно, отражают высокую способность к мобилизации функциональных резервов организма.

Результаты вариационного анализа сердечного ритма указывают на то, что в состоянии относительного покоя у детей с высокой физической работоспособностью отмечаются меньшие величины АМо, ИН, ЧСС и большие значения Мо и DХ (р<0,05— 0,001) в сравнении со школьниками, имеющими низкую физи- ческую работоспособность. Полученные данные свидетельствуют о том, что дети 6-8 лет, проявляющие большую физическую работоспособность, в состоянии покоя характеризуются меньшей централизацией управления сердечного ритма и смещением вегетативного баланса в сторону преобладания влияний парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Во

418

время выполнения тестирующих нагрузок в обеих группах отмечалось увеличение АМо, ИН, ЧСС и уменьшение Мо и DХ. Подобный характер изменений, рассматриваемых показателей указывает на повышение уровня активации симпатического отдела вегетативной системы и усиление центральных влияний на ритм сердца в условиях, применяемых функциональных проб. Межгрупповое сравнение изучаемых параметров сердечного ритма позволило установить, что дети, обладающие высокой физической работоспособностью, выполняют умственную, сенсомоторную и физическую работу при более низком уровне активации симпатического отдела вегетативной нервной системы, с меньшим напряжением центральных регуляторных механизмов (р<0,05 — 0,001).

Сопоставляемые группы испытуемых не различались по фоновым величинам ЧД. Во время выполнения тестирующих процедур ЧД значительно учащалась (р<0,001), при этом наблюдалось уменьшение глубины дыхания и неравномерность дыхательных циклов. Следует отметить, что у тренированных школьников в сравнении с нетренированными выявлена тенденция меньшего увеличения этого параметра в процессе проведения функциональных проб.

По мере выполнения заданий наблюдалось постепенное снижение амплитуды и числа волн КГР. У некоторых испытуемых КГР практически не угасала. По количеству волн КГР, зарегистрированных в процессе умственной и сенсомоторной работы, обе группы школьников не отличались друг от друга. Вероятно, это обусловлено тем, что индивидуальные особенности потоотделения детей 6—8 лет нивелируют различия, связанные с физической работоспособностью.

Оценка эффективности умственной и сенсомоторной деятельности также указывает на отсутствие статистически зна- чимых межгрупповых различий.

Таким образом, одна и та же эффективность умственной, сенсомоторной и физической работы у детей 6—8 лет, имеющих различный уровень выносливости и физической работоспособности, достигается разной степенью мобилизации физиологических функций. Школьники, проявляющие высокую общую выносливость, характеризуются низким уровнем неспецифической активации нервной системы в состоянии по-

420