Центральная нервная система

В реакциях организма на любые виды нагрузок участвуют центральная нервная система (ее вегетативный отдел), в частности, гипоталамогипофизарная и симпатоадреналовая системы, и система желез внутренней секреции. Эффекторной системой, реализующей тот или иной ответ организма, является, прежде всего, сердечно-сосудистая система.

Динамика функционального состояния ЦНС может быть выявлена не только по параметрам умственной работоспособности, но и другими методами: электроэнцефалография, хронорефлексометрия, регистрация критической частоты световых мельканий – КЧСМ.

Хронорефлексометрия позволяет определить скрытое (латентное) время двигательной реакции на зрительный или слуховой раздражитель – период зрительно – или слухомоторной реакции (ЛПЗМР и ЛПСМР). Этот метод позволяет судить о быстроте протекания нервных процессов и уровнях функционального состояния центров, соответствующих рефлекторных дуг.

Для исследования рефлекторных реакций используются различные варианты хронорефлексометров. При определении ЛПЗМР на выносной блок, перед которым садится обследуемый, подается 15 сигналов белого света с интервалами 3-5 секунд и вычисляется среднее время реакции на свет на основе данных электронного счетчика. Счетчик запускается в момент подачи сигнала и останавливается кнопкой на выносном блоке. Испытуемый должен как можно быстрее нажать на кнопку после подачи сигнала. При определении ЛПСМР подается звуковой сигнал.

Введение в исследование тормозных сигналов (дифференцировки) позволяет определить силу активного внутреннего торможения, быстроту концентрации нервных процессов, их уравновешенность и подвижность. В качестве положительных световых сигналов используется белая и красная лампы, зеленая – тормозная.. Интервал между раздражителями составляет 5 секунд. Применяется следующая схема (стереотип): белый-красный-зеленый-красный. Испытуемому подается 5 серий стереотипов.

Подвижность нервной системы можно оценить по числу нарушений дифференцировки в процентах – по числу ошибочных реакций на зеленый сигнал, а также по среднему показателю времени реакции на сигнала во всей серии. Удлинение латентного периода и увеличение количества случаев срывов дифференцировки выступает как признак утомления.

Определить лабильность нервной системы дает регистрация критической частоты световых мельканий – КЧСМ. Исследование проводиться с помощью прибора для определения частоты слияния световых мельканий. Частота подачи световых раздражителей варьирует от 60 гц (в начале исследования)до минимальной для исследуемого. Показателем уровня лабильности является средняя величина (из 5 замеров) частот перехода от сплошного к мелькающему свету.

Уравновешенность нервной системы определяется по соотношению числа отсроченных и опережающих реакций на движущийся объект. Исследование проводится с помощью электросекундомера.

Исследование функций симпатоадреналовой системы (содержание норадреналина, адреналина в моче) проводится биохимическими методами.

Сердечно-сосудистая система

Исследование показателей гемодинамики – частоты сердечных сокращений, систолического, диастолического, пульсового и средне динамического артериального давления, ударного и минутного объемов крови, с вычислением коэффициентов выносливости и экономичности кровообращения, индекса кровообращения широко распространено для оценки влияния различных нагрузок на организм детей и подростков. Эти показатели используются и для изучения функциональных возможностей энергообеспечивающих систем при проведении стандартных физических нагрузок (приседаний, подскоков, работы на велоэргометре, степ-тест).

Коэффициент выносливости – КВ

КВ = ЧСС/ пульсовое давление

Увеличение значения коэффициента – ослабление возможностей сердечно-сосудистой системы, уменьшение – усиление.

Коэффициент экономичности кровообращения – КЭК

КЭК = пульсовое давление × ЧСС

При утомлении значение коэффициента увеличивается.

Вегетативный индекс (индекс Кердо) – ВИ

(1- диастолическое давление /ЧСС) × 100%

Индекс отражает характер сдвигов вегетативного равновесия в сторону симпатических или парасимпатических влияний в системе регуляции адаптационных механизмов. Известно, что состояние вегетативного равновесия сохраняется при ВИ равным нулю. Положительное значение ВИ указывает на сдвиг вегетативного равновесия в сторону преобладания симпатического тонуса, а отрицательное – парасимпатического.

Частота сердечных сокращений определяется пальпаторно за определенный отрезок времени (10-30 с). Артериальное давление измеряется на правой руке в положении сидя, после 10-минутного отдыха. Измерения проводятся не менее 3 раз, фиксируются повторяющиеся параметры.

В оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом, объективным и высокоинформативным является анализ статистических характеристик сердечного ритма – кардиоинтервалография. Для оценки степени напряжения регуляторных механизмов и задействованности центральных контуров в регуляции ритма сердца используется интегральный показатель – индекс напряжения (ИН), характеризующий централизацию управления сердечным ритмом.

ИН = Амо/2МО× ΔХ,

где включены параметры вариационной пульсограммы:

• Амо – амплитуда моды,

• Мо - мода,

• ΔХ – вариационный размах.

При усилении парасимпатических влияний на сердце индекс напряжения снижается, а доминирование симпатических влияний характеризуется его увеличением.

Снижение уровня симпатических влияний и усиление ваготонических, ослабление центральных механизмов регуляции свидетельствуют об общем снижении уровня активации сердечно-сосудистой системы и отражают утомление организма.

Анализаторные системы

Двигательный анализатор.

Исследование состояния нервно-мышечного аппарата возможно на основе динамометрии (сила и выносливость), эргографии, треморометрии.

Треморометрия (координаметрия). Показателем двигательной координации является число касаний щупа за 1 секунду при проведении его по прорези. Исследование может проводиться с помощью координамометра АДКР-2, хронотремометра. Испытуемый, взяв правой рукой стержень и держа его на весу, проводит им по прорези, как можно быстрее и стараясь не касаться стенок. Проводится 3 исследования. Определятся число касаний щупа за 1 секунду путем деления общего числа касаний щупа на суммарное время исследования в 3 опытах.

Эргография – определение силы и выносливости мышц руки по показателям динамической работы. Проводится с помощью пальцевого эргографа. Прибор дает возможность одновременно измерять мышечную силу и выносливость, а также – степень утомления мышц кисти руки.

Актография – объективная регистрация «двигательного беспокойства». Позволяет определить раннее утомление, выражающееся в охранительном возбуждении. Для проведения исследования на сиденье, спинке стула и на внутренней поверхности крышки стола монтируют пневмодатчики. Каждое движение детей регистрируется, частота колебаний и величина амплитуды актограммы позволяют судить о динамике «двигательного беспокойства» от начала к концу занятий.

Теппинг-тестирование (по коэффициенту моторной частоты руки). Тест отражает нейродинамические особенности психомоторного профиля и предназначен для изучения как работоспособности двигательного анализатора, так и силы нервной системы. Тест позволяет выявить учащихся, у которых утомление развивается быстрее и раньше других.

Зрительный анализатор

При оценке функциональных изменений со стороны зрительного анализатора используют методики по определению остроты зрения – способность различать величину и форму объекта, устойчивости ясного видения – способность сохранять достаточно высокий уровень остроты в течение определенного времени, регистрации критической частоты световых мельканий – КЧСМ.

Функциональное состояние организма, реакцию организма к нагрузкам, новым условиям обучения и воспитания также отражают:

• функции терморегуляции, исследование которых связано с определением кожных температур симметричных участков тела, сосудистой реакции на охлаждение

• иммунологическая реактивность организма.

Задания для самостоятельной подготовки к занятию. Каждый студент при подготовке к занятию должен проработать теоретический материал данной темы в соответствии с контрольными вопросами, ознакомиться со справочно-информационным материалом.

Для закрепления изученного материала студент, используя справочно-информационный материал, решает следующие ситуационные задачи

I. При исследовании умственной работоспособности школьника с помощью корректурных проб получены следующие результаты

Показатель	До урока	После урока
число прослеженных знаков	250	245
число ошибок на 500 знаков	1,3	1,9

Дайте заключение о функциональных изменениях произошедших в течение урока у учащегося.

Решение. Количество прослеженных знаков к концу занятия снизилось на 2%, что указывает на отсутствие изменений в скорости, выполняемой работы. Количество ошибок на 500 знаков возросло на 0,6, что указывает на их увеличение, т.е. на снижение точности выполняемой работы. Отсутствие изменений в скорости работы и снижении её точности свидетельствует о развитии утомления.

Ответ. В течение урока у школьника развилось утомление, произошло снижение функциональных возможностей организма.

II. В подготовительной группе детского сада в качестве дополнительного введено занятие по овладению компьютерной грамотностью.

Для оценки влияния занятия на организм детей использовано определение КЧСМ, частоты сердечных сокращений. По окончанию занятия КЧСМ уменьшилась у 78% детей, частота сердечных сокращений возросла в 86% случаев, в 5% - уменьшилась, у остальных детей без изменений.

Дайте оценку организации занятия по этим физиологическим сдвигам и какие из показателей работоспособности можно рекомендовать для определения в данном случае.

Решение. Снижение критической частоты слияния световых мельканий у большинства детей указывает на уменьшение лабильности нервной системы и функциональных возможностей зрительного анализатора, а возрастание частоты сердечных сокращений – на увеличение напряженности функционирования сердечно-сосудистой системы также у большего числа детей, что свидетельствует о неблагоприятном влиянии занятия на организм детей, о его нерациональной организации.

Ответ. Занятие организовано нерационально, способствует значительному напряжению функциональных возможностей организма. Для изучения работоспособности детей в этом возрасте можно рекомендовать фигурную корректурную пробу, а также определение эмоционального состояния.

III. Изучено влияния преподавания математики в начальной школе по авторской и традиционной программам на работоспособность и функциональное состояние организма учащихся.

Результаты исследования приведены в таблице.