А.И. Шимко, О.А. Андреев «Динамика лабильности церебральных УПП и психофизиолоических параметров детей 10-11 лет с гетеротипной межполушарной асимметрией в условиях тренировки концентрации внимания» (С.38-50)

И.А. Шимко, О.А. Андреев

ДИНАМИКА ЛАБИЛЬНОСТИ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ УПП И ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТЕЙ 10-11 ЛЕТ С ГЕТЕРОТИПНОЙ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИЕЙ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИРОВКИ КОНЦЕНТРАЦИИ ВНИМАНИЯ

Научный центр неврологии РАМН, Москва, Россия

У 21-го тестируемого школьника-правши 10-11 лет в условиях начальной тренировки концентрации внимания (при последовательном предъявлении серии таблиц Шульте) в зависимости от меры усиления активности правого или левого полушарий выявлено две группы функциональной межполушарной асимметрии доминантного по реактивности УПП полушария: группа детей с левосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ЛТА) и группа детей с преобладанием активности в правом полушарии (ПТА). При этом в каждой группе в условиях начальной тестирующей тренировки концентрации внимания зарегистрирован нейрофизиологический феномен экстенсивного нарастания амплитуды УПП как правого (Td), так и левого (Ts) полушария головного мозга, по-видимому, отражающий динамику интенсивности церебрального энергетического обмена и уровня функционального состояния ЦНС. Динамика УПП при начальной тестирующей тренировке концентрации внимания свидетельствует, что эскалация УПП доминантного полушария на предъявление серии таблиц Шульте более выражена у детей ЛТА, нежели у школьников ПТА. Поскольку у детей обоих типов функциональной межполушарной асимметрии при предъявлени серии таблиц градиент (крутизна) нарастания величин УПП в доминантном полушарии выше, чем в субдоминантном, возникает феномен нарастания величин межполушарной асимметрии УПП (т.е. разности УПП правого и левого полушарий) по мере экспозиции серии таблиц Шульте. Сравнительно-неврофизиологический анализ динамики градуальной модуляции УПП мозга детей в начале и конце обучения обнаружил не только феномен уменьшение в обеих исследуемых группах амплитуды УПП правого и левого полушарий головного мозга в результате длительной кондиционирующей тренировки концентрации внимания (церебральный энергосберегающий эффект обучения), но и уменьшения величин межполушарной асимметрии УПП, свидетельствуя о посттренинговой трансформации индивидуального характера реакций каждого из полушарий мозга в сторону их эквипотенциального, содружественного, синергичного действия (нивелирования межполушарной асимметрии церебральных энергозатрат). У детей 10-11 лет с гетеротипной функциональной межполушарной асимметрией головного мозга (ЛТА или ПТА) обнаружены не только гетеротипные посттренинговые различия как сокращения времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте, так и нарастания скорости чтения (СЧ), но и гетеропипная направленность динамики, как реактивной (РТ), так и личностной тревожности (ЛТ) после кондиционирующей тренировки концентрации внимания (обучения быстрому чтению). Интенсивная ретикуло-кортикальная активация функционального состояния ЦНС в условиях кондиционирующей тренировки концентрации внимания, по-видимому, заключается не в экстенсивном (количественном), а в интенсивном (качественном) нарастании энергоинформационных процессов, что отражается не только в активации психофизиологических показателей функционального состояния ЦНС – уменьшении времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте и увеличении скорости чтения (СЧ), а также сопряженной с ними посттренинговой трансформации уровня реактивной (РТ) и личностной (ЛТ) тревожности, но и в снижении энергетических затрат.

Ключевые слова: постоянный потенциал головного мозга, скорость чтения, время проработки таблиц Шульте, церебральный энергетический обмен.

По современным представлениям функциональная межполушарная асимметрия (ФМА) головного мозга проявляется в виде стабильных и изменчивых показателей церебральной латерализации (стационарной и динамической организации ФМА) [15]. Данные о динамической организации функциональной асимметрии являются существенным дополнением классических представлений об устойчивых структурно-функциональных различиях правого и левого полушария [12,14].

Межполушарные отношения, оцененные с помощью электрофизиологических показателей активности головного мозга, демонстрируют выраженную трансформацию при динамике функциональных состояний. Среди электрофизиологических показателей, использующихся при изучении межполушарных отношений, особое место занимает уровень постоянного потенциала головного мозга (УПП), УПП ─ это медленно меняющийся потенциал милливольтового диапазона, который при регистрации от кожи головы интегрально отражает трансформацию мембранных потенциалов нейронов, глии и гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [23,21,7,2,13,26].

Известно, что величина мембранного потенциала определяется различиями концентраций ионов между наружной и внутренней сторонами мембраны. Величина, например, сосудистого потенциала определяется различиями концентраций водородных ионов (основных потенциалообразущих ионов церебральных сосудов) с наружной и внутренней стороны сосудистой стенки или эндотелиальной мембраны гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), демонстрируя четкую логарифмическую зависимость разности сосудистых потенциалов от внутрисосудистой концентрации водородных ионов [25,24,13]. Поскольку кислоты являются конечными продуктами энергетического обмена, то по концентрации водородных ионов в оттекающей от мозга крови в норме можно судить об интенсивности энергетического метаболизма. Более высокий энергетический обмен сопряжен с более высоким значениям УПП.

Вклад различных источников (мембранных потенциалов нейронов, глии и гематоэнцефалического барьера) в электрогенез УПП в конкретных ситуациях может быть различным. Однако, вне зависимости от этого, интегральная величина УПП позволяет оценить интенсивность энергетических процессов в мозге, поскольку создание и поддержание определенных концентраций ионов на мембранах требует затрат энергии на работу против диффузного концентрационного градиента [13]. Поэтому более высокие значения УПП в какой-либо области головного мозга могут отражать увеличение энергозатрат в этой области. Например, относительное повышение значений УПП над доминантным полушарием у человека соответствуют более высокой степени утилизации глюкозы в этом полушарии [11]. Напротив, значительное снижение УПП может свидетельствовать резком уменьшении функциональной активности этого участка мозга, например, при последствиях острого нарушения мозгового кровообращения [8] или после инъекций бензодиазепинов [18]. Установлена взаимосвязь между психофизиологическими показателями и характеристиками УПП, особенно в условиях учебной нагрузки [12]. Выявлено, что при нагрузках, сопровождающихся активацией мозговых структур, УПП в соответствующих областях, как правило, увеличивается. В частности, при чтении этот показатель закономерно повышается, преимущественно в левом полушарии [9].

Роль внимания при чтении исключительно велика. Величина концентрации внимания – это одна из характеристик функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС), отражающая меру активирующей и фильтрующей способности ЦНС при формировании адекватного информационного потока (к нейрофизиологическому субстрату акцептора результата действия и др.) [4]. Степень сосредоточения, развития внимания, организации и управления вниманием значительно влияют на показатель скорости чтения [3].

Исследования, проведенные в неврологических, психиатрических и терапевтических клиниках, а также в авиационной и спортивной медицине, подтвердили информативность и репрезентативность УПП, как показателя энергозатрат головного мозга [13].

Учитывая вышесказанное, полученные нами многочисленные данные [16,17,1,18] о гетеромодальной (эмоциогенной, локомоторной, психотропной) пластичности амплитудно-временных параметров вызванных потенциалов сенсомоторной коры (СМК) у животных раннего постнатального периода онтогенеза, учитывая однонаправленность дозозависимой бензодиазепиновой трансформации амплитудных характеристик таламо- кортикальных ответов СМК и уровня постоянного потенциала (УПП) мозга [18], в настоящей работе была поставлена задача: изучить модуляцию церебральных УПП и психофизиологических характеристик ВНД мальчиков-правшей 10-11 лет с лево- и правосторонним типами межполушарной асимметрией в условиях тренировки концентрации внимания в «Центре быстрого чтения интеллектуального и духовного развития личности» академика О.А. Андреева [3].

Методика. В работе изучали влияния длительной тренировки концентрации внимания на интенсивность энергозатратных процессов головного мозга, оцениваемых по уровню постоянного потенциала (УПП) мозга [13]. Исследования проведены у 21-го мальчика-правши 10-11 лет в начале обучения в школе быстрого чтения О.А. Андреева и 13-и этих детях в конце психофизиологической тренировки.

Было два вида тренировки концентрации внимания:

1. Тестирующая тренировка концентрации внимания заключалась в последовательном предъявлении 10- и таблиц Шульте, каждая из которых представляла собой квадрат, имеющий 5 строчек и 5 колонок, где в случайном порядке, бессистемно располагалась группа цифр (от 1 до 25). Ученики получали задание, глядя в центр таблицы Шульте, в последовательно возрастающем порядке, максимально быстро находить эти 25 цифр, показывать их указкой и произносить найденные цифры вслух.

2. Помимо этого проводилась кондиционирующая тренировка концентрации внимания, которая состояла в самостоятельной (в домашних условиях или в школе быстрого чтения в присутствии преподавателей) проработке аналогичных и специальных обучающих программ.

Скорость чтения измерялась перед первым нейрофизиологическим тестированием и после реализации всех обучающих программ; время проработки таблиц Шульте регистрировали синхронно с записью УПП; продолжительность цикла кондиционирующей тренировки концентрации внимания ─ 30 дней. Поскольку тревожность детей не является их абсолютным, всецело негативным, патологическим симптомом, а определенный уровень тревожности ─ это нормальная и обязательная характеристика любой активной личности; более того, поскольку в литературе существует понятие: «оптимального индивидуального уровня полезной тревожности» [10], в настоящей работе проведен дифференцированный анализ посттренинговой трансформации реактивной (РТ) и личностной (ЛТ) тревожности детей 10-11 лет с гетеротипной межполушарной асимметрией в условиях кондиционирующей тренировки концентрации внимания в школе быстрого чтения.

Реактивная тревожность ─ это уровень напряжения, беспокойства, нервозности личности во время ответов на 20 вопросов из серии: «Как Вы себя чувствуете в данный момент»?

Личностная тревожность ─ это мера склонности личности воспринимать большой круг ситуаций как угрожающие, реагировать на такие ситуации состоянием тревоги, которая тестируется ответами на 20 вопросов из серии: «Как Вы себя чувствуете обычно»?

Регистрацию УПП проводили в пяти областях головы: фронтальной (Fz), центральной (Cz), затылочной (Oz), левой (Ts) и правой височной (Td).

Анализировали изменения 11-и средних арифметических величин (Хср. ): Фоновых УПП в контрольных измерениях (ФУПП[K] ) и таковых, модулируемых последовательным предъявлением 10-и таблиц Шульте (ФУПП[T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10]), а затем вычисляли разность каждого из этих параметров с соответствующими контрольными измерениями ФУПП[K] (т.е. исследовали посттренинговую лабильность УПП ─ диапазон изолированной, от фоновой активности, реакции УПП).

В соответствии с компьютерной программой анализ динамики УПП в условиях концентрации внимания при последовательном предъявлении таблиц Шульте начинался с регистрации контрольного блока информации (50 статистических вариант в блоке, полученных с интервалом 2 сек). Непосредственно после этого ученикам последовательно предъявляли 10 таблиц Шульте и продолжали тестировать трансформацию УПП с идентичным интервалом.

Регистрацию УПП у тестируемых детей осуществляли с помощью усилителя постоянного тока с входным сопротивлением 10 Мом. Для этого использовали, разработанный в нашей лаборатории прибор «Диамап» [13], который работал в режиме милливольтметра. Регистрацию проводили монополярно с помощью неполяризуемых хлорсеребряных электродов типа «ЭВЛ-МЗ». При этом, индифферентный электрод помещался на запястье правой кисти детей. Пять активных электродов располагались в вышеназванных областях головы по «Международной системе 10-20%» [22]. Перед экспериментом контролировали электродный потенциал, который в общем случае не превышал 4-5 mV и учитывался при регистрации УПП. В процессе регистрации контролировали стабильность кожного сопротивления под отводящими электродами. Полученные данные обрабатывали с помощью методов параметрической статистики на компьютере IBM (редакторы: Microsoft Word, Excel, Statistica) с последующей разработкой и построением компьютерных программ для таблиц и графиков.

Результаты исследований. В плане развития и углубления наших предыдущих исследований [19], полученные в настоящей работе данные свидетельствуют, что у 21-го тестируемого школьника-правши 10- 11 лет в условиях начальной тренировки концентрации внимания (при последовательном предъявлении серии таблиц Шульте) в зависимости от меры усиления активности правого или левого полушарий выявлено две гетеротипных группы функциональной межполушарной асимметрией доминантного по реактивности УПП полушария: группа детей с левосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ЛТА) [рис.1а] и группа детей с преобладанием активности в правом полушарии (ПТА) [рис.1б].

Рис.1 (а,б). Динамика нарастания уровня постоянного потенциала (УПП) левого (Ts) и правого (Td) полушарий головного мозга при последовательном предъявлении 10-и таблиц Шульте до (S) и после (F) кондиционирующей тренировки концентрации внимания у мальчиков 10-11 лет: (а) – с левосторонним; (б) – с правосторонним типом межполушарной асимметрии. По оси абсцисс: № таблиц; по оси ординат: mV. К – фоновый уровень постоянного потенциала. Планки погрешностей по Y ─ ошибки средних.

В группу детей с левосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ЛТА) входило 10 мальчиков, у которых в процессе предъявления таблиц Шульте наблюдался преобладающий рост УПП в левом доминантном полушарии [рис.1а]. В группу детей с правосторонним типом асимметрии (ПТА) входило 11 мальчиков с преобладающим ростом УПП в правом доминантном полушарии [рис.1б].

Таким образом, у детей 10-11 лет обоих исследуемых групп впервые обнаружен нейрофизиологический феномен экстенсивного нарастания амплитуды УПП как правого (Td), так и левого (Ts) полушария головного мозга, по-видимому, отражающий динамику интенсивности церебрального энергетического обмена и уровня функционального состояния ЦНС.

Анализ динамики изменений УПП при начальной тестирующей тренировке концентрации внимания свидетельствует, что эскалация УПП доминантного полушария на предъявление серии таблиц Шульте более выражена у детей с левосторонним типом межполушарной асимметрии (ЛТА), нежели у школьников с преобладанием активности в правом полушарии (ПТА) [рис.1а,б].

Причем тенденция к доминированию лабильности церебральных УПП у мальчиков (ЛТА) обнаружена не только при предъявлении последней, 10-ой таблицы Шульте, но и при анализе динамики средних величин нарастания амплитуды УПП в ответ на предъявление первых 5-и таблиц, вторых 5-и таблиц, а также ─ всех 10- и таблиц Шульте [табл. №1].

Таблица №1

№№ таблиц Шульте ЛТА ПТА
10-ая 7,3±1,07мВ

(t=6,79; p<0,001)

5,1±1,31мВ

(t=3,86; p<0,01)

1 ─ 5-ая 2,52±0,62мВ

(t=4,08; p<0,02)

2,42±0,35мВ

(t=6,82; p<0,01)

6 ─ 10-ая 6,43±0,42мВ

(t=15,27; p<0,001)

4,54±0,31мВ

(t=14,7; p<0,001)

все 10 4,47±0,74мВ

(t=6,03; p<0,001)

3,48±0,42мВ

(t=8,33; p<0,002)

Более того, в условиях начальной тестирующей тренировки концентрации внимания обнаружены не только межгрупповые различия ─ преобладающая величина нарастания церебрального энергетического обмена и интенсивности энергозатрат в доминантном полушарии детей (ЛТА), чем в доминантном полушарии детей (ПТА), но и внутригрупповые различия ─ преобладающий градиент (крутизна) нарастания (у детей обоих типов межполушарной асимметрии) величин УПП в доминантном полушарии, нежели субдоминантном при предъявления серии таблиц [рис.1а,б]. Этот второй феномен может лежать в основе процесса нарастания величин межполушарной асимметрии УПП (т.е. разности УПП правого и левого полушарий) при экспозиции (предъявлении) серии таблиц Шульте [рис.1а,б]. Сравнительно-неврофизиологический анализ динамики градуальной модуляции УПП мозга детей в начале [рис.1а,б] и конце [рис.1а,б], [рис.2а,б] обучения обнаружил диаментально противоположные реакции УПП (феномены):

1. уменьшение в обеих исследуемых группах амплитуды УПП правого и левого полушарий головного мозга в результате длительной кондиционирующей тренировки концентрации внимания (т.е. церебральный энергосберегающий эффект обучения) [рис.1а,б; 2а,б];

Рис.2 (а,б). Церебральный энергосберегающий эффект обучения. Динамика нарастания в правом (Td) и левом (Ts) полушариях головного мозга негативной разности УПП(F-S) в «конце» (F) и «начале» (S) обучения при экспозиции серии таблиц Шульте у мальчиков 10-11 лет: (а) – с левосторонним; (б) – с правосторонним типом межполушарной асимметрии. По оси абсцисс: № таблиц; по оси ординат: mV. К – фоновый уровень постоянного потенциала. Планки погрешностей по Y ─ ошибки средних.

2. преобладающая величина уменьшения церебрального энергетического обмена и интенсивности энергозатрат в доминантном полушарии детей (ЛТА), чем в доминантном полушарии детей (ПТА) [рис.1а,б; 2а,б];

3. преобладающий градиент (крутизна) уменьшения (у детей обоих типов межполушарной асимметрии) величин УПП в доминантном полушарии, нежели субдоминантном при предъявления серии таблиц [рис.1а,б; 2а,б].

Эот третий нейрофизиологический феномен (нивелирования межполушарной асимметрии церебральных энергозатрат) может лежать в основе процесса уменьшения величин межполушарной асимметрии УПП (т.е. разности УПП правого и левого полушарий) и свидетельствовать о посттренинговой трансфармации индивидуального характера реакций каждого из полушарий мозга в сторону их эквипотенциального, содружественного, синергичного действия [рис.1а,б; 2а,б].

Причем большая посттренинговая величина уменьшения церебрального энергетического обмена и интенсивности энергозатрат в доминантном полушарии детей (ЛТА), чем в доминантном полушарии детей (ПТА) ─ селективный церебральный энергосберегающий эффект обучения ─ зарегистрированы не только при предъявлении последней, 10-ой таблицы Шульте, но и при анализе динамики средних величин уменьшения амплитуды УПП в ответ на предъявление первых 5-и таблиц, вторых 5-и таблиц, а также ─ всех 10- и таблиц Шульте [рис.1а,б; 2а,б; табл. №2].

Рис.2 (а,б). Церебральный энергосберегающий эффект обучения. Динамика нарастания в правом (Td) и левом (Ts) полушариях головного мозга негативной разности УПП(F-S) в «конце» (F) и «начале» (S) обучения при экспозиции серии таблиц Шульте у мальчиков 10-11 лет: (а) – с левосторонним; (б) – с правосторонним типом межполушарной асимметрии. По оси абсцисс: № таблиц; по оси ординат: mV. К – фоновый уровень постоянного потенциала. Планки погрешностей по Y ─ ошибки средних.

Нейрофизиологический феномен преобладающей посттренинговой реактивности (лабильности) УПП и меры церебрального энергетического обмена у детей с левосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ЛТА), чем у детей с правосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ПТА), сочетается с гетеротипной, селективной трансформацией психофизиологических показателей функциональной активности ЦНС: сокращением времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте, нарастанием скорости чтения (СЧ), свидетельствуя об интенсивном типе активации функционального состояния высшей нервной деятельности (ВНД) обучаемых детей [рис.3а,б; табл. №3]. Более того, у детей 10-11 лет с различными типами функциональной межполушарной асимметрии головного мозга (ЛТА или ПТА) обнаружены не только гетеротипные величины посттренингового сокращения времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте и нарастания скорости чтения (СЧ), но и гетеропипная направленность динамики как реактивной (РТ), так и личностной тревожности (ЛТ) после кондиционирующей тренировки концентрации внимания (обучения быстрому чтению) [рис.4а,б; табл. №4].

Таблица №2

№№ таблиц Шульте ЛТА ПТА
10-ая -7,19±0,26мВ

(t=-27,68; p<0,001)

-4,20±0,41мВ

(t=-10,2; p<0,001)

1 ─ 5-ая -2,28±0,68мВ

(t=-3,37; p<0,05)

-1,43±0,19мВ

(t=-7,44; p<0,002)

6 ─ 10-ая -6,47±0,38мВ

(t=-16,95; p<0,001)

-3,69±0,32мВ

(t=-11,6; p<0,001)

все 10 -4,38±0,79мВ

(t=-5,55; p<0,001)

-2,56±0,41мВ

(t=-6,17; p<0,001)

Обсуждение результатов. Полученные данные могут свидетельствовать о существовании 2-х стратегий обучения детей 10- 11лет быстрому чтению:

1) Стратегия детей с доминирующей активностью левого полушария, понижающих после кондиционирующей тренировки концентрации внимания уровень реактивной и личностной тревожности.

Таблица №3

ВПТ

ЛТА ПТА
ВПТ (S) 77,9±8,58сек

(t=9,07; p<0,001)

67,8±5,29сек

(t=12,81; p<0,001)

ВПТ (F) 67,32±10,82сек

(t=6,22; p<0,01)

62,8±5,98сек

(t=10,5; p<0,001)

Мера посттренингового сокращения

ВПТ (%)

-13,5%

-7,5%

СЧ ЛТА ПТА
СЧ (S) 41,8±8,32 сл./мин

(t=5,03; p<0,001)

46,5±10,11 сл./мин

(t=4,60; p<0,01)

СЧ (F) 146,9±42,05 сл./мин

(t=3,49; p<0,01)

119,1±16,65 сл./мин

(t=7,16; p<0,001)

Мера посттренингового нарастания

СЧ (%)

251,3%

155,9%

Рис.3 (а,б). Модуляция психофизиологических характеристик церебральной активности детей 10-11 лет. (а) ─ сокращение времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте, (б) ─ нарастание скорости чтения (СЧ). По осям абсцисс: (<) – дети с левосторонним (ЛТА), (>) – дети с правосторонним (ПТА) типом функциональной межполушарной асимметрии (ФМА); по осям ординат: слева (а) ─ время проработки таблиц Шульте (сек); слева (б) ─ скорость чтения (слова / мин); справа (а) ─ мера уменьшения ВПТ(%), справа (б) ─ мера нарастания СЧ (%). [s] – в «начале», [F] – в «конце» обучения. (F-s) / s% – мера нарастания скорости чтения в %. Планки погрешностей по Y ─ ошибки средних.

2) Стратегия детей с доминирующей активностью правого полушария, повышающих после кондиционирующей тренировки концентрации внимания уровень реактивной и личностной тревожности.

3) При этом дети ЛТА, понижающие уровень тревожности после кондицонирующей тренировки концентрации внимания, были более успешными в обучении (показали большее посттренинговое увеличение скорости чтения (СЧ) и сокращение времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте, нежели дети ПТА).

Таблица №4
РТ ЛТА ПТА
РТ (S) 28,50±1,34 баллов

(t=21,34; p<0,001)

25,55±2,48 баллов

(t=10,31; p<0,001)

РТ (F) 24,40±3,87 баллов

(t=6,31; p<0,001)

32,17±2,93 баллов

(t=10,99; p<0,001)

Направленность

посттренинговой динамики

РТ (F-S)/S%

-14,39%

25,92%

ЛТ ЛТА ПТА
ЛТ (S) 47,70±1,37 баллов

(t=34,70; p<0,001)

46,45±1,86 баллов

(t=25,04; p<0,001)

ЛТ (F) 42,80±2,48 баллов

(t=17,27; p<0,001)

48,50±2,35 баллов

(t=20,65; p<0,001)

Направленность

посттренинговой динамики

ЛТ (F-S)/S%

-10,27%

4,40%

Вместе с тем, дети ПТА, повышающие посттренинговый уровень тревожности («оптимальный индивидуальный уровень полезной тревоги») [10], хотя и повышали СЧ и сокращали ВПТ после обучения, но, по-видимому, пользовались менее конструктивной стратегией научения. Экстенсивная ретикуло-кортикальная активация функционального состояния ЦНС в условиях начальной тестирующей тренировки концентрации внимания, по- видимому, заключающаяся в нарастании размера вовлеченного в реакцию кортикального нейронного пула, вызывающего соответствующее увеличение локального мозгового кровотока и, в свою очередь, увеличение УПП головного мозга милливольтового диапазона.

Рис.4 (а,б). Динамика трансформации реактивной и личностной тревожности после кондиционирующей тренировки концентрации внимания у детей 10-11 лет. (а) – дети с левосторонним (ЛТА); (б) – дети с правосторонним типом межполушарной асимметрии (ПТА). Темные столбики (S) ─ до; светлые (F) ─ после тренировки. Два столбика слева на каждом графике ─ реактивная тревожность (РТ); два справа ─ личностная тревожность (ЛТ). Левая шкала ординат на каждом графике ─ уровень тревожности в баллах. Правая шкала ординат ─ мера трансформации уровня тревожности (%). [S] – в «начале», [F] – в «конце» обучения. (F-S) / S% мера нарастания уровня тревожности (%). Планки погрешностей по Y ─ ошибки средних.

Мы полагаем, что в отличие от нейрофизиологических механизмов вышеописанной экстенсивной ретикуло-кортикальной активации мозга в условиях начальной тестирующей тренировки концентрации внимания феномен церебрального посттренингого сбережения энергетических ресурсов, вызванного кондиционирующей тренировкой концентрации внимания, по-видимому, связан с другим типом активации функционального состояния ЦНС.

Так, в нейрофизиологической литературе имеются данные о закономерной смене первичной генерализованной (экстенсивной) фазы развития становлением дифференцированных (дифференцировка), специализированных или интенсивных механизмов ВНД. Причем, позднее развивающиеся фазы (стадии) оказывают регулирующее (а точнее тормозящее) влияние на функцию ранее сформированных нейрофизиологических процессов [5,6,20].

Анализ, например, развития двигательных рефлекторных реакций, проведенный в большой серии морфофизиологических исследований на кроликах, морских свинках, крысах (Волохов А.А, 1975 и др.) [6] привел к установлению 4-х стадий развития рефлекторной деятельности:

1. Стадия первичных двигательных рефлексов.

2. Стадия первичной генерализации рефлексов.

3. Стадия вторичной генерализации рефлексов.

4. Стадия специализации рефлекторной деятельности.

(Когда формируются сложные специализированные пищевые, защитные и установочные рефлексы: сосательный и глотательный, умывательный, чесательный, отряхивательный, лизательный, шейные тонические рефлексы на конечности, лабиринтные тонические и установочные рефлексы).

А.А. Волохов утверждает, что стадия специализации рефлекторных реакций характеризует собой принципиально новый этап развития деятельности нервной системы. В это время первичные (быстрые) и вторичные (медленно протекающие, тонические) генерализованные реакции исчезают и на смену приходят более ограниченные и интегрированные реакции, предназначенные для выполнения строго определенных функций организма, носящих приспособительный характер. Этот этап в деятельности нервной системы, по-видимому, связан с количественными и качественными изменениями не только структурных, но и биохимических характеристик головного мозга.

Можно думать, что интенсивная ретикуло-кортикальная активация функционального состояния ЦНС в настоящей работе, заключается не в экстенсивном (количественном), а в интенсивном (качественном) нарастании энергоинформационных процессов, что отражается не только в активации психофизиологических показателей функционального состояния ЦНС – уменьшении времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте и увеличении скорости чтения (СЧ), а также связанной с ними посттренинговой трансформации уровня реактивной (РТ) и личностной (ЛТ) тревожности, но и в снижении энергетических затрат. При этом, не исключена возможность, что процесс становления и развития процесса чтения у детей 10-11 лет сопряжен с вышеупомянутыми стадиями развития рефлекторной деятельности в эмбриогенезе и перинатальном онтогенезе.

Полученные в настоящей работе данные о градуальной модуляции УПП в начале и конце психофизиологической тренировки концентрации внимания у детей 10-11 дней могут позволить более точно, нейрофизиологически оценить энергетические резервы конкретного функционального состояния высшей нервной деятельности обучаемых детей, прогнозировать меру эффективности обучения, оптимизировать характер и интенсивность интеллектуальных нагрузок процесса обучения и др.

Выводы:

1. У 21-го тестируемого школьника-правши 10-11 лет в условиях начальной тренировки концентрации внимания (при последовательном предъявлении серии таблиц Шульте) в зависимости от меры усиления активности правого или левого полушарий выявлено две группы функциональной межполушарной асимметрии доминантного по реактивности УПП полушария: группа детей с левосторонним типом функциональной межполушарной асимметрии (ЛТА) и группа детей с преобладанием активности в правом полушарии (ПТА).

2. У детей 10-11 лет обоих исследуемых групп в условиях начальной тестирующей тренировки концентрации внимания обнаружен нейрофизиологический феномен экстенсивного нарастания амплитуды УПП как правого (Td), так и левого (Ts) полушария головного мозга, по- видимому, отражающий динамику интенсивности церебрального энергетического обмена и уровня функционального состояния ЦНС.

3. Динамика УПП при начальной тестирующей тренировке концентрации внимания свидетельствует, что эскалация УПП доминантного полушария на предъявление серии таблиц Шульте более выражена у детей с левосторонним типом

межполушарной асимметрии (ЛТА), нежели у школьников с преобладанием активности в правом полушарии (ПТА).

4. Поскольку у детей обоих типов функциональной межполушарной асимметрии при предъявления серии таблиц градиент (крутизна) нарастания величин УПП в доминантном полушарии выше, чем в субдоминантном, возникает феномен нарастания величин межполушарной асимметрии УПП (т.е. разности УПП правого и левого полушарий) по мере экспозиции серии таблиц Шульте.

5. Сравнительно-неврофизиологический анализ динамики градуальной модуляции УПП мозга детей в начале и конце обучения обнаружил не только феномен уменьшение в обеих исследуемых группах амплитуды УПП правого и левого полушарий головного мозга в результате длительной кондиционирующей тренировки концентрации внимания (церебральный энергосберегающий эффект обучения), но и уменьшения величин межполушарной асимметрии УПП, свидетельствуя о посттренинговой трансфармации индивидуального характера реакций каждого из полушарий мозга в сторону их эквипотенциального, содружественного, синергичного действия (нивелирования межполушарной асимметрии церебральных энергозатрат).

6. У детей 10-11 лет с гетеротипной функциональной межполушарной асимметрией головного мозга (ЛТА или ПТА) обнаружены не только гетеротипные посттренинговые различия как сокращения времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте, так и нарастания скорости чтения (СЧ), но и гетеропипная направленность динамики, как реактивной (РТ), так и личностной тревожности (ЛТ) после кондиционирующей тренировки концентрации внимания (обучения быстрому чтению).

7. Интенсивная ретикуло-кортикальная активация функционального состояния ЦНС в условиях кондиционирующей тренировки концентрации внимания, по-видимому, заключается не в экстенсивном (количественном), а в интенсивном (качественном) нарастании энергоинформационных процессов, что отражается не только в активации психофизиологических показателей функционального состояния ЦНС – уменьшении времени проработки таблиц (ВПТ) Шульте и увеличении скорости чтения (СЧ), а также сопряженной с ними посттренинговой трансформации уровня реактивной (РТ) и личностной (ЛТ) тревожности, но и в снижении энергетических затрат.

Список литературы:

1. Адрианов О.С., Шимко И.А., Герштейн Л.М., Попова Н.С., Фокин В.Ф., Нейрофизиологические и биохимические механизмы дозозависимой амфетаминовой модуляции нейронов сенсомоторной коры у развивающихся животных//Успехи физиол. наук. 1997. Т.28. №3. С.78.

2. Аладжалова Н.А., Психофизиологические аспекты сверхмедленной ритмической активности головного мозга. М.: Наука 1979. 216 с.

3. Андреев О.А., Учимся читать быстро. ( Первая ступень обучения в Школе Олега Андреева. Программа » Доминанта 2000 года»). М.: 2000. 192 с.

4. Анохин П.К., Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968. 547 с.

5. Асратян Э. А., Очерки по высшей нервной деятельности. Ереван: Изд-во АН Армянской ССР, 1977. 348 с.

6. Волохов А.А., Развитие нервной системы в раннем возрасте. // В кн. Возрастная физиология (Руководство по физиологии). Л.: Изд-во «Наука» АН СССР, Научный совет по комплексным проблемам физиологии человека и животных, 1975. С.443.

7. Кузнецова Г.Д., Королева В.И., Очаги стационарного возбуждения в коре большого мозга. М.: Наука, 1978. 164 с.

8. Пономарева Н.В., Пространственное распространение уровня постоянного потенциала головного мозга в норме и при органических заболеваниях ЦНС. Дис. канд. мед. наук. М.: 1ММИ, 1986. 196 с.

9. Пономарева Н.В., Фокин В.Ф., Динамика межполушарной асимметрии энергетического метаболизма при чтении и мнестических процессах// Сб. «Актуальные вопросы функциональной межполушарной асимметрии». –2001, с.145-147.

10. Спилберг Ч.Д., Ханин Ю.Л., Шкала оценки уровня реактивной и личностной тревожности. // В кн.: Психологические тесты, под ред. А.А. Карелина ─ М. «Владос», 2000. Т1. С.39-46.

11. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., Букатина Е.Е., Уровень постоянного потенциала головного мозга человека в молодом, зрелом и старческом возрасте. // Журн. патол. физиологии и эксперим. терапии. 1986. №6. С.72-74.

12. Фокин В.Ф., Городенский Н.Г., Шармина С.Л., Психофизиологические характеристики готовности к обучению и функциональная межполушарная асимметрия. // Проблема теории и методики обучения. — М: Изд-во РУДН 2000. №5. С.54-57.

13. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., Энергетическая физиология мозга. М.: «Антидор», 2003. 288 с.

14. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В., Динамические характеристики функциональной межполушарной асимметрии //Функциональная межполушарная асимметрия. — Хрестоматия.- М.; Научный мир, 2004, — Гл.17, с.349-368.

15. Фокин В.Ф., Боравова А.И.,Галкина Н.С. Пономарева Н.В. Шимко И.А., Стационарная и динамическая организация функциональной межполушарной асимметрии.//Руководство по функциональной межполушарной асимметрии. Российская академия медицинских наук Научный центр неврологии. М. Научный мир, 2009 С. 389-429.

16. Шимко И.А., Модуляция таламо- кортикальных ответов сенсомоторной коры при раздражении латерального гипоталамуса у кроликов в онтогенезе.// Журн. эволюц. биохимии и физиологии. — 1989. — т. ХХV, №1.- C. 74-80.

17. Шимко И.А., Дозозависимая галоперидоловая модуляция амплитудно- временных характеристик таламо- кортикальных ответов сенсомоторной коры у кролика в онтогенезе. // Журн. высш. нерв. деят. -1995. -т. 45, №.1. — С.185-194.

18. Шимко И.А., Фокин В.Ф., Зависимая от дозы тазепама модуляция таламо- кортикальных ответов и постоянного потенциала сенсомоторной коры у кроликов в период их прозревания // Журн. высш. нерв. деят. 2000. Т.50. №6. С. 1024.

19. Шимко И.А., Андреев О.А., Пономарева Н.В. Фокин В.Ф., Динамика уровня постоянного потенциала головного мозга в условиях тренировки концентрации внимания у детей 10-11 лет. // Журн. высш. нерв. деят. — 2005. — т. 55, №5, С. 608-615.

20. Шугалев Н. П. Медиаторное обеспечение доминирующих состояний животных в процессе условнорефлекторной пищедобывательной деятельности. Дис. …докт. мед. наук. М.: Ин=т мозга ВНЦПЗ, АМН СССР, 1986. 340 с.

21. Caspers H., Speckmann E.-J., Cortical DC shifts associated with changes of gas tensions in blood and tissue // Handbook of Electroencephal. and Clinical Neurophysiol. Amsterdam, Elsevere, 1974. V.10. Part. A. P.41-65.

22. Jasper H. The ten-twenty electrode system of international federation // EEG a. Clin. Neurophysiol. 1958. V.10. №2. P. 371- 375.

23. O’ Leary J., Goldring S., DC-potentials of brain // Physiol. Rev. 1964. V.44. №1. P.91- 125.

24. Revest P., Abbott N., Membrane ion channels of endotheal cells //Trends Pharmacol Sci.1992. Vol.13, N13.-P.404-407.

25. Tschirgi R.D., Taylor J.L., Slowly changing bioelectric potential associated with the blood-brain barrier // Amer. J.Physiol. 1958. V.195. №1. P.7-22.

26. Voipio J., Tallgren P., Heinonen E. et al., Milivolt-Scale DC Shifts in human Scalp EEG: Evidance for a Nonneuronal Generation. J. Neurophysiol. 2003.-Vol.89. -p.1-13,- 2003.

Информация об авторах:

Андреев Олег Андреевич, академик, действительный член Международной академии Энергоинформационных наук. Генеральный директор «Центра Быстрого Чтения Интеллектуального и Духовного Развития Личности». Тел./факс: 209-5497. Тел.: 209-5281, 251-9947.

Шимко Игорь Александрович, к.м.н., с.н.с. НЦН ОИМ РАМН, Москва. Тел.: 917-0765.

Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin