О.А. Вятлева НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ ПОДРОСТКОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ПОТРЕБНОСТИ В ДВИЖЕНИИ (C. 33-47)

О.А. Вятлева

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ ПОДРОСТКОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ПОТРЕБНОСТИ В ДВИЖЕНИИ

НИИ Гигиены и охраны здоровья детей и подростков,

ФГБУ НЦЗД РАМН, Москва, Россия

SRI of hygiene and health protection of children and teenagers.

Federal State Budgetary Institution “Scientific Centre of Children Health” under the Russian Academy of Medical Sciences, Moscow, Russia

 

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗЛИЧИЯ ПОДРОСТКОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ПОТРЕБНОСТИ В ДВИЖЕНИИ
О.А. Вятлева
С целью выявления нейрофизиологических коррелятов индивидуальной потребности в двигательной активности (ДА) проведено исследование 28 школьников-правшей (12 мальчиков и 16 девочек) 9 классов двух московских школ. На основании анкетирования испытуемые были разбиты на группы с высокой (ВПД), средней (СПД) и низкой (НПД) потребностью в двигательной активности (ДА). Статистическое сравнение групп по комплексу психо- и нейрофизиологических показателей выявило значимые различия между ними, наиболее выраженные между крайними группами. Подростков группы ВПД отличали: наилучшее самочувствие, сниженное внимание при выполнении образно-пространственного теста (ОПТ), наименьшая симпатическая активация при когнитивной деятельности, снижение относительной мощности (ОМ) бета1-волн при усилении ОМ тета-волн в электроэнцефалограмме лобного отдела, правосторонняя фронтальная асимметрия альфа-ритма (ФАА). В группе НПД отмечено значимое снижение уровня ДА и положительных мотиваций к занятию физкультурой, наиболее высокая ОМ бета1-волн и низкая ОМ тета-волн в лобном отделе, левосторонняя ФАА. Корреляционный анализ названных параметров в общей группе подростков показал, что нейрофизиологическими индикаторами потребности в ДА являются относительная мощность фронтальных бета1-волн и ФАА. По характеру электроэнцефалограммы и снижению внимания в ОПТ подростки с высокой потребностью в движении напоминают ровесников с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и с эндофенотипом СДВГ.
Ключевые слова: ЭЭГ, потребность в движении, здоровые подростки, межполушарная асимметрия.
NEUROPHYSIOLOGICAL DISTINCTIONS IN ADOLESCENTS WITH DIFFERENT LEVEL OF NEED IN MOTION
O.A. Vyatleva
In order to identify the neurophysiological correlates of individual needs in motor activity (MA) it was investigated 28 right-handed students 9th grade (12 boys and 16 girls) from two schools in Moscow. On the basis of the questionnaire, subjects were divided into groups with high (HNM), medium (MNM) and a low (LNM) need to move. Statistical comparison of the groups on the complex of psycho- and neurophysiological parameters revealed significant differences between them, the most pronounced for extreme groups. Group HNM characterized by the increased well-being, decreased attention in figure-spatial test (FST), the lowest sympathetic activation during cognitive activity, the lowest relative power (RP) in beta1 and highest RP in theta band of the frontal electroencephalogram, right-sided frontal alpha-rhythm asymmetry (FAA). In the LNM group there were a significant decrease in MA and in positive motivation to physical activity, the highest beta1 RP and lowest theta RP in the frontal lobes, the left-sided FAA. Correlation analysis between the studied parameters in the total group of teenagers showed that the neurophysiological correlates of needs in MA are: relative power of frontal beta1-waves and FAA. By the features of electroencephalogram and reduced attention in FST adolescents with high demand in motion resemble peers with ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) and ADHD endophenotype.
Key words: EEG, need to move, health adolescents, interhemispheric asymmetry.


Введение. Гипокинезия — одна из характерных особенностей состояния организма современных школьников. Разработка эффективных способов её коррекции невозможна без учета индивидуальных потребностей школьников в двигательной активности (ДА). Известно, что индивидуальный характер эмоциональной реакции на физическую нагрузку – один из важных факторов формирования привычки к спортивным занятиям (Backhouse, Ekkekakis, Biddleetal., 2007). Современными исследованиями показано, что существуют, по крайней мере, три физиологических типа детей и подростков, отличающихся по уровню привычной ДА, психофизиологическим особенностям и вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы (Колпаков и др., 2008, 2009, 2011). Вероятно, эти типы отличаются и по уровню потребности в ДА.

Известно, что физическая активность оказывает мощное тонизирующее влияние на физическое и эмоциональное состояние человека, повышая активность таких центральных нейромедиаторных систем — дофаминческой, серотонинергической и эндорфиновой (Кривощеков, Лушников, 2011). Потребность в ДА, по-видимому, определяется конституциональными особенностями центральной нервной системы, объективная оценка которых возможна с использованием нейрофизиологических методов, в частности электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Вопрос, существуют ли и каковы нейрофизиологические признаки, отличающие здоровых подростков с разной потребностью в ДА, изучен недостаточно. Множество публикаций упоминает о высокой значимости фронтальной асимметрии альфа-волн (ФАА) при оценке эмоционально-мотивационных свойств и состояний человека. Обнаружена зависимость между ФАА и индивидуальным аффективным стилем человека, а также знаком его мотивации (Coan, Allen, 2004; Davidson, 2004). Характер ФАА в покое позволяет предсказать аффективную реакцию человека на последующее физическое упражнение (Hall, Ekkekakis,Petruzzello, 2010). ФАА является индикатором спортивной аддикции – состояния повышенной потребности в ДА при внезапном прекращении физических нагрузок (Gapin, Etnier, Tucker, 2009). Правосторонняя ФАА рассматривается и как ЭЭГ-коррелят эндофенотипа, связанного с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) (Hale,Smalley, Dangetal., 2010) — состояния, при котором повышена потребность в ДА.

Цель и задачи. Цель исследования состояла в выявлении нейрофизиологических признаков, отражающих индивидуальную потребность здоровых подростков в двигательной активности.

Материалы и методы. Исследование проведено на базе двух средних школ Москвы с углубленным изучением иностранных языков. В исследовании приняло участие 28 подростков-правшей 9-х классов (12 мальчиков и 16 девочек), родители которых дали письменное согласие на проведение ЭЭГ-исследований. Путем опроса подростков получали представление об их анамнезе, о наиболее любимых ими школьных предметах, об уровне их ДА (общем времени дополнительных физических упражнений в неделю). На основании анкетирования определяли потребность подростков в ДА и ведущую мотивацию к занятию физкультурой.

Потребность подростков в ДА определяли по ответам на вопросы:

1. Всегда ли ты с удовольствием занимаешься на уроках физической культуры в школе?

2. Необходимы ли тебе дополнительные занятия физической культурой, потому что уроков физической культуры в школе недостаточно?

3. Есть ли у тебя привычка к активному отдыху в выходные дни, к прогулкам и подвижным играм?

4. Занимаешься ли ты регулярно физической культурой и спортом помимо школьных занятий?

За положительный ответ начислялся 1 балл, за отрицательный – 0 баллов.

В п. 1 допускался ответ «иногда», и за него начислялось 0,5 балла.

Ведущую мотивацию к занятиям физкультурой определяли по выбору подростком одного из пяти вариантов ответа на вопрос №5 «Почему ты занимаешься физкультурой?»: 1 — необходимо получить оценку; 2 — занятия физкультурой полезны, улучшают настроение и самочувствие; 3 — занятия физкультурой сохраняют и укрепляют здоровье; 4 — занятия физкультурой формируют стройную фигуру и укрепляют мышцы; 5 — занятия физкультурой содержат в себе элемент соперничества.

Психофизиологические особенности школьников оценивали по точности и скорости выполнения ими вербального теста (ВТ) и образно-пространственного теста (ОПТ), а также по вегетативному обеспечению когнитивной деятельности (по данным вариабельности сердечного ритма — ВСР) (Баевский, Иванов, 2001). В качестве ВТ использовали субтест 2 (исключение слова) из Теста структуры интеллекта Амтхауэра (TSI) (Истратова, Эксакусто, 2011); в качестве ОПТ использовали задания на мысленное вращение фигур из наглядно-образного теста Айзенка-Горбова (Собчик, 2009). С помощью визуально-аналоговой 16-балльной шкалы (ВАШ) оценивали самочувствие школьников до и после ВТ и ОПТ.

ЭЭГ и ЭКГ регистрировали последовательно: в покое с закрытыми глазами (3-4 мин), в покое с открытыми глазами (4 мин) и во время ВТ; в покое с открытыми глазами (4 мин) и во время ОПТ. ЭЭГ регистрировали монополярным способом в 20 отведениях (Fp1, Fp2, F3, F4, Fz, C3, C4, Cz, P3, P4, Pz, O1, O2, Oz, F7, F8, T3, T4, T5, T6) по системе 10-20 относительно ипсилатеральных ушных электродов. ЭКГ снимали с помощью манжет, расположенных на предплечьях правой и левой руки. Запись ЭЭГ и ЭКГ и их обработку проводили с помощью компьютерного электроэнцефалографа «Нейро-КМ» с программами статистического анализа ЭЭГ «Brainsys» и с помощью программы анализа вариабельности сердечного ритма (автор А.А. Митрофанов).

Для статистического анализа результатов использовали пакет STATISTICA8 (непараметрические критерии сравнения Краскера-Уоллеса ANOVA и Манна-Уитни; корреляционный анализ по Спирмену, критерий сравнения групп по частоте встречаемости качественного признака). Оценивали также приросты (П) отдельных показателей (ВАШ и ВСР) в процессе когнитивной деятельности испытуемых по формуле:

 

П = (Н-Ф) / Фx100, где

Н — значение показателя при когнитивной нагрузке (ВТ или ОПТ);

Ф — значение показателя в состоянии покоя.

 

Результаты и их обсуждение.

Потребность в двигательной активности

Vyatleva_1_2_2014

Рис. 1. Распределение 9-классников-правшей по суммарному баллу, отражающему их потребность в двигательной активности. По оси абсцисс отложено значение суммарного балла, отражающего потребность в ДА, по оси ординат – количество испытуемых с соответствующим баллом.

 

Учитывая параметры распределения (М = 2,48; Ме = 2,75; Мо = 3,00; нижний квартиль = 1,75, верхний квартиль = 3), мы разбили испытуемых на 3 группы: группу с высокой потребностью в двигательной активности (ВПД) -средний балл более 3; группу со средней потребностью в двигательной активности (СПД) — средний балл от 2 до 3; группу с низкой потребностью в двигательной активности (НПД) — средний балл меньше 2. В крайних группах количественно преобладали девочки, в средней — мальчики. Численный состав и особенности групп представлены в табл. 1.

Достоверные различия между группами отсутствовали по большинству показателей, приведенных в табл. 1, кроме уровня двигательной активности (р=0,06 по критерию Краскера-Уоллеса) и характера ведущей мотивации к занятиям физкультурой. Уровень ДА подростков с НПД по критерию Манна-Уитни был значимо ниже, чем в группах с СПД (р=0,027) и с ВПД (р=0,005).

 

Таблица 1. Количественный состав и особенности групп 9-классников-правшей с разной потребностью в движении

  ВПД СПД НПД
Всего (чел.) 5 16 7
Половой состав (мальчики/девочки) 1/4 10/6 1/6
Процент детей, занимающихся в секциях 100 43,8 28,6
Процент детей,

занимающихся самостоятельно

60 62,5 42,8
Уровень ДА (среднее время дополнительных физкультурных занятий в неделю в часах) 6,20±3,23** 3,88±3,41* 0,89±1,64
Мотивация к занятию физкульту-рой в школе (% от общей группы) Получить оценку 0# 21,4 50
Занятия полезны, улучшают настроение и самочувствие 20 28,6 0
Занятия сохраняют и укрепляют здоровье 20 7,1 0
Занятия формируют стройную фигуру и укрепляют мышцы 40 35,7 17
Занятия содержат в себе элемент соперничества 20 7,1 33,3
Осложнения анамнеза (см. примечание) (%) 20 43,8 28,6

 

#, * и ** — отличия от НПД соответственно при 0,1>p>0,05; p<0,05 и p<0,01. Среди осложнений анамнеза отмечены легкие сотрясения мозга, в единичных случаях токсическое поражение ЦНС, аффективно-респираторные приступы, синкопальные состояния.

 

Наиболее частой мотивацией к занятию физкультурой в группе с НПД было желание получить оценку (50%), что отличало ее от группы с ВПД (р=0,097). Важно отметить, что никто из подростков с НПД не связывал занятия физкультурой с улучшением самочувствия и настроения, а также с пользой для здоровья. У подростков из групп с ВПД и с СПД преобладала мотивация иметь стройную фигуру (40 и 35,7%, соответственно).

Качество и вегетативное обеспечение когнитивной деятельности

До когнитивной нагрузки подростки из группы с ВПД имели более высокую оценку самочувствия по ВАШ (табл. 2) по сравнению с группой с НПД (р=0,018) — она была выше 8 баллов, что соответствует обычному состоянию. После нагрузки эти различия исчезали.

 

 

Таблица 2. Значимые различия в качестве и вегетативном обеспечении когнитивной деятельности между группами 9-классников с разной потребностью в движении (M±SD)

Когнитивная нагрузка Показатель ВПД СПД НПД
ВТ Исходное самочувствие (баллы ВАШ) 10,70±0,84

 

8,97

 

8,00±1,98*

 

ВСР LF (%) 35,33±9,61 50,09±12,62* 48,76±11,94
LF /HF 0,85±0,56 1,69±1,06* 1,47±0,69#
Прирост Мо (%) -4,81±6,70

 

-9,99±7,68

 

0,53±4,65 !
ОПТ Количество пропущенных заданий 0,80±0,84

 

0,56±1,21

 

0,00±0,00*

 

ВСР LF (%) 43,40±6,74 52,40±8,40* 49,80±8,30
LF /HF 1,26±0,56 2,41±1,45* 1,66±0,44
Прирост АМо (%) -19,26±13,73 -9,18±23,34

 

-5,34±7,50*

 

ВСР – показатели вариабельности сердечного ритма: Мо и АМо — мода и амплитуда моды; LF, HF- относительная мощность низко- и высокочастотного диапазонов. * и # — отличие от группы с ВПД соответственно cp<0,05 и 0,1>p>0,05; ! — отличие от группы с СПД соответственно cp<0,05

 

Группы не различались по скорости и правильности выполнения ВТ, но ОПТ подростки с ВПД выполняли хуже других. Эти подростки были менее внимательны при работе с тестом, оставляли без ответа часть заданий, что значимо отличало их от подростков с НПД, не совершавших пропуски (р=0,025, односторонний критерий Манна-Уитни).

По вегетативному тонусу в состоянии покоя (по данным ВСР) исследованные группы не отличались между собой, однако когнитивные нагрузки вызывали у них разную степень симпатической активации (табл. 2). Наиболее низкой эта активация была в группе с высокой потребностью в движении. В ней по сравнению с СПД во время ВТ и ОПТ был снижен показатель относительной мощности медленной части спектра (LF), а по сравнению с НПД во время ВТ в ней было снижено отношение медленной- и быстрой составляющих спектра (LF/HF). В группе с СПД в отличие от группы с НПД симпатическая активация при ВТ была более выражена, о чем свидетельствует отрицательный прирост показателя Мо.

Нейрофизиологические различия

По общему характеру ЭЭГ группы значимо не отличались между собой. У большинства подростков ЭЭГ была нормальной или легко измененной (соответственно в группах с ВПД, СПД и НПД – в 60, 75 и 100 %). У части испытуемых отмечались умеренные изменения ЭЭГ в виде повышения уровня быстрых или медленных волн, а также пароксизмальных знаков. Умеренные изменения не встречались в группе с НПД, а в группах с ВПД и СПД такие изменения составили 40 и 25 %.

 

 

Таблица 3. Значимые корреляции между уровнем потребности в движении и относительной мощностью ритмов ЭЭГ у 9-классников-правшей

Ритмы Диапазон (Гц) Fp2 F3 Fz F4 F8 T5 P3 O1
Δ 2,5-3,5           0,45

(0,019)

0,41

(0,032)

0,52

(0,005)

Ѳ 5,5-6,5         0,39

(0,047)

     
ß1 13-20   -0,45

(0,017)

-0,56

(0,003)

-0,39

(0,046)

       
13,5-14,5   -0,39

(0,045)

-0,48

(0,012)

-0,44

(0,021)

       
14,5-15,5 -0,40

(0,037)

-0,38

(0,048)

-0,39

(0,043)

         
15,5-16,5   -0,39

(0,044)

-0,49

(0,010)

         
16,5-17,5     -0,39

(0,042)

         
17,5-18,5   -0,41

(0,034)

-0,42

(0,028)

         

Указаны значения коэффициентов корреляции и (в скобках) уровень их значимости по критерию Спирмена. Зоны коры: Fp- переднелобная; F – лобная; Fz –сагиттальная лобная; F8 – передневисочная; T5 – задневисочная; P и O – теменная и затылочная (чётные цифры – правое полушарие, нечётные – левое полушарие).

 

Корреляционный анализ уровня потребности в движении и ЭЭГ обнаружил, что независимо от функционального состояния испытуемого (закрытые или открытые глаза) уровень потребности коррелирует со значениями относительной мощности (ОМ) дельта-, тета- и бета1-ритмов. Далее в табл. 3, 4 и на рис. 2, 3 приводятся данные ЭЭГ в состоянии покоя с открытыми глазами. Из табл. 3 следует, что чем выше потребность в движении, тем выше ОМ медленных (дельта- и тета-ритмов) и ниже ОМ низко- и среднечастотных бета-волн. Наиболее тесно потребность в ДА связана с ЭЭГ лобных зон в бета1-диапазоне.

Закономерности, выявленные при корреляционном анализе, подтвердились при межгрупповом сравнении ЭЭГ. Так, при ВПД по сравнению с СПД в сагиттальной лобной зоне ОМ тета-волн (4-8 Гц) значимо выше (p=0,032), а ОМ бета1-волн (13-20 Гц) значимо ниже (p<0,0001). Различия между группами с низкой и средней потребностью в ДА касались лишь узких частотных полос в лобно-центральном отделе, при этом в группе с НПД ОМ дельта- (1-1,5 Гц) и тета-волн (5,5-6,5 Гц) была значимо (p<0,05) ниже, а ОМ бета1-волн (13,5-14,5; 17,5-19,5; 22,5-23,5 Гц) – выше, чем в группе с СПД.

Наибольшие отличия в ЭЭГ наблюдались между группами с высокой и низкой потребностью в ДА (рис. 2). Они проявились в лобной и центральной зонах коры в диапазоне тета- и бета1-волн. При высокой потребности в движении ОМ тета-волн была выше, а бета1-волн ниже, чем при НПД.

 

Vyatleva_2_2_2014

Рис. 2. Топография значимых различий ОМ ЭЭГ (по критерию Манна-Уитни) между 9-классниками с высокой и низкой потребностью в ДА. Слева – тета-, справа – бета1-диапазон. На шкале – уровень значимости со знаком (синий цвет – отрицательные, красный – положительные значения р).

Таблица 4. Относительная мощность тета- и бета-волн в группах 9-классников с разным уровнем потребности в движении (M±S.D)

Зона коры Диапазон ЭЭГ (Гц) ВПД СПД НПД
Fz Тета (4-8) 29,25±3,28 24,32±6,66* 23,44±3,80*
Бета1 (13-20) 6,73±0,54 8,65±1,64** 10,02±2,74**
Тета/бета1 4,37±0,58 2,88±0,87** 2,52±0,85**
Cz Тета (4-8) 23,91±3,02 23,73±4,33 22,84±2,76
Бета1 (13-20) 7,09±1,62 7,96±1,66 9,08±2,16
Тета/бета1 3,52±0,89 3,17±0,98 2,63±0,65

* и ** отличие от группы с ВПД соответственно при p<0,05 и p<0,01.

 

В табл. 4 приведены среднегрупповые значения ОМ тета- и бета1-волн в лобном и центральном сагиттальных отведениях. Из нее видно, что группа с высокой потребностью в ДА отличалась от других более низкой ОМ бета1-волн и более высокими значениями ОМ тета-волн и соотношения ОМ тета/ОМ бета1 в лобной зоне.

При сопоставлении групп по показателю фронтальной асимметрии альфа-ритма (рис. 3) методом Краскела-Уоллиса были обнаружены значимые различия между ними (р=0,038). Попарное групповое сравнение по критерию Манна-Уитни показало, что группа с ВПД значимо отличалась от групп с СПД (p=0,0019) и НПД (p=0,0025) выраженной правополушарной активацией (левополушарным преобладанием альфа-волн) в лобном отделе (отрицательные значения). Различия между группами с СПД и НПД были незначимы.

Vyatleva_3_2_2014

Рис. 3. Фронтальная асимметрия альфа-ритма у 9-классников-правшей с разной потребностью в движении. Маленький квадратик в центре каждого большого прямоугольника – значение медианы ФАА для каждой группы; в прямоугольник попадают все значения ФАА, кроме нижнего (25%) и верхнего (75%) квартилей; поперечные черточки на вертикальных линиях означают минимальное (внизу) и максимальное (вверху) значения ФАА в группе. Значения ФАА вычислены по формуле: ФАА = (ОМ альфа в F4 — ОМ альфа в F3)/ (ОМ альфа в F4 + ОМ альфа в F3).

 

Анализ особенностей мю-ритма (альфа-волн в центральной зоне при открытых глазах) не выявил значимых межгрупповых различий ни по частотно-мощностным параметрам, ни по межполушарной асимметрии.

Взаимосвязь исследованных показателей

В табл. 5 приведены показатели, значимо коррелирующие с уровнем потребности в движении, и значения коэффициентов корреляции между ними, вычисленные для общей группы подростков (28 чел.). Как видно из табл. 5, потребность в движении связана с показателями – самочувствие, уровень ДА, степень внимательности при выполнении образно-пространственного теста, ОМ бета-волн в сагиттальном лобном отведении и фронтальная асимметрия альфа-ритма. Несмотря на тесную связь между потребностью в движении и степенью ДА, на нейрофизиологическом уровне их отличает показатель фронтальной асимметрии альфа-ритма, специфичный для потребности в ДА. Он коррелирует с показателем невнимательности в ОПТ и ОМ лобных бета1-волн. Уровень ДА не связан с ФАА, но значимо коррелирует с мощностью лобных бета1-волн.

 

 

Таблица 5. Значимые (p<0,05) корреляции между показателями, связанными с потребностью в движении, в общей группе исследованных подростков

  Потребность в движении (баллы) ЭЭГ
Относительная мощность бета1-волн в Fz Фронтальная асимметрия альфа-волн
Потребность в движении (баллы)   -0,58 -0,50
Уровень ДА (время внешкольных спортив-ных занятий в неделю) +0,49

 

-0,49  
Исходное самочувствие (ВАШ) +0,43    
Уровень невниматель-ности (процент пропу-щенных в ОПТ ответов) +0,48   -0,43
Э

Э

Г

Относительная мощность бета1-волн в Fz -0,58   -0,38
Фронтальная асимметрия альфа-волн -0,50 -0,38  

В таблице указаны значения коэффициентов корреляции по критерию Спирмена.

 

Поскольку характер межполушарной асимметрии тесно связан с индивидуальными особенностями когнитивного стиля, мы сравнили исследованные группы по предпочтению двух предметов обучения. Оказалось, что подростки с ВПД отличались от подростков с СПД предпочтением гуманитарных наук (66,7%, р=0,02), особенно иностранных языков (58,3 %, p=0,01).Группу подростков с НПД также отличал от подростков с СПД интерес к гуманитарным наукам (71,4%, р=0,008), но преимущественно к литературе (35,7%), по интересу к которой они превосходили группу с ВПД (16,7%, р=0,019). Для школьников со средней потребностью в ДА было характерно предпочтение естественных наук (36,7%), что отличало их от подростков с ВПД (8,3%, р=0,073) и с НПД (7,1%, р=0,046). Это соотношение было верно и для подгруппы девочек с СПД. Подростки из группы с ВПД, большинство которой составляли девочки, совсем не любили рисование (0%), что значимо отличало их от подгруппы девочек с СПД (33,3% занимающихся рисованием, р=0,04).

Проведенное исследование показало, что дети с разной потребностью в движении отличаются по комплексу психо- и нейрофизиологических показателей и могут рассматриваться как определенные психофизиологические типы. Наше исследование выявило тесную связь между потребностью в ДА и уровнем ДА (временем внешкольной физической активности в неделю), что нельзя объяснить методикой определения первого показателя: анкета, определяющая потребность в ДА, учитывала лишь наличие внешкольных физкультурных занятий, но не их временную длительность. Включение в анкету вопросов о ДА (вопросы 3 и 4) позволило учесть степень удовлетворения потребности в движении и подчеркнуть индивидуальные различия в уровне этой потребности. Так, в группе с ВПД потребность в ДА была столь высока, что не удовлетворялась даже высоким уровнем ДА (занятиями в секциях и самостоятельными занятиями), а в группе с НПД потребность в ДА была низкой, несмотря на отсутствие дополнительных занятий.

Сопоставление наших результатов с данными В.В. Колпакова и соавторов (Колпаков и др., 2008, 2009, 2011) показывает, что выделенные нами типы имеют черты сходства с типами детей, отличающимися уровнем привычной двигательной активности, но не вполне совпадают с ними. По нашим данным, лишь группа с низкой потребностью в движении значимо отличалась по уровню двигательной активности от двух других, менее отличных между собой. Наших подростков с высокой потребностью в ДА, как и подростков и студентов с высоким уровнем ДА, отличали наилучшее самочувствие (Tremblay, Inman, Willms, 2000), а также наиболее низкая симпатическая активация при адаптации к умственным нагрузкам (Ахмедова, Овезгельдыева, Григорян, 2011; Колпаков, Беспалова, Томилова, 2011). Однако, в отличие от Колпакова с соавторами (Колпаков, Беспалова, Томилова, 2011), мы не обнаружили межгрупповых различий по вегетативному тонусу в состоянии покоя.

Проведенное исследование позволило выделить группу нейрофизиологических показателей, отражающих уровень потребности в движении. Это преимущественно показатели ЭЭГ лобного отдела: относительная мощность бета1-волн, соотношение тета- и бета1-волн, и, особенно, фронтальная асимметрия альфа-волн. По этим показателям подростки с высокой потребностью в движении напоминают ровесников с СДВГ, хотя и не достигают диагностических для СДВГ значений. Для гиперактивных подростков, как и для наших испытуемых с высокой потребностью в движении, характерно ослабление бета1- и усиление тета-волн в передних отделах коры (Snyder, Quintana, Sexsonetal., 2008).

Сопоставление наших данных с особенностями ЭЭГ взрослых, страдающих спортивной аддикцией, обнаружило их полную противоположность. Для спортивной аддикции характерно ослабление альфа- и тета-ритмов, усиление бета2-волн; а также левополушарная фронтальная асимметрия альфа-ритма (Gapin, Etnier, Tucker, 2009; Krivoschekov, Lushnikov, 2012).

Тесная связь между мощностью лобных бета-волн и уровнем двигательной активности и потребностью в движении, обнаруженная нами в общей группе подростков, позволяет предположить, что эта связь имеет функциональный характер и отражает определенные физиологические закономерности. Известно, что сходная по частоте и локализации бета-активность возникает под влиянием миорелаксантов, транквилизаторов, противосудорожных средств (Бочкарёв, Панюшкина, 1998), а также ноотропных препаратов, используемых для лечения СДВГ (Заваденко, Суворинова, 2011), и отражает повышенную активность тормозной ГАМК-ергической нейромедиаторной системы. Недостаток подобной активности обнаружен при СДВГ, одним из нейрофизиологических механизмов которого считают ослабление тормозного влияния со стороны лобной коры на моторную зону коры (Niedermeyer, LopesdaSilva, 2005). По-видимому, подростки с ВПД представляют вариант нормы с пониженной, а подростки с НПД — с повышенной активностью описанных тормозных процессов.

Проведенное исследование позволило выявить показатель, непосредственно связанный с потребностью в движении и не зависящий от уровня двигательной активности. Это фронтальная асимметрия альфа-ритма, которая в современной научной литературе рассматривается как индикатор эмоционально-мотивационных процессов. Известно, что повышенной фронтальной активации левого полушария соответствует преобладание у субъекта положительных эмоций, приятие ситуации, желание активно действовать в ней (approachmotivation). С повышенной фронтальной активацией правого полушария связывают отрицательные эмоциональные состояния, робость, скованность, избегание активного действия (avoidancemotivation) (Coan, Allen, 2004; Davidson, 2004). Данные, полученные нами у подростков с высокой потребностью в движении, в этом смысле противоречивы: правополушарная фронтальная активация сочетается у них с высокой подвижностью и признаками повышенной активности левого полушария: высокой субъективной оценкой самочувствия, расположенностью к занятию языками, более низким качеством «правополушарной» образно-пространственной деятельности, отсутствием влечения к «правополушарным» занятиям (рисованию).

Нельзя исключать, что правополушарная ФАА у подростков с ВПД может быть следствием чрезмерности физических нагрузок. Подобный характер межполушарной асимметрии уровня постоянного потенциала наблюдается у спортсменов, физические нагрузки которых часто превышают адаптационный резерв (Фокин, 2007). Однако наиболее вероятно, что подростки с высокой потребностью в движении имеют черты эндофенотипа СДВГ, для которого также характерна правополушарная ФАА (Hale, Smalley, Dangetal., 2010). На это указывает их сходство по психо- и нейрофизиологическим параметрам с подростками с СДВГ. Преобладание девочек в группе с высокой потребностью в движении, казалось бы, противоречит этому предположению, однако имеются сообщения об инверсии соотношения полов во взрослой группе пациентов с СДВГ, среди которых преобладают лица женского пола (Montes, Garcia, Garcell, 2007).

Выводы

1. Проведенное исследование показало, что подростки с разной потребностью в движении отличаются по ряду психофизиологических показателей, значимо коррелирующих с уровнем потребности в движении: уровню двигательной активности, самочувствию, вниманию при выполнении образно-пространственного теста, ЭЭГ .

2. Нейрофизиологическими коррелятами потребности в двигательной активности являются относительная мощность фронтальных бета1-волн и фронтальная асимметрия альфа-ритма (ФАА), причем последняя непосредственно связана с потребностью в движении и не коррелирует с уровнем двигательной активности.

3. По характеру изменений ЭЭГ (низкий уровень бета1- и высокий уровень тета-волн в ЭЭГ лобного отдела, правополушарная ФАА) и сниженному показателю внимания при выполнении образно-пространственного теста подростки с ВПД напоминают ровесников с СДВГ и эндофенотипом СДВГ.

 

Список литературы
  1. Ахмедова О.О., Овезгельдыева Г.О., Григорян А.Г. Психофизиологическое состояние студентов-первокурсников с разным уровнем двигательной активности // Физиол. чел. — 2011. — Т. 37, № 5. — С. 84-90.
  2. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации // Вестник аритмологии. — 2001. — № 24. — С. 65-86.
  3. Бочкарёв В.К., Панюшкина С.В. Количественная фармако-электроэнцефалография: возможности и достижения (обзор литературы) // Российский психиатрический журнал. — 1998. — № 6. – С. 57.
  4. Заваденко Н.Н., Суворинова Н.Ю. Синдром дефицита внимания с гиперактивностью: выбор оптимальной продолжительности лекарственной терапии // Журн. неврол. и психиатр. — 2011. — Т. 111, № 10. — С. 28-32.
  5. Истратова О.Н., Эксакусто Т.В. Психодиагностика: коллекция лучших тестов. — Ростов-на-Дону: Феникс. — 2011.
  6. Колпаков В.В., Беспалова Т.В., Брагин А.В. и др. Концепция типологической вариабельности физиологической индивидуальности: Сообщение I: Внутрипопуляционное разнообразие привычной двигательной активности человека и ее типовая оценка // Физиол. чел. — 2008. — Т. 34, № 4. — С. 121-132.
  7. Колпаков В.В., Беспалова Т.В., Ларькина М.Ю. и др. Концепция типологической вариабельности физиологической индивидуальности: Сообщение III: Психофизиологические особенности функциональных типов -лиц с различным уровнем привычной двигательной активности // Физиол. чел. — 2009. — Т. 35, № 5. — С. 88-100.
  8. Колпаков В.В., Беспалова Т.В., Томилова Е.А. и др. Функциональные резервы и адаптивный потенциал лиц с различным уровнем привычной двигательной активности // Физиол. чел. — 2011. — Т. 37, № 1. — С. 105-117.
  9. Кривощеков С.Г., Лушников О.Н. Психофизиология спортивных аддикций (аддикция упражнений) // Физиол. чел. — 2011. — Т. 37, № 4. — С. 135-140.
  10. Собчик Л.Н. Интеллектуальные тесты Айзенка-Горбова. — Практическое руководство к традиционному и компьютерному варианту теста. — М.: Боргес. — 2009.
  11. Фокин В.Ф. Динамическая функциональная асимметрия как отражение функциональных состояний // Асимметрия. — Т. 1, № 1. – 2007. — С. 4-9.
  12. Backhouse S.H., Ekkekakis P., Biddle S.J.H. et al. Exercise makes people feel better but people are inactive: paradox or artifact? // J Sport Exerc. Psychol. — 2007. — V. 29, № 4. — P. 498-517.
  13. Coan J. A., Allen J.J.B. Frontal EEG asymmetry as a moderator and mediator of emotion // Biol Psychol. — 2004. — V. 67. — P. 7-49.
  14. Davidson R.J. Well-being and affective style: neural substrates and biobehavioural correlates // Phil Trans R Soc B. — 2004. — V. 359. — P. 1395-1411.
  15. Gapin J., Etnier J.L., Tucker D. The relationship between frontal brain asymmetry and exercise addiction // J Psychophysiol. — 2009. — V. 23. — P. 135.
  16. Hale T.S., Smalley S.L., Dang J. et al. ADHD Familial Loading and Abnormal EEG Alpha Asymmetry in Children with ADHD // J Psychiatr Res. — 2010. — V. 44, № 9. — P. 605-615.
  17. HallE.E., EkkekakisP., Petruzzello S.J. Predicting affective responses to exercise using resting EEG frontal asymmetry: Does intensity matter? // Biol Psychol. — 2010. — V. 83, № 3. — P. 201-206.
  18. Krivoschekov S.G, Lushnikov O.N. Sport addiction EEG indices: Perspectives of neurofeedback treatment// Int J Psychophysiol. — 2012. — V. 85. — P. 350.
  19. Montes L.G.A., Garcia H.A.O, Garcell R.J. ADHD prevalence in adult outpatients with nonpsychotic psychiatric illnesses // J Atten Disord. — 2007. — V. 11, № 2. — P. 150-156.
  20. Niedermeyer E., Lopes da Silva F.H. Electroencephalography: basic principles, clinical applications, and related fields. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 5-th ed. — 2005.
  21. Snyder S.M., Quintana H., Sexson S.B. et al. Blinded, multi-center validation of EEG and rating scales in identifying ADHD within a clinical sample // Psychiatry Research. — 2008. — V. 159. — P. 346-358.
  22. Tremblay M.S., Inman J.W., Willms J.D. The relationship of physical activity, self-esteem, and academic achievement in 12-year-old children // PES. -2000. — V. 12. — P. 312-323.

 

Информация об авторе

Vyatleva_4_2_2014

Вятлева Ольга Алексеевна– кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории психофизиологии и психогигиены НИИ Гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФГБУ НЦЗД РАМН, Москва, olgavyat@mail.ru
Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin