Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры

Филатова, Диана Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры
ВАК РФ 03.01.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры"

На правах рукописи

Филатова Диана Юрьевна

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗРАСТНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА УЧАЩИХСЯ

ЮГРЫ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Специальность 03.01.02 - Биофизика (биологические науки)

2 ИЮН 2011

Сургут 2011

4849131

Работа выполнена в НИИ Биофизики и медицинской кибернетики ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры»

Научный консультант:

Ведясова Ольга Александровна доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Нифонтова Оксана Львовна доктор биологических наук, доцент

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет», г. Ростов-на-Дону.

Защита состоится «16» июня 2011 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 800.005.02 при Сургутском государственном университете по адресу: г. Сургут, пр-т Ленина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Сургутского государственного университета по адресу: 628400, г. Сургут, ул. Ленина, 1.

Климов Олег Викторович кандидат биологических наук, доцент

Автореферат разослан «14» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Принципы системного изучения деятельности важнейших регуляторных и функциональных систем организма (ФСО), впервые обозначенные И.М. Сеченовым и И.П. Павловым, а затем в деталях разработанные П.К. Анохиным и его учениками К.В. Судаковым, H.A. Фудиным, В.Г. Зиловым (1993-2010) и др., до сих не потеряли своей актуальности и являются исходной научно-теоретической основой при исследовании динамики функционального состояния и адаптационных реакций организма человека в различных условиях жизнедеятельности. Как известно, системообразующим фактором, определяющим целесообразное адаптивное поведение организма и избирательное подключение в его комплексное реагирование тех или иных частных механизмов, является полезный результат деятельности организма как целостной системы. По вполне понятным причинам полностью познать закономерности функционирования таких интегрированных и иерархических биосистем, как организм, только путем изучения его частных механизмов практически невозможно. Однако, при использовании определенных методических подходов, параметры работы отдельных ФСО могут составить образ поведения организма как целостной системы. В частности, такая возможность предоставляется в условиях формального, с биофизических позиций, описания поведения сложных биосистем фазовом пространстве состояний и при создании новых математических моделей таких систем.

В рамках биофизического подхода чрезвычайно важно определить иерархические уровни организации процессов управления как отдельными ФСО человека, так и их комплексами в общей системе регуляции гомеостаза. Биофизическим следствием развития теории ФСО П.К. Анохина является проблема изучения некоторых глобальных интегративных механизмов управления всеми ФСО человека, которая, как нам представляется, должна базироваться на некоторых общих принципах работы ЦНС, как высшего уровня регуляции функций организма. В настоящее время это направление в биофизике сложных систем и теории ФСО получило название теории фазатона мозга, которая впервые была представлена в работах В.В. Скупченко. В соответствии с данной концепцией, центральным регулятором ФСО является некое корпоративное объединение центральных нервных структур, обеспечивающее интегрированное управление моторными и висцеральными функциями, условно называемая фазатоном мозга (В.М Еськов, В.В. Скупченко, 1993-2009). Согласно фазатонной модели, нарушение баланса между фазическим и тоническим системокомплексами нейрорегуляции функций может быть причиной возникновения не только двигательных, но и вегетативных нарушений, приводить к усилению патологических процессов в организме.

донозологических форм состояния организма детей и подростков — это актуальная задача современной физиологии, биофизики и биокибернетики. Наиболее актуальна она в отношении детей школьного возраста, качество здоровья которых существенно зависит от адекватности учебной нагрузки умственным способностям, психофизиологическому статусу и фактическому уровню физиологических резервов организма учащегося. Несоответствие адаптационного потенциала ФСО школьников и интенсивности учебной нагрузки приводит к возникновению состояний предболезни с последующим переходом в серьезные патологии, риск которых наиболее высок среди молодых жителей территорий с тяжелыми климатическими условиями, в т.ч. Югры.

Использование современных биофизических подходов при регистрации параметров деятельности ФСО, в первую очередь системы кровообращения как наиболее чувствительной к неблагоприятным воздействиям, у детей школьного возраста может служить основой для выработки новых стратегий в образовательной системе и создания эффективных здоровьесберегающих технологий.

Цель исследования: в рамках дальнейшей разработки и развития синергетического подхода в биофизике сложных систем с использованием аппаратных исследований и математического моделирования выполнить анализ параметров квазиаттракторов сердечно-сосудистой системы организма учащихся Югры в многомерном фазовом пространстве состояний.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Обосновать, разработать и внедрить метод моделирования параметров сердечно-сосусудистой системы (ССС), включая вариабельность сердечного ритма (ВСР), в многомерном фазовом пространстве состояний в практику биофизического и физиологического мониторинга учащихся Ханты-Мансийского автономного округа - Югры.

2. Выполнить расчет моделей в фазовом пространстве состояний возрастных особенностей параметров, отражающих ВСР и механизмы его регуляции у учащихся Югры.

3. Выявить различия в параметрах квазиаттракторов поведения вектора состояния организма в возрастном аспекте у учащихся разных типов школ г. Сургута.

4. С помощью новых методов системного синтеза провести комплексную оценку нейровегетативного статуса учащихся разных типов школ г. Сургута в разные сезоны года.

Научная новизна работы:

1. Впервые установлена возможность применения метода моделирования в многомерных фазовых пространствах состояний параметров ВСР для изучения возрастно-половых особенностей учащихся средних школ.

2. Установлены различия в параметрах квазиатгракторов, моделирующих особенности кардиоритма и специфику механизмов его вегетативной регуляции, у детей и подростков Югры (на примере г. Сургута),

обучающихся в средних учебных заведениях профильного и непрофильного типов.

3. Выявлены сезонные особенности ВСР и степени напряженности регуляторных механизмов организма учащихся с последующим их описанием в терминах квазиатгракторов поведения вектора состояния организма (ВСО).

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Разработанные оригинальные биофизические методы идентификации параметров вариабельности сердечного ритма могут быть использованы в скрининговых исследованиях детей и подростков, направленных на оценку адаптационных возможностей учащихся разного пола, возраста и подвергающихся различным информационным и эмоциональным нагрузкам.

2. Новые синергетические подходы и методы дают объективную оценку состояния ССС и регуляторных систем организма и могут быть использованы для диагностики и прогнозирования возможных отклонений в их функционировании у школьников при экстремальных условиях, например при учебных перегрузках или резких изменениях метеорологических параметров среды.

3. Системный синтез полученных результатов позволяет оценить динамику вегетативного системокомплекса как на уровне больших выборок, так и индивидуально для каждого учащегося.

4. Использование экспресс-методов оценки вегетативной регуляции функций учащихся обеспечивает быструю диагностику уровня напряженности в ходе учебного процесса у больших групп испытуемых.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование новых синергетических методов и компьютерных программ для анализа хаотической динамики поведения вектора состояния организма человека обеспечивает количественную регистрацию его движения в ш-мерном фазовом пространстве состояний.

2. Применение новых биофизических методов в рамках теории хаоса и синергетики с использованием компьютерных программ позволяет идентифицировать сезонные изменения параметров ВСР и вегетативного статуса учащихся в многомерном фазовом пространстве состояний.

3. Расчет расстояний между центрами хаотических и стохастических квазиаттракторов обеспечивает системное понимание динамики изменений параметров ВСР и представление об оптимальной нагрузке учащихся на севере РФ в зависимости от возрастного звена.

4. Метод расчета расстояний между хаотическими центрами квазиаттракторов параметров вариабельности сердечного ритма обеспечивает выявление существенных различий в степени выраженности хаотичности поведения вектора состояния организма учащихся в сравнении со статистическим распределением этих параметров.

Декларация личного участия автора. Автор принимала личное участие в регистрация параметров функциональных систем организма учащихся школ Югры. Автором самостоятельно проведены комплексная оценка ВСР, состояния регуляторных систем организма и анализ параметров вегетативного системокомплекса (по уровню активности отделов вегетативной нервной системы) у детей и подростков, проживающих в дискомфортных климато-экологических условиях Среднего Приобья. С непосредственным участием автора построены математические модели, характеризующие разнородность ответных реакций вегетативной нервной системы у детей г. Сургута обучающихся в школах разного типа.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: 1-м международном съезде физиологов СНГ (Дагомыс, 2005), Региональной конференции молодых ученых «Наука и инновация XXI века» (Сургут, 2007); Международном междисциплинарном симпозиуме «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине» (Судак, 2007); Всероссийской научной конференции «Современные аспекты клинической физиологии в медицине» (Самара, 2008); ХУ-й международной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону," 2009); Х1-й международной конференции «Современные технологии восстановительной медицины. Профессиональное долголетие и качество жизни» (Сочи, 2010); 1Х-Й международной научно-практической конференции (Пенза, 2010); международной конференции «Физиологические механизмы адаптации человека» (Тюмень, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе одно свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ, 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для соискателей ученой степени кандидата биологических наук, и 9 статей в различных научных журналах и материалах отечественных и международных конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа представлена на 137 страницах машинописного текста. Она оформлена в классическом стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, главы, содержащей результаты собственных наблюдений, заключения, выводов, списка литературы. Работа содержит 28 рисунков и 20 таблиц. Список используемой литературы включает 153 источника, в том числе 42 на иностранном языке.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Применение традиционных детерминистско-стохастических методов для обработки параметров ВСР человека, а также анализ спектральных частот мощности сердца, позволяет оценить дисперсию параметров, достоверность полученных результатов и осуществить определенный прогноз. Однако, в настоящее время в мире наблюдается изменение центральной парадигмы естествознания путем перехода от детерминистско-стохастического подхода в изучении различных природных, биологических и социальных процессов к

методам теории хаоса и синергетики (ТХС). При этом затрагивается не только естествознание (физика, химия, биология и медицина), на базе которых сформировалась ТХС как научное направление но и различные социальные, экономические сферы деятельности. Центральным звеном этого подхода является разработка новых методов идентификации параметров порядка, т.е. наиболее важных диагностических признаков, и русел-уравнений, законов, по которым развивается динамика исследуемых биологические динамические системы (БДС). Состояния, в которых находятся все БДС имеют стохастическо-хаотическую динамику (например, изменения параметров внутренней среды организма в границах некоторых интервалов), которая подчиняется внешним влияниям (физическим, химическим и др.), также имеющим хаотическую структуру и являющимся возмущающими факторами для регуляторных систем организма.

В рамках детерминистско-стохастических и новых синергетических подходов и методов в нашей работе использованы результаты мониторингового обследования состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) детей по параметрам ВСР с учетом пола, возраста и сезонов года у учащихся с 1-го по 11-е классы школ двух типов: профильной (МОУ гимназия № 4) и непрофильной (МОУ СОШ № 4) г. Сургута. Всего обследовано 2038 учащихся (мальчиков и девочек). Первичные данные исходно обрабатывались общепринятыми математическими методами с использованием редактора электронных таблиц "MS Excel". Достоверность различий средних величин оценивали по методу Фишера-Стьюдента, а также вычисляли коэффициенты корреляции элементов матриц (г) по Спирмену. При этом достоверными считались различия с уровнем значимости р<0,05, 0,01 и 0,001.

Информацию о состоянии параметров ВСР учащихся получали на базе приборно-программного обеспечения «Элокс-001». Состояние механизмов регуляции ССС оценивалось по оригинальным показателям в рамках новых методик, разработанных Самарской и Сургутской научными школами (Калакутский Л.И., Еськов В.М., 2006). Спектральный анализ колебательной структуры ВСР производился с помощью фотооптических датчиков и специализированного программного вычислительного комплекса на базе ЭВМ. Обработка массивов кардиоинтервалов производилась непараметрическим методом вычисления спектральной плотности мощности (СПМ) ВСР (метод Уэлча), с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье. При этом рассчитывался и усреднялся набор спектров в получаемых на последовательно смешанных во времени коротких сегментах исходной последовательности ВСР. В автоматическом режиме рассчитывались СПМ для трех стандартных интервалов частот (0-0,04 Гц), (0,04-0,15 Гц), (0,15-0,5 Гц), показатели активности симпатического (СИМ, у.е.) и парасимпатического (ПАР, у.е.) отделов вегетативной нервной системы, индекс напряжения по Баевскому (ИНБ, у.е.), а кроме того, по соотношению спектральных характеристик двух полос

поглощения (для гемоглобина и оксигемоглобина) определялся показатель уровня насыщения гемоглобина кислородом (8Р02, %).

Расчет параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма учащихся в различных условиях внешней среды проводили с помощью созданной программы, обеспечивающей идентификацию параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве, предназначенной для исследования систем с хаотической организацией. Производили расчет координат граней, их длины () и объема ш-мерного параллелепипеда (), ограничивающего квазиаттрактор, внутри которого двигался (варьировал) вектор состояния исследуемой системы, а также расстояния между хаотическими центрами и показателя асимметрии хаотических центров. Это давало возможность проследить изменение фазовых характеристик во времени и выяснить скорость изменения состояний системы.

Метод расчета матриц межатгракторных расстояний в фазовом пространстве состояний (разработан в НИИ Биофизики и нейрокибернетики при СурГУ ХМАО - Югры, проф. В.М.Еськов) заключается в том, что анализ параметров функций (в нашем случае ВСР) проводят в отношении нескольких групп испытуемых, находящихся в приблизительно одинаковых условиях, регистрируя параметры некоторых функций организма каждого человека или группы. Эти параметры образуют наборы (компартменты) диагностических признаков в пределах одной фазовой координаты х1 - из набора всех координат т-мерного фазового пространства с одинаковыми диагностическими характеристиками При этом каждый человек со своим набором признаков (компоненты вектора состояния организма данного человека - ВСОЧ) задается точкой в фазовом пространстве состояний (ФПС) так, что группа испытуемых образует некоторый объем , называемый нами квазиаттрактором. При этом разные группы испытуемых образуют разные квазиаттракторы в ФПС и расстояния - (здесь: к и I - номера групп обследуемых) между хаотическими или стохастическими центрами этих квазиатгракторов формируют матрицу 2 . Эта матрица задает все возможные расстояния между хаотическими или стохастическими центрами квазиаттракторов, описывающих состояние разных групп обследуемых. Полученные расстояния между центрами * -го и/ -го хаотического (или стохастического) квазиатгракторов количественно представляют степень близости (или, наоборот, удаленности) этих 2-х сравниваемых квазиатгракторов в ФПС, что является количественной и качественной мерой оценки функционального состояния человека, находящегося, например, в каких-либо экологических условиях или относящегося к определенной возрастной (либо другой) группе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Население, проживающее на территории Среднего Приобья, подвергается комплексному воздействию неблагоприятных климато-географических факторов, оказывающих существенное негативное влияние на качество жизни и

уровень здоровья. Детская часть населения, в силу незавершенности морфофункционального развития организма, незрелости ряда его регуляторных механизмов, высокой лабильности и активности энергетического обмена, является той возрастной группой, которая наиболее остро реагирует на воздействие факторов внешней среды, способные вызвать дестабилизацию гомеостаза. Одним из наиболее сложных и ответственных моментов в жизни ребенка является начало обучения в школе. Успешность начального периода адаптации в школе и общий результат приспособления во многом будут зависеть от исходной степени развития и устойчивости функционального состояния организма ребенка. Еще не вполне сформировавшийся организм детей не всегда способен адекватно реагировать на разнообразные продолжительные воздействия среды. В силу этого у здоровых детей могут иметь место пограничные с нормой, переходные состояния, которые будут служить основой для перенапряжения и значительного утомления в процессе обучения.

Известно, что параметры ВСР являются объективным показателем состояния ССС и регуляторных систем организма, т.к. непосредственно характеризуют активность нейровегетативного системокомплекса. Для исследователей и клиницистов, использующих метод анализа ВСР, ведущее значение имеет физиологическая и клиническая интерпретация получаемых результатов. Многочисленные работы отечественных и зарубежных авторов дают обширный материал для оценки наблюдаемых изменений показателей ВСР как в норме, так и при патологии. Изменения параметров ВСР могут характеризовать степень напряжения регуляторных механизмов при стрессовых воздействиях, либо отражать связь наблюдаемых изменений активности отделов вегетативной нервной системы, состоянием сосудистого центра и высших вегетативных центров и т.д. Такая информация, с одной стороны, может помочь учителю в оценке усилий ученика по освоению знаний, а с другой, характеризовать предпатологические изменения в организме учащегося, которые еще не проявляются клинически.

В первом блоке исследований для статистического анализа параметров ВСР были использованы результаты пульсоинтервалографии 2038 мальчиков и девочек в возрасте от б до 17 лет. Анализ ВСР проводился в 3 этапа: 1-й - с учетом возраста и пола; 2-й - с учетом сезонов года; 3-й этап -с учетом специфики школьного обучения.

Во втором блоке исследований выполнен сравнительный анализ данных для разных сезонов года (осень 2007 г. и зима 2008 г.), которые были отмечены как сезоны с особо неблагоприятными метеорологическими (погодными) условиями. Было выдвинуто предположение, что в состоянии ССС при анализе больших массивов данных должны быть зарегистрированы достоверные различия между возрастно-половыми группами испытуемых как по математическим ожиданиям, так и по дисперсиям этих больших выборок.

В таблицах 1 и 2 представлены сводные результаты статистической обработки параметров ВСР с учетом возрастно-половых различий учащихся МОУ Гимназии №4 и МОУ СОШ №4 в осенний период 2007-2008 учебного года.

Из таблиц, а также приведенных ниже рис. 1 и 2 видно, что во всех возрастных группах обследованных школьников, причем как в осенний, так и в зимний периоды года, в регуляции деятельности ССС превалирует активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Нормотоническое состояние установлено только для учащихся 1-го класса (СИМ - 5,96 у.е., ПАР — 9,32 у.е.).

Таблица 1

Результаты статистической обработки показателей ВСР учащихся МОУ СОШ № 4 г. Сургута (осень 2007-2008 уч. г.); * - р<0,05; ** - р<0,01; ***- р <0,001 -

достоверность отличий по полу от учащихся МОУ Гимназии №4.

кл. Пол СИМ ПАР ЧСС ИНБ БРО2

I Жен. 5,00±1,51*» 10,59±1,79" 51,86±6,6* 101,4±|0,51 72,36±21,43 97,8±0,47

Муж. 5,96±1,71 9,32±2,2 50,0±8,25* 115,5±31,5 107,04±42,9 97,7±0,38

2 Жен. 4,04±|,96 14,35±2,39 70,57±11,35 99,3±5.56 57,87±28,97 97,39±0,67

Муж. 3,63±0,96 13,0±1,94 58,9±7,25 96,63±4,57 56,33±16,07 97,38±0,67

3 Жен. 4,33±2,15 12,73±3,01 55,47±13,16 92,8±0,73 66,27±40,89 97,2±0,73

Муж. 3,32±1,18 13,84±2,35 56,42±9,32 96,11±4,86 51,16±17,05 97,89±0,39

4 Жен. 6,44±4,78 12,67±3,4 54,5±12,0 96,72±6,26 89,44±20,26 97,61±0,87

Муж. 2,63±1,3 15,58±2,96 63,37±11,5б 90,89±6,44 39,74± 14,66 98,32±0,32

5 Жен. 2,68±1,01 14,32±2,23 62,08± 12,49 87,68±6,9 43,6± 16,62 97,48±0,87

Муж. 2,28±0,72" 16,28±2,09 69,31±9,02 85,53±6,64* 38,0±17,07" 97,75±0,59*

6 Жен. 2,85±0,78 14,35±1,94 54,96±7,78 88,85±3,88 42,38±10,12 98,0±0,28

Муж. 2,67±1,71 16,14±2,36 63,94±8,85 88,43±3,95 38,31±19,36 97,57±0,26

7 Жен. 2,94±0,82 14,29±1,63 56,26*5,79* 91,0±3,83 49,97±9,8* 97,5±0,26

Муж. 2,09±0,49 16,00±1,31" 61,04±4,93" 86,22±4,89 28,65±4,67 96,96±0,78*

Жен. 2,32±1,2! 16,52±2,21 66,36±7,98 80,96±5,42 29,36±12,02 97,6±0,62

Муж. 3,61±1,49 12,96±2,01 50,43±6,87 88,61 ±5,07 54,32±23,72 97,79±0,54

9 Жен. 2,77±0,95 15,51±1,63 61,13±7,19 87,72±3,21 42,26±15,63 97,67±0,37*

Муж. 3,74±1,67** 13,74±2,31 58,87±8,51* 90,7±6,0" 49,35±22,59" 97,35±0,38"

10 Жен. 2,43±1,06 15,29±2,84 59,22±11,34 85,79±6,99 38,07± 15,04 97,71±0,48

Муж. 3,44±1,59 13,11±2,5 53,0±9,23** 90,3±9,56*« 49,0±23,92** 98,0±0,36*

11 Жен. 2,41±0,8 15,69±2,13 63,76±9,59 82,24±4,49 33,31±9,63 97,86±0,46

Муж. 2,08±0,8 16,85±3,26 69,23±13,31 80,8±5,89 23,62±8,85 92,46±11,54

Наибольшие значения ПАР были выявлены у мальчиков МОУ СОШ № 4 в осенний период в 5-м (16,28 у.е.), 6-м (16,14 у.е.) и 11-м (16,85 у.е ) классах, тогда как у гимназистов в 7-м, 9-м и 11-м классах (соответственно 17,9; 16,88 и 17,75 у.е.). Средние значения СИМ у школьников (и мальчиков, и девочек) МОУ СОШ № 4 осенью равнялись 3,34 у.е., ПАР - 14,19 у.е.; в зимний период средний показатель СИМ составлял 2,62 у.е., ПАР - 14,77 у.е. У гимназистов наблюдалась похожая картина, например, в осенний период СИМ был равен 2,6 у.е., ПАР - 15,35 у.е., а зимой 2,49 и 15,75 у.е. соответственно. Преобладание уровня парасимпатических влияний на кардиоритм у всех учащихся говорит о формировании у них холинергического гомеостаза и смещении активности регуляторных систем организма, в целом, в сторону тонического компонента.

Таблица 2

Результаты статистической обработки показателей ВСР учащихся МО У Гимназия № 4 г. Сургута (осень 2007-2008 уч. г.); * - р<0,05; ** - р<0,01; ***- р <0,001 -достоверность отличий по полу от учащихся МОУ СОШ №4.

кл пол СИМ ПАР БОШ ИНБ чсс бро2

1 Жен. 2,79±0,69" 14,21±1,56" 58,26±7,56* 39,63± 10,64 96,68±4,37 97,95±0,30

Муж. 4,36±1,30 12,92±2,45 59,92±12,93* 55,68±16,32 101,44±4,30 96,80±1,25

2 Жен. 3,00±0,81 14,68±1,87 56,11±8,30* 44,00± 13,82 94,68±4,07 97,89±0,22

Муж. 2,79±0,67 14,11±1,90 56,32±8,13 40,42±8,24 94,26±4,06 97,11 ±0,72

3 Жен. 3,11±0,53 13,33±1,32 55,61±5,71 42,97±6,62 94,92±2,78 97,78±0,27

Муж. 3,14±0,87 13,67±1,96 55,00±5,4 I 45,14±10,27 97,71±4,6 0 97,86±0,32

4 Жен. 2,54±0,72 15,33±1,62 58,96±6,16 38,83±8,71 91,29±3,34 98,00±0,27

Муж. 3,44±1,23 14,17±2,75 53,61±10,89 53,67±19,45 94,11±5,25 97,94±0,21

5 Жен. 3,26±0,81 14,00±1,71 55,92±7,54 48,95±11,44 94,03±3,55 97,58±0,38

Муж. 4,13±1,38" 13,06±1,79 55,19±6,28 59,03±25,88" 96,34±4,20* 97,66±0,24*

6 Жен. 2,36±0,74 15,69±1,59 62,21 ±6,53 36,31±9,58 87,26±2,80 97,72±0,28

Муж. 2,63±0,97 15,32±2,13 65,11±10,15 35,32±14,66 89,05±4,63 97,58±0,49

7 Жен. 1,83±1,29 17,25±3,24 69,25±12,64* 28,58±11,86* 87,25±6,22 97,58±0,74

Муж. 1,30±0,59 17,90±3,06" 70,70±15,82" 22,70±8,02 81,70±6,32 98,30±0,35»

8 Жен. 1,89±0,92 16,50±2,16 66,50±9,44 28,89±10,88 82,17±4,01 97,72±0,59

Муж. 2,80±1,Ю 14,75±2,20 62,25±9,89 35,45±12,47 97,25±3,91 97,15±0,94

9 Жен. 1,88±0,58 16,68±1,38 65,93±5,53 27,93±7,51 82,33±3,38 97,80±0,33*

Муж. 2,12±0,82** 16,88±2,36 71,00±9,64* 28,85±8,48«* 81,65±4,74" 97,42±0,41**

10 Жен. 2,36±0,67 16,04±2,26 63,92±9,72 33,60±8,69 83,36±4,81 97,28±0,35

Муж. 2,05±0,81 16,80±2,10 73,65±10,82" 25,05±7,69" 80,65±5,29" 97,35±0,44*

п Жен. 1,94±0,76 16,81±2,41 63,69±9,12 29,13±8,37 83,75±4,52 97,94±0,41

Муж. 1,63±0,55 17,75±2,09 70,75±11,17 23,88±6,54 79,88±5,30 97,19±0,44

22 т 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

15,74 ±1,67

13,16± 12,8±

~Й71± ' 1,94

16,24

-1?,18± 4 0,97

18,21±0,76

±1,5

'17,34 ±0,82

17,7±0,7

17,5±1,21

-- 3,11±1,01

4,05±1,18

¿06*0,37

1"^±0Л5

-+-

дев. 1-й дев.2-й дев.З-й дев.4-й дев.5-й дев.б-й дев.7-й дев.8-й дев.9-й дев.10- дев.11-кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. й кл. й Ю1.

Рис. 1. Соотношение уровней активности симпатического (сплошная линия) и парасимпатического (пунктирная линия) отделов вегетативной нервной системы у девочек разных возрастных групп (классов) МОУ гимназия № 4 г. Сургута в зимний период 2007-2008 уч. г.

В ранее выполненных исследованиях (Еськов, Филатов, 2009) было показано, что выраженная парасимпатотония снижает параметры памяти, мышления, влияет на когнитивные способности учащихся в целом. В совокупности с этими данными наши результаты можно расценивать как свидетельство низкой степени синергизма ФСО и признак напряжения адаптационных механизмов организма школьников Севера, что может вызывать у них дополнительные трудности в процессе обучения, т.к. ребенок (особенно в начальных классах) испытывает огромные физиологические, социально-психологические и информационные нагрузки, а иногда и перегрузки.

Обращает внимание возрастная динамика активности парасимпатического отдела ВНС. В частности, следует отметить прирост его значений у учащихся обоих типов школ в препубертатный период (4-й - 6-й классы), некоторое снижение к 7-му классу и последующее увеличение практически у всех старшеклассников с выходом на выраженный пик в 11-м классе, соответствующем собственно пубертатному возрасту. Примером такой динамики ПАР, в частности у мальчиков, служат графики, представленные на рис. 1 и 2.

20 18 16 14 12 10 +

. - 14,17±

^ 13,4±1,4 .

, 17,8± N т 04 ' 0,84 *-«

15,87± >

13,43±0,89

13,7±1,02

16,75±1,1 — /

14,95±М5

■ 18,85 ' ±2,17

мал. 1-й мал.2-й мал.3-й мал.4-й мал.5-й мал.б-й мал.7-й мал.8-й мал.9-й мал. 11-й кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл. кл.

Рис. 2. Соотношение уровней активности симпатического (сплошная линия) и парасимпатического (пунктирная линия) отделов вегетативной нервной системы у мальчиков разных возрастных групп (классов) МОУ СОШ № 4 г. Сургута в зимний период 2007-2008 уч. г.

Важно отметить, что практически все обследованные гимназисты и школьники родились в Сургуте, либо в Сургутском районе ХМАО - Югры, т.е. на территории, приравненной к территории крайнего Севера, и являются мигрантами 2-го поколения. Сопоставление наших данных с результатами

других исследований (Нифонтова, 2009) позволяет считать, что у обследованных нами учащихся функциональная организация механизма нейровегетативного регулирования отличается от таковой у детей и подростков, проживающих на Севере не более 5 лет, т.е. мигрантов 1-го поколения.

Анализ динамики поведения вектора состояния организма (ВСО) учащихся Югры в шестимерном (т=6) ФПС и расчет параметров квазиаттракторов смещения этого ВСО выполняли на базе авторской программы «Identity». На рис. 3 представлены результаты идентификации общих объемов квазиатгракторов вектора состояния организма учащихся МОУ СОШ №4 и МОУ Гимназии №4 с учетом возрастно-половых особенностей. Динамика движения вектора интегративных показателей ССС у учащихся МОУ СОШ № 4 имеет более выраженный колебательный характер, чем у учащихся гимназии. Максимальные значения объема квазиаттрактора ВСО были установлены у учащихся начальных классов СОШ № 4 (например, в 1 классе 25,7 у.е., в 4-м -17,8 у.е.), что значительно больше чем у их сверстников из МОУ Гимназии №4(1 класс -2,3 у.е., 4 класс - 0,2 у.е.).

Рис. 3. Объемы квазиаттракторов (у.е.) движения вектора состояния организма

учащихся в 6-мерном фазовом пространстве (усреднение по всем классам). Сплошная линия - учащиеся МОУ СОШ №4, пунктирная - МОУ Гимназии №4

(осень, 2007)

В зимний период обучения в целом наблюдалось снижение объемов квазиаттракторов во всех возрастных группах (классах), при этом значения объемов квазиаттракторов колеблются от 0,15 до 2, 52 у.е. Суммарные значения этих объемов (V) в осенний период у гимназистов равны 6,91 у.е., в то время как у школьников V = 65,76 у.е., т.е. почти в 10 раз больше. Кроме того, в изучаемый сезон года отмечался значительный спад амплитуды колебаний значений объемов квазиатгракторов ВСО у учащихся СОШ всех классов (суммарное значение У= 10,86 у.е.) тогда как у гимназистов возрастная динамика изменения этих показателей осталась практически неизменной (У= 5,25 у.е.).

Этот блок данных свидетельствуют о зависимости состояния нейровегетативного регулирования ССС учащихся от трех факторов - возраста, сезона года (фактически, метеоусловий) и типа школы (т.е. специфики учебного процесса. Индикатором характера адаптационных процессов детей и подростков при действии этих социальных и биологических факторов является динамика параметров ВСР, коэффициентов СИМ, ПАР и ИНБ учащихся профильных и непрофильных школ (гимназия, лицей, школа общего среднего образования). В частности, в наших исследования установлено, что дети, поступившие в 1-й класс гимназии, имеют меньшие объемы квазиаттракторов ВСО как в осенний, так и в зимний периоды года, соответственно состояние их нейровегетативного статуса направлено в сторону нормотонического регулирования, что отличает их от учащихся среднеобразовательиой школы.

В табл. 3 и 4 приведены матрицы, в которых представлены все возможные расстояния между центрами квазиаттракторов в 6-мерном фазовом пространстве параметров ССС учащихся разных типов школ и возраста в гипотезе хаотического и стохастического распределения.

Таблица 3

Матрица расстояний ц между центрами хаотических квазиаттракторов вектора состояния сердечнососудистой системы организма учащихся МОУ гимназия № 4 и МОУ СОШ № 4 в 6-мерном фазовом пространстве состояний _(осень, 2007 г.)_

1 кл. 2 кл. 3 кл. 4 кл. 5 кл. 6 кл. 7 кл. 8 кл. 9 кл. 10 кл. 11 кл.

1 кл.

47.5

52,8

48,6

51,1

39,9

59,9

74,1

66,8

72,9

73,1

73,7

2 кл.

7,6

13,2

13,4

10,9

11,9

15,6

27,7

21,7

27,1

28,4

3 кл.

11,5

15,9

12,5

13,i

2,8

22,8

37,4

29,7

36,1

36.5

36,7

4 кл.

5 кл.

6 кл.

7 кл.

8 кл.

9 кл.

10 кл. U кл.

19,1 15,7 12,9 9,5 13,1 10,6 12,5 22,1 182,0

16,5

23,3 12,9 5,9 6,1

7,5 6,7 16,4 169,4

15,4

20,6

17.1 10,7 8,1 11,5 10,7 10,0

21.2 184,4

16,8

20.4 10,1

11,3 6,9

~W 6,1 4,5 5,3 16,6 149,8

13,6

20,7 17,9

11,1

14,2

13,6 14,8

27,2 184,2

28,3 4,7

9,9 8,4 7,1

7.8

7.9 185,8

16,9

42,5

15.3 19,1

24.8 23,0

21.9 22,5

11.4 329,7

29,9

35,0 8,5 10,8 16,6 14,5

13,9 3,9

235,2

21,4

40,9 13,6 17,6

23.1 20,9

20.2 20,6

301,7

27,4

41,0 13,7

18.7

23.8 21,4 20,6 21,3 9,7

306,9

27,9

41,8 ~Ï4,8 "Т7.4 ~23,4 ~2l,0 ~~20,7 ~2Ô,5

~Tl

106,5

27,9

Установлено, что наибольшие расстояния в гипотезе равномерного распределения было установлено между учащимися 7 классов МОУ Гимназии №4 и МОУ СОШ № 4 (329,7 у.е.), на втором месте по величине данного параметра стоят ученики 10 классов (в абсолютных значениях - 306,92 у.е., в относительных 27,9 у.е)., а затем следуют учащихся 11 классов (в абсолютных -306,53 у.е., в относительных - 27, 8 у.е) и 9 классов - в абсолютных - 301,66 у.е., в относительных - 27, 4 у.е. В остальных возрастных группах значения расстояний между хаотическими центрами квазиаттракторов находятся в интервале от 149,8 до 235, 2 у.е. В гипотезе неравномерного (статистического) распределения параметров квазиаттракторов вектора ССС учащихся наибольшие значения расстояний между центрами отмечены в 7 классах (1647,02 у.е.), а наименьшие 6-х классов. При этом выраженной сезонной зависимости расстояния между хаотическими центрами квазиатгракторов у представителей большинства возрастных групп выявить не удалось, за исключением учащихся 9-11-х классов.

Таблица 4

Матрица расстояний г¡, между центрами статистических квазиаттракторов вектора состояния сердечнососудистой системы учащихся МОУ гимназия № 4 и МОУ СОШ №4 в 6-мерном фазовом пространстве состояний (осень, 2008 г.)

школа

ъ 1 кл. 2 кл. 3 кл. 4 кл. 5 кл. 6 кл. 7 кл. 8 кл. 9 кл. 10 кл. И кл.

1 (СЛ. 271,5 281,4 300,9 275,3 195,6 273,4 320,4 292,3 283,7 325,0 319,4

2 кл. 23.7 37,0 58,2 24,0 109,6 21,3 76,2 45,03 36,5 77,8 74,8

3 кл. 70,7 83,2 105.1 69,7 63,4 64,7 123,8 91,1 83,6 124,6 121,8

4 кл. 190,8 205,6 227.1 191.1 61,1 185,6 244,1 212,6 203,1 244,1 242,7

5 кл. 30,9 46,6 64,3 31,1 108,1 26,6 77,9 50,1 39,9 77,3 77,0

6 кл. 35,7 21,6 10,07 32,1 162,6 37.9 22,9 13,9 24,8 24,9 20,7

7 кл. 65,6 80,7 101,7 65,8 66,5 60,6 118,1 87,3 77,6 118,3 116,8

X % 8 кл. 89,9 103,2 124,9 89,2 43,4 83,9 143,0 110,7 102,5 143,5 141,1

5 и 9 кл. 67,4 82,8 103,8 67,9 64,1 62,7 120,3 89,5 79,5 120,5 119,1

10 кл. 29,3 9,7 15,3 21,2 152,4 27,1 35,5 5,7 22,8 37,3 31,9

11 кл. 43,7 37.3 37,1 43,4 160,4 45,8 44,4 31,6 40,9 44,6 42.6

£ 919,2 989,1 1148,5 910,8 1187,2 889,6 1647,0 1029,8 994,9 1337,9 1307,9

_ 83,6 89,9 104,4 82,8 107,9 80,9 149,7 93,6 90,4 121,6 118,9

На рис. 4 и 5 представлены межаттракторные расстояния () между хаотическими (рис. 4) и стохастическими (рис. 5) центрами квазиаттракторов

(объемов ФПС) параметров ССС учащихся в 6-ти мерном фазовом пространстве состояний (СИМ, ПАР, БЭШ, ПЧВ, БРСЬ, ЧСС,). Диагональные элементы матриц межаттракторных расстояний хаотических центров объемов квазиаттракторов в осенний период у учащихся 1-11 классов гимназии и СОШ, характеризуются заметной тенденцией снижения расстояний между центрами. При этом обращает внимание максимальная величина Z (на графике - пик) у учащихся 1 класса.

Такие особенности, наблюдаемые у первоклассников, вероятно, связаны с тем, что при поступлении в школу у детей возникает эмоционально-стрессовая реакция на изменение привычного стереотипа жизни, возрастает психоэмоциональная нагрузка, о чем свидетельствуют указанные ранее высокие значения ИНБ и СИМ. При этом из анализа данных следует, что у гимназистов такая смена динамического стереотипа имеет меньшую физиологическую стоимость.

60 п 50 40 -30 20 10

. 47,5

39,26

43,2

5,14

21,04 .'

24,75.' t

1.4,5'

51,02

21,3

6,65

1 класс 2 класс 3 класс 4 класс 5 класс 6 класс 7 класс 8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Рис. 4. Межатгракторные расстояния (Z, у.е.) между хаотическими центрами

квазиаттракторов параметров сердечно-сосудистой системы учащихся в 6-мерном фазовом пространстве состояний в зависимости от возраста (класса) и сезона года (сплошная линия - для учащихся МОУ Гимназии №4 и МОУ СОШ №4 в осенний период; пунктирная - в зимний период)

300

по

240 210 180 150 120 90 60 30

191,1

щ/

..--»........

7*44 37.04 37,31

\108,8 V

118,1 »----

62,61 / - ♦ V "

110,7 ~ ♦......

,7^5

46,8 48,8 53,5 ' ' ' ,

1 класс 2 класс 3 класс 4 класс 5 класс 6 класс 7 класс 8 класс 9 класс 10 класс 11 класс

Рис. 5. Межаттракторные расстояния (г, у.е.) между статистическими центрами параметров сердечнососудистой системы учащихся в 6-ти мерном фазовом пространстве состояний в зависимости от возраста (класса) и сезона года (сплошная линия - для учащихся МОУ Гимназии №4 и МОУ СОШ №4 в осенний период; пунктирная - в зимний период)

Обращает внимание, что в зимний период возрастная динамика z*r в гипотезе хаотического и статистического распределения параметров ССС имеет волнообразную зависимость с максимумами у учащихся 5-7 классов (пубертатный период) и у учащихся 10 классов. В зимний сезон (спустя 6 месяцев после начала учебного года) у учащихся 1-3 классов разных типов школ мы наблюдали уменьшение расстояния между центрами хаотических квазиаттракторов параметров ВСР, что свидетельствует об адаптации к учебному процессу, ослаблении функционального напряжения компенсаторных систем, т.е. наступление относительно устойчивой фазы приспособления к системе нагрузок, связанных с обучением.

Таким образом, системный синтез и разработанные нами системные методы изучения параметров ССС организма человека открывают принципиально новые возможности для текущей оценки и прогнозирования динамики функционального состояния организма детей и подростков. Особенно актуально эта проблема стоит именно в нашем Северном крае, где показатели параметров вегетативного статуса учащихся значительно отличаются от таковых у учащихся, проживающих на европейской части территории РФ.

В качестве убедительной иллюстрации вышеприведенных данных мы приводим рис. 6-9, где в графическом виде представлено положение квазиаттракторов параметров ВСР в трехмерном фазовом пространстве (гипотеза равномерного распределения) для учащихся 11-х классов гимназии (рис. 6) и МОУ СОШ № 4 (рис. 7) в осенний сезон.

Фазовое пространство

Рис. 6. Объемы квазиаттракторов (Vx, у.е.) вектора состояния организма учащихся 11-х классов гимназии № 4 в осенний период (2007-2008 учебный год) в 3-х мерном фазовом пространстве (х — СИМ; у - ПАР; z - ИНБ, у.е.; General asymmetry value гХ (генеральная асимметрия) = 9.1911%; General V value vX (объем квазиаттрактора) = 3, 85*103 у.е.

Объемы квазиаттракторов составили 3,85 103 и 21,54*103 соответственно, т.е. у школьников в 4 раза они больше, чем у гимназистов. Аналогичные примеры, но только для зимнего периода учебного года, представлены на рис. 8 и 9. Как

видно, у гимназистов У3 = 9,11*103 , а у школьников МОУ СОШ № 4 V, = 173,37* 103, т.е. различие в 18 раз. При этом следует напомнить, что максимальные различия по этим параметрам отмечались между учащимися 1-х классов профильной и непрофильной школ, с учетом того, как отмечалось выше, что у гимназистов адаптация к обучению в школе значительно выше, чем у школьников.

Рис. 7. Объемы квазиаттракторов (Vx, у.е.) вектора состояния организма учащихся 11-х классов СОШ № 4 в осенний период (2007-2008 учебный год) в 3-

х мерном фазовом пространстве (х - СИМ; у - ПАР; z - ИНБ, у.е.; General asymmetry value гХ (генеральная асимметрия) = 29.7%; General V value vX (объем квазиаттрактора)= 21, 54*103 у.е.

Рис. 8. Объемы квазиаттракторов (Vx, у.е.) вектора состояния организма учащихся 11-х классов Гимназии № 4 в зимний период (2007-2008 учебный год)

в 3-х мерном фазовом пространстве (х - СИМ; у - ПАР; z - ИНБ, у.е.; General asymmetry value гХ (генеральная асимметрия) = 29.7%; General V value vX (объем квазиаттрактора)= 9, 11*103 у.е.

Фазовое пространство

Рис. 9. Объемы квазиаттракторов (Vx, у.е.) вектора состояния организма учащихся 11-х классов СОШ № 4 в зимний период (2007-2008 учебный год) в 3-х

мерном фазовом пространстве (х - СИ M; у - ПАР; z - ИНБ, у.е.; General asymmetry value гХ (генеральная асимметрия) = 29.7%; General V value vX (объем квазиаттрактора)= 9, 11*103 у.е.

ВЫВОДЫ

1. Метод математического моделирования параметров ВСР учащихся в многомерном фазовом пространстве состояний (в сочетании с традиционными детерминистско-стохастическими методами) обеспечивает получение объективной информации о функциональном состоянии, механизмах нейровегетативной регуляции функций и степени адекватности реакций организма на факторы учебного процесса и условия жизнедеятельности.

2. В регуляции деятельности ССС учащихся Югры, независимо от профиля обучения и сезона года, превалирует активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что свидетельствует о формировании у них холинергического гомеостаза, который наиболее выражен в препубертатную и пубертатную фазы подросткового возраста.

3. Возрастная динамика квазиаттракторов движения вектора параметров ВСР учащихся непрофильных средних школ г. Сургута имеет более выраженный колебательный характер (диапазон объемов от 0,12 до 25,7 у.е.) по сравнению с учащимися гимназии (диапазон объемов от 0,07 до 2,3 у.е.). Это демонстрирует определенную возрастную стабильность состояния сердечно-сосудистой системы у гимназистов, их более высокие адаптационные возможности.

другое их положение в фазовом пространстве сравнительно с параметрами квазиаттракторов учащихся СОШ № 4. 5. Сезонные изменения параметров квазиаггракторов ВСР у школьников МОУ СОШ №4 более выражены, чем у гимназистов. Осенью объемы квазиаттракторов у школьников и гимназистов суммарно различаются почти в 9 раз (65,7 и 6,91 у.е. соответственно). В зимнее время объемы квазиаттракторов у школьников (10,86 у.е.) резко снижаются относительно осенних значений, тогда как у гимназистов остаются практически на том же уровне (5,25 у.е.), что и осенью.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Новые методы диагностики состояния сердечно-сосудистой системы необходимо применять в целях изучения качества здоровья, сравнительной оценки уровня физического развития детей северных территорий РФ, а также исследования механизмов адаптации в онтогенезе у человека к влиянию неблагоприятных природно-климатических факторов окружающей среды.

2. Разработанные методы могут быть применимы для массовых обследований детей и подростков с целью профилактики развития заболеваний, а также для своевременной информации о риске нарушения здоровья, а следовательно своевременной коррекции физической и умственной нагрузок, предъявляемых школой.

3. Предлагаемый подход целесообразно использовать органам управления образованием для разработки методов оптимизации обучения с целью исключения вероятности дезадаптации и поддержания оптимального уровня функционального состояния организма учащихся.

Патенты, изобретения, свидетельства о государственной регистрации

программ ЭВМ:

1. Еськов В.М., Брагинский М.Я., Майстренко Е.В., Филатов М.А., Филатова Д.Ю. Исследование параметров сенсомоторных реакций и когнитивных функций человека в многомерном фазовом пространстве состояний. // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615024, РОСПАТЕНТ. - Москва, 2010.

Статьи в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК при

соискании ученой степени кандидата наук:

1. Филатова Д.Ю. Системный анализ психофизиологических функций учащихся в разные сезоны года. / В.Н. Кочуров, О.И. Кочурова, С.Ю. Сорокина, Д.Ю. Филатова // Вестник новых медицинских технологий - 2009. - XVI, №1/1. -С. 13-134.

2. Филатова Д.Ю. Системный анализ квазиаггракторов параметров вектора состояния психофизиологических функций человека на Севере. / С.Ю.

Сорокина, М.А. Филатов, A.B. Хисамова, Д.Ю. Филатова // Информатика и системы управления.-2009.- №4(22).-С. 15-16.

3. Филатова Д.Ю. Оценка параметров психофизиологических функций работников умственного и физического труда с позиции теории хаоса и синергетики. / В.М. Еськов, Е.А. Мишина, С.П. Шумилов, Д.Ю. Филатова // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2010. -Т. IX, № 1.-С. 98-101.

4. Филатова Д.Ю. Метод системного синтеза на основе расчета межаггракторных расстояний в гипотезе равномерного и неравномерного распределения при изучении эффективности кинезитерапии. / В.М. Еськов,

A.A. Хадарцев, В.В. Еськов, Д.Ю. Филатова // Вестник новых медицинских технологий.-2010.-Т. XVII, №3,-С. 106-110.

Статьи в других журналах, научных сборниках:

1. Филатова Д.Ю. Системные исследования показателей психофизиологических функций учащихся на севере РФ. / В.М. Еськов, Ю.В. Добрынин, М.А. Филатов, Д.Ю. Филатова // Научные труды I съезда физиологов СНГ (Дагомыс).-2005.-С. 148.

2. Филатова Д.Ю. Вегетативный статус и функциональная асимметрия полушарий мозга в корреляции с успеваемостью учащихся ХМАО-Югры. /

B.М. Еськов, В.И. Майстренко, М.А. Филатов, Д.Ю. Филатова // От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине: материалы международного междисциплинарного симпозиума, Судак (Украина). - 2007. - С. 44-46.

3. Филатова Д.Ю. Новые возможности развития творческой одаренности в связи с переходом на профильное образование./ В.М. Еськов, И.Л. Пшенцова, П.Ю. Степаненко, А.Н. Томазова, Д.Ю. Филатова // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе (IT+S&E'07), Приложение к журналу "Открытое образование". Гурзуф, 2007. - С. 420-422.

4. Филатова Д.Ю. Системный анализ функциональной асимметрии полушарий в развитии мнемических функций учащихся Севера РФ. / О.И. Кочурова, О.И. Шатрова, С.Ю. Сорокина, М.А. Филатов, Д.Ю. Филатова // Современные аспекты клинической физиологии в медицине: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. Самара, 2008 - С. 188-190.

5. Филатова Д.Ю. Сравнительный анализ состояния психофизиологических функций и успеваемости учащихся г. Лянтора./ P.A. Антонова, И.В. Буров, В.Н. Кочуров, М.А. Филатов, Д.Ю. Филатова // Экологический вестник Югории. - 2009. - Т.VI, № 3. - С. 31-35.

6. Филатова Д.Ю. Синергетический подход в оценке интегративных показателей работы мозга учащихся Югры./ В.Н. Кочуров, С.Ю. Сорокина, М.А. Филатов, Д.Ю. Филатова // Материалы XV международной конференции по нейрокибернетике. Ростов-на-Дону, 2009. - Т. 1. - С. 342-345.

7. Филатова Д.Ю. Системный анализ движения вектора состояния организма учащихся - представителей пришлого и коренного населения ХМАО-Югры./

И.В. Буров, М.А. Филатов, О.И. Химикова, Д.Ю. Филатова, О.И. Химикова // мат-лы IX Окр. конф. молодых ученых. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2009. - Т. 1. - С. 118-119.

8. Филатова Д.Ю. Измерение расстояний между центрами квазиаттракторов вектора состояния организма спортсменов г. Самары и г. Сургута./ М.Я. Брагинский, В.В. Козлова, Е.В. Майстренко, Д.Ю. Филатова // материалы международной конференции «Физиологические механизмы адаптации человека»-2010.-С. 166-168.

9. Филатова Д.Ю. Анализ динамики параметров сердечно-сосудистой системы организма летного состава. /O.A. Ведясова, В.В. Еськов, Е.В. Кропивная, O.E. Филатова, Д.Ю. Филатова // Материалы Всероссийской научной конференции «Современные проблемы биологических исследований в Западной Сибири и на сопредельных территориях» - Сургут, 2011. - С. 86- 89.

Список сокращений

1. БДС - биологическая динамическая система

2. ВНС - вегетативная нервная система

3. ВСО - вектор состояния организма

4. ВСОЧ - вектор состояния организма человека

5. ВСР - вариабельность сердечного ритма

6. ДСП - детерминистско - стохастический подход

7. ИНБ - индекс напряженности ( по P.M. Баевскому)

8. КА - квазиаттрактор

9. ПАР - индекс активности парасимпатического отдела ВНС

10. ПП - параметры порядка

11. СИМ - индекс активности симпатического отдела ВНС

12. СПМ - спектральная плотность мощности

13. ССС - сердечнососудистая система

14. ТФМ - теория фазатона мозга

15. ТХС - теория хаоса и синергетики

16. ФПС - фазовая плоскость состояний

17. ФСО - функциональные системы организма

18. ЦНС - центральная нервная система

19. ЧСС - частота сердечных сокращений

20. БРОг-степень насыщения гемоглобина крови кислородом

Формат 60x84/16. Объем 1,01 уч.-изд.л. Тираж 60 экз. Заказ №715. Отпечатано на ризографе в полиграфическом отделе СурГУ, 628400, г. Сургут, ул. Лермонтова, 5.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Филатова, Диана Юрьевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА И ИХ 11 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ У ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ПРОЖИВАНИЯ В ЮГРЕ

1.1. Характеристика функциональных систем организма с позиций 11 представлений о биологических динамических системах

1.2. Функциональные изменения систем организма человека в процессе адаптации к экстремальным условиям жизни на территории ХМАО-Югры

1.3. Возрастные особенности сердечнососудистой системы и её функциональное состояние у детей и подростков Югры.

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ '

2.1. Традиционные методы исследования параметров функциональных 60 систем организма человека на примере вариабельности сердечного ритма

2.2. Новые методы исследования функций организма в рамках 66 синергетического подхода

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ 72 ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Исследование возрастных особенностей параметров вариабельности 72 сердечного ритма учащихся разных типов школ г. Сургута

3.2. Сравнительный анализ моделей состояния функциональных систем 88 организма в многомерных фазовых пространствах для учащихся разных типов школ г. Сургута

Введение Диссертация по биологии, на тему "Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры"

Принципы системного изучения деятельности важнейших регуляторных и функциональных систем организма (ФСО), впервые обозначенные И.М. Сеченовым и И.П. Павловым, а затем в деталях разработанные П:К. Анохиным и его учениками К.В. Судаковым, H.A. Фудиным, В:Г. Зиловым (1993-2010) и др., до сих пор не потеряли своей актуальности и являются исходной научно-теоретической основой при. исследовании- динамики функционального состояния и адаптационных реакций организма человека в различных условиях жизнедеятельности. Как известно, системообразующим фактором, определяющим целесообразное адаптивное поведение организма и избирательное подключение в его комплексное реагирование тех или иных частных механизмов, является полезный результат деятельности организма как целостной системы. По вполне понятным причинам полностью познать закономерности функционирования таких интегрированных и иерархических биосистем, как организм, только путем изучения его частных механизмов практически невозможно. Однако, при использовании определенных методических подходов, параметры работы отдельных ФСО могут составить образ поведения организма как целостной системы. В частности, такая возможность предоставляется в условиях формального, с биофизических позиций, описания поведения сложных биосистем в фазовом пространстве состояний и при создании новых математических моделей таких систем.

В рамках биофизического подхода чрезвычайно важно определить иерархические уровни организации процессов управления как отдельными ФСО человека, так и их комплексами в общей системе регуляции гомеостаза. Биофизическим следствием развития теории ФСО П.К. Анохина является проблема изучения некоторых глобальных интегративных механизмов управления всеми ФСО человека, которая, как нам представляется, должна базироваться на некоторых общих принципах работы ЦНС, как высшего уровня регуляции функций организма. В настоящее время это направление в биофизике сложных систем и теории ФСО получило название теории фазатона мозга, которая впервые была представлена в работах В.В. Скупченко. В соответствии с данной концепцией, центральным регулятором-ФСО является некое корпоративное объединение центральных нервных структур, обеспечивающее интегрированное управление моторными и, висцеральными функциями, условно называемая фазатоном мозга (В:М Еськов, В.В. Скупченко, 1993-2009). Согласно фазатонной модели, нарушение баланса между фазическим и тоническим системокомплексами нейрорегуляции функций может быть причиной возникновения не только двигательных, но и вегетативных нарушений, приводить к усилению патологических процессов в организме.

Особенно важно контролировать эти явления в детском организме, поэтому разработка объективных методик, позволяющих определять степень риска возникновения подобных негативных эффектов, прогнозировать развитие донозологических форм состояния организма детей и подростков -это актуальная задача современной физиологии, биофизики и биокибернетики. Наиболее актуальна она в отношении детей4 школьного возраста, качество здоровья которых существенно зависит от адекватности учебной нагрузки умственным способностям, психофизиологическому статусу и фактическому уровню физиологических резервов организма учащегося. Несоответствие адаптационного потенциала ФСО школьников и интенсивности учебной нагрузки приводит к возникновению состояний предболезни с последующим переходом в серьезные патологии, риск которых наиболее высок среди молодых жителей территорий с тяжелыми климатическими условиями, в т.ч. Югры.

Цель исследования: в рамках дальнейшей разработки и развития синергетического подхода в биофизике сложных систем с использованием аппаратных исследований и математического моделирования установить закономерности поведения параметров квазиаттракторов сердечнососудистой системы организма учащихся Югры в многомерном фазовом пространстве состояний.

Дшг достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Обосновать, разработать и внедрить метод моделирования параметров сердечно-сосудистой системы (ССС), включая вариабельность сердечного ритма (ВСР), в многомерном фазовом пространстве состояний в практику биофизического и физиологического мониторинга учащихся Ханты-Мансийского автономного округа — Югры.

3. Выявить, различия в параметрах квазиаттракторов поведения вектора состояния организма в возрастном аспекте у учащихся разных типов школ г. Сургута.

Научная новизна работы:

2. Установлены различия в параметрах квазиаттракторов, моделирующих особенности кардиоритма и специфику механизмов его вегетативной регуляции, у детей и подростков Югры (на примере г. Сургута), обучающихся в средних учебных заведениях профильного и непрофильного типов.

3. Выявлены сезонные особенности ВСР и степени напряженности регуляторньт механизмов организма- учащихся с последующим» их описанием в терминах квазиаттракторов,поведения вектора состояния организма (BGO).-Теоретическая^! практическая значимость работы:

2. Новые синергетические подходы и методы дают объективную оценку состояния ССС и регуляторных систем, организма и могут быть использованы для диагностики и прогнозирования возможных отклонений в их функционировании у школьников при экстремальных условиях, например при учебных перегрузках или резких изменениях метеорологических параметров среды.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Использование новых синергетических методов и компьютерных программ для анализа хаотической динамики поведения вектора состояния организма человека обеспечивает количественную регистрацию его движения; в т-мерном фазовом пространстве состояний.

2. Применение новых биофизических методов , в рамках теории хаоса и синергетики с использованием; компьютерных программ* позволяет идентифицировать сезонные: изменения ^ параметров ВСР и вегетативного статуса учащихся в многомерном фазовом пространстве состояний.

3; Расчет расстояний; между центрами- хаотических и статистических квазиаттракторов обеспечивает системное понимание динамики изменений параметров ВСР и, представление об оптимальной нагрузке учащихся на севере РФ в зависимости от возрастного звена.

4. Метод расчета, расстояний между хаотическими центрами квазиаттракторов- параметров; вариабельности сердечного ритма обеспечивает выявление существенных различий в степени выраженности хаотичности поведения вектора состояния организма учащихся в сравнении со; статистическим« распределением этих параметров.

Декларация личного участия автора; Автор принимала личное участие в регистрации параметров функциональных систем организма учащихся школ Югры. Автором самостоятельно проведены комплексная оценка ВСР, состояния регуляторных систем организма, и анализ параметров вегетативного системокомплекса (по уровню» активности отделов вегетативной нервной системы) у детей и подростков^ проживающих в дискомфортных климато-экологических условиях Среднего Приобья: С непосредственным участием автора построены- математические модели, характеризующие разнородность ответных реакций вегетативной нервной системы у детей г. Сургута, обучающихся в школах разного типа.

Внедрение результатов, исследования. Разработанные способы и устройства прошли апробацию и внедрены в ряде школ города Сургута. Результаты исследований используются при подготовке студентов в

Сургутском государственном университете, в МОУ СОШ №4 (г. Сургут), а также в лекционных курсах й практических занятиях по биофизике, экологии человека и медицинской кибернетики.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: 1-м? международном съезде физиологов СНГ (Дагомыс, 2005)-: Региональной* конференции молодых ученых «Наука и инновация- XXI века» (Сургут, 2007); Международном междисциплинарном; симпозиуме «От экспериментальной, биологии к превентивной и интегративной медицине» (Судак, 2007); Всероссийской научной конференции «Современные аспекты клинической-физиологии в медицине» (Самара, 2008); ХУ-й международной; конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 2009); Х1-й международной конференции «Современные технологии восстановительной медицины. Профессиональное долголетие, и качество жизни» (Сочи, 2010); 1Х-й международной научно-практической конференции (Пенза, 2010); международной конференции. «Физиологические механизмы адаптации человека» (Тюмень, 2010).

Публикации. По теме диссертации, опубликовано 14 работ, в том числе одно свидетельство о- государственной регистрации программ для ЭВМ; 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для соискателей ученой степени кандидата биологических наук, и 9 статей в различных научных журналах и материалах отечественных и международных конференций.

Структура и объём: диссертации. Диссертационная!работа представлена на 137 страницах машинописного текста. Она оформлена в классическом стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, главы, содержащей результаты собственных наблюдений, заключения, выводов, списка литературы. Работа содержит 28 рисунков и 20 таблиц. Список используемой литературы включает 153 источника, в том числе 42 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Филатова, Диана Юрьевна

выводы

2. В регуляции деятельности ССС учащихся Югры, независимо от профиля обучения и сезона года, превалирует активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что свидетельствует о формировании у них холинергического гомеостаза, который наиболее выражен в предпубертатную и пубертатную фазы подросткового возраста.

3. Возрастная динамика квазиаттракторов движения вектора параметров ВСР учащихся средних школ г. Сургута имеет более выраженный колебательный характер (диапазон объемов от 0,12 до 25,7 у.е.) по сравнению с учащимися гимназии (диапазон объемов от 0,07 до 2,3 у.е.). Это демонстрирует определенную возрастную стабильность состояния сердечно-сосудистой системы у гимназистов, их более высокие адаптационные возможности.

4. Установлены различия параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма учащихся двух разных типов школ г. Сургута: учащиеся гимназии демонстрируют меньшие объемы квазиаттракторов и другое их положение в фазовом пространстве сравнительно с параметрами квазиаттракторов учащихся СОШ № 4.

5. Сезонные изменения параметров квазиаттракторов ВСР у школьников МОУ СОШ №4 более выражены, чем у гимназистов. Осенью объемы квазиаттракторов у школьников и гимназистов суммарно различаются почти в 9 раз (65,7 и 6,91 у.е. соответственно). В зимнее время объемы квазиаттракторов у школьников (10,86 у.е.) резко снижаются относительно осенних значений, тогда как у гимназистов остаются практически на том же уровне (5,25 у.е.), что и осенью.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

2. Разработанные методы могут быть применены для массовых обследований детей и подростков с целью профилактики развития заболеваний, а также для своевременной информации о риске нарушения здоровья, а, следовательно, своевременной коррекции физической и умственной нагрузок, предъявляемых школой.

3. Предлагаемый подход целесообразно использовать органам управления образованием для разработки методов оптимизации обучения с целью исключения вероятности дизадаптации и поддержания оптимального уровня функционального состояния организма учащихся.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Филатова, Диана Юрьевна, Сургут

1. Агаджанян H.A., Ермакова Н.В. Экологический портрет человека на Севере.- М:: "КРУК", 1997. - 208 с.

2. Агаджанян H.A., Марачев А.Г., Бобков IT.А. Экологическая физиология человека: MU КРУК, 1998. 416 с.

3. Анохин П.К. Функциональная система как основа физиологической архитектуры поведенческого акта (1968) // Системные механизмы высшей нервной деятельности. Избранные труды. М.: Наука, 1979. С. 1390.

4. Анохин П.К. Кибернетиками интегративная деятельность мозга (1966) // Кибернетика функциональных систем. Избранные труды. Под общей ред. академика РАМН К.В. Судакова. М.: Медицина, 1998. С. 195-228.

5. Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине // Физиология человека. 2002. Т. 28. № 2. С. 70-82.

6. Баевский Р. М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001. Т. 9. № 3. С. 108— 127.

7. Безруких М.М., Сонысин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология, (Физиология развития ребенка). М.: Издательский центр «Академия», 2002.-416 с.

8. Безруких М.М., Мачинская Р:И., Фарбер Д.А. Структурно-функциональная организация развивающегося мозга и формирование познавательной деятельности в онтогенезе ребенка.//Физиология человека.-2009.-Т. 35, № 6. -С. 10-24.

9. Ю.Бехтерева Н.П. Магия мозга и лабиринты жизни. М.: Изд-во «Сова», 2007.-383 с.

10. Бурых Э.А. Компенсаторные и адаптивные перестройки в системе дыхания у человека при остром гипоксическом воздействии.//Физиология человека.-2009.-Т. 35, № 3. — С. 82-93.

11. Бочаров М.И., Дерновой Б.Ф., Биоэлектрические процессы сердца при вызванной системной вазодилатации у мужчин в условиях Севера России. // Физиология человека. — 2005. Т. 31, № 1. — С. 56.

12. Ведясова O.A., Голушков В.Н., Соколова A.A. Синергетический анализ параметров функциональных систем организма студентов Сургута и Самары. // Информатика и системы управления. — 2010. — № 1 (24). — С. 125-128.

13. Ведясова O.A., Голушков В.Н. Влияние условий Крайнего Севера на кардиоритм школьников // Исследования в области естественных наук и образования: межвузовский сборник научно-исследовательских работ. Самара: ПГСГА, 2011. С. 8-9.

14. Выготский JI.C. Педагогическая психология. М.:Педагогика — Пресс, 1999.-536 с.

15. Гичев Ю.П. Современные проблемы экологической медицины. -Новосибирск, 1999. -180 с.

16. Горбачевская H.JL, Давыдова Е.Ю., Петрова С.О., Тюшкевич С.А., Пашкевич О.И. Роль биологических и социальных факторов в успешности школьного обучения.//Физиология человека.-2010.-Т. 36, № 3. С. 66-73.

17. Дмитриева H.B. Электрофизиологические механизмы развития, адаптационных процессов; // Физиология человека. 2004. — Т. 30, № З.-С. 35.

18. Евдокимов ВТ., Рогачевская О.В. Состояние кардиореспираторной системы у детей на-; Крайнем- Севере // Город в Заполярье и окружающая среда: Труды 3 Международной конференции. Сыктывкар, 2003. С. 15-17.

19. Еськов В.М. Возможно ли построение некоторой общей, фундаментальной теории организации и . функционирования биосистем?// Вестник новых медицинских технологий. — 2001 Т. VIII, № 2.-С. 93-95. •

20. Еськов В.М., Еськов В;В., Филатова O.E. Диагностика фазотона мозга путем изучения характерных частот в треморограммах человека с помощью вычислительного комплекса // Вестник новых медицинских технологий. 2001. т. VIII. № 4. -С. 15 18.

21. Еськов В.М., Еськов В.В. Компартментный подход в исследованиях регуляторных процессов? в сердечно-сосудистой системе жителей севера // Вестник новых медицинских технологий. 2002. Т. IX. № 3. С. 40-41.i

22. Еськов В.М. Компартментно-кластерный подход в исследованиях биологических динамических систем (БДС). Монография. — Часть I. Межклеточные взаимодействия в нейрогенераторных и биомеханических кластерах. Самара: Изд-во «НТЦ»^ 2003. - 198 с.

23. Еськов В.М., Филатова O.E. Экологические факторы Ханты-Мансийского автономного округа: Часть I — Самара: ООО "Офорт", 2004. (гриф РАН), 182 с.

24. Еськов В.М., Хадарцев A.A., Филатова O.E. Синергетика в клинической кибернетике. Часть II. Особенности саногенеза и патогенеза в условиях Ханты Мансийского автономного округа — Югры. / Под ред. А.И. Григорьева. Самара: ООО "Офорт", 2007. - 292 с.

25. Еськов В.М., Климов О.В., Филатова O.E. Состояние функций организма учащихся Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. -2009.-163 с.

26. Еськов В.М., Устименко A.A., Ануфриев A.C., Еськов В.В., Третьяков С.А. Кластерный анализ вектора состояния биосистем. // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009614364 от 22 июня 2009 г.

27. Ефимова В.М., Бабкина E.B. О применении здоровьесберегающих технологий в обучении и воспитании леворуких студентов // Проблеми ф!зичного вихования i спорту. 2010.— № 2. - С. 49-52.

28. Зуевский В.П., Карпин В.А., Катюхин В.Н. и др. Окружающая среда и здоровье населения ХМАО. — Сургут, 2001.- 98 с.

29. Иванова Н.В. Характеристика гемодинамических типов кровообращения у здоровых детей. // Вопр. охраны материнства и детства.- 1988 .- Т. 33, № 3. С. 3-6.

30. Калинина-A.M., Чазова JI.B. Многофакторный подход к профилактике ИБС среди населения // М.: Медицина, 1993 г. 88 с.

31. Карпин В.А., Гвоздь Н.Г., Зуевская Т.В. Медицинская экология урбанизированного Севера. Сургут, 2001. - 120 с.

32. Карпин В.А., Катюхин В.Н., Гвоздь Н.Г., Пасечник A.B. Современные медико-экологические аспекты урбанизированного Севера. М., 2003. - 100 с.

33. Киселев А.Р., Киричук В.Ф., Гриднев В.И., Колижирина О.М. Оценка вегетативного управления сердцем на основе спектрального анализа вариабельности сердечного ритма.//Физиология человека.-2005.-Т. 31, №6.-С. 37-43.

34. Климов О.В., Козлова В.В., Мишина Е.А. Изучение показателей« кардиореспираторной системы спортсменов в рамках фазатонной теории мозга. // Сборник трудов СурГУ. Сургут, 2006 С. 54-55

35. Ковалевская Г. Т. Мошкин М.П. Соотношение- «утренних» и «вечерних» типов среди пришлого населения: Крайнего Севера // Современные: аспекты физиологии, адаптации. и патологии: -Новосибирск: Изд- во СО АМН СССР, 1979. С. 22- 24. ,

36. Кочан Т.И., Шадрина В.Д., Потолицина Н.Н., Есева Т.В., Кеткина О.А., Бубнова Н.С. Комплексная оценка влияний условий севера на обмен веществ, физиологическое и психоэмоциональное состояние человека.//Физиология человека.-2008.-Т.34,№3.-С.106-113.

37. Криволапчук И.А. Функциональное состояние детей 9-10 лет при напряженной информационной нагрузке и физическая работоспособность.//Физиология человека.-2009.-Т. 35, № 6.-С. 111121.

38. Криволапчук И.А., Сухецкий В.К. Психофизиологическая характеристика функционального состояния подростков на разных стадиях полового созревания в условиях напряженной информационной? нагрузки.// Физиология человека. -2005. -Т. 31, № 6.-С. 13-25.

39. Кропотов Ю.Д., Кропотова О.В., Понаморев В.А. и др. Нейрофизиологические механизмы селекции действий; и их нарушение при синдроме дефицита внимания; // Физиология человека. 2000. - Т. 25, № 1.-С.115.

40. Кузнецов В.И., Прокофьева В:Н. Гемодинамические показатели сердечно-сосудистой системы у детей с учетом их конституционных особенностей.//Физиология человека.-2010.-Т. 36; № 4.-С. 72-79;

41. Кузнецова О.В., Сонькин В.Д. Вегетативный тонус в звеньях респираторно-гемодинамической системы у детей- младшего школьного возраста.//Физиология человека.-2009.-Т. 35, № 6.-С. 94102.

42. Кульберг А .Я. Экологический кризис: стратегия выживания.- М.: Русская энциклопедия, 1994. — 100 с.

43. Лапко A.B., Поликарпов Л. С. Метеотропные реакции сердечнососудистой системы. // Климат и здоровье.- Новосибирск: Изд- во СО РАМН, 1994- 103 с.

44. Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. М.: Изд-во Моск. ун-та., 1981.-584 с.

45. Литвин Ф.Б. Комплексное влияние экологических факторов на состояние системы микроциркуляции.//Физиология человека.-2010.-Т. 36, № 6.-С. 84-94.

46. Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование. М.: Медпрактика, 2003. -340 с.

47. Мансуров С. М. Новые доказательства- связи между магнитными полями космического пространства и Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 1969.- № 4.- С. 768- 770.

48. Машин В.А., Машина М.Н. Вариабельность сердечного ритма как индикатор психологической релаксации. // Вопросы психологии.- 2001. № 1.- С. 72-81.

49. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: защитные перекрестные эффекты адаптации. -М.: Медицина, 1993. 197 с.

50. Мизун Ю.Г., Мизун П.Г. Магнитные бури и здоровье.- М.: Медицина, 1990.-47 с.

51. Моисеева Н.И., Сысуев В.М. Временная среда и биологические ритмы. Л.: Наука, 1981.- 127 с.

52. Моисеев Н.И. Экология человечества глазами математика (Человек, природа и будущее цивилизации).- М.: Молодая гвардия, 1988.

53. Мовчан В.Н. Введение в экологию человека: Учебное пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1997.-120 с.

54. Моисеев Н:И! Человек и ноосфера.- М.: Молодая гвардия, 1990. 180 с.

55. Неверова Н.П. Функциональное состояние надпочечников в процессе акклиматизации в Арктике. // Материалы конф. «Акклиматизация человека в условиях полярных районов».- Л., 1969.- С. 60- 61.

56. Нестеров C.B. Особенности вегетативной регуляции сердечного ритма в условиях воздействия острой экспериментальной гипоксии. Физиология человека. 2005. - Т.31, №1. - С. 86.

57. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек.- М.: Высшая школа, 1986. — 160 с.

58. Никитюк Б.А. Конституция человека.//Итоги науки и техники. Серия антропология.- М.: ВИНИТИ, 1991.- Т. 4., 149 с.

59. Образовательный процесс России в аспекте синергетики и перехода в постиндустриальное общество. /Под общей ред. A.M. Новикова. — Самара: ООО «Офорт», 2008. 299 с.

60. О состоянии окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа./ Под ред. Л.И. Калашникова и др.- Ханты-Мансийск, 1998.-158 с.

61. Одум Ю. Экология: в 2-х т. Т.1.- М.: Мир, 1986.- 328 с.

62. Одум Ю. Экология: в 2-х томах. Т.2.- М.: Мир, 1986.- 376 с.

63. Орехов К.В., Поликарпов JI.C., Лапко A.B. Диспансеризация больных артериальной гипертонией пришлого населения Крайнего Севера (методические рекомендации).- Красноярск, 1984.- 22 с.

64. Основы психофизиологии. / Под ред. Ю.И. Александрова. М.: ИНФРА, 1998.-432 с.

65. Поликарпов JI.C., Фокина» Н.В. Изучение влияния метеогелиофизических факторов на больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, проживающих в,условиях Крайнего Севера // Вопросы медицинской географии Севера.- Мурманск, 1986.- С. 41- 47.

66. Поеный B.C. Биоритмологические аспекты адаптации человека к условиям Арктики и Антарктиды. // Актуальные вопросы адаптации человека в условиях Крайнего Севера и Антарктиды.- Новосибирск: Изд- во СО АМН СССР, 1976.- С. 65- 74.

67. Пресман A.C. Электромагнитные поля и живая природа.- М.: Медицина, 1968.- 288 с.

68. Пригожин К, Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. / М.: УРСС, 2001, 312 с.

69. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М., 2000. - 180 с.

70. Психоэмоциональный стресс— угроза жизни и здоровью. Декларация международной конференции "Общество, стресс и здоровье". — М., 1995.-38 с.

71. Путилов A.A., Даниленко К.В., Вольф Н.В. и др. Светолечение зимней депрессии. Новосибирск: Наука, 1990.- 50 с.

72. Рубинштейн C.JI. Основы общей психологии. М.: Педагогика, 1989:334 с.

73. Русанов В. И. Методы исследования климата для медицинских целей.-Томск: Изд- во Томск, ун- та, 1973. — 96 с.

74. Синергетическая парадигма. Синергетика образования. М.: Прогресс - Традиция, 2007. — 592 с.

75. Скупченко В. В., Милюдин Е. С. Фазатонный гомеостаз и врачевание. — Самара: СамГМУ, 1994. 256 с.

76. Сороко С.И., Рожков В.П., Бурых Э.А. Показатели мозгового кровообращения у детей 7-11 лет, проживающих на европейском Севере.//Физиология человека.-2008.-Т. 34, № 6.- С. 37-50.

77. Стингере Е., Пригожин И. Познание сложного. Изд-во УРСС, М.: 2003. 342 с.

78. Судаков К.В. Системные механизмы эмоционального стресса. М.: Медицина, 1981-229 с.

79. Судаков К.В., Синичкин В.В., Хасанов A.A. Вегетативные реакции человека при разных режимах тепло-холодовых воздействий в условиях сауны // Физиология человека. 1987. - Т. 13. - № 1.-е. 113-120.

80. Трембач А.Б., Беляев М.А., Лысенко В.В. Динамика показателей внимания и импульсивности у младших школьников. // Физиология человека. 2004.- Т. 30, № 5. - С. 41-49.

81. ЮО.Уодингтон К.Х. Основные биологические концепции.// На пути к теоретической биологии.- М.: Мир, 1970. 210 с.

82. Федоров Б. М. Стресс и система кровообращения. М.: Медицина, 1991.- 230 с.

83. Фокин Ю.Г. Психодидактика высшей школы: психолого-дидактические основы преподавания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 424 с.

84. Хадарцев А.А., Еськов В.М. Системный анализ, управление и обработка информации:в биологии итмедицине. Часть VIII:. Общая теория систем в; клинической кибернетике. Самара: ООО «Офорт», 20091- 197 с.

85. Хакен F. Принципы работы головного мозга. Изд-во PerSe., М.: 2001".' 352 с. '

86. Юб.Хаснулин В.И., Шургая A.M., Хаснулина А.В., Севостьянова Е.В. Кардиометеопатии на Севере. Новосибирск, 2000; — 180 с.

87. Хрущев В.JI. Здоровье человека на Севере.- М.: Астра, 1994. — 211 с.

88. Ю.Шарапов А.Н., Безобразова В.Н., Зиненко E.G., Кмить Г. В. Краткосрочная адаптация сердечно-сосудистой системы- детей 5-7 лет к умственной нагрузке.//Физиология человека.-2010.-Т.36, №3.-С. 74-81.

89. Шуленин C.IL, Бойцов С.А., Бобров A.JI. Клиническое значение синдрома ранней реполяризации желудочков: алгоритм обследования; пациентов. //Вестник аритмологии.: 2008. № 50. С. 33-39.

90. Agadzhanyari N.A., Ermakova N.V. Role of time in human adaptation in the north.//Medicine (Program"Universities of Russia", Blokll)/ Edit board A.N. Tikhonov, V.A. Sadovnichii et al.- M.: Publich. Moskow University, 1995.-P: 97- 105.

91. Drory V.E., Korezyn A.D. Sympathetic skin response: Age effect // Neurology. 1993; Vol. 43, N 9. - P. 1818 - 1820.

92. Elie B., Guiheneuc P. Sympathetic skin response : normal results in different experimental conditions // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1990. - Vol. 76, N 3. - P. 258 - 267.

93. Eng H., Mercer J.B. Seasonal variations in mortality caused by cardiovascular diseases in Norway and Ereland. // J. Cardiovascular, 1998. — №5.-P. 89.

94. Eskov V.M., Filatova O.E., Ivashenko. V.P. Computer identification of compartmental neuron circuits./ Measurement Techniques., V.37, 8, N.Y. 1994.-P. 27-30.

95. Eskov V.M., Filatova O.E. Computer diagnostics of the compartmentation of dynamic systems. // Measurement Techniques, 1994. — Vol. 37, No 1. -P. 114-119.

96. Eskov V.M., Filatova O.E., Eskov V.V., Pashnin A.S. Existence of synergetic properties of neuron network regulating the pulse rate. // Proceeding of international conference on modeling&simulation (ICMS'04). Spain, p.57 58. Vallodolid -2004.

97. Eskov V.M., Zuevskaya T.V., Dobrinina I.U., Filatov M.A. Knowledge-based expert system for fazaton brain identification. // Proceeding of international conference on pattern recognition and information processing. Minsk, Belarus. 2005. - P. 107 - 108.

98. Evonuk E., Hannon J .P. Cardiovascular function and norepinephrine thermogenesis in cold acclimatized rats // Amer. J. Physiol. 1963.Vol. 204, N5.-P. 888-894.

99. Eilatova O.E., Filatov M.A., Khisamova A.V., Klimov- OiV. Synergetic• • * thproperty of human organism in normal and pathological states. // 5

100. Conference: of the Eastern Mediterranean Region of the International Biometric Society (EMR-IBS) 2009. - P. 254 - 255

101. Filipek P.A., Semrud-Clikeman M., Steingard R.J. et al. Volumetric MRI analysis comparing subject having attention. deficit hyperactivity disorder with normal controls. // Neurology. 1997. - V. 48. - P. 589;

102. Gansales R. Work in the: North:, physiological aspects.// Arctic Med; Reserch. 1985, № 44. - P. 4.

103. Gibbs M.E., Ng K. T. Behavioral stages in memory formation. //Neurosci. Lett. 1980, Vol; 13.-P. 279 -283.

104. Gollnick D:P:, Herman sen L. Biochemical adaptation to exercise: anaerobic metabolism//Exerscise and sport sciences (NY) 1973, Vol.1. - P. 143.

105. Hayward I.S. The physiology of immersion hypothermia // The nature and treatment of hypothermia. London: Groom Helm. 1993. — P. 26 —28.

106. Hochachka P.W., Ruoert J.L., Monge C. Adaptation and conservation of physiological systems in the evolution of human hypoxia tolerance. // Comp. Biochem. Physiol. A. 1999- - V. 1241 - P. 11.

107. Hughson R.L., Yamamoto Y., McCullough R.E. et al. Sympathetic and parasympathetic indicators of. heart rate control at altitude studied by spectral analysis. //. J. Appl. Physiol; 1994. - V. 77. - P. 2537.

108. Langewitz W., Ruddel H., Schachinger H. Reduced parasympathetic cardiac control; in patients with hypertension at rest and under mental stress. // Am. Heart J. 1994. - V. 127. - P. 122.

109. Loewy A.D. Central autonomic pathways // Central regulation of autonomic function / Eds. Loewy A.D.', Spyer K.M. Ney York: Oxford University Press/- 1990.-P. 88-103.

110. Pearson G.L., Freeman T.G. Effects of extraversión and mental arithmetic on heart rate reactivity. // Persept. Mot. Skills. 1991. - V. 72. - P. 1239.

111. Pichot V., Roche F., Gaspoz J. M: Relation between heart rate variability and training load in middle-distance runners // Med. Sci. Sports Exerc. -2000. V. 32. - № 10. - P. 1729.

112. Potapov A. B. Are R-R-interval data appropriate to study the dynamics of heart? // Nonlinear analysis of physiological data /Eds. H. Kantz, J.Kurths, G. Mayer-Kress. N.-Y.: Springer, 1998. P. 117-127.

113. Przybylak R. The Climate of the Arctic / R. Przybylak // The Climate of the Arctic. Kluwer: Academic, 2003. - 288 p.

114. Rosenblum M., Kurths J. A. model of neural control of the heartrate // Physica . 1995. - V. 215. P. 439-450.

115. Rosenzweig S., Reibel D. Mind-fulhess-based stress reduction lowers psychological distress in medical students // Teach Learn Med. — 2003. — V. 15(2).-P. 88-92.

116. Rosh P. J. In: Stress, the immune system and psychiatry /Eds. B. Leonard, K. Miller.-N-Y., 1995.-P. 208-231.

117. Selue H. The story of the adaptation syndrome. Acta Inc.Medical Publ. -Monreal, Canada, 1952. 225 p.

118. Slobodskaya H. R. Physiological health, physical development and autonomic nervous system activity in Siberian adolescents / H. R. Slobodskaya // Int. J. Circumpolar Health. 1999. - V. 58. - P. 176.

119. Taylor E.W., Jordan D., Coote J.N. Central control of the cardiovascular and their interaction in vertebrates / E.W. Taylor, // Physiol. Rev. 1999. -V. 79, №3-P. 855.

120. Schreiber T, Kaplan D. T Nonlinear noise reduction for electrocardiograms // Chaos. 1996. V. 6. P. 87-92.

121. Steinberg L., Dornbusch S.M., Brown B.B. Ethnic differences in adolescent achievement: an ecological perspective. // American psychologist. —1992. -Vol. 47, №6-P. 723-729.

122. Tsai J. S.,. Shien L.S., Yates R.I. Fast and stable algorhythms for computing the principal n-th root of a complex matrix and matrix vector function // An international Computers and mathematics with applications. 1988. - Vol. 15, №11.-P. 768-791.

123. Wada Y., Kawoto M. A theory of coursive handwriting based on the minimization principle. // Biol. Cybernetics. 1995 - V. 73. - P. 3.

124. Walter G. C. On complex eigenvalues of compartmental models / Walter G. C.//Math. Biosci.- 1985.-Vol. 75. -P. 143-157.

125. Wang X., Ding H., Xu X. Association between air pollution and low birth weight: a community-based study // Environ. Health Perspect. 1997. —

126. Vol. 105.- № 5.-P. 514-520.t

127. Wilson O. Human adaptation to the life in Antarctica / O. Wilson // Biogeography and Ecology in Antarctica. Hague, 1965. - P. 123-187.

128. Xie A., Skatrud B., Puleo D., et al. Exposure to hypoxia produces long-lasting sympathetic activation in humans. // J. Appl. Physiol. — 2001. V. 91.-P. 1555.

Информация о работе

Филатова, Диана Юрьевна
кандидата биологических наук
Сургут, 2011
ВАК 03.01.02

Диссертация

Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Математическое моделирование возрастных особенностей параметров состояния функциональных систем организма учащихся Югры - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы