Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности функционального состояния центральной нервной системы у российских и иностранных студентов при адаптации к условиям обучения в вузе

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности функционального состояния центральной нервной системы у российских и иностранных студентов при адаптации к условиям обучения в вузе"

На правах рукописи

Муравьева Ирина Владимировна

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

У РОССИЙСКИХ И ИНОСТРАННЫХ СТУДЕНТОВ ПРИ АДАПТАЦИИ К УСЛОВИЯМ ОБУЧЕНИЯ В ВУЗЕ

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

СЕН 2014

Астрахань - 2014

005552705

005552705

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина»

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцект Шутова Светлана Владимировна

Научный консультант: почетный работник науки и техники РФ, доктор медицинских наук, профессор Гулнн Александр Владимирович

Официальные оппоненты:

Котельников Андрей Вячеславович, доктор биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», кафедра гидробиологии и общей экологии, профессор

Засядько Константин Иванович, доктор медицинских наук, профессор, Научно-исследовательский испытательный центр авиационно-космической медицины и военной эргономики Центрального научно-исследовательского испытательного института Военно-воздушных сил Министерства обороны Российской Федерации, лаборатория психофизиологического обеспечения летной деятельности, начальник.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук, г. Ростов-на-Дону.

Защита диссертации состоится «31» октября 2014 г. в 10:00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет» по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, ауд.101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет» по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20а и на сайте: http://www.asu.edu.ru.

Автореферат разослан « % » 2014 г.

Ученый секретарь ______

диссертационного совета Курьянова Евгения Владимировна

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. Механизмы адаптации привлекают внимание многих исследователей, так как эффективность приспособительных процессов является основным фактором, определяющим успешность деятельности и состояние здоровья человека (H.A. Агаджанян с соавт., 1980-2009; В.П. Казначеев с соавт., 1973-1986; В.Я. Семке, 1996-2002; К.В. Судаков, 1994; И.Б. Ушаков, 2004; В.Р. Горст, 2009 и др.).

Одним из наиболее подходящих объектов для исследования процессов адаптации в условиях естественного эксперимента является студенческая молодёжь (Е.А. Умрюхин с соавт., 1996; Е.А. Юматов с соавт., 2001; Т.В. Челышкова с соавт., 2008; В.П. Дегтярёв, В.И. Торшин, 2010; Э.М. Казин с соавт., 2011; A.B. Гулин, 2013). В процессе обучения в высшем учебном заведении студенты находятся под прессингом комплекса негативных факторов, вызывающих значительное напряжение регулятор-ных систем организма: интенсивная учебная нагрузка, смена социальной среды, и зачастую смена места жительства или климатогеографических условий.

Система адаптации имеет сложную многоуровневую структуру, основным элементом которой является нервная система. На настоящий момент существует множество способов диагностики функционального состояния (ФС) ЦНС, однако большинство методик мало применимы в экспресс-диагностике по причинам сложности исполнения и неоднозначности интерпретации получаемых данных с позиций результативности высших функций мозга. Одним из информативных методов оценки ФС ЦНС является анализ времени и точности сенсомоторных реакций (A.B. Зайцев, 2000; В.И. Лупандин, 2000; O.E. Сурнина, 2001; H.A. Горст, 2002; И.С. Поликанова, 2013).

Как известно, степень напряжения адаптационной системы объективно отражается в уровне гормонов коры надпочечников (Д.Б. Дёмин, 2006; A. Clow, 2006; Н. Madarame, 2008; В.Т. Crewther, 2009), в частности корти-зола (Н.Э. Строченко, 2004; Е.В. Типисова, 2007), а определение концентрации данного гормона в слюне сочетает неинвазивность, информативность и большую доступность (Л.П. Готовцева, 2003; И.В. Еричев, 2004; Ф.Т. Халимов, 2009; С.А. Хаустова, 2010). Кроме того, анализ взаимосвязей характеристик ФС ЦНС и уровня кортизола позволит не только углубить знания о роли мозговых структур в процессе адаптации человека к увеличению социальной и климатогеографической адаптационной нагрузки, но и расширить диапазон показателей, отражающих успешность протекания приспособительных реакций.

Целыо работы являлось изучение адаптационных изменений ФС ЦНС у российских и иностранных студентов в условиях обучения в вузе.

Задачи исследования:

• Изучить ФС ЦНС (результативность сенсомоторных реакций, психоэмоциональное состояние) и уровень саливарного кортизола у студентов в динамике начальных курсов обучения.

• Оценить ФС ЦНС студентов на протяжении учебного года: в межсессионный, сессионный и послесессионный (14 дней после завершения сессии) периоды.

• Выявить особенности адаптационных реакций студентов в группах с разной интенсивностью влияния социальных и климатогеографиче-ских адаптогенных факторов (в группах студентов, не менявших место жительства после поступления в вуз, поменявших место жительства после поступления в вуз и иностранных студентов).

• Определить взаимосвязь гормонального индикатора процесса адаптации с характеристиками ФС ЦНС с последующим прогнозированием адаптационного напряжения и выявлением вклада отдельных параметров.

Научная новизна.

Впервые представлены результаты комплексного исследования результативности различных видов сенсомоторных реакций в обычных и стрессорных условиях их реализации, а также психоэмоционального состояния у студентов в динамике начальных курсов обучения и на протяжении учебного года.

Впервые выявлены особенности изменений ФС ЦНС и уровня кортизола у студентов, испытывающих разную интенсивность влияния социальной и климатогеографической адаптационной нагрузки на начальных курсах обучения и на протяжении учебного года.

Установлена взаимосвязь некоторых параметров ФС ЦНС и степени напряжения адаптационных механизмов согласно их гормональному проявлению.

Научно-практическая значимость работы.

Теоретическая значимость диссертационного исследования состоит в получении новых научных знаний о процессах адаптации студентов к обучению в вузе, расширении представлений об изменении ФС ЦНС на протяжении учебного года и на начальных курсах высшей школы. Изучены особенности адаптации человека в условиях увеличения негативного влияния социальных и климатогеографических факторов, что выявляет границы нормы реакции организма к изменившимся условиям и позволяет обоснованно предупреждать негативные последствия напряжения адаптационных систем. Достоверная информация о состоянии здоровья групп студентов, различных по месту проживания, создаёт научную основу организации оптимального графика учебного процесса и усовершенствования педагогических технологий.

Апробация результатов. Основные положения диссертационного исследования были представлены на международной научно-практической конференции «Достижения, инновационные направления, перспективы развития и проблемы современной медицинской науки, генетики и биотехнологий» (г. Екатеринбург, 2011); международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (г. Челябинск, 2012); международной научно-практической конференции «Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» (г. Пенза, 2012); научно-практической конференции с международным участием «Человек в изменяющемся мире» (г. Мурманск, 2012); международной научно-практической конференции «Немедикаментозная оптимизация состояния человека» (г. Тамбов, 2012); зарубежной международной конференции «Научная молодежь: образование и наука» (г. Луганск, 2013), всероссийской научно-практической конференции «Державинские чтения» (г. Тамбов, 2010-2013); на XXII Съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Волгоград, 2013); научно-практической конференции с международным участием «Вклад медицинских наук в практическое здравоохранение» (г. Душанбе, 2013).

Внедрение результатов исследования.

Работа выполнена при поддержке научно-исследовательских фантов администрации Тамбовской области по поддержке исследований молодых ученых на тему «Формирование здорового образа жизни у различных категорий населения Тамбовской области. Изучение региональных эколого-физиологических и этнических особенностей адаптации организма» (2010, руководитель C.B. Шутова) и тематического плана Министерства образования РФ на тему «Разработка теоретических основ комплексной оценки эффективности адаптации организма человека в условиях увеличения пато-генности среды» (2011, руководитель A.B. Гулин, гос. per. № 01201154674).

Методические разработки исследования легли в основу учебно-методического пособия «Комплексная оценка здоровья иностранных студентов» (A.B. Гулин с соавт., 2012). Создан компьютерно-программный комплекс «Паспорт здоровья иностранного студента», содержащий методики диагностики и прогнозирования уровня здоровья с возможностью тестирования на нескольких языках (русском, английском, французском), а также раздел «Паспорт здоровья», включающий результаты обследования и персонифицированные рекомендации по сохранению и укреплению здоровья.

Основные результаты работы используются в научных исследованиях «Центра фундаментальных основ здоровья» кафедры физиологии Медицинского института Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина, а также при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Нормальная физиология», «Физиология челове-

ка и животных», «Экологическая физиология» в Медицинском институте, Институте естествознания и Институте физической культуры и спорта.

Публикации. По теме диссертации имеется 13 публикаций, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Функциональное состояние ЦНС студентов при адаптации к условиям обучения в вузе зависит от года обучения и этапа учебного семестра, а также от места жительства студента до поступления в вуз.

2. Уменьшение времени элементарных реакций, улучшение самооценки психоэмоционального состояния и снижение стрессоустойчивости к аудиовизуальным помехам и дефициту времени в сессионный период свидетельствуют о стимулирующем влиянии экзаменационной сессии на функциональное состояние ЦНС, которое является пролонгированным, так как проявляется не менее 14 дней после завершения экзаменов.

3. Существует взаимосвязь адаптационного напряжения нервной системы студентов с уменьшением времени простых сенсомоторных реакций в обычных условиях их реализации, замедлением дифференцировки в стрессорных условиях, увеличением количества ошибок, допускаемых в заданиях.

Объём и структура диссертации.

Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методики исследования, пяти глав собственных данных с обсуждением полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложений и списка литературы, включающего 511 источников литературы (337 отечественных и 174 иностранных). Диссертация иллюстрирована 14 таблицами (11 в приложении) и 59 рисунками.

Материалы и методы.

В исследовании принимали участие российские и иностранные студенты Медицинского института Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина в возрасте 18-20 лет (342 человека). Студенты-иностранцы являлись представителями стран Центральной и Южной Африки, относящихся к тропическому климатическому поясу. Студенты принимали участие в исследовании на добровольной основе, все процедуры соответствовали этическим принципам, указанным в Хельсинской декларации 1975,1983 гг.

Материал исследования составили результаты 421 рефлексометриче-ских теста с оценкой 3789 показателей, анализа 421 анкеты самооценки 1730 показателей психоэмоционального состояния (в том числе 76 на английском языке), биохимической оценки 120 проб слюны в нескольких группах (таблица 1).

Таблица 1

Общая схема эксперимента

Направление исследований Исследуемые характеристики Характеристика сравниваемых групп студентов Число обследованных, чел.

Исследование ФС ЦНС студентов на различных курсах обучения (1-3 курсы). результативность сенсомоторного реагирования; психоэмоциональное состояние Студенты 1-3 курсов 204

уровень кортизола в слюне Студенты 1-3 курсов 120

Исследование ФС ЦНС студентов на протяжении учебного года (межсессионный, сессионный, послесессионный периоды (14 дней после сессии)). результативность сенсомоторного реагирования; психоэмоциональное состояние Студенты 2 курса 217

Исследование ФС ЦНС у студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки в начале обучения (1 курс) и на протяжении учебного года (2 курс). результативность сенсомоторного реагирования; психоэмоциональное состояние; уровень кортизола в слюне Студенты, не менявшие место проживания после поступления в вуз 92

Студенты, поменявшие место проживания после поступления в вуз 64

Исследование ФС ЦНС у студентов с разной степенью социальной и климатогеографиче-ской адаш-ационной нагрузки на различных этапах обучения (1-3 курсы). результативность сенсомоторного реагирования; психоэмоциональное состояние; уровень кортизола в слюне Российские студенты 128

Иностранные студенты 76

Исследование влияния гендер-ных особенностей на ФС ЦНС у студентов на различных этапах обучения (1-3 курсы) и на протяжении учебного года (межсессионный, сессионный, послесес-сионный периоды). результативность сенсомоторного реагирования; психоэмоциональное состояние; уровень кортизола в слюне Девушки 227

Юноши 115

Псшсозмоциональпое состояние диагностировалось с помощью следующих показателей: уровень агрессии (адаптированный тест-опросник А. Басса и JI. Дарки (Практикум по психологии состояний, 2004)); уровень самочувствия, активности, настроении (опросник В.А. Доскина и H.A. Лаврентьевой (В.А. Доскин с соавт., 1973)); уровень тревожности и депрессизности (тест-опросник A.S. Zigmond и R.P. Snaith (Практическая диагностика. Методики и тесты, 1998)).

Результативность сенсомоторного реагирования оценивалась с помощью компьютерной программы «EfFecton» (пакет тестов «Ягуар», Москва), позволяющей оценить: время простых зрительно-моторных реакций (BP ПЗМР); время сложных зрительно-моторных реакций (BP СЗМР); количество ошибок, допущенных в СЗМР (КО СЗМР); время сложных СЗМР в стрессорных условиях дефицита времени (BP СЗМРдеф); количество ошибок, допущенных в СЗМРдаф (КО СЗМРдеф); время СЗМР в условиях аудиовизуальных помех (BP без Пом.СЗМР, BP с пом.СЗМР); количество ошибок, допущенных в СЗМР пом (КО СЗМРпом.)-

Определение уровня кортизола в слюне осуществлялось методом иммуноферментного анализа с использованием комплекта диагностического лабораторного оборудования для иммунного анализа sanofi diagnostics Pasteur, Франция-США: фотометр для микропланшет 680 «BIORAD LABORATORIEES, INC».

Статистическая обработка

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью пакета программ «Statistica 10.0». Проверка на нормальность распределения признаков (с помощью критерия Шапиро-Вилка) показала, что большинство признаков имеют распределение близкое к нормальному, в связи с этим использовались параметрические статистические методы. Данные представлены как М ± m (выборочное среднее ± ошибка среднего). Оценку статистически значимых различий проводили с использованием t-критерия Стьюдента и однофакторного дисперсионного анализа. В оценке взаимосвязи характеристик ФС ЦНС и уровня кортизола использовали коэффициент корреляции Пирсона (г). Многомерный анализ предикторов уровня кортизола осуществлялся методом линейной регрессии, включающего составление эмпирического уравнения. Критический уровень значимости (р) при проверки статистических гипотез принимался равным 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

ФС ЦНС студентов на начальных курсах обучения, согласно достоверной динамике ряда сенсомоторных характеристик (рисунок 1), значительно меняется.

360 340 320 300 280

850 -

800

750

700

650

440 430 420 410

0,80

0,60 0,50

BP ПЗМР, мс

BP СЗМР, мс

КО СЗМР, ед.

в 1 курс К 2 курс В 3 курс

BP СЗМР деф., мс

КОСЗМРдеф., К

Рисунок 1. Показатели результативности сенсомоторного реагирования студентов на начальных курсах обучения.

Обозначения: * - межгрупповые различия по результатам однофакторного дисперсионного анализа статистически значимы

Так, BP ПЗМР увеличивается на втором курсе и уменьшается на третьем. По мнению исследователей (Н.Б. Быкова, 2004), такие особенности ПЗМР на первом, и особенно на втором курсах, отражают ухудшение процессов активации головного мозга, рассогласованность, несинхронность временного и пространственного взаимодействия нейронов функциональной системы реализации сенсомоторной реакции (В.М. Водлоре-зов, С.Г, Тарасов, 2002). Оптимизация данных функций достигается только на третьем курсе.

Отмечается противоположные различия BP СЗМР и КО СЗМР, что может быть обусловлено феноменом «Speed-accuracy tradeoff», или компромиссом скорости и точности (Jennings, 1976; Wickelgren, 1977; Sternberg, 2004).

Наиболее высокую результативность в СЗМР показали студенты второго курса. На фоне описанных выше изменений нейронной активности такая динамика отражает усиление сенсомоторного взаимодействия. По мнению ряда авторов (Н.П. Бехтерева, 1980; Н.Б. Дубровинская, 1995; Н.Е. Свидерская, Т.А. Королькова, 1997; В.Н. Кирой, 1998) межцентральная согласованность наблюдается в результате формировании в мозге новых функциональных взаимосвязей, что, безусловно, необходимо для успешного приспособления к условиям обучения в вузе.

Значения показателей BP СЗМР деф. и КО СЗМР деф. прогредиентно уменьшаются от первого курса к третьему. Это свидетельствует о повы-

шении устойчивости студентов к действию такого стрессорного фактора, как дефицит времени.

Помехоустойчивость СЗМР не может быть однозначно интерпретирована из-за разнонаправленной динамики показателей. Учитывая, что уровень помехоустойчивости является генетически детерминированным и свидетельствует о силе и уравновешенности нервных процессов (В.А. Таймазов, Я.В. Голуб, 2004), можно предположить, что данная характеристика ЦНС мало подвержена изменениям под влиянием адаптоген-ных факторов.

При изучении психоэмоционального состояния у студентов на различных этапах обучения (рисунок 2), выявлено, что на фоне неизменной агрессивности показатели субъективной оценки самочувствия, активности, настроения (САН) на первом курсе наибольшие и, снижаясь на втором курсе, увеличиваются к третьему.

10.0

|

5.0 0.0

5.5 г

5.2 }-

4.9 ■!• ■■

1

4.«

4.3 {■■■■■■■ 4.0 I—

----- 5.5

5.2

ц

ш 1 4,9

ж й|........ 4.6

4.3

.......... 4.0

(.аглочуЕстене

6.0

1.5 0.0

«а

л "

_ Я

ж '

11 курс ' 2 курс I 3 курс

Настроение

Рисунок 2. Показатели психоэмоционального состояния студентов на начальных курсах обучения. Обозначения: те же, что на рисунке 1.

Согласно изменению уровня кортизола в слюне у студентов (рисунок 3), наибольшее напряжение адаптационных механизмов наблюдается на первом курсе, на последующих этапах обучения среднегрупповое значение данного показателя существенно уменьшается и на третьем курсе достигает физиологической нормы.

H1 курс i 2 курс Я з курс

Кортизол, н г/мл

Рисунок 3. Уровень кортизола в слюне у студентов на начальных курсах обучения.

Обозначения: * - межгрупповые различия по результатам однофакторного

дисперсионного анализа статистически значимы (р<0,05); ........... - верхняя

граница физиологической нормы саливарного кортизола (5-21,6 нг/мл).

Можно предположить, что напряжение регуляторных механизмов на первом курсе у студентов чрезмерно высоко, что вероятно способствует активации стресс-лимитирующих систем организма, выделению ß-эн-дорфинов, метэнкефалинов и других БАВ (М.Г. Пшенникова, 1987; T.G. Dinan, 1994; K.J. Ressler, C.B. Nemeroff, 2000; M. Bauer et. al., 2002; R. Rosmond et. al., 2002; G.E. Tafet, R. Bemardi, 2003), определяющих описанные выше особенности психоэмоционального состояния студентов.

Таким образом, установленные изменения ФС ЦНС, а также динамика уровня кортизола, отражающего степень напряжения адаптационной системы организма, у студентов на начальных курсах обучения соответствуют классическим представлениям о фазах адаптации (Г. Селье, 1960). Так, для студентов первого курса отмеченные особенности ФС ЦНС и уровня кортизола отражают начальную фазу адаптации - фазу тревоги, что подтверждает мнение о «критичности» начального периода обучения студентов (A.B. Гулин с соавт., 2008). Динамика показателей у студентов на втором курсе обучения в целом свидетельствуют о переходе к следующей фазе адаптации: наблюдается снижение общей возбудимости ЦНС и образование новых функциональных связей, что выражается в увеличении времени ПЗМР и высокой результативности СЗМР. Уровень кортизола на данном этапе снижается по сравнению с исходными значениями, однако остаётся повышенным, что также соотносится с характеристиками переходного этапа к устойчивой адаптации (Ф.З. Меерсон с соавт., 1981-1993). Третий курс представляет собой фазу устойчивой адаптации студентов, что про-

является в более эффективной реализации сенсомоторных реакций (повышение результативности сенсомоторных реакций при дефиците времени -ВР на 12%, КО на 13%), улучшении психоэмоционального состояния и снижении уровня кортизола до физиологической нормы (на 36,9%).

Изменения ФС ЦНС студентов на протяжении учебного года представлены на рисунках 4-5.

Выявлено сокращение ВР ПЗМР на 14% в сессионный период (рисунок 4). Этот факт свидетельствует о наибольшей активности структур ЦНС, что, вероятно, связано с увеличением импульсации от лимбической системы и ретикулярной формации (А.Р. Лурия, 1973) на фоне экзаменационного стресса. СЗМР в обычных условиях практически не меняются, а динамика СЗМР при дефиците времени и аудиовизуальных помехах отражает некоторое снижение стрессоустойчивости студентов во время сессионного периода.

380 360 340 320 300

__ " * -.........в

— —

410 405 400

йр

— _ Л:

ВР ПЗМР, МС

ВР СЗМР, МС

ВР СЗМР деф., ыс

590 580 570 560 550

6 4

2 ~ О

ВР СЗМР с пом., МС

КО СЗМР пом., ед.

Ш Межсессионный период

Сессионный период 88 Послесессионный период

Рисунок 4. Показатели результативности сенсомоторного реагирования студентов на протяжении учебного года

Обозначения: * - межгрупповые различия по результатам однофакторного дисперсионного анализа статистически значимы (р<0,05).

Для показателей агрессивности и САН (рисунок 5) во время экзаменационной сессии выявлена положительная динамика (повышение самочувствия на 13%, активности на 10%, настроения на 15%), что может быть связано с эффектами стресс-лимитирующих систем организма. При этом тревожность увеличивалась во время сессионного периода и снижалась после, а депрессивность прогредиентно возрастала как во время экзаменационной сессии, так и после её завершения.

Полученные нами данные согласуются с результатами многочисленных исследований, где отмечают, что экзаменационная сессия является значительным стрессорным фактором для студентов и вызывает существенные изменения различных физиологических характеристик (Л.Д. Маркина с соавт., 2000; Ю.В. Щербатых, 2000; Е.А. Юматов с соавт., 2001; К. Кегш^М ее аЦ 2011; ВЖ Мас1аг^Ыт е1. а1., 2011). В то же время, пролонгированное стрессорное воздействие сессии, потенциирующее существенные изменения ФС ЦНС в течение 14 дней после завершения действия стрессора (увеличение времени элементарных реакций на 6%; ВР и КО реакций в стрессорных условиях аудиовизуальных помех на 4%, 23% соответственно; увеличение КО в дифференцировочных тестах на 26%; увеличение КО в условиях дефицита времени на 8%; снижение агрессивности на 12%; увеличение депрессивности на 17%; улучшение самочувствия на 22%; активности на 18%; настроения на 22%), выявлено впервые.

Ю.5 10.0 9.5 9,0 а. $

9 0 '-

8.0 :

» } — 7,0 : 1

Депресгнънос**.

]______

Се*- е^/екпиле

Активное т»

а Межсессионный период ¡я Сессионный период 13 ГСосл»сессионным период

Рисунок 5. Показатели психоэмоционального состояния студентов на протяжении учебного года. Обозначения: те же, что на рисунке 4.

ФС ЦНС у российских студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки. Нами сопоставлены показатели ФС ЦНС обучающихся на первом курсе студентов, не менявших место жительства после поступления в вуз и студентов, поменявших место жительства после поступления в вуз (рисунок 6). Отметим, что студенты, поменявшие место жительства после поступления в вуз, быстрее выполняли простые сенсо-моторные задания, а также дифференцировочные тесты, где, однако, были менее точны.

330 320 310 300 290

940 920 900 880

▲

&----

ВР ЛЗМР, мс

2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

__Л -

КО СЗМР, ед.

ВР СЗМР деф., мс

Студенты, не менявшие место жительства после поступлений е вуз

Студенты, поменявшие место жительства после поступлений в

ВР СЗМР с пом., мс

Рисунок 6. Показатели результативности сенсомоторного реагирования студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки на первом курсе обучения.

Обозначения: А — межгрупповые отличия статистически значимы по I-критерию Стьюдента (р<0,05).

Выявлено, что психоэмоциональное состояние (рисунок 7) и уровень кортизола (рисунок 8) у студентов, не менявших место жительства после поступления в вуз, и студентов, поменявших место жительства после поступления в вуз, также отличались: во второй группе существенно ниже значения показателей САН, уровня агрессии и выше уровень кортизола. Полученные результаты свидетельствуют о большей адаптационной нагрузке студентов, поменявших место жительства после поступления в вуз.

5,4 j

5,3

5.2 -

5,1

5,0

4,9

6,0 5.В 5,6 5,4 5,2 5,0

Самочувствие

-— Вр---

¡0 Студенты, не менявшие место жительства после поступления в вуз

t Студенты, поменявшие место жительства после поступления в вуз

Активность

Рисунок 7. Показатели психоэмоционального состояния студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки на первом курсе обучения.

Обозначения: те же, что на рисунке 6.

а Студенты, не менявшие место жительства после поступления в вуз

Студенты, поменявшие место жительства после поступления в еу.»

Рисунок 8. Уровень кортизола в слюне у студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки на первом курсе обучения.

Обозначения: А - межгрупповые отличия статистически значимы по

t-критерию Стьюдента (р<0,05); ......... - верхняя граница физиологической

нормы сапиварного кортизола (5-21,6 нг/мл).

Анализ динамики ФС ЦНС у студентов с разной степенью социальной нагрузки на протяжении учебного года (рисунок 9) показал, что студенты, поменявшие место жительства после поступления в вуз, в большинстве проб характеризовались более высокой результативностью СМР в обыч-

ных условиях и низкой - в стрессорных, также в данной группе наблюдалась тенденция к ухудшению психоэмоциональных характеристик.

BP ПЗЛЯР, не

350 330 310 290

270 1-1

460 430 400 37 О 340

BP СЗМР, ис

МСП СП псп

МСП СП

BP СЗМР мфкмт. мс * *

МСП сл псп

580 550 520 490 460

BP СЗМР бы помех, гас

псп

(Студенты, не менявшие место жительства после поступления е eys

Студенты, ломсняешис место жительсг&з после поступления б еуз

Рисунок 9. Показатели результативности сенсомоторного реагирования студентов с разной степенью социальной адаптационной нагрузки на различных этапах обучения.

Обозначения: МСП - межсессионный период, СП - сессионный период, ПСП -послесессионньш период; * - отличия от исходного состояния (межсессионный период) статистически значимы по t-критерию Стьюдента (р<0,05); ▲ - межгрупповые отличия статистически значимы по t-критерию Стьюдента (р<0,05).

Обобщая результаты, можно заключить, что студенты, поменявшие место жительства после поступления в вуз, характеризовались более выраженными адаптационными реакциями, что отразилось в динамике результативности СМР, ухудшении психоэмоциональных характеристик и повышенном уровне кортизола как на первом курсе, так и на протяжении учебного года, что свидетельствует о высоком напряжении адаптационных систем.

Изменения ФС ЦНС студентов с разной степенью социальной и климатогеографической адаптационной нагрузки на начальных этапах обучения представлены на рисунках 10-12.

BP ПЗМР. Ж.

BP СЗМР. MS.

КО СЗМР,

380 ЗбО 340 320 ЗОО 2 SO 2ВО

«МО АЗО А20 4Ю 400

1 курс 2 курс 3 курс BP СЗМР де.ф , мс

1 курс 2 курс 3 курс BP СЗМР с пом., мс

1 курс 2 курс 3 курс

г Российские студенты ' Иностранные студенты

1 курс 2 курс 3 курс

Рисунок 10. Показатели результативности сенсомоторного реагирования российских и иностранных студентов на начальных курсах обучения.

Обозначения: * - отличия от исходного состояния (1 курс) статистически значимы по t-критерию Стьюдента (р<0,05); А - межгрупповые отличия статистически значимы по t-критерию Стьюдента (р<0,05).

На первом курсе у российских студентов результативность СМР была несколько выше, чем у иностранных студентов, на втором и третьем курсах эти различия минимизируются (рисунок 10). При этом у иностранных студентов, особенно на втором курсе, наблюдался более низкий уровень агрессивности, а также высокие значения показателей САН (рисунок 11).

15,00 10.00

5,00 -0,00

1 курс 2 курс 3 курс Агрессия

1 курс 2 курс 3 курс Самочувствие

Ш Российские студенты Иностранные студенты

1 курс 2 курс 3 курс Активность

1 курс 2 курс 3 курс Настроение

Рисунок 11. Показатели психоэмоционального состояния у российских и иностранных студентов на начальных курсах обучения. Обозначения: те же, что на рисунке 10.

Среднегрупповые значения уровня саливарного кортизола на первом курсе выходили за границы нормы в обеих исследуемых группах, а на втором и третьем курсах наблюдалось снижение его концентрации, однако у российских студентов восстановление показателя до физиологической нормы происходило на втором курсе, а у иностранных студентов только на третьем (рисунок 12).

.........'................1 Ш Российские студенты

1 курс 2 курс 3 курс

'г 1 г Ш Иностранные студенты

Рисунок 12. Уровень кортизола в слюне (нг/мл) у российских и иностранных студентов на начальных курсах обучения.

Обозначения: * — отличия от исходного состояния (1 курс) статистически значимы по I-критерию Стьюдента (р<0,05); .......- верхняя граница физиологической нормы саливарного кортизола (5-21,6 нг/мл).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о различиях ФС ЦНС в группах российских и иностранных студентов в процессе адаптации к условиям обучения. В группе иностранных студентов на первом курсе отмечались негативные тенденции в процессах активации структур мозга, межцентральных взаимодействий, помехоустойчивости и стрессо-устойчивости. Относительно высокие характеристики психоэмоционального состояния мало согласуются с результатами сенсомоторных проб и динамикой уровня кортизола, что может быть связано с компенсаторным действием стресс-лимитирующих систем. В целом можно заключить, что напряжение адаптационных механизмов у иностранных студентов более выражено.

Анализ тендерных особенностей ФС ЦНС и уровня кортизола у студентов на начальных курсах обучения в вузе и на протяжении учебного года показал, что существуют некоторые различия, которые не были статистически значимыми. Юноши характеризовались наибольшей скоростью и точностью реагирования, как на протяжении учебного года, так и на начальных курсах обучения, но возникающие во время сессии негативные изменения ФС ЦНС были более выраженными и сохранялись более длительное время. Изменения ФС ЦНС девушек было менее выражено и восстановление исследуемых характеристик происходило быстрее.

Взаимосвязь концентрации кортизола в слюне и эффективности сенсомоторного реагирования. Корреляционный анализ позволил выявить зависимость характеристик ФС ЦНС и уровня кортизола, статистически значимые коэффициенты (г) получены для показателей ВР СЗМР деф. (г = +0,246), активности (г = +0,217), ВР СЗМР (г = -0,231). Для остальных характеристик ФС ЦНС и уровня кортизола показаны взаимосвязи на уровне тенденций. В целом, выявлена взаимосвязь адаптационного напряжения с увеличением скорости простых и сложных сенсомоторных реакций в обычных условиях их реализации, замедлением дифференци-ровки в стрессорных условиях, увеличение количества неточностей, допускаемых в заданиях. При одновременном увеличении напряжения адаптации характерно также улучшение самочувствия, активности, настроения, снижение: агрессивности.

Нами проведён множественный регрессионный анализ (таблица 2), где зависимой переменной считали уровень кортизола, а регрессорами -показатели СМР и характеристики психоэмоционального состояния.

Таблица 2

Результаты множественного регрессионного анализа предикторов уровня кортизола

Стандартизиро-. ваный регрессионный коэффициент ((3) Нестандартизи- рованый регрессионный коэффициент (Ь) Критический уровень значимости (р) для критерия Стьюдента

Свободный член уравнения 3,284 0,819

ВР СЗМР деф., мс 0,318 0,043 0,003

КО СЗМР, у.е. 0,218 5,559 0,034

ВР ПЗМР, мс -0,107 -0,041 0,304

Видно, что наиболее информативными предикторами концентрации кортизола являются показатели ВР СЗМР деф. (Р = 0,318, р<0,05), КО СЗМР (Р = 0,218, р < 0,05), ВР ПЗМР (Р = -0,107, р>0,05). Наибольшие значения стандартизированного регрессионного коэффициента получены для показателя ВР СЗМР деф. (р = 0,318), это говорит о наибольшем весе данной характеристики в прогнозировании уровня кортизола. На основе полученных коэффициентов составлено эмпирическое уравнение регрессии: Уровень кортизола = 3,284 + 0,О43*ВР СЗМР деф. + +5,559хКО СЗМР - 0,041 хВР ПЗМР.

Так как вычисленные регрессионные коэффициенты статистически значимы только для двух предикторов из трёх, полученная модель пригод-

на для принятия решений, но недостаточна для точных прогнозов по причине существования неучтённых в анализе характеристик (В.П. Боровиков, 2008).

Таким образом, некоторые изученные нами рефлексометрические характеристики тесно взаимосвязаны с гормональными индикаторами адаптационного процесса. Наиболее чувствительными к напряжению регуля-торных механизмов являются характеристики сложных СМР. Отметим, что показатель скорости ПЗМР, наиболее часто используемый другими исследователями для оценки ФС ЦНС, в некоторой степени взаимосвязан с напряжением регуляторных систем, однако данная характеристика обладает наименьшей информативностью по сравнению с другими предикторами. В связи с этим, для достоверной оценки ФС ЦНС в процессе адаптации можно использовать достаточно информативный метод определения результативности выполнения сенсомоторных задач, однако при этом рекомендуется усложнять задание необходимостью дифференцировки, а также ставить студентов в дополнительные стрессорные условия.

Выводы

1. Комплексное динамическое исследование функциональных состояний ЦНС студентов первого, второго и третьего курсов показало, что изменения соответствуют фазам адаптации. От первого к третьему курсу достигается переход от фазы тревоги к состоянию устойчивой адаптации, что сопровождается изменением гуморальных (снижение уровня кортизо-ла на 36,9%), нейрофизиологических (повышение результативности сенсомоторных реакций при дефиците времени - времени реакции на 12%, количества ошибок на 13%) и незначительно - психоэмоциональных характеристик.

2. Уменьшение времени элементарных реакций (на 14%), положительная динамика психоэмоционального состояния (повышение самочувствия на 13%, активности на 10%, настроения на 15%), тенденции к негативным изменениям показателей помехоустойчивости и стрессоустойчи-вости в сессионный период отражают стимулирующее влияние экзаменационной сессии на функциональное состояние ЦНС.

3. Стрессогенные эффекты экзаменационных испытаний на ЦНС являются пролонгированными (не менее 14 дней), что отражается не только в частичном сохранении негативных изменений для ряда психомоторных характеристик (увеличение времени элементарных реакций на 6%, времени и количества ошибок реакций в стрессорных условиях аудиовизуальных помех на 4%, 23% соответственно), но и в прогрессирующем ухудшении некоторых показателей после завершения сессии (увеличение количества ошибок в дифференцировочных тестах на 26%, увеличение количест-

ва ошибок в условиях дефицита времени на 8%, снижение агрессивности на 12%, увеличение депрессивности на 17%, улучшение самочувствия на 22%, активности на 18%, настроения на 22%).

4. Показано, что студенты, поменявшие место жительства в связи с поступлением в вуз, характеризуются более результативными простыми и сложными сенсомоторными реакциями в обычных условиях, и менее результативными - в условиях аудиовизуальных помех на фоне повышенного уровня кортизола, что свидетельствует о напряжении механизмов адаптации.

5. Сочетанное влияние социальных и климатогеографических адап-тогенных факторов способствует снижению эффективности сенсомотор-ного взаимодействия и устойчивости к дефициту времени, а также повышению уровня кортизола в группе иностранных студентов, что в целом отражает напряжение функционального состояния ЦНС, которое, однако, отмечается только на первом курсе.

6. Согласно составленному на основании множественного регрессионного анализа эмпирическому уравнению: Уровень кортизола = 3,284 + 0,043 х ВР СЗМР деф. + 5,559 х КО СЗМР - 0,041 * ВР ПЗМР, выявлена взаимосвязь адаптационного напряжения с уменьшением времени простых сенсомоторных реакций, замедлением дифференцировки в стрессорных условиях, увеличением количества неточностей, допускаемых в заданиях, что позволяет прогнозировать успешность адаптации к условиям обучения на основании оценки результативности сенсомоторных реакций.

Практические рекомендации

1. Для оценки функционального состояния ЦНС и прогнозирования умственной работоспособности студентов при адаптации к условиям обучения в вузе рекомендуется использовать показатели результативности комплекса сенсомоторных реакций, включающего простые и сложные сенсомоторные реакции как в обычных условиях их реализации, так и при дефиците времени.

2. При составлении графика учебного процесса на первом курсе обучения с целью оптимизации высших функций мозга необходимо учитывать место проживания студентов до обучения, так как у сменивших место жительства после поступления в вуз российских студентов и у иностранных студентов, по сравнению с исследуемыми, не менявшими место проживания, наблюдается более выраженное напряжение адаптационных механизмов.

3. При контроле знаний студентов во время экзаменационной сессии необходимо учитывать ее стрессогенное влияние на функциональное состояние ЦНС, в связи с чем рекомендуется частичная замена экзаменаци-

онных испытаний промежуточными контрольными мероприятиями, например, с применением модульно-рейтинговой системы оценки знаний.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в журналах, утвержденных ВАК РФ:

1. Гулин A.B., Шутова C.B., Муравьева И.В. Особенности сенсомо-торного реагирования студентов на различных этапах обучения в вузе // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. -2012. - Т. 17. - Вып. 2. С. 944-947.

2. Гулин A.B., Шутова C.B., Муравьева И.В. Тендерные особенности эффективности сенсомоторного реагирования у студентов в условиях обучения в вузе // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. «Медицина. Фармация. - 2013. - Т. 21. -№ 24. - С. 70-78.

3. Шутова C.B., Муравьева И.В. Сенсомоторные реакции как характеристика функционального состояния ЦНС // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2013. - Т. 18. -Вып. 5. С. 2831-2840.

Публикации в других изданиях:

1. Муравьева И.В., Шутова C.B. Особенности состояния центральной нервной системы студентов в условиях обучения в вузе [Электронный ресурс] / Материалы студенческой научной конференции Медицинского института Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина: электронное научное издание. - С. 327-332 / Тамбовский государственный университет имени Г.Р.Державина. - Тамбов, 2011. - 1 CD-ROM. -ФГУП НТЦ «Информрегистр», Депозитарий электронных изданий. - Гос. per. № 0321103480 от 1.12.2011 г.

2. Шутова C.B., Муравьева И.В. Особенности сенсомоторного реагирования у студентов в различные периоды обучения в вузе // В мат. международной научно-практической конференции «Достижения, инновационные направления, перспективы развития и проблемы современной медицинской науки, генетики и биотехнологий». - Екатеринбург, 2011. -С. 271-273.

3. Шутова C.B., Муравьева И.В. Тендерные особенности эффективности сенсомоторного реагирования у студентов в течение учебного года // Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы IV Международной науч.-практической конференции (Челябинск, 8-9 октября 2012 г.). - Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2012.-С. 293-297.

4. Шутова C.B., Муравьева И.В. Тендерные особенности функционального состояния центральной нервной системы у студентов в течение

учебного года // Научно-методический журнал Вестник БГПИ. - Воронеж: «Печатный двор», - 2013, - С. 46-54.

5. Шутова C.B., Муравьева И.В. Тендерные особенности психоэмоционального состояния студентов на протяжении учебного года // По мат. II Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Молодёжь и наука: модернизация и инновационное развитие страны» электронное научн. издание. - ФГУП НТЦ «Информрегистр», Депозитарий электронных изданий. - 2012. - С. 189-193.

6. Шутова C.B., Муравьева И.В. Эффективность сенсомоторного реагирования городских и приезжих студентов на протяжении учебного года // «Человек в изменяющемся мире: адаптация, физическая культура и здоровье, окружающая среда и безопасность»: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 29-30 ноября 2012 года / Отв. ред. О.Г. Киевская. - Мурманск: МГГУ, 2013.-286 с. - С. 236-240.

7. Шутова C.B., Туманян A.A., Муравьева И.В. Голубятников О.О., Дубровин В.В. Результаты апробации компьютерной программы самодиагностики и самокоррекции психоэмоционального состояния человека // Мат. Международной заочной научно-практической конференции «Немедикаментозная оптимизация состояния человека», Тамбов: изд-во «Бизнес-Наука-Общество». 2012. С. 84- 90.

8. Г'улин A.B., Шутова C.B., Григорова Л.И., Муравьева И.В., Белов Р.Н., Туманян A.A. Комплексная оценка здоровья иностранных студентов: Учебно-методическое пособие // Тамбов: Изд-во «Бизнес-Наука-Общество», - 2012. - 45 с.

9. Shutova S., Muravyeva I. Sensory-Motor Reactions as an Indicator of the Functional Status of Student's Central Nervous System // Book of Abstracts of the III International Scentific-Practical Internet-Conference «Scentific Youth: Education and Science». - February, 18, 2013. - Luhansk: SI «LNU», 2013. -P.226-229.

10. Гулин A.B., Шутова C.B., Муравьева И.В., Невзорова E.B. Особенности психоэмоционального состояния у студентов с разной степенью социальной и климатогеографической адаптационной нагрузки // Сборник научных статей 61-ой годичной научно-практической конференции ТГМУ им. Абуапи ибни Сино с международным участием «Вклад медицинских наук в практическое здравоохранение», Душанбе, 2013. С. 39-40.

Перечень сокращений, используемых в работе

ЦНС центральная нервная система

ФС функциональное состояние

ВР время реакции

КО количество ошибок

СМР сенсомоторная реакция

ПЗМР простая зрительно-моторная реакция

СЗМР сложная зрительно-моторная реакция

СЗМР деф. СЗМР в условиях дефицита времени

СЗМР Г10М СЗМР в условиях аудиовизуальных помех

ВР вез пом. время реакции без помех в условиях аудиовизуальных помех (когда помехи отсутствуют)

ВР с пом. время реакции с помехами в условиях аудиовизуальных помех (когда помехи присутствуют)

Подписано в печать 01.09.2014 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,4-Тираж 100 экз. Заказ № 1306.

С Спечатано в типографии Издательского дома ТГУ имени Г.Р. Державина 392008, г. Тамбов, ул. Советская, 190г