Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Вегетативная регуляция кардиоваскулярных реакций и психического состояния учащихся в условиях внедрения инновационных образовательных технологий в ХМАО-Югре

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Вегетативная регуляция кардиоваскулярных реакций и психического состояния учащихся в условиях внедрения инновационных образовательных технологий в ХМАО-Югре"

10-5

760 Ас*/-

Ас«/ -

/ ' На правах рукописи

5 ^ ><>'• ^ /

/

Щербакова Александра Эдуардовна

ВЕГЕТАТИВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ КАРДИОВАСКУЛЯРНЫХ РЕАКЦИЙ И ПСИХИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УЧАЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ВНЕДРЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ХМАО-ЮГРЕ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Астрахань -2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО ХМАО-Югры «Сургутском государственном педагогическом университете»

Научный руководитель: Попова Марина Алексеевна,

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты: Лазько Алексей Евгеньевич,

доктор медицинских наук

Кучин Роман Викторович, кандидат биологических наук, доцент

Ведущая организация: ГОУ ВПО Тюменский государственный

университет

Защита диссертации состоится «25» июня 2010 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01при ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет, Инновационный Естественный институт» по адресу: 414000 г.Астрахань, пл.Шаумяна, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при ГОУ ВПО «Астраханский государственный университет, Инновационный Естественный институт»

Автореферат разослан « /Г » и£а<-р 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор биологических наук

Ю.В. Нестеров

•> п 1 О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время пристальное внимание государства направлено на вопросы сохранения здоровья и интеллектуального потенциала нации. В связи с этим происходит интенсивное внедрение инновационных технологий обучения в систему образования России, в том числе в образовательные учреждения ХМАО-Югры.

Современный учебный процесс предъявляет большие физиологические и психологические требования к учащимся, часто превышающие функциональные возможности организма, особенно в условиях различных педагогических инноваций (Прасолова О.В., 2005; Поборский А.Н. и др., 2008). Экзаменационный стресс при этом занимает одно из ведущих мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у подростков средней и высшей школы. Часто экзамен становится психотравмирующим фактором и может являться пусковым механизмом реактивной депрессии. Также установлено, что депрессия обуславливает ряд функциональных нарушений, значительно нарушает выполнение повседневных задач, препятствует социальному функционированию личности (Ушаков И.Б. и др., 2002). По данным российских авторов, в экзаменационный период у школьников и студентов регистрируются выраженные нарушения вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы и возрастание уровня психоэмоционального напряжения (Фолков Б., 2007; Дмитриев Д.А. и др., 2008; Зарипов В.Н. и др., 2008).

Универсальной реакцией организма в ответ на действия внешней и внутренней среды является показатель вариабельности сердечного ритма. Ритм сердца при этом подходе рассматривается не только как показатель функции ритмовождения синусового узла, но, в большей степени, как интегральный маркер состояния множества систем, обеспечивающих гомеостаз организма (Подпалов В.П. и др., 2006). Нарушение сердечного ритма занимает первое место в структуре болезней системы кровообращения у подростков и лиц молодого возраста (Школьникова М.А., 2000; Горбунов Н.П., 2004; Меньшикова Л.И., 2004; Архиповский В.Л., 2007; Оганов Р.Г. и др., 2007^ Гапон Л.И. и др., 2009; Brundtland G. H., 2000; Anand S.S. et.al., 2001 ; Choi J.-B. et.al., 2006). Установлено, что на момент окончания школьного обучения, в климатических условиях высоких широт, 14,4% юношей и 4,8% девушек имеют заболевания сердечно-сосудистой системы, к возрасту 22 лет этот показатель увеличивается до 17,8% и 12,6% соответственно (Буганов A.A., 2000; Попова М.А. и др., 2004; Попов А.И. и др., 2005; Петриченко О.Г., 2006).

Влияние неблагоприятных климатических условий на физиологические процессы школьников и студентов и вегетативные проявления экзаменационного стресса при традиционной системе обучения достаточно хорошо изучены в многочисленных исследованиях (Ситдиков Ф.Г. и др., 2001 ; Щербатых Ю.В., 2001). В настоящее время установлена связь между психоэмоци-онльным стрессом и сердечно-сосудистыми заболеваниями, которые, в свою очередь, являются одной из причин ухудшения качества жизни (Голубчиков

С.Н. и др., 2003; ОоЫап Р.Ь. et.aU 2000; 8Ьагр1еу С.Р. et.aU 2000; Agelink М.)У. е1.а1., 2002). При этом остаются недостаточно изученными вегетативные реакции и психологическое состояние организма учащихся в ответ на интенсификацию учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий в экстремальных климато-георгафических условиях ХМАО-Югры.

На наш взгляд, проблема оценки реакции организма учащихся на фактор инновационных технологий в образовании при смене уровня интеллектуальной деятельности, особенно в условиях неблагоприятного климата, занимает одно из ведущих мест в задачах возрастной физиологии, в том числе, с позиций системного подхода и теории хаоса и синергетики. Это обусловлено тем, что структуры, формирующие вегетативный и психологический статус, в этот возрастной период достаточно лабильны и подвержены корригирующим воздействиям.

Цель исследования

Изучение вегетативной регуляции кардиоваскулярных реакций и психического состояния учащихся лицея и студентов педагогического университета в условиях внедрении инновационных образовательных технологий на территории ХМАО-Югры.

Задачи исследования

1. Изучить особенности системной гемодинамики и вегетативной регуляции ритма сердца школьников и студентов при различном уровне учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий.

2. Охарактеризовать тендерные особенности школьников и студентов по показателям вегетативной регуляции, системной гемодинамики и психического состояния при различном уровне учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий.

3. Оценить уровень тревожности, депрессии и показатели качества жизни школьников и студентов при различном уровне учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий.

4. Сравнить математические характеристики динамики вектора состояния организма школьников и студентов с целью идентификации наиболее значимых параметров, отражающих степень изменения биологической системы при различном уровне учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий.

Научная новизна

Впервые на основании комплексного обследования и системного компар-тментно-кластерного анализа изучена динамика показателей вегетативной регуляции сердечного ритма, системной гемодинамики, психического состояния и качества жизни школьников и студентов в условиях внедрения инновационных образовательных технологий на территории Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.

Впервые показано, что в экзаменационный период у юношей, в большей степени, чем у девушек, уменьшаются временные показатели и увеличивается вклад медленных и очень медленных волн в структуру спектра сердечного ритма, что указывает на повышение симпатической активности вегетативной нервной системы.

Получены новые данные о тендерных различиях гемодинамических реакций в стабильный и экзаменационный периоды обучения у студентов и школьников с тенденцией к увеличению систолического объема левого желудочка сердца, систолического и; пульсового артериального давления.

Впервые изучена степень изменения уровня тревожности, депрессивных расстройств и показателей качества жизни студентов и школьников в условиях внедрения новых образовательных технологий и установлено, что у юношей-студентов в стабильный пе;риод обучения показатели личностной и реактивной тревожности достоверно ниже, чем у юношей-школьников и девушек, однако в экзаменационный период личностная и реактивная тревожность у юношей-студентов достоверно более выражена, чем у юношей-школьников и девушек. В экзаменационный период у девушек-студенток чаще встречаются депрессивные расстройства, более тяжелые у юношей-студентов.

Установлено, что в стабильный период обучения у школьников обоего пола общее состояние здоровья, психическое здоровье и социального функционирования ниже нормы, которые в экзаменационный период существенно не изменяются. В экзаменационном периоде у юношей-студентов выражено снижение ролевого, социального, эмоционального состояния и психического здоровья, у девушек-студенток отмечено снижение физического, ролевого функционирования и общего состояния здоровья.

Впервые на основании системного компартментно-кластерного анализа определены наиболее значимые маркеры изменения вегетативного и психического статуса при различном уровне учебных нагрузок: показатель общей спектральной мощности сердечното ритма, систолическое артериальное давление, показатель депрессии по шкапе Бека.

Практическая значимость работы

Полученные результаты могут 'быть использованы при мониторировании состояния здоровья учащихся и использованы для индивидуализации про-

грамм обучения в условиях внедрения инновационных образовательных технологий.

Ранжирование показателей вегетативной регуляции сердечного ритма, системной гемодинамики, психического состояния и качества жизни с помощью системного компартментно-кластерного анализа позволяет минимизировать число измеряемых параметров и использовать наиболее значимые из них в процессе мониторинга физического и психического здоровья.

Теоретические сведения о тендерных различиях гемодинамических и психических реакций на экзаменационный стресс могут быть использованы в курсах преподавания физиологии на биологических и медицинских факультетах высших учебных заведений.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В условиях внедрения инновационных образовательных технологий у школьников и студентов, проживающих в ХМАО-Югре, общая тенденция к симпатикотонии и гиперкинетическому типу гемодинамики, наблюдающаяся в экзаменационный период по сравнению со стабильным периодом обучения, более выражена у юношей-студентов, чем у девушек (студенток и школьниц) и юношей-школьников.

2. Наблюдаются достоверные различия показателей качества жизни и психического состояния в стабильный период обучения и направленность психических реакций на экзаменационный стресс в условиях инновационных образовательных технологий у юношей (студентов и школьников) и девушек (студенток и школьниц).

3. Наиболее значимыми параметрами, отражающими динамику изменений вегетативного гомеостаза и психического состояния школьников и студентов при различном уровне учебных нагрузок, является показатель общей спектральной мощности ритма сердца, систолическое артериальное давление и показатель депрессии по шкале Бека.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на IX окружной конференции молодых ученых «Наука и инновации 21 века» (Сургут, 2008); Международной научно-практической конференции «Академическая мобильность студентов: перспективы развития» (Сургут, 2008), региональной научно-практической конференции «Профессия педагога в условиях модернизации образования» (Сургут 2009), окружной научно-практической конфе* ренции «IX Знаменские чтения» (Сургут, 2010).

Внедрение результатов исследования. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Сургутского государственного педагогического университета и медицинского института Сургутского государственного университета. Полученные данные внедрены в практику работы учителей-психологов средних общеобразовательных учреждений ХМАО-Югры.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 141 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 207 источника (126 - отечественных и 81 - иностранных). Текст диссертации иллюстрирован 33 рисунками и содержит 22 таблицы.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В условиях естественного эксперимента исследовали сочетанное влияние геоклиматических факторов и инновационных форм обучения на вегетативную регуляцию кардиоваскулярных реакций и психическое состояние учащихся лицея №3 Сургута и студентов Сургутского государственного педагогического университета (СурГПУ) при различном уровне учебных нагрузок, проживающих на территории ХМАО-Югры. В качестве модели психоэмоционального стресса, с помощью которого можно оценить степень вегетативных сдвигов учащихся в норме, был выбран экзаменационный период в данных образовательных учреждениях.

Согласно ст. 11 Закона РФ от 19.02.93 №4520-1, к Крайнему Северу отнесены территории севернее полярного круга (бб°33 с.ш.). Районы расположенные южнее, к которым в частности относятся северные районы Тюменской области, в том числе Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, отнесены к «приравненным к Крайнему Северу».

Исследование проводилось в 2 этапа:

1-й этап - оценка организации учебного процесса и режима дня, ВРС, системной гемодинамики, психического состояния и КЖ школьников в возрасте 16-17 лет (11 класс - 26 юношей и 34 девушки) и студентов университета в возрасте от 17 лет до 18 года (1-2 курс - 58 юношей, 34 девушки) в стабильный период обучения (СПО). Для более полной оценки вегетативной регуляции и расчета гемодинамических индексов были оценены соматометрические показатели.

2-й этап - изучение реакции организма учащихся на психоэмоциональный стресс экзаменационного периода (ЭП) с помощью повторной оценки организации учебного процесса и режима дня, ВРС, системной гемодинамики, психологических методик и КЖ; сравнении двух групп исследуемых: школьники и студенты в СПО и в ЭП.

Лицей использует традиционные и инновационные подходы в обучении (классические уроки и вузовские формы обучения: лекции, семинары, исследовательские работы, защиту проектов); обеспечивает возможность обучения по индивидуальным учебным планам в старшей профильной школе.

Университет является экспериментальной площадкой Российской академии образования по внедрению форм личностно-ориентированного профессионального образования. В данном учебном заведении реализуется эксперимент по организации учебного процесса на основе кредитно-зачетной системы единиц, требующей четкой организации самостоятельной работы студентов, асинхронного учебного процесса и внедрения бессессионной системы обучения.

При этом, в образовательных учреждениях, использующих инновационные формы и методы значительно изменились учебные программы, большинство которых не проходят гигиенической оценки (авторские программы), происходит информатизация процесса обучения, широко применяются компьютерные технологии.

Характеристика учебного процесса и режима дня учащихся лицея №3 и студентов СурГПУ в СПО и ЭП представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика учебного процесса и режима дня _школьников и студентов__

Показатель Период Лицей Норма для подростков 16-18 лет Универснте т

Сон ночной, час/сут СПО 8,5 8 8

ЭП 7,2 5-6

Сон дневной, час/сут СПО - - 1-1,5

ЭП - . -

Учебные занятия в ОУ, час/нед СПО 36 36 54

ЭП - -

Учебные занятия дома, час/сут СПО 3-4 До 4-5 2-3

ЭП 6-6,5 5,5-6,5

Прогулки на свежем воздухе, час/сут СПО 1-1,5 1,5 1-2

ЭП - -

Примечание: приведенные в таблице нормы установлены СаиПиН 14-46-96 «Санитарные правила и нормы устройства, содержания и организации учебно-воспитательного процесса общеобразовательных учреждений» с изменениями и дополнениями от 20 декабря 2002 г.

В стабильный период обучения организация учебного процесса и режима дня осуществлялась в соответствии с санитарными правилами и нормами, а также гигиеническими требованиями. Экзаменационный период характеризовался значительной интенсификацией и увеличением суммарной дневной учебной нагрузкой дома и изменением режима дня, как школьников, так и студентов (табл.1).

Функциональные методы исследования

Артериальное давление (АД) определяли по методу Короткова (Оганов Р.Г., 2009). На основании показателей систолического (САД) и диастоличе-ского (ДАД) рассчитывали пульсовое давление (ПД) и среднее динамическое давление (СДД).

Для оценки общего функционального состояния системы кровообращения и расчета гемодинамических индексов оценивали соматометрические показатели (длина тела, масса тела и ОГК).

Рассчитывали систолический объем (СО), минутный объем крови (МОК), ударный индекс (УИ), сердечный индекс (СИ), индекс кровообращения (ИК), общее (ОПСС) и удельное (УПСС) периферическое сопротивление сосудов.

Регистрация частоты сердечных сокращений (ЧСС) осуществлялось автоматически по данным КГР.

Инструментальные методы исследования

Кардиоритмографию - спектральный и временной анализ ВРС -проводили на электрокардиографе Поли-Спектр компании «Нейро-Софт» в соответствии с рекомендациями стандарта «Вариабельность ритма сердца. Стандарт измерения, физиологической интерпретации и клинического исследования» (Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology. Heart Rate Variability Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use, 1996). Программа дополнительно рассчитывала показатели вариационной пульсометрии по методу Р.М.Баевского (Баевский P.M., 2002).

Методы определения психического состояния и качества жизни

Психическое состояние учащихся оценивали по шкале депрессии Бека (BDI), опроснику Ч.Д.Спилбергера-Ю.Л.Ханина и анкете исследования показателей качества жизни - Short Form health survey 36, SF 36.

Методы статистического анализа

Систематизация материала и статистические расчеты проводились с помощью программ «Statistica 6.0» и «Биостатистика 4.03». При анализе таблиц сопряженности использовали критерий %2-Пирсона и z-критерий. При анализе таблиц сопряженности использовали z-критерий. Для оценки межгрупповых различий использовали критерий Крускала-Уоллиса (Н), для сравнения показатлей в динамике - критерий Уилкоксона (W).

В работе использовались новые подходы к анализу и интерпретации данных с позиции теории хаоса и синергетики (ТХС), которые основаны на ана-

Q

лизе параметров аттракторов вектора х=х(0=(хьх2,...,хт)т состояния организма человека (ВСОЧ) в фазовом пространстве состояний (ФПС) с применением ЭВМ и специализированных авторских программ, разработанных и запатентованных в НИИ биофизики и медицинской кибернетики СурГУ (В.М. Еськов с соавт., 2006, 2007). Анализ параметров аттракторов ВСОЧ базируется на сравнении параметров различных кластеров, представляющие биологические динамические системы, но находящиеся в разных состояниях (биосистемы изучались в СПО и в ЭП дифференцировано у девушек и у юношей)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы и вариабельности ритма сердца учащихся в стабильный период обучения и в экзаменационный период

Исследование параметров центральной гемодинамики учащихся лицея и университета при различном уровне учебных нагрузок выявило ряд тендерных различий у школьников и студентов, как в стабильный период обучения, так и в экзаменационный период. У девушек-школьниц в ЭП достоверное увеличение параметров системной гемодинамики по сравнению с СПО отмечено по показателям ПАД (р=0,050), СО (р=0,000) и МОК (р=0,001). У юношей-школьников в ЭП достоверно возрастало значение СО (р=0,000). У юношей-школьников по сравнению с девушками-школьницами в СПО достоверно большие значения были установлены по показателям САД (р=0,017), ПАД (р=0,000) и СО (р=0,000). При сравнении девушек-школьниц и юношей-школьников в ЭП статистически значимые отличия отмечены по средним значениям САД (р=0,045) и СО (р=0,000), с более высокими показателями в группе юношей-школьников (табл.2).

У девушек-студенток в ЭП достоверное увеличение параметров системной гемодинамики по сравнению с СПО отмечено по показателям САД (р=0,000), ПАД (р=0,002), МОК (р=0,005) и СИ (р=0,007). У юношей-студентов в ЭП достоверно возрастали значения ЧСС (р=0,019), САД (р=0,002), ДАД (р=0,012) и МОК (р=0,038). У юношей-студентов по сравнению с девушками-студентками в СПО достоверно большими значениями характеризовались показатели САД (р=0,003) и ПАД (р=0,000). При сравнении девушек-студенток и юношей-студентов в ЭП статистически значимые отличия отмечены по параметру СИ (р=0,000) с более высокими показателями в группе девушек-студенток (табл.3).

У девушек-школьниц по сравнению с девушками-студентками в СПО достоверно большими значениями характеризовались показатели САД (р=0,000), ДАД (р=0,000) и достоверно меньшим СО (р=0,000).

Таблица2

Показатели системной гемодинамики школьников (М±т)_

Показатели Девушки (п=34) Юноши (п=26)

СПО ЭП СПО ЭП

ЧСС, уд/мин 78,23 ±1,80 79,93 ±1,16 75,80 ±2,67 79,58 ±1,65

САД, мм 118,00 120,64 125,15 126, 13

рт.ст ±1,89* ±1,39* ±2,23 ±2,47

ДАД. мм рт.ст 76,30 ±1,09 76,89 ±1,19 74,60 ±0,75 76,57 ±0,93

ПАД, мм рт.ст 41,70л*** ±1,63 48,11 ±2,76 50,55 ±1,65 52,68 ±1,39

СО, мл 67,87 ±1,14ЛАЛ*** 73,96 ±1,04*** 73,00 ±0,72ЛЛА 80,57 ±1,27

МОК, л/мин 5,30 ±0,13^ 6,05 ±018 5,56 ±0,23 6,21 ±0,5!

СИ, л/м2 3,36 ±1,00 3,45 ±0,78 3,18 ±0,12 3,29 ±0,17

Примечание: здесь и в таблицах 3-6, а также на рисунках 14 Л р.<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001 -достоверность различий между группами школьников в стабильный период обучения (СПО) и в экзаменационный период (ЭП) в группе юношей, девушек; * р<0,05; ** р<0,01; *** р<0,001 -достоверность различий между юношами и девушками в СПО и вЭП.

Таблица 3

Показатели системной гемодинамики студентов (М±т)'_

Показатели Девушки (п=34) Юноши (п=58)

СПО ЭП СПО ЭП

ЧСС, уд/мин 73,15± 2,08 74,18± 2,10 68,15± 1,67л 74,23± 1,92

САД, мм рт.ст 108,88± 1,53АЛЛ** 122,91± 0,72 117,40± 1,96лл 125,63± 1,73

ДАД, мм 66,88± 70,91± 67,65± 73,34±

рт.ст 1,52 2, 12 1,70л 1,43

ПАД, мм рт.ст 42,00± 1>60лл*** 52,00± 2,66 49,75± 1,35 52,29± 1,17

СО, мл 82,61± 1,73 85,71± 2, 98 83,39± 1,23 82,39± 1,31

МОК, л/мин 5,65 ±0,15** 6,26± 0,15 5,65± 0,15Л 6,08± 0,14

СИ, л/м2 3,33 ±0,19ЛЛ 3,90± 0,08*** 3,14± 0,09 3,34± 0,10

При сравнении девушек-школьниц и девушек-студенток в ЭП статистически значимые отличия отмечены по средним значениям ЧСС (р=0,019), ДАД (р=0,017) с более высокими показателями в группе школьниц. У Студенток в ЭП СО (р=0,000) был больше чем у школьниц. У юношей- школьников по

сравнению с юношами-студентами в СГ10 достоверно большими значениями характеризовались показатели ЧСС (р=0,015), САД (р=0,021), ДАД (р=0,009) и достоверно меньшим СО (р=0,000). Взаимодействие симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы обеспечивает координирующую функцию и достижение оптимальных адаптационных результатов к изменяющимся условиям внутренний и внешней среды. Сердечный ритм служит индикатором этих отклонений (Михайлов, В.М., 2002).

Спектральный анализ ВРС при различном уровне учебных нагрузок позволил оценить вклад различных частотных компонентов по отношению к общей мощности спектра ВРС. Изучение структуры спектральной мощности показало наличие хорошо выраженных волн во всех трех диапазонах частот у школьников и студентов как в СПО, так и в ЭП. Однако в ЭП отмечалось увеличение вклада относительной мощности низкочастотных колебаний интервалов ЯЯ (ЬИ, %) в общий спектр.

д-сло д-эп ю- ю-зп д-стга д-эп ю-спо ю-эп ото

VIF HLF HF VIF *LF HF

a. 6.

Рис.1. Соотношение вкладов различных частотных компонентов в общий спектр у учащихся: а-школьники, б-студенты; Д-девушки, Ю-юноши

Полная мощность спектра колебаний ритма сердца (ТР, мс) отражает суммарную активность вегетативного воздействия на кардиоритм: активация вагуса приводит к увеличению значения ТР, повышение активности симпатической нервной системы - к обратному эффекту. Статистически значимые изменения отмечены во всех обследованных группах, более выражено снижение значения ТР у юношей (школьников и студентов).

Поскольку многие из величин, полученные при анализе ВРС во временной области тесно коррелируют с другими, к практическому использованию можно рекомендовать следующие показатели (Heart Rate Variability Standards of Measurement, Physiological Interprétation, and Clinical Use., 1996):

1. Стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов R-R (N-N) - один из основных показателей ВРС в целом, и зависит от влияния на синусовый узел симпатического или парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

2. Квадратный корень из суммы квадратов разностей между последовательными интервалами Я-Я - 1Ш880. Значение этого показателя определяется преимущественно влиянием парасимпатического звена вегетативной регуляции.

3. Процент последовательных интервалов N-N1, различие между которыми превышает 50 мс - pNN50.

Как правило, показатели 80Ы1М, ЯМ Б ЭР и рЫК50 изменяются однонаправлено, что подтверждается результатами наших исследований. У девушек-школьниц в ЭП достоверное уменьшение временных показателей ВРС по сравнению с СПО отмечено по значению р!\ПМ50 ^=0,016). У юношей-школьников в ЭП достоверно уменьшилось значение БЭТ^ (р=0,019) (рис.2а). Подобная тенденция указывает на смещение вегетативного баланса в сторону симапатикотонии.

V СПО (В ЭП ' « СПО № ЭП

а. б.

Рис.2. Показатели временного анализа ВРС учащихся: а - школьники, б - студенты; Д - девушки, Ю - юноши

Достоверное уменьшение временных показателей ВРС по сравнению с СПО отмечено по значению 801чГЫ (р=0,035) - у девушек-студенток и БОМЫ (р=0,000) и ЯМввО (р=0,002) - у юношей-студентов (рис.2б).

У юношей-студентов по сравнению с девушками-студентками в СПО достоверно меньшими значениями характеризовались показатели БОТ^ (р=0,026) и ЯМББО (р=0,020). При сравнении девушек-студенток и юношей-студентов в ЭП статистически значимые отличия отмечены по средним значениям БОШ (р=0,001) и ЯМББО (р=0,000) с более высокими показателями в группе девушек-студенток. У юношей-школьников по сравнению с юношами-студентами в СПО достоверно большие значения установлены по показателям вБШ (р=0,022) и КМББО (р=0,025).

Показатели вариационной пульсометры и согласуются с данными временных и частотных показателей ВРС (рис.3). Это проявляется в смещении балансов отделов ВНС в сторону симпатикотонии. Достоверное увеличение показателей ВП по сравнению с СПО установлено по значениям ИВР (р=0,000) у девушек-школьниц и ИВР (р=0,000) у юношей-школьников. В группе юношей-школьников в ЭП Мо (р=0,002) была больше, чем у девушек-школьниц. (рис.За).

Среди студентов значения ВП также изменялись в зависимости от уровня предъявляемых учебных нагрузок. Это нашло отражение в достоверном изменении значений Мо (рЮ,006), ИВР (р=0,005) - у девушек-студенток и ВР (р=0,000) - у юношей-студентов в ЭП (рис.Зб).

Мох 10

ИВР/10

д ю д

СПО ■ ЭП

I ***

Мох 10

ИВР/10

СПО

к зп

Рис.3. Показатели вариационной пульсометрии (по Р.М.Баевскому) учащихся: а - школьники, б - студенты; Д- девушки, Ю - юноши

У юношей-студентов по сравнению с девушками-студентками в СПО, достоверно больше был ВР (р=0,007), а достоверно меньше Мо (р=0,023). При сравнении юношей-студентов и девушек-студенток в ЭП статистически значимые отличия установлены по средним значениям ВР (р=0,000) с меньшими значениями в группе юношей-студентов. У девушек-студенток в ЭП значение Мо (р=0,000) было больше, чем у юношей-студентов. У юношей-школьников по сравнению с юношами-студентами в СПО достоверно большими значениями характеризовались показатели ВР (р=0,012), а достоверно меньшими ИВР (р=0,021).При сравнении юношей-школьников и юношей-студентов в ЭП отличия отмечены по средним значениям ВР (р=0,000) с более высоким значением в группе школьников.

Снижение общей спектральной мощности, выраженную активацию симпатического звена регуляции СР, увеличение вклада медленных и очень медленных колебаний в общую структуру спектральной мощности и снижение реактивности парасимпатического отдела ВНС можно трактовать как ухуд-

шение текущего функционального состояния и снижение адаптационных резервов организма учащихся в экзаменационный период. Кроме этого, избыточную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы можно расценивать как проявление высокого уровня мотивации в период подготовки и сдачи экзаменов.

Системный анализ параметров вегетативной регуляции ритма сердца (РС) и показателей системной гемодинамики (с использованием оригинальной запатентованной программы «Идентификация параметров аттракторов поведения ВСОЧ в ш-мерном ФПС») дал возможность представить и рассчитать в ФПС с выбранными фазовыми координатами параметры квазиаттрактора состояния динамической системы (объем Ух ш-мерного параллелепипеда, внутри которого находится искомый аттрактор, и коэффициент асимметрии гХ) (табл.4). В качестве координат были выбраны 13 основных параметров системной гемодинамики и вегетативной регуляции РС (80>Ш - стандартное отклонение интервалов ИЛ; ТР - общая мощность спектра; УЫ7 - очень низкочастотные колебания; и - низкочастотные колебания; НБ - высокочастотные колебания; Мо - мода; ВР - вариационный размах; ИВР - индекс вегетативного равновесия; ИН - индекс напряжения; САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; СИ - сердечный индекс; ЧСС - частота сердечных сокращений).

Таблица 4

Параметры вектора состояния организма учащихся_

спо ЭП

Девушки-школьницы (п=34)

General asymmetry value rX = I 894.79 Genera! V value vX = 7.25-1026 General asymmetry value rX = 2 425.14 General V value vX = 6.30-10?б

Юноши-школьники (n=26)

General asymmetry value rX = 650.87 General V value vX = 3.96-1024 General asymmetry value rX = 684.93 General V value vX = 1.65-1023

Девушки-студентки (n=34)

General asymmetry value rX = 2 689.16 General V value vX = 3.6-1027 General asymmetry value rX = 306.08 General V value vX = 2.7-1024

Юноши-студенты (n=58)

General asymmetry value rX = 2 974.38 General V value vX = 4.12-1028 General asymmetry value rX = 1 183.68 General V value vX= 1.3MO26

Примечание: здесь и в табл. 7-10 - General asymmetry value rX - общий показатель асимметрии; General V value vX - объем параллелепипеда.

Общий показатель асимметрии (гХ - расстояние между геометрическим центром аттрактора и статистическим) в ЭП увеличивается у девушек-школьниц и юношей-школьников, в свою очередь у девушек-студенток и

юношей-студентов гХ в ЭП становится меньше, по сравнению с СПО. Объем 13-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, уменьшается в ЭП во всех обследованных группах. Объем 13-мерного параллелепипеда претерпел наибольшие изменения в сторону уменьшения в группе девушек-студенток (с 3.6-1027 до 2.7-1024). Разработанные и запатентованные программные продукты позволили определить расстояние между центрами двух аттракторов (Z) движения ВСО школьников и студентов, обучающихся в условиях внедрения инновационных образовательных технологий в ХМАО-ЮгревСПО и в ЭП.

Методом исключения отдельных признаков был выполнен системный синтез с помощью ЭВМ, который учитывает влияние Xj признака (здесь параметры системной гемодинамики и вегетативной регуляции СР) на величину Z. Было установлено, что наиболее значимыми параметрами во всех обследованных группах учащихся является Х2 (показатель общей спектральной мощности ВРС) и Х10 (систолическое артериальное'давление), так как при их исключении существенно изменяется расстояние между центрами аттракторов.

Показатели психического состояния учащихся в стабильный период обучения и в экзаменационный период

Тендерные особенности показателей BDI и уровня тревожности у школьников установлены как в СПО, так и в ЭП. В группе девушек-школьниц в С ПО и в ЭП средние значения S-P и J1T были незначительно больше, чем у юношей, а в ЭП и по сумме субшкал BDI (X), но при этом статистически не достоверны. Среди девушек-школьниц в ЭП достоверно увеличились показатели С-А (р=0,005), S-P (р=0,02) и £ (р=0,03), а также среднее значение суммы субшкал BDI (£) увеличилось до 10,50±1,07 у.е., что соответствовало легкой депрессии. У юношей-школьников в ЭП достоверно увеличились показатели С-А (р=0,03), S-P (р=0,004) по сравнению с СПО. При анализе средних значений личностной и реактивной тревожности учащихся лицея не установлено гендерных отличий и статистически значимых изменений в ЭП. Результаты оценки средних значений теста Спилбергера во всех группах в различные периоды ' обучения соответствовали умеренной тревожности (табл.5).

Тендерные особенности показателей депрессии и уровня тревожности у студентов установлены как в СПО, так и в ЭП. В группе девушек-студенток в СПО средние значения изучаемых показателей были незначительно больше, чем у юношей, но при этом статистически не достоверны. В ЭП отмечена обратная тенденция: у юношей-студентов средние значения показателей депрессии и тревожности больше, чем у девушек-студенток. Среди девушек-студенток в ЭП достоверно увеличивались показатели субшкал BDI: С-А (р=0,007), S-P (р=0,01) и £ (р=0,002) по сравнению с СПО. У юношей-студентов в ЭП увеличивались показатели С-А (р=0,000), S-P (р=0,006) и £

(р=0,000) по сравнению с СПО. Сумма субшкал BDI (2) у девушек-студенток и юношей-студентов в ЭП увеличивалась до 10,60±1,20 и 12,24±1,59 - соответственно по сравнению с СПО, что соответствовало легкой депрессии. При анализе средних значений личностной и реактивной тревожности как у девушек-студенток, так и у юношей-студентов в ЭП увеличилась РТ (р=0,03 и р=0,000 - соответственно) и JIT (р=0,02 и р=0,000 - соответственно) по сравнению с СПО, но при этом средние значения не превышали уровня умеренной тревожности (табл.6).

Таблица 5

Показатели уровня тревожности и депрессивных расстройств школьников (М±т)

Показатели Девушки (п=34) Юноши (п=26)

СПО ЭП СПО ЭП

Шкала депрессии Бека (BDI) С-А 4,1(Ш),50ЛЛ 6,66±0,73 5,29±1,29 8,00±2,31

S-P 3,55±0,4 3,81±0,46 1,86 ±0,86 2,43±0,65

I 7,64±0,69л 10,5±1,07 7,75±1,0б 9,86±3,14

Тест Спилберге ра РТ 41,45±2,16 42,45±1,95 44,00±3,25 44,86±3,51

ЛТ 40,03±1,46 42,6± 1,60 38,43±1,87 39,57±2,56

Личностная и реактивная тревожность в СПО у школьников была выше, чем у студентов. В ЭП эта разница нивелировалась. Несмотря на то, что средние значения личностной и реактивной тревожности во всех группах в различные периоды обучения соответствовали умеренной тревожности.

Таблица б

Показатели уровня тревожности и депрессивных расстройств студентов (М±ш)

Показатели Девушки (п=34) Юноши 1 :п=58)

СПО ЭП СПО ЭП

Шкала депрессии Бека (BDI) С-А 3,96±0,49лл 6,80±0,87 3,67±0,44ллл 8,09*1,01

S-P 2,16±0,34л 3,80±0,54 1,94±0,38лл 4,15*0,68

I 6,12*0,65™ 10,60*1,20 5,61±0,64ллл 12,24*1,59

Тест Спил-бергера РТ 35,88±1,65л 41,92±2,23 33,39*1,11^ 45,82*1,73

ЛТ 37,72±0,98л 42,20±1,53 37,12*0,76ллл 43,58*1,49

При индивидуально-типологическом анализе установлено, что среди девушек-школьниц и юношей-школьников в СПО личностная тревожность была умеренной у большинства обследованных (67,6% и 63,5% - соответст-

венно). В СПО высокая ЛТ чаще встречалась у девушек-школьниц, чем у юношей-школьников (22,5% и 12,5% - соответственно). В ЭП увеличилось число девушек-школьниц и юношей-школьников с умеренной (76,5% и 87,5% - соответственно) и высокой (26,6% и 25% - соответственно) ЛТ за счет уменьшения числа лиц с низкой ЛТ.

Среди девушек-студенток и юношей-студентов в СПО личностная тревожность была умеренной у большинства обследованных (88,00% и 93,94% - соответственно). В СПО высокая ЛТ чаще встречалась у девушек-студенток, чем у юношей-студентов (8,00% и 3,03% - соответственно). В ЭП достоверно увеличилось число девушек-студенток и юношей-студентов с высокой ЛТ (г=2,49, р=0,01 и г=4,84, р=0,000 - соответственно) за счет достоверного уменьшения числа лиц с умеренной ЛТ (г=2,36, р=0,02 и г=4,64, р=0,000 - соответственно).

Среди девушек-школьниц и юношей-школьников в СПО реактивная тревожность была умеренной у большинства обследованных (64,70% и 47,00% - соответственно). В СПО высокая РТ чаще встречалась у юношей-школьников, чем у девушек-школьниц (35,00% и 14,80% - соответственно). В ЭП увеличилось число девушек-школьниц и юношей-школьников высокой (44,20% и 37,50% - соответственно) РТ.

Среди девушек-студенток и юношей-студентов в СПО реактивная тревожность была умеренной у большинства обследованных (52,00% и 57,80% - соответственно). В СПО высокая ЛТ чаще встречалась у девушек-студенток, чем у юношей-студентов (16,00% и 3,03% - соответственно). В ЭП достоверно увеличилось число девушек-студенток и юношей-студентов с высокой ЛТ (г=2,26, р=0,02 и г=6,19, р=0,000 - соответственно). Среди юношей-студентов в ЭП прирост высокого уровня РТ осуществлялся за счет достоверного снижения числа лиц с низкой (2=4,06, р=0,000) и умеренной (г=2,12, р=0,03) РТ. У девушек-студенток в ЭП прирост высокого уровня РТ осуществлялся за счет незначительного снижения числа лиц с низкой и умеренной РТ.

Индивидуально-типологический анализ шкалы депрессии Бека позволил установить отсутствие депрессии, легкую, умеренную и выраженную депрессию у школьников в различные периоды обучения.

Среди девушек-школьниц и юношей-школьников в СПО у большинства обследованных отсутствовали признаки депрессии (76,47% и 73,08% - соответственно). Остальные юноши-школьники находились в состоянии легкой депрессии, а у девушек-школьниц кроме легкой депрессии в СПО выявлены лица с умеренной и выраженной депрессией. В ЭП уменьшился процент школьников с отсутствием признаков депрессии и увеличился процент лиц с более выраженными признаками депрессивных расстройств, а именно: у юношей-школьников отмечено увеличение числа лиц с легкой депрессий при снижении числа обследованных с отсутствием депрессивных расстройств, а у 15,38% обследованных выявлена выраженная депрессия; среди девушек-

школьниц в ЭП 5,88% имели выраженную депрессию, а 17,67% и 23,53% -умеренную и легкую депрессию соответственно.

Среди девушек-студенток и у юношей-студентов в СПО у большинства обследованных отсутствовали признаки депрессии (88,24% и 72,41% - соответственно), у остальных девушек-студенток и юношей-студентов установлена легкая депрессия (11,76% и 27,59% - соответственно). В ЭП уменьшился процент студентов с отсутствием признаков депрессии и увеличился процент лиц с более выраженными признаками депрессивных расстройств, а именно: у девушек-студенток установлено достоверное увеличение числа лиц с легкой депрессий (г=2,93, р=0,003) за счет достоверного снижения числа обследованных с отсутствием депрессивных расстройств (г=3,81, р=0,000), а у 11,76% девушек-студенток выявлена выраженная депрессия; среди юношей-студентов в ЭП 8,62% обследованных имели тяжелую депрессию, а 15,52% и 21,70% - выраженную и легкую депрессию соответственно.

Таким образом, среди девушек в СПО более высокие значения соматических проявлений депрессии, показателей когнитивно-аффективной субшкалы, а также уровня личностной и реактивной тревожности установлены в группе школьниц. В ЭП эта разница нивелируется за счет значительного увеличения средних значений у студенток. Среди юношей в СПО более высокие значения соматических проявлений депрессии, показателей когнитивно-аффективной субшкалы отмечены у школьников, а показатели тревожности больше у школьников. В ЭП все показатели психического состояния больше в группе студентов. Полученные данные указывают на выраженные сдвиги психического состояния при воздействии стрессового фактора сопряженного с экзаменационным стрессом, которые в большей степени выражены у студентов.

По результатам нашего исследования установлено снижение средних значений показателей КЖ учащихся лицея в ЭП (рис.4.).

У юношей-школьников по сравнению с девушками-школьницами в СПО достоверно больше было значение вН - общего состояния здоровья (р=0,009). Показатели КЖ студентов также снижались в ЭП. Среди девушек-студенток в ЭП отмечено достоверное снижение ЯР - ролевого функционирования (р=0,000) и ОН - общего состояния здоровья (р=0,001). Среди юношей-студентов в ЭП достоверно снижались 11Р - ролевое функционирование (р=0,003) и МЫ - психическое здоровье (р=0,017). При сравнении девушек-студенток и юношей-студентов в ЭП достоверно большее значение вН - общего состояния здоровья (р=0,002) установлено в группе юношей-студентов. У девушек-школьниц по сравнению с девушками-студентками в СПО достоверно меньше был показатель вН - общего состояния здоровья (р=0,000) У юношей-школьников по сравнению с юношами-студентами в СПО достоверно больше было значение МН -психического здоровья (р=0,044).

100 80 60 40 20 0

а.

Снижение показателей КЖ в ЭП указывает на то, что повседневная деятельность в той или иной степени ограничена физическим состоянием, а также снижается оценка состояния здоровья. Низкие значения МН свидетельствуют о наличии депрессивных, тревожных переживаний, психическом неблагополучии.

В таблицах 7-10 под символами Х0 ... Х3 понимаются следующие показатели: Х0 - РТ - реактивная тревожность; X, - МН - психическое здоровье; Х2- ШДБ - шкала депрессии Бека.

Таблица 7

Параметры вектора состояния организма девушек-школьниц

Девушки СПО Девушки ЭП

Количество измерений N =34 Размерность фазового пространства =3 Количество измерений N = 34 Размерность фазового пространства = 3

IntervalX0= 41.00 IntervalX 1=64.00 IntervalX2= 20.00 Asymmetry X0= 0.0646 AsymmetryX 1=0.0368 Asymmetry X2= 0.1074 IntervalX0= 41.00 IntervalX 1=64.00 IntervalX2= 22.00 AsymmetryX0= 0.0646 AsymmetryX 1=0.1250 Asymmetry X2= 0.0762

General asymmetry value Rx =4.14 General V value Vx « 52 480.00 General asymmetry value Rx = 8.59 General V value Vx = 57 728.00

Результаты анализа исключения отдельных признаков

Vx0 = 57 728.00 VyO = 52 480.00 dif=5 248.00 R0=9.09% Vxl = 1 408.00 Vyl = 1 280.00 difl = l28.00 Rl= 9.09 % Vx2 = 902.00 Vy2 = 820.00 dif2=82.00 R2=9.09% Vx3 = 2 624.00 Vy3 = 2 624.00 dif3=0.00 R3=0.00% Z0 = 3.41 Z1 =3.41 Z2 = 2.47 Z3 = 2.35

RP

МН

GH

д ю д ю д ю

ОТО t 31

Д Ю GH д Ю сгю «эп

б.

Рис.4. Распределение показателей качества жизни у учащихся: а - школьники, б - студенты; Д - девушки, К) - юноши

Примечание: здесь и в таблицах 8-10 УхО - объем первого аттрактора; УуО - объем второго аттрактора; с11Г - разница между первым и вторым объемом аттракторов; КО - относительная погрешность; 20 - расстояние между центрами двух аттракторов.

Рис.5. Показатели аттракторов ВСО девушек-школьниц в 3-х мерном фазовом пространстве состояний (РТ - реактивная тревожность, МН - психическое здоровье, В01 - шкала депрессии Бека): а - СПО; б - ЭП

У девушек-школьниц общий показатель асимметрии в ЭП увеличился по сравнению с СПО в 2 раза. Объем 3-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, в ЭП незначительно увеличился. Было установлено, что наиболее значимым параметром является Х3 (показатель депрессии по шкале Бека), так как при его исключении существенно изменяется расстояние между центрами аттракторов. При анализе объемов аттракторов следует обратить внимание на параметр 110=9,09 (относительная погрешность), который показывает степень изменения объема аттракторов для каждого кластера до и после изменения размерности фазового пространства.

Необходимо отметить, что при исключении признаков наиболее значимым является 113=0,00, именно при его исключении объемы существенно уменьшаются (табл.7, рис.5).

У юношей-школьников общий показатель асимметрии в ЭП увеличился по сравнению с СПО в 4 раза. Объем 3-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, в ЭП увеличился в 6 раз. Было установлено, что наиболее значимым параметром является Х3 (показатель депрессии по шкале Бека), так как при его исключении существенно изменяется расстояние между центрами аттракторов. При анализе объемов аттракторов следует обратить внимание на параметр Ш)=84,18 (относительная погрешность), который показывает степень изменения объема аттракторов для каждого кластера до и после изменения размерности фазового пространства. Необходимо отметить, что при исключении признаков наиболее значимым является К3=65.49%, именно при его исключении объемы существенно уменьшаются (табл.8, рис.6).

У девушек-студенток общий показатель асимметрии в ЭП увеличился по сравнению с СПО почти в 2 раза. Объем 3-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, в ЭП увеличивается практически в 2 раза. Было установлено, что наиболее значимым параметром является (показатель депрессии по шкале Бека), так как при его исключении существенно изменяется расстояние между центрами аттракторов. При анализе объемов аттракторов следует обратить внимание на параметр Ш)=64,53 (относительная погрешность), который показывает степень изменения объема аттракторов для каж-

дого кластера до и после изменения размерности фазового пространства. Необходимо отметить, что при исключении признаков наиболее значимым является 113=34,53%, именно при его исключении объемы существенно уменьшаются (табл.9, рис.7).

Таблица 8

Параметры вектора состояния организма юношей-школьников

Юноши СПО Юноши ЭП

Количество измерений N = 26 Размерность фазового пространства = 3 Количество измерений N = 26 Размерность фазового пространства = 3

IntervalXO= 27.00 IntervalX 1=42.00 lntervalX2= 11.00 AsymmetryX0= 0.0926 AsymmetryX 1=0.0769 AsymmetryX2= 0.0175 lntervalX0= 53.00 IntervalX 1=62.00 lntervalX2= 24.00 AsymmetryX0= 0.2337 AsymmetryX 1= 0.1687 AsymmetryX2= 0.1282

General asymmetry value Rx = 4.09 General V value Vx = 12 474.00 General asymmetry value Rx = 16.5 General V value Vx = 78 864.00

Результаты анализа исключения отдельных признаков

VxO = 78 864.00 VyO = 12 474.00 dif=66 390.00 R0= 84.18% Vxl = 1488.00 Vyl =462.00 difl=l 026.00 Rl= 68.95% Vx2 = 1 272.00 Vy2 = 297.00 dif2=975.00 R2= 76.65% Vx3 = 3 286.00 Vy3 = 1 134.00 dif3=2 152.000 R3= 65.49% Z0 = 3.72 Z1 =3.21 Z2 = 3.35 Z3 = 2.48

Г 1 • - ^г ии1 - I I . ^г-- и и I

а. б. /

Рис.6. Показатели аттракторов ВСО юношей-школьников в 3-х мерном фазовом пространстве состояний (РТ- реактивная тревожность, МП - психическое здоровье, ВП1 - шкала депрессии Бека): а - СПО; б - ЭП

У юношей-студентов общий показатель асимметрии в ЭП незначительно уменьшился по сравнению с СПО. Объем 3-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, в ЭП увеличился в 2,5 раза. Было установлено, что наиболее значимым параметром является Х3 (показатель депрессии по шкале Бека), так как при его исключении существенно изменяется расстояние между центрами аттракторов.

Таблица 9

Параметры вектора состояния организма девушек-студенток

Девушки СПО Девушки ЭП

Количество измерений N = 34 Размерность фазового просгранггва =3 Количество измерений N = 34 Размерность фазового пространства = 3

IntervalX0= 33.00 IntervalX 1=40.00 (ntervaIX2= 13.00 AsymmetryX0= 0.1434 AsymmetryX 1=0.0029 AsymmetryX2= 0.0271 Interval2X0= 36.00 lnterval2X 1=56.00 lnterva!2X2= 24.00 Asymmetry2X0= 0.0131 Asymmetry2X 1=0.1429 Asymmetry2X2= 0.0993

General asymmetry value Rx = 4.75 General V value Vx = 17 160.00 General asymmetry value Rx = 8.36 General V value Vx = 48 384.00

Результаты анализа исключении отдельных признаков

УхО = 48 384.00 Vy0 = 17 160.00 1 224.00 Я0=64.53 % 7.0 = 8 65 Ух1 = 1344.00 Уу 1 = 520.00 с!1П=824 00 61.31 % г! = 7.92

Vx2 « 864.00 Vy2 = 429.00 dif2=435.00 R2= 50.35 % Z2 = 7.60

Vx3 = 2 016.00 Vy3 = 1 320.00 diQ=696.00 R3= 34.53 % Z3 = 5.39

Рис.7. Показатели аттракторов ВСО девушек-сгуденток в 3-х мерном фазовом пространстве состояний (РТ - реактивная тревожность, МН - психическое здоровье, ВП1 - шкала депрессии Бека): а - СПО; б - ЭП

При анализе объемов аттракторов следует обратить внимание на параметр 110=59,67 (относительная погрешность), который показывает степень изменения объема аттракторов для каждого кластера до и после изменения размерности фазового пространства.

Таблица 10

Параметры вектора состояния организма юношей-студентов

Юноши СПО Юноши ЭП

Количество измерений N = 58 Размерность фазового пространства =3 Количество измерений N = 58 Размерность фазового пространства = 3

IntervalX0= 33.00 IntervalX 1=48.00 lntervalX2= 11.00 AsymmetryX0= 0.0632 AsymmetryXl= 0.1609 AsymmetryX2= 0.0267 IntervalX0= 40.00 IntervalX 1=40.00 lntervalX2= 27.00 AsymmetryXO=0.0164 AsymmetryX 1=0.1259 Asymmetry X2= 0.1756

General asymmetry value Rx = 8.01 General V value Vx = 17 424.00 General asymmetry value Rx = 6.95 General V value Vx = 43 200.00

Результаты анализа исключения отдельных признаков

Vx0 = 43 200.00 Vy0= 17 424.00 dif=25 776.00 R0-59.67% Vxl = 1 080.00 Vyl = 528.00 difl=552.00 Rl~5I.ll% Vx2= 1080.00 Vy2 = 363.00 di£2=717.00 R2= 66.39% Vx3 = 1 600.00 Vy3 = 1 584.00 di0=16.00 R3= 1.00% Z0= 10.92 Z! =8.96 Z2 = 9.15 Z3 •= 8.63

Рис& Показатели аттракторов ВСО юношей-студентов в 3-х мерном фазовом пространстве состояний (РТ - реактивная тревожность, МН - психическое здоровье, ВБ! - шкала депрессии Бека): а - СПО; б - ЭП

Необходимо отметить, что при исключении признаков наиболее значимым является 113=1,00%, именно при его исключении объемы существенно уменьшаются (табл.10, рис.8).

выводы

1. В условиях внедрения инновационных образовательных технологий (модульно-рейтинговой системы обучения) у школьников и студентов, проживающих в ХМАО-Югре, отмечается общая тенденция к симпатикотонии, повышению систолического объема левого желудочка, систолического и пульсового артериального давления в экзаменационный период по сравнению со стабильным периодом обучения. Объем фазового пространства состояния организма в экзаменационный период уменьшается во всех группах, при этом общий показатель асимметрии параметров вегетативной регуляции сердечного ритма и системной гемодинамики увеличивается у школьников и уменьшается у студентов.

2. В экзаменационный период у юношей (студентов и школьников), в большей степени, чем у девушек (студенток и школьниц), уменьшаются значения временных показателей и увеличивается вклад медленных и очень медленных волн в структуру спектра сердечного ритма, что указывает на более выраженное повышение симпатической активности вегетативной нервной системы у юношей.

В стабильный и в экзаменационный периоды обучения у школьников и студентов средние показатели систолического объема левого желудочка, систолического и пульсового артериального .давления больше, чем у школьниц и студенток, тогда как по сравнению со стабильным периодом, в экзаменационный период достоверное увеличение этих параметров в большей степени выражено у девушек, чем у юношей.

3. При модульно-рейтинговой системе обучения у юношей-студентов в стабильный период обучения показатели личностной и реактивной тревожности достоверно ниже, чем у юношей-школьников и девушек, однако в экзаменационный период личностная и реактивная тревожность у юношей-студентов достоверно более выражена, чем у юношей-школьников и девушек. В экзаменационный период у девушек-студенток чаще встречаются депрессивные расстройства, более тяжелые - у юношей-студентов.

4. В стабильный период обучения у школьников обоего пола общее состояние здоровья, ролевое и социальное функционирование ниже нормы, которые в экзаменационный период существенно не изменяются. У студентов (девушек и юношей) в стабильный период обучения общее состояние здоровья ниже нормы. В экзаменационном периоде у юношей-студентов выражено снижение ролевого, социального, эмоционального состояния и психического здоровья, у девушек-студенток отмечено снижение физического, ролевого функционирования и общего состояния здоровья. Объем фазового пространства психических параметров и показателей качества жизни в экзаменационный период

имеет тенденцию к увеличению у школьников и студентов обоего пола. 5. Наиболее значимыми параметрами, отражающими динамику изменений вегетативного гомеостаза и психического состояния учащихся лицея и университета при различном уровне учебных нагрузок в условиях внедрения инновационных образовательных технологий на территории ХМАО-Югры, по результатам компартментно-кластерного анализа, являются показатель общей спектральной мощности сердечного ритма, систолическое артериальное давление и показатель депрессии по шкале Бека, так как при их исключении существенно изменяется объем фазового пространства и расстояние между центрами аттракторов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Дня комплексного индивидуального мониторинга состояния здоровья, создания прогностических моделей изменения в динамике, а также обеспечение регулярного наблюдения за группами риска учащихся средних и высших образовательных учреждений ХМАО-Югры, использующих инновационные формы обучения необходимо проводить оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы, ее вегетативной регуляции, а также показателей психического состояния и качества жизни, как с помощью классических методов, так и с позиций теории хаоса и синергетики.

В качестве основных маркеров, отражающих динамику изменений вегетативного гомеостаза и психического состояния при различном уровне учебных нагрузок учащихся средних и высших образовательных учреждений Севера РФ при внедрении инновационных образовательный технологий целесообразно использовать показатель общей спектральной мощности ритма сердца, систолическое артериальное давления и показатель депрессии по шкале Бека.

Тендерные особенности показателей качества жизни, кардиоваскулярных и психических реакций на экзаменационный стресс в условиях инновационного обучения необходимо учитывать при внедрении образовательных программ в рамках зоровьесбрегающих технологий при реализации национального проекта «Здоровье».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Щербакова, А.Э. Характеристика параметров ритма сердца у детей коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа // Экология человека, №11, 2007. - С. 41-44 (Соавт.: Гудков А.Б., Нифонтова ОЛ.).

2. Щербакова, А.Э. Вегетативная рефляция сердечного ритма в различные возрастные периоды у практически здоровых жителей высоких широт // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова. - №2/1 (31). - 2009. - С. 286-287 (Соавт.: Попова М.А., Волопканина H.A., Клочкова Г.В., Фроленкова JI.A., Говорухина A.A.).

Публикации в прочих журналах и научных сборниках:

3. Щербакова, А.Э. Межпопуляционный анализ функционального состояния сердечно-сосудистой системы и некоторых антропометрических показателей детей Среднего Приобья // V Всероссийская университетская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов по медицине: Сборник материалов / Под общ. ред. проф. В.Г. Сапожникова. - Тула, 2006. -С. 283-284.

4. Щербакова, А.Э. Вегетативные реакции сердечно-сосудистой системы сельских школьников пубертатного периода в условиях Тюменского Севера // Экологическое образование и здоровый образ жизни: Сборник материалов второй региональной научно-практической конференции 17 ноября 2007 года.

- Сургут: РИО СурГПУ, 2006 - С. 159-161.

5. Щербакова, А.Э. Оценка вегетативного тонуса по данным анализа структуры сердечного ритма у школьников 13-15 лет города Сургута и Сургутского района// Сборник научных материалов 11 студенческой научной конференции.

- Сургут: РИО СурГПУ, 2006. - С. 150-153.

6. Щербакова, А.Э. Влияние климатических условий западной Сибири на вегетативный гомеостаз сельских школьников // Сборник мат-ов международной научно-практич. конф. «Академическая мобильность студентов: возможности и перспективы», 28 ноября 2008. - Сургут, 2008 -С.116-118 (Соавт.: Нифонтова ОЛ.).

7. Щербакова, А.Э. Антропометрические показатели сельских школьников 11-17 лет // Сборник мат-ов международной научно-практич. конф. «Академическая мобильность студентов: возможности и перспективы», 28 ноября 2008. -Сургут, 2008 - С. 127-129 (Соавт.: Нифонтова O.JI., Сафонова В.Р., Насрулаев Р.К.).

8. Щербакова, А.Э. Оценка функционального состояния студентов северного вуза методом вариационной пульсометрии // Актуальные проблемы физической культуры и ЗОЖ: Сборник статей Всерос. научно-практической конференции.

- Cypiyr, 2009. - С.116-119 (Соавт.: Говорухина A.A., Каблуков С.А.).

9. Щербакова, А.Э. Частота встречаемости функциональных изменений ЭКГ у практически здоровых детей г.Сургута // Здоровая образовательная среда -здоровое поколение: Матер. Всерос. С междунар. Участием науч.-практич. конференции. - Тюмень, 2009. - С. 153-156 (Соавт.: Литовченко О.Г., Нифонтова ОЛ., Арент Е.А., Говорухина A.A.).

Ю.Щербакова, А.Э. Показатели психического состояния и качества жизни учащейся молодежи при различных формах учебной деятельности в условиях инновационной образовательной среды // Вестник СурГПУ- - Сургут, 2009. -С. 12-19 (Соавт.: Попова М.А., Говорухина A.A., Дронь А.Ю.).

11. Щербакова, А.Э. Изменение сердечного ритма у студентов при смене уровня учебных нагрузок в условиях внедрения инновационной образовательной системы на территории ХМАО-Югры // Вестник СурГПУ - Сургут, 2009. - 511 (Соавт.: Попова М.А., Говорухина A.A., Сафин P.M.).

12. Щербакова, А.Э. К вопросу о субъективной оценке качества жизни и показателей функционального состояния участников образовательного процесса г.Сургута // Вестник СурГПУ - Сургут, 2009. - С. 20-25 (Соавт.: Говорухина A.A., Ракшина Н.С., Подшивапова C.B., Волковская С.И.).

13. Щербакова, А.Э. Показатели качества жизни и психологического состояния учащихся 11 классов МОУ лицея №3 г. Сургута при различном уровне учебных нагрузок // Экологический мониторинг и биоразнообразие, Т.5, №1 -Ишим, 2010. - С. 136-138 (Соавт.: Дронь А.Ю., Сафин P.M.).

26

Щербакова, А.Э. Показатели вариабельности ритма сердца у детей 11-12 лет г. Сургута с различными типами вегетативной регуляции // Экологический мониторинг и биоразнообразие. - Т. 5. - №1 - Ишим, 2010. - С. 145-146 (Соавт.: Дронь А.Ю., Сафин P.M.).

СПИКОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление

БДС - биологическая динамическая система

ВСОЧ - вектор состояния организма человека

ВРС - вариабельность ритма сердца

ДАД - диастолическое артериальное давление

КРГ - кардиоритмография

J1T - личностная тревожность

МОК - минутный объем крови

ОПСС - относительное периферическое сопротивление сосудов

ПАД - пульсовое артериальное давление

РТ - реактивная тревожность

С-А - когнитивно-аффективная субшкала

САД - систолическое артериальное давление

СДД - среднее динамическое давление

СИ - сердечный индекс

СО - систолический объем

СПО - стабильный период обучения

ТХС - теория хаоса и синергетики

УИ - ударный индекс

УПСС - удельное периферическое сопротивление сосудов

ФПС - фазовое пространство состояний

ХМАО-Югра - Ханты-мансийский автономный округ-Югра

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭП - экзаменационный период

BDI - шкала депрессии Бека

GH - общее состояние здоровья

Н-критерий Крускапа-Уоллиса

МН - психическое здоровье

RP - ролевое функционирование

S-P - субшкала соматических проявлений депрессии

W- критерий Уилкоксона

z - критерий z

'10- 177 15

Щербакова Александра Эдуардовна

ВЕГЕТАТИВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ КАРДИОВАСКУЛЯРНЫХ РЕАКЦИЙ И ПСИХИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УЧАЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ВНЕДРЕНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ХМАО-ЮГРЕ

Автореферат

(V) Подписано в печать20.05.2010.

г- Формат 60х84\16. Усл. печ. л. 1,75. V

О Заказ № 53. Тираж 100 экз.

3 )

] Типография «Библиографика»

628400, Тюменская обл., ХМАО-Югра, г. Сургут, ул. Мира, 54/1

2009062123