Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние электромагнитных полей радиочастотного диапазона на взаимоотношения полушарий головного мозга

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние электромагнитных полей радиочастотного диапазона на взаимоотношения полушарий головного мозга"

На правах рукописи

МОРОЗОВА Галина Игоревна

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА НА ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 1998

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Ростовского государственного университета

Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор Г.А. Кураев

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

В.Н. Чернов (Ростовский государственный медицинский университет)

кандидат медицинских наук А.Ф. Сысоева (НИИ акушерства и педиатрии)

Ведущая организация: Ростовский государственный педагогиче-

ский университет

Защита диссертации состоится " 27 " марта 1998 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д.063.52.08. по биологическим наукам в Ростовском государственном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая 105, РГУ, ауд. 203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148).

Автореферат разослан " Л. ( " февраля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук,

профессор Сю1

Т.И. Бондаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблелии Электромагнитные пода (ЭМП) как естественного, так и антропогенного происхождения являются одним из существенных экологических факторов. Известно, что электромагнитные поля различной частоты способны оказывать влияние на живые организмы, в том числе на человека [Холодов и др., 1975-1992; Пресман, 1968, 1971 и др.]. Однако анализ литературы показывает наличие множества разнообразных, иногда противоположных биологических эффектов ЭМП. С одной стороны, электромагнитные излучения (ЭМИ) широко применяются в терапевтических целях [Гаркави и др., 1977-1990; Чернов и др., 1989-1993; Lightwood, 1989; Basset, 1989, 1993; Беркутов и др., 1996], с другой -получены многочисленные данные о негативных эффектах неионизирующей радиации [Пресман, 1968, 1971; Толгская, Гордон, 1971; Сердюк, 1971, 1977; Эйди и др., 1990; и др.]. Исследования показали, что при длительной экспозиции за счет кумулятивных эффектов негативное воздействие могут оказывать даже сверхслабые ЭМП [Гордон, 1966; Пресман, 1968, 1971; Друзь, 1971; Суворов и др., 1990]. В последнее время в связи с исследованиями кумулятивных эффектов влияния ЭМП ставится вопрос о необходимости пересмотра существующих предельно допустимых уровней (ПДУ) их воздействия.

Большинство проводимых исследований касаются воздействия низко- и сверхвысокочастотных (НЧ н СВЧ) полей, которые по своим физическим характеристикам считаются наиболее биологически активными [Малышев, Колесник, 1968; Холодов, 1975, 1982, 1987; Эйди и др., 1990; Плеханов, 1990]. Проблема влияния на организм слабых ЭМП радиочастотного диапазона (РЧ) является наименее изученной, а между тем в связи с развитием средств связи и телекоммуникаций в условиях их воздействия с каждым годом оказываются все большие группы населения. Актуальность проблемы исследования определяется и выбором его объекта. Показано, что организм человека наиболее чувствителен к любым воздействиям, в том числе электромагнитным, на ранних стадиях онтогенеза [Пресман, 1968; Persmger, 1975; Сердюк, 1977; Стоян, 1989; Полька, 1989; Эйди и др., 1990].

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было определение характера и особенностей функциональной межполушарной асимметрии и психофизиологических характеристик детей в условиях пролонгированного влияния электромагнитного излучения радиочастотного диапазона. ,

В соответствии с этим, в работе решались следующие задачи:

1. Изучить эффекты пролонгированного влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на профиль функциональной межполушарной асимметрии (ФМА), психометрические характеристики, показатели деятельности сердечнососудистой системы и параметры электрической активности головного мозга детей.

2. Определить наиболее информативные показатели, чувствительные к воздействию исследуемого фактора.

3. Изучить половые и возрастные особенности адаптации организма в условиях пролонгированного влияния электромагнитных полек радиочастотного диапазона.

Научная новизна результатов исследования, В работе впервые показано, что у детей, проживающих в условиях пролонгированного воздействия ЭМП РЧ, наиболее значительные изменения биоэлектрической активности мозга происходят в височной области правого полушария. Показана зависимость адаптивных возможностей организма к влиянию данного фактора от профиля функциональной межполушарной асимметрии. Получены новые сведения об изменениях психофизиологического статуса школьников в результате пролонгированного влияния ЭМП радиочастотного диапазона. Обнаружены половые и возрастные различия чувствительности организма детей к электромагнитным воздействиям.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Слабые электромагнитные поля радиочастотного диапазона в условиях длительной экспозиции снижают активность правого полушария и, соответственно, адаптивные возможности организма.

2. Существует корреляция адаптационных возможностей человека к длительному действию электромагнитных полей с профилем функциональной межполушарной асимметрии, возрастом и полом.

Теоретическое и практическое значение работы. В теоретическом плане работа расширяет существующие представления о механизмах адаптации организмов к воздействию ЭМП. В практическом плане полученные данные свидетельствуют о необходимости учета чувствительности детского организма к длительному влиянию низкоинтенсивных ЭМП, не превышающих существующие ПДУ. Полученные данные могут послужить основой для разработки приемов защиты от действия ЭМП путем повышения адаптивных возможностей организма.

Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались на 3-й Международной конференции "Экология города" (Ростов-на-Дону, 1994), на конференции "Физиологические исследования молодых ученых Северо-Кавказского региона" (Ростов-на-Дону, 1995), на конференции "Нейрофизиологические основы формирования психических функций в норме и при аномалиях развития" (Москва, 1995), а также представлены на 3-й Международной и 6-й Всероссийской научно-практической конференции "Экология и охрана окружающей среды" (г. Владимир, 1996), XXXIII Международном физиологическом конгрессе (С.-Петербург, 1997), конференции "Экологця и здоровье человека" (Ростов-на-Дону, 1997), заседании Ростовского отделения Всероссийского физиологического общества (Ростов-на-Дону, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 6 тезисов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Результаты исследования представлены в 18 таблицах и иллюстрированы 28 рисунками. Библиография включает 120 отечественных и 35 зарубежных литературных источников.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовалось влияние на организм школьников РЧ ЭМП от Ростовского телецентра. Основные и контрольные группы были отобраны на основании измерений уровня напряженности электромагнитных полей в школах и на прилегающих к ним территориях (основные группы - школы №№ 14 и 83 - расположены в пределах 300 м от телецентра, контрольные - школы №№ 22 и 80 - в районе, удаленном от мощных источников ЭМП). Измерения проводились с помощью приборов ПЗ-21 №10024 (измеритель напряженности поля; нижний предел чувствительности - 0,5 В/м) и ПЗ-19 №01082 (измеритель плотности потока энергии, нижний предел чувствительности прибора - 1 мкВт/см2) специалистом санитарно-эпидемиологической службы в соответствии с "Методическими рекомендациями..." Министерства здравоохранения [1980].

Основная группа включала 378 испытуемых двух возрастных групп (198 детей 7-8 лег - младшая возрастная группа и 180 человек 15-16 лет - старшая возрастная группа). Контрольную группу составляли 337 детей (соответственно 216 и 121 человек). Социальное положение, состояние здоровья и условия обучения детей сравниваемых групп существенно не различались.

Психофизиологическое обследование включало определение индивидуального профиля функциональной межполушарной асимметрии (ФМА), измерение скорости зрительно-моторных реакций и показателей динамического тремора, исследование особенностей произвольного внимания, определение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) по методу Короткова и регистрацию электроэнцефалограммы. Для обследования 8-летних детей применялась также методика адаптированного нейропсихологического исследования. Тестирование десятиклассников включало дополнительно определение личностной тревожности и вербальной памяти. Обследование каждой возрастной группы проводилось в одно и то же время года, что снижало влияние на регистрируемые показатели сезонных периодических колебаний.

Определение моторной асимметрии рук осуществлялось у испытуемых старшей возрастной группы с помощью опросника Аппе!. Испытуемым предлагалось от-

ветить на 12 вопросов о предпочтении какой-либо руки при выполнении бытовых операций. У испытуемых младшей возрастной группы определение ведущей руки производилось по наблюдению за предпочтением при выполнении бытовых операций.

Определение ведущего глаза проводилось по пробе Розенбаха [Братина, Доброхотова, 1988].

Определение ведущего уха проводилось с помощью метода дихотического тестирования вербальными стимулами. Дихотические тесты были составлены из 40 пар фонетически сбалансированных и синхронизированных по началу предъявления односложных слов, доступных по семантике дом детей, сгруппированных по 4 пары в серии. Слова предъявлялись испьпуемому со стереофонического магнитофона через головные телефоны, уровень громкости составлял около 70 ДБ. Испытуемому давалась инструкция после прослушивания каждых четырех пар назвать все слова, которые он слышал. С целью нивелировать возможные влияния право-левосторонней несбалансированности фонетических и семантических характеристик вербального материала, после прохождения половины серий каналы стереозаписи менялись местами. Подсчитывалось количество правильно названных испытуемым слов, предъявляемых на правое и левое ухо, по которому определялся коэффициент асимметрии.

Регистрация зрительно-моторных реакций осуществлялась на модульной мультипроцессорной системе "СКИФ-1", разработанной в НИИ Нейрокибернетики РГУ и предназначенной для проведения психометрических обследований. Испытуемым давалась стандартная инструкция и предоставлялась возможность сделать пробные тренировочные попытки. Задание заключалось в максимально быстром нажатии на кнопку ведущей рукой при предъявлении дискретного сигнала - загорания лампы или комбинации ламп определенного цвета. Время реакции измерялось от момента появления раздражителя до момента нажатия на кнопку.

Раздражители подавались сериями: при определении скорости простой зрительно-моторной реакции - в последовательном 15-ти кратном предъявлении; при определении скорости зрительно-моторной реакции с выбором - 15 значимых стимулов в случайном порядке чередовались с незначимыми, реагирование на которые считалось ошибкой.

Для измерения динамического тремора испытуемым предлагалось провести наконечником контактного стержня сквозь металлический лабиринт синусоидальной формы так, чтобы не прикоснуться к краям прорези в панели и затратить при этом как можно меньше времени. Фиксировалось время прохождения кривой (мс) и число касаний стенок.

Показатели внимания изучались с помощью корректурной пробы по буквенным таблицам Бурдона-Анфимова [Гуминский и др., 1990]. Таблицы содержали 40 строк по 40 букв в разной последовательности, что исключало возможность запоминания. Испытуемым предлагалось в течение 4 минут, предельно внимательно и как

можно более быстро просматривая таблицу, вычеркивать букву "А". По результатам выполнения пробы вычислялись коэффициенты точности и продуктивности внимания.

Объем кратковременной вербальной памяти исследовался с помощью проб на повторение двух серий слов в условиях непосредственного и отсроченного воспроизведения после интерферирующей деятельности [Симерницкая и др., 1989]. Для испытуемых старшей возрастной группы длина каждого предъявляемого списка составляла 10 слов, для первоклассников - 5 слов.

Уровень личностной тревожности определялся у испытуемых старшей возрастной группы по бланковой методике "Шкала реактивной и личностной тревожности" Спилбергера-Ханина [Ханин, 1976]. Уровень личностной тревожности до 35 баллов оценивался как низкий, от 35 до 45 - средний, выше 45 - высокий.

Для обследования 8-летних детей применялась "Методика адаптированного нейропсихологического исследования для детских невропатологов", которая является сокращенной схемой нейропсихологического обследования А.Р.Лурия, адаптированной для обследования детей Дошкольного и младшего школьного возраста [Симерницкая и др., 1989]. Схема включает 64 пробы, выявляющие степень развития и возможные нарушения десяти функций: кинестетического, пространственного и динамического праксиса, реципрокной координации движений, слухо-моторной координации, произвольной регуляции движений, речи, зрительной и слухо-речевой памяти, элементов логического мышления.

Регистрация ЭЭГ осуществлялась с лобных (F3; F4), зрительных (01; 02) и височных (ТЗ; Т4) областей обоих полушарий. Электроды устанавливались в соответствии с международной схемой "10-20" с объединенными референтными электродами на мочках ушей. Регистрация ЭЭГ производилась на 16-канальном энцефалографе "Medicor 16-S" (Венгрия). ЭЭГ записывалась на жесткий диск персонального компьютера IBM PC/AT в оцифрованном виде (частота дискретизации - 64 Гц, длительность одной реализации - 30 с, количество реализаций - 4; АЦП L-204).

Регистрация ЭЭГ производилась в фоновом состоянии спокойного бодрствования с закрытыми и открытыми глазами и при предъявлении функциональных нагрузок

ЭЭГ анализировалась в отсроченном режиме на IBM PC/AT. Проводился спектральный анализ 30 односекундных безартефактных фрагментов ЭЭГ, основанный на быстром преобразовании Фурье. Для последующего анализа использовались показатели спектральной мощности и когерентности, усредненные по диапазонам: дельта (1-3 Гц), тета (4-7 Гц), альфа (8-13 Гц), бета-1 (14-18 Гц) и бета-2 (19-30 Гц).

Статистический анализ полученных данных проводился с использованием i-критерия Стьюдента для независимых переменных, z-критерия знаков для зависимых выборок и Г-критерия Уилкоксона [Владимирский, 1983; Лакин, 1990].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты произведенных измерений показали, что уровень напряженности ЭМП метрового диапазона (30-600 МГц) в учебных помещениях школ основного района достигал 2,8 В/м (предельно допустимый уровень для данного диапазона - 3 В/м ["Временные санитарные нормы...", 1984]). В школах контрольного района уровень напряженности ЭМП исследуемого диапазона был ниже предела чувствительности используемого прибора (менее 0,5 В/м).

Показатели суммарного химического загрязнения атмосферного воздуха и почв, уровня гамма-фона и ЭМП СВЧ, а также микроклиматические условия в основном и контрольном районах практически не различались [Приваленко, 1993].

Оценка профиля функциональной межполушарной асимметрии

На первом этапе исследования был проведен анализ распределения профиля функциональной межполушарной асимметрии в сравниваемых группах. В соответствии с профилем ФМА все испытуемые были разделены на 5 подгрупп [Пожарская, 1996]: с праволатерапьным, леволатеральным, амбидекстральным, равно- и неравнораспределенным парциальным типом профиля (табл.1). Как видно из таблицы, у первоклассников основной группы наблюдается тенденция увеличения доли испытуемых с праволатеральным типом профиля но сравнению с контролем. Эта тенденция становится более выраженной в старшей возрастной группе.

Таблица 1

Распределение испытуемых (в %) в подгруппах с разным типом профиля функциональной межполушарной асимметрии

Тип латерализации Возрастная группа 7-8 лег Возрастная группа 15-16 лег

Основная группа Контрольная группа Основная группа Контрольная группа

Праволатерапьный 58,1 55,7 66,1 57,7

Леволатеральный 1.4 2,1 0,0 1,4

Амбидекстральный 5,4 6,2 4,4 4,2

Равнораспредеяенный парциальный 12,1 11,3 7,4* 19,8

Неравнораспределенный парциальный 23,0 24,7 22,1 16,9

* - достоверные (при р<0,05) различия

Профиль функциональной межполушарной асимметрии является одним из важнейших параметров, определяющих адаптационные возможности организма при действии различных факторов среды [Колышкин, 1984; Леутин, Николаева, 1988; Кураев и др., 1995, 1996]. При этом правому полушарию, по данным литературы, отводится ведущая роль в регуляции сомато-вегетативных функций организма [Каменская и др., 1976; Ковалева и др., 1995]. Показано, что изменение ФМА за счет активации правого полушария в процессе адаптации облегчает выработку новых программ регуляции вегетативных функций организма, что и обеспечивает формирование адаптационных реакций [Колышкин, 1984; Иванов и др., 1976]. Однако слишком длительное воздействие фактора ведет к снижению объема адаптивных возможностей, объясняющемуся срывом механизмов гомеостатического регулирования при их длительном напряжении [Казначеев, 1980; Шорин и др., 1991; Левина, 1997]. Это связано с тем, что возможности активации правого полушария, как и любой другой системы организма, ограничены. При увеличении длительности воздействия факторов отмечается снижение активности правого полушария, результатом чего является срыв адаптивных механизмов или состояние их полного истощения [Колышкин, 1984; Цагарели, Мосидзе, 1997].

Снижение доли леволатералыюста в группах детей, подвергающихся длительному воздействию ЭМП РЧ, зарегистрированное в наших исследованиях, может служить признаком уменьшения адаптационных возможностей за счет снижения активности правого полушария в результате его длительного перенапряжения.

Результаты психофизиологического обследования

Анализ психофизиологических характеристик школьников сравниваемых групп выявил у детей, подвергающихся пролонгированному воздействию ЭМП, снижение скорости зрительно-моторных реакций, ухудшение показателей динамического тремора, снижение коэффициента точности внимания, объема кратковременной вербальной и зрительной памяти, тенденцию к увеличению личностной тревожности (табл. 2).

С позиции общей теории адаптации, В.И. Медведев [1982] выделяет 5 групп компонентов, необходимых в реакции приспособления человека к условиям среды: энергетические, сенсорные, операционные, эффекторные и активационные. Результаты проведенного психофизиологического исследования позволяют оценить особенности изменений основных показателей, характеризующих каждую из перечисленных групп.

Скорость сенсомоторных реакций и координированность движений являются важными показателями эффекторных компонентов адаптации [Медведев, 1982]. Увеличение времени зрительно-моторных реакций при действии ЭМП отмечалось в работах ряда исследователей [Сердюк, 1977; Артамонова и др., 1978]. В наших исследова-

ниях также зарегистрировано ухудшение показателей зрительно-моторных реакций и динамического тремора у детей, подвергающихся пролонгированному воздействию ЭМП РЧ. Такие изменения, с одной стороны, свидетельствуют о снижении у этих детей силы возбудительных, процессов, лабильности нервной системы и соотношения возбудительных и'тормозных процессов, сказывающегося на координации движений [Немчин, 1983; Макаренко, 1984]; с другой стороны, увеличение времени зрительно-моторных реакций и снижение координации движений характеризует дисфункцию соответствующих эффекторных компонентов адаптационного процесса.

Таблица 2

Результаты психофизиологического обследования школьников сравниваемых групп

Показатели Возрастная группа 7-8 лег Возрастая группа 15-16 лег

Основная группа Контрольная группа Основная группа Контрольная группа

Время зрительно-мо;-торных реакций (мс) простой 458,4±11,38* 423Д± 7,66 286,8± 3,76 295,7± 3,76

с выбором 667,7±15,4б * 612,4± 9,60 406,6± 5,39 411,4±3,88

Показатели динамического тремора Время прохождения лабиринта (мс) 14350±Ш,5* 1)705±260,3 11286±315,6» 8401±202,2

Копичгсгво касаний 26,0±1,77 30,3±1,22 9,5+0,58* 5,1+0,37

Внимание Коэффициент точности 0,918±0,018* 0,96510,011 0,963±0,003 0,965±0,004

Коэффициент продуктивности 595,3±14,38 591,2±13,47 1242,7420,54 1227,7±21,42

Вербальная память Кратковременная 3,75±0,096* 4,172±0,076 6,78±0,099 6,96*0,125

При отсроченном воспроизведении 3,1б±0Д73 3,45±0,131 4,62±0,112 4,32±0,145

Зрительная память Кратковременная 4,60*0,049* 4,7Й±0,031 - -

При отсроченном воспроизведении 4,03±0,118 4,01±0,139 - -

Личностная тревожность - - 43,2+0,64 41,7±0,69

* - достоверные (при р<0,05) различия

Весьма чувствительным показателем состояния высших психических функций человека является внимание. Уровень внимания свидетельствует об уровне оптимизации интегративной деятельности мозга. Физиологической основой реализации внимания являются механизмы корковой активации, опосредованные функционированием многоуровневой активационной системы, включающей неспеци-

фические ретикулярные и лимбические структуры мозга в их взаимосвязи с не-окортексом [Дубровинская, 1985]. Учитывая, что организация и реализация приспособительных реакций требуют участия корково-подкоркового комплекса, состояние которого не может быть безразлично для сохранения внимания, оно рассматривается как один из ведущих показателей активационных компонентов приспособительных реакций человека [Медведев, 1982]. Соответственно, достоверное снижение точности внимания первоклассников основной группы характеризует отрицательную динамику данного показателя активационных компонентов приспособительных реакций детей в условиях длительного воздействия ЭМП РЧ. Аналогичные данные о снижении качества внимания по показателям корректурной пробы были получены А.М. Сердюк [1977] при обследовании детей 11-14 лет, проживающих в условиях пролонгированного воздействия ЭМП СВЧ.

Тесно связаны с реализацией процессов внимания процессы памяти; в то же время, операционные компоненты обеспечения адаптивных процессов включают память и операции по преобразованию информации [Медведев, 1982]. Память составляет основу формирования адаптивных программ для приспособления деятельности организма к условиям среды [Ильюченок, 1979; Леутин, Николаева, 1988]. По результатам проведенного нами исследования, дети, подвергающиеся пролонгированному воздействию ЭМП, характеризовались достоверным снижением объема кратковременной вербальной и зрительной памяти. Это согласуется с данными Ю.А. Холодова [1982] и Е.А. Загорской с соавторами [1990], выявивших нарушения процессов памяти при воздействии низкочастотных ЭМП.

А.Р. Лурия [1973] показал, что основным фактором, который затрудняет за-печатлевание и хранение следов и приводит к нарушению памяти, является снижение коркового тонуса. Именно снижение активации коры, по данным В.И. Медведева [1982], ведет к снижению объема памяти при дезадаптации. Показано, что к уменьшению объема кратковременной памяти, как зрительной, так и вербальной, и снижению скорости запоминания приводят дисфункции лобной, височной и теменной областей правого полушария [Медведев, 1982; Колышкин, 1984; Симер-ницкая, 1989]. Левое полушарие в наших исследованиях затрагивается длительным влиянием ЭМП в значительно меньшей степени, о чем свидетельствует отсутствие достоверных изменений показателей объема вербальной памяти при отсроченном воспроизведении, связываемой исследователями именно с деятельностью левого полушария [Московичюте, 1985].

Следует отметить, что в настоящее время выявлены также полушарные различия в организации внимания. В частности, показано, что за счет активации эмоциональной сферы, правое полушарие имеет преимущественное значение в поддержании внимания [Голошейкин и др., 1997]. Следовательно, снижение качества внимания у детей, подвергающихся пролонгированному действию ЭМП, позволяет

констатировать наличие признаков нарушения нормального функционирования тех операционных компонентов адаптационного процесса, обеспечение которых также является в большей мере функцией правого полушария.

Дисфункцию операционных компонентов второй категории в группе детей, подвергающихся воздействию ЭМП, характеризует достоверное увеличение в ней доли детей, не справляющихся с нейропсихологическими тестами на логическое мышление.

Особенность нашего исследования состояла в изучении влияния ЭМП на детский организм, поэтому важным моментом являлась оценка характера юс действия на процессы роста и развития. Для оценки общего развития первоклассников была использована методика адаптированного нейропсихологического тестирования. В работах по возрастной физиологии показано, что к 6-7 годам у ребенка завершается первый этап совершенствования точности движений, механизмов произвольной регуляции двигательных актов [Васильева, 1981]. В наших исследованиях результаты нейропсихологического обследования первоклассников, подвергающихся пролонгированному влиянию ЭМП, демонстрируют признаки большей, чем у контрольной группы детей, незрелости кинестетической основы движений, реципрокной координации, зрительно-пространственной и динамической организации движений, а также произвольной регуляции движений. Согласно схеме анализа результатов адаптированного нейропсихологического обследования [Симерницкая и др., 1989], это позволяет диагностировать у них признаки большей незрелости соответствующих областей мозга, в первую очередь, лобных и теменных областей (в большей степени правого полушария), а также меньшей сформированное™ межполушарных отношений.

Результаты анализа показателей деятельности сердечно-сосудистой системы

Деятельность сердечно-сосудистой системы относится к энергетическим компонентам реакций приспособления к условиям внешней среды. Очевидно, что воздействие неадекватных факторов среды требует от организма перестройки систем гомео-стагаческого регулирования. Один из возможных механизмов ее реализации заключается в расширении допустимого диапазона биологических констант [Султанов, 1979]. В некоторых исследованиях было показано, что при действии ЭМП возрастает степень рассеивания данных [Шандала, 1986]. Именно этот механизм оказался более выраженным в изменениях деятельности сердечно-сосудистой системы: по большинству показателей (ЧСС, систолическому, диастолическому и пульсовому давлению) у детей основных групп обоих возрастов наблюдается увеличение размаха вариации по сравнению с контролем (табл. 3). Усредненные значения показателей деятельности сердечно-сосудистой системы оказались менее чувствительными характеристиками, за исключением диастолического давления, достоверно более низкого в основной группе первоклассников. Сходные данные о снижении артериального давления у взрослых лиц, подвергавшихся пролонгированному электромагнитному облучению, были получены А.Г. Субботой [1970] и З.Н. Нахияьницкой с соавторами [1983].

Таблица 3

Показатели деятельности сердечно-сосудистой системы детей сравниваемых групп

Показатели Возрастная группа 7-8 лет Возрастная группа 15-16 лет

Основная группа (п=74) Контрольная группа (п=97) Основная группа (п=137) Ко1ггрольная группа (п=117)

Жср+Ш Хтах Хср±1П Хщах ХсР±т

ЧСС (уд/мин) 60-120 (Д=60) 89,6± 0,99 66-118 (Д=52) 91,2± 1,23 54-116 (Д=62) 76,6+ 1,01 60-102 (Д=42) 77,5+ 0,97

АД систолическое (мм.рт.сг.) 80-110 (Д=30) 92,4± 0,93 80-110 (Д=30) 93,6± 0,74 90-145 (Д=55) 111,2 ±0,75 90-140 (Д=50) 111,6 ±0,94

АДдиастоличе-ское (мм.рт.сг.) 45-85 (Д=40) 58,8± 0,97* 45-80 (Д=35) 61,8± 0,65 60-90 (Д=30) 72,0± 0,60 55-90 (Д=35) 71,4± 0,71

АД пульсовое (мм.рт.сг.) 20-60 (Д=40) 33,7± 0,89 20-50 (Д=30) 31,8± 0,57 20-80 (Д=60) 39,4± 0,74 20-60 (Д=40) 40,3± 0,76

* - достоверные (при р<0,05) различия

Результаты электроэнцефалографического исследования

Существенный вклад в понимание влияния факторов окружающей среды на системы организма вносит анализ состояния структур центральной нервной системы по параметрам их биоэлектрической активности. Изучение пространственно-временной организации биоэлектрической активности областей мозга позволяет определить изменения его состояния в соотношении с протеканием того или иного вида приспособительной деятельности [Илюхина, 1988]. В наших исследованиях для этой цели использовались показатели спектральной мощности и когерентности ЭЭГ. Анализ усредненной суммарной спектральной мощности ЭЭГ испытуемых младшей возрастной группы, подвергающихся пролонгированному воздействию ЭМП, выявил в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами значительное увеличение по сравнению с контролем мощности дельта и тета-диапазонов во всех отведениях (рис. 1). Более высокая мощность медленных ритмов в ЭЭГ детей основной группы, по данным многих авторов, может служить признаком некоторого отставания в созревании коры и активационных систем при повышенном функционировании диэк-цефальных отделов мозга [Фарбер, Алферова, 1972; Фишман, 1989; Зенков, Ронкин, 1991]. Аналогичные изменения выявлялись при пролонгированном воздействии ЭМП на детей в исследованиях других авторов [Артамонова и др., 1978]. В ЭЭГ испытуемых старшей возрастной группы достоверных различий практически не было (рис. 2).

Основная группа__Контрольная группа

РЗ Б4 01 02 ТЗ Т4 РЗ И4 01 02 ТЗ Т4

И дельта Нтета □ альфа 0бета1 0бета2

БЗ Р4 01 02 ТЗ Т4 РЗ Р4 01 02 ТЗ Т4

Рис. 1 Усредненные суммарные спектры мощности ЭЭГ детей младшей возрастной группы

в состоянии спокойного бодрствования (А - с закрытыми глазами, Б - с открытыми глазами) * - достоверные (р<0,05) различия между группами

Рис. 2 Усредненные суммарные спектры мощности ЭЭГ испытуемых старшей возрастной группы в состоянии спокойного бодрствования (А - с закрытыми глазами, Б - с открытыми глазами)

* - достоверные (р<0,05) различия между группами

Особенности десинхронизании ЭЭГ в затылочных отведениях при открывании глаз можно рассматривать как показатель эффективности сенсорных компонентов адаптационного процесса [Медведев, 1982]. В этом случае, меньшая реактивность ЭЭГ детей основной группы при открывании глаз может в определенной степени характеризовать снижение эффективности функционирования этих компонентов в условиях длительной экспозиции ЭМП. Наибольшие различия усредненной спектральной мощности ЭЭГ детей основной и контрольной групп зарегистрированы в правом височном отведении. Достоверно более высокая мощность всех диапазонов ЭЭГ детей основной группы наблюдалась в этой зоне во всех функциональных состояниях. Это позволяет предположить, что правая височная область оказалась наиболее сильно затронута воздействием исследуемого фактора. Из клинических данных известно, что поражения височной области правого полушария приводят к нарушению таких функций, как кратковременная память (замедленность запоминания, нарушение порядка элементов) и внимание [Мос-ковичюте, 1983; Симерницкая и др., 1989; Голошейкин и др., 1997]. Следовательно, ухудшение этих показателей у детей основной группы, зарегистрированное в наших исследованиях, согласуется с результатами анализа спектральной мощности ЭЭГ.

Изменения спектральной мощности диапазонов ЭЭГ правой височной области и соответствующее им снижение показателей кратковременной зрительной и вербальной памяти и внимания у детей, подвергающихся пролонгированному воздействию ЭМП, в значительно большей степени проявляются в младшей возрастной группе. На одну из возможных причин этого указывают результаты анализа усредненных спектров когерентности, выявившего достоверное увеличение когерентности в правой лобно-височной паре у детей основной группы, значительно более выраженное у старшеклассников (рис. 3). Можно предположить, что усиление функционального взаимодействия правого лобного отведения с височным, о которой свидетельствуют более высокие значения когерентности в этой паре [Труш, Кориневский, 1978; Фарбер и др., 1990], является тем компенсаторным механизмом, который развивается в ответ на изменения в правой височной области, связанные с воздействием ЭМП. Показано, что связи лобных отделов с другими областями коры окончательно формируются лишь к 15 годам [Фарбер и др., 1990]. Поэтому у первоклассников этот механизм выражен в меньшей степени и, соответственно, менее эффективен,.а у десятиклассников - более эффективен, что подтверждается значительно меньшими изменениями спектральной мощности ЭЭГ и большинства психофизиологических показателей испытуемых старшей основной группы.

Достоверные различия усредненных спеюсров когерентности детей основной и контрольной групп зарегистрированы также в паре симметричных затылочных отведений. Когерентность по большинству диапазонов ЭЭГ в этой паре была значительно ниже у детей, подвергающихся длительному воздействию ЭМП РЧ, что может свидетельствовать о снижении у них числа функциональных связей между соответствующими симметричными областями коры Снижение межполушарнош взаимодействия при пролонгированном влиянии ЭМП зарегистрировано в исследованиях других авторов [Холодов, Лебедева, 1992]. В работах Н.Б. Суворова [1993] выявлено, что при длительном контакте с ЭМП СВЧ снижение числа функциональных связей между различными участками коры приобретает характер функционального разобщения, отражающегося в нарушении способности мозга к образованию устойчивых функциональных констелляций, что, по мнению автора, ведет к нарушению адаптивных процессов.

А

Б

Рис.3. Усредненные спектры когерентности ЭЭГ испытуемых старшей возрастной группы в состоянии спокойного бодрствования (А - с закрытыми глазами, Б - с открытыми глазами) * - достоверные (при р<0,05) различия между группами

В многочисленных исследованиях было показано, что профиль ФМА мозга коррелирует с такими признаками, как особенности основных свойств высшей нервной деятельности, устойчивость организма к утомлению, особенности вегетативной регуляции и адаптационные свойства организма, типологические свойства личности, особенности анализа информации и т.д. [Братина, Доброхотова, 1981; Кураев, 1982; Коган, Кураев, 1986; Ковалева и др., 1995; Пожарская, 1996 и др.]. В нашей работе выявлены значимые различия изменений элекгроэнцефалографических характеристик у лиц с парциальным и праволатеральным типом профиля (рис. 4). По результатам анализа ЭЭГ, праволатеральные испытуемые младшей основной группы в большей мере отличались от соответствующей группы в контроле по особенностям показателей спектральной мощности и когерентности ЭЭГ, описанным выше для всей группы и рассматриваемым как признаки неблагоприятного воздействия ЭМП. Основная и контрольная подгруппы испытуемых со смешанным типом профиля ФМА различались в меньшей степени. Это может свидетельствовать о большей устойчивости лиц с парциальным типом профиля к воздействию изучаемого фактора. Как было показано в исследованиях скорости зрительно-моторных реакций, парциальная асимметрия, по сравнению с правосторонней, создавая несколько большую инертность нервных процессов, обеспечивает выигрыш в скорости созревания и устойчивости к утомлению [Коган, Кураев, 1986]. Это, возможно, объясняет отсутствие достоверных различий по данному показателю у лиц с разными типами профиля ФМА. В контрольной группе детей испьпуемые со смешанным типом профиля имели практически такие же показатели времени реакции, как и праволатеральные, в связи с более ранним созреванием. В основной группе скорость реакции испытуемых с парциальным типом профиля была даже несколько выше, чем у праволатеральных, в связи с большим влиянием на последних ЭМП. Меньшую уязвимость при воздействии неадекватных условий среды организма испытуемых с парциальным доминированием функций отмечали многие авторы [Леутин, Николаева, 1988; Ковалева и др., 1995]. Можно предположить, что сходными причинами объясняется и отсутствие достоверных различий между испытуемыми с праволатеральным и смешанным типами профиля ФМА по другим психофизиологическим показателям.

В наших исследованиях в младшей возрастной группе отмечались половые различия в чувствительности и выраженности реакций на ЭМП, практически не выявляющиеся у испытуемых старшей возрастной группы. По показателям усредненной суммарной спектральной мощности ЭЭГ и характеристикам внимания девочки основной группы были более чувствительными к воздействию ЭМП. Это также можно объяснить эффектами пролонгированного воздействия ЭМП на компоненты адаптационного процесса, учитывая, что адаптация девочек к условиям школы, особенно в младших классах, сопровождается большим напряжением ре1у-ляторных систем мозга [Горбачевская и др., 1991].

Праволатеральный тип

Смешанный тип

250,(Л

200,0 150,0 100,0 50,0 0.0

РЗ

Ек

ч»:

Вкзи,

■А

Р4

01

02

ТЗ

Т4

РЗ

Р4

01

02

ТЗ

Т4

250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0

4

¡аз. — , Г1а-1_

, Йз-|| -I. ,

73

Р4

01

02

ТЗ

Т4

БЗ

74

01

02

ТЗ

Т4

И дельта Я тега □ альфа Шбета! И бета2

Рис. 4 Усредненные суммарные спектры мощности ЭЭГ детей младшей возрастной группы

с различным профилем ФМА в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами (1 - основная группа,'2 - контрольная группа)

* - достоверные (р<0,05) различия абсолютных значений между группами

♦ - достоверные (р<0,05) различия между подгруппами с различным типом профиля

С другой стороны, существуют указания на то, что более лабильная нервная система девочек обусловливает более высокий уровень их адаптивных возможностей. Кроме того, в онтогенезе церебральная дифференциация у девочек происходит быстрее, поэтому мальчики подвержены экзогенным воздействиям в течение более длительного времени [Двирский, 1976; Горбачевская и др., 1991]. Этим, вероятно, и объясняется отсутствие достоверных различий между мальчиками и девочками старшей возрастной группы.

Таким образом, у детей, подвергающихся длительному воздействию ЭМП РЧ, выявлены признаки истощения адаптационных резервов организма. Однако у детей младшей возрастной группы они были выражены значительно сильнее, чем у испытуемых старшей возрастной группы. Этот факт можно объяснить тем, что в реальных условиях существования организм чаще всего сталкивается с воздействием не одного, а целой группы факторов, природных и социальных [Медведев и др., 1984]. В условиях нашего исследования таким дополнительным фактором у детей младшей группы является, по нашему мнению, учебная нагрузка. Интенсивная учебная нагрузка, по данным некоторых авторов, является существенным фактором, адаптация к которому приводит к столь значительному напряжению приспособительных возможностей организма, что эта нагрузка приобретает для учащегося характер избыточного перманентного стресс-фактора [Горбачевская и др., 1991; Шестакова и др., 1994; Левина, 1997], причем в значительно большей мере это характерно для первоклассников. Кроме того, в ряде работ отмечается, что системы адаптации у детей 7-8-летнего возраста еще несовершенны, поэтому они хуже справляются с нагрузкой [Пресман, 1968; Аршавский, 1975; Хомская, 1987; Шорин и др., 1991]. В возрасте же 15-16 лет организм, напротив, характеризуется повышенной адаптивностью [Аршавский, 1975; Фарбер и др., 1990]; по определению М.Б. Игнатьева [1997], на этот возраст приходится адаптационный максимум в жизненном цикле человека.

Учитывая, что все указанные факторы в равной мере действуют на испытуемых основной и контрольной групп, существование различий в выраженности и силе реакций первоклассников и десятиклассников на пролонгированное воздействие ЭМП РЧ можно объяснить тем, что ЭМП в данном случае выступают в качестве дезадаптирующего фактора.

Механизм такого влияния электромагнитных полей на процессы адаптации можно объяснить, учитывая данные об активации правого полушария, обусловленной необходимостью дополнительного включения регуляторных механизмов вегетативных функций для выработки адаптивных программ [Колышкин, 1984]. Меящу тем показано, что активированные системы в большей степени подвержены влиянию ЭМП [Эйди и др., 1990]. С другой стороны, правое полушарие тесно связано с гипотала-мической областью [Каменская и др., 1976], а именно гипоталамо-шпофизарно-

надпочечниковая система является, по данным В.И. Медведева [1982], центральным аппаратом в формировании вегетативных субпрограмм адаптации. Существуют также сведения о тесных связях с диэнцефальными структурами медиобазальных отделов височной доли [Латаш, 1972], что может объяснять полученные нами данные о преимущественной чувствительности височной области правого полушария к влиянию ЭМП.

ВЫВОДЫ

1. Пролонгированное воздействие электромагнитных полей радиочастотного диапазона проявляется в ЭЭГ увеличением спектральной мощности дельта, тета и бета-2 диапазонов, ослаблением реакции на функциональную нагрузку, снижением межполушарной и усилением внутриполущарной когерентности. Наиболее существенные изменения ЭЭГ происходят в правом полушарии, что отражается в повышении спектральной мощности в правой височной области и когерентности между лобной и височной зонами. Выявлено также значительное снижение межполушарной когерентности симметричных затылочных областей мозга.

2. Пролонгированное действие электромагнитных полей радиочастотного диапазона на организм детей приводит к снижению скорости зрительно-моторных реакций и координации движений, внимания, объема кратковременной вербальной и зрительной памяти, ослаблению связей между исследованными психофизиологическими показателями, снижает адаптационно-регулирующие функции правого полушария головного мозга.

3. Лица со смешанным типом профиля функциональной межполушарной асимметрии являются более адаптивными к воздействию электромагнитных полей.

4. Дети 7-8 лет более чувствительны к пролонгированным воздействиям электромагнитных полей по сравнению с возрастной группой 15-16 лет. В возрастной группе 7-8 лет влиянию электромагнитных полей в большей степени подвержены девочки, в то время как в старшей возрастной группе половых различий чувствительности к воздействию исследуемого фактора не выявлено.

5. При проведении экологического мониторинга длительного воздействия электромагнитных полей психофизиологические характеристики и параметры ЭЭГ являются более информативными показателями, чем показатели деятельности сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений и артериальное давление).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кураев Г.А., Власкина Л.А., Иваницкая Л.Н., Леднова М.И., Морозова Г.И. Влияние электромагнитных полей слабой интенсивности на психофизиологический статус школьников // Материалы 3-й Междунар. конф. "Экология города". - Ростов-на-Дону - Ниш (Сербия). - 1994. - С. 151.

2. Власкина Л.А., Леднова М.И., Морозова Г.И. Использование метода оме-гаметрии для анализа состояния старшеклассников, проживающих в районах с различным экологическим статусом // Морфо-физиологические закономерности и механизмы адаптации организмов. - Элиста: Изд-во Калмыцкого ун-та. -1995. - С. 59-63.

3. Власкина Л.А., Иваницкая Л.Н., Леднова М.И., Морозова Г.И. Нейропсихо-лошческое и электроэнцефалографическое исследование учащихся первых классов // Тез. конф. "Нейрофизиологические основы формирования психических функций в норме и при аномалиях развития". - М.: Ин-т коррекционной педагогики РАО. - 1995. - С. 14.

4. Морозова Г.И. Исследование характеристик омега-потенциала у младших школьников // Материалы конференции молодых ученых Северного Кавказа. -Ростов н/Д. - 1995. - С. 74-76.

5. Кураев Г.А., Леднова М.И., Иваницкая Л.Н., Морозова Г.И. Характеристики ЭЭГ-активности и психофизиологического статуса детей в районах с различным уровнем электромагнитного загрязнения // Тез. докл. 3-й Междунар. и 6-й Всероссийской научно-практ. конф. "Экология и охрана окружающей среды". - Владимир. - 1996. - С. 90-91.

6. Кураев Г.А., Леднова М.И., Морозова Г.И. Психометрические показатели детей в условиях хронического воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) // Валеология. - 1997. - № 2. - С. 43-46.

7. Morozova G.I., Lednova M.I., Ivanitskaya L.N., Kuraev G.A. Psychophysiological characteristics of children chronically exposed to weak electromagnetic fields from TV-broadcast antennas // Proc. of XXXIII International Congress of Physiological Sciences. St.Petersburg, June 30 - My 5, 1997. -#P047-08.

8. Морозова Г.И. Половые особенности реакций организма детей на хроническое влияние повышенного уровня электромагнитных полей // Экология и здоровье человека: Материалы III Междунар. студенческой науч.-практ. конф. - Ростов н/Д. - 1997. - С. 93-94.