Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Закономерности системной сенсомоторной организации сложноскоординированных бимануальных движений человека
ВАК РФ 03.03.01, Физиология
Автореферат диссертации по теме "Закономерности системной сенсомоторной организации сложноскоординированных бимануальных движений человека"
На правах рукописи
Ткаченко Павел Владимирович
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИСТЕМНОЙ СЕНСОМОТОРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СЛОЖНОСКООРДИНИРОВАННЫХ БИМАНУАЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА
03.03.01 - физиология
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
Курск - 2014
2 4 ДПР 2014
005547580
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Бобынцев Игорь Иванович
Официальные оппоненты:
Журавлев Борис Васильевич - доктор медицинских наук, профессор, Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, заведующий лабораторией общей физиологии функциональных систем
Орлов Ратмир Сергеевич - доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, главный научный сотрудник
Ерофеев Николай Павлович - доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет», кафедра физиологии
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва
Защита состоится «/£"» ^^-СЦЯ_2014 г. в /У часов на заседании диссертационного совета Д 208.039.01 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (305041, г. Курск, ул. Карла Маркса, 3).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КГМУ Минздрава России и на сайте университета.
Автореферат разослан «¿У» ¿Р/г-//.7./2014 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Хмелевская И.Г.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Интерес к физиологии движений и физиологии двигательной активности человека насчитывает не одну сотню лет, однако систематическое изучение этих феноменов началось только в начале XIX века. Научно-технический прогресс позволил к началу прошлого века получить фундаментально значимые данные по организации и биомеханике наиболее распространенных движений. Однако и в настоящее время изучение структуры движения как целостного образования остается достаточно актуальной и малоизученной проблемой. Между тем именно эта целостность и слитность движения и является наиболее характерным признаком двигательной координации (Бернштейн H.A., 1990; Гурфинкель ВС 1906- Пеп-сон P.C., 1985). ' ' ' ' 1
Координация как деятельность базируется на совместном функционировании множества образований центральной нервной системы. При этом организация движения не может быть отображена анатомически в определенной локализации (Бернштейн H.A., 1990).
Значительный научный интерес представляет изучение целенаправленной деятельности человека с позиций теории функциональных систем П.К. Анохина. Функциональная система представляет собой динамические саморегулирующиеся организации, деятельность всех составных элементов которых способствует получению жизненно важных для организма приспособительных результатов на основе имеющейся и возникающей информации. При этом центральным системообразующим фактором является результат деятельности системы. Несомненно, существует иерархия различных функциональных систем организма, представляющая собой иерархию отдельных результатов деятельности этих систем (Анохин П.К., 1998; Романов ЮА 2002; Судаков К.В., 2005). ' "
Многообразие клинических данных о нарушениях двигательной активности свидетельствует о чрезвычайном многообразии раздельных и различно соподчиненных систем, участвующих в обеспечении полноценного движения (Бернштейн H.A., 1990).
В работах A.B. Завьялова показано, что показатели сенсорных и эффек-торных функций человека находятся в определенной корреляционной зависимости, имеющей разную форму и степень выраженности. Функции различного биологического качества согласованы по своим характеристикам, и от их параметров зависит характер текущего взаимодействия этих функций. При этом высокой функциональной активности сенсорных систем соответствует более совершенная работа нервно-мышечного аппарата (Завьялов А В и др., 1986, 1990).
Достаточно большое количество работ посвящено исследованиям сенсорного обеспечения произвольной двигательной активности. Однако вследствие сложности поставленной задачи и отсутствия достаточной методической базы необходимые исследования сенсорно-моторной интеграции проводятся недостаточно широко (Анисимова И.Ю., Курганский A.B., 2000; Блин-
ков С.М., Никандров М.Г., 2002, 2004; Бондарь А.Т., 2008). Несомненно, что такие исследования имеют важное значение в физиологии труда и спорта и представляют определенный интерес для неврологии, травматологии и ортопедии, экспертизы трудоспособности и профессиональной патологии (Ба-зян A.C., Григорьян Г.А., Иоффе М.Е., 2011; Бальсевич В.К., 2000; Герасимов A.B., 1993; Донецкая Л.В., 1975; Бойченко С.Д. и др., 2003; Дорохов В.Б. и др., 2011; Torres Е.В., 2011).
В то же время, несмотря на значительное количество работ по исследованию сенсорно-моторной интеграции, как со стороны зрительной сенсорной системы, так и слухового анализатора, большинство которых посвящены изучению простых двигательных актов и элементарной двигательной реакции, многосторонние взаимоотношения остаются малоизученным вопросом. Накопленные данные не дают объяснения накопившимся свидетельствам об особенностях становления двигательной функции в онтогенезе, половым различиям, освоению двигательных навыков, успешности профессиональной и спортивной деятельности (Безруких М.М., Хрянин A.B., 2003, 2004; Белов Д.Р. и др., 1997; Герасимов A.B., 1993; Ефимова, 1996; Коган А.Б., Кура-ев Г.А., 1986; Бойченко С.Д. и др., 2003; Иоффе М.Е. и др., 2001; Torres Е.В.,
2013; Wolpert D.M., 2000).
Такой феномен, как координация бимануальной произвольной двигательной активности, является малоизученным в силу отсутствия методических подходов, позволяющих охарактеризовать данный процесс в количественной и качественной форме (Гурфинкель B.C. и др., 1989; Индра М., Шку-рина Н., 1992; Лях В.И., 1991; Todorov Е., Jordan M.I., 2002), а его сенсорное обеспечение представляется сложным и многообразным и требует многогранного анализа (Анисимова И.Ю., Курганский A.B., 2000; Блинков С.М., Никандров М.Г., 2004; Григорьян В.Г. и др., 1995; Куликов Г.А., 2000; Курганский A.B., 2008; Aschersleben G., 2002; Beers R.J., Wolpert D.M., 2002). Поэтому сформулированная же в классических трудах H.A. Бернштейна и P.C. Персон проблема соотношения программы и эффектора, центра и периферии, эффектора и двигательных ответов, решаемая посредством электро-нейромиографических подходов, представляется достаточно актуальной и в наше время в силу многообразия видов и проявлений двигательных координации и их нарушений (Бернштейн H.A., 1990; Зенков Л.Р., Ронкин М.А., 2004; Николаев С.Г., 2003; Скоринкин А.И., 1996; Collet С., Guillot А., 2009).
' Цель работы: исследовать закономерности устойчивой гомеостатиче-ской организации сложной функциональной системы реализации произвольных целенаправленных бимануальных движений с позиций сенсорного обеспечения уровня координации и эффекторного ответа при реализации центральных программ.
Задачи работы:
1) разработать программно-аппаратный комплекс и стандартизировать систему характеристик для оценки уровня произвольных целенаправленных бимануальных движений;
2) выявить особенности внутрисистемных корреляционных взаимоотношений характеристик бимануальных движений у мужчин и женщин;
3) изучить уровень координации произвольных целенаправленных бимануальных движений у лиц с развитыми двигательными навыками и испытуемых, окончивших музыкальную школу по классу фортепиано;
4) исследовать взаимоотношения характеристик произвольных целенаправленных бимануальных движений с показателями психомоторной активности у мужчин и женщин;
5) рассмотреть взаимоотношения показателей бимануальной координации с силовыми характеристиками мышц кисти и их работоспособности у мужчин и женщин;
6) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов на вспышку света у мужчин и женщин;
7) выявить половые особенности зрительно-моторных взаимоотношений с позиций корреляционных связей амплитудно-временных характеристик с показателями бимануальной координации;
8) изучить особенности зрительного сенсорного обеспечения монотонной двигательной активности, требующей зрительного внимания;
9) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик слуховых коротколатентных вызванных потенциалов у мужчин и женщин;
10) выявить особенности аудиомоторных взаимоотношений с позиций корреляционных связей амплитудно-временных характеристик с показателями бимануальной координации у испытуемых мужского и женского пола;
11) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик Р-волны и М-ответа, зарегистрированных при стимуляции нервов предплечий, которые иннервируют мышцы, участвующие в реализации бимануальных координации у мужчин и женщин;
12) выявить особенности корреляционных взаимоотношений характеристик Р-волны и М-ответа, зарегистрированных при стимуляции нервов предплечий, которые иннервируют мышцы, участвующие в реализации бимануальных координации с характеристиками суппортметрии.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разработанные программно-аппаратный комплекс и стандартизованная система характеристик бимануальной координации являются адекватным методом ее оценки.
2. Уровень бимануальной координации, установленный по использованной методике, отражает особенности психомоторной деятельности у мужчин и женщин.
3. Особенности зрительного сенсорного обеспечения произвольных целенаправленных бимануальных движений определяют уровень их координации и проявляются в устойчивых внутрисенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении сенсорной информации в центральных структурах зрительного анализатора.
4. Особенности слухового сенсорного обеспечения произвольных целенаправленных бимануальных движений определяют уровень их координации и проявляются в устойчивых внутрисенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении сенсорной информации в центральных структурах слухового анализатора.
5. Особенности функционирования эффекгорного аппарата определяют уровень бимануальной координации и проявляются в устойчивых внутрисистемных и моторно-эффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении информации программного характера в соответствующих нервно-мышечных структурах.
Научная новизна исследования.
Впервые разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий исследовать процесс бимануальной координации произвольных целенаправленных движений при последовательном выполнении двигательных заданий различной степени сложности. Проведенный вариационный анализ регистрируемых и расчетных показателей суппортметрии позволил установить уровни бимануальной координации у мужчин и женщин.
Впервые изучены особенности внутрисистемных корреляционных связей характеристик бимануальной координации, описаны их вариативность и информационная составляющая, в том числе у лиц с развитыми двигательными навыками.
Впервые описаны особенности внутрисистемных корреляционных взаимоотношений, амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов на вспышку света в группах мужчин и женщин, отражающие исходный уровень функционального состояния зрительной сенсорной системы для обеспечения произвольной двигательной активности. Посредством информационного анализа проведена оценка содержания и надежности передачи зрительной сенсорной информации в центральных структурах, установлены предполагаемые коллекторы и их уровни относительной энтропии и избыточности. Описаны особенности зрительного сенсорного обеспечения монотонной психомоторной деятельности у мужчин и женщин.
Впервые установлены закономерности устойчивых корреляционных взаимоотношений амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов с показателями бимануальной координации, отражающие половые различия зрительного сенсорного обеспечения произвольных движений рук.
Впервые установлены особенности внутрисенсорных корреляционных взаимоотношений амплитудно-временных показателей акустических стволовых вызванных потенциалов у мужчин и женщин, являющиеся маркерами функциональной готовности анализатора к обеспечению бимануальных координации. Описаны вариативность характеристик и информационная составляющая передачи слуховой сенсорной информации на стволовом уровне.
Впервые установлены устойчивые межсистемные корреляционные нза-имоотношения амплитудно-временных характеристик акустических вызванных потенциалов с показателями произвольной сочетаиной двигательной активности рук у мужчин и женщин, отражающие половые различия в уровнях бимануальной координации. Описаны внутрисистемные корреляционные взаимоотношения характеристик стимуляционной миографии, полученные при стимуляции нервов, которые иннервируют мышцы, обеспечивающие бимануальную координацию.
С помощью информационного анализа впервые оценены относительная энтропия и избыточность передаваемой информации программного характера, влияющей на эффективность деятельности нервно-мышечного аппарата и определяющей координацию движений рук.
Впервые установлены устойчивые корреляционные взаимоотношения характеристик симуляционной миографии, отражающих функциональное состояние мотонейронов, нейромоторных единиц и скорость распространения информации по двигательным волокнам, с показателями бимануальной координации.
Впервые проведен многосторонний системный анализ сенсорной аф-ферентации и состояния эффекторов при реализации сложноскоордшшро-ванных сочетанных движений рук при выполнении заданий различной степени сложности у мужчин и женщин.
Практическая значимость работы.
Представленные в работе критерии оценки уровней бимануальной координации произвольных целенаправленных движений, описанные закономерности зрительного и слухового сенсорного обеспечения, а также особенности включения периферического эффекторного аппарата в реализацию двигательной активности могут служить основанием для:
- профессионального отбора на производства, требующие тонкой координации движений рук (работники часовой и радиоэлектронной промышленности, операторы и др.);
- оценки динамики освоения сложных двигательных навыков и прогнозирования успешной производственной деятельности;
- профессионального отбора спортсменов в различные виды спорта (баскетбол, волейбол, футбол, фехтование и др.);
- прогнозирования успешности спортивной деятельности и оценки динамики освоения спортивных навыков, связанных с двигательной активностью;
- профессионального отбора на обучение игре на музыкальных инструментах (фортепиано, скрипка, виолончель, гитара и др.):
- оценки динамики освоения бимануальных двигательных навыков в процессе формирования исполнительской практики;
- экспертизы трудоспособности и количественной характеристики патологических процессов, проявляющихся в изменении бимануальной координации.
Апробация работы.
Основные материалы работы доложены и обсуждены на I съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005), научных конференциях Курского государственного медицинского университета и сессиях ЦентральноЧерноземного научного центра Российской академии медицинских наук (Курск, 2006, 2007, 2008, 2009), Российском симпозиуме «Закономерности интеграции физиологических функций в норме и их дезинтеграция в патологии (Курск, 2007), межвузовской конференции студентов и молодых ученых (Курск, 2007, 2008), II Международной конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте» (Курск, 2010), Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Курск, 2013).
Внедрение полученных результатов.
Материалы диссертации вошли в учебные рабочие программы, включены в лекционные курсы дисциплин и используются на практических занятиях ряда кафедр Курского государственного медицинского университета и Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко. Результаты диссертационного исследования используются в работе научно-исследовательского института экологической медицины (НИИ ЭМ).
Публикации.
По материалам диссертации опубликованы 43 работы, из них 16 в журналах перечня ВАК, получено 2 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ и 1 свидетельство о государственной регистрации топологий интегральных микросхем.
Личный вклад автора.
Автором составлен план и разработана схема исследования, проведен анализ отечественных и зарубежных источников литературы по теме диссертации, разработаны программно-аппаратный комплекс и система характеристик для диагностики уровня бимануальной координации, лично проведены эксперименты по исследованию сложноскоординированных движений рук, зрительных и слуховых вызванных потенциалов, М-ответа и F-волны при стимуляции нервов предплечий, показателей психомоторной активности, силы и работоспособности мышц предплечий, определению сенсорной и моторной асимметрии. Диссертантом выполнены анализ и обобщение результатов, составление таблиц и графиков, написание статей и диссертации.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, четырех глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 361 источник, в том числе 253 отечественных и 108 зарубежных, изложена на 354 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков и 63 таблицы.
Повышение температуры способствует увеличению выхода смол, однако существенно влияет на температуру размягчения и цвет. Максимальный выход (45-60 %) достигнут при 70-90 °С, но повышение температуры до 90 °С, при незначительном увеличении выхода, приводит к образованию плохо растворимых в ароматических растворителях темных продуктов с пониженной температурой размягчения. Использование в качестве сокатализаторов А1(С2Н5)2С1 и А1(С2Н5)3позволяет получать смолы с более высоким выходом, поэтому дальнейшие исследования проводили с каталитическими системами ТЮ14-А1(С2Н5)2С1 и "ПС14-А1(С2Н5)з (табл. 2).
Таблица 2
Физико-химические свойства смол (80 "С, 180 мин) _
Кат. система Соотн. коми., моль Мм БЧ, г BrVIOO г т °г 1 разм) Цвет 50 % р-ра по ИМШ
Стирольная фракция СФ
TiCl4-А1(С2Н5)2С1 1,0 : 0,3-0,5 360-480/ 600-850* 51-56 92-102 200-250
1,0 : 1,0 370/690* 54 96 300
TiCl4-А1(С2Н5)з 1,0 : 0,3-0,5 300-370/ 680-850* 43-46 95-104 200-220
1,0 : 1,0 460/870* 38 114 180
Дициклопентадиеновая фракция ДФ1
TiCl4— А1(С2Н5)2С1 1,0 : 0,3-0,5 200-220/ 520-630* 92-95 87-91 200-220
1,0 : 1,0 292/600* 94 109 250
TÍC14-А1(С2Н5)з 1,0 : 0,3-0,5 220-250/ 580-750* 94-96 91-105 250-280
1,0 : 1,0 217/560* 97 101 280
*в знаменателе указана молекулярная масса переосаждённых НПС
i
Физико-химические свойства (табл. 2) характеризуют полученные продукты как олигомеры со средней молекулярной массой (Мм) от 500 до 800, температурой размягчения (Тразм) 80-105 °С, светлой окраской 180-300 по ЙМШ.
Анализ ЯМР 'Н-спектров НПССФ и НПСДФЬ полученных под действием TiCl4— А1(С2Н5)2С1, указывает на то, что первая является типичной ароматической смолой, в то I время как НПСДФ1 принадлежит к алифатическим (циклоалифатическим) смолам.
На основании ГЖХ исходных фракций и непрореагировавших углеводородов в син-( тезе смол установлено, что при получении смол из фракций СФ и ДФ1 под действием ■ систем TíC14-A1(C2H5)2C1 и TiCl4-Al(C2H5)3 конверсия мономеров составляет 97 и 6668 %, соответственно. Пониженная конверсия мономеров при использовании ДФ1 объясняется высоким содержанием в составе фракции малоактивного дициклопентадиена, а при использовании системы Т1С14-А1(/-С4Н9)з - низкой активностью катализатора.
Таким образом, применение каталитических систем позволяет увеличить выход смол и улучшить цвет; при этом наименее активны системы, включающие A1(/-C4H9)3. Использование фракций, обогащенных дициклопентадиеном, целесообразно для получения смол с более высокой непредельностью.
Также, в качестве катализаторов были использованы шламы производства А1(С2Н5)2С1и отходы производства TiCl3. Получены смолы с выходом около 50 %, цветом 100-200 по ЙМШ и температурами размягчения в интервале 70-90 °С. Использование отходов в качестве катализаторов устраняет стадии их утилизации на основном производстве и позволяет улучшить экологическую обстановку.
Получение нефтеполимерных смол из циклопентадиеновой фракции
В процессе дистилляции фракции ДФ1 дициклопентадиен разлагается с образованием циклопентадиена, являющегося одним из самых реакционноспособных мономеров, который в дальнейшем обратимо димеризуется. Таким образом дистилляция при различных режимах приводит к продуктам с различным соотношением ЦПД : ДЦПД, которое значительно влияет на реакционную способность и изменяется при хранении и перемещении фракций. Оценка равновесия между ЦПД и ДЦПД была проведена по изменениям интегральных интенсивностей сигналов протонов в ЯМР Н-спектрах фракций в областях 6,60-6,77 м.д. для ЦПД и 6,00-6,18 м.д. для ДЦПД. Через 426 ч происходит практически полная димеризация циклопентадиена (степень конверсии 97,5 %) (рис. 4).Результаты исследования могут служить основанием, для прогноза свойств фракций, содержащих дициклопентадиен (ДФ) и циклопентадиен (ЦФ), являющихся базовым сырьем для получения высоконенасыщенных олигомерных продуктов.
Наличие циклопентадиена в подготовленной фракции является предпосылкой для организации низкотемпературного каталитического процесса полимеризации. Полимеризацию фракции ЦФ1 осуществляли при концентрациях 0,5-3,0 % ТлС14 в течение 120 мин при 0 и 20 °С. Увеличение температуры до 80 °С при низких концентрациях Т1С14 (0,5-1 %) не приводит к существенному росту выхода смолы, при использовании 1 -2 % наблюдается постепенный рост выхода, а при концентрации выше 3 % образуются темные нерас-
4<Ю 500 Время, ч
Рис. 4. Зависимость изменения концентраций дициклопентадиена (1) и циклопентадиена (2) от времени творимые продукты (табл. 3). Оптимальными условиями синтеза являются 1-2 % "ПСЦ и температура 20 °С. Полученные в этих условиях продукты обладают хорошими свойствами: цвет, адгезия, прочность при ударе и изгибе.
Таблица 3
Условия синтеза Выход, % Цвет 10 %-го р-ра по ЙМШ Мм БЧ, г Вг2/100 гНПС т °с
Копц.'П С14,% Темп., °С
0,5 0 18 40 270 94 57
20 20 40 285 102 60
80 30 130 290 98 62
1 0 25 40 275 111 60
20 32 60 290 100 61
80 32 130 450 96 65
1,5 0 30 40 360 90 66
20 36 40 400 93 68
2 0 35 40 370 112 73
20 40 60 410 93 71
В зависимости от режима дистилляции и времени хранения можно получать фракции с различным содержанием циклопентадиена, что оказывает значительное влияние на выход смол (рис. 6),
Регистрацию АСВП проводили с использованием нейромиоанализато-ра НМА-4-01 «Нейромиан» (Медиком МТД, Таганрог, Россия) с соответствующим программным обеспечением по стандартной методике в отведениях СЗ и С4 по международной системе «Ю-20%» (Гнездицкий В.В., 2003). Регистрируемые вызванные потенциалы включали в себя семь позитивных пиков I-VII. Рассматривались их абсолютные латентности, межпиковые интервалы I-III, III-V, I-V, амплитуды и их различия в зависимости от стороны стимуляции и рассматриваемого отведения.
Регистрация параметров F-волны и М-ответа осуществлялась на ней-ромиоанализаторе НМА-4-01 «Нейромиан» производства НПКФ (Медиком МТД, Таганрог, Россия). Стимулировали п. Medianus (срединный нерв), п. ülnaris (локтевой нерв) и п. Radialis (лучевой нерв). Стимулирующие, отводящие и референтные электроды накладывались в соответствии с руководствами (Гехт Б.М. и др., 1997; Николаев С.Г., 2003). В качестве диагностических параметров рассматривали: латентность М-ответа (мс), амплитуду М-ответа (мВ), минимальные (min), средние (med) и максимальные (max) значения F-волны, соотношение амплитуд F-волна/М-ответ (min, med, max) в %, разность латентностей F-волна - М-ответ (min, med, max) в мс, а также минимальную, среднюю и максимальную скорости проведения по нерву.
Максимальное мышечное усилие и силовая выносливость мышц кисти определяли методом динамометрии по общепринятой методике.
При статистической обработке результатов рассчитывали средние арифметические величины (М) рассматриваемых характеристик с их ошибками (т). Достоверность различий средних арифметических оценивалась по таблице критериев Стьюдента. Для сравнения разных признаков, выраженных в разных единицах измерения, используется не абсолютное, а относительное значение среднего квадратичного отклонения в форме коэффициента вариации (CV). С целью оценки реально существующего распределения значений признаков составлялись вариационные ряды по общепринятому алгоритму. Рассчитывали коэффициенты прямолинейной корреляции (г) с ошибкой (т), корреляционные отношения рассматриваемых характеристик (r¡) с ошибкой (т), критерий криволинейное™ (F£). Для оценки значимости взаимосвязей, коррелирующей характеристики, рассчитывали коэффициент суммарной многосторонней корреляции как &+?; без учета знака. Для количественного анализа информационного содержания рассматриваемых показателей рассчитывали относительную энтропию (ОЭ) и коэффициент избыточности (КИ) каждой характеристики по общепринятым алгоритмам. Все первичные данные перед статистической обработкой были проверены на нормальность распределения и равенство генеральных дисперсий.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Характеристики произвольной целенаправленной активности рук. При сравнительном анализе средних значений показателей бимануальной координации установлено, что при выполнении двигательных заданий OB, ВНК, ВВК и КО достоверно больше у женщин (р<0,001), а расчетные характеристики ИПК, CK и CP - у мужчин (р<0,001). Обращает на себя внимание,
что, наряду с высокой степенью достоверности различий всех рассматриваемых характеристик, в большей степени отличаются у мужчин и женщин показатели дефекта выполнения всех четырех заданий - время вне контура и количество ошибок при реализации задачи, а также, как следствие, интегральный показатель координации. Кроме того, можно сделать заключение о сложности выполнения предлагаемых заданий. Очевидно, что первое задание «запальное, пробное» является самым простым. Однако именно при прохождении этого контура испытуемыми разных групп выявлены самые существенные различия. Самым сложным координационным заданием как для мужчин, так и для женщин является второе. Проведенный вариационный анализ показал, что временные характеристики бимануальной координации ОВ и ВНК и рассчитываемая скорость выполнения задания не различаются по разнообразию при выполнении всех четырех заданий. Обращают на себя внимание выраженные достоверные различия коэффициентов вариации ВВК и КО (характеристик дефекта бимануальной координации) при прохождении всех контуров и интегрального показателя координации при реализации первых трех заданий. Следует отметить, что наибольшее суммарное разнообразие признаков выявлено при выполнении второго задания, что подтверждает его сравнительную сложность. При этом вариативность ВВК и КО больше в группе мужчин, а ИПК - у женщин (р<0,001).
Средние значения суппортметрии не дают в полной мере представлений об уровнях координации, поэтому для решения данной задачи нами был применен метод построения вариационных рядов с целью установления пороговых уровней бимануальной координации в обеих группах по каждой из характеристик. Пороговые значения характеристик первых двух заданий представлены в таблицах 1-4.
Таблица 1
Пороговые уровни характеристик бимануальной координации при выполнении первого задания и их частота встречаемости у мужчин (в %) Показатель ~ Уровни характеристик"
ОВ
ВНК
ВВК
КО
ск
СР
ИПК
Высокий
< 166,53 (11,87)
< 162, 55 (15,39)
<3,2 (34,28)
< 13,0 (25,74)
> 1,95 (11,79)
< 0,52 (25,03)
> 22,89 (4,09)
Средний
166,63-269,71 (71,36)
162,65-264,25 (68,55)
3,3-24,45 (53,85)
13,1 -24,45 (63,18)
1,94- 1,19(69,45)
0,53 -0,88 (54,87)
22,79 - 12,0 (79,82)
Низкий
>269,81 (16,76)
>264,35 (16,06)
>24,46(11,87) > 24,46(11,08)
<1,18(18,76)
> 0,89 (20,10)
<11,0(16,09)
Примечание: ОВ - общее время выполнения задания, ВНК - время на контуре задания, ВВК - время вне контура задания, КО - количество ошибок, СК - скорость выполнения'задания, СР - скорость реакции при исправлении ошибки, ИПК - интегральный показатель координации; в скобках указана встречаемость уровня в выборке.
Информационный анализ показателей бимануальной координации показал, что у мужчин характеристики дефекта выполнения задания (ВВК и КО) практически всех контуров являются наиболее упорядоченными в отношении содержания информации, передача которой осуществляется с высокой степенью надежности, что отражается в высоких значениях коэффициентов избыточности. Напротив, у женщин на фоне отсутствия четкой закономерности наибольшей упорядоченностью и надежностью передачи обладают характеристики времени выполнения заданий.
Таблица 2
Пороговые уровни характеристик бимануальной координации при выполнении первого задания и их частота встречаемости у женщин (в %)
Показатель Уровни характеристик ^
Высокий Средний Низкий
ОВ < 192, 0(4,23) 193,0-324,0(79,03) >325,0(16,74)
ВНК <200,0 (20,83) 201,0-326,0 (70,26) > 327,0 (8,91)
ВВК < 15,0 (44,08) 16,0-81,0 (53,56) > 82,0 (2,36)
КО <14,0 (29,15) 15,0-44,0 (55,81) > 45,0 (15,04)
СК > 1,44 (22,68) 1,43-0,9(66,82) <0,89(10,41)
СР <0,87 (18,25) 0,88- 1,12 (61,65) > 1,13 (20,10)
ИПК > 16,0 (9,01) 7,20- 15,9 (74,39) <7,10(16,60)
Примечание: см. табл. 1.
Таблица 3
Пороговые уровни характеристик бимануальной координации при выполнении второго задания и их частота встречаемости у мужчин (в %)
Показатель Уровни характеристик
Высокий Средний Низкий
ОВ < 196,5(18,76) 196,6-332,4 (70,85) >332,5 (10,39)
ВНК < 174,1 (18,87) 175,2-311,4 (69,26) >311,5.(11,87)
ВВК <6,9(13,98) 37,2 - 7,0 (77,66) > 37,3 (8,36)
КО <6,9 (5,60) 37,2 - 7,0 (72,74) > 37,3 (21,66)
СК > 1,47(19,45) 1,46-0,81 (74,29) <0,80 (6,26)
СР <0,77(16,09) 0,78- 1,13 (73,89) > 1,14(10,02)
ИПК > 18,2(10,48) 3,8- 18,1 (84,66) <3,79 (4,86)
Примечание: см. табл. 1.
Таблица 4
Пороговые уровни характеристик бимануальной координации при выполнении второго задания и их частота встречаемости у женщин (в %)
Показатель Уровни характеристик
Высокий Средний Низкий
ОВ <263,5 (19,06) 264.5-422,5 (62,48) >423,5 (18,46)
ВНК <214,4 (24,57) 215,4-374,6 (60,48) >375,6 (14,95)
ВВК < 33,4(22,61) 83,8 - 34,4 (66,06) >84,8 (11,89)
КО <28,75 (15,24) 72,25-29,75 (57,71) > 73,25 (26,74)
СК > 1,1 (24,99) 1,0-0,71 (55,94) <0,72(19,07)
СР < 0,83 (23,53) 0,84- 1,18 (55,39) > 1,19(21,08)
ИПК > 8,53 (17,85) 8,52 - -8,64 (68,47) <- 8, 65 (13,68)
Примечание: см. табл. 1.
Анализ суммарной многосторонней скоррелированности показателей бимануальной координации у мужчин (рисунок 3) позволил ранжировать характеристики: первое задание - ИПК (Ег = 3,933) > СК (& = 3,588) >ОВ (Ег = 3,252) > ВВК (Ег = 2,814) >ВНК (Ег = 2,698) >КО (Ег = 2,602) >СР (Ег = 2,427). Следует отметить, что сумма всех коэффициентов прямолинейной корреляции (Ег) сопоставляемых показателей бимануальной координации, характеризующих выполнение первого задания, составляет - 10,657; второе задание - ИПК (Ег = 4,076) > СК (Ег = 3,677) > ОВ (Ег = 3,260) >ВВК (Ег = 3,091) >ВНК (Ег = 2,888) >СР (Ег = 2,850) >КО (Ег = 2,628). Сумма корреляционных связей, выявленных между характеристиками второго задания суп-портметрии, составляет Ег = 11,235; третье задание - ИПК (Ег = 3,775) > ОВ (Ет = 3,090) >ВНК (Ег = 2,874) >СК (Ег = 2,767) >ВВК (Ег = 2,633) > КО (Ег = 2,227) > СР (Ег = 1,666). Сумма коэффициентов корреляции в сопоставляемых парах составила - 9,516; четвертое задание - ИПК (Ег = 3,822) > ОВ (Ег = 3,172) > ВВК (Ет = 2, 788) >СК (Ег = 2,694) >ВНК (Ег = 2,472) >КО (Ег = 2^213) > СР (Ег = 1,887). Сумма коэффициентов корреляции в сопоставляемых парах составила Ег - 9,522. Общий анализ ранжированных рядов характеристик бимануальной координации при выполнении четырех заданий в группе мужчин показал, что наибольшей суммарной скоррелированностью обладает интегральный показатель координации. По сумме всех корреляционных сопоставлений, выявленных для каждого координационного задания, они располагаются в следующей последовательности: II > I > IV >111.
У женщин (рисунок 4) ранжированные ряды выглядят следующим образом: при выполнении первого задания - ОВ (Ег = 3,410) > ИПК (Ег = 3,257) >ВНК (Ет = 3,222) ;>ВВК (Ег = 3,073) > СК (Ег = 2,661) > КО (Ег = 1,955) > СР (Ег = 1,412). Сумма всех коэффициентов в рассматриваемой корреляционной системе составила Ег = 9,525; второго - ИПК (Ег = 3,767) >ОВ
(& = 3,384) >ВВК(Ег = 3,193) >ВНК (Ег = 2,910) >КО (Ег = 2,745) гСК(Ег = 2,629) > СР (Ег = 1,432). Сумма коэффициентов корреляции в системе показателей второго задания составляет Ег = 10,030; третьего - ИПК (Ег = 3 464) > ОВ (Ег = 2,898) >ВВК (Ег = 2,742) >ВНК (Ег = 2,669) >СК (Ег = 2,424) > КО (Ег = 1,931) > СР (Ег = 1,144). Суммарная скоррелированность показателей третьего задания равна Ег = 8,636 и четвертого - ИПК (Ег = 2,754) >ВНЬС (Ег = 2,675) >ОВ (Ег = 2,615) >СК (Ег = 2,322) >ВВК (Ег = 2,099) > КО (Ег = 1,671) > СР (Ег = 1,138). Суммарная скоррелированность в системе показателей составила Ег = 7,637. Анализ ранжированных рядов показателей бимануальной координации при выполнении четырех заданий у женщин показал, что впервые ранги занимают ИПК, ОВ и ВНК, т.е. регистрируемые временные характеристики и рассчитываемый с их участием интегральный показатель. Последний ранг постоянно занимает скорость реакции. По сумме всех корреляционных сопоставлений, выявленных для каждого координационного задания, они располагаются в следующей последовательности' II > I > III > IV.
Несмотря на сходный характер ранжирования заданий в зависимости от суммы коэффициентов корреляции их характеристик, обращает на себя внимание тот факт, что у женщин суммарная скоррелированность достоверно ниже, чем у мужчин (р<0,01).
Проведенный анализ топографической биомеханики безошибочного выполнения заданий суппортметрии показал, что при прохождении первого и второго контуров большее количество движений совершается левой рукой, а при выполнении третьего задания - правой. Реализация четвертого контура характеризуется симметрией участия обеих рук при координации.
Анализ характеристик бимануальной координации и их взаимоотношений у испытуемых, окончивших музыкальную школу по классу фортепиано, и их сравнение с таковыми в общей группе женщин показали, что значения показателей дефекта выполнения выше в контрольной группе, а ИПК закономерно выше в группе пианисток. Также установлено, что интегральный показатель координации отличается меньшей вариативностью у лиц с развитыми навыками. Информационный анализ выявил достоверные различия суммарных значений относительной энтропии показателей координации при выполнении первого задания, также суммарных значений коэффициента избыточности при прохождении первого и третьего контуров. Анализ скорре-лированности позволил установить более выраженные взаимоотношения показателей для каждого из заданий (р<0,01). Вероятно, выявленные отличия являются выражением сформированных бимануальных двигательных навыков, приобретенных в процессе обучения на фортепиано и подтверждают объективность предложенного метода.
Рис. 3. Корреляционные взаимоотношения показателей бимануальной координации в группе мужчин
Примечание. ОВ - общее время выполнения задашя, ВНК - время на контуре задания, ВВК - время вне контура задания, КО - количество ошибок при выполнении задания, СК - скорость выполнения задания, СР - скорость реакции при исправлении ошибок, ИПК - интегральный показатель координации; одна линия - г = 0,17 - 0,22, две линии - г = 0,23 - 0,27, три линии - г = 0, 28 и более; пунктиром обозначены отрицательные связи.
Задание 2 Задание 4
Рис. 4. Корреляционные взаимоотношения показателей бимануальной координации в группе женщин
Примечание: ОВ - общее время выполнения задания; ВНК - время на контуре задания; ВВК - время вне контура задания; КО - количество ошибок при выполнении задания; СК - скорость выполнения задания; СР - скорость реакции при исправлении ошибок; ИПК - интегральный показатель координации; одна линия - г = 0,16 - 0,20, две линии - г = 0,21 - 0,25, три линии - г = 0, 26 и более: пунктиром обозначены отрицательные связи.
Рассмотрение взаимоотношений характеристик бимануальной координации и психомоторной активности подтвердил моторные и психомоторные особенности мужчин, объективность метода суппортметрии и обосновывает половые различия бимануальной координации.
Установлено, что у мужчин с более высоким уровнем координации сила и работоспособность мышц кистей, реализующих бимануальную координацию, значительно больше, чем у женщин. При этом вариативность силовых характеристик, напротив, выше у женщин. Показатели динамометрии у мужчин содержат больше информации при ее высокой скорости передачи. В целом у мужчин корреляционная картина свидетельствует о гибкой сона-стройке силовых усилий при реализации бимануальной координации, что особенно очевидно при выполнении сложного задания, а у женщин наблюдается менее лабильная настройка.
Зрительное обеспечение произвольной целенаправленной двигательной активности. Анализ средних значений амплитудно-временных характеристик компонентов ЗВПВ и их различий у мужчин и женщин выявил исходный уровень функционирования центральных структур зрительной системы в группах испытуемых (лабораторные нормативные данные) и показал, что ЗВПВ у женщин имеют большую амплитуду и меньшие латентные периоды, чем у мужчин.
Информационный анализ значений амплитудно-временных характеристик ЗВПВ у мужчин выявил эффективное дублирование информации на всех уровнях проводящей системы при контрлатеральной стимуляции и, как следствие, эффективную активацию соответствующих, преимущественно неспецифических, структур с широкой кортикальной иррадиацией возбуждения. У женщин отмечено более выраженное в сравнении с мужчинами значение латерализации поступления стимула и вовлечение в обработку информации менее широкого спектра структур.
Анализ внутрисистемной скоррелированности амплитудно-временных характеристик компонентов ЗВПВ показал, что у мужчин в рассмотренных системах показателей наиболее взаимосвязанными являются компоненты, отражающие скорость проведения и активацию неспецифических и ассоциативных ядер таламуса, связанные с их ритмогенными свойствами и межъядерными связями, ядер стриарного комплекса, а также неспецифических систем лимбико-ретикулярного комплекса. При этом характерным явлением было усиление связей при правосторонней стимуляции с преобладание криволинейных взаимоотношений.
У женщин наряду со значением неспецифических структур, относящихся к зрительной сенсорной системе, сравнительно высокий уровень взаимосвязей показывают амплитудно-временные характеристики, отражающие распространение возбуждения и активацию специфических таламических ядер с относительно большим количеством прямолинейных взаимоотношений и их усилением при левосторонней латерализации стимула.
Рассмотрение интермодальных взаимоотношений латентностей ЗВПВ и характеристик бимануальной координации у мужчин (рисунок 5) показало, что при стимуляции левого сенсорного входа суммарная' многосторонняя скоррелированность (Sr+q) ипсилатерально в OI составила 18, 508, а в 02 24,173, при правосторонней стимуляции в 01 - 14,929, а ипсилатерально -14,990. Характер выявленных корреляционных связей свидетельствует о роли распространения возбуждения по быстропроводящим волокнам зрительного нерва и зрительного тракта, а также через центральные нервные структуры, имеющие мультисинаптическую организацию. При этом устойчивые интермодальные взаимоотношения в корреляционных системах четырех двигательных^ заданий характеризую гея криволинейными взаимосвязями латентностей с временными показателями бимануальной координации (ОВ и ВНК) и рассчитываемыми на их основе ИПК и СК.
У женщин (рисунок 6) выявлена противоположная корреляционная картина с усилением интермодальных связей латентностей, зарегистрированных при правосторонней стимуляции, с показателями координации. Так, в системе отведения OI сумма коэффициентов корреляции и корреляционных отношений составила 40,539, ипсилатерально - 36,800, при стимуляции слева в системах 01 - 26,629, контрлатерально - 16,806. При этом структура корреляционных связей, в отличие от мужчин, свидетельствует о преимущественных прямолинейных взаимоотношениях латентностей с характеристиками дефекта реализации координационных проб (ВВК и КО) и, как следствие с ИПК и СР.
В отношении межсистемных связей амплитуд ЗВПВ и показателей координации у мужчин (рисунок 7) наблюдается картина, сходная с корреляцией латентностей. Так, Jjr+i) характеристик активации центральных зрительных структур, зарегистрированных при левосторонней стимуляции в отведении OI, составила 8,361, контрлатерально - 25,935. При стимуляции правого зрительного входа контрлатерально - 7,786, ипсилатерально в 02 - 14,727. Характер прямолинейных и криволинейных корреляций на фоне относительно меньшей их выраженности свидетельствует о значении латерализации поступления сенсорной информации и активации неспецифических систем мозга справа. При этом, как и во взаимоотношениях с латентностями, имеются выраженные криволинейные связи с временными показателями бимануальной координации, ИПК и С К.
У женщин (рисунок 8) интермодальные взаимоотношения амплитуд компонентов ЗВПВ схожи с выявленными таковыми в отношении латентностей и характеризуются относительно большей выраженностью взаимосвязей активации структур с характеристиками координации при правосторонней стимуляции. Так, fr+tj в системах отведения 01 составила 16,296, ипсилатерально - 12,202. При поступлении сенсорного стимула слева в корреляционных системах отведении OI 10,568, контрлатерально - 7,182. При этом характер связей свидетельствует об устойчивых взаимоотношениях показателей дефекта бимануальной координации (ВВК и КО).
Таким образом, у мужчин и женщин реализуются различные стратегии зрительного сенсорного обеспечения произвольной бимануальной координации. У мужчин регуляция, настройка и сонастройка осуществляются по прогнозированию, т.е. посредством контроля скорости реализации треков на сложных участках с вероятностью ошибки, а у женщин - по возмущению, т.е. по факту схода с контура.
В рамках данной работы нами было выполнено исследование особен- . ностей зрительного обеспечения монотонной психомоторной деятельности, требующей зрительного внимания, посредством корреляционного сопоставления характеристик выполнения корректурной пробы (тест Ландольта) с амплитудно-временными показателями компонентов зрительных вызванных потенциалов. Полученные результаты позволяют полагать, что мужчины обладают большей способностью к монотонной деятельности, требующей устойчивости зрительного внимания, сохраняя темп выполнения задания и затрачивая меньшее время на его реализацию. Данный результат может достигаться за счет более эффективной настройки и сонастройки зрительно-моторной системы на уровне специфических и неспецифических систем зрительного анализатора.
Слуховое обеспечение произвольной целенаправленной двигательной активности рук. Установлено, что значения амплитудно-временных характеристик коротколатентных слуховых вызванных потенциалов в целом согласуются с данными литературы и характеризуют состояние слуховой сенсорной системы на стволовом уровне.
Следует отметить, что средние значения латентностей АСВП и межпиковых интервалов достоверно выше у мужчин, а вариативность этих характеристик - у женщин. В отношении амплитуд наблюдается противоположная картина, поскольку значения этих показателей преимущественно выше у женщин. При этом характеристики активности обнаруживают более выраженные различия по сравнению с латентостями. Очевидно, что выявленные различия обусловливаются анатомо-функциональными особенностями мужчин и женщин и латерализацией поступления звукового сигнала.
Информационный анализ амплитудно-временных характеристик АСВП позволил установить равномерное распределение информации в стволовых структурах, относящихся к слуховой сенсорной системе. При этом на распространение слуховой информации, билатеральную иррадиацию и ее концентрацию в соответствующих структурах влияет латерализация нанесения стимула. Характерно, что у мужчин наблюдается более эффективная билатеральная иррадиация на доталамическом уровне с высокой надежностью передачи информации.
02 стимуляция слева
02 стимуляция справа
__геи_56»___га
Рис. 5. Скоррелированность ( показателей суппортметрии с латентностями компонентов ЗВПВ у мужчин
Примечание: ОВ - общее время выполнения задания; ВНК - время на контуре задания; ВВК - время вне контура задания; КО количество ошибок при выполнении задания; СК - скорость выполнения задания; СР - скорость реакции при исправлении ошибки; ИПК интегральный показатель координации.
ш я ви 7 Ш = Н
Г "вое _____1нвнк авак____шко; ' пер' □ или
02 стимуляция слева
02 стимуляция справа
01 стимуляция справа
02 стимуляция слева
02 стимуляция справа
СГювГ
1
и
вов____ввнк
_ц.ко____век рср " а ипк 1
Г дов____ввнк__стввк____ако_____век__рср ринк ~1
02 стимуляция слева
I
ввнк_юввк_око век_рср_аипк
02 стимуляция справа
авнк __ тввк
ИСК ОСР__оипк ~1
Анализ суммарной многосторонней скоррелированности латентностей компонентов АСВП позволил установить закономерности и особенности распространения акустической импульсации в структурах центральной нервной системы в зависимости от стороны нанесения стимула и выявить наиболее взаимосвязанные центральные структуры слуховой сенсорной системы. Так, при стимуляции левого слухового входа в СЗ у мужчин наибольшей суммарной скоррелированностью обладают значения латентностей компонентов III и IV, находящиеся на одном уровне взаимосвязи, тогда как латент-ности двух последних компонентов обладают наименьшей скоррелированностью. В контрлатеральном отведении С4 первые ранги занимают патентное™ компонентов IV и V, на последних рангах находятся латентности двух первых компонентов, коррелирующие только между собой. Такое полярное распределение низковзаимосвязанных компонентов, вероятно, обусловлено ла-терализацией нанесения стимула. При этом большинство взаимосвязей носит прямолинейный положительный характер.
Стимуляции правого сенсорного входа у мужчин обусловливают наиболее тесные внутрисистемные одноуровневые взаимосвязи латентностей компонентов V и IV в контрлатеральном отведении, а в ипсилатеральном отведении - временных характеристик IV и III. Обращает внимание тот факт, что латентности компонента VII в обоих отведениях находятся на самом низком уровне скоррелированности и в данных системах выявлены немногочисленные криволинейные связи.
У женщин при левосторонней стимуляции в отведении СЗ наиболее скоррелированы временные характеристики компонентов III, V, I и IV, а наименее, как и у мужчин, - латентности двух последних компонентов. В конгрлатеральном отведении наиболее взаимосвязанными являются компоненты III, I и IV, а менее, как и в предыдущих случаях, - VII. При этом имеется достаточно большое количество криволинейных связей по сравнению с группой мужчин. Отрицательную скоррелированность показывает латент-ность второго компонента с наиболее скоррелированными характеристиками.
Нанесение акустического стимула на правое ухо вызвало наибольшую выраженность внутрисистемной взаимосвязи латентности компонента VI, за которым следуют V, IV и III, находящиеся на одном уровне в системе отведения СЗ. Справа наиболее скоррелированными являются латентности первых пяти компонентов, находясь на одном уровне взаимоотношений. Как и в СЗ, на последнем месте находится латентность VII компонента. Обращает на себя внимание большое количество отрицательных коэффициентов корреляции в системе отведения СЗ, а в ипсилатеральном отведении имеются только положительные прямолинейные связи.
Внутрисистемная корреляция межпиковых латентностей показала практически полную идентичность картин взаимосвязей в обеих группах испытуемых и оттенила значение латерализации поступления информации для распространения возбуждения в конрлатеральном отведении. Корреляция асимметрии данных характеристик свидетельствует об однотипности иррадиации возбуждения в обеих группах испытуемых. В то же время у мужчин относительно более выраженная интеграция возникает при левосторонней стимуляции, а у женшин - при нанесении аудиосигнала справа с усилением тесноты взаимоотношений.
Анализ суммарной многосторонней скоррелированности амплитуд компонентов АСВП позволил выявить особенности взаимосвязанной активации и сонасгройки подкорковых структур слуховой сенсорной системы в зависимости от латерализации нанесения стимула. Так, у мужчин в обоих отведениях при нанесении стимула на левое ухо наибольшей степенью корреляционной взаимосвязи обладают компоненты II и IV. Правосторонняя стимуляция в контрлатеральном отведении обусловливает аналогичную закономерность. В то же время ипсилатерально первые ранги занимают амплитуды первого и пятого компонентов.
У женщин с учетом уровня многосторонней скоррелированности наибольший вклад в активацию структур, обеспечивающих обработку слуховой сенсорной информации, вносит латерапизация нанесения сигнала, что проявляется в схожести ранговых мест, занимаемых компонентами АСВП на стороне стимуляции.
Рассмотрение интермодальных взаимоотношений амплитудно-временных характеристик АСВП с показателями бимануальной координации в системах четырех двигательных заданий позволило выявить особенности слухового сенсорного обеспечения бимануальных движений у мужчин и женщин. При анализе межсистемных связей латентностей с характеристиками сложноскоординированных движений рук у мужчин (рисунок 9) установлено, что наибольший уровень интермодальных взаимоотношений наблюдается в системах отведения С4 при поступлении слухового стимула справа и составляет 23,329, а контрлатерально - в СЗ со значением 15,517. Зарегистрированные при левосторонней стимуляции латентности коррелируют с показателями координации в СЗ на уровне 11,836, а контрлатерально сумма коэффициентов корреляции и корреляционных отношений составляет 4,480. Межсистемные связи носят выраженный криволинейный характер, и свидетельствуют о значении распространения возбуждения в правых отделах центральной нервной системы и роли временных показателей в реализации двигательных координации всех четырех заданий.
У женщин (рисунок 10) на фоне усиления интермодальных взаимоотношений картина схожа с таковой у мужчин. Так, £г+:д в системах отведения С4 и четырех двигательных заданий составляет 25,913, контрлатерально -14,928, при поступлении аудиосигнала слева в системах СЗ - 13,290, контрлатерально - 14,731. Однако в данной группе, в отличие от мужчин, внутренняя структура корреляционных связей характеризуется выраженной прямолинейностью и устойчивыми взаимосвязями латентностей с характеристиками дефекта реализации произвольных координации рук.
Что касается межпиковых латентностей, то у женщин, как и мужчин, набольшая интермодальная скоррелированность наблюдается в правосторонних отведениях С4 при лево- и правосторонней стимуляции. При этом у женщин общий уровень многосторонних корреляционных связей несколько выше, чем у мужчин, и характеризуется сохранением описанных выше закономерностей внутренней корреляционной структуры.
Анализ межсистемных взаимоотношений амплитуд компонентов АСВП с показателями бимануальной координации у мужчин (рисунок 11) показал, что наибольший уровень взаимосвязей, как и в случае с латентно-стями, наблюдается при правосторонней стимуляции в ипсилатеральном отведении и составляет 17,327, контрлатерально - в системах отведения СЗ -12,567. При поступления слуховой сенсорной информации через левое ухо характеристики активации подкорковых слуховых структур коррелируют с показателями координации в системе СЗ на уровне 15,206, контрлатерально -10,339. В структуре корреляции всех четырех бимануальных заданий превалируют устойчивые криволинейные взаимоотношения с показателями времени реализации треков (ОВ и ВНК) и их производными ИПК и СК.
У женщин (рисунок 12), в отличие от мужчин, интермодальные взаимоотношения амплитуд АСВП характеризуются наибольшим уровнем скор-релированности активации слуховых подкорковых структур, вызванных левосторонней стимуляцией в контрлатеральном отведении С4, в котором суммарный уровень составляет 25,798, а ипсилатерально - 14,863. Поступление сенсорного стимула справа определяет межсистемные связи активации слуховой сенсорной системы с характеристиками бимануальной координации в системах отведения СЗ на уровне 13,742, а ипсилатерально - 13,826. При этом, как и в отношении латентностей, амплитуды обнаруживают устойчивые превалирующие прямолинейнные корреляционные связи с ВВК и КО, а также с ИПК и СР.
Таким образом, полученные результаты позволяют предполагать наличие различных механизмов в реализации слухомоторных взаимоотношений у мужчин и женщин, обусловливающих отличия в уровне бимануальной коор-
динации. При этом у мужчин коррекция осуществляется по прогнозированию, а у женщин - по возмущению.
Нейромоторное обеспечение произвольной целенаправленной двигательной активности рук.
Сравнение характеристик проведения нервного импульса у мужчин и женщин выявило существенные различия, обусловленные анатомо-физиологическими особенностями организации и функционирования периферических нервно-мышечных структур, разнонаправлено проявляющиеся при анализе результатов по всем стимулируемым нервам, но в целом соответствуя нормативным значениям, представленным в литературе. Данные различия также характеризуют асимметрию, проявляющуюся на сегментарном и периферическом уровнях.
Информационный анализ показал, что наиболее организованной информацией с высокой степенью надежности ее передачи практически у всех нервов, как у мужчин, так и у женщин, характеризуются значения соотношения амплитуд Р-волны и М-ответа. Суммарные значения относительной энтропии и коэффициентов избыточности показывают, что у мужчин и женщин наибольшая информация сосредоточена в структурах, относящихся к срединному нерву справа и локтевому нерву слева. У женщин эта закономерность выражена в меньшей степени. Асимметрия распределения информации у мужчин не выражена, а у женщин наибольшая ее концентрация и наименьшая избыточность передачи отмечаются у нервов правого предплечья.
Анализ внутрисистемной скоррелированности характеристик стимуля-ционной электронейромиографии показал однотипность корреляционных связей у мужчин и женщин. Наиболее скоррелированными характеристиками во всех случаях являлись средняя скорость распространения возбуждения по нервам и значения разности латентностей М-ответа и Р-волны. Уровень суммарных многосторонних связей показателей у мужчин составил справа: срединный нерв - 29,410; локтевой нерв - 35,397; лучевой нерв - 29,658: слева: срединный нерв - 50,849; локтевой нерв - 30,889; лучевой - 45,369. При этом характерно превалирование суммарной скоррелированности показателей стимуляции левого предплечья с выраженным вкладом срединного нерва. У женщин суммарная многосторонняя скоррелированность составила справа: срединный нерв - 34,987; локтевой нерв - 36,224; лучевой нерв -32,062; слева: срединный - 36,224; локтевой - 35,426; лучевой - 30,133. Следует отметить минимальную скоррелированность показателей лучевого нерва и относительную симметрию корреляционных отношений справа и слева.
Г~ еюв швнк вввк око век аср аипх 1
С4 стимуляция слева
I РОЗ И8НК ЕЗВВК ШКО НСК НСР РИГЖ I
ПОЗ ■( внк_нввк дно аек_вер ¡дипк 1
С4 стимуляция справа
1 ров ивнк зввк юко__ыск вер__аиш
□ ОВ ЛИ-_вввк пко век ЙСР аипк
С4 стимуляция слева
задай« Задание 2 Задание 3
Гоов ввнк аввк" шко" век " вср юипк ]
. РОВ ввнк
шко_век вср рилк 1
С4 стимуляция справа
Н 1>1
Задание 2 Задание 3
I оов двнк аввк шко век нср рипк ""
□ ов _1внк_._. вв|к___гко век нср аипк i
С4 стимуляция слева
□ ов ИВНК ЕЗВ8К СП то иск вер пигж
I
I
1
Г вов ибнк аввк_око век___ иср _ ]
С4 стимуляция справа
Анализ суммарной многосторонней скоррелированности разноименных нервов правого и левого предплечий (рисунок 13) показал, что в большинстве случаев, за исключением сопоставления срединный нерв - локтевой нерв справа с недостоверными различиями, уровень суммарных корреляционных связей достоверно выше у мужчин (р<0,05 - 0,001). При этом наибольший уровень взаимоотношений выявлен в сопоставлениях характеристик срединных нервов справа и слева с показателями локтевого нерва слева и лучевого справа.
Тг+о
Луп - Лоп Сп - Лоп Сл - Луп
1- В Мужчины-----¿Женщины_2
Рис. 13. Суммарная многосторонняя скоррелированность характери-
стик разноименных нервов правого и левого предплечий у мужчин и женщин
Примечание: С - срединный нерв, Ло - локтевой нерв, Л у - лучевой нерв; п - справа л -
слева.
В отношении одноименных нервов правого и левого предплечий (рисунок 14) показано, что у мужчин суммарно наиболее скоррелированы характеристики срединных нервов, а у женщин - локтевых (на достоверно более высоком уровне по сравнению с мужчинами).
При анализе результатов корреляционного анализа характеристик, полученных при стимуляции правого и левого лучевых нервов, с показателями бимануальной координации у мужчин наиболее скоррелированными с характеристиками суппортметрии являются стимуляционные показатели лучевого нерва справа (Б"+Ч=7,177). Сумма коэффициентов корреляции и корреляционных отношений левого нерва составила 6,813, достоверно статистически не отличаясь от суммарной скоррелированности правого нерва.
Со стороны характеристик бимануальной координации наиболее скоррелированными с характеристиками стимуляционной миографии являютсяпоказатели наиболее сложного второго задания (Б+Ч=8,257). Характер их прямолинейных и криволинейных связей свидетельствует о сонастройке систем на уровне актива-
ции спинальных центров, вовлечении различных двигательных единиц и достаточно четкой детерминации выполнения двигательной задачи на уровне скорости распространения возбуждения по нервам.
и *п
ео
50
40 30
20 10
О
Рис. 14. Суммарная многосторонняя скоррелированность характеристик одноименных нервов правого и левого предплечий
Примечание: см. рис. 13.
Характеристики стимуляции правого срединного нерва (£г+77=23,636) в значительно большей степени скоррелированы с показателями координации движений рук в сравнении с одноименным нервом левого предплечья (£г+?7=8,011). Наиболее скоррелированными с характеристиками данного нерва являются показатели выполнения четвертого задания (2г+т?=10,988).
В отношении суммарной многосторонней скоррелированности стимуляци-онных показателей локтевых нервов очевидно, что наиболее скоррелированными являются показатели слева (£г+?7=1б,153). Со стороны характеристик координации с показателями стимуляционной миографии наиболее взаимосвязаны показатели первого задания (£г+?;=8,119).
Анализ суммарного участия характеристик стимуляции отдельных нервов в реализации бимануальных двигательных заданий показал (рисунок 15), что наиболее взаимосвязанными являются показатели правого срединного нерва и левого локтевого нерва с выраженным влиянием характеристик латентности Б-волны, амплитуды М-ответа и скорости распространения возбуждения. При этом суммарный уровень взаимоотношений достоверно выше (р<0,01) справа (£г+?;=39,903), чем слева (2>+??=30,977).
Важно отметить, что наиболее скоррелированными с показателями стимуляционной миографии являются показатели координации, полученные при вы-
□ Мужчины____а Женщины
полнении второго (сложного) задания (рисунок 16). При этом наибольший суммарный вклад в структуру скоррелированности вносят характеристики дефекта выполнения заданий: время вне контура задания и количество ошибок, а также интегральный показатель координации, уровень которого определяется данными характеристиками.
25 ................—..................................-...............................................................................................
I 20
) 1
Лучевой справа Лучевой слева Срединный справа Срединный слева Локтевой справа Локтевой слева
Рис, 15. Суммарная многосторонняя скоррелированность стимуляционных характеристик рассматриваемых нервов с показателями координации четырех заданий у мужчин
Таким образом, у мужчин, имеющих высокий уровень координации бимануальных произвольных целенаправленных движений, в реализации соответствующих движений в большей степени участвует флексорная система правой доминантной руки. Исходя из биомеханики движений, описанное участие и взаимодействие эффекторного аппарата на основе активации соответствующих сегментарных структур обеспечивает адекватную и целесообразную реализацию центральных двигательных программ. Кроме того, в данном случае имеется динамика в освоении двигательных навыков от задания к заданию с их совершенствованием на основе обратной связи, пусковым моментом которой являются ошибочные движения, приводящие к ошибке (сходу с контура).
Следует отметить, что у женщин скоррелированность характеристик стимуляции правого (&+т?=24,861) и левого (£г+??=24,563) лучевых нервов находится на одном уровне. Со стороны показателей бимануальной координации с характеристиками стимуляционной миографии лучевых нервов наиболее взаимосвязаны показатели выполнения второго задания ( ¡/Ч-г/= ¡5,634).
При рассмотрении корреляционных взаимоотношений характеристик срединных нервов с показателями произвольной координации движений рук установлено, что, как и показатели лучевых нервов, их характеристики суммарно скоррелированы на одном статистически значимом уровне справа (Б"+г?=53,050)
и слева (£г+т)=51,319). В отношении заданий суппортметрии следует отметить, что с показателями стимуляционной миографии срединных нервов наиболее скоррелированы характеристики третьего трека (5>+?7=32,076). Среди показателей стимуляционной электронейромиографии локтевых нервов наиболее скоррелированы с характеристиками бимануальной координации показатели правого нерва (Егиг=61,844), сумма коэффициентов корреляции и корреляционных отношений левого локтевого нерва составила 53,348.
»»»
351.........................-............................................................................................-....................................................................................................................................1
Рис. 16. Суммарная многосторонняя скоррелированность показателей суппортметрии четырех заданий с характеристиками стимуляционной миографии у мужчин
Со стороны характеристик бимануальной координации с показателями стимуляции локтевых нервов наиболее тесно взаимосвязаны характеристики третьего трека (£г+т;=46,552).
Анализ суммарной многосторонней скоррелированности характеристик стимуляционной миографии с показателями бимануальной координации (рисунок 17) показал, что наибольший вклад вносят характеристики правого локтевого нерва, а наименьший - лучевые нервы. При этом при сравнении с группой мужчин отмечается значительно больший уровень суммарных взаимоотношений характеристик стимуляции. Со стороны заданий бимануальной координации (рисунок 18) картина суммарной многосторонней скоррелированности существенно отличается от таковой у мужчин значительно более высоким уровнем суммарных взаимоотношений. Наиболее скоррелированными при этом являются показатели выполнения третьего трека, и, как и у мужчин, важное значение в структуре корреляции имеют характеристики дефекта реализации заданий. Однако наряду с ними у женщин немалый суммарный вклад вносят показатели времени выполнения заданий.
Лучевой справа Лучевой спева Срединный справа Срединный слева Локтевой справа Локтевой слева
Рис. 17. Суммарная многосторонняя скоррелированность стимуляционных характеристик рассматриваемых нервов с показателями координации четырех заданий у женщин
Рис. 18. Суммарная многосторонняя скоррелированность показателей суп-портметрии четырех заданий с характеристиками стимуляционной миографии у женщин
Следовательно, у женщин, имеющих более низкий уровень бимануальной координации произвольных целенаправленных движений по сравнению с мужчинами, на фоне существенно большей тесноты корреляционных связей и менее выраженной асимметрии участия нервно-мышечного аппарата установлено «отставание» в освоении двигательных навыков со сдвигом усиления связей к третьему заданию. Пусковым фактором коррекции реализуемой произвольной программы в обеих группах является совершаемая ошибка, а у женщин также важное значение имеет фактор длительности реализации трека.
Таким образом, результаты проведенных исследований показали наличие выраженных различий в уровнях бимануальной координации и стратегии достижения полезного приспособительного результата у мужчин и женщин. Многосторонний анализ характеристик изученных произвольных целенаправленных движений выявил критические точки регуляции данного процесса в зависимости от сложности выполняемого задания, биомеханики производимых движений, силовой выносливости мышц кисти и уровня развития бимануальных навыков. При этом были установлены особенности исходной настройки распространения возбуждения и активации центральных структур зрительного и слухового анализатора на выполнение бимануальных движений у мужчин и женщин, выявлены устойчивые закономерности сонастройки активации элементов зрительной и слуховой сенсорных систем с характеристиками произвольных движений рук, обусловливающие различия уровня бимануальной координации. Также на основе анализа эффекторного уровня обеспечения произвольных целенаправленных движений показано значение различных нервно-мышечных структур в их реализации в зависимости от пола, выразившееся в относительно низком уровне координации движений рук и отставании в освоении двигательного навыка у женщин.
ВЫВОДЫ
1. Разработанный и стандартизованный программно-аппаратный комплекс на основе суппортметрии позволяет проводить адекватную оценку сложноскоор-динированных произвольных целенаправленных бимануальных движений.
2. Уровень координации произвольных целенаправленных сочетанных движений рук выше у мужчин, и его пороговые значения зависят от сложности реализуемого задания. Упорядоченность информации и надежность ее передачи определяются сложностью задачи. При этом у мужчин стратегия реализации координации определяется показателями дефекта выполнения заданий, а у женщин - длительностью их выполнения, что подтверждается особенностями психомоторной активности. Для лиц с развитыми бимануальными двигательными навыками характерно снижение дефекта реализации заданий на фоне возрастания интегрального показателя координации со снижением его вариативности.
3. Уровень бимануальной координации зависит от силы и работоспособности мышц предплечий, определяется вариативностью силовых характеристик, уровнем их информативности, надежностью передачи, выражается в пластичной настройке силовых усилий у мужчин и в жесткой их детерминации у женщин.
4. Внутрисистемные взаимоотношения амплитудно-временных показателей зрительных вызванных потенциалов у мужчин характеризуются отсутствием зависимости от латерализации поступления сенсорной информации, а межполу-шарное дублирование - выраженной сонастройкой работы элементов. Напротив, у женщин латерализация поступления сигнала имеет важное значение для активации компенсаторных механизмов билатеральной активации.
5. Установленные особенности взаимоотношений амплитудно-временных показателей зрительных вызванных потенциалов обусловливают прогностическое выполнение двигательных бимануальных заданий с использованием временного контроля реализации треков у мужчин, а у женщин коррекция двигательных программ осуществляется по факту произошедшего сбоя. При этом мужчины обладают большей способностью к монотонной деятельности, требующей устойчивости зрительного внимания, сохраняя темп выполнения с достаточной эффективностью деятельности и меньшим временем.
6. Характеристики акустических стволовых вызванных потенциалов у мужчин и женщин зависят от латерализации поступления стимула через субдоминантный левый вход на всем протяжении слуховой иррадиации. Активация элементов слуховой сенсорной системы на стволовом уровне также обусловливается латерализацией слуховой стимуляции. Вариативность значений амплитуд имеет половые различия только в правом отведении на уровне потенциата двигательного нерва, нижних бугров четверохолмия и медиального коленчатого тела.
7. Информационный анализ амплитудно-временных характеристик компонентов акустических стволовых вызванных потенциалов выявил у мужчин и женщин наибольшую концентрацию информации на входе системы со значением латерализации ее поступления. При этом у мужчин билатеральная иррадиация возбуждения осуществляется более дифференцированно, соотносясь с уровнями обработки и переключения сенсорной слуховой информации, а у женщин данный процесс менее детерминирован и связан со стимуляцией левого входа.
8. У мужчин слуходвигательная координация определятся преимущественно распространением возбуждения через боковую петлю, нижние бугры четверохолмия и медиальное коленчатое тело. При этом активация указанных компонентов приводит к более точной реализации двигательной программы с минимизацией ошибок. У женщин выраженное значение имеет активация проксимальных отделов слуховой иррадиации, взаимосвязанных с характеристиками дефекта реализации двигательных координационных проб.
9. Различия средних значений амплитудно-временных характеристик М-ответа и Р-волны у мужчин свидетельствуют о доминантной роли правой руки и функциональном значении отдельных нервно-мышечных образований справа и слева, характеризуя функциональную асимметрию, отсутствующую у женщин. Установленные половые различия отражают большую эффективность нервно-мышечной системы у мужчин на всех ее уровнях организации.
10. Независимо от пола наибольшая упорядоченность и надежность информации характеристик стимулируемых нервов наблюдается на сегментарном уровне, что свидетельствует о супраспинальных влияниях программного характера.
11. У мужчин важную роль в эффективной реализации произвольных двигательных программ бимануальной координации играют системы срединного нерва справа и локтевого нерва слева, иннервирующие мышцы-сгибатели предплечий. При этом гибкая настройка осуществляется на уровне соответствующих мотонейронных пулов спинного мозга, а у женщин вклад нервно-мышечных структур «рассеян» между системами срединных и локтевых нервов справа и слева с некоторым доминированием правого локтевого нерва и полным нивелированием асимметрии с настройкой на уровне детерминированного мышечного ответа. В обеих группах испытуемых значение лучевых нервов является наименьшим.
12. Пусковым фактором коррекции текущих бимануальных движений у мужчин и женщин является совершение ошибки. У мужчин обратная связь вызывает коррекцию в виде перераспределения активности различных мотонейронов и скорости распространения возбуждения по соответствующим нервам, а у женщин приводит к снижению скорости выполнения задания и более осторожной их реализации, связанной со снижением активности периферических эффекторов. В результате у мужчин, в отличие от женщин, происходит более эффективное освоение и формирование произвольных двигательных навыков.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Для диагностики уровня сложноскоординированных движений рук при проведении профессионального отбора на производства, требующие тонкой координации движений рук (работники часовой и радиоэлектронной промышленности, операторы и др.), оценки динамики освоения сложных двигательных навыков и прогноза успешной производственной деятельности, профессионального отбора у спортсменов в различные виды спорта (баскетбол, волейбол, футбол, фехтование и др.), прогноза успешности спортивной деятельности и оценки динамики освоения спортивных навыков, связанных с двигательной активностью, профессионального отбора на обучения игре на музыкальных инструментах (фортепиано, скрипка, виолончель, гитара и др.), оценки динамики освоения бимануальных двигательных навыков в процессе формирования исполнительской практики, экспертизы трудоспособности и количественной характеристики патологических нарушений, проявляющихся в изменении бимануальной координации, применять программно-аппаратный комплекс и критерии уровня пространственной бимануальной координации.
2. В учебном процессе медицинских вузов использовать полученные фундаментальные данные о системной сенсомоторной организации сложноскоординированных бимануальных движений человека и роли специфических и неспецифических структур центральной нервной системы в обеспечении произвольной двигательной активности, сведения об особенностях сенсомоторной интеграции у мужчин и женщин.
3. Для вычисления средних значений с ошибкой, коэффициентов вариации, полного корреляционного анализа и информационного анализа при статистической обработке научных данных использовать разработанную компьютерную программу «Лаггар».
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Завьялов, A.B. Взаимоотношения характеристик координации движений рук и показателей электрической активности мышц предплечий / A.B. Завьялов, П.В. Ткаченко // Медицина-Здоровье: науч. тр. 1 Съезда физиологов СНГ. (Сочи, Дагомыс, 19-23 сент. 2005 г.) / под ред. Р.И. Сепиашвили - М 2005. - Т. 1,- С. 125.
2. Ткаченко, П.В. Уровни бимануальной координации и некоторые дифференциально-психофизиологические аспекты двигательной активности / П.В. Ткаченко // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье» - 2006 -№4.-С. 17-23.
3. Ткаченко, П.В. Влияние сложноскоордннированных произвольных движений рук на показатели кровоснабжения головного мозга / П.В. Ткаченко, А.П. Должиков, И.В. Михайлов // Университетская наука: Взгяд в будущее: сб. тр. 71-й науч. конф. КГМУ и сес. Центр.-Черпозем. navi. центра РАМН: в 2 томах. - Курск, 2006. - Т. 1. - С. 15.
4. Сравнительная характеристика вариативности и избыточности интегрального показателя координации / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов, О.М. Би-як, В.И. Понкратов // Молодежная наука и современность: материалы 72-й межвуз. конф. студентов и молодых ученых: в 2 ч - Курск °007 - Ч I
С. 10-11.
5. Ткаченко, П.В. Дифференциально-психофизиологические аспекты координации сложных целенаправленных движений рук / П.В. Ткаченко // Университетская наука: Взгляд в будущее: сб. тр. 72-й науч. конф. КГМУ „ Сес. Центр.-Чернозем, науч. центра РАМН ; Рос. симп. «Закономерности интеграции физиологических функций в норме и их дезинтеграция в патологии» (по-свящ. памяти чл.-кор. РАМН проф. A.B. Завьялова): в 3 т. - Курск 2007 - Т 1 -С. 66-69.
6. Ткаченко, П.В. Исследование уровней координации сложных произвольных целенаправленных движений рук / П.В. Ткаченко, А.П. Должиков, И.В. Михайлов // Университетская наука: Взгляд в будущее: сб. тр. 72-й науч. конф. КГМУ и сес. Центр.-Чернозем. науч. центра РАМН ; Рос. симп. «Закономерности интеграции физиологических функций в норме и их дезинтеграция в патологии» (посвящ. памяти чл.-кор. РАМН проф. А В Завьялова) ■ в 3 т. - Курск, 2007. - Т. 1.-С. 69-71.
7. Ткаченко, П.В. Уровень функциональных различий координации движений рук / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов, Н.О. Козел // Молодежная наука и современность: материалы 72-й межвуз. конф. студентов и молодых ученых- в 2 ч,-Курск, 2007.-Ч. 1.-С. 11-12.
8. Уровень координации движений руке у лиц с развитыми двигательными навыками / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов, Е.А. Агошкова, И.Н. Ковалева // Молодежная наук и современность : материалы 72-й итог, межвуз. конф. студентов и молодых ученых: в 2 ч. - Курск, 2007. - Ч. 1. - С. 9-10.
9. Ткаченко, П.В. Корреляционные взаимоотношения межполушар-нон асимметрии амплнтудно-временных характеристик компонентов зрительных вызванных потенциалов и показателей уровня бимануальной
координации движений / П.В. Ткаченко // Вести, новых мед. технологий. -2008. - Т. 15, № 3. - С. 180-182.
10. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения свойств темперамента и характеристик бимануальной координации движений / П.В. Ткаченко, А.П. Должиков, И.В. Михайлов // Университетская наука: теория, практика, инновации: сб. тр. 73-й науч. конф. КГМУ и сес. Центр.-Чернозем. науч. центра РАМН: в 3 т. -Курск, 2008.-Т. 1.-С. 118-122.
11. Ткаченко, П.В. Влияние функционального состояния зрительной сенсорной системы на скоростные характеристики бимануальной координации / П.В. Ткаченко // Университетская наука: теория, практика, инновации: сб. тр. 73-й науч. конф. КГМУ и сес. Центр.-Чернозем. науч. центра РАМН: в 3 т. -Курск, 2008.-Т. 1.-С. 113-118.
12. Ткаченко, П.В. Особенности освоения сложных целенаправленных бимануальных движений / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов // Материалы II Ме-ждунар. науч. конф. молодых ученых-медиков: сб. тр.: в 3 т. - Курск, 2008. -Т. 1. - С. 130-131.
13. Ткаченко, П.В. Топографическая биомеханика бимануальной координации / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов, Т.А. Должикова // Молодежная наука: от фундаментальной идеи до инновационных проектов : сб. работ 73-й итог, межвуз. конф. студентов и молодых ученых: в 2 ч. - Курск, 2008. - Ч. 2. -С. 219-220.
14. Комиссаров, В.И. Принципы методического обеспечения исследования механизмов сенсомоторной интеграции у человека / В.И. Комиссаров, П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов // Университетская наука: теория, практика, инновации: сб. тр. 74-й науч. конф. КГМУ, сес. Центр.-Чернозем. науч. центра РАМН и отд-ния РАЕН: в 3 т. - Курск, 2009. - Т. 1. - С. 31-34.
15. Ткаченко, П.В. Закономерности внутрнсенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношений временных характеристик зрительных вызванных потенциалов с показателями бимануальной координации / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2009. - № 1. - С. 21-29.
16. Ткаченко, П.В. Закономерности внутрнсенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношений амплитудных характеристик зрительных вызванных потенциалов с показателями бимануальной координации / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2009. - № 2. - С. 31-38.
17. Ткаченко, П.В. Закономерности устойчивых внутрнсенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношений латентностей акустических стволовых вызванных потенциалов с показателями произвольных целенаправленных движений рук / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2009. - № 4. -С. 30-38.
18. Михайлов, И.В. Взаимоотношения показателей психомоторной сферы мужчин с уровнем координации при выполнении простой двигательной за-
дачи / И.В. Михайлов, П.В. Ткаченко // Междунар. жури, прикладных и фундаментальных исследований. - 2009. - № 5. - С. 83-84.
19. Михайлов, И.В. Значение функциональной асимметрии при обучении сложным целенаправленным бимануальным движениям / И.В. Михайлов, П.В. Ткаченко // Современные наукоемкие технологии. - 2009. - № 9. - С 5962.
20. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения характеристик зрительной сенсорной системы и показателей уровня сложноскоординированных произвольных бимануальных движений у женщин / П.В. Ткаченко // Университетская наука: теория, практика, инновации: сб. тр. 74-й науч. конф. КГМУ, сес. Центр,-Чернозем. науч. центра РАМН и отд-ния РАЕН: в 3 т. - Курск, 2009. - Т 1 -С. 92-95.
21. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения характеристик зрительной сенсорной системы и показателей уровня сложноскоординированных произвольных бимануальных движений у мужчин / П.В. Ткаченко, А.П. Должиков // Университетская наука: теория, практика, инновации: сб. тр. 74-й науч. конф. КГМУ, сес. Центр.-Чернозем, науч. центра РАМН и отд-ния РАЕН: в 3 т. - Курск,
2009. - Т. 1,- С. 95-98.
22. Возможные направления повышения эффективности спортивной деятельности. Перспективы исследования / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев, В.Н. Кулезнев, И.В. Михайлов // Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте : сб. материалов Междунар. (2008) и Всерос. (2010) науч.-практ. конф. / под ред. В.Н. Кулезнева, A.B. Володина. - Курск
2010.-С. 71-75.
23. Ткаченко, П.В. Особенности зрительного сенсорного обеспечения бимануалыгой двигательной активности / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов // Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте : сб. материалов Междунар. (2008) и Всерос. (2010) науч.-практ. конф. / под ред. В.Н. Кулезнева, A.B. Володина. - Курск, 2010. - С. 82-84.
24. Ткаченко, П.В. Дифференциально-психофизиологические корреляты бимануальной координации / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов, А.П. Должиков // Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте : сб. материалов Междунар. (2008) и Всерос. (2010) науч.-практ. конф. / под ред. В.Н. Кулезнева, A.B. Володина. - Курск, 2010. - С. 90-92.
25. Особенности бимануальной координации произвольных целенаправленных движений у спортсменов-волейболистов / В.Н. Кулезнев, П.В. Ткаченко, B.C. Брянцева, O.A. Буравлева // Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте : сб. материалов Междунар. (2008) и Всерос. (2010) науч.-практ. конф. / под ред. В.Н. Кулезнева, A.B. Володина. -Курск, 2010.-С. 101-105.
26. Ткаченко, П.В. Внутрисенсорные и сенсорно-эффекторные корреляты амплитуд компонентов акустических стволовых вызванных потенциалов с характеристиками координации движений рук / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2010. - № 2. - С. 21-28.
27. Ткаченко, П.В. Особенности передачи и обработки слуховой сенсорной информации на стволовом уровне и ее участие в обеспечении бимануальной координации / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Системный анализ и управление в биомед. системах. - 2010. - Т. 9, № 3. - С. 560-564.
28. Ткаченко, П.В. Особенности переработки информации в сенсорных системах и ее значение в бимануальной координации. Сообщение I. Информационный анализ амплитуд компонентов зрительных вызванных потенциалов на вспышку света / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Вестн. новых мед. технологий. - 2010. - Т. 17, № 3. - С. 176-178.
29. Ткаченко, П.В. Особенности переработки информации в сенсорных системах и ее значение в бимануальной координации. Сообщение II. Информационный анализ амплитуд компонентов акустических стволовых вызванных потенциалов / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Вестн. новых мед. технологий. - 2010. - Т. 17, № 4. - С. 7-9.
30. Ткаченко, П.В. К вопросу о слуховом сенсорном обеспечении сложных произвольных целенаправленных бимануальных движений / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. -2010. - Т. 96, № 11.-С. 1107-1113.
31. Ткаченко, П.В. Оценка уровня бимануальной координации с позиций информационной теории / П.В. Ткаченко, И.В. Михайлов // Вестн. РГМУ. -2010. - Спецвып. № 2. - С. 562.
32. Уровень координации произвольных целенаправленных движений рук у лиц, занимающихся теннисом / В.Н. Кулезнев, П.В. Ткаченко, O.A. Бу-равлева, B.C. Брянцева // Инновационные процессы и их перспективы в физической культуре и спорте : сб. материалов Междунар. (2008) и Всерос. (2010) науч.-практ. конф. / под ред. В.Н. Кулезнева, A.B. Володина. - Курск, 2010. -С. 97-101.
33. Ткаченко, П.В. Анализ взаимодействия элементов зрительно-моторной координации с позиций информационного подхода / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Системный анализ и управление в биомед. системах. - 2011. - Т. 10, № 1. - С. 133-138.
34. Ткаченко, П.В. Межсистемные корреляты амплитуд компонентов зрительных и слуховых вызванных потенциалов / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев, В.И. Комиссаров // Курск, науч-практ. вестн. «Человек и его здоровье». - 2011. - № 4. — С. 77-82.
35. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения характеристик асимметрии компонентов зрительных и слуховых вызванных потенциалов: корреляты и информационный анализ. Сообщение I. Взаимоотношения разностей латентностей / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 2. - С. 147-151.
36. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения характеристик асимметрии компонентов зрительных и слуховых вызванных потенциалов: корреляты и информационный анализ. Сообщение И. Взаимоотношения разностей амплитуд / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 4. - С. 133-137.
37. Ткаченко, П.В. Значение асимметрии слуховой сенсорной системы в обеспечении сложноскоординированных движений рук / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Рос. физиол. жури. им. И.М. Сеченова. - 2012. -Т. 98,№2.-С. 161-167.
38. Ткаченко, П.В. Особенности сенсорного обеспечения монотонной психомоторной деятельности, требующей зрительного внимания / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев // Бюл. эксперим. биологии и медицины. -2012. - Т. 153, № 4. - С. 405-409.
39. Tkachenko, P.V. Auditory sensory support of complex voluntary goal-directed bimanual movements / P.V. Tkachenko, I.I. Bobyntsev // Neurosci. Behav, Physiol. - 2012. - Vol. 42, N. 3. - P. 312-316.
40. Внутрисистемные корреляционные взаимоотношения показателей выполнения корректурного теста / П.В. Ткаченко, О.М. Зотова, Ю.А. Васюти-на, И.О. Козел // Молодежная наука и современность : материалы 78-й Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, посвящ. 78-летию КГМУ и 80-летию со дня рождения чл.-кор. РАМН проф. A.B. Завьялова: вЗ ч.-Курск, 2013.-Ч. 1.-С. 16.
41. Информационная составляющая характеристик психомоторной деятельности в условиях монотонии / П.В. Ткаченко, О.М. Зотова, Ю.А. Васюти-на, Н.О. Козел // Молодежная наука и современность : материалы 78-й Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, посвящ. 78-летию КГМУ и 80-летию со дня рождения чл.-кор. РАМН проф. A.B. Завьялова: в 3 ч. - Курск, 2013. - Ч. 1. - С. 17.
42. Особенности корреляционных взаимоотношений латентностей компонентов акустических вызванных потенциалов / П.В. Ткаченко, О.М. Зотова, Н.О. Козел, Ю.А. Васютина // Молодежная наука и современность : материалы 78-й Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с междунар. участием, посвящ. 78-летию КГМУ и 80-летию со дня рождения чл.-кор. РАМН проф. A.B. Завьялова: в 3 ч. - Курск, 2013.-Ч. 1.-С. 18.
43. Ткаченко, П.В. Взаимоотношения латентностей компонентов зрительных и слуховых вызванных потенциалов / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев / П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев II Курск, науч-практ. вести. «Человек и его здоровье». - 2013. - № 3. - С. 22-27.
Свидетельства о государственной регистрации
1. Михайлов, И .В. Support 1 [Электронный ресурс] : [программа для ЭВМ на компакт-диске] / И.В. Михайлов, П.В. Ткаченко, И.И. Бобынцев ; Курск, гос. мед. ун-т. - Курск, 2010. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - № гос. регистрации 2010616159.
2. Лаггар: [Электронный ресурс] : [программа для ЭВМ на компакт-диске] / И.В. Михайлов, П.В. Ткаченко, Д.Н. Коробков Д.Н. [и др.] ; Курск, гос. мед. ун-т. - Курск, 2012.-1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - № гос. регистрации 2012610739.
3. Скорпион МТ-3 [топология интегральной микросхемы] / И.В. Михайлов, П.В. Ткаченко, Ю.Г. Алехин, A.B. Стенькин; Курск, гос. мед. ун-т. -Курск, 2009. - № гос. регистрации 2010630048.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АСВП — акустические стволовые вызванные потенциалы;
ВВК — время вне контура задания;
ВНК — время на контуре задания;
ЗВПВ — зрительные вызванные потенциалы;
ИПК — интегральный показатель координации;
КИ — коэффициент избыточности;
КО — количество ошибок;
ОВ — общее время выполнения задания;
ОЭ — относительная энтропия;
СК — скорость выполнения задания;
СР — скорость реакции при исправлении ошибки;
г — коэффициент корреляции;
1) — корреляционное отношение;
£г+г) — сумма коэффициентов корреляции и корреляционных отношение
Лицензия ЛР № 020862 от 30.04.99 г. Сдано в набор 07.02.2014 г. Подписано в печать 11.02.2014 г. Формат 30х42!/8 Бумага офсетная. Гарнитура Times New Rom. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 265(A). Издательство Курского государственного медицинского университета 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3.
Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора медицинских наук, Ткаченко, Павел Владимирович, Курск
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
иэ2ит чъича
На нравах рукописи
Ткаченко Павел Владимирович
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИСТЕМНОЙ СЕНСОМОТОРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СЛОЖНОСКООРДИНИРОВАННЫХ БИМАНУАЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА
03.03.01 - физиология
ДИССЕРТАЦИЯ
НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА МЕДИЦИНСКИХ НАУК
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор И.И. Бобынцсв
КУРСК-2014
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................................... 14
1.1. Структурно-функциональные основы произвольной двигательной активности.............................................................................................................. 14
1.2. Исследование произвольной двигательной активности............................. 18
1.3. Сенсорное обеспечение произвольной двигательной активности............20
1.4. Эффекторное обеспечение произвольной двигательной активности.......30
1.5. Роль асимметрии в реализации двигательной активности и ее сенсорном обеспечении....................................................................................................33
1.6. Половые различия в жизнедеятельности.....................................................36
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ......................39
2.1. Общая характеристика исследования...........................................................39
2.2. Методика исследования координации произвольных целенаправленных бимануальных движений..............................................................................40
2.3. Методика исследования психомоторной активности - тест Ландольта .. 43
2.4. Методика регистрации зрительных вызванных потенциалов на вспышку света (ЗВПВ).........................................................................................44
2.5. Методика регистрации акустических стволовых (слуховых коротко-латептных) вызванных потенциалов (АСВ11)....................................................45
2.6. Методика регистрации Г-волны, М-отвста..................................................46
2.7. Исследование максимального мышечного усилия и силовой выносливости мышц кисти - динамометрия................................................................47
2.8. Статистическая обработка результатов.......................................................48
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РУК....................................50
3.1. Средние значения и вариативность характеристик бимануальной координации...............................................................................................................50
3.2. Пороговые уровни бимануальной координации.........................................55
3.3. Информационная характеристика показателей бимануальной координации................................................................................................................... 58
3.4. Корреляционные взаимоотношения показателей бимануальной координации...................................................................................................................61
3.5. Биомеханика безошибочной реализации заданий суппортметрии...........70
3.6. Характеристики суппортметрии у лиц с развитыми бимануальными навыками................................................................................................................ 72
3.7. Взаимоотношения характеристик суппортметрии и психомоторной активности..............................................................................................................79
3.8. Взаимоотношения характеристик бимануальной координации и максимального усилия и работоспособности кистей рук....................................... 83
ГЛАВА 4. ЗРИТЕЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РУК.......90
4.1. Средние значения и вариативность амплитудно-временных характеристик компонентов ЗВПВ...................................................................................90
4.2. Информационная составляющая амплитудно-временных характеристик компонентов ЗВПВ.......................................................................................95
4.3. Внутрисистемные взаимоотношения амплитудно-временных характеристик ЗВ11В....................................................................................................... 102
4.4. Взаимоотношения амплитудно-временных характеристик ЗВПВ
и показателей бимануальной координации........................................................ 118
4.5. Особенности сенсорного обеспечения монотонной двигательной активности, требующей зрительного внимания.................................................... 152
ГЛАВА 5. СЛУХОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РУК................... 160
5.1. Средние значения и вариативность амплитудно-временных характеристик компонентов АСВГ1.................................................................................. 161
5.2. Информационная составляющая амплитудно-временных характеристик компонентов ЗВПВ....................................................................................... 167
5.3. Внутрисистемные взаимоотношения амплитудно-временных характеристик ЛСВ11...................................................................................................... 174
5.4. Взаимоотношения амплитудно-временных характеристик ЛСВП
и показателей бимануальной координации........................................................ 193
ГЛАВА 6. НЕЙРОМОТОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РУК.......246
6.1. Средние значения и различия парамефов Р-волны и М-ответа
у испытуемых мужского и женского пола..........................................................247
6.2. Информационный анализ характеристик 1;-волны и М-ответа.................251
6.3. Внутри- и межсистемпая скоррелировапность характеристик Р-волны и М-отвсча одноименных и равноименных нервов правого и левого предплечья..............................................................................................................256
6.4. Взаимоотношения характеристик 1;-волны и М-ответа стимулируемых нервов с показателями бимануальной координации.................................268
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ....................................................................286
ВЫВОДЫ..............................................................................................................314
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..........................................................317
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.................318
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................319
Светлой памяти Учителя члеиа-корреспоидеипга РАМН, профессора Александра Васильевича Завьялова посвящаем свою работу.
ВВЕДЕНИЕ
A ic I у a j I ь п о с г ь и сс j I ед о в а п и я
Интерес к физиологии движений и физиологии двигательной активности человека насчитывавi не одну сотню лет, однако систематическое изучение этих феноменов началось только в начале XIX века. Научно-технический прогресс позволил к началу прошлого столетия получить фундаментально значимые данные по организации и биомеханике наиболее распространенных движений. Однако и в настоящее время изучение структуры движения как целостного образования остается достаточно актуальной и малоизученной проблемой. Между тем именно эта целостность и слитность движения и является наиболее характерным признаком двигательной координации 144, 73, 189, 187].
Координация определяется как деятельность, обеспечивающая движению его целостную слитность и структурное единство. Эта деятельность базируется на совместной деятельности множества образований центральной нервной системы. При этом организация движения не може1 быть оюбражена анатомически в определенной локализации [441.
Неоспоримую ценность научной мысли представляет изучение целенаправленной деятельности человека с позиций теории функциональных систем П.К. Анохина. Функциональная система представляет собой динамические саморегулирующиеся организации, деятельность всех составных элементов которых способствует получению жизненно важных для организма приспособительных рс-зулыатов на основе имеющейся и возникающей информации. При этом центральным системообразующим факюром является результат деятельности системы. Несомненно, существует иерархия различных функциональных систем орга-
низма, представляющая собой иерархию отдельных результатов деятельности этих систем [11-13, 203, 219, 222, 2311.
Многообразие клинических данных о нарушениях двигательной активности свидетельствуют о чрезвычайном многообразии раздельных и различно соподчиненных сист см, участвующих в обеспечении полноценного движения [43].
В работах Д.В. Завьялова и его учеников показано, что показатели сенсорных и эффекторных функций человека находятся в определенной корреляционной зависимости, имеющей разную форму и степень выраженности. Функции разного биологического качества согласованы по своим характеристикам и от их параметров зависит характер текущего взаимодействия этих функций. При этом высокой функциональной активности сенсорных систем соответствует более совершенная работа нервно-мышечного аппарата |97-99, 134].
Довольно большое количество работ посвящено исследованиям сенсорного обеспечения произвольной двигательной активности. Однако ввиду сложности поставленной задачи и отсутствия достаточной методической базы необходимые исследования сенсорно-моторной интеграции проводятся недостаточно широко [9, 30, 49-51, 571. Несомненно, что такие исследования являются крайне необходимыми в физиологии труда и спорта и могут представлять определенный интерес для неврологии, 'травматологии и ортопедии, экспертизы трудоспособности и профессиональной патологии [15, 20, 24, 63, 83, 117, 180, 196, 250, 355].
В ю же время, нссмофя на дооаточно значительное количество работ по исследованию сенсорно-моторной интеграции как со стороны зрительной сенсорной системы, так и слухового анализатора, большинство которых посвящены изучению простых двигательных актов и элементарной двигательной реакции, многосторонние взаимоотношения остаются малоизученным вопросом. Накопленные данные не дают объяснения накопившимся свидетельствам об особенностях становления двигательной функции в онтогенезе, половым различиям, освоению двигательных навыков, успешности профессиональной и спортивной деятельности [32, 33, 38, 63, 83, 93, 128, 180, 218, 354, 360].
Такой феномен как координация бимануальной произвольной двигательной активности является практически неизученным в силу отсутствия методических подходов, позволяющих охарактеризовать данный процесс в количественной и качественной форме 115, 72, 88, 1 14, 159, 352], а его сенсорное обеспечение представляется крайне сложным и многообразным и требует многогранного анализа [9, 51, 70, 1 14, 142, 145, 150, 200, 261, 264J.
Сформулированная же в классических iрудах H.A. Бернштейна и P.C. Персон проблема соотношения программы и эффектора, центра и периферии, эффек-юра и двига1ельных ответов, решаемая посредсчвом электронейромиографиче-ских подходов, представляется достаточно актуальной и в наше время в силу многообразия видов и проявлений двига1сльных координации и их нарушений [42, 105, 177, 189, 214, 2741.
Цель работы: исследовать закономерности устойчивой гомеостатической организации сложной функциональной системы реализации произвольных целенаправленных бимануальных движений с позиций сенсорного обеспечения уровня координации и эффекторного ответа при реализации центральных программ.
Задачи работ:
1) разработь программно-аппаратный комплекс и стандартизировать систему xapaKiepnc 1 ик для оценки уровня произвольных целенаправленных бимануальных движений;
2) выявить особенности внутрисистемных корреляционных взаимоотношений характерис 1 ик бимануальных движений у мужчин и женщин;
3) изучиib уровень координации произвольных целенаправленных бимануальных движений V лиц с развшыми двигательными навыками у испытуемых, окончивших музыкальную школу по классу фортепиано;
4) исследовать взаимоотношения характеристик произвольных целенаправленных бимануальных движений с показателями психомоторной активности у мужчин и женщин;
5) рассмотреть взаимоотношения показателей бимануальной координации с силовыми характеристиками мышц кисти и их работоспособности у мужчин и женщин;
6) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов на вспышку света у мужчин и женщин;
7) выявить половые особенности зрительно-моторных взаимоотношений с позиций корреляционных связей амплитудно-временных характеристик с показателями бимануальной координации;
8) изучить особенности зрительного сенсорного обеспечения монотонной двигательной активности, требующей зрительного внимания;
9) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик слуховых коротколатентных вызванных потенциалов у мужчин и женщин;
10) выявить особенности аудиомоторных взаимоотношений с позиций корреляционных связей амплитудно-временных характеристик с показателями бимануальной координации у испытуемых мужского и женского пола;
11) исследовать особенности амплитудно-временных характеристик Р- . волны и М-ответа, зарегистрированных при стимуляции нервов предплечий, которые иннервируют мышцы, участвующие в реализации бимануальных координации у мужчин и женщин;
12) выявит ь особенности корреляционных взаимоотношений характеристик Р-волиы и М-ответа, зарегистрированных при стимуляции нервов предплечий, которые иннервируют мышцы, участвующие в реализации бимануальных координации с характеристиками суппортметрии.
Основные положении, выносимые на защиту
1. Разработанные программно-аппаратный комплекс и стандартизованная система характеристик бимануальной координации являются адекватным методом ее оценки.
2. Уровень бимануальной координации, установленный но использованной методике, отражает особенности психомоторной деятельности у мужчин и женщин.
3. Особенности зрительного сенсорного обеспечения произвольных целенаправленных бимануальных движений определяют уровень их координации и проявляют в усюйчивых внутрисенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении сенсорной информации в центральных структурах зрительного анализатора.
4. Особеппосж слухового сенсорного обеспечения произвольных целенаправленных бимануальных движений определяют уровень их координации и проявляются в устойчивых внутрисснсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении сенсорной информации в центральных структурах слухового анализатора.
5. Особенности функционирования эффекторпого аппарата определяют уровень бимануальной координации и проявляются в устойчивых внутрисистемных и моторно-зффекторных корреляционных взаимоотношениях, а также в содержании и распространении информации программного характера в соответствующих нервно-мышечных структурах.
Научная повита исследования
Впервые разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий исследовать процесс бимануальной координации произвольных целенаправленных движений при последовательном выполнении двигательных заданий различной степени сложности. Проведенный вариационный анализ регистрируемых и расчетных показателей суппоргметрии позволил установить уровни бимануальной координации у мужчин и женщин.
Впервые изучены особенности внутрисистемных корреляционных связей характеристик бимануальной координации, описана их вариативность и информационная составляющая, в том числе у лиц с развитыми двигательными навыками.
Впервые описаны особенности внутрисистемных корреляционных взаимоотношений, амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов на вспышку света в группах мужчин и женщин, отражающие исходный уровень функционального состояния зрительной сенсорной системы для обеспечения произвольной двигательной активности. Посредством информационного анализа проведена опенка содержания и надежности передачи зрительной сенсорной информации в центральных структурах, установлены предполагаемые коллекторы и их уровни относительной энтропии и избыточности. Описаны особенности зрительного сенсорного обеспечения монотонной психомоторной деятельности у мужчин и женщин.
Впервые установлены закономерности устойчивых корреляционных взаимоотношений амплитудно-временных характеристик зрительных вызванных потенциалов с показателями бимануальной координации, отражающие половые различия зрительного сенсорного обеспечения произвольных движений рук.
Впервые установлены особенности впутрисенсорных корреляционных взаимоотношений амплитудно-временных показателей акустических стволовых вызванных потенциалов у мужчин и женщин, являющиеся маркерами функциональной готовности анализатора к обеспечению бимануальных координации. Описаны вариативность характеристик и информационная составляющая передачи слуховой сенсорной информации на стволовом уровне.
Впервые установлены устойчивые межсистемные корреляционные взаимоотношения амплитудно-временных характеристик акустических вызванных потенциалов с показателями произвольной сочетанпой двигательной активности рук у мужчин и женщин, отражающие половые различия в уровнях бимануальной координации. Описаны внутрисистемные корреляционные взаимоотношения характеристик стимулянионной миографии, полученные при стимуляции нервов, которые инпервируют мышцы, обес
-
Ткаченко, Павел Владимирович
-
доктора медицинских наук
-
Курск, 2014
-
ВАК 03.03.01
- Механизмы центрального программирования произвольных серийных движений и их формирование в онтогенезе
- Электрофизиологические корреляты произвольных движений и индивидуальный профиль асимметрии мозга в возрастном аспекте
- Сетевая активность нейронов доминантного очага и представительства тестирующего этот очаг стимула
- Динамика психофизиологического статуса детей с разным профилем функциональной межполушарной асимметрии мозга в течение первых трех лет обучения в школе
- ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБУЧЕНИЯ СЛОЖНЫМ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫМ ДВИЖЕНИЯМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСТОЙЧИВЫХ СВОЙСТВ ЛИЧНОСТИ, СЕНСОРНОЙ И МОТОРНОЙ АСИММЕТРИИ
