імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ЛИЗОГУБ Володимир Сергійович

УДК 612.821.3

ОНТОГЕНЕЗ ПСИХОФIЗІОЛОГIЧНИХ ФУНКЦІЙ

ЛЮДИНИ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Черкаському державному університеті імені Богдана Хмельницького

Міністерства освіти і науки України

Науковий консультант:

доктор біологічних наук, професор Макаренко Микола Васильович,

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України,

провідний науковий співробітник відділу фізіології головного мозку

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук Макарчук Микола Юхимович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

завідувач кафедри фізіології людини і тварин

доктор біологічних наук, професор Шабатура Микола Никанорович,

Київський національний педагогічний університет

імені М.П. Драгоманова, завідувач кафедри фізіології людини і тварин

доктор медичних наук, професор Ященко Алла Григорівна,

Державний науково-дослідний інститут фізичної культури і спорту,

головний науковий співробітник лабораторії діагностики функціональних

резервів організму

Провідна установа:

Інститут геронтології АМН України, м. Київ

Захист відбудеться "28" травня 2001 року о 16.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка (м. Київ, пр. акад. Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 215)

Поштова адреса: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 64, біологічний факультет

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 58)

Автореферат розісланий "25" квітня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Т.Л. Давидовська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Завданням вікової фізіології центральної нервової системи є розкриття нейрофізіологічних механізмів формування та становлення психофізіологічних функцій людини в онтогенезі. Дослідження психофізіологічних функцій у різні вікові періоди спрямовані на подальше вивчення та розуміння механізмів системної мозкової динаміки, яка спрямована на переробку інформації різного ступеня складності, а також встановлення фізіологічної ціни діяльності з урахуванням індивідуальних особливостей особистості. Це в свою чергу передбачає використання цих знань з метою прогнозування успішності навчання, професійної, спортивної діяльності, а також для раціонального розміщення, підготовки та перепідготовки кадрів.

Не дивлячись на велику кількість робіт з цієї проблеми і тепер вона не втратила своєї актуальності, а набувала подальшого розвитку [Симонов П.В., 1975-1995; Макаренко М.В., 1991-1996; Чайченко Г.М., 1990-1993; Русалов М.В., 1987-1997; Eysenck, 1985-1996; Gray, 1995; Strelay, 1990-1996].

Більшість даних з проблеми формування психофізіологічних функцій отримано на етапах розвитку організму, в окремі вікові періоди. Але і вони носять суперечливий характер та не дають повного уявлення про зміни цих властивостей в онтогенезі. Показано, що упродовж індивідуального розвитку людини змінюється функціональний стан окремих структур мозку, їх взаємозв’язки, що лежать в основі його системної діяльності та визначають характер забезпечення психофізіологічних функцій [Бетелева Т.Г., 1977; Шеповальников А.Н., 1991; Фабер Д.А, Дубровинская Н.В., 1997; Веденеева Л.С. и соавт., 1998].

В літературі відсутні дані про розвиток властивостей основних нервових процесів з періоду раннього онтогенезу і до старості. Крім того, відсутні роботи, які б були виконані на одних і тих же обстежуваних упродовж тривалого вікового періоду. Ще зовсім мало робіт про стан властивостей основних нервових процесів у людей різного віку та рівня фізичної підготовки, ролі цих властивостей в успішності навчання та результативності трудової діяльності. Важливість цих досліджень полягає і у тому, що саме нервовій системі, її вищим відділам належить провідна роль у формуванні психофізіологічних функцій людини. Ось чому важливим є подальше вивчення особливостей формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є продовженням комплексних досліджень, започаткованих професором М.В. Макаренком, по вивченню особливостей формування властивостей основних нервових процесів, сенсомоторних та психічних функцій в різні періоди онтогенезу людини. Вона виконана в межах теми Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України “Аналіз міжнейронних зв’язків в корі і підкоркових структурах головного мозку під час виконання реальних функцій”, номер держреєстрації 0199U004037, а також держбюджетної теми Черкаського держуніверситету “Науково-організаційні основи діяльності сільської малокомплектної школи” Міністерства освіти і науки України (номер держреєстрації 0195U030533).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було визначення закономірностей формування психофізіологічних функцій в онтогенезі, властивостей основних нервових процесів і їх зв’язку з сенсомоторними, психічними, вегетативними реакціями, а також з характером розумової та спортивної діяльності людини. У відповідності з метою дослідження вирішувалися такі основні завдання:

вивчити вікову динаміку властивостей сили (СНП) та функціональної рухливості нервових процесів (ФРНП), а також сенсомоторних функцій у людей 6 - 70-річного віку;

дослідити вплив систематичних занять фізичною культурою та спортом на формування ФРНП, СНП і різних за складністю сенсомоторних реакцій;

встановити вікові періоди прискореного та сповільненого розвитку, а також особливості інволюції властивостей ВНД та комплексу психічних і вегетативних функцій;

обгрунтувати роль основних нервових процесів у забезпеченні успішності навчання, спортивної діяльності та прояві сомато-вегетативних функцій.

Об’єктом дослідження є властивості психофізіологічних функцій людини в онтогенезі.

Предметом дослідження є формування, становлення та інволюція індивідуально-типологічних властивостей ВНД та їх прояв у сенсомоторних, психічних, вегетативних функціях, а також успішності навчання, результативності спортивної діяльності людей віком від 6 до 70 років.

Методи дослідження. Аналізувались та узагальнювалися дані наукової літератури з проблеми; використовувалися методи дослідження властивостей основних нервових процесів (функціональної рухливості і сили нервових процесів), латентних періодів зорово-моторних реакцій різної складності, експертні оцінки успішності навчання та результативності спортивної діяльності; визначалися властивості короткочасної зорової пам’яті та функції уваги; досліджувалися параметри гемодинаміки та серцевого ритму; методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Отримані нові дані про особливості становлення властивостей психофізіологічних функцій на різних етапах онтогенезу та ролі ФРНП і СНП у формуванні міжсистемних взаємозв’язків, а також їх зв’язок з сенсомоторними, психічними та вегетативними функціями, що має важливе значення для теорії функціональних станів та пристосувальної поведінки людини.

Вперше показаний розвиток ФРНП та СНП людей на різних етапах онтогенезу. Подальшу розробку отримали наявні уявлення про сенситивні та критичні періоди для онтогенезу психофізіологічних функцій. Показано, що формування властивостей основних нервових процесів проходить нерівномірно і неодночасно.

Експериментально доведено, що онтогенез простих сенсомоторних функцій характеризується інтенсивнішим та вищим рівнем їх розвитку, ніж складних. У осіб зрілого віку показники простих сенсомоторних функцій довше утримуються на високому рівні та пізніше і повільніше знижуються. В ході онтогенезу встановлена нерівномірність формування різних за складністю психофізіологічних функцій, що дозволяє сформулювати концепцію структурно-функціональної гетерохронії розвитку, стабілізації та інволюції механізмів мозкової діяльності у людини.

Визначена динаміка зв’язків властивостей основних нервових процесів з сенсомоторними, вегетативними та психічними функціями. Вперше показано, що параметри сомато-вегетативних та психічних функцій мають мінливі зв’язки з ФРНП та СНП: у людей з різним рівнем розвитку цих властивостей характер і спрямованість онтогенетичних змін психофізіологічних функцій однакова, а вираженість змін - різна. Величина і швидкість розгортання компенсаторних реакцій гемодинаміки та активність механізмів регуляції серцевого ритму на ортостаз визначаються типологічними властивостями ВНД.

Встановлені взаємозв’язки між успішністю навчання, результативністю спортивної діяльності та ФРНП і СНП, а також рядом психічних функцій, що є науковим обгрунтуванням доцільності використання їх в системі професійного психофізіологічного відбору. Запропонована математична модель для прогнозування інтегральної успішності навчання учнів та студентів.

Практичне значення одержаних результатів. Порівняння показників властивостей основних нервових процесів з даними сенсомоторних функцій, серцевого ритму, гемодинаміки, параметрів пам’яті та уваги, результатами спортивної діяльності, успішності навчання можуть знайти застосування при вирішенні низки практичних питань у науковій організації праці, оптимізації навчання, професійному відборі та профорієнтації. Результати цієї роботи обгрунтовують необхідність створення концепції і класифікації психофізіологічних типів людини, що досить важливо при здійсненні диференційованого підходу у виробничій, спортивній та учбовій діяльності за схильністю людей до втоми, захворювань, чутливістю до ліків, витривалістю щодо різних розумових, гравітаційних і фізичних навантажень, добором адекватних засобів оптимізації функціонального стану.

Знання про стан та зміни ФРНП і СНП, сенсомоторних та психічних функцій на різних етапах онтогенезу у людини можуть принести велику користь у вирішенні питань встановлення впливу на кору великих півкуль головного мозку різноманітних факторів зовнішнього та внутрішнього середовища. В цих випадках знання про коливання рівня ФРНП та СНП, як і властивостей сенсомоторних і психічних функцій, можуть бути використані як чутливі індикатори оцінки функціонального стану організму.

Результати досліджень можуть використовуватися у міждисциплінарних дослідженнях для співставлення з розробками вікової морфології, психології та нейропсихології, даними експертних оцінок, педагогічними характеристиками і тому є науковою основою для педагогіки, геронтології та її валеологічних аспектів. Оскільки функціональні зміни у головному мозку, індуковані умовами сучасного життя людини, є основною причиною розвитку депресивних станів, неврозів і психозів, то детальній аналіз змін властивостей ВНД може допомогти зрозуміти фізіологічні механізми, що лежать в основі цих захворювань та слугувати науковим підгрунтям для розробки ефективної стратегії боротьби з ними.

Обстеження нейродинамічних властивостей у комплексі з іншими методиками дозволяє визначати рівень фізичної підготовленості та тренованості спортсмена, прогнозувати і керувати процесом його підготовки. Ця методика успішно використовувалася комплексною науковою бригадою збірної команди України з пауерліфтингу (1992-1999 р.) при підготовці до міжнародних змагань.

Матеріали досліджень включені в лекційні курси вузів України, які готують фізіологів, психологів, ергономістів, педагогів та спортивних тренерів. Вони впроваджені в курси фізіології ВНД і вікової фізіології, включені до спецпрактикумів з психофізіології та психології праці ряду вищих навчальних закладів в тому числі і відомства Збройних сил та МВС України, а також в школах, технікумах, Інституті післядипломної освіти вчителів на кафедрах педагогіки, психології.

Результати дисертаційної роботи доцільно використовувати в інститутах Національної академії наук України, академіях педагогічних та медичних наук, закладах медико-біологічного профілю Міністерства охорони здоров’я, які проводять дослідження в галузі фізіології мозку, ВНД, диференціальної психофізіології, психіатрії при вивченні базових механізмів функціонування здорового і ураженого мозку та в лікарській практиці при розробці методів діагностики та корекції функціонального стану людини.

Особистий внесок здобувача. Формулювання наукової проблеми і вибір напрямків та методів дослідження, статистична обробка результатів, їх аналіз і узагальнення, висновки на 90% виконані самостійно та належать автору.

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідались і обговорювались на ХV з’їзді Всесоюзного фізіологічного товариства (Кишинів, 1989); ХІ, ХІІ, ХІІІ, ХІV і ХV з’їздах Українського фізіологічного товариства (Львів, 1986; Харків, 1990; Київ, 1994; Донецьк, 1998); республіканських наукових конференціях “Індивідуальні психофізіологічні особливості людини і професійна діяльність” (Київ-Черкаси, 1991, 1997); науковій конференції, присвяченій 150-річчю кафедри фізіології людини та тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, 1992); всеукраїнській науковій конференції фізіологів “Адаптація учнівської молоді до навчальних занять та фізичних навантажень (Черкаси, 1993); симпозіумі “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Київ-Черкаси, 1995, 1999); 12th Conference of the European Health Psychology Socіety (Vіenna, 1998); всеукраїнській науковій конференції “Проблеми вікової фізіології (Луцьк, 1998); науковій конференції “Здоров’я нації” (Херсон, 1998); Ш національному конгресі геронтологів і геріатрів України (Київ, 2000).

Публікації. За результатами роботи опубліковано 44 наукові праці, в тому числі 20 у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 317 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, 8 розділів: огляду літератури, методики досліджень, результатів власних досліджень та їх обговорення, узагальнення і висновків. Список літератури включає 537 найменувань. Робота містить 48 таблиць та ілюстрована 27 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Аналіз даних літератури показав, що психофізіологічні функції в онтогенезі вивчені недостатньо, як і зв’язок сомото-вегетативних і психічних функцій з властивостями основних нервових процесів, успішністю навчальної і спортивної діяльності та індивідуальні особливості прояву їх у груп досліджуваних з різними типологічними властивостями ВНД.

Організація, методики дослідження і характеристика обстежуваних. У людей віком від 6 до 70 років вивчали властивості основних нервових процесів (функціональну рухливість та силу), швидкісні реакції різних за складністю зорово-моторних актів, параметри пам’яті та уваги і характер вегетативного реагування за показниками серцево-судинної системи.

Дослідження властивостей нейродинамічних функцій проведені на 940 особах, із яких 504 неспортсмени (діти, підлітки та юнаки, що займались фізичною культурою тільки на уроках, двічі на тиждень за державними програмами, а також особи зрілого та похилого віку, які ні на час досліджень, ні в минулому спортом не займались). Спортивну групу (436 чоловік) склали діти, підлітки та юнаки, які, крім обов’язкових занять з фізкультури, систематично відвідували спортивні секції, а також студенти факультету фізичної культури, викладачі фізичного виховання, тренери, особи зрілого та похилого віку, що в минулому мали високі спортивні розряди, а на час досліджень продовжували підтримувати активний руховий режим. Обстеження проводили у вікових групах 6-7, 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 16-17, 18-19, 20-21, 22-23, 24-25, 26-27, 28-30, 31-35, 36-40, 41-50, 51-60 та 61-70 років.

В дослідженнях ми враховували рекомендації З.И. Кораловой-Бирюковой [1968], що для вивчення типологічних властивостей ВНД людини тривалість обстежень не повинна перевищувати 30-40 хвилин. При виконанні досліджень всім людям спочатку були запропоновані тести для визначення показників уваги, короткочасної пам’яті, після чого вивчали сенсомоторні реакції різної складності і потім визначали ФРНП та СНП.

Дослідження функціональної рухливості та сили нервових процесів проведені за методикою та на приладі ПНДО-1 (прилад нейродинамічних обстежень), розроблених М.В. Макаренком. Як ФРНП, так і СНП досліджували в режимі “нав’язаного ритму” (постійно зростаюче навантаження) на предметні подразники (геометричні фігури). ФРНП визначали за показником найвищого темпу диференціювання позитивних та гальмівних подразників, які слідували один за одним, на максимальній експозиції їх пред’явлення. Кількісним показником ФРНП була максимальна швидкість пред’явлення подразників, на якій обстежуваний робив не більше 5-5,5% помилок. СНП визначали за загальною кількістю помилок (у відсотках), які зробили обстежувані упродовж виконання всього завдання. Менший відсоток помилок характеризував вищий рівень СНП.

Зорово-моторні реакції різного ступеня складності вивчали також на приладі М.В. Макаренка [1987, 1999]. Дослідження розпочинали з визначення латентного періоду простої зорово-моторної реакції (ПЗМР). Далі досліджували реакцію вибору одного з трьох подразників (РВ1-3) та реакцію вибору двох із трьох подразників (РВ2-3).

Вивчення функції короткочасної зорової пам’яті проводили за допомогою таблиць з 10 сигналами різномодального матеріалу. Обстежуваним пропонували для запам’ятовування слова, не пов’язані між собою змістом, двозначні числа, беззмістовні склади, геометричні фігури. Після 30-ти секундного запам’ятовування обстежуваний впродовж такого ж періоду часу утримував цей матеріал у пам’яті і потім у довільному порядку відтворював його. Чим більше було відтворено інформації, тим вищим був показник обсягу пам’яті.

Досліджували обсяг, продуктивність, стійкість, переключення та розподіл уваги з використанням коректурних таблиць Анфімова [Антропова М.В., Козлова В.И., 1984], за методикою відшукування чисел таблиць Шульте [Марищук В.Л., 1968; Макаренко М.В., 1996].

Дослідження функціонального стану серцево-судинної системи проводили у стані спокою та під час виконання ортостатичної проби. На реоплетизмографічній установці РА5-01 реєстрували показники гемодинаміки, а параметри серцевого ритму записували на комп’ютерній системі "Пошук" за спеціально розробленим пакетом програм. На тетраполярному реоплетизмографі і артеріальному осцилографі реєстрували об’ємну та диференційну реоплетизмограми (РПГ), електрокардіограму (ЕКГ), фонокардіограму (ФКГ), артеріальну осцилограму. Визначали ударний і хвилинний об’єм крові (УОК і ХОК), частоту серцевих скорочень (ЧСС), артеріальний тиск (АТ, систолічний, середній, діастолічний), загальний периферичний опір судин (ЗПОС), ударний та серцевий індекси (УІ, СІ).

Серцевий ритм оцінювали за результатами статистичного аналізу кардіоінтервалів і варіаційної пульсометрії (ВП). З метою вивчення внутрішньої структури та оцінки періодичних складових серцевого ритму використовували автокореляційний (АК) та спектральний аналізи (СА).

Фонові показники гемодинаміки та серцевого ритму реєстрували у обстежуваних після 15-хв. перебування у положенні лежачи та на 1, 3 і 5-й хвилинах виконання ортостатичної проби. Дослідження проведені на 180 особах чоловічої статі, розподілених на шість груп: 6-9, 10-14, 15-19, 20-30, 40-50 та 60-70 років.

Дослідження успішності навчання та результативності спортивної діяльності проведені на 319 учнях (14-17 років) та 90 студентах (18-23 років). Експертна оцінка виставлялася кожному учню та студенту з шести дисциплін за десятибальною шкалою. Кореляційним аналізом визначали міру щільності зв'язку успішності навчання з рядом психофізіологічних показників. Рівень спортивної кваліфікації оцінювали за результатами виступів на спортивних змаганнях.

Лонгітудинальні дослідження ФРНП та СНП у одних і тих же осіб проведені на 29 спортсменах. Обстеження починали на особах 2-го та 3-го спортивного розряду і закінчували через шість років, коли більшість з них стали кандидатами та майстрами спорту.

Обробку даних здійснювали методами параметричної та непараметричної статистики, а також кореляційним, регресійним та факторним аналізами.

Результати досліджень та їх обговорення

Формування нейродинамічних функцій в онтогенезі людини. Формування функціональної рухливості нервових процесів. Оскільки у пошуках особливостей поведінки першочергове значення надається індивідуально-типологічним властивостям ВНД і, особливо, ФРНП, то важливе місце в цьому відводиться онтогенетичному підходу, який дозволяє встановити закономірності її формування. Дослідженнями виявлено, що у людей різного віку індивідуальний показник цієї властивості ВНД знаходиться в межах від 50 до 150 подразників за 1 хвилину. Найнижчий він був у дітей 6-7 років і осіб 61-70 років, найвищим - у обстежуваних 20-25 років (рис.1).

У 6-7 річних дітей середня величина ФРНП становила 64±2,5 подразників за хвилину. У подальшому у всіх вікових групах серед неспортсменів спостерігалося поступове підвищення ФРНП аж до максимальної її величини 112±1,7 подразників за хвилину у 20-21 річному віці. Починаючи з 22-23 років ФРНП поступово знижувалася і у осіб 61-70 років цей показник становив лише 94±2,3 подразника за хвилину.

У групі спортсменів вікова динаміка ФРНП, в основному, була така ж як і у неспортсменів. Крім того показано, що ця властивість ВНД у спортсменів всіх вікових груп, за виключенням дітей 6-9 років, була достовірно вища, ніж у неспортсменів (р<0,001). Необхідно підкреслити, що тоді як у неспортсменів показник ФРНП досягав свого максимального розвитку у осіб 20-21 року, то у спортсменів такий високий її рівень (113±1,7 подразників за хвилину) був у підлітків 16-17 років. З віком до 20-21 року у спортсменів поступово підвищується цей показник до максимальної величини (124±2,0 подразників за хвилину). У осіб 22-23 та 24-25 років ФРНП залишалася на досягнутому рівні. І тільки в 26-27 років у групі спортсменів відмічалося незначне її зниження. У осіб 61-70 років ФРНП становила в середньому 106±2,1 подразників за хвилину.

Встановлено, що у дітей, підлітків та юнаків ФРНП з віком поступово і нерівномірно підвищується. У неспортсменів виділилось два вікові періоди більш інтенсивного її розвитку з 6-7 і до 8-9 років та з 14-15 і до 16-17 років. Рівня дорослих людей ця властивість нервових процесів досягає вже у осіб 16-17 років і у юнацькому віці вона продовжує підвищуватися до максимальної величини у 20-21 років. В першому зрілому віці ФРНП дещо знижується, але залишається на досить високому рівні аж до 30 років. Показано, що рівень ФРНП у осіб зрілого та похилого віку поступово знижується, причому інтенсивність зниження цього показника з віком збільшується. Отже, у людей, що систематично займалися фізичною культурою, зниження ФРНП впродовж зазначеного періоду починається значно пізніше і проходило менш інтенсивно, ніж у неспортсменів.

У спортсменів становлення ФРНП проходило значно інтенсивніше, більш рівномірно та на вищому рівні. У них виділялось два вікові періоди більш інтенсивного розвитку ФРНП з 6-7 і до 8-9 років та з 8-9 і до 10-11 років. У подальшому, в підлітковому та юнацькому віці, інтенсивність розвитку ФРНП у спортсменів дещо знижувалася, хоча високих показників, таких як у неспортсменів, ця властивість у спортсменів вже досягала у осіб 16-17 років. З віком ФРНП продовжувала підвищуватися і у юнаків 20-21 років та людей 22-25 років досягала своєї максимальної величини. Пізніше, в першому зрілому віці, цей показник у спортсменів довше утримувався на досить високому рівні. У людей 41-50 років і похилого віку він поступово знижувався.

Формування сили нервових процесів в онтогенезі людини. Дослідженнями СНП у людей різного віку встановлені значні індивідуальні коливання кількісних її показників. Як і слід було очікувати, найнижча результативність виконання навантаження була у дітей 6-7 та осіб 61-70 років, що характеризує низький рівень СНП, а найвища – у обстежуваних 20-21 та 22-23 років, що свідчить про досить високий рівень сили нервових процесів (рис. 2).

Діти 6-7 років (неспортсмени) допускали найбільшу кількість помилок, в середньому 37,5±0,7%. Велику кількість помилок (28,4±1,1%) робили і особи 8-9 років. З віком спостерігалось поступове підвищення СНП. В 10-11,12-13 та 14-15 років неспортсмени працювали значно результативніше і робили в середньому 19,3±0,7% - 17,5±1,3% помилок. В юнацькому віці показники сили нервових процесів ще підвищилися. Особи 16-17 та 18-19 років під час виконання дозованої роботи допускали в середньому 12,8±0,9% - 11,3 ±1,0% помилок, а найменшу - тільки 8,2±0,8% робили обстежувані 20-21 років. Починаючи з 22-23 років сили нервових процесів поступово знижується і у 51-60-річному віці кількість помилок була 20,1±1,9%, а у 61-70-річних - 23,9±2,0%.

Вікова динаміка СНП у осіб, які систематично займалися фізичною культурою, ідентична такій у неспортсменів, але рівень її у спортсменів всіх вікових груп, за виключенням дітей 6-11 років, був значно вищий. Середня кількість помилок у спортсменів статистично відрізнялась від їх кількості у однолітків неспортсменів (р<0,05-0,001). Якщо врахувати, що систематичні спортивні тренування супроводжувалися тривалими аферентними імпульсами, які надходять у нервову систему і пред’являють підвищені вимоги до збудливого та гальмівного процесів, то можна вважати, що більш високі показники СНП у спортсменів всіх вікових груп можуть бути результатом підвищення витривалості основних нервових процесів до різних навантажень, а не тільки результатом вікових морфологічних та функціональних змін, які відбуваються у мозку [Макаренко М.В., Лизогуб В.С., 1990-1997; Харченко Д.М., 1998].

Отримані дані показують, що як розвиток, так і зворотній процес зниження СНП відбувається нерівномірно. Вікові періоди більш інтенсивного розвитку СНП змінюється періодами сповільнених її змін.

Динаміка СНП дозволяє узагальнити, що вона (СНП) у дітей, підлітків та юнаків поступово підвищується і набуває максимального розвитку в 20-23 роки. Рівня дорослих людей (близького до максимального) показник СНП досягає вже у 18-19 років і зберігається на цьому високому рівні до 26-27 років і тільки у осіб другого зрілого та похилого віку поступово знижується. На формування СНП впливають заняття фізичною культурою та спортом. У спортсменів на відміну від неспортсменів формування та становлення СНП проходить більш інтенсивно та рівномірно, раніше досягає рівня дорослих людей, довше на ньому утримується та значно пізніше і повільніше знижується в зрілому та похилому віці. Це дозволяє думати, що морфологічні та функціональні зрушення в різних відділах головного мозку, які відповідають за СНП, детермінуються генетично. Разом з тим, випередження на шляху становлення та розвитку, збереження довшого періоду стабілізації, відстрочка початку інволюції та більш високий рівень СНП у спортсменів, викликаних м’язовою діяльністю, свідчать про можливу корекцію генетичної програми засобами фізичної культури [Макаренко М.В., Лизогуб В.С., 1990-1997].

Формування сенсомоторних функцій в онтогенезі людини. Вивчення особливостей становлення сенсомоторних функцій в онтогенезі у людини має важливе значення для розуміння фізіологічних механізмів інтегративної діяльності мозку, яка грунтується на складній динамічній організації різних його структур і формує індивідуальний тип поведінки. Тому ми провели дослідження латентних періодів простих зорово-моторних реакцій (ПЗМР), реакцій вибору одного (РВ1-3) та двох (РВ2-3) з трьох подразників (рис. 3). Виявилось, що найдовші латентні періоди всіх рівнів були у дітей 6-7, 8-9 років та у осіб 51-60 і 61-70 років, а найбільш високими та стабільними у обстежуваних 16-30 років. В групі осіб 6-7 років (неспортсменів) показник ПЗМР був на досить низькому рівні і дорівнював 3736,6 мс. З віком він покращувався і у 16-17 років становив 2413,8 мс. Найкращим цей показник був у 18-19 років - 2284,7 мс. Починаючи з 20-21 і 22-23 років він дещо знизився, але залишався на високому рівні - відповідно 2355,2 і 2375,1мс. В подальшому продовжується зниження сенсомоторної реактивності і вже у 51-60-річних обстежуваних латентні періоди ПЗМР в середньому були 286 8,6 мс, а у 61-70-річних - 328 8,4 мс. Як і у випадку з ПЗМР, поступовий розвиток був характерним і для більш складних сенсомоторних реакцій. Найнижчими показники РВ1-3 та РВ2-3 були у дітей 6-7 та 8-9 років, а у підлітків 10-15 та юнаків 16-19 років - поступово підвищувалися. Максимального розвитку вони досягали для РВ1-3 у 20-21-річних, а для РВ2-3 у 22-23-річних обстежуваних. З 22-23 років показники РВ1-3, а РВ2-3 з 24-25 років, так само як і ПЗМР, поступово знижувалися і в 51-60 та 61-70 років вони були значно нижчі, ніж у 20-23-річному віці. Зазначимо, що латентні періоди РВ1-3 та РВ2-3 у обстежуваних всіх вікових груп, як правило, були довшими, ніж показники ПЗМР (Р<0,001).

Вважаємо, що інтенсивні зміни параметрів нейродинамічних функцій впродовж перших двох десятиліть життя пов'язані з прискореним морфологічним дозріванням мозку, удосконаленням механізмів регуляції та спеціалізації його окремих ділянок, які, як відомо, відповідають за прийом та переробку інформації різного ступеня складності [Фабер Д.А., Дубровинская Н.В., 1991]. Раніше було показано [Бетелева Т.Г., 1983], що вже у дітей 6-7 років кора великих півкуль дозріває, але ще до кінця не сформувалася клітинна організація нейронів еволюційної нової лобної ділянки, що має важливе значення для переробки та інтеграції інформації, яка надходить у мозок. На думку фахівців [Дубровинская Н.В., 1982-1996], лобна ділянка продовжує формуватися впродовж всього періоду навчання у школі і остаточний тип ЕЕГ для цієї ділянки мозку, який характерний для дорослої людини, формується тільки у 20-25 років [Nіedemeyer E., 1993], що також чітко простежується і за нашими нейродинамічними показниками. Вже після досягнення максимального розвитку у 18-25 років в подальшому всі досліджувані показники поступово знижувалися. Слід думати, що такі зміни є характерними для людей другого зрілого та похилого віку і обумовлені зворотнім процесом загального розвитку організму з усіма властивими йому механізмами старіння [Фролькис В.В., 1981-1999]. Нас цікавило питання впливу на онтогенез сенсомоторних функцій за допомогою спеціально організованих навантажень. Тому ми вибрали заняття фізичною культурою та спортом, як один з природних і добре дозованих та керованих факторів. Результати дослідження свідчать, що в групі спортсменів вікова динаміка часових характеристик різних за складністю зорово-моторних реакцій ПЗМР та РВ1-3 в, основному, була така ж, як і у неспортсменів. Цей факт свідчить, що заняття фізичною культурою та спортом не змінюють біологічної програми вікової еволюції, особливо для простих сенсомоторних функцій. Можливо, що інтенсивна фізична діяльність краще стимулює розвиток тих структур нервової системи, що забезпечують виконання складних сенсомоторних функцій. Наші дані свідчать, що у спортсменів латентні періоди РВ2-3 були достовірно коротшими, ніж у їх однолітків - неспортсменів (р<0,05-0,001). Аналіз наукової літератури з цього питання [Леонова А.Б., 1994; Макаренко М.В., Лизогуб В.С., 1999; Харченко Д.М., 1998; Стеценко А.І., 2000] та результатів нашого дослідження свідчить про те, що у процесі систематичних занять фізичною культурою відбуваються суттєві зміни морфологічного і функціонального порядку, до того ж характер їх впливу не однозначний для різних відділів нервової системи і неоднаковий він на різних етапах онтогенезу. У цьому відношенні цікавим є той факт, що були відсутні достовірні різниці між середніми показниками латентних періодів РВ2-3 у спортсменів та неспортсменів в дитячому та підлітковому віці ( 6-7, 8-9, 10-11 та 12-13 років).

Отже, нами виявлена внутрішньогрупова і міжгрупова гетерохронія розвитку сенсомоторних функцій, який залежить від складності зорово-моторних навантажень, а також обумовлений рівнем фізичної активності досліджуваних. Оскільки, формування в онтогенезі простих і складних сенсомоторних функцій як у спортсменів, так і у неспортсменів має подібну вікову динаміку, можна стверджувати, що така програма і ритм індивідуальної еволюції нейродинамічих функцій у людей є генетично детермінованою властивістю [Аршавский И.А., 1982-1991]. Разом з тим, випередження на етапі розвитку, досягнення максимальних показників та відстрочка інволюції простих відносно до складних сенсомоторних реакцій, а також у людей, які займаються фізичною культурою і спортом, відносно до неспортсменів, робить можливим сформулювати концепцію структурно-функціональної гетерохронії формування комплексу нейродинамічних функцій в онтогенезі людини [Лизогуб В.С., Макаренко М.В., 1997-2000]. На нашу думку ця концепція представляє собою добре узгоджену, розроблену самою природою програму, або розклад розвитку, стабілізації та інволюції всіх елементів, структур та механізмів різних за складністю сенсомоторних функцій, що, в кінцевому результаті, забезпечує індивідуальний тип поведінки людини.

Крім того, як розвиток, так і інволюція досліджуваних властивостей проходили нерівномірно. На першому етапі виділялися вікові періоди інтенсивного (від 6 і до 14-17 років) і екстенсивного (до 18-23 років) розвитку сенсомоторної реактивності. Інволюція цієї функції, упродовж старіння, також проходила нерівномірно: на початку у осіб зрілого віку відбувалася повільно із наступним збільшенням темпів у похилому віці (61-70 років).

Виявлені гетерохронія, гетерокінетичність та гетеротропність розвитку, стабілізації та інволюції зорово-моторних показників у спортсменів відносно до однолітків неспортсменів слід розглядати як особливість, яка складається з нерівномірного розгортання спадкової інформації [Аршавский И.А., 1982-1991]. Це свідчить про те, що заняття фізичною культурою можуть корегувати генетичну програму вікової еволюції сенсомоторних функцій.

Прояв типологічних властивостей ВНД у характері сенсомоторного реагування. В ході дослідження параметрів простих і складних рухових актів на різних етапах онтогенезу ми звернули увагу на той факт, що зміни від року до року цих показників мали подібну вікову динаміку з властивостями основних нервових процесів. Це вказувало на наявний зв'язок між цими нейродинамічними функціями. Тому в завдання роботи входило вивчити зв’язки властивостей основних нервових процесів з різними за складністю сенсомоторними реакціями.

Аналіз коефіцієнтів кореляції між властивостями основних нервових процесів і сенсомоторними функціями у людей різного віку показав, що в одних випадках між цими показниками виявлений зв'язок, в інших він був слабким або відсутній (рис. 4).

Такі обставини вимагали пошуків інших підходів для підтвердження або спростування зв’язку між досліджуваними властивостями. Тому ми провели зрізові (504 особи) і лонгітудинальні (29 осіб) дослідження. Для цього всіх обстежуваних методом сигмальних відхилень поділили на три групи: з високим, середнім та низьким рівнем ФРНП. Таким же чином поступили і стосовно показників СНП. Але враховуючи те, що між ФРНП і СНП нами був встановлений істотний зв'язок (r=0,68-0,75, Р<0,001), в подальшому обмежилися співставленням показників різних за складністю зорово-моторних реакцій тільки з ФРНП.

Порівняння латентних періодів ПЗМР у осіб з різним рівнем ФРНП свідчить про відсутність статистично значущих різниць (Р>0,05) середніх показників цих реакцій між групами. Ця закономірність була характерна для всіх вікових груп як у спортсменів, так і неспортсменів. Кореляційний аналіз, проведений по кожній віковій групі, також не виявив достовірного зв'язку між ПЗМР і ФРНП (р>0,05). Виключенням були тільки окремі вікові групи 6-7, 8-9, 10-11 та 31-35 років, де такий зв'язок був слабкий і становив 0,28-0,31 (Р<0,05). У людей другого зрілого та похилого віку зв’язок між властивостями основних нервових процесів з ПЗМР збільшився і в 51-60, 61-70 років він становив 0,51-0,57 (Р<0,001).

Відсутність вірогідних різниць середніх величин латентних періодів ПЗМР у групах з різними градаціями властивостей основних нервових процесів, як і відсутність кореляції між індивідуально-типологічними властивостями ВНД та часовими характеристиками ПЗМР, може бути, обумовлена тим, що останні представляють собою автоматизовану відповідь, яка може реалізуватися і без особливої участі вищих відділів мозку. Вважається, що латентні періоди ПЗМР, які є однією з складових властивостей ФРНП та СНП [Макаренко М.В., 1991-1996], скоріше характеризують функціональний стан організму, рівень збудження нервової системи і швидкості його розповсюдження по нервових ланцюгах [Иваницкий А.М., 1990-1997]. У випадку постаріння (51-60 та 61-70 років) чи відносної морфофункціональної незрілості нервової системи у дітей 6-7, 8-9 та 10-11 років такі прості реакції вже не можуть відбуватися тільки як автоматизовані рефлекси і тому представляються складними та вимагають для свого забезпечення більш складної інтегративної діяльності мозку, функціональною основою якої є ФРНП та СНП.

Стосовно взаємозв'язку між показниками типологічних властивостей ВНД та латентними періодами реакції вибору РВ1-3 та РВ2-3 отримані інші результати. Так, часові характеристики РВ1-3 у більшості вікових груп спортсменів і неспортсменів з високим рівнем властивостей основних нервових процесів були достовірно коротшими, ніж у людей з низьким її рівнем (Р<0,05-0,01). Кореляційний аналіз також підтвердив виявлену залежність між властивостями основних нервових процесів і латентними періодами зорово-моторної реакції вибору одного подразника з трьох, який в різних вікових групах був в межах від r=0,24-0,38 (Р<0,05-0,01). Виняток становили вікові групи 10-11, 12-13, 18-19, 20-21 та 22-23 років де кореляція не встановлена (Р>0,05).

Ще більшу залежність між індивідуально-типологічними властивостями ВНД і сенсомоторними функціями було встановлено у випадку дослідження РВ2-3. Так, співставлення РВ2-3 показали, що у більшості обстежуваних з високим рівнем ФРНП латентні періоди були достовірно коротші, ніж у осіб з низьким рівнем цих властивостей (Р<0,05-0,001). Кореляційний аналіз також підтвердив виявлену залежність між ФРНП і латентними періодами РВ2-3. В різні вікові періоди коефіцієнти кореляції становили 0,27-0,68 (р<0,05-0,001), крім вікових періодів 10-11 та 12-13 років, де такий зв’язок був відсутній (Р>0,05). Імовірно, відсутність зв’язку між ФРНП та РВ1-3 та РВ2-3 у осіб 10-11 та 12-13 років і їх послаблення у людей 41-50 років яким-то чином можна пояснити ендокринними змінами нейрогуморальної регуляції, у тому числі і вищих психофізіологічних функцій, які виникають у людей другого зрілого та похилого віку, а у перших - з періодом статевого розвитку [Нагорний А.В., 1963; Никитин В.Н., 1969]. В цих вікових періодах тимчасово послаблюється нервовий контроль за надійністю сенсомоторних реакцій, що проявляється не в зниженні досліджуваних показників, а у послабленні та відсутності зв’язків між ними.

Зв’язок індивідуально-типологічних властивостей ВНД з характером спортивної діяльності. З результатів, описаних у попередніх розділах, та даних літератури видно, що у осіб, які систематично займалися фізичною культурою та спортом, властивості основних нервових процесів та сенсомоторні функції вищі, ніж у їх однолітків неспортсменів. Було висунуте припущення, що такі заняття сприяють розвитку ФРНП та СНП. З цією метою проведене дослідження на 379 чоловіках 18-23 років, які займалися силовими, швидкісними, швидкісно-силовими, ігровими, швидкісно-витривалими та витривалими видами спорту. Ще одна група була утворена з осіб, які спортом не займалися.

Функціональна рухливість нервових процесів та її зв’язок з характером спортивної діяльності. Дослідження показали, що індивідуальний показник ФРНП у представників різних видів спорту та неспортсменів неоднаковий і коливався в межах від 70 до 150 подразників за хвилину. Щоб встановити зв’язок ФРНП з характером спортивної діяльності, всіх осіб методом сигмального відхилення розподілили на три групи: з високим, середнім і низьким рівнем. Осіб з високим рівнем ФРНП найбільше було серед представників швидкісних (41%), силових (40%) та ігрових (38%) видів спорту.

Показано, що найбільший показник ФРНП був у спортсменів, які на тренуванні та змаганнях розвивали максимальну силу, швидкість та швидкісно-силові якості. У цих обстежуваних середні показники ФРНП становили відповідно 1273.6, 1254.3 та 1234.8 подразників за хвилину. Нижчою ФРНП була у обстежуваних, які займались у видах спорту що розвивають витривалість. Середні показники ФРНП для групи спортсменів цих видів спорту не перевищували 1163.0 - 1133.5 подразників за хвилину. Проміжне положення займали показники ФРНП у представників ігрових видів спорту (1204.7 подразників за хвилину). Найнижча ФРНП була у неспортсменів - 1042.4 подразників за хвилину.

Сила нервових процесів та її зв'язок з характером спортивної діяльності.

Експериментальне дослідження СНП було проведене на тих же обстежуваних що і ФРНП. Встановлено, що результативність виконання завдання у представників різних видів спортивної діяльності неоднакова і коливається в межах - від 0% до 21% помилок. Як і в попередньому підрозділі, але за показниками СНП, обстежуваних розподілили також на три групи: з високим (0-7%), середнім (8-15%) та з низьким (16-21%) рівнем цієї властивості.