КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

БОГДАНОВ Володимир Борисович

УДК 612.821 + 612.014.42

Дослідження зв’язків

електрофізіологічних характеристик шкіри

та індивідуально-типологічних особливостей людини

03.00.13. – фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізіології людини та тварин біологічного

факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор

Горго Юрій Павлович

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

провідний науковий співробітник лабораторії фізіологічної

кібернетики та психофізіології при кафедрі фізіології людини

біологічного факультету

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук

Скрипнюк Зеновій Дмитрович

ТОВ “Науково-дослідний інститут інтегративної та негентропійної

медицини” МОЗ України, завідувач відділу теоретичної

та експериментальної інформотерапії

доктор біологічних наук, професор

Кальниш Валентин Володимирович

Українська військово-медична академія,

професор кафедри авіаційної, морської медицини та психофізіології

Провідна установа:

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

Захист відбудеться "16" листопада 2005 року о 1600 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного

університету імені Тараса Шевченка (Київ, пр. акад. Глушкова, 2,

біологічний факультет, ауд. 215)

Поштова адреса: 01033, Київ – 33 , вул. Володимирська, 64

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного

університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ – 33, вул. Володимирська, 58)

Автореферат розісланий 14 жовтня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Цимбалюк О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На сьогодні надзвичайно актуальним є пошук зручних у вимірюванні об’єктивних показників та оцінок властивостей різних систем організму для визначення індивідуально-типологічних особливостей та кількісних параметрів оцінки змін функціональних станів людини за умов впливу різних факторів середовища (Анохин, ; Горго, ; Русалов, ; Halberg, ). При дослідженні здорової людини, яка працює, необхідно використовувати неінвазивні, проте достатньо інформативні, повторювані та швидкісні комплексні методичні підходи для оцінки різних функціональних станів організму, як цілісної системи, через різні прояви її роботи. Такий спосіб оцінювання може істотно збільшити інформативність та якість індивідуально-типологічної діагностики (Генкин, Медведев, ; Макаренко, 1991).

Дослідження та оцінки індивідуально-типологічних особливостей необхідні для спеціалізованого добору індивідів, що відповідають певним психофізіологічним вимогам, так і для формування типових груп за принципом індивідуального підходу. Індивідуальний підхід необхідний при створенні оптимальних умов праці, реалізації різноманітних методів навчання, корекції функціональних робочих станів, виробленні індивідуального стилю праці, є доцільним в психології, спорті, медицині (Небылицын, 1972, Судаков, 2000). Оскільки значення латентного періоду (ЛП) простої сенсомотрної реакції відіграють провідну роль при відображенні і розрахунках основних психофізіологічних властивостей людини (Горев, , Jaskowski, 2004), а вони значно залежать від впливу факторів середовища (Горго, Белов, ; Никберг, та ін., 1988), значну увагу ми приділили вивченню змін ЛП при різних характеристиках подразника.

Особливості прояву статичних електричних потенціалів, (СТЕП) на шкірі людини та використання цього методу для ідивідуально-типологічної електрофізіологічної діагностики доцільні при диференціації факторів впливу середовища на характеристики потенціалів. Оскільки СТЕП використовуються при діагностиці функціональних станів людини (Подшибякин, Горго, ; Лазарев, 3; Зацепина, ), то аналіз взаємозв’язків електро-фізіологічних властивостей шкіри з латентними періодами сенсо-моторної реакції ставить ряд питань з використання цих параметрів при експрес- оцінці в залежності від сили впливу подразників і функціонального стану обстежуваних. Дослідження особливостей розподілу СТЕП на поверхні шкіри у осіб із різними індивідуально-типологічними властивостями та співставлення цих особливостей із психофізичними (значення абсолютних порогів відчуттів різної модальності), та психологічними параметрами є актуальним для адекватного вирішення питань застосування СТЕП при діагностиці.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно з науково-дослідними темами лабораторії фізіологічної кібернетики та психофізіології кафедри фізіології людини та тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка: “Розробка комп’ютерних технологій моделювання та психофізіологічної оптимізації в соціальних системах” (1999-2002 р.р., номер державної реєстрації 0198U001825); “Дослідження особливостей впливу фокусованого ультразвуку та наднизькочастотних коливань тиску на функціональний стан біологічних тканин і організму в цілому” (1999-2002 р.р., номер державної реєстрації 0198U001824); “Визначення оптимальних режимів діяльності організму людини при різних функціональних станах за показниками основних властивостей нервової та вісцеральних систем” (2002-2005 р.р., номер державної реєстрації 0101U002475).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було встановити індивідуально-типологічні особливості проявів та зв’язки електрофізіологічних характеристик шкіри та реакцій людини на дію психофізичних подразників різної модальності і сили при розумових навантаженнях та емоційному напруженні. Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні задачі:

1. Виявити особливості СТЕП обличчя в групах обстежуваних, які відрізнялися за віком, статтю та функціональним станом (до та після розумового навантаження, в стані спокою та емоційного напруження).

2. Визначити індивідуально-типологічні особливості змін латентних періодів простої сенсомоторної реакції на візуальні подразники при розумових навантаженнях та при подачі подразників різної інтенсивності.

3. Визначити зв’язки СТЕП із абсолютним рівнем ЛП та змін ЛП при розумових навантаженнях та при впливах різних інтенсивностей зорового подразника.

4. Визначити та порівняти індивідуальні значення сенсорних порогів різної модальності (зорових, слухових та соматосенсорних) та встановити їх зв’язки із значеннями СТЕП.

5. Встановити взаємозв’язок СТЕП та результатів опитувань з колективної оцінки індивідуальних психологічних особливостей та самооцінки.

Об'єкт дослідження. Фізіологічні характеристики людини в різних умовах.

Предмет дослідження. Індивідуальні електрофізіологічні властивості шкіри та психофізіологічні особливості людини при емоційному напруженні та при розумових навантаженнях.

Методи дослідження. Вимірювання абсолютних значень та градієнтів СТЕП на шкірі проводилося в біологічно активних зонах обличчя за оригінальною та модифікованою методиками із використанням стандартного прилада “Біо-1” та лабораториних макетів. Вимірювання латентних періодів простих сенсомоторних реакцій на зорові подразники різної площі проводились за допомогою комп’ютерної техніки. Для цього були використані спеціально розроблені комп’ютерні тестові програми. Вимірювання абсолютних сенсорних порогів (електросоматосенсорних,зорових та слухових) проводилося за методом постійних подразників (Панкратов, Маркова, 1978) з використанням лабораторних макетів. Колективні оцінки та самооцінки психологічних характеристик людини отримували шляхом анкетування (Eysenk, 1962).

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше проведені дослідження особливостей електрофізіологічних характеристик шкіри та індивідуальних реакцій людини на подразники різної модальності і визначені зв’язки отриманих даних із результатами психометричних тестувань. Визначені типологічні особливості латентних періодів простої сенсомоторної реакції на візуальний подразник за умов різних режимів подачі сигналу, при розумових навантаженнях та підвищеному емоційному напруженні. Особливості розподілу статичних електричних потенціалів в біологічно активних зонах шкіри дозволили виявити значущість досліджуваних параметрів при їх застосуванні для подальшої типізації. Встановлені вірогідні відмінності між асиметріями СТЕП шкіри та змінами латентних періодів простої сенсомоторної реакції при розумовому навантаженні за умов різного рівня емоційного напруження. Визначені зв’язки електрофізіологічних характеристик шкіри із особливостями сенсорних порогів різної модальності та психологічними особливостями обстежуваних дозволяє застосовувати нові підходи до типізації індивідуальних особливостей людини.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати значно поглиблюють та уточнюють знання про індивідуальні реакції людини на розумове навантаження та емоційне напруження. Виявлені індивідуально-типологічних відмінності за застосованими параметрами використовуються при створенні адекватних методів спеціалізованого добору індивідів. Врахування індивідуальних особливостей параметрів, які вивчалися, необхідне для створення оптимальних умов праці, реалізації потенційних індивідуальних здібностей, впровадження методів та стратегій корекції функціональних робочих станів, виробленні індивідуального стилю праці. Отримані результати можуть бути використані як основа для створення експрес-методів оцінки функціональних станів людини, сили нервових процесів, витривалості нервової системи при різних ступенях емоційного напруження. Методичні розробки та результати досліджень були використані у складі спецкурсів та спецпрактикумів "Фізіологічна кібернетика”, “Основи психофізіології людини", “Фізіологія сенсорних систем” та “Психофізіологія”, які читаються у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка.

Особистий внесок здобувача. Здійснення інформаційного пошуку та аналіз літературних даних, проведення експериментів, обрахунки та узагальнення результатів дослідження виконані дисертантом особисто. Планування експерименту та розробка і модифікація методичних підходів проведені за участю наукового керівника.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були представлені на: VII Міжнародній конференції “Інформотерапія: Теоретичні аспекти та практичне застосування” (Київ, 2001); ІІІ українській конференції молодих вчених, присвяченій пам’яті академіка В.Фролькіса (Київ, 2002); Всеукраїнській науковій конференції, присвяченій 160-річчю кафедри фізіології людини та тварин Київського національного університету імені Тараса Шевченка “Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології” (Київ, 2002); ІІІ з’їзді українського біофізичного товариства (Львів, 2002); VIIІ Міжнародній конференції “Інформотерапія: Теоретичні аспекти та практичне застосування” (Київ, 2002); ІХ Міжнародній конференції “Інформотерапія: Теоретичні аспекти та практичне застосування” (Київ, 2003); Всеукраїнському науковому симпозіумі “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” (Черкаси, 2003); ІV всеукраїнській конференції студентів та аспірантів “Біологічні дослідження молодих вчених на Україні” (Київ, 2004); Second Ukrainian Antarctic Meeting “Antarctic peninsula: key region for environment change study” (Kyiv, 2004); Scientific Meeting of The Physiological Society (Cambridge, Great Britain, 2003); Х Ювілейній Міжнародній конференції “Інформотерапія: Теоретичні аспекти та практичне застосування” (Київ, 2004); Scientific Meeting of The Physiological Society (London, Great Britain, 2004); Young physiologist’s symposia London, Great Britain, 2004); XXXV International Congress of Physiological Sciences (San Diego, USA, 2005).

Публікації. Результати досліджень опубліковані в 23-х наукових роботах. Надруковано 9 статей у наукових журналах та збірниках наукових праць (з яких 4 статті у фахових виданнях) та 14 матеріалів і тез конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, огляду літератури, матеріалів і методів дослідження, результатів роботи та їх обговорення, заключення та висновків, списку використаної літератури, що включає 235 джерела. Дисертація викладена на 149 стор., має в своєму складі 35 рисунків, 40 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Дослідження в період з 1999 по 2004 рр проводилися в лабораторіях Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Загальна кількість обстежуваних, включаючи попередні експерименти, складала 1057 осіб. Всього було проведено 1096 експериментів. В експериментах брали участь 5 основних груп осіб, які перебували в різних умовах. Це були студенти біологічного факультету під час навчання та проходження практики в Канівському природному заповіднику в 2003 р. (група 1, надалі “гр.1”), (вік 18-20 р., n=101 (жінок – 59, чоловіків – 42); в 2004 р. (група 2, “гр.2”), (вік 18-20 р., n=84 (жінок – 59, чоловіків - 25). Абітурієнти під час заходів з професійного добору та вступу в ВНЗ (група 3, “гр.3”), (вік 16-20 р., n=268 (жінок –55, чоловіків - 213); слухачі, що поступали для підвищення кваліфікації (група 4. “гр.4”), (вік 22-26 р., n=223 (жінок – 73, чоловіків – 150); підлітки-юнаки під час вступних іспитів в середній спеціальний заклад (група 5, “гр.5”), (вік 14-16 р., n=52). Ми вважали, що в гр.3, 4, 5 обстежувані були в стані підвищеного емоційного напруження з причини проходження вступних іспитів до навчальних закладів.

Обстежувані в гр.1 та 2 на момент експерименту були в нормальних функціональних станах (Горго, 1999). В гр.3 та 4 обстеження ЛП та СТЕП проводилося двічі – до та після розумового навантаження (РН), яке тривало 1-1,5 години і являло собою комплексне психофізіологічне тестування, а саме: тест Равена (Penrose, 1936), визначення функціональної рухливості нервових процесів (Макаренко, 1991), визначення психофізіологічного рейтингу (Чайченко, Горго,1997; Філімонова, 2000), та ряд психологічних тестів (семантичний диференціал, адаптований тест восьми потягів Szondy та ін.). В гр.5 обстеження абітурієнтів проводилося перед співбесідою для зарахування. Застосовувалися методики вимірів СТЕП, соматосенсорних порогів та тести Равена та Айзенка (EPI). В гр.1, 3, 4, 5 був зафіксований відповідний показник оцінок успішності навчання. В гр.1 та 2 під час проведення експериментів фіксувався стан погоди. Метеорологічні дані (атмосферний тиск, вологість, швидкість вітру, хмарність) були надані метеорологічною станцією Канівського заповідника.

Дослідження статичних електричних потенціалів проводилося за допомогою стандартного приладу “Біо–1” та лабораторних макетів рідинними хлор-срібними електродами (Подшибякін, 1960; Горго, 1989). Точність вимірювання амплітуди СТЕП складала 0.5 мВ. Застосовано два способи відведень СТЕП: класичний та модифікований. За класичною методикою вимірювалася різниця електричних потенціалів між індиферентною зоною (долоня) та біологічно активними зонами (БАЗ) шкіри обличчя. В індиферентній та активній зонах розташовувались електроди з ґнотом, просоченим фізіологічним розчином. Таким чином СТЕП досліджували в гр.3, 4, 5. В гр.1 та 2 реєстрація різниць потенціалів в БАЗ проводилась за модифікованою методикою із використанням двох електродів, які розташовувались почергово в двох досліджених БАЗ. В цих групах, для перевірки істинності значення градієнту СТЕП в кожній парі БАЗ, виміри проводили двічі, із зміною полярності електродів. На обличчі обстежуваних досліджувались по 5 БАЗ зліва і справа. В гр.3, 4 та 5 це були лобові, брівні, носові, виличні та вушні БАЗ (Подшибякин, 1969). В гр.1 та 2 були досліджені лобові, носові та виличні БАЗ.

Під “асиметрією СТЕП” виступали виміряний градієнт (гр.1, 2) чи розрахована асиметрія абсолютних значень СТЕП між правою та лівою симетричними зонами (гр.3,4,5), при розташуванні позитивного електроду справа. “Градієнти” СТЕП - узагальнююча назва для градієнтів та асиметрій СТЕП між іпсілатеральними зонами. “Розрахункові значення” СТЕП (надалі “Р-СТЕП”) в певній зоні вираховували як суму значень градієнтів потенціалу між поточною та i-тою зонами (умовний позитивний електроду в розташований поточній зоні), поділену на загальну кількість зон. Цей показник ми використовували для уніфікованої оцінки розподілу СТЕП без урахування впливу індиферентної зони.

Вимірювання ЛП реакцій на візуальний подразник змінної площі проводилося з використанням спеціально розробленої програми із використанням можливостей комп’ютерної техніки з точністю до 1 мс. В гр.1, 2 та 5 застосовували два режими подачі сигналів різної площі: окремими серіями (ОС), в порядку збільшення площі подразника в кожній наступній серії, та випадковим чином (ВЧ). Використовувалося п’ять логарифмічних градацій площі подразника – від 10 до 105 пікселів (відповідно 1 мм2 -122 см2). При кожному режимі застосовувалося по 20 пред’явлень подразника кожної з градацій. В гр.3 та 4 одноманітні слабкі подразники підвалися в єдиній серії (50 пред’явлень) до та після розумового навантаження.

Дослідження порогів соматосенсорної чутливості здійснювали з використанням змінного електричного синусоїдального струму різних частот, який через два електроди площею до 20 см2 прикладався до шкіри передпліччя (Панкратов, 1975). Джерелом змінного струму різної частоти і сили був стандартний звуковий генератор, сила подразнення вимірювався мікромперметром. Для визначення абсолютних порогів відчуття застосовувався варіант психофізичного методу постійних подразників. На шкіру обстежуваного в ділянці вентральної поверхні передпліччя впливали змінним струму, амплітуда (в межах 10 мкА – 50 мкА) і частота (в межах 30 Гц–30 кГц) якого регулювалася експериментатором. Ми обрали напівлогарифмічний крок зміни частот. Ноцицептивні відчуття отримували при дії на шкіру змінного струму 30 Гц, а механоцептивні – 3 кГц. На кожній з частот сила струму, що протікав крізь шкіру, поступово збільшувалася від нульового значення.

Дослідження порогів зорової чутливості за умов темнової адаптації проводилося з використанням адаптометра АРП-01. Обстежуваний проходив хвилинну світлову та 10-и хвилинну темнову адаптацію. Після періоду світлової стандартизованої преадаптації впродовж 6-и хвилин темнової адаптації періодично (кожні 15 секунд) вимірювався поріг сприйняття світлої фігури. Порогове значення яскравості засвітлення визначалося здатністю обстежуваного ідентифікувати тестову фігуру (круг, квадрат чи хрест), яку експериментатор змінював в кожній пробі випадковим чином. Порогами фотопічної чутливості вважали значення порогів зорового сприйняття при малій тривалості темнової адаптації (до 1 хв), а пороги, виміряні після 4-6 хв. темнової адаптації вважали характеристикою скотопічного світлосприйняття (Гершуни, 1971).

В ході колективної психологічної оцінки кожен член досліджуваної групи оцінював за кількома психометричними шкалами особливості інших членів своєї групи, які вже проіснували тривалий час. До анкети при дослідженні гр.1 входило 7 шкал вербальних оцінок, при дослідженні гр.2 - ще 4 додаткові невербальні шкали оцінок. Кожна шкала включала 7 значень, від однієї полярної оцінки – до іншої, і оцінка могла варіювати від 1 до 7, в залежності від того, до якого полюсу наближається прояв цієї властивості у конкретної особистості. При самооцінці обстежувані за цими шкалами характеризували самих себе. Інші психологічні опитування базувалися на самооцінці, це були тест Айзенка (Айзенка особистісний опитувальник (EPI) (Eysenk, 1962); опитування з самооцінки самопочуття, активації та настрою (САН) (Доскин, 1975); скорочена анкета для виявлення вегетативних дисфункцій у пубертатний період (Вейн, 1998); тест компонентного аналізу емоцій (Додонов, 1977).

В гр.1 та 2 в ході експерименту послідовно проводилося психологічне опитування, вимірювання латентних періодів сенсомоторних реакцій на зорові подразники різної площі, порогів зорової чутливості, слухових порогів, розподілу СТЕП на шкірі обличчя, соматосенсорних порогів. В гр.3 та в гр.4, в стані емоційного напруження, ЛП реакцій на однакові подразники та СТЕП в БАЗ шкіри обличчя вимірювалися двічі – до та після розумового навантаження.

Для обробки даних використовувались наступні статистичні методи: параметричні: розрахунки середнього арифметичного (М), похибка середнього (m), та непараметричні (у випадку ненормального розподілу даних за тестом нормальності розподілу Shapiro-Wilks' W test) медіана, Wilcoxon matched pairs test, Mann-Whitney U test, рангова кореляція за Spearman (R); проводилося групування за величиною показників за персентильним принципом (кожна з трьох виділених груп включає осіб із показниками в межах першого, другого та останнього 33% діапазону рангової послідовності індивідуальних значень показника), дисперсійний аналіз, факторний аналіз (Деркач, 1977; Рокицкий, 1973; Небылицын, 1971). Всі вищевказані статистичні засоби використовувалися в складі пакету STATISTICA 5.0. Для деяких розрахункових завдань використовувався пакет EXСEL.97.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

В 3-му розділі дисертації були описані загальні принципи розподілу СТЕП в БАЗ обличчя. В лобових, надбрівних та носових БАЗ потенціал негативніший (медіана різниці – 5 мВ) ніж у виличній і в вушній (р<0,001) в усіх групах обстежених. Це суттєво доповнює літературні дані (Зацепина, 1988). Асиметрія СТЕП варіює в межах ±15 мВ а градієнти СТЕП – в межах 20 мВ (95% обстежуваних). Це більше, ніж за даними літератури (Горго, 1989), остільки обстежувані в наших дослідженнях знаходилися в різних функціональних станах.

Була встановлена вірогідна (p<0,01) різниця градієнту потенціалу між лобовими та носовими БАЗ (ми приймали, що умовний позитивний електрод знаходився в носовій БАЗ), (надалі “лобово-носового градієнту”), між жінками та чоловіками в гр.1 та 2 (медіана у жінок -1 мВ, у чоловіків -4 мВ), в гр.3 після РН (відповідно +5 мВ та +1 мВ), в гр.4 до (4 мВ та 0 мВ) та після (+3 мВ та -1 мВ). Отже, лобово-носовий градієнт у жінок має більш позитивне значення ніж у чоловіків з відповідної групи.

При порівнянні лобово-носового градієнту СТЕП в групах однієї вікової категорії (16-20 р.), з яких – гр.1 та 2 були у стані спокою, а гр.3 – в стані емоційного напруження, відмітності між обстежуваними з різних груп аналізувалися окремо для жінок та чоловіків. Вірогідних відмінностей лобово-носового градієнту між гр.1 та 2 не було виявлено. У гр.3 лобово-носовий градієнт був вірогідно (p<0,001) позитивнішим (медіана лобово-носового градієнту у жінок +6,25 мВ, а у чоловіків +5), ніж в гр.1 та 2 (відповідно –2,3 мВ та –5,5 мВ). У жінок в групі спокою Р-СТЕП в лобових та носових БАЗ не відрізняються вірогідно, у чоловіків Р-СТЕП в носових БАЗ вірогідно (p<0,001) негативніший ніж в лобових, а в емоційно-напруженій групі у чоловіків та жінок носовий Р-СТЕП вірогідно (p<0,001) позитивніший за лобовий.

При порівнянні лобово-носового градієнту у чоловіків різного віку в стані емоційного напруження до РН (гр.3, 4 та 5) було виявлено вірогідні (p<0,001) відмінності (рис. 1). У наймолодших лобово-носовий градієнт найпозитивніший, а у найстарших близький до нуля. У жінок така різниця в різних вікових категоріях не вірогідна. Оцінюючи відмінності лобово-носового градієнту у осіб різного віку у чоловіків всередині гр.3 та 4 до РН, виявлялося що в гр.3 він вірогідно (p<0,05) позитивніший у осіб віком 17 років (n=79) ніж у осіб віком 19 (n=38), а в гр.4 - у осіб віком 22 роки (n=33) ніж у осіб віком 26 років і більше (n=26).

Рис. 1. Відмінності лобово-носового градієнту СТЕП у чоловіків та жінок різного віку в стані емоційного напруження до розумових навантажень. Групи: жінки віком 16-20 років (n=56), віком 22-26 років (n=55), чоловіки 14-16 років (n=73), віком 16-20 років (n=215), віком 22-26 років (n=150);

*** (p<0,001) - вірогідні відмінності між позначеними віковими категоріями;

+++ (p<0,001) – вірогідні відмінності від жінок поточної групи. | Рис. 2. Зміни розрахункових значень СТЕП в лобових (F) та виличних (Z) БАЗ після розумового навантаження (РН) в групах 3 (16-20 років) та 4 (22-26 років) у чоловіків (n=150) і жінок (n=55): 3-1 – до РН; 3-2 – після РН; 4-1 – до РН; 4-1 – після РН;

*** (p<0,001), ** (p<0,01), * (p<0,05) вірогідні зміни після РН;

### (p<0,001), # (р<0,05) вірогідні відмінності між групами 3 та 4.

Був проведений аналіз змін Р-СТЕП в різних зонах при РН за умов емоційного напруження в гр.3 та 4 у чоловіків та жінок. У чоловіків обох груп після РН відбувається вірогідна (p<0,05) позитивізація СТЕП в лобових БАЗ та негативізація СТЕП у виличних (рис. 2). Це проявляється у зменшенні після РН діапазону значень СТЕП, оскільки в цих групах в лобових БАЗ Р-СТЕП найнегативніший, а в виличних – найпозитивніший. На рисунку видно, що до навантаження існують вірогідні (p<0,05) різниці Р-СТЕП в лобових БАЗ, в молодшій групі вони негативніші для обох статей.

У розділі 3.2. показано, що ЛП вірогідно (p<0,05) збільшуються після розумових навантажень у чоловіків, і не збільшуються у жінок (рис. 3). У чоловіків в гр.4 ЛП вищі ніж в гр.3 як до, так і після навантаження. Вірогідна (p<0,05) різниця між ЛП жінок та чоловіків проявляється лише після РН в гр.4. Простежується аналогія між змінами після РН ЛП та СТЕП. У чоловіків такі зміни вірогідні, і подібні за напрямком в гр.3 та 4 (рис. 1, 2), а у жінок зміни середніх значень ЛП та СТЕП не виявлені.

Вірогідні відмінності Р-СТЕП в БАЗ лівої частини обличчя в групах із різним абсолютним рівнем ЛП та до та після РН було виявлено у жінок в гр.3 та 4. Було встановлено, що Р-СТЕП в лівих лобових БАЗ у жінок гр.3 та 4 із низькими ЛП до РН був більш негативним (p<0,05) ніж у жінок із середніми ЛП (в гр.3) та із високими ЛП (в гр.4). СТЕП в лівих виличних БАЗ в групі низьких ЛП був більш позитивним, ніж в категорії високих ЛП у жінок в гр.3 до РН та у жінок в гр.4 після РН. Носовий Р-СТЕП зліва в категорії низьких ЛП в у жінок гр.4 був більш негативним порівняльно з категорією середніх ЛП до РН, та високих ЛП після РН.

Отже, в лівій частині обличчя, при низьких ЛП у жінок в стані емоційного напруження спостерігався в лобовій та носовій БАЗ вірогідно більш негативний СТЕП, а в виличній БАЗ вірогідно більш позитивний СТЕП. Очевидно, негативність СТЕП в лобових та носових БАЗ, які і в ділянці долоні (Shiihara, 2001), може слугувати індексом збудливості, стану активного неспання. Виявлено вірогідні відмінності змін ЛП після РН в групах з різною асиметрією СТЕП в лобних та носових БАЗ (рис. 3).

Рис. 3. Зміни латентних періодів (ЛП) після розумових навантажень (РН) в групах із різним рівнем абсолютного значення лобової асиметрії (СТЕП) (0, 5, 10 мВ): Гр 3ж – жінки (n=56), гр 3ч – чоловіки (n=213), гр 4ч – чоловіки (n=150);

** (p<0,01), * (p<0,05). | Рис. 4. Зміни латентних періодів (ЛП) після розумових навантажень (РН) в групах з різною лобовою та носовою асиметрією СТЕП (“0”–негативна, “=0”– незначна, “0”-позитивна): Гр 4ч – чоловіки (n=193), гр 4ч – чоловіки (n=150), гр 3ч –чоловіки (n=150);

** (p<0,01), * (p<0,05).

У жінок в гр.3 та чоловіків гр.4 при значних абсолютних вихідних рівнях лобової асиметрії СТЕП (10 мВ і вище) ЛП після РН вірогідно (p<0,05) збільшуються. У чоловіків гр.3 спостерігається тенденція до аналогічних відмінностей. Як видно з рис. 4, абсолютне значення лобової асиметрії у чоловіків, у яких ЛП після РН збільшується, обумовлене здебільшого переважанням негативного потенціалу справа, оскільки саме в цій групі зміна ЛП вірогідно відрізняється в бік збільшення порівнюючи з групою з низькою асиметрією.

У чоловіків в гр.4 негативний потенціал в лівих лобовій а носовій зонах пов’язані із збільшенням ЛП після навантаження (p<0,05). У чоловіків гр.3 носова асиметрія пов’язана із змінами ЛП по-іншому. В категорії нульової носової асиметрії ЛП збільшується в більшій мірі (p<0,01), ніж в категоріях з правосторонньою та лівосторонньою асиметрією. Таким чином, асиметрії СТЕП в лобних та носових біологічно-активних зонах до РН в умовах емоційного напруження можуть бути використані для прогнозу реакції обстежуваних на РН.

Було показано, що значення латентних періодів в гр.1 та 2 значуще зменшувались при збільшенні площі подразника. ЛП реакцій на подразники сусідніх градацій площі в обох групах відрізнялися вірогідно (p<0,01). При збільшенні площі сигналу від мінімальної (1 мм2) до максимальної (122 см2) із застосованих, ЛП зменшувалися в середньому на 50 мс. В режимі ВЧ спостерігалися вірогідно вищі значення ЛП, порівнюючи із ЛП реакцій на подразники тієї ж площі в режимі подачі сигналів ОС, особливо при мінімальній та максимальній площі подразників (p<0,001). Значення ЛП при середній інтенсивності також відрізняються вірогідно в двох режимах, але з меншим рівнем значущості (p<0,05). У режимі ВЧ у багатьох обстежуваних ЛП реакцій на сигнали найбільшої площі виникало підвищення ЛП, порівняно з ЛП реакцій на сигнали меншої площі, в зв’язку з чим у жінок в режимі ВЧ ЛП реакцій на подразники 4-ї та 5-ї градації площі не відрізнялися вірогідно. Ймовірно, це можна трактувати, як прояв позамежного гальмування, яке більш виражено при режимі подачі подразників ВЧ. Коефіцієнт лінійної регресії ЛП при збільшенні площі подразника використовувався показника “градієнту сили” (Небылицын, 1976).

При порівнянні градієнту сили у чоловіків та жінок загального масиву гр.1 та 2 градієнт сили при обох режимах подачі сигналів різної площі було встановлено, що у чоловіків він вірогідно (p<0,05) більший. Градієнт сили не відрізняється при порівнянні гр.1 та 2, проте абсолютний рівень ЛП був більш низький в гр.1 у обох статей, особливо при режимі ВЧ та при мінімальному подразнику (p<0,001). Це могло бути зумовлене відімностями умов середовища в цих групах (в групі 2 була вірогідно вищою вологість і швидкість вітру, та нижчою температура).

Було встановлено, що Р-СТЕП в носових зонах при великому градієнті сили більш негативний в гр.1, але більш позитивний в гр.2 в правій носовій БАЗ (p<0,05) ніж при середніх чи високих значеннях градієнту сили. Можливо, такі відмінності між групами спостерігаються тому, що в гр.1, як було вказано раніше, нижчий ЛП при всіх значеннях площі подразника в обох режимах. В виличних зонах при середньому градієнті сили потенціал більш позитивний (у чоловіків обох груп та у жінок групи 1) (p<0,05), ніж в групі з найменшим градієнтом сили. У жінок відмінності виличного СТЕП спостерігаються при групуванні за градієнтом сили в режимі ОС, а у чоловіків – в режимі ВЧ. Відомості про більш негативні СТЕП виличних БАЗ при низькому градієнті сили в стані спокою відповідають вказаним раніше закономірностям прямування виличних СТЕП до більш негативних значень в гр.3 та 4 при високих ЛП. Ймовірно, більш негативні Р-СТЕП в виличних БАЗ виникають у осіб із слабкістю процесів збудження.

В розділі 3.3. було показано, що шкірний ноцицептивний та зоровий фотопічний пороги пов’язані із Р-СТЕП в БАЗ обличчя. В виличних БАЗ Р-СТЕП був більш негативний в гр.2 за високих ноцицептивних порогів, та за високих зорових порогів (в лівій БАЗ) (p<0,05) порівняльно з категорією середніх порогів, та за низьких зорових порогів (в правій БАЗ, у чоловіків) (p<0,01), порівнюючи із категорією середніх порогів. В лобових БАЗ в гр.1 Р-СТЕП більш негативний за низьких ноцицептивних порогів, ніж за середніх (p<0,01) та високих (p<0,05). В лівій лобовій БАЗ в гр.2 більш позитивний Р-СТЕП за високих фотопічних зорових порогів, ніж за середніх порогів (p<0,05). В носових БАЗ в гр.2 Р-СТЕП більш позитивний за високих, ніж за середніх ноцицептивних порогів (p<0,01).

Отже, за низьких порогів лобові та носові СТЕП більш негативні, а виличні – і за низьких і за високих. Можливі причини зв’язків СТЕП та індивідуальних сенсорних порогів - місцеві адаптаційно-трофічні процеси в зоровій системі, які проявляються на шкірі обличчя (Зацепина, 1994), та центральна інтеграція сприйняття ноцицептивної інформації та вегетативного регулювання фізіологічних процесів шкіри (потовиділення, кровонаповнення, енергетичний обмін) (Saper, 2002; Critchley, 2005).

В розділі дисертації 3.4. приведені відомості про характерні психологічні та вегетативні особливості категорій обстежуваних із різними значеннями обраних параметрів розподілу СТЕП (лобова та носова асиметрії, лобово-носовий градієнт СТЕП). Всі вказані відмінності - вірогідні (p<0,05).

При порівнянні категорій обстежуваних із різною лобовою асиметрією було показно, що більш негативний потенціал в правій лобові БАЗ проявляється у осіб із рисами домінування правопівкульного образного мислення (підсилення романтичних та пригнічення практичних, гностичних та гедонічних емоцій) а більш негативний потенціал в лівій лобовій БАЗ характерний для тих, хто має прояви лівопівкульного абстрактного мислення (схильність до гностичних і несхильність до романтичних, високі інтелектуальні здібності). Найбільш оптимальним для високої розумової працездатності, очевидно, є низький рівень асиметрії, оскільки при такої асиметрії спостерігається добре самопочуття, висока активність, рідкі проблеми з головним болем, сном та запамороченнями, переважання гедонічних емоцій, нижчий розкид ЛП, тенденція до зниження ЛП після навантаження, переважання парасимпатичний тонус.

Носова асиметрія розподілу СТЕП носить характер функціонального параметру, оскільки психологічні відмінності у осіб із різною носовою асиметрією СТЕП різні при різних умовах (погода, рівень емоційного напруження). Обстежувані з незначною носовою асиметрію мають краще самопочуття, більш високу активність, отже, як і при низькій лобовій асиметрії, є більш адаптованими до несприятливих умов.

При дослідженні психологічних відмінностей осіб із різним лобово-носовим градієнтом було показано, що особи із більш від’ємним лобово-носовим градієнтом врівноважені та спокійні, низько-збудливі, звичайно не напружені емоційно. Особи із більш позитивним лобово-носовим градієнтом, навпаки, збудливі та емоційні, активно пристосовуються через високий рівень індивідуального емоційного напруження. Проміжна група, на нашу думку, найменш адаптована до несприятливих соціальних умов (Campbell, 2003), більш вразливі, мають низку здатність до використання обох вищезгаданих полярних пристосувальних стратегій, що виражається в низьких інтелектуальних здібностях та оцінках, напруженні функціональних резервів організму, про що свідчить підвищений симпатичний тонус. Відмінності за цим параметром спостерігаються між чоловіками та жінками (у жінок більш позитивний ніж у чоловіків). Однак, суттєві відмінності за цим показником виявлені у групах обстежуваних в різних функціональних станах. У обстежуваних більш емоційно напружених (під час розумового навантаження в процесі складання вступних іспитів) спостерігався більш позитивний тип лобово-носового градієнту. Ми вважаємо лобово-носовий градієнт СТЕП придатним для оцінки індивідуальної емоційної реактивності (Lucas, 2004).

ВИСНОВКИ

Встановлено, що на характеристики статичних електричних потенціалів шкіри в біологічно активних зонах обличчя суттєво впливають статеві, вікові, психофізіологічні та психологічні індивідуально-типологічні особливості людини.

Визначено, що в лобових, носових та надбрівних зонах шкіри обличчя статичні електричні потенціали у всіх групах незалежно від впливів факторів середовища більш негативні (на величину до 5 мВ) ніж у виличних та вушних, в стані емоційного напруження лобово-носовий градієнт СТЕП є більш позитивним (на 7 мВ) ніж в стані спокою незалежно від статі, але у чоловіків лобово-носовий градієнт СТЕП вірогідно більш негативний ніж у жінок.

У чоловіків спостерігається зменшення амплітуди лобово-виличного градієнту СТЕП та збільшення латентних періодів простої сенсомоторної реакції після розумових навантажень, при цьому в старшій віковій категорії лобово-носовий градієнт СТЕП більш негативний (до 4 мВ), а латентні періоди більші на 10 мс ніж в молодшій. У жінок подібні відмінності не спостерігались.

Виявлено, що у жінок при низьких значеннях латентних періодів простої сенсомоторної реакції до та після розумових навантажень в стані емоційного напруження СТЕП в лівих лобових та носових зонах більш негативні (до 4 мВ), а в виличних – більш позитивні (на 5 мВ), ніж при високих значеннях латентних періодів, що вказує на особливості розумової роботи при емоційних напруженнях. У чоловіків такого не спостерігалось.

Збільшення латентних періодів простої сенсомоторної реакції (на 20-40 мс) після розумових навантажень при емоційному напруженні проявляється в групах з високим значенням (більше 10 мВ) правосторонньої негативної асиметрії в лобових біологічно активних зонах незалежно від статі, правосторонньої негативної носової асиметрії у чоловіків старшої вікової групи та нульової асиметрії у чоловіків молодшої вікової групи.

Виявлені зменшення латентних періодів при збільшенні площі зорового подразника, збільшення латентних періодів при подачі подразників різної площі випадковим чином і їх зменшення в режимі подачі окремих однорідних серій, вказують на необхідність врахування цього при отриманні масивів однорідних даних при психофізіологічних тестуваннях.

При індивідуально низьких значеннях градієнту сили нервових процесів виявлені більш негативні (на 4 мВ) значення СТЕП в виличних біологічно активних зонах, ніж при середніх значеннях градієнту, а в носових біологічно активних зонах СТЕП більш позитивні (на 4 мВ) при високих значеннях градієнту.

В лобових та носових зонах статичні електричні потенціали більш негативні (на 4 мВ) при низьких, а в виличних зонах при низьких та високих порогах ноцицепивної та зорової фотопічної чутливості, що вказує на зв’язки чутливості таких модальностей із електрофізіологічними характеристиками шкіри.

Лобово-носовий градієнт СТЕП, який найбільш виразно проявлявся в наших дослідженнях, підлягає суттєвому впливу сукупності психологічних ознак активаційно-емоційної сфери, при цьому більш позитивний градієнт мають емоційно-реактивні (нейротизовані, екстровертовані) особи. У осіб із різною лобовою асиметрією СТЕП відрізняються прояви домінування правої або лівої півкулі в створенні стратегій образного та абстрактного мислення.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Богданов В.Б., Горго Ю.П. Часова динаміка латентних періодів простої зорово-моторної реакції // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, серія Біологія. – 2004. - № 41. - С. 135-137 (здобувач здійснював розробку методичних підходів, експериментальну роботу та статистичну обробку результатів, підготовку матеріалів до друку).

Богданов В.Б., Горлов Д.С., Федорчук С.В., Горго Ю.П. Взаємозв’язки часу сенсомоторної реакції та розподілу статичних потенціалів шкіри людини // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, серія Проблеми регуляції фізіологічних функцій. – 2004. - №9. – С. 16-17 (здобувач здійснював розробку методичних підходів, брав участь в експериментальній роботі, статистичній обробці результатів, підготовці матеріалів до друку).

Горго Ю.П., Богданов В.Б. Зв’язки латентних періодів сенсомоторної реакції з електробіофізичними характеристиками шкіри при визначенні функціональних станів людини // Природничий альманах. Біологічі науки. - Херсон, 2002. - № 2. – С. 50-60 (здобувач здійснював розробку методичних підходів, експериментальну роботу та статистичну обробку результатів, підготовку матеріалів до друку).

Горго Ю.П., Богданов В.Б. Визначення кількісних характеристик латентних періодів сенсомоторної реакції при дії сигналів різної сили // Вісник черкаського університету, серія Біологічні науки. - Черкаси, 2002. - №39. – С. 35-41 (здобувач здійснював розробку методичних підходів, експериментальну роботу та статистичну обробку результатів, підготовку матеріалів до друку).

Федорчук С.В., Чікіна Л.В., Богданов В.Б., Горго Ю.П. Психофізіологічні показники розумової діяльності людини // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка, серія Біологія. – 2004. - №40. - С. 78-80 (здобувач брав участь в експериментальній роботі, здійснював статистичну обробку результатів).

Горго Ю.П., Мірошник Т.Г., Богданов В.Б., Харковлюк Н.В. Функціональний стан організму в період адаптації до умов Антарктиди // Фізіологічний журнал. – 2003. – Т. 49, №3. – С. 90-94 (здобувач здійснював статистичну обробку результатів, брав участь в аналізі експериментальних даних, написанні та оформленні статті).

Богданов В.Б., Чікіна Л.В., Федорчук С.В., Єна А.І., Горго Ю.П. Розподіл статичних електричних потенціалів в біологічно-активних зонах обличчя, як інформативний показник // Реабилитация и абилитация человека. Интегративно-информационные технологии. – Киев, 2004. – С. 70-75