CC BY
177
УДК [616.89-008.441:612.84:612.85]-053.2
ЛАТЕНТНОЕ ВРЕМЯ СЕНСОМОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ У ДЕТЕЙ 10-11 ЛЕТ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТРЕВОЖНОСТИ
© 2011 г. А. В. Грибанов, И. С. Кожевникова,
А. Н. Нехорошкова, Ю. С. Джос
Поморский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Архангельск
В статье представлены результаты исследования латентного времени сенсомоторных реакции у 157 детей 10-11 лет с нормальным (103 человека) и высоким (54 человека) уровнем тревожности.
В качестве методов исследования использовалось измерение латентного времени простой и сложной зрительно-моторных реакций и регистрация слуховых когнитивных вызванных потенциалов (ВП) Р300. Установлено, что латентное время зрительно-моторных реакций и латентный период слуховых когнитивных ВП Р300 у тревожных детей достоверно больше, чем у их сверстников из контрольной группы. Дети с высоким уровнем тревожности допускают достоверно большее количество ошибок при выполнении сенсомоторных тестов.
Ключевые слова: дети, тревожность, латентное время, сенсомоторные реакции, вызванные потенциалы.
Среди наиболее актуальных проблем в современных исследованиях эмоциональной сферы выделяется проблема изучения тревожности. В настоящее время под термином «тревожность» понимают и определенное состояние индивида в ограниченный момент времени (ситуативная тревожность), и устойчивое свойство личности человека (личностная тревожность) [2]. Тревожность — один из основных факторов, способствующих развитию у человека психических и соматических заболеваний. Личностная тревожность связана с широким спектром когнитивных, аффективных и поведенческих нарушений. Тревожные расстройства часто могут быть коморбидными у лиц с пограничными психическими нарушениями, в частности поведенческими расстройствами, при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью, когда тревога способствует возникновению неустойчивости внимания и оказывает дезорганизующее влияние на деятельность и поведение [3,
5, 12].
Выраженная тревожность препятствует эффективному обучению, снижает способность к концентрации внимания, ухудшает воспроизведение информации и ассоциативное мышление [13]. Когнитивные структуры учащихся с меньшей тревожностью отличаются более тонкой системой анализа стимулов, большей дифференцированностью, обособлением и ростом автономности подструктур, отвечающих за переработку сложной информации [14]. Чем выше уровень тревожности, тем более выражено ее дезорганизующее влияние на интеллектуальную деятельность [13].
Используемые психологические опросники и тесты не могут охватить всей полноты этого сложного эмоционального явления. Исследование физиологических механизмов тревожности методами регистрации кожно-гальванической реакции, плетизмограммы, оценки сердечной деятельности и дыхания не дают полной картины, так как затрагивают только периферический уровень и не охватывают нейрофизиологическую составляющую — центральный уровень. С нашей точки зрения представляется актуальным исследовать мозговые проявления тревожности, используя определение латентного времени сенсомоторных реакций, которое включает в себя несколько фаз: поступление сенсорной информации, время центральных процессов (опознание стимула и выбор ответа) и широко используется для оценки психофизиологических и нейрофизиологических параметров функционирования головного мозга [8, 11].
В настоящее время в нейрофизиологических исследованиях находит все более широкое применение метод вызванных потенциалов (ВП), который позволяет получить объективную информацию о состоянии
и функциях различных сенсорных систем как на периферическом, так и на центральном уровне [4]. Характеристики ВП отражают сенсорные процессы приема информации, процессы переработки и хранения информации, принятия решения о том или ином действии. Анализ параметров длиннолатентных ответов дает важную информацию о работе мозга и имеет большое значение для оценки состояния когнитивных функций, связанных с восприятием и обработкой информации [7]. Метод ВП позволяет оценить особенности мозгового обеспечения когнитивных функций при эмоциональных нарушениях, т. к. отражает нейрональные процессы, связанные с вовлечением регуляторных ретикуло-таламических систем, лимбических и неокортикальных структур, обеспечивающих направленное внимание и кратковременную память [6]. Существующие исследования тревожно-фобических расстройств у взрослых свидетельствуют о наличии характерных изменений параметров ВП мозга, в частности слуховых ВП Р300, отражающих нарушение ранней обработки информации и когнитивных функций [6, 7].
Изучение латентного времени простой и сложной зрительно-моторных реакций и параметров слуховых когнитивных ВП Р300 у детей при повышенной тревожности могут быть информативными для понимания нейрофизиологических проявлений тревожности, а также могут быть полезными для ее диагностики. Исходя из этого целью нашего исследования явилось определение латентного времени сенсомоторных реакций и ВП у детей 10—11 лет с повышенным уровнем тревожности.
Методы
В исследовании принимали участие 157 детей (79 мальчиков и 78 девочек) 10—11 лет. Все дети обучались в 3-х и 4-х классах общеобразовательных школ города Архангельска и Архангельской области. Обследование детей проводилось с информированного согласия родителей. Уровень личностной тревожности определялся по тесту «Шкала явной тревожности для детей 8—12 лет» (CMAS) в адаптации А. М. Прихожан [16], тесту «Многомерная оценка детской тревожности» [ 15], тесту Люшера. Высокий уровень личностной тревожности также подтверждался данными клинического обследования и характеризовался высокой эмоциональной напряженностью, беспокойством, склонностью испытывать тревогу и страх даже в привычных ситуациях.
Группы мальчиков и девочек были разделены по уровню тревожности: с высоким уровнем тревожности (25 мальчиков и 29 девочек) и с нормальным уровнем тревожности (54 мальчика и 49 девочек) — контрольная группа. Поскольку анализ результатов исследования не показал статистически значимых различий между мальчиками и девочками, это позволило объединить детей в одну половозрастную группу.
Во всех группах были исследованы показатели латентного времени простой и сложной зрительно-
моторных реакций. Исследование проводилось на основе данных, полученных с помощью компьютерной методики регистрации времени зрительно-моторных реакций OZO [8]. Суть методики заключалась в следующем: в центре темного экрана монитора испытуемому предъявлялись изображения двух видов (белый круг и белый квадрат). Испытуемый в соответствии с инструкцией должен был как можно быстрее реагировать на эти изображения нажатием определенных клавиш, стараясь в то же время сделать как можно меньше ошибок. В методике использовались две серии регистрации времени реакций.
В 1-й серии (регистрация времени простой сен-сомоторной реакции) испытуемый должен был как можно быстрее реагировать нажатием одной клавиши на появление любого типа изображения.
Во 2-й серии (регистрация времени сложной зрительно-моторной реакции) применялось два типа заданий:
1) испытуемый нажимал пальцем левой руки одну клавишу при появлении изображения круга, пальцем правой руки — другую клавишу при появлении изображения квадрата;
2) изменение способа реагирования: испытуемый нажимал пальцем левой руки одну клавишу при появлении изображения квадрата, пальцем правой руки — другую клавишу при появлении изображения круга.
Последовательность предъявления изображений в каждой серии случайная, но число предъявлений того и другого вида изображения постоянное и равно 10. У каждого испытуемого регистрировали латентное время реакции, т. е. время с момента предъявления стимула до момента начала двигательной реакции на то или иное изображение, а также количество ошибочных реакций. Время всех реакций регистрировалось с точностью до 1 мс.
Для оценки мозговой деятельности с помощью методики слуховых когнитивных ВП с оценкой волны Р300 было обследовано 100 детей: 42 — с высоким уровнем и 58 — с нормальным уровнем тревожности.
Регистрация Р300 осуществлялась по стандартной методике исследования в ситуации случайно возникающего события (“oddball” paradigm). Применялась слуховая стимуляция с наличием отдельных триггеров для запуска и усреднения редких (значимых) стимулов
— тоновых щелчков с частотой наполнения 2 000 Гц и частых (незначимых) стимулов — щелчков с частотой наполнения 1 000 Гц. Стимулы длительностью 50 мс и интенсивностью 80 дБ подавались бинаурально и появлялись с частотой 2,1 Гц в псевдослучайной последовательности с вероятностью появления 30 % для значимых и 70 % для незначимых стимулов. Испытуемому предлагалось реагировать нажатием на кнопку пульта в ответ на редкий, значимый стимул. Для регистрации использовались монополярные отведения Fp1—M1 и Fp2—M2 (от лобных долей
правого и левого полушария ипсилатерально относительно сосцевидных отростков височных костей) по международной системе 10—20, с расположением заземляющего электрода в точке Fpz. Для усиления и усреднения ВП Р300 использовался аппаратный комплекс «Нейрон-Спектр-4/ВПМ» («Нейрософт», Россия), программа «Нейро-МВП. NET». Чувствительность усилителя составляла 20 мкВ/дел при записи, 5 мкВ/дел — при усреднении. Полоса частот
— 0,5—35,0 Гц, эпоха анализа 700 мс. Переходное сопротивление электродов не превышало 5 кОм. Количество усреднений для значимых стимулов составляло 26—29. Для оценки воспроизводимости ВП у каждого больного исследование Р300 проводилось дважды в независимых временных сериях, которые потом суперпозировались.
Данные обрабатывались с использованием статистического пакета программ SPSS 13. Производилась оценка распределения признаков на нормальность с использованием критерия Шапиро — Уилка. Для выявления различий между показателями у сравниваемых групп испытуемых использовали критерий t-Стьюдента, в тех случаях, когда распределение не соответствовало критериям нормальности, применялся его непараметрический аналог — критерий Манна — Уитни.
Результаты
Показатели латентного времени простой зрительномоторной реакции у детей обеих групп существенно ниже по сравнению с показателями латентного времени сложных реакций (табл. 1). Это объясняется тем, что латентное время реакции с выбором значимых сигналов затрачивается не только на преобразование сигналов в рецепторах, их перемещение по нервным проводникам, но и на анализ приходящих извне сигналов, на принятие решения о необходимости моторных действий. Наибольшее время было затрачено детьми при выполнении сложной реакции 2 типа, что связано с изменением привычных условий способа реагирования.
Таблица 1
Латентное время зрительно-моторных реакций у детей 7—10 лет, мс Ме (Q1—Q3)
Группа Простая зрительно- моторная реакция Сложная зрительномоторная реакция 1 тип Сложная зрительномоторная реакция 2 тип
Тревожные дети 352 (316-401) 708 (620-787) 763 (673-889)
Контроль 328 (302-361) 641 (581-741) 720 (626-842)
p 0,01 0,02 0,04
Между обеими группами детей выявлены достоверные различия в показателях времени реакции: латентное время как простой (р < 0,05), так и сложных зрительно-моторных реакций тревожных детей достоверно больше (р < 0,05), чем у детей контрольной группы.
Количество ошибок в ходе выполнения заданий у тревожных детей было значимо больше по сравнению со сверстниками с нормальным уровнем тревожности (табл. 2). Причём количество ошибок при выполнении сложных зрительно-моторных реакций 2 типа у детей обеих групп несколько выше, чем при выполнении 1 типа заданий, что, очевидно, связано с большей трудностью выполнения при изменении условий и способов реагирования.
Таблица 2
Количество ошибок у детей 7—10 лет при выполнении зрительно-моторных тестов Ме (Q1—Q3)
Сложная зрительно- Сложная зрительно-
Группа моторная реакция моторная реакция
1 тип 2 тип
Тревожные дети 2,0 (1,0—4,3) 3,0 (2,0-7,0)
Контроль 1,0 (0,0-3,0) 2,0 (1,0—4,0)
p 0,003 0,018
Анализ результатов латентного периода слуховых когнитивных ВП Р300 в ответ на незначимый стимул тревожных испытуемых и детей контрольной группы (рисунок) показал, что у детей с высоким уровнем тревожности был зафиксирован достоверно более длинный латентный период ВП Р300 в ответ на незначимый стимул: (348,50 ± 4,02) и (334,58 ± 3,13) мс соответственно (р = 0,007).
**
Контрольна» групп* Тревожные дети
Показатели латентного периода слуховых когнитивных вызванных потенциалов Р300 на незначимый стимул у тревожных детей (п = 42) и детей контрольной группы (п = 58)
Примечание. ** — статистическая значимость различий между группами р < 0,01.
Обсуждение результатов
Известно, что высокий уровень тревожности обусловливает формирование разнообразных негативных изменений функционального состояния, которые оказывают дезорганизующее влияние на деятельность человека [13]. На это указывают и результаты проведенного нами исследования.
Показатели латентного времени как простой, так и сложных зрительно-моторных реакций тревожных детей достоверно выше, чем у их сверстников с нормальным уровнем тревожности. Это, вероятнее всего, связано с увеличением времени центральных процессов при повышенной тревожности. Иными
словами, тревожным детям требуется больше времени для опознания зрительного стимула и выбора правильного ответа, чем детям с нормальным уровнем тревожности. Это согласуется с представлением о повышенной эмоциональной активации у тревожных лиц, вследствие чего для них может быть характерно наличие непродуктивной напряженности, не соответствующей реальной сложности ситуации [2].
Школьники с высоким уровнем тревожности более склонны воспринимать обстановку исследования как угрожающую, что побуждало их реагировать на нее тревожным состоянием и повышением эмоциональной активации, т. е., чем выше фоновая активированность, тем большим по физиологической силе становится раздражитель. Соответственно реактивность детей с повышенной тревожностью на одинаковые по внешней величине воздействия больше, чем у детей с нормальным уровнем тревожности. Однако тревожные дети быстрее достигают и предельного уровня активации, что приводит к снижению эффективности деятельности [10]. Это, по-видимому, обусловлено более выраженным повышением активности модулирующей системы мозга за счет нарастания вклада подсистемы непродуктивной активации, связанной с оборонительным поведением, приводящим к подавлению активности человека [2].
Известно, что для тревожных школьников характерна повышенная симпатическая и сниженная парасимпатическая реактивность гипоталамических структур. В свою очередь, в литературе имеются данные о том, что избыточный тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы оказывает сильное отрицательное влияние на обучение, нарушает устойчивость внимания [3]. Такие особенности, несомненно, влияют и на увеличение времени центральных процессов при опознании зрительного образа, и на выбор необходимой программы поведения.
Большинство исследователей говорят о связи латентного времени реакций с динамикой нервных процессов, которая определяет особенности психической деятельности (восприятие, переработка информации, формирование программы ответа) [8, 9]. Но время реакции является также интегральным показателем, характеризующим не только особенности нейродинамики, но и оперативную память, визуальное мышление, личностные установки испытуемого. По данным большинства исследователей, количество ошибок при выполнении сенсомоторных тестов прежде всего связано с концентрацией внимания, но также может зависеть от переключения и объема внимания [9]. Анализ результатов исследования показал, что количество ошибок, допущенных в процессе выполнения сложных зрительно-моторных реакций, у тревожных детей достоверно больше по сравнению с их сверстниками с нормальным уровнем тревожности. Полученные данные подтверждают дезорганизующее влияние повышенной тревожности на процессы когнитивной деятельности в целом, а в
первую очередь — на процессы внимания. Кроме того, ошибки при выполнении зрительно-моторных тестов могут быть связаны с неправильным принятием решения в процессе выбора, что, в свою очередь, может быть обусловлено как нарушением непосредственно самих когнитивных процессов, так и проблемами в регуляции психофизиологических процессов, обеспечивающих когнитивную деятельность [13].
Потенциалы Р300 трактуются как коррелят процессов, связанных с опознанием, дифференцировкой стимула, уровнем направленного внимания, принятием решения, запоминанием или уровнем оперативной памяти, ориентировочной реакцией и т. д. Основными структурами, принимающими участие в генерации Р300, считаются гиппокамп, лобная доля, теменная область, а также ряд подкорковых структур, прежде всего неспецифические ядра таламуса. Изменения Р300 не являются нозологически специфичными, они носят скорее синдромальный характер и связаны прежде всего с нарушениями направленного внимания и кратковременной памяти [1, 7].
По данным многих авторов [1, 4, 6], ВП Р300 является сложной гетерогенной волной, отражающей электрофизиологические корреляты когнитивных процессов. Более короткий латентный период и большая амплитуда пика Р300 характерны для лиц с лучшими когнитивными способностями [4]. В работах по изучению тревожных расстройств у взрослых указывается на значимое увеличение латентного периода компонента Р300 в группе испытуемых с паническим расстройством. По мнению одних исследователей [6, 7], это происходит в результате нарушения ранней обработки информации. Другие же авторы [1, 3, 7] интерпретируют это явление как признак повышенной возбудимости корковых нейронов и усиления ориентировочной реакции. Изменения компонента Р300 отражают прежде всего нарушение направленного внимания и кратковременной памяти [7].
Очевидно, при высоком уровне тревожности формируется состояние перевозбуждения в центральной нервной системе, которое и оказывает влияние на изменение свойств направленного внимания. В некоторых работах указывается на то, что под влиянием эмоционального напряжения уменьшается способность к распределению и переключению внимания, сокращается его объем, а снижение концентрации внимания характерно для тревоги: самые низкие показатели объема внимания наблюдались у людей в состоянии тревоги и страха [4, 6]. При направленном внимании избирательный отбор сенсорных импульсов происходит при участии механизмов избирательной модуляции активности корковых зон и торможении процессов обработки иррелевантной информации [3]. Поскольку при повышении уровня тревоги любая информация может оцениваться как важная, уменьшаются процессы торможения сенсорного потока и незначимый фон оценивается тревожным дольше, при этом снижаются избирательность, устойчивость
и концентрация внимания [6]. Исходя из вышесказанного можно полагать, что нарушение внимания у испытуемых с высокой тревожностью обусловлено трудностями сосредоточения на задании и повышенной отвлекаемостью.
Кроме того, на когнитивные процессы оказывает влияние состояние не только корковых структур мозга, но и регуляторных подкорково-стволовых. Вероятно, у испытуемых с высоким уровнем личностной тревожности отношения данных структур несбалансированны, что проявляется в низкой избирательности и устойчивости внимания [6].
Таким образом, у детей с высоким уровнем тревожности установлены более продолжительный латентный период зрительно-моторных реакций и слуховых когнитивных вызванных потенциалов Р300 в ответ на незначимый стимул, большее количество ошибок при выполнении зрительно-моторных тестов, что свидетельствует о снижении эффективности деятельности, низкой избирательности, устойчивости внимания и дезорганизации когнитивной деятельности.
Список литературы
1. Алешина Е. Д. Когнитивный вызванный потенциал Р300: методика, опыт применения, клиническое значение / Е. Д. Алешина // Журнал неврологии и психиатрии. — 2009. - № 8. - С. 77-83.
2. Афтанас Л. И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ / Л. И. Афтанас. — Новосибирск : Изд-во СО РАМН, 2000. - 126 с.
3. Вербицкий Е. В. Психофизиология тревожности / Е. В. Вербицкий. - Ростов н/Д : Изд-во Рост. ун-та, 2003. - 192 с.
4. ГнездицкийВ. В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике / В. В. Гнездицкий. - М. : МЕДпресс-информ, 2003. - 264 с.
5. Гордеев С. А. Изменения спонтанной и вызванной электрической активности мозга при тревожно-фобических расстройствах / С. А. Гордеев // Неврологический вестник.
- 2008. - Т. XL, Вып. 1. - С. 81-87.
6. Гордеев С. А. Особенности биоэлектрической активности мозга при высоком уровне тревожности человека / С. А. Гордеев // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 4. - С. 11-17.
7. Гордеев С. А. Применение метода Эндогенных связанных с событиями потенциалов мозга Р300 для исследования когнитивных функций в норме и клинической практике / С. А. Гордеев // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 2. - С. 121-133.
8. Зайцев А. В. Возрастная динамика времени реакции на зрительные стимулы / А. В. Зайцев, В. И. Лупандин, О. Е. Сурнина // Физиология человека. - 1999. - Т. 25, № 6. - С. 34-36.
9. Канжин А. В. Особенности зрительно-моторных реакций у детей-северян при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью / А. В. Канжин, А. В. Грибанов // Экология человека. - 2005. - № 5. - С. 14-17.
10. Криволапчук И. А. Психофизиологические показатели у детей 6-8 лет при информационной нагрузке в
зависимости от тревожности как устойчивой индивидуальной характеристики I И. А. Криволапчук II Физиология человека. — 2006. — Т. 32, № 6. — С. 13—18.
11. Макаренко Н. В. Электроэнцефалографические корреляты временных характеристик простых сенсомоторных реакций у людей с различным уровнем функциональной подвижности нервных процессов I Н. В. Макаренко,
B. И. Вороновская, Т. В. Ковтун, В. М. Панченко II Физиология человека. — 1992. — Т. 18, № 3 — С. 33—40.
12. Очерки психофизиологии детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью : монография I А. В. Грибанов (отв. ред.) [и др.]. — Архангельск : Поморский университет, 2009. — 242 с.
13. Прихожан А. М. Тревожность у детей и подростков: психологическая природа и возрастная динамика I А. М. Прихожан. — М. : Московский психолого-социальный институт ; Воронеж : Изд-во НПО «МОДЕК», 2000. — 304 с.
14. Ратанова Т. А. Связь школьной тревожности с когнитивными ососбенностями младших школьников I Т. А. Ратанова II Психологический журнал. — 2009. — Т. 30, № 3. — С. 39—51.
15. Ромицина Е. Е. Методика «Многомерная оценка детской тревожности» I Е. Е. Ромицина. — СПб. : Речь, 2006. — 112 с.
16. Шкала явной тревожности CMAS (адаптация А. М. Прихожан) I Диагностика эмоционально-нравственного развития I И. Б. Дерманова. — СПб., 2002. —
C. 60—64.
LATENT TIME OF SENSOMOTOR REACTIONS IN CHILDREN AGED 10-11 YEARS WITH HIGH LEVEL OF ANXIETY
А. V. Gribanov, I. S. Kozhevnikova,
A. N. Nekhoroshkova, Yu. S. Dzhos
Pomor State University named after M. V. Lomonosov, Arkhangelsk
In the article, the results of the research of latent time of sensomotor reaction in 157 children aged 10-11 years with normal (103 persons) and high (54 persons) level of anxiety have been presented. As research methods, there were used measurements of latent time of simple and complex visual-motor reactions and registration of acoustical cognitive evoked potentials Р300. It has been established that latent time of simple and complex visual-motor reactions and latent period of acoustical cognitive evoked potentials Р300 in anxious children was reliably longer than in their peers from the control group. Children with a high level of anxiety made reliably more mistakes during performance of sensomotor tests.
Key words: children, anxiety, latent time, sensomotor reactions, evoked potentials.
Контактная информация:
Кожевникова Ирина Сергеевна - аспирант кафедры физиологии и патологии развития человека Поморского государственного университета имени М. В. Ломоносова
Адрес: 163045, г. Архангельск, пр. Бадигина, д. 3
E-mail: [email protected]; [email protected]
