CC BY
4Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 23 (62). 2010. № 4. С. 131-136.
УДК 612.821+616.008.61
СЕРЦЕВИЙ РИТМ У ОС1Б З Р1ЗНОЮ ФУНКЦЮНАЛЬНОЮ РУХЛИВ1СТЮ НЕРВОВИХ ПРОЦЕС1В ПРИ ПЕРЕРОБЦ1 СЛУХОВО1 1НФОРМАЦП
ЛизогубВ.С., ЮхименкоЛ.1., Хоменко С.М., Черненко Н.П.
НД1 фтологи iм. М. Босого Черкаського нащонального ушверситету iм. Б. Хмельницького,
Черкаси, Украгна
E-mail: [email protected]
У оаб з рiзною функцюнальною рухливютю нервових процесiв (ФРНП) тд час диференцiювання слухово! шформацп дослщжували особливостi регуляцп серцевого ритму (СР). Виявили достовiрно низьку сумарну потужшсть спектру серцевого ритму, спектру на високш та дуже низькiй частот! у оиб з високою у ж^внянш з низькою ФРНП. Кореляцшний анадiз тдтвердив iснування зв'язку мiж спектрадьними характеристиками СР та показниками ФРНП.
Krnwei слова: регулящя серцевого ритму, функцiонадьна рухдивiсть нервових процесш, дифереицiюваиия сдухово! шформацп.
ВСТУП
Фундаментальш дослщження свщчать, що на результатившсть розумово! д1ядьност1 здшснюють помггний впдив стшюсть та об'ем уваги, емоцшш та мотивацшш характеристики, штегративш та когштивш стид1, а також i властивосп нервово! системи [1]. Пщходи стосовно значения родi шдивщуально-типолопчних вдастивостей нервово! системи пiд час розумово! дiяльностi рiзиi. Найчастiше ставилось питання про оцiику вкладу шдивщуально-типолопчних вдастивостей нервово! системи в усшшшсть дiяльностi [2]. Менш розроблений напрямок досдiджеиь вiдиосио участi iидивiдуадьио-типодогiчиих властивостей нервово! системи у вегетативнш регуляцп СР. Припускаемо, що ФРНП визначае не тшьки спосiб обробки шформацп пiд час виконання розумового завдання, а i повинна знайти свое вщображення в особливостях вегетативно! регуляцй серця. Можна думати, що СР ошб з рiзною ФРНП в^^зняеться ступенем активацi!' механiзмiв регуляцп.
Мета роботи - з'ясувати особливосп варiабельностi серцевого ритму (ВСР) у оаб з рiзною ФРНП пiд час переробки складно! слухово! iнформацi!.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
У обстежуваних 120 чоловтв, вiк яких становив 19,0±0,5 рокiв, досдiджували ФРНП, а також в умовах спокою та тд час виконання роботи по переробщ слухово! шформацп визначали: статистичш, варiацiйнi та спектрадьнi характеристики СР.
ФРНП дослщжували за допомогою компьютерного комплексу <^агност-2» за методикою М.В. Макаренка [3, 4]. В режимi «нав'язаного ритму» за показниками
швидкосп i якосп переробки шформацп визначали ФРНП. Кшьюсним показником piBHH ФРНП був максимальний темп пред'явлення та переробки OTraaniB, при якому обстежуваний зробив не бшьше 5,0-5,5% помилок на найвищш швидкосп. Вважали, чим бiльший темп пред'явлення шформацп, тим вищий рiвень ФРНП.
Реестращю статистичних, вaрiaцiйних та спектральних характеристик СР проводили на прилад «Cardiolab+» у стaнi спокою та пщ час переробки шформацп. Визначали частоту серцевих скорочень (ЧССуд/хв.), aмплiтуду моди (АМО%) та стандартне вiдхилення iнтервaлiв R-R у вибiрцi (SDNI^c). Спектральний aнaлiз СР здшснювали за показниками сумарно! потужностi спектру (Total Power - ТРмс2), потужносп спектру на дуже низьких (УЬБмс2), низьких (ЬБмс2) та високих (Юмс2) частотах, а також визначали HF нормaлiзовaне (%) та вiдношення LF/HF (у.о.) [5].
Для диференцiювaння слухово! шформацп використовували чистi тони, що описуються правильною синусо!дою, яю подавались через навушники бiнaурaльно. Обстежуваному необхщно було упродовж 5 хвилин якомога швидше диференцiювaти позитивнi i гaльмiвнi слуховi подразники. До початку роботи обстежуваний отримував iнструкцiю, у вщповщносп до яко! за умови появи звуку 1000 Гц (високий тон) необхщно було швидко натиснути та вiдпустити пальцем право! руки на праву кнопку. Поява звуку 300 Гц (низький тон) вимагала швидкого натискання та вiдпускaння пальцем лiво! руки на л1ву кнопку. На звук 600 Гц (середнш тон) -гaльмiвний подразник - не натискати на жодну з кнопок. Експозищя першого слухового подразника складала 1000 мс. Подача кожного наступного подразника автоматично змiнювaлaсь залежно вiд вiдповiдi. В рaзi правильно! вщповщ вона скорочувалась, а в рaзi помилки - подовжувалась на 20 мс. Таким чином, обстежуваш мали можливiсть сaмостiйно встановлювати шдивщуально-можливий високий темп пред'явлення та диференщювання слухово! iнформaцi!. Результати оброблено методами непараметрично! статистики за пакетом програм Excel-2010.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
У вщповщносп до методики визначення та оцшки ФРНП за показниками максимально! швидкосп переробки слухово! шформацп обстежуваш були розподшеш на три групи: с високою (100 i бшьше подразниюв за хвилину), середньою (85-95 подразниюв за хвилину) та низькою (до 80 i менше подразниюв за хвилину) функцiонaльною рухливiстю нервових процешв. Для всie! вибiрки випробовуваних показник ФРНП був в межах 65,5-120,3, а середне значення дорiвнювaло 90,0±4,2 подрaзникiв за хвилину.
Пщ час спокою вiдмiнностей мiж показниками ЧСС у ошб з рiзною ФРНП не виявлено (p>0,05). Не встановлено за цих умов достовiрних рiзниць вaрiaцiйних та спектральних характеристик ВСР оаб з рiзною ФРНП.
З'ясування особливостей ВСР пщ час переробки слухово! шформацп осiб з високою, середньою та низкою ФРНП дозволило встановити статистично знaчимi рiзницi у спектральних характеристиках (табл. 1).
Зафшсовано достовiрно нижчi значення медiaн спектральних показниюв ТР, VLF, HF у обстежуваних з високим рiвнем ФРНП порiвняно з низьким рiвнем дослiджувaно! влaстивостi (р<0,05). Параметри ВСР обстежуваних з середньою
ФРНП у бшьшосп випадкiв займали промiжне положення.
Таблиця 1
Показники серцевого ритму та Тх BiporigrncTb пiд час переробки слуховоТ шформацп у обстежуваних з рiзною функцiональною рухливiстю нервових
процеав
Дослiджуванi показники (мс2) Рiвень функцiональноi рухливостi нервових процешв
Високий Середнш Низький
ТР 1276,2* (221,3; 131,5) 2480,5 (738,1; 779,2) 5242,8 (1632,6; 1630,7)
VLF 469,8* (84,4; 21,3) 912,4 (618,8; 347,3) 1937 (466; 468)
LF 386,4 (51,4; 66,8) 595,3 (298,2; 302,6) 824,95 (280,5; 282,2)
ОТ 280,1* (16,3; 64,5) 381,8 (112,6; 83,6) 866,75 (230,1; 232,2)
Примтка: * - в1ропдшсть р1зниць p<0,05 показник1в обстежуваних з високим та низьким р1внем ФРНП.
Кшьюсш значення ЧСС, SDNN, АМО, HF норм. та вiдношення LF/HF тд час переробки слухово! iнформацii у оаб з рiзною ФРНП не мали статистично вiрогiдних вiдмiнностей (р>0,05).
Результати дослiдження кореляци мiж ФРНП та показниками ВСР представлен на Рис. 1.
Позитивна корелящя на рiвнi г = 0,41 (р<0,05) була виявлена мiж ФРНП та АМО. Вщ'емний зв'язок був встановлений мiж ФРНП i ТР, VLF, HF та SDNN. Коефiцieнт кореляци знаходився у межах г = -0,49 —0,56, (р<0,05). Мiж ЧСС i ФРНП обстежуваних зв'язку не знайдено (р>0,05).
Отриманi експериментальш данi е доказом наявностi зв'язку мiж варiацiйними, спектральними характеристиками ВСР та ФРНП. Можна вважати, що у переважнш бiльшостi випадкв, чим бшылою була ФРНП обстежуваного, тим нижчою була потужнiсть ТР, VLF, HF та SDNN i вищою АМО. I навпаки, нижчому рiвню ФРНП вiдповiдали вищi характеристики ТР, VLF, HF та SDNN i нижчi АМО.
Результати дослiдження дозволили виявити вiдмiнностi ВСР у обстежуваних видшених груп, якi формувались за ознаками ФРНП. Перш за все, це зв'язано з вiрогiдними рiзницями спектральних характеристик ВСР зафшсованих тд час переробки слухово! iнформацii у оаб з рiзним рiвнем ФРНП. Чисельт дослiдження довели, що значення ВСР е кшьюсним i яюсним показником стану симпато-вагусного балансу вегетативно! нервово! системи обстежуваних, тому можна думати, що рiзницi у кшьюсних значеннях видiлених груп, в першу чергу, зв'язаш з рiзним тонусом вегетативно! нервово! системи [6, 7]. Дшсно, застосування методiв варiацiйного та спектрального аналiзу дозволило виявити шдивщуально-типолопчш вiдмiнностi м1ж
показниками ТР, VLF, HF, SDNN та АМО обстежуваних груп рiзних за ФРНП. Так, у oci6 з високим piBHeM ФРНП пiд час переробки шформацп були зареeстрованi нижчi значення сумарно! потужностi спектру, потужностi спектру на високш та дуже низькiй частотах, а також нижчi величини стандартного вщхилення iнтервалiв R-R, нiж в обстежуваних з низьким рiвнем дослщжувано! властивостi.
Рис. 1. Кореляци мiж функцiональною рухливiстю нервових процесiв та характеристиками серцевого ритму (р<0,05).
Позитивна корелящя на рiвнi г = 0,41 (р<0,05) була виявлена мiж ФРНП та АМО. Вiд'eмний зв'язок був встановлений мiж ФРНП i ТР, VLF, HF та SDNN. Коефщент кореляци знаходився у межах г = -0,49 —0,56, (р<0,05). Мiж ЧСС i ФРНП обстежуваних зв'язку не знайдено (р>0,05).
Отримаш експериментальнi данi е доказом наявносп зв'язку мiж варiацiйними, спектральними характеристиками ВСР та ФРНП. Можна вважати, що у переважнш бшылосп випадкв, чим бiльшою була ФРНП обстежуваного, тим нижчою була потужшсть ТР, VLF, HF та SDNN i вищою АМО. I навпаки, нижчому рiвню ФРНП вiдповiдали вищi характеристики ТР, VLF, HF та SDNN i нижчi АМО.
Таким чином, результата дослщження дозволили виявити вщмшносп ВСР у обстежуваних видшених груп, яю формувалисы за ознаками ФРНП. Перш за все, це зв'язано з вiрогiдними рiзницями спектралыних характеристик ВСР зафiксованих пiд час переробки слухово! шформацп у оаб з рiзним рiвнем ФРНП. Чиселыш дослiдження довели, що значення ВСР е кшьюсним i якiсним показником стану симпато-вагусного балансу вегетативно! нервово! системи обстежуваних, тому можна думати, що рiзницi у кшьюсних значеннях видiлених груп, в першу чергу, зв'язаш з рiзним тонусом вегетативно! нервово! системи [6, 8]. Дшсно, застосування метод iв варiацiйного та спектрального анатзу дозволило виявити iндивiдуалыно-типологiчнi вщмшносп мiж показниками ТР, VLF, HF, SDNN та АМО обстежуваних груп рiзних за ФРНП. Так, у оаб з високим рiвнем ФРНП пщ час переробки iнформацi! були зареестроваш нижчi значення сумарно! потужносп спектру, потужностi спектру на високш та дуже низькш частотах, а також нижчi величини стандартного вщхилення штервашв R-R, нiж в обстежуваних з низьким рiвнем дослiджувано! властивосп.
На сьогоднi встановлено, що HF компонента спектру, обумовлена вагусною активацieю [7]. Складова ж LF, на думку багатьох авторiв, характеризуе стан симпатичного вщдшу вегетативно! нервово! системи i системи регуляцп судинного тонусу [9, 10]. Тому при шдвищенш тонусу симпатичного вщдшу значно зростають показники ТР, VLF, LF, HF та LF/HF, що i було зареестровано в нашому дослщжеш у осiб з низьким рiвнем ФРНП. Що стосуеться модуляцп VLF-хвиль, то на думку одних авторiв [6] вони характеризують активнiсть симпатичного вiддiлу вегетативно! нервово! системи, а шших [8] - вщбивае церебральнi ерготропнi впливи на нижче розташованi рiвнi i дозволяе отримувати шформащю про функцiональний стан мозку, оскшьки амплiтуда VLF тюно зв'язана з функцiональним напруженням i станом кори головного мозку. 1снують також даш про те, що потужшсть спектру в VLF дiапазонi може використовуватись як надiйний маркер ступеня зв'язку автономних (сегментарних) рiвнiв регуляцп кровооб^у з надсегментарними, в тому чи^ i гiпоталамо-гiпофiзарними та юрковими рiвнями. Отже, отриманi нами результати тд час переробки слухово! шформацп про бшьш високi значення VLF у ошб з низьким рiвнем ФРНП свiдчать на користь переваги симпатичних i надсегментарних впливiв та вщображае бiльш виражену активнють центрального, нейрогуморального i метаболiчного рiвня регуляцiï СР [8].
Результати нашоï роботи показали, що пiд час виконання завдання по переробщ слуховоï iнформацiï особливостi регуляцiï СР виражаються у ступенi активацiï симпатичноï активносп [1] i такi вiдмiнностi обумовлеш ФРНП. В обстежуваних з високою ФРНП переробка шформацп супроводжувалась низькими значеннями загально!' потужностi спектру, а також дихально!', судинно!' i гуморально-метаболiчноï модуляцп, нiж у ошб з низьким рiвнем дослiджуваноï властивосл нервовоï системи. Виявленi зв'язки мiж ФРНП та вегетативною регуляцiею серця е свщченням узгодженоï взаемодп у формуваннi iндивiдуальних реакцiй пристосування серцево-судинноï системи до конкретноï слухомоторноï дiяльностi.
Отже, ФРНП не тшьки е базовою високо-генетично детермiнованою властивютю нервовоï системи, яка складае нейродинамiчну основу максимально можливого темпу безпомилковоï слухомоторноï дiяльностi, а i вносить значний вклад у змши характеру забезпечення iндивiдуальноï активiзацiï вегетативних механiзмiв регуляцп роботи серця.
ВИСНОВКИ
1. Встановлено зв'язок мiж регуляторними мехашзмами серцевого ритму та функцiональною рухливютю нервових процесiв за умов виконання роботи по переробщ слуховоï шформацп.
2. Вищому рiвню функцiональноï рухливосп нервових процесiв вщповщали нижчi значення сумарноï потужностi спектру, потужностi спектру на високш та дуже низькш частотах.
3. У осiб з низьким рiвнем функцiональноï рухливостi нервових процешв виконання завдання по переробщ слуховоï iнформацiï викликало бiльш виразш змiни у вегетативнiй регуляцп серця та обумовлювало високi значення сумарноï потужностi спектру, потужностi спектру на високш та дуже низькш частотах.
Список лггератури
1. Свидерская Н.Е. Влияние индивидуально-психологических характеристик на пространственную организацию ЭЭГ при невербально-дивергентном мышлении / Н.Е. Свидерская, А.Г. Антонов // Физиология человека. - 2008. - Т. 34, №5. - С. 34-43.
2. Данилова Н.Н. Психофизиология. / Данилова Н.Н. - М. : Аспект Пресс, 1998. - 324 с.
3. Макаренко М.В. Основи професшного вщбору вшськових спещалютав та методики вивчення шдив^альних психофiзiологiчних вщмшностей мiж людьми / Макаренко М.В. // 1н-т фiзюлогü ím. О.О. Богомольця НАН Укра1ни, Науково-до^дний центр гуматтарних проблем Збройних Сил Укра1ни. - Кив. : 2006. - 395 с.
4. Пат. Укр. Споаб оцiнки психофiзiологiчного стану слухового аналiзатору / Макаренко М.В., Лизогуб В.С., Галка М.С., Юхименко Л.1., Хоменко С.М.; заявка №А201002225 про патент на винахщ вiд 1.03.2010.
5. Баевский P.M. Анализ вариабельности ритма сердца при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) / P.M. Баевский, Г.Г. Иванов // Вестник аритмологии. - 2001. - №24. - С. 65-87.
6. Akselrod S. Components of heart rate variability / S. Akselrod // Heart rate variability. - N.Y.: Armonk., 1995. - P. 146-164.
7. Richter D.W. Cardiorespiratory control / D.W. Richter, K.M. Spyer // Central regulation of autonomic functions. - N.Y. : Oxford Univ. Press, 1990. - P. 189-207.
8. Хаспекова Н.Б. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга : автореферат дис. ... д-ра мед. наук. / Хаспекова Н.Б. - М., 1996. - 48 с.
9. Karemaker J.M. Analysis of blood pressure and heart rate variability: theoretical consideration and clinical applicability / J.M. Karemaker // Clinical autonomic disorders. Evaluation and management / Ed. P.A. Low. - Boston etc.: Little Brown and Co., 1993. - P. 315-330.
10. Один из взглядов на управление сердечным ритмом : интракардиальная регуляция / А.Д. Ноздрачев, С.А. Котельников, Ю.П. Мажара [и др.] // Физиология человека. 2005. - 31, №2. - С. 116-129.
Лизогуб В.С. Сердечный ритм у людей с разной функциональной подвижностью нервных процессов при переработке слуховой информации / В.С. Лизогуб, Л.И. Юхименко, С.Н. Хоменко, Н.П. Черненко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2010. - Т. 23 (62), № 4. - С. 131-136.
У людей с разной функциональной подвижностью нервных процессов исследовали особенности регуляции сердечного ритма во время продолжительного дифференцирования слуховой информации. Установлено достоверно низкую суммарную мощность спектра сердечного ритма, спектра на высокой и очень низкой частоте у людей с высоким уровнем относительно людей с низким уровнем функциональной подвижности нервных процессов.
Ключевые слова регуляция сердечного ритма, функциональная подвижность нервных процессов, дифференцирование слуховой информации.
Lyzogub V.S. Heart rhythm at the persons with diferents functional mobility of nervous processes duaring work with acustic information / V.S. Lyzogub, L.I. Yukhymenko, S.M. Khomenko, N.P. Chernenko // Scientific Notes of Taurida V.Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. -2010. - Vol. 23 (62), No. 4. - Р. 131-136.
In persons with different functional mobility of nervous processes the features of regulation of hearty rhythm during long differentiation of acoustic information was investigated. Low total power of spectrum of hearty rhythm is was seted for certain, spectrum on high and very low frequency for people with a high level in relation to people with the low level of functional of nervous processes. Correlation is educed between functional mobility of nervous processes and some parameters of cardiac rhythm.
Keywords: regulation of hearty rhythm, functional mobility of nervous processes, differentiation of acoustic information.
Поступила в редакцию 16.11.2010 г.
