Учебно-исследовательская культура личности школьника и студента является компонентом базовой культуры личности, ее интегративным показателем, характеризующимся единством знаний целостной картины мира, умениями, навыками научного познания, ценностного отношения к его результатам и обеспечивающее ее самоопределение и творческое саморазвитие.
Целью нашей работы является изучение взаимосвязи и взаимозависимости творческих качеств личности, используя результаты педагогических исследований, и нейрофизиологических особенностей этих детей.
На базе научно-исследовательской лаборатории профилактической и восстановительной медицины Белгородского государственного университета проведено электрофизиологическое исследование 69 старшеклассников в возрасте 15-18 лет с высоким уровнем учебно-исследовательской культуры (определяемой по методике Г.В.Макотровой)и сравнительное ЭЭГ исследование 70 первокурсников БелГУ, проходивших обследование в рамках ВУЗовской Программы по оценке здоровья студентов и составления «паспорта здоровья».
В данном исследовании использовался программно-аппаратный комплекс, включающий в себя 16-канальный ЭЭГ-16С фирмы «Нейрософтр» (Иваново), электроэнцефалограф через плату АЦП соединялся с персональным компьютером. Запись ЭЭГ велась на жесткий диск ЭВМ с частотой дискредитации 100 Гц. Затем, специально отобранные безартефактные 5-секундные отрезки ЭЭГ подвергались автоматизированному компьютерному анализу с помощью специального пакета прикладных программ.
ЭЭГ запись производилась в первой половине дня, в экранированной, звукоизолированной кабине. Больной находился в положении полулежа, в специальном кресле, с закрытыми глазами. Перед проведением исследования пациенту давали краткую инструкцию, в которой объясняли суть исследования, его безвредность, безболезненность, излагали общий порядок процедуры и ее продолжительность.
Регистрировали как фоновую ЭЭГ, так и ЭЭГ на фоне различных функциональных проб.
1. Проба на открывание и закрывание глаз является одной из наиболее распространенных. При этом на ЭЭГ появляются характерные артефакты окулограммы. Наряду с этим наступают изменения ЭЭГ, основное значение в которых имеет выраженность десинхронизации доминирующего ритма - реакция «пробуждения». По особенностям этого феномена оценивается характер активирующих восходящих влияний и соответственно уровень возбудимости. Случаи извращения этой реакции в виде появления а-ритма указывают на исходно сниженный уровень ФС мозга.
2. Реакция усвоения ритма на ритмическую фотостимуляцию позволяет характеризовать различные стороны церебрального гомеостаза и текущее функциональное состояние.
Использовался фотостимулятор, позволяющий продуцировать короткие вспышки света (150 мкс) близкие по спектру к белому свету, достаточно высокой интенсивности (0,1 - 0,6 Дж). Исследовалась способность ЭЭГ колебаний воспроизводить относительно высокие частоты (10 Гц и 16 Гц).
3. Проба с гипервентиляцией связана с воздействием на внутреннее состояние организма. В процессе исследования испытуемому предлагалось глубоко дышать в течении 3-х минут, частота дыхания - 16-20 в мин. Регистрацию ЭЭГ начинали примерно за 1 минуту до начала гипервентиляции и вели в течение всей гипервентиляции и 3 мин. после ее окончания. Общий ответ на гипервентиляцию заключается в нарастании билатеральной синхронизации а-ритма, увеличении амплитуды и удлинении периода медленных волн, как следствие уменьшения углекислоты - естественного стимула ретикулярной формации.
При компьютерном анализе фоновой ЭЭГ нами делался акцент на частотно-амплитудные характеристики.
В группу сравнения включены студенты (случайная выборка) 1 курса различных факультетов, прошедшие комплексное обследование на базе научно-исследовательской лаборатории профилактической и восстановительной медицины Белгородского государственного университета. Группы идентичны по возрасту и полу.
Результаты анализа ЭЭГ-картины основной группы исследуемых показал, что у всех старшеклассников с высоким УИК основным регистрируемым ритмом был альфа ритм средней амплитуды (только в 2 случаях был высокоамплитудным 96мкВ и 92 мкВ), средняя же амплитуда в левосторонних отведениях равна 68,3_ 1,6; справа 66_2,4 мкВ, средняя частота альфа ритма 9,3_0,6 в сек. Межполушарная асимметрия не превышала 23%. Представленность бета ритма не превышала 24%, только в двух случаях этот ритм занимал 50%. Средняя амплитуда по обоим полушариям 12,2_1,4 мкВ, частота 16,6_2,4 в сек.Высокоамплитудные низкочастотные ритмы занимали небольшой процент в структуре ЭЭГ. Пароксизмальная активность зарегистрирована была у 4 старшеклассников при гипервентиляции, в фоновой записи пароксизмальной активности, эпиактивности не отмечалось.
В контрольной группе в целом преобладал на ЭЭГ альфа ритм, но в то же время у 35% студентов отмечены особенности ЭЭГ пленки. Так, у 10 человек(15%) регистрировалась низкоамплитудная «плоская» ЭЭГ и еще у 8 студентов (11%) отмечался нерегулярный неустойчивый альфа ритм с нарушением зональных различий, у 3 пациентов в фоновой записи зарегистрирована эквиваленты эпиактивности.
Сравнительный анализ физиологических ритмов у исследуемых обоих групп представлен в таблице 1.
Таблица 1. Значение индексов (%) физиологических ритмов в фоновой ЭЭГ
|
Ритм ЭЭГ |
Группы (М±m) |
Достоверность, Р |
|
|
Основная |
Контрольная |
||
|
альфа |
44,6±1,0 |
27,0±1,4 |
Р<0,05 |
|
бета |
23,2±1,6 |
26,6±2,0 |
Р>0,05 |
|
тета |
21,2±0,8 |
25,2±1,2 |
Р>0,05 |
|
дельта |
11,4±0,9 |
21,0±1,4 |
Р<0,05 |
Коэффициент соотношения быстрых и медленных волн в фоновой записи и при гипервентиляции (ГВ) у старшеклассников и студентов исследуемых групп представлен в таблице 2.
Таблица 2. Коэффициент соотношения быстрых и медленных волн в фоновой записи и при гипервентиляции (ГВ)
|
Условия исследования |
Группы (М±m) |
Достоверность, Р |
|
|
Основная |
Контрольная |
||
|
Фон, s d |
2,0±0,03 |
1,6±0,08 |
Р<0,05 |
|
2,2±0,04 |
1,8±0,04 |
Р<0,05 |
|
|
ГВ, s d |
1,6±0,01 |
1,2±0,06 |
Р>0,05 |
|
1,4±0,06 |
1,15±0,03 |
Р>0,05 |
|
Коэффициент достоверно выше в фоновой записи у старшеклассников с высоким УИК. Различий же по изменениям его при ГВ достоверных нет между группами, что подчеркивает еще некоторую незрелость физиологических и метаболических процессов у исследуемых. Снижение коэффициента - это нарастание билатеральной синхронизации альфа ритма, увеличение представленности медленноволновой составляющей как следствие уменьшения углекислоты - естественного стимула ретикулярной формации.
В пробе с открыванием и закрыванием глаз достоверных отличий по подавлению альфа активности нет.
Интересны результаты реакции усвоения ритма частот 10 и 16 Гц, они отражены в таблице 3.
Таблица 3. Реакция усвоения ритма (10 и 16 Гц)
|
Частота |
Группы (%) |
Достоверность, Р |
|
|
Основная |
Контрольная |
||
|
10 Гц |
82 % |
74 % |
Р>0,05 |
|
16 Гц |
65 % |
52 % |
Р<0,05 |
Достоверные различия между группами прослеживается на уровне усвоения фотостимулов с частотой 16 Гц, % усвоения навязываемого ритма у старшеклассников с высоким УИК выше, чем в контрольной группе, что отражает более высокий функциональный уровень активности головного мозга у исследуемых основной группы.
Таким образом, анализ картины ЭЭГ в фоне и при различных функциональных пробах показывает, что у старшеклассников с высоким УИК и первокурсников контрольной группы ЭЭГ соответствует характеристикам взрослого человека с преобладанием основных ритмов альфа и бета, с хорошим ответом на провоцирующие стимулы. Межполушарной асимметрии, превышающей допустимые 25%, не выявлено ни в одной из групп.
Нейрофизиологические характеристики по ЭЭГ у старшеклассников основной группы отличаются большей устойчивостью нервных процессов, преобладанием активирующих влияний и высокой функциональной активностью головного мозга.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ в рамках научно-исследовательского проекта РГНФ "Нейропедагогические условия индивидуализации развития творческого потенциала старшеклассников", проект 08-06-00193
Работа представлена на научную международную конференцию «Современное естественнонаучное образование», Китай (Пекин), 26 ноября - 4 декабря 2008 г. Поступила в редакцию 19.10.2008.