ХРЕСТОМАТИЯ

Неврологический вестник. – 2007-т 39, вып.3- С. 117-120.  

ДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ В УСЛОВИЯХ ТРЕНИРОВОК КОНЦЕНТРАЦИИ ВНИМАНИЯ У ДЕТЕЙ 10-11 ЛЕТ

Шимко И.А., Фокин В.Ф.

ГУ НИИ неврологии РАМН, Москва

Почтовый адрес: 105064: г. Москва, пер. Обуха 5, тел. 917-07-65

e-mail: fvf @ mail. ru  

Реферат

Функциональная межполушарная асимметрия (ФМА) исследовалась у 20-и детей 10-11 лет, правшей в условиях тренировки концентрации внимания. Характеристики ФМА не являются постоянной величиной, а изменяются в ходе тренировки концентрации внимания. У детей регистрировался уровень постоянного потенциала головного мозга, по величине которого судили об относительной активности правого и левого полушария. При этом выделялись два типа изменений межполушарных отношений: с преобладанием активности в правом и левом полушариях. Наибольшая скорость чтения в ходе обучения достигается у детей с преобладанием активности в правом полушарии, вероятно, из-за меньшего включения речевых функций в процесс обучению быстрому чтению.

Ключевые слова: постоянный потенциал головного мозга, скорость чтения, церебральный энергетический обмен.  

По современным представлениям функциональная межполушарная асимметрия (ФМА) головного мозга проявляется в виде двух противоположных феноменов: стабильных и изменчивых показателей церебральной латерализации. Данные о динамической организации функциональной асимметрии являются существенным дополнением классических представлений об устойчивых структурно-функциональных различиях правого и левого полушария [1,2].

Межполушарные отношения, оцененные с помощью электрофизиологических показателей активности головного мозга демонстрируют свою изменчивость при динамике функциональных состояний. Таким образом, к настоящему времени накопились факты, расширяющие наши представления об организации ФМА и требующие пересмотра классической концепции. Среди электрофизиологических показателей, использующихся при изучении межполушарных отношений, особое место занимает уровень постоянного потенциала головного мозга (УПП), поскольку этот показатель менее лабилен при изменении функционального состояния. УПП - медленно меняющийся потенциал милливольтового диапазона, который при регистрации от кожи головы интегрально отражающает потенциалы гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [3,4].

Основной потенциалообразущий ион сосудов головного мозга – это ион водорода. Величина сосудистого потенциала определяется различиями концентраций водородных ионов между наружной и внутренней сторонами эндотелиальной мембраны ГЭБ, обнаружена четкая логарифмическая зависимость разности сосудистых потенциалов от внутрисосудистой концентрации водородных ионов  [5].

Поскольку кислоты являются конечными продуктами энергетического обмена то по концентрации водородных ионов в оттекающей от мозга крови в норме можно судить об интенсивности энергетического метаболизма. Более высокий энергетический обмен сопряжен с более высоким значениям УПП. Установлена взаимосвязь между психофизиологическими показателями и характеристиками УПП, особенно в условиях учебной нагрузки [6]. Выявлено, что при нагрузках, сопровождающихся активацией мозговых структур, УПП в соответствующих областях, как правило, увеличивается. В частности, при чтении этот показатель закономерно повышается, преимущественно в левом полушарии [7]. Роль внимания при чтении исключительно велика. Величина концентрации внимания это одна из характеристик функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС). Степень сосредоточения, развития внимания, организации и управления вниманием значительно влияют на показатель скорости чтения [8].  В настоящей работе была поставлена задача изучить влияние тренировки концентрации внимания у детей младшего школьного возраста на динамику межполушарных отношений, используя регистрацию УПП в левой (Ts) и правой (Td) височных областях.  

Методика  

Исследования проведены на 20-и школьниках (15 мальчиках и 5 девочках) 10-11 лет (правшей) перед обучением, 13 из этих детей (9 мальчиков и 4 девочки) были обследованы повторно, через 7-30 дней после первого тестирования. Дети обучались на специализированных курсах О.А. Андреева [9].

Применяли два вида тренировок: тестирующая тренировка концентрации внимания с помощью преподавателя состояла в последовательном предъявлении 10-и таблиц Шульте, каждая из которых представляла собой квадрат, имеющий 5 строчек и 5 колонок, где в случайном порядке располагалась группа цифр (от 1 до 25). Ученики (перед регистрацией УПП) получали задание, глядя в центр таблицы Шульте, максимально быстро находить эти 25 цифр в последовательно возрастающем порядке, показывать их указкой и произносить найденные цифры вслух.

Помимо этого, ученики ежедневно выполняли аналогичные и специальные программы тренировок концентрации внимания самостоятельно (кондиционирующая тренировка) при выполнении соответствующих домашних заданий. Скорость чтения (СЧ знаки/мин) измеряли до и после обучения.

УПП милливольтового диапазона регистрировали с помощью неполяризуемых хлорсеребряных электродов и усилителя постоянного тока с входным сопротивлением 10 Мом (Нейроэнергометр-03) [3] в левой (Ts) и правой (Td) височных областях головы по системе 10-20% [10]. Референтный электрод располагался на запястье правой руки. Перед экспериментом оценивали межэлектродную разность потенциалов, которая в общем случае не превышала 4-5 mV и учитывалась в процессе измерений. При записи контролировали стабильность кожного сопротивления под отводящими электродами.  

Результаты и их обсуждение  

При первоначальной тренировке выяснилось, что детей можно разделить на две группы в зависимости от усиления активности в правом или левом полушариях (рис. 1а и 1б). В группу с левосторонним типом асимметрии (ЛТА) были включены 10 детей (8 мальчиков и 2 девочки), у которых в процессе предъявления таблиц Шульте наблюдался преобладающий рост УПП в левом полушарии, а в группу из десяти учеников (7 мальчиков и 3 девочки) с правосторонним типом асимметрии (ПТА), – соответственно в правом. При этом динамика изменений УПП в первой группе была примерно в два раза выше, чем во второй.

 

 

Рис. 1. Динамика функциональной межполушарной асимметрии в условиях последовательного предъявления 10-и таблиц Шульте.               (а) дети с (ЛТА), (б) дети с (ПТА). По оси ординат mV, по оси абсцисс №№ таблиц Шульте. К – фоновый уровень постоянного потенциала. [Td-Ts(S)] величина межполушарной асимметрии в "начале"; [Td-Ts(F)] в "конце" обучения.

 После обучения тестирующая тренировка показала намного меньшую динамику межполушарных отношений, чем до начала обучения. При этом в обеих группах была обнаружена тенденция к инверсии латерализации. Снижение динамики межполушарной асимметрии после обучения находится в соответствии с постепенным  снижением энергозатрат при обучении, показанном ранее [8].

Дети с ЛТА имеют более низкую начальную и конечную скорость чтения, чем дети с ПТА. Различия статистически значимы и после обучения составляют примерно 40 зн/мин.

Рис. 2. Динамика нарастания скорости чтения (СЧ) после обучения. По оси абсцисс: (<) дети с (ЛТА), (>) дети с (ПТА); по оси ординат скорость чтения (знаки / мин). [s] в "начале", [F] в "конце" обучения.

Это, по-видимому, связано с тем, что в данном случае речь идет о двух нейродинамических стратегиях обучения. Первая, вероятно, больше сопряжена с проговариванием слов и активацией левого полушария, вторая – преимущественно с интегральным распознаванием образов: цифр в таблицах Шульте, слов в тексте и, соответственно, с меньшим вовлечением речевых функций. Поэтому вторая стратегия, как более экономная, благодаря исключению активации речевых функций, в конечном итоге оказалась более успешной.

Выводы  

1.      Характеристики ФМА не являются постоянной величиной, а изменяются в ходе тренировки концентрации внимания. При этом можно выделить два типа изменений межполушарных отношений: с преобладанием активности в правом и левом полушариях.

2.      Наибольшая скорость чтения в ходе обучения достигается у детей с преобладанием активности в правом полушарии, вероятно, из-за меньшего включения речевых функций в процесс обучению быстрому чтению.  

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В.. Динамические характеристики функциональной межполушарной асимметрии //Функциональная межполушарная асимметрия. - Хрестоматия.- М.;  Научный мир, 2004, - Гл.17, с.349-368.

2. Фокин В.Ф., Городенский Н.Г., Шармина С.Л., Психофизиологические характеристики готовности к обучению и функциональная межполушарная асимметрия. //  Проблема теории и методики обучения. - М: Изд-во РУДН 2000. №5. С.54-57.

3. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В.. Энергетическая физиология мозга.-М. «Антидор», 2003.-288с.

4. Voipio J., Tallgren P., Heinonen E. et al. Milivolt-Scale DC Shifts in human Scalp EEG: Evidance for a Nonneuronal Generation. J. Neurophysiol. 2003.-Vol.89. -p.1-13,- 2003.

5. Revest P., Abbott N. Membrane ion channels of endothelial cells //Trends Pharmacol Sci.1992. Vol.13, N13.-P.404-407.

6. Городенский Н.Г., Фокин В.Ф., Шармина С.Л. Динамика межполушарных отношений в процессе автоматизации действий //Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга-2006 (материалы Всероссийской конференции с международным участием). – М.2006. – с.88-91.

7. Пономарева Н.В., Фокин В.Ф. Динамика межполушарной асимметрии энергетического метаболизма при чтении и мнестических процессах. // Сб. "Актуальные вопросы функциональной межполушарной асимметрии". –2001, с.145-147.

8. Шимко И.А., Андреев О.А., Пономарева, Н.В. Фокин В.Ф. Динамика уровня постоянного потенциала головного мозга в условиях тренировки концентрации внимания у детей 10-11 лет. // Журн. высш. нерв. деят. - 2005. - т. 55, №5, с.608-615.

         9. Андреев О.А. Учимся читать быстро. ( Первая ступень обучения в Школе Олега Андреева. Программа "Доминанта 2000 года"). М.: Триада, Лтд, 2000. 192 с.

       10. Jasper H.  The ten-twenty electrode system of international federation // EEG a. Clin. Neurophysiol. 1958. V.10. №2. P. 371-375.