ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 6, с. 28-35
УДК 612.821
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЭГ ПРИ РАЗНОЙ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ В СИТУАЦИИ ЭКЗАМЕНАЦИОННОГО СТРЕССА
© 2004 г. Е. А. Умршхин, Т. Д. Джебраилова, И. И. Коробейникова
НИИ нормальной физиологии им. П К. Анохина РАМН, Москва Поступила в редакцию 02.07.2003 г.
У 39 студентов (юноши 18-20 лет) исследовали ЭЭГ-корреляты эффективности экзаменационной и тестовой деятельности в ситуациях обычных учебных дней и непосредственно перед сдачей экзамена. На основании высокой корреляции результата экзамена с величиной относительной спектральной мощности 0-ритма ЭЭГ, зарегистрированной перед экзаменом, выделены две группы испытуемых с разнонаправленными изменениями относительно фона 0-индекса ЭЭГ в ситуации экзаменационного стресса. Показано, что высокая эффективность деятельности студентов 1-й группы перед экзаменом характеризовалась увеличением относительной спектральной мощности 0- и Р-ритмов. У студентов 2-й группы с низкой эффективностью деятельности перед экзаменом имели место снижение относительной спектральной мощности 0- и Р-ритмов и увеличение Д-индекса ЭЭГ центральных и лобных областей коры.
Системный подход предусматривает изучение функциональных состояний человека по параметрам результата деятельности, поскольку именно результат является ведущим фактором организации различных адаптивных функций человека [1, 2].
В условиях современного производства и обучения получение полезного результата часто сопряжено с психоэмоциональным стрессом. Одной из причин наличия индивидуальных вариаций эффективности деятельности человека в условиях эмоционального напряжения является разная склонность субъектов к развитию стресса [3]. Это может быть связано с организацией процессов в центральной нервной системе.
Общепризнанными критериями изменения функционального состояния ЦНС являются частотно-амплитудные характеристики ЭЭГ [4].
Исследованию ЭЭГ-коррелятов эмоционального напряжения посвящено большое число работ. В качестве модели стрессорных условий используется экзаменационная ситуация, в которой у студентов выявлены изменения ряда спектральных характеристик ЭЭГ [5-7]. Однако вопрос об их связи с эффективностью целенаправленной деятельности человека в стрессорной ситуации остается мало изученным и поэтому определить функциональную значимость наблюдаемых изменений ЭЭГ-параметров не представляется возможным.
Целью настоящего исследования явилось выявление ЭЭГ-коррелятов эффективности целенаправленной деятельности студентов в условиях психоэмоционального напряжения.
МЕТОДИКА
В обследовании принимали участие 39 юношей (студенты-медики) в возрасте 18-21 года, не имеющих отклонений по состоянию здоровья. Обследование проводилось в два этапа: в обычные учебные дни и непосредственно за 20-30 мин до начала экзамена.
У всех студентов оценивали уровень личностной и ситуативной тревожности по Спилбергеру.
Для оценки эффективности деятельности студентов использовали модифицированный тест "Установление закономерностей" Б.Л. Покровского [8]. Студенту предлагался бланк из 5 строчек групп цифровых знаков. Перед каждой строчкой латинскими буквами была закодирована последовательность расположения цифр в ней. Просматривая группы цифровых знаков, испытуемый должен был выделить те, которые соответствовали коду каждой строчки. Время выполнения теста составляло 60 с. Тест рассчитан на оценку психологических качеств, необходимых для получения высокого результата на экзамене: способность к анализу и сравнению, установление тождества и различия, умение делать логические построения, скорость переключения с одного способа умственного действия на другой, устойчивость внимания и оперативной памяти.
У каждого студента регистрировали ЭЭГ с помощью электроэнцефалографа "Mmgograf EEG-21" (Siemens-Elema, Швеция) и компьютерной системы BRAINGAM монополярно по международной схеме 10-20 в затылочных (02, 01), теменных (Р4, Р3), центральных (С4, С3) и лобных (Р4, ^3) от-
ведениях в состоянии спокойного бодрствования. Время регистрации ЭЭГ составляло 30 с при открытых и 30 с при закрытых глазах. Референтные электроды располагались на мочке уха. Полоса фильтрации составляла 0.5-45 Гц, постоянная времени - 0.3 с. Частота оцифровки составляла 200 Гц.
При обработке теста "Установление закономерностей" рассчитывался коэффициент успешности (КУ) по формуле:
Таблица 1. Значения коэффициентов корреляции значений 0-индекса с полученной на экзамене оценкой
КУ =
Д - п Д + о
с,
где Д - количество групп цифровых знаков, которые нужно было отметить как соответвующие коду, П - количество пропущенных, О - неверно отмеченных групп цифровых знаков (в дальнейшем сумму П и О расценивали как суммарную ошибку), С - общее количество всех просмотренных (за 60 с) групп цифровых знаков из 30 предложенных.
Обработку ЭЭГ проводили с использованием программного комплекса ВКАВДвАМ.
Артефакты, возникающие при движении глаз, дифференцировали по характерной стереотипной форме и пространственному распределению и исключали из анализируемой записи с использованием возможностей программного комплекса ВКАВДвАМ (в частности, процесса автоматического распознавания артефактов с визуальным контролем).
Анализ ЭЭГ проводили на основе Фурье-преобразования. Вычисляли спектры плотности мощности в диапазоне 0.5-45.0 Гц. Эпоха анализа составляла 4 с. Полученные данные являлись результатом усреднения по семи последовательным эпохам. Определяли относительную мощность спектров ЭЭГ как отношение мощности соответствующих частотных диапазонов (А - 0.5- 4 Гц; 0 - 4-7 Гц; а - 7-13 Гц; в - 13-35 Гц) к суммарной мощности спектра. Полученные величины рассматривали как индекс соответствующего ритма. Определяли средние частоты основных ритмов ЭЭГ во всех исследуемых областях коры.
Статистическую обработку осуществляли с помощью многомерных статистических методов пакета 8ТАТ18Т1КА у.5. с использованием методов дисперсионного и корреляционного анализов, а также процедуры АКОУА/МАКОУА. Достоверность различия показателей у испытуемых двух групп определяли с использованием метода дисперсионного анализа с определением значимости межгрупповых различий. Нулевую гипотезу отвергали при р < 0.05.
Отведения ЭЭГ Фон (глаза открыты) Перед экзаменом (глаза открыты)
г Р г Р
-0.096 - 0.347 0.030
Ох -0.105 - 0.388 0.015
Р 4 -0.142 - 0.324 0.044
Р3 -0.140 - 0.319 0.047
С 4 0.032 - 0.400 0.012
С3 0.035 - 0.374 0.019
Р4 -0.117 - 0.488 0.002
Рэ -0.068 - 0.376 0.018
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выявления психофизиологических коррелятов эффективности экзаменационной деятельности студентов проведен анализ корреляционных связей полученной на экзамене оценки с результатами выполнения теста и спектральными характеристиками ЭЭГ.
Установлены небольшая положительная корреляционная связь оценки с КУ выполнения теста перед экзаменом (г = 0.281, р = 0.08), и достоверная отрицательная корреляционная связь с количеством допущенных при этом ошибок (г = -0.393, р = 0.013). Из этого следует, что более высокий экзаменационный балл получили студенты, которые перед экзаменом допустили меньше ошибок в тесте и имели более высокий КУ.
Корреляционные связи полученной на экзамене оценки со спектральными характеристиками ЭЭГ, зарегистрированной в обычные учебные дни, отсутствовали. Экзаменационная оценка достоверно и положительно коррелировала с величиной 0-индекса затылочных, теменных, центральных и лобных отведений ЭЭГ, зарегистрированной перед экзаменом при открытых глазах (табл. 1). Из этого следует, что более высокую оценку на экзамене получили те студенты, у кого перед экзаменом 0-индекс исследуемых отведений ЭЭГ, зарегистрированной перед экзаменом, был выше. На основании этих данных из всех обследуемых были выделены две группы студентов:
1-ю группу (14 человек) составили обследуемые, у которых 0-индекс ЭЭГ затылочных и лобных отделов коры (отведения 02, 01, перед экзаменом увеличивался по сравнению с фоном.; во
2-ю группу (15 человек) вошли студенты, у которых 0-индекс ЭЭГ указанных областей снижался. Увеличением или уменьшением 0-индекса ЭЭГ перед экзаменом считали изменение его величины не менее чем на 20% от исходной.
5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0
А
I
II
Рис. 1. Экзаменационный балл (А), величина коэффициента успешности (Б), количество допущенных ошибок при выполнении теста (В) в фоне (серый столбик) и перед экзаменом (черный столбик) у студентов 1-й (I) и 2-й (II) групп.
Результаты анкетного теста Спилбергера показали, что показатель личностной тревожности составил 40.5 ± 2.5 балла в 1-й и 39.4 ± 1.9 балла во 2-й группе. Уровень ситуативной тревожности перед экзаменом по сравнению с обычными днями достоверно увеличивался как в 1-й (с 38.0 ± 2.3 до 49.9 ± 2.4 балла, р < 0.01), так и во 2-й (с 35.4 ± 1.7 до 47.3 ± 2.3 балла, р < 0.001) группах.
Таким образом, как по уровню личностной тревожности, так и по изменению уровня ситуативной тревожности в предэкзаменационной ситуации по сравнению с обычными учебными днями студенты выделенных групп значимо не различались.
Экзаменационный балл в среднем по группам был достоверно (р = 0.003) выше у студентов 1-й, чем у студентов 2-й (4.71 ± 0.12 и 3.93 ± 0.20 балла) (рис. 1, А).
Результаты выполнения теста "Установление закономерностей" представлены на рис. 1, Б и В.
В обычные учебные дни КУ выполнения теста у студентов выделенных групп не различался (20.2 ± 1.74 в 1-й и 20.5 ± 1.37 во 2-й группах ), но количество допущенных ошибок в 1-й группе было больше, чем во 2-й (2.43 ± 0.64 и 1.53 ± 0.47 соответственно).
Перед экзаменом КУ у студентов 1-й группы увеличивался до 20.8 ± 1.4 и снижался у студентов 2-й группы до 19.3 ± 1.1. При этом количество ошибок в 1-й группе снижалось до 1.78 ± 0.46 (р < < 0.05 по критерию знаков), а во 2-й группе возрастало до 2.27 ± 0.5 (р < 0.05 по критерию знаков).
Таким образом сравнительный анализ результатов экзаменационной деятельности и выполнения теста студентов выделенных групп показал, что в 1-й группе, в отличие от 2-й, имели место достоверно боле
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.