Анаэробная работоспособность и функциональное состояние детей 6-7 лет при напряженной когнитивной нагрузке

Авторы: Герасимова Анастасия Альлеровна, Криволапчук Игорь Альлерович, Бондарева Светлана Анатольевна

.

Рубрика: Педагогика

Страницы: 38-43

Объём: 0,40

Опубликовано в: «Наука без границ» № 9 (26), сентябрь 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Герасимова А. А., Криволапчук И. А., Бондарева С. А. Анаэробная работоспособность и функциональное состояние детей 6-7 лет при напряженной когнитивной нагрузке // Наука без границ. 2018. № 9 (26). С. 38-43.

Аннотация: Результаты исследования свидетельствуют о том, что у детей 6-7 лет высокие анаэробные алактатные и анаэробные гликолитические возможности организма, по-видимому, обеспечивают противоположный функциональный эффект в условиях напряженных информационных нагрузок. Первые создают условия для гипермобилизации систем вегетативного и энергетического обеспечения деятельности, формирования избыточной психофизиологической реактивности. Вторые, вероятно, способствуют повышению экономичности реагирования на стрессоры различной природы и снижению психофизиологической цены деятельности. 

В исследованиях, выполненных в последние десятилетия, показано, что анаэробные упражнения, наряду с аэробными, стимулируют познавательное развитие человека, способствуют утилизации потенциально вредных продуктов стресс-реакции, повышают сопротивляемость организма эмоциональному напряжению, снижают уровень тревожности и депрессии, отвлекают внимание от стрессоров [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]. Вместе с тем дифференциальный анализ особенностей функционального состояния (ФС) детей при напряженной когнитивной деятельности с учетом уровня развития у них анаэробных алактатных и анаэробных гликолитических возможностей организма в рассматриваемых работах не проводился.

Цель исследования – выявить особенности ФС школьников 6-7 лет, характеризующихся высоким и низким уровнем развития анаэробной алактатной и анаэробной гликолитической производительности организма.

Методика

В исследовании приняли участие дети 6-7 лет (n = 127), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Работа осуществлялась в соответствие с требованиями Хельсинской декларации. Исследование проводилось с 9 до 11 часов в дни оптимальной работоспособности.

В качестве модели когнитивной нагрузки использовали компьютеризированный вариант работы с буквенными таблицами В. Я. Анфимова. Обследование осуществлялось в состоянии покоя и в двух режимах работы: 1) автотемп; 2) максимальный темп при наличии «угрозы наказания». Перед выполнением первого задания испытуемым сообщалось, что они должны работать в удобном для себя темпе, а перед реализацией второго им давалась инструкция, содержащая требование безошибочно работать с максимально возможной скоростью. По результатам выполнения тестового задания определяли объём работы (А), рассчитывали коэффициент продуктивности (Q). Продуктивность деятельности исследовалась также в условиях образовательного учреждения до (Адо, Qдо) и после (Апосле, Qпосле) уроков в среду по традиционной методике. Перед выполнением каждого задания у испытуемых с помощью варианта 8-цветового теста Люшера определяли уровень ситуативной тревожности (СТ) и коэффициент вегетативного тонуса (КВТ) [7].

Для оценки степени напряженности регуляторных систем применяли математический анализ сердечного ритма. Реализация метода осуществлялась при помощи автоматизированного комплекса на базе персонального компьютера. Анализировались 100 последовательных кардиоинтервалов. Определяли среднюю продолжительность R-R интервала (RRNN), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), разброс кардиоинтервалов (MxDMn), среднеквадратическое отклонение (SDNN), стресс-индекс (SI). Частота сердечных сокращений (ЧСС) рассчитывалась по 6-секундным отрезкам записи с пересчетом на 1 минуту.

Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) давление крови регистрировали в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Рассчитывали пульсовое (ПД) и среднее давление (СрАД), двойное произведение (ДП), вегетативный индекс Кердо (ВИК), индекс Мызникова (ИМ), индекс функциональных изменений (ИФИ).

Эффективность деятельности оценивали на основании соотнесения результативности работы с величиной вегетативных сдвигов при её выполнении. Для этого определяли такие показатели как Q / ЧСС, Q / SI, Q / ДП, A / ЧСС, A / SI, A / ДП.

В качестве показателей максимальной мощности алактатного анаэробного и гликолитического анаэробного процессов у детей использовали показатели мощности нагрузок, время реализации которых составляет 1 (W1) и 40 с (W40) [3, 7].

В ходе статистической обработки полученных данных была осуществлена градация всей выборки испытуемых по трем уровням развития анаэробных возможностей организма. С помощью сигмальной шкалы по каждой переменной определялся уровень анаэробной мощности. Величины, лежащие в пределах M ± 0,67σ, соответствовали среднему уровню (n = 65). Результаты, имеющие более значительные отклонения от средней в сторону увеличения или уменьшения, относились к высокому (n = 29) и низкому (n = 30) уровням. Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica.

Результаты исследования

Сопоставление физиологических, психологических и поведенческих аспектов ФС организма школьников 6-7 лет в условиях тестовых информационных нагрузок выявило значимые различия (p < 0,05-0,01) в отношении ряда показателей, обусловленные уровнем развития мощности анаэробного алактатного и анаэробного гликолитического механизмов энергетического обеспечения мышечной деятельности (рис. 1).

Учащиеся с высоким уровнем максимальной анаэробной мощности (W1) в условиях информационных нагрузок, характеризовались выраженными (p < 0,05–0,01) изменениями ЧСС и более низкими значениями ПД, Q, Q / ЧСС, Q / ДП по сравнению со школьниками с невысокими анаэробными алактатными возможностями организма (рис. 1). Это указывает на низкую эффективность когнитивной деятельности и более высокую цену адаптации данной группы детей к напряженным информационным нагрузкам.

Школьники с высоким уровнем мощности анаэробного гликолиза при выполнении информационных нагрузок с комфортной и максимальной скоростью, наоборот, отличались от детей с недостаточной подготовленностью, повышенными величинами Q, A, Q / ЧСС, Q / ДП, А / ЧСС, А / ДП, А / SI (рис. 1).

Это может свидетельствовать о высокой эффективности когнитивной деятельности и низкой цене адаптации данной группы детей к напряженным информационным нагрузкам.

Показатели ФС детей

 Показатели ФС детей

Рис. 1. Показатели ФС детей 6-7 лет в зависимости от уровня анаэробной мощности

Примечание: Представлены значимые различия (p < 0,05–0,01) между детьми с высоким и низким уровнями аэробной мощности, выраженные в %. За 100 % принята величина показателя у детей с высоким уровнем W1 и W40.
Индексы 1, 2 – показатели ФС при информационной нагрузке в авто- и максимальном темпе, соответственно.

Особенности ФС детей с высоким уровнем анаэробной алактатной работоспособности, вероятно, обусловлены специфическими требованиями, предъявляемыми работой максимальной мощности к возбудимости и реактивности нервной системы, а также мобилизуемости энергетических ресурсов [1, 2, 6]. В контексте изложенного важно отметить, что нагрузки данной направленности, главным образом, обеспечивают повышение скорости «развертывания» и мощности функционирования системы, ответственной за адаптацию к работе максимальной интенсивности, обеспечивая соответствующий перекрестный эффект.

При выполнении упражнений преимущественно анаэробной гликолитической направленности формируются многоуровневые специфические и неспецифические адаптивно-приспособительные реакции, направленные одновременно на повышение мощности и экономичности функционирования системы, ответственной за адаптацию к работе субмаксимальной интенсивности [1, 4, 5]. Увеличение мощности и экономичности реакций организма обусловливает возрастание устойчивости не только физическим нагрузкам анаэробной гликолитической направленности, но и неспецифическим путем к психосоциальным стрессорам и напряженной когнитивной деятельности.

Заключение

Результаты исследования свидетельствуют о том, что функциональное состояние школьников 6-7 лет в условиях информационных нагрузок зависит от уровня развития анаэробных алактатных и анаэробных гликолитических возможностей организма.

Высокие анаэробные алактатные и анаэробные гликолитические возможности организма, по-видимому, обеспечивают противоположный функциональный эффект в условиях напряженных информационных нагрузок. Первые создают условия для гипермобилизации систем вегетативного и энергетического обеспечения деятельности, формирования избыточной психофизиологической реактивности. Вторые, вероятно, способствуют повышению экономичности реагирования на стрессоры различной природы и снижению психофизиологической цены деятельности. Работа поддержана грантом РФФИ (№ 17-06-00162а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Волков Н. И., Олейников В. И. Биоэнергетика спорта: Монография. М.: Советский спорт. 2011. 160 с.
  2. Ильин Е. П. Дифференциальная психофизиология. СПб.: Питер. 2001. 461 с.
  3. Корниенко И. А., Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности: Итоги 30-летнего исследования. Сообщение I. Структурно-функциональные перестройки // Физиология человека. 2005.Т. 31. № 4. С. 42-46.
  4. Меерсон Ф. З., Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина. 1988. 256 с.
  5. Мохан Р., Глессон М., Гринхафф П. Л. Биохимия мышечной деятельности и физической тренировки. Киев: Олимпийская литература. 2001. 295 с.
  6. Семкин А. А. Физиологическая характеристика различных по структуре движения видов спорта (механизмы адаптации). Минск: «Полымя». 1992. 190 с.
  7. Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. М.: книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2011. 368 с.
  8. Álvarez-Bueno C., Pesce C., Cavero-Redondo I., Sánchez-López M., Martínez-Hortelano J. A., Martínez-Vizcaíno V. The Effect of Physical Activity Interventions on Children's Cognition and Metacognition: A Systematic Review and Meta-Analysis // J Am Acad Child Adolesc Psychiatry, 2017, vol. 56(9), pp. 729-738
  9. de Greeff J.W., Bosker R. J., Oosterlaan J., Visscher C., Hartman E. Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis// J Sci Med Sport. 2018, vol.21, no. 5, pp. 501-507.
  10. Donnelly J.E., Hillman C.H., Castelli D., Etnier J.L., Lee S., Tomporowski P., Lambourne K., Szabo-Reed A.N. Physical Activity, Fitness, Cognitive Function, and Academic Achievement in Children: A Systematic Review. Med Sci Sports Exerc., 2016, vol. 48, no. 6, pp. 1223-1224.
  11. Greenberg (Гринберг Дж.) Управление стрессом. – СПб.: Питер, 2002. – 496 с.
  12. Huang C. J., Webb H. E., Zourdos M. C., Acevedo E. O. Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity. Front Physiol., 2013, vol. 7, no. 4, pp. 314-318.
  13. Lawlor D. A., Hopker S. W. The effectiveness of exercise as an intervention in the management of depression: systematic review and meta–regression analysis of randomised controlled trials // BMJ, 2001, vol. 322, p. 763.
  14. Weyerer S., Kupfer B. Physical Exercise and Psychological Health // Sports Med, 1994, vol. 17, no. 2, p. 108–116.

 

Материал поступил в редакцию 21.09.2018
© Герасимова А. А., Криволапчук И. А., Бондарева С. А., 2018