.

Несприятливі ефекти при роботі з комп\’ютером: електрофізіологічні кореляти та можливості немедикаментозної корекції (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2687
Скачать документ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО

ТЮНІН ВОЛОДИМИР ЛЕОНІДОВИЧ

УДК 612.822.3.08: 612.821.2

Несприятливі ефекти при роботі з комп’ютером: електрофізіологічні
кореляти та можливості немедикаментозної корекції

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Сімферополь, 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Таврійському національному університеті ім. В.І.
Вернадського Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: – кандидат біологічних наук,

Володимир Борисович Павленко,

доцент кафедри фізіології людини і тварин та біофізики Таврійського
національного університету

ім. В.І. Вернадського.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук

Дмитро Артурович Василенко,

провідний науковий співробітник Інституту фізіології

ім. О.О. Богомольця НАН України.

– доктор медичних наук, професор

Олена Володимирівна Євтафьєва,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Кримського державного медичного університету

ім. С.І. Георгієвського

Провідна установа – Київський національний університет ім. Тараса
Шевченка, кафедра фізіології людини і тварин

Захист відбудеться “ 9 ” червня 2005 року о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 Таврійського національного
університету ім. В.І. Вернадського за адресою: вул. Вернадського, 4,
Сімферополь, 95007.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Таврійського національного
університету ім. В.І. Вернадського за адресою: вул. Вернадського, 4,
Сімферополь, 95007.

Автореферат розісланий “ 6 ” травня 2005 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К 52.051.04

В.С. Мартинюк

Підписано до друку 4.05.2005 Формат 60×84/16

Тираж 100

Надруковано у видавничому відділі

Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського

95007, м. Сімферополь,

Пр-кт Вернадського, 4

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відомо, що робота із застосуванням персональних
комп’ютерів (ПК) не тільки дозволяє підвищити продуктивність праці, але
і є чинником ризику для здоров’я користувача. Тривала інтенсивна робота
на комп’ютері пов’язана з істотними навантаженнями на зоровий та
соматосенсорний аналізатори і систему рухового контролю. Дослідження
останніх років показали, що незважаючи на вдосконалення відеомоніторів і
ПК у цілому, у працівників, що постійно використовують комп’ютери,
значуще частіше розвиваються захворювання органів зору, локомоторної
системи, артеріальна гіпертензія та неврози (Bartosinska et al., 2001).
У користувачів ПК частіше виявляються патологічне зорове стомлення,
нервові й психосоматичні розлади (Tamez-Gonzalez, Martinez-Alcantara,
1993).

Напружена робота із застосуванням ПК є досить інтенсивним стресогенним
чинником. Емоційний стрес, що переходить у дистрес, виявлено у
виробничих умовах у програмістів та інших користувачів при тривалій,
складній, напруженій і монотонній роботі з ПК (Аракелян и соавт., 2001).
Такі порушення функціонального стану людини є частиною випадків
“технологічного стресу” (Arnetz, 1997) і ведуть до економічних втрат та
фізичного дискомфорту у працюючого (Lewis, Mireles, 1997).

Реєстрація викликаних ЕЕГ-потенціалів (ВП) до й після тривалої роботи з
ПК виявила збільшення латентних періодів компонентів таких ВП (Р1 і N2),
зменшення їхньої амплітуди та послаблення кореляційних зв’язків між
характеристиками ЕЕГ-активності різних зон кори (Sobieszczanska et al.,
1998).

Є підстави вважати, що такі порушення не є наслідком якихось органічних
уражень окремих структур мозку, а є “збоями” у системі регуляції. Отже,
оптимальними для корекції зазначених порушень мають бути насамперед не
засоби фармакотерапії, а функціональні (немедикаментозні) методи. Можна
припустити, що такі впливи мають бути орієнтовані на оптимізацію стану
церебральних систем в цілому. Подібні впливи можуть бути забезпечені за
допомогою спеціальним чином організованої візуальної стимуляції
(наприклад, застосування колірних таблиць, КТ) та цілеспрямованої
модифікації активності церебральних систем з використанням біологічного
зворотного зв’язку по параметрах ЕЕГ (ЕЕГ-ЗЗ). При цьому треба
врахувати, що систематичні дослідження нейро- та психофізіологічного
статусу людини при напруженій роботі з ПК протягом тривалого часу
(наприклад, години – звичайна тривалість проведення занять у
комп’ютерному класі в студентів і школярів) і способів його
немедикаментозної корекції з аналізом ЕЕГ-потенціалів поки не
проводилися.

Таким чином, є підстави вважати, що уточнення особливостей
нейро-психофізіологічного статусу людини при напруженої роботі із
застосуванням ПК та оцінка ефектів його немедикаментозної корекції за
допомогою візуальної кольорової стимуляції та сеансів ЕЕГ-ЗЗ стане
внеском до забезпечення профілактики захворювань користувачів ПК.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконувалася як фрагмент теми кафедри фізіології людини і тварин
і біофізики Таврійського національного університету ім. В.І.Вернадського
“Психофізіологічні механізми забезпечення досліджень моделей оптимізації
навчально-виховного процесу в середній школі” (№ держреєстрації
0101U005768) і теми лабораторії вищої нервової діяльності кафедри
“Психофізіологічні механізми забезпечення і корекції процесів навчання”
(№ держреєстрації 0103U001210).

Мета та завдання дослідження. Метою дисертаційною роботи було визначення
несприятливих ефектів при роботі з комп’ютером, їхніх
електрофізіологічних корелятів і можливості немедикаментозної корекції
згаданих ефектів.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання:

Дати характеристику тим змінам основних ритмів ЕЕГ та пов’язаних з
подіями ЕЕГ-потенціалів (ППП), кардіоритму й психологічних показників,
котрі відбуваються при напруженій роботі із застосуванням ПК.

Проаналізувати можливість корекції несприятливих зрушень
психофізіологічного стану випробуваних за допомогою візуальної колірної
стимуляції з використанням КТ С.-А. Мадяра.

Виявити можливість корекції несприятливих змін нейро- та
психофізіологічного статусу випробуваних за допомогою сеансів ЕЕГ-ЗЗ,
спрямованих на модуляцію співвідношень основних ритмів ЕЕГ.

Об’єктом дослідження дисертаційної роботи є нейро- та психофізіологічний
статус користувача ПК.

Предмет дослідження – патерни та показники ЕЕГ-потенціалів, показники
кардіоритму й психічного статусу користувача ПК.

Методи дослідження – У роботі використовували реєстрацію й аналіз
поточної ЕЕГ, ВП і ППП людини, а також виконували психологічне
тестування випробуваних. Дані обробляли з використанням стандартних
методів варіаційної статистики. Деталі методики викладені у відповідних
розділах.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше докладно вивчені зміни
поточної ЕЕГ-активності людини після напруженої роботи на ПК протягом
однієї години. Описано пов’язані з роботою на ПК зміни параметрів
умовної негативної хвилі (УНХ), потенціалу Р300, що розвиваються при
виконанні сенсомоторної реакції з попередженням і сигналом зворотного
зв’язку. Уперше показано, що напружена робота із застосуванням ПК
протягом однієї години веде до розвитку комплексу несприятливих змін
функціонування центральної нервової системи, що відбиваються в
модифікації патерну ЕЕГ-потенціалів, вегетативної регуляції
(кардіоритму) та показників психологічного тестування.

Уперше виявлено, що візуальна колірна стимуляція з використанням КТ
С.-А. Мадяра дозволяє досягти більш швидкого відновлення оптимального
стану центральної нервової системи. Показано, що сеанси ЕЕГ-ЗЗ,
спрямовані на збільшення співвідношення альфа- й тета-ритмів котрі
проводяться після виконання напруженої роботи на комп’ютері, приводять
до позитивної перебудови патерну ЕЕГ. У післядії такого тренінгу
виявлено зміни співвідношень потужності основних ритмів, що свідчать про
досягнення випробуваними більшого розслаблення в порівнянні з
контрольною групою. У цей період після сеансу ЕЕГ-ЗЗ виявлено значуще
зростання амплітуди пов’язаних з подіями ЕЕГ-потенціалів (УНХ і
потенціалу Р300), що також свідчить про наближення до оптимального
балансу процесів збудження й гальмування в ЦНС. Отже, візуальна колірна
стимуляція з використанням КТ С.-А. Мадяра та альфа/тета ЕЕГ-тренінги
дозволяють досягти більш швидкого відновлення оптимального стану ЦНС і
можуть бути рекомендовані для зняття несприятливих ефектів напруженої
роботи на комп’ютері.

Теоретичне і практичне значення роботи. Результати проведеного
дослідження мають як фундаментальні, так і прикладні аспекти, одержано
певну інформацію щодо механізмів несприятливих змін психофізіологічного
статусу випробуваних при роботі з ПК, а також способів корекції таких
змін. Результати роботи можуть становити інтерес для фахівців у галузях
нейрофізіології, психофізіології і фізіології трудової діяльності.
Результати дослідження розширюють уявлення про немедикаментозні засоби
корекції несприятливих змін психофізіологічного стану людини. Матеріали
роботи можуть бути використані в лекційних курсах “Фізіологія вищої
нервової діяльності”, “Психофізіологія”, “Валеологія” і “Фізіологія
центральної нервової системи”, які викладаються у вищих навчальних
закладах.

Особистий внесок здобувача. Методика, схема експериментів та основні
принципи аналізу отриманих даних розроблені разом із науковим
керівником. Самостійно було проведено огляд літератури і виконано
експериментальні дослідження нейрофізіологічних феноменів та
психофізіологічного статусу у контрольній та експериментальних групах
випробуваних, обговорено характер несприятливих впливів роботи з ПК і
способи їхньої корекції. У дисертації не використані ідеї і розробки, що
належать співавторам опублікованих робіт.

Апробація результатів дослідження. Основні положення та результати
проведеного дослідження викладались у доповідях на X-XII Міжнародних
симпозіумах “Нетрадиційне рослинництво, еніологія, екологія та здоров’я”
(Алушта, 2001-2003), VI Міжнародний конференції “Актуальні питання
розвитку інноваційної діяльності” (Сімферополь, 2002), Міжнародному
симпозіумі з інтегративної антропології (Вінниця, 2004), Міжнародному
симпозіумі “Біологічний вплив видимого світла” (Сімферополь, 2004),
наукових конференціях Таврійського національного університету
ім.В.І.Вернадського (2000-2004).

Матеріали дисертаційної роботи були використані при підготовці та
проведенні лекцій, практичних і семінарських занять на кафедрі
фізіології людини і тварин і кафедрі загальної психології Таврійського
національного університету ім. В.І. Вернадського.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано монографію,
4 статті у фахових виданнях та 6 матеріалів у збірках тез вітчизняних та
міжнародних конференцій.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 139 сторінках друкованого
тексту й складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, а також
списку використаних джерел на 19 сторінках, що містить 188 найменування
(із них 67 російською й українською та 121 іноземними мовами). Робота
ілюстрована 31 малюнком та 3 таблицями (з них 2 – на окремих сторінках).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обґрунтовується актуальність теми дослідження, формулюються
мета і задачі дослідження, визначаються наукова новизна і практична
цінність отриманих результатів. Відзначені особистий внесок здобувача, а
також внесок співавторів, разом з якими були опубліковані наукові праці.
Наводяться дані про ознайомлення наукової спільноти с результатами
дослідження.

У першому розділі „Огляд літературних даних” проведено аналіз даних
літератури про вплив роботи з використанням ПК на стан здоров’я
користувача, розглянуто електрофізіологічні кореляти такого впливу,
описано сучасне уявлення про методики візуальної кольорової стимуляції
та сеансів ЕЕГ-ЗЗ та розглянуто можливі нейрофізіологічні механізми,
залучені у коригуючи ефекти таких процедур.

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

В основній серії досліджень взяли участь 109 дорослих добровольців
(19-35 років, обох статей, правші). Основна частина дослідження
проводилася за такою схемою:

Реєстрація вихідних (контрольних) показників стану випробуваного, котра
складалася з:

реєстрації поточної ЕЕГ у стані спокою із заплющеними й розплющеними
очима й записа електрокардіограми (ЕКГ) для аналізу динаміки
кардіоінтервалів;

реєстрації ВП і ППП (УНХ, Р300) у парадигмі визначення часу простої
сенсомоторної реакції з попередженням;

психологічного тестування (тест САН);

Період напруженої роботи на ПК, зокрема заповнення опитувальників
(Спилбергера-Ханина, 16 PF Кеттела, Клонингера, Цунга) і виконання
тест-завдань (тест Бурдона) (Елисеев, 2000; Крылов, Маничева, 2000);

Повторне заповнення тесту САН; запис ЕЕГ і ЕКГ;

Корекція психофізіологічного стану випробуваного за допомогою колірних
таблиць С.-А. Мадяра або тренінгу із застосуванням ЕЕГ-ЗЗ;

Підсумкова реєстрація нейро- і психофізіологічних показників, аналогічна
такій в пп. 1 та 3.

Були сформовані контрольна група (група 1, 37 осіб) та дві
експериментальні групи: в одній з них для корекції психофізіологічного
стану застосовувалися КТ С.-А. Мадяра (група 2, 38 осіб), в іншій –
сеанси ЕЕГ-ЗЗ (група 3, 34 особи).

Відведення й аналіз ЕЕГ-потенціалів здійснювали за загальноприйнятою
методикою з використанням автоматизованого комплексу, що складався з
електроенцефалографа EEG-16S (“Medicor”, Угорщина), лабораторного
інтерфейсу й комп’ютера IBM PC. Для реєстрації ЕЕГ була обрана
стандартна смуга частот тракту підсилення (верхня границя частотного
діапазону 70 Гц; постійна часу, що визначає нижню границю, – 0,3 с).
Сигнали обробляли з використанням перетворення Фур’є, одержуючи для
аналізу спектри потужності ЕЕГ (в мкВ/Гц).

Для реєстрації ППП використовували два модифіковані канали EEG-16S. Їхні
частотні характеристики були такими: постійна часу – 10 с, верхня
границя смуги пропускання – 30 Гц. Частота оцифрування сигналу становила
100 с-1. Для реєстрації ППП у завданні на визначення часу простої
сенсомоторної реакції з попередженням використовували програму “ERP”.
Програма забезпечувала ситуацію, що практично збігалася з класичною
УНХ-парадигмою – автоматизоване пред’явлення пар звукових стимулів
(попереджуючого й імперативного) – і вимагала від тестованого реалізації
моторної реакції (натискання на кнопку правою рукою) із максимально
можливою швидкістю після другого з них (Конарева, Павленко, 2000). Про
успішність виконання завдання випробуваний дізнавався за візуальними
сигналами зворотного зв’язку, що виводилися на світлодіодне табло.

ЕЕГ-потенціали відводили монополярно, з розташуванням електродів за
системою “10-20” у 10 локусах (F3, F4, C3, C4, T3, T4, P3, P4, O1, O2)
З’єднані референтні електроди розташовували над соскоподібними
відростками. У зв’язку з тим, що виконування завдання містило в собі
моторні компоненти найбільш докладної обробці піддавали результати
відведення від центральних (С3 і С4) локусів.

Випробуваний розташовувався в зручному кріслі в затемненій екранованій
камері. ЕЕГ реєстрували в умовах відносного спокою. При виконанні
сенсомоторної реакції реєстрували УНХ і Р300. Для аналізу
використовували усереднені інтегральні значення амплітуди УНХ, котрі
розраховували як середні арифметичні поточних амплітуд, вімірюваних
через кожні 10 мс. Амплітуду Р300 оцінювали за магнітудою позитивної
хвилі, котра виникала через 250–600 мс після подавання сигналу
зворотного зв’язку (Суворов, Таїров, 1985). Крім того аналізували також
комплекс середньо – і довголатентних слухових ВП, що виникали у
відповідь на попереджувальний сигнал.

На основі аналізу R–R-інтервалів ЕКГ розраховували індекс напруги (ІН)
вегетативного тонусу (Баевский, 1974).

Використані в експериментах КТ С.-А. Мадяра містять у собі гармонічні
тріади 12-ступеневого колірного кола (сім основних кольорів та їх
відтінки). КТ розмірами 43×45 см були розташовані на відстані 180 см від
випробуваного й були освітлені (дві матові лампи розжарювання потужністю
по 20 Вт кожна в рефлекторах із внутрішнім матовим напиленням, що
забезпечувало рівномірне освітлення таблиць і запобігало попаданню
світла від ламп на випробуваного). Комбінації кольорів розміщувалися на
площі таблиць таким чином, щоб суб’єкт мимоволі переміщав свою зорову
увагу від однієї тріади до іншої. Показано що у результаті виявляються
ефекти дозованого колірного сприйняття, котрі приводять до сприятливих
фізіологічних та емоційних змін на рівні всього організму (Мадяр С.-А. и
соавт., 2003). Експозиція КТ становила 15 хв.

Сеанси ЕЕГ-ЗЗ проводили за традиційною методикою (Sterman, 1996) в три
етапи. На першому етапі (рис. 1, епоха 1) випробувані слухали музику на
фоні постійного звукового білого шуму. На другому етапі (епоха 2)
суб’єктам пропонувалося спробувати змінити відношення потужностей альфа-
й тета-ритмів своєї ЕЕГ (права гемісфера, центральні відведення),
орієнтуючись на сигнал зворотного зв’язку. Як такий використовували
білий шум, що змінювався за гучністю: при збільшенні потужності
альфа-ритму й зниженні потужності тета-ритму шумовий сігнал ставав
тихішим і зникав. На третьому етапі (епоха 3, післядія ЕЕГ-ЗЗ) сигнал
зворотного зв’язку вимикався. Загальна тривалість сеансу становила
сім-вісім хвилин, тривалість етапів – дві–три хвилини кожний. З
випробуваними проводилися два сеанси ЕЕГ-ЗЗ загальною тривалістю 15 хв.

Рис. 1. Динаміка нормованої спектральної потужності ЕЕГ лівої (а) та
правої (б) півкулі впродовж сеансу біологічного зворотного зв’язку по
ЕЕГ у випробуваного Д.Г. Абсциса – частота коливань ЕЕГ (Гц). Ордината –
нормована потужність коливань ЕЕГ (мкВ/Гц), . апліката – час (с). Інші
пояснення у тексті.

Випробуваним контрольної групи пропонувалося спокійно сидіти в кріслі та
15 хв. дивитися на сіру поверхню, освітленість якої відповідала такій
КТ.

Кількісна обробка результатів проводилося з використанням стандартних
параметричних і непараметричних методів (в залежності від характеру
розподілу числових даних. Відмінності між групами та коефіцієнти
кореляційних зв’язків вважалися статистично значущими при р?0,05 (Лакин,
1980).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив роботи з ПК на нейро- та психофізіологічний статус випробуваних.

Результати основної серії досліджень довели, що напружена робота на ПК
призводила у випробуваних усіх груп до статистично значущої зміни
показників ЕЕГ, зареєстрованих відразу після функціонального
навантаження (табл. 1). Виявлена перебудова ритмів ЕЕГ свідчила про
зростання напруженості в ЦНС. Ознаками цього було збільшення потужності
бета-ритмів і зростання їхнього співвідношення з альфа-ритмами ЕЕГ.
Більшою мірою зазначена активованість виявлялася в лівій півкулі
головного мозку (зниження альфа-ритму у середньому на 15%), наслідком
чого було зростання асиметрії альфа-ритму ЕЕГ. Крім того, було виявлене
значуще зниження коефіцієнта реактивності альфа-ритму при розплющуванні
очей. Напружена робота з ПК призводила також до падіння співвідношення
альфа- та тета-ритмів ЕЕГ. Більшість авторів вважає, що збільшення
потужності тета-ритму відносно до інших ритмів ЕЕГ є індикатором
зниження швидкості обробки інформації в ЦНС, дефіциту психомоторної
активності й уваги, труднощів із актуалізацією інформації із семантичної
пам’яті, порушень логічного мислення та недостатнього загального рівня
метаболізму в неокортексі (Ray et al., 1993; Krupp et al., 1994; DeLuca
et al., 1995). Підвищення відносної потужності тета-ритму може також
відбивати розвиток негативних емоцій у випробуваних при напруженій
монотонній роботі. Про наявність таких емоцій свідчило статистично
значне зниження показників шкал “самопочуття” (р??¤Ue O & ( * , . 0 2 4 6 \ ? O ???? ? U ¦„„„„eeeeee O ¦„„„eeeeee O O O ? O O O O O O O O O O O O O O ?ввідношень потужностей ритмів ЕЕГ. При цьому між середніми значеннями потужності ритмів ЕЕГ і співвідношенням різних ритмів у зазначених груп при заплющених очах було виявлено значущі розходження. З рис. 2 видно, що експозиція КТ та відповідне дозоване колірне сприйняття призводило до посилення альфа-ритму в обох півкулях (на 16% у лівій та на 20% у правій – у порівнянні з контрольною групою). Рис. 2. Діаграми нормованої потужності ритмів у контрольної (1) і експериментальних груп із застосуванням колірних таблиць (2) та сеансів ЕЕГ-зворотного зв’язку (3) при підсумковій реєстрації. Тут і далі наведені середні значення та помилки середніх. * розходження з контролем достовірні з р

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020