Պարզ տեսաշարժիչ ռեակցիաների ժամանակային դինամիկայի կենսառիթմոլոգիական վերլուծությունը

Բանալի բառեր.ֆունկցիոնալ վիճակ, ռեֆլեքսամետրիկ թեստ, ռիթմիկ ընթացք, պարզ տեսաշարժիչ ռեակցիաներ, դինամիկ շարք, կենսառիթմեր, հաճախականային պարբերություններ, կարճատև տիրույթ, սպեկտրային և ավտոկոռելյացիոն վերլուծություն

Մարդու գլխուղեղի ֆունկցիոնալ վիճակի (ՖՎ) ուսումնասիրությունը վերջին ժամանակներս առանձնակի կարևորություն է ստացել: Օրգանիզմը գտնվում է միջավայրի փոփոխական պայմաններին անընդհատ վերահարմարվելու վիճակում: Այս գործընթացն անհնարին կլիներ առանց ուղեղի կարգավորիչ համակարգերի ոչ միայն հիերարխիկ կոորդինացված փոխհարաբերությունների, այլ նաև ժամանակային ճշգրիտ համագործակցության: Հայտնի է, որ կարգավորիչ և կարգավորվող համակարգերին բնորոշ է տատանողական բարդ դինամիկան, որն ի դեպ, եթե վերաբերվում է օրգանիզմի ՖՎ-ին, ապա խիստ զգայուն է նրա այս կամ այն փոփոխությունների նկատմամբ: 

Ներկայումս հաստատված է, որ կենսառիթմը հանդիսանում է օրգանիզմի կենսագործունեության անխախտելի հատկանիշներից մեկը: Տարբեր հաճախականության և ամպլիտուդի տատանումները, որոնք, որպես կանոն, ենթարկվում են հետադարձ բացասական կապի սկզբունքին, բնութագրում են ֆիզիոլոգիական ֆունկցիաների մեծ մասի դինամիկան [2, 4, 8, 10]: 

Կենսառիթմերի վերաբերյալ հսկայական նյութ է կուտակված: Սակայն ուսումնասիրությունների ճնշող մեծամասնությունը վերաբերվում է համեմատաբար մեծ պարբերությամբ` ժամային, օրական, ամսական ռիթմերին, այն դեպքում, երբ ֆիզիոլոգիական ֆունկցիաների կարճատև տատանումների տիրույթը, մասնավորապես վայրկյանային, դեկավայրկյանային և րոպեական պարբերությունների միջակայքում, մնում է գրեթե չհետազոտված [1, 2, 4, 5, 7, 8, 10]: 

Հոգեֆիզիոլոգիական գործընթացների տատանողական դինամիկայի առանձնահատկությունների պարզաբանման նպատակով աշխատանքում ուսումնասիրվել են ռիթմիկ ընթացքով պարզ տեսաշարժիչ ռեակցիաների (ՏՇՌ) ժամանակային ցուցանիշների (գաղտնի շրջանի) կենսառիթմոլոգիական բնութագրերը, դրանք որպես ուղեղի ՖՎ-ի գնահատման ինֆորմատիվ չափանիշներ օգտագործելու նկատառումներով: Հարկ է նշել, որ մեզ հայտնի գրականության մեջ հիմնականում ուսումնասիրված են տեսաշարժողական (սենսամոտոր) գործընթացի ‎ֆ‎ունկցիոնալ ցուցանիշները, սակայն կենսառիթմոլոգիական բնութագրերը, որոնք հանդիսանում են հոգեֆիզիոլոգիական գործառույթների կարևորագույն հատկանիշներից մեկը, գրեթե ուսումնասիրված չեն: 

Նյութը և մեթոդները

ՖՎ-ի գնահատման առկա մեթոդները օժտված չեն բարձր զգայունությամբ և կարող են հայտնաբերել ՖՎ-ի միայն առավել արտահայտված փոփոխությունները: Հավաստի տվյալներ ստանալու համար անհրաժեշտ է կիրառել ՖՎ-ի համակարգչային ախտորոշման ավելի զգայուն և հուսալի մեթոդներ, որոնք հնարավորություն կտան բացահայտել նոր ֆիզիոլգիական չափորոշիչներ և ինֆորմատիվ ցուցանիշներ: Ներկայացվող աշխատանքն իրականացվել է լաբորատորիայում մշակված ուղեղի ՖՎ-ի գնահատման ավտոմատացված համակարգի` ապարատածրագրային կոմպլեքսի միջոցով, որը հնա-րավորություն է տվել ցուցաբերել համալիր մոտեցում, տարբեր մեթոդներով ստացված արդյունքների համադրությամբ [3]: 

Հետազոտություններն իրականացվել են 17-19 տարեկան, գործնականորեն առողջ 163 ուսանողների մոտ, օրվա միևնույն ժամին (ժամը 14⁰⁰–16⁰⁰): Որոշվել է հետազոտվողների տագնապայնության մակարդակը Թեյլորի թեստի միջոցով: Կիրառվել է հայտնի պարզ տեսաշարժիչ ռեակցիաների ժամանակը ռեֆլեքսամետրիկ թեստի [6, 9] համակարգչային մշակումը [3]: Թեստում ազդակ է հանդիսացել էկրանի կապույտ ֆոնի վրա հայտնվող դեղին գույնի քառակուսին (3x3 սմ. չափսի), որը ներկայացվել է ռիթմիկ, 1 վրկ. ինտերվալով, ազդակների քանակը` 128, թեստի տևողությունը 3 րոպե: Թեստի ավարտից հետո, պատասխան ռեակցիաների դինամիկ շարքի վերլուծությամբ ստացվել է ՏՇՌ-ի ժամանակի բաշխման հիստոգրամը, ըստ որի հաշվարկվել են ստանդարտ ցուցանիշները, ինչպիսիք են տեսա-շարժիչ ռեակցիաների գաղտնի շրջանների միջին արժեքը (M), միջին արժեքի ստանդարտ շեղումը` դիսպերսիան (SD), թեստի կատարման ընթացքում հոգնածության մակարդակը բնութագրող ցուցանիշը (DYN) և ինտեգրալ ցուցանիշը` ԿՆՀ ‎‎ֆունկցիոնալ վիճակի ինդեքսը (IFS): Տատանողական բաղադրիչների բացահայտման նպատակով մաթեմատիկական (սպեկտրային, ավտոկոռելյացիոն) վերլուծության են ենթարկվել գաղտնի շրջանների դինամիկ շարքերը: Ուսումնասիրվել են վայրկյանային, դեկավայրկյանային և րոպեական տիրույթի տատանողական բաղադրիչները, որոնք դիտարկվել են մինչև 10վրկ, 10-30վրկ, 30-60վրկ, 60 և ավելի պարբերությամբ ժամանակային տիրույթներում: Պարզաբանվել են տատանողական տարբեր բաղադրիչների միջև նկատվող կոռելյացիոն, գծային ռեգրեսիոն կապերի առանձնահատկությունները: Ստացված տվյալները ստատիստիկ համադրման են ենթարկվել ոչ միայն միմյանց հետ, այլև նույն գործառույթների ավանդական վերլուծության մեթոդներով ստացվող ցուցանիշների հետ: Արդյունքների արժանահավատությունը որոշվել է ըստ Ստյուդենտի t չափանիշի: 

Արդյունքները և դրանց քննարկումը

Հետազոտության արդյունքները դիտարկվել են ըստ ՏՇՌ-ի գաղտնի շրջանի միջին արժեքի առանձնացված երկու խմբերում (խմբերի կազմումը կատարվել է պերսենտիլ  ֆունկցիայի օգնությամբ): Առաջին խմբում ընդգրկվել են թեստային առաջադրանքը լավ, հաջողված կատարողները, որոնք ունեցել են գաղտնի շրջանի համեմատաբար փոքր արժեքներ, աչքի են ընկել պատասխան ռեակցիայի մեծ արագությամբ, ինչն արտացոլել է հոգեֆիզիոլոգիական գործընթացի իրականացման արդյունավետությունը: Թեստային առաջադրանքը համեմատաբար անհաջող կատարողները ընդգրկվել են երկրորդ խմբում (աղ. 1): Երկու խմբերի համեմատական վերլուծությունը ցույց տվեց, որ I խմբի հետազոտվողների մոտ` M-ը (208.15±18.62) արժանահավատ (p‹0.001) փոքր է II խմբի համապատասխան ցուցանիշից (285.41±49.51), միևնույն ժամանակ այն արտահայտվել է զգալիորեն փոքր դիսպերսիայով: Այսպես, առաջին խմբի դիսպերսիայի ցուցանիշը (SD), որը մենք պայմանականորեն անվանում ենք փոփո-խականության ցուցանիշ, 26 %-ով նվազ է II խմբի նույն ցուցանիշից: 

Աղյուսակ 1

Տեսողական ազդակների ռիթմիկ ներկայացմամբ տեսաշարժիչ ռեակցիաների ստանդարտ և ռիթմոլոգիական մի շարք ցուցանիշների միջխմբային առանձնահատկությունները (M±σ)

Ծանուցում. Հապավումների բացատրությունները նայել տեքստում; n – հետազոտվածների քանակը; p-խմբերի միջև արժանահավատությունը ըստ Ստյուդենտի t  չափանիշի. 

*** - p‹ 0.001, ** - p ‹ 0.01, * p ‹ 0.05 համապատասխանաբար:

Մեր հետազոտություններից հայտնի է, որ միջին արժեքի մեծ դիսպերսիան, այլ կերպ ասած, հոգեֆիզիոլոգիական գործընթացներում փոփոխականության առավել արտահայտվածությունը զուգակցվում է թեստային առաջադրանքի կատարման ցածր արդյունավետության հետ և հակառակը, ինչը, մեր կարծիքով, արտահայտում է տվյալ հոգեֆիզիոլոգիական ակտը կարգավորող ֆունկցիոնալ համակարգերի համեմատաբար լավ կամ վատ վիճակը: Այդ փաստերը առավել ծավալուն ներկայացվել են մեր նախորդ աշխատանքներում [11,12]: Միևնույն ժամանկ M-ը և SD, ըստ էության, միջինացված ցուցանիշներ են և պատկերացում չեն տալիս իրականացվող հոգեֆիզիոլոգիական ակտի ընթացքի վերաբերյալ: Այդ իսկ պատճառով, այդ գործընթացների տատանողական դինամիկայի առանձնահատկությունների ուսումնասիրության նպատակով, կատարվել է պատասխան ռեակցիաների դինամիկ շարքերի սպեկտրային և ավտոկոռելյացիոն վերլուծություն: Վերհանվել են կարճատև տիրույթի (վայրկյանային, դեկավայրկյանային, րոպեական) տատանողական բաղադրիչները: Աղյուսակ 1-ի տվյալներից նկատում ենք, որ I խմբի մոտ, II-ի համեմատությամբ, նշանակալիորեն և արժանահավատ փոքր են հաճախականային սպեկտրի արդյունավետ տիրույթը (EPS), գերակայող հաճախականային տիրույթը (Dom–PS), գերակայող միջին հզորությունը (Dom–SDP), ինչպես նաև ավտոկոռելյացիոն ֆունկցիայի գործակիցը (ACF), որը ցույց է տալիս ՏՇՌ-ի տատանման հիմնական պարբերությունը: Այս ցուցանիշների նվազ արտահայտվածությունը վկայում է, որ առաջին խմբի մոտ առկա է արագ տատանումների գերակայություն: Աղյուսակում 60 վրկ և ավելի; 30-60; 10-30; 10 վրկ և ավելի ցածր պարբերությամբ (Per…) տատանողական բաղադրիչները ներկայացված են ըստ ՏՇՌ-ի գաղտնի շրջանի սպեկտրային խտությունների միջին հզորության: Երկու խմբերի համեմատական վերլուծությունը ցույց տվեց արժանահավատ տարբերություններ տարբեր տիրույթի տատանողական բաղադրիչների միջև: Երկրորդ խմբի մոտ ավելի արտահայտված են 30-60 և 60վրկ և ավելի պարբերությամբ բաղադրիչների, այսպես կոչված դանդաղ տիրույթի տատանումների, միջին հզորությունը: Առաջին խմբի մոտ դանդաղ տիրույթի տատանումների հզորությունը փոքր է, միևնույն ժամանակ նկատելի է 10-30, 10 և ավելի ցածր պարբերությամբ` արագ տիրույթի տատանումների առավելությունը: Հաճախականային սպեկտրում տատանողական բա-ղադրիչների մասնաբաժինների դրսևորման առանձնահատկությունները ներկայացված են նկ. 1-ում: Ինչպես երևում է դիագրամից` առաջին խմբի մոտ զգալիորեն արտահայտված են արագ տիրույթի տատանումները (10–30 - 31% և ‹10 - 24% համապատասխանաբար): Երկրորդ խմբի մոտ ակնհայտորեն գերակշռում են դանդաղ տիրույթի տատանումները (30–60 - 28% և › 60 - 41%): 

Նկ. 1 Հաճախականային սպեկտրում պարբերական բաղադրիչների մասնաբաժինները հաշվարկված ըստ սպեկտրում նրանց տեսակարար կշռի, արտահայատված տոկոսներով: I; II – առաջին և երկրորդ խմբեր. 

Նշանակումներ. ›60վրկ;  - 30-60վրկ; - 0-30վրկ; ‹10վրկ  

սպեկտրային խտությունների հզորությունները տատանման պարբերությունների համապատասխան տիրույթներում:

Ինչպես վերը նշվեց, առաջին խումբը երկրորդի համեմատու-թյամբ թեստային առաջադրանքը կատարել է համեմատաբար լավ, նրանց մոտ ցածր է եղել M-ը և SD, ցածր է տագնապայնության (TEYLOR) մակարդակը, 30 %-ով փոքր է հոգնածության դինամիկան (DYN) արտահայտող ցուցանիշը: Այս ցուցանիշների փոքր արժեքները վկայում են առաջին խմբի հետազոտվողների ֆունկցիոնալ վիճակի համեմատաբար լավ մակարդակի մասին, որը հաստատվում է նաև ֆունկցիոնալ վիճակի բարձր ինդեքսով (IFS): Ուշագրավ է, որ առաջին խմբի ցուցանիշների նման դրսևորման դեպքում սպեկտրային պատկերում գերակշռում են արագ տիրույթի տատանումները: Հակառակ պատկերն է երկրորդ խմբի մոտ, որն աչքի է ընկնում նշված ֆիզիոլոգիական ցուցանիշների բարձր արժեքներով, ֆունկցիոնալ վիճակի ցածր ինդեքսով և դանդաղ տիրույթի տատանողական բաղադրիչների գերակայությամբ: Այսինքն, նկատելի է ֆունկցիոնալ վիճակի և տատանողական բաղադրիչների կապվածություն, որի բնույթը և դետերմինացիան բացահայտելու նպատակով իրականացվել է կոռելյացիոն և ռեգրեսիոն վերլուծություն: ՏՇՌ-ի ստանդարտ գնահատման միավորի (ինտեգրալ ցուցանիշ` IFS) և սպեկտրային բաղադրիչների կոռելյա-ցիայի գործակիցները բերված են աղ. 2-ում: 

Աղյուսակ 2 

Տեսաշարժիչ ռեակցիաների գաղտնի շրջանի սպեկտրային ու ավտոկոռելյացիոն բնութագրերի և ստանդարտ գնահատման միավորի կոռելյացիոն կապերը հետազոտվածների խմբերում

Ծանուցում. IFS - թեստի արդյունավետ կատարման ստանդարտ գնահատման միավոր; հապավումների բացատրությունը նայել տեքստում; ներկայացված են Պիրսոնի գծային կոռելյացիայի գործակիցները; (*) – գործակիցները արժանահավատ են p‹0.05 մակարդակում ըստ Ստյուդենտի t չափանիշի

ՊՏՇՌ գաղտնի շրջանների արագ և դանդաղ, ինչպես նաև ACF և EBS տատանողական բաղադրիչների և ֆունկցիոնալ վիճակի ինդեքսի կոռելյացիոն կապերը ունեն երկկողմ ուղղվածություն, ընդ որում կոռելյացիայի բացասական նշանի փոփոխումը դրականի դանդաղ ռիթմերից արագներին անցնելու դեպքում, դրսևորվում է բավականին հստակ և, ամենայն հավանականությամբ, օրինաչափ բնույթ է կրում: Դանդաղ ռիթմերից արագներին անցնելիս միջանկյալ տիրույթ են հանդիսանում 10-30վրկ պարբերությամբ տատանումները` զերոին մոտ կոռելյացիայի գործակիցներով: 

Կարևոր է համարվում այն փաստը, որ ուսումնասիրվող թեստի ստանդարտ գնահատման միավորի և տատանողական դինամիկայի արագ ու դանդաղ բաղադրիչների միջև բացահայտված կոռելյացիայի ուղղվածությունները սերտորեն կապված են թեստավորման ընթացքում փորձարկվողների ընթացիկ ՖՎ-ի հետ: Ընդ որում, կոռելյացիայի գործակիցների բացարձակ արժեքները հիմք են տալիս ենթադրել, որ դանդաղ ռիթմերի առկայությունը հոգեֆիզիոլոգիական ցուցանիշների ժամանակային դինամիկայում, հավանաբար, հանդիսանում է հետազոտվողների գլխուղեղի ՖՎ-ի ցածր մակարդակի հատկանիշ (II խումբ), այն դեպքում երբ արագ ռիթմերը, հաշվի առնելով դրական կոռելյացիայի գործակիցների համեմատաբար բարձր արժեքները առաջին խմբում, ամենայն հավանականությամբ վկայում են լավ ՖՎ-ի մասին:

Նկ. 2. Թեստի ստանդարտ գնահատման միավորի և արագ ու դանդաղ կենսառիթմերի փոխկապվածության ռեգրեսիոն կորերի մատրիցա: Աբսցիսների առանցքում պատկերված են կենսառիթմերի ժամանակային բնութագրերը: Օրդինատների առանցքը ներկայացնում է թեստի ստանդարտ գնահատականները: 

Ֆունկցիոնալ վիճակի ինդեքսի և տարբեր պարբերությամբ տատանողական բաղադրիչների ռեգրեսիոն կապերի առանձնահատկությունները երկու խմբերում պատկերված են նկ. 2-ում: Ինչպես երևում է նկարից, արագ ու դանդաղ կենսառիթմերի և խմբերի ֆունկցիոնալ վիճակի ինդեքսի կապվածությունը ունի նմանատիպ ուղղվածություն, ընդ որում, դանդաղ ռիթմերի կապվածությունը ստանդարտ միավորի հետ արտահայտվում է բացասական կամ հակադարծ ուղղվածությամբ` տրենդով, այն դեպքում, երբ նրանց կապը արագ կենսառիթմերի հետ կրում է դրական բնույթ: Միևնույն ժամանակ առաջին խմբի մոտ դանդաղ և արագ տատանումները և համապատասխանաբար բացասական և դրական ուղղվածության տրենդները ավելի արտահայտված են: Հավանաբար, այս միտումն արտահայտում է ուղեղային մեխանիզմների կազմակերպման ընդհանրական հատկանիշները, որոնք ապահովում են ընթացիկ գործունեության համար ուղեղի ‎ֆ‎ունկցիոնալ պատրաստականությունը:

Այսպիսով պարզ դարձավ, որ

• գործնականորեն առողջ հետազոտվողների հոգեֆիզիոլոգիական ակտիվության ժամանակային կազմակերպման պատկերում մաթեմատիկական վերլուծությամբ վերհանված կարճատև տիրույթի կենսառիթմոլոգիական ցուցանիշները, որպես գլխուղեղի ֆունկցիոնալ վիճակի գնահատման ֆիզիոլոգիական չափորոշիչներ, ունեն տեղեկատվության բավականին բարձր մակարդակ 
• ռիթմիկ ընթացքով տեսաշարժիչ ռեակցիաների կենսառիթմոլոգիական կառուցվածքում արագ և դանդաղ տիրույթի տատանումների գերակշռումը կարող է վկայել կենտրոնական նյարդային համակարգի ֆունկցիոնալ վիճակի համապատաս-խանաբար բարձր և ցածր մակարդակի մասին: 

Գրականություն

1. Алякринский Б.С. Адаптация в аспекте биоритмологии. В кн.: Проблемы временной организации  живых систем. М, 1979. 
2. Геворкян Э.Г. Отражение функционального состояния мозга в биоритмологических характеристиках центрального управления сомато-вегетативными и психофизиоло-гическими функциями. В сб.: Современные аспекты радиационной медицины и ожогов. Ереван, 2003.
3. Геворкян Э.Г., Оганесян Н.М. Оценка функционального состояния мозга с помощью компьютерных технологий диагностики. Мед. наука Армении NAN RA, 2006,  т. XLVI,  1, с.106-110.
4. Геворкян Э.Г. О флуктуациях  функциональной активности мозга человека. Между-народная научная конференция «Актуальные проблемы интегративной деятельности и пластичности нервной системы» Ереван, 2009.
5. Доскин Д.А., Куинджи Н.Н. Биологические ритмы растущего организма. М., 1989.
6. Зайцев А.В., Скорик Ю.А. Математическое описание распределение времени сенсомоторных реакций. Физиология человека, 2002, т.28, 4 , с. 123-126.
7. Карп В.П., Катинас Г.С. Математические методы исследования биоритмов. В кн.:  Хронобиология и хрономедицина. Руководство. М., 1989.  
8. Комаров Ф.И. (ред.) Хронобиология и хрономедицина. Руководство. М., 1989.
9. Лоскутова Т.Д. Время реакции как психофизиологический метод оценки функцио-нального состояния центральной нервной системы. В кн.: Нейрофизиологические исследования  в экспертизе трудоспособности. Л., 1978. 
10. Степанова С.И. Биоритмологические  аспекты  проблемы адаптации. М., 1986.  
11. Татевосян Н.Э.. Геворкян Э.Г., Ваганян Л.Г.,  Татевосян И.Г., Костанян Э.Г., Малоян В.А., Айрапетян Н.А. Исследование динамики показателей вербальной краткосрочной памяти для оценки функционального состояния мозга.  Мед.  наука  Армении НАН РА, 2010, т. L., 2,   с.   109-118.
12. Татевосян Н.Э.. Геворкян Э.Г., Ваганян Л.Г.,  Татевосян И.Г., Костанян Э.Г., Малоян В.А. Сравнительный анализ показателей простых зрительно-моторных  реакций на аритмичное и ритмичное предъявление сигналов. Мед. наука Армении НАН РА, 2010, т. L, 4, с.  56-65.

Հարցեր, պատասխաններ, մեկնաբանություններ