Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, Архангельск, Россия

Гемодинамика сосудов головного мозга студенток в процессе мыслительной деятельности

Асафова Д.С.

Умственная работоспособность студентов в значительной степени зависит от нормального функционирования сердечно-сосудистой системы [3, 5]. Головной мозг, имеющий массу около 1,5 кг (приблизительно 2% от всей массы тела), даже в состоянии покоя получает около 750 мл/мин крови (примерно 15% общего выброса крови) [4]. Даже самые незначительные изменения интенсивности обменных процессов и сдвиги церебрального кровотока, вызывающие стойкие изменения тонуса и реактивности интракраниальных сосудов, отражаются на умственной активности и продуктивности деятельности головного мозга [2]. Любые неблагоприятные внешние воздействия могут вызвать подобные изменения. К таким воздействиям относятся экстремальные условия проживания (короткий световой день, пониженная температура, повышенная влажность и др); интенсивная профессиональная и учебная деятельность. Таким образом, студентов, проживающих в регионах Крайнего Севера, можно отнести к группе риска, т.к. их организм, в особенности нервная и сердечно-сосудистая системы, находятся в состоянии хронического напряжения вследствие постоянного воздействия указанных факторов. Известно, что заболевания сердечно-сосудистой системы занимают одно из ведущих мест среди хронических болезней северян [1]. Поэтому актуальным представляется изучение особенностей гемодинамики мозга студентов, проживающих в условиях Севера, при выполнении когнитивной нагрузки.

Методика и организация исследования. Было обследовано 20 студенток САФУ имени М.В. Ломоносова в возрасте 20,45 лет. В качестве когнитивного задания использовали 10 комплектов иллюстраций (по 4 в каждом стимуле) с набором букв, из перечня которых необходимо было составить слово, которое являлось общим названием для 4-х представленных иллюстраций. Стимулы предъявляли последовательно на мониторе компьютера, каждый в течении 1 минуты, правильность ответов фиксировали. Для записи реограммы сосудов головного мозга использовался реограф «Рео-спектр». Было использовано 6 электродов, которые устанавливали на кожу головы симметрично над сосудами правого и левого полушария. Электроды позволяли оценить гемодинамику двух оснoвных бассейнoв: внутренней соннoй артерии (фронто-мастоидальное отведение, FM-oтведение) и вертебрoбазиллярнoго бассейна (окципито-мастоидальное отведение, ОМ-oтведение) которое формируется позвоночная артерией. Реограмму регистрировали в тихом, изолированном помещении в состоянии фона (спокойное бодрствование с открытыми глазами) и при выполнении аналитико-синтетического задания по зрительному восприятию изображений и подбору обобщающих названий на 1-й и на 10-ой минуте когнитивной работы. Для анализа гемодинамики мозга студенток использовали интегративные расчетные параметры: реографический индекс (РИ, у.е., отображает суммарное поступление артериальной крови в мозг), дикротический индекс (ДИК, %, свидетельствует о тонусе стенок артериальных сосудов), диастолический индекс (ДИА, %, свидетельствует о состоянии оттока крови из артерий в вены) и показатель венозного оттока (ПВО, %, это показатель состояния оттока крови из вен мозга в сердце).

Статистическая обработка данных проводилась в программе SPSS Statistics 20. После проверки выборки изучаемых параметров на нормальность для дальнейшего их описания использовались медианы (Ме) и квартили (Q1- Q3). Значимость различий между показателями на разных этапах выполнения задания (покой, начало нагрузки, конец нагрузки) оценивали с помощью критерия Уилкоксона. Отличия считались статистически значимыми при p<0,05.

Результаты исследования. Было выявлено, что мыслительная деятельность у студенток сопровождалась изменениями параметров гемодинамики головного мозга при переходе от состояния покоя к выполнению когнитивных задач и к концу выполнения мыслительных задач (Таблица 1).

работоспособность студент гемодинамика мозг

Таблица 1. Показатели реографии головного мозга в состоянии покоя, в начале и конце когнитивной нагрузки (Me /25-75%)

При переходе от фонового состояния к выполнению мыслительной задачи наблюдалось усиление тонуса стенок артерий в бассейне внутренней сонной артерии левого полушария и в бассейне позвоночной артерии правого полушария (ДИК: р=0,044 (Fms), р=0,012 (Omd)) . Вначале выполнения когнитивной задачи отток крови из артерий в вены достоверно повышался в бассейне внутренней сонной артерии правого полушария (ДИА: р=0,010 (Fmd)). По всей видимости, в этой части головного мозга происходила более интенсивная работа, которая сопровождалась высоким метаболизмом, что и привело к усилению оттока крови в вены.

К концу десятой минуты выполнения аналитико-синтетического задания зафиксировано увеличение суммарного поступления крови в бассейн внутренних сонных артерий (лобные доли), снижается тонус стенок всех артерий, увеличивается отток крови из артерий в вены в левом вертебро-базилярном бассейне и снижается отток крови из мозговых вен в сердце.

В процессе выполнении когнитивных задач у обследованных студенток сохраняется фронто-окципитальная асимметрия гемодинамики головного мозга: выявлено достоверно более высокое суммарное поступление крови в бассейн внутренних сонных артерий, обеспечивающих кровью лобные доли больших полушарий головного мозга, и снижена скорость оттока крови в вены, по сравнению с вертебро-базилярным бассейном.

Выявленные особенности гемодинамики головного мозга студенток в процессе когнитивной деятельности отражают изменения функционирования сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем, что, вероятно, направлено на оптимальное обеспечение мыслительной деятельности.

Список использованных источников

1. Адамия Л.В. Головная боль и вегетососудистая дистония у детей Крайнего Севера (г. Надым): дис. кандидат мед. наук: 14.00.09 / Адамия Лалита Владимировна; Научно-исследовательский институт медицинский проблем Крайнего Севера. -Надым, 2001. ?121 с.

2. Зарипов В.Н. Влияние умственной нагрузки на состояние сердечнососудистой системы организма студенток / Зарипов В.Н., Баринова М.О., Булыгин А.Н. // Вестник Ивановского государственного университета. Серия: Естественные, общественные науки. ?2013. ?№ 2. ?С. 8-13.

3. Зарипов В.Н. Изменения функционального состояния головного мозга студенток под влиянием умственных нагрузок различной интенсивности / Зарипов В.Н., Баринова М.О. // Вестник Ивановского государственного университета. Серия: Естественные, общественные науки. ?2015. ?№ 1. ?С. 9-14.

4. Покровский В.М. Физиология человека (учебник для медвузов) / Покровский В.М. , Коротько Г.Ф. ? М.: Медицина, 2003. ?656 с.

5. Немного о сосудах мозга [Электронный ресурс]. URL: http://sosudy.pro/vvedenie-v-temu/nachalo-razgovora/200-sosudy-mozga (Дата обращения: 24.12.17)