Короткий огляд основних методичних підходів до оцінки функціонального стану цнс

В літературі відбито велику кількість різних методичних підходів, їх різноманітних модифікацій до оцінки функціонального стану центральної нервової системи. Їх практичне використання передбачає необхідність урахування, в першу чергу, таких основних характеристик: збудливість нервової системи і швидкість проведення збудження, а також силу, рухливість і врівноваженість нервових процесів.

На думку багатьох науковців, за критерії збудливості центральної нервової системи і швидкості проведення збудження по ній можна вважати латентні періоди простої і складної сенсомоторної реакцій.

Для визначення цих функціональних показників зазвичай, застосовуються спеціальні прилади – електронні рефлексометри, оснащені електронним секундоміром, ключем для його зупинки, а також пристосуванням для “подачі” світлового, звукового або тактильного сигналів. На кожну появу того чи іншого сигналу, або комбінації із них (задається експериментатором), реципієнт повинен максимально швидко зупинити електронний секундомір натисненням кнопки спеціального ключа. Зазвичай, пропонується декілька спроб (не менше 6), кращий і гірший результати відкидаються, а підсумковий розраховується як середнє з тих, що залишилися.

У процесі діагностики осіб, які систематично займаються фізичною культурою і спортом, як правило, реєструють латентний час як простої (ЛЧПР, мс), так і складної (ЛЧСР, мс) сенсомоторної реакцій. Визначення останньої пов’язано з тим, що у процесі діяльності під час змагань постійно присутні моменти ситуаційного характеру, які вимагають від спортсменів дуже швидкого вибору найбільш оптимального рухового рішення.

Критерієм своєрідного рівня тренованості нервової системи слугує різниця (D ЛЧР, мс), яка розраховується за такою формулою:

D ЛЧР = ЛЧСР – ЛЧПР

де D ЛЧР – різниця між латентним часом складної і простої сенсомоторної реакції, мс; ЛЧСР – латентний час складної сенсомоторної реакції, мс; ЛЧПР - латентний час простої сенсомоторної реакції, мс.

Чим меншим є абсолютне значення DЛЧР, тим вище здібності того або іншого реципієнта до швидкого вибору найбільш оптимального рішення в складних рухових ситуаціях. Збільшення DЛЧР, подовження середнього часу сенсомоторної реакції, підвищення значень їх розкиду при повторних обстеженнях може свідчити про погіршення функціонального стану ЦНС.

На жаль, в доступній нам літературі не вдалося знайти систематизованих даних щодо величин латентного часу сенсомоторної реакції у спортсменів різної спеціалізації і кваліфікації. Ймовірно, цей факт послугує підставою для проведення комплексних досліджень у цьому напрямі.

Як зазначалося вище, однією з найважливіших характеристик функціонального стану нервової системи є сила нервових процесів. Для реєстрації цього параметру також було запропоновано кілька методик, але ми зупинимося на найбільш ефективних.

Оригінальним є підхід до оцінки сили нервових процесів, запропонований Е.П. Ільїним (теппинг-тест). Цей метод ґрунтується на реєстрації змін у часі максимального темпу рухів кисті: реципієнту пропонується упродовж 30 сек. обстеження підтримувати максимально можливий темп рухів кисті (для цього застосовуються спеціальні пристрої типу телеграфного ключа або арифмометра. У разі відсутності останніх застосовується графічний варіант тесту: звичайний лист паперу ділиться на 6 рівних квадратів, в яких реципієнт олівцем або ручкою повинен поставити максимальну кількість крапок). Незалежно від виду теппинг-тесту, фіксується кількість натиснень на пристрій або число проставлених в квадратах крапок за кожні 5 секунд роботи (усього 6 вимірювань), на основі чого будується крива працездатності реципієнта, і за її типом визначається сила нервових процесів. Згідно з методикою, виокремлюють такі типи кривих працездатності:

Опуклий тип. Сильна нервова система. Максимальний темп рухів реєструється в перші 10-15 с, потім знижується (в деяких випадках нижче початкового).

Рівний тип. Середня сила нервової системи. Максимальний темп рухів спостерігається впродовж всього періоду обстеження.

Низхідний тип. Слаба нервова система. Максимальний темп рухів послідовно знижується вже з другого 5-секундного відрізка.

Увігнутий тип. Середньо-сильна нервова система. Первинне зниження темпу рухів змінюється його наростанням аж до початкового рівня.

Проміжний тип. Середньо-слаба нервова система. упродовж перші 10-15 с темп рухів утримується на одному рівні, а потім знижується.

Наведений метод дозволяє не тільки визначити силу нервових процесів, але і проводити своєрідне ранжирування реципієнтів при відносно однаковому типі кривих працездатності. В цілому методика теппинг-тесту має важливе значення в діагностиці функціонального стану ЦНС, виявленні перших ознак розумового і фізичного стомлення, що є важливою основою для корекції відповідних видів навантажень.

Під час комплексної оцінки функціонального стану нервової системи часто використують такий показник, як рухливість нервових процесів. За справедливим твердженням Е.М. Казіна та ін. (2000): “... Функціональна рухливість нервових процесів характеризує найвищій для певного індивіда рівень виконання роботи, що передбачає, разом із позитивними реакціями, і диференціювання, тобто екстрене перемикання дій, швидку почергову зміну процесів збудження і гальмування ”. На нашу думку, таке трактування поняття “функціональна рухливість” найбільш адекватно відбиває роль даного параметра в оцінці загального функціонального стану як звичайних, нетренованих людей, так і осіб, які систематично займаються фізичною культурою і спортом, характерною для яких є швидка зміна комплексу рухових дій. Безперечно, спортсмени з більш високою рухливістю нервових процесів володіють і більшою потенційною можливістю для оптимальної рухової діяльності в конкретній ситуації і до досягнення більш високого спортивного результату.

В системі функціональної діагностики щодо стану нервової системи для оцінки ступеня рухливості нервових процесів найбільш часто використується методика А.Е. Хильченка в модифікації Н.В. Макаренка та ін. (1975). Згадані вище методики надають достатньо об’єктивну інформацію щодо рухливості нервових процесів, але ступінь їх практичного використання обмежений у зв’язку з необхідністю застосування спеціальної апаратури. Більш простим і, отже, набагато більш доступним методом реєстрації рухливості нервових процесів є метод мовної асоціації, коли реципієнту пред’являється список з 20 іменників, на які він якнайшвидше повинен дати асоціативну відповідь (наприклад, “кішка – собака”). Реєструється правильність відповіді, а також час від вимовляння слова експериментатором до відповіді реципієнтом (латентний час “мовної реакції”). Інтерпретують отримані дані так:

висока рухливість нервових процесів. Латентний час не менше 15 з двадцяти відповідей не перевищує 3 с;

низька рухливість нервових процесів. Латентний час не менше 15 з двадцяти відповідей перевищує 3 с;

середня рухливість нервових процесів. Відсутні обидві наведені вище ситуацій.

На нашу думку, простота і висока інформативність методу мовної асоціації роблять цей несправедливо забутий методичний підхід перспективним для практичного використання в загальній системі функціональної діагностики.

Не менш важливим параметром функціонального стану нервової системи, який має важливе значення в системі функціональної діагностики фізкультурників і спортсменів є врівноваженість нервових процесів або характер співвідношення процесів збудження і гальмування.

Цей показник добре характеризує передстартові стани організму (передстартова апатія, передстартова лихоманка і бойова готовність), які зумовлюють, у свою чергу, якісні і кількісні характеристики виконання власне фізичних вправ в тому або іншому виді спорту безпосередньо під час змагань. Вочевидь, що знання індивідуальної врівноваженості нервових процесів на початкових етапах тренувального процесу сприяє її подальшій корекції.

Досить поширеним методом оцінки врівноваженості нервових процесів, хоча і достатньо складним в практичному відношенні, є методика РОР (реакція на об'єкт, що рухається). Для роботи з цим методом необхідна наявність спеціального приладу (наприклад, ІРД-2). Критерієм оцінки РОР є правильна оцінка реципієнтом моменту руху певної крапки у просторі. Застосовується метод РОР так: на екран приладу подається сигнал у виді миготливої крапки, після переміщення якої реципієнт повинен зупинити її в раніше визначеному місці. У процесі обстеження одного реципієнта йому пропонується виконати близько 20 спроб.

Для оцінки РОР розраховують:

середній час реакції (Т, с) як відношення часу всіх реакцій без урахування характеру відхилень від запропонованого завдання (зупинка крапки в чітко визначеному місці) до загальної кількості реакцій;

кількість випереджаючих реакцій (крапка, що рухається, зупиняється обстежуваним до визначеного місця, позначається знаком мінус);

кількість реакцій, що запізнюються (крапка, що рухається, зупиняється обстежуваним після визначеного місця, позначається знаком плюс);

сумарний час випереджаючих реакцій (Твп., с);

сумарний час реакцій, що запізнюються (Тзап., с).

Домінування випереджаючих реакцій надає змогу дійти висновку про переважання у конкретного реципієнта процесів збудження і, навпаки. Оптимальним вважається відносно рівне співвідношення випереджальних і спізнених реакцій, а також близькі один до одного значення їх сумарного часу.

Ми вже згадували про те, що методика РОР є, мабуть, найточнішим методичним підходом до оцінки ступеня врівноваженості нервової системи. Разом із тим, необхідність спеціального устаткування і досвіду інтерпретації отриманих даних пояснює відносну непопулярність цієї методики серед більшості фахівців із функціональної діагностиці, як працюють в галузі фізичної культури і спорту.

Серед найдоступніших методичних підходів до оцінки ступеня врівноваженості нервових процесів слід відзначити методики, які засновані на реєстрації відтворності подразників, які пред’являються реципієнту, частіше за все зорових, а також точність оцінки коротких інтервалів часу.

Згідно з методами відтворності (існує велика кількість їх модифікацій) реципієнту на певний час (2-3 с) пред’являється горизонтально накреслена на листі паперу лінія завдовжки 50 мм. Після її експозиції реципієнт на чистому листі паперу повинен відтворити побачену їм раніше лінію. Експозиції проводять не менше 5 разів з інтервалом в 20-30 секунд. У разі переважання тенденції до подовження ліній у реципієнта констатують переважання процесів збудження, при тенденції до укорочення ліній – переважання процесів гальмування.

Під час використання методу точності оцінки коротких інтервалів часу реципієнту, після попереднього тренування, пропонується оцінити за переверненому шкалою вниз секундомірі інтервали часу в 15, 30 і 60 сек. За кожним тимчасовим інтервалом проводиться по 5 спроб. У всіх випадках реєструють такі показники:

середня величина відхилень від заданого інтервалу (15, 30 або 60 сек.) випереджаючого характеру за п’ятьма вимірами (DТвп., с);

середня величина відхилень від заданого інтервалу (15, 30 або 60 сек.) характеру, що запізнюється, за п’ятьма вимірами (DТзап., с);

загальна кількість випереджаючих реакцій для конкретного тимчасового інтервалу;

загальна кількість реакцій, що запізнюються, для конкретного тимчасового інтервалу;

У випадку, коли у реципієнта величини DТвп. і DТзап. наближаються до нуля, а кількість випереджаючих і спізнених реакцій однакова, констатують урівноваженість нервової системи. При більш високих значеннях DТвп. і кількості випереджаючих реакцій реєструють переважання у реципієнта процесів збудження і, навпаки.

Наведені вище методики призначені для оцінки інтегральних особливостей ЦНС, крім яких дуже часто досліджують і її інші властивості.

Серед фахівців з функціональній діагностиці, які працюють в галузі фізичної культури і спорту, широке розповсюдження мають методичні підходи, пов’язані з оцінкою динамічної і статичної координації фізкультурників і спортсменів. Безперечно, оптимальний рівень розвитку цих функціональних показників є необхідною умовою адекватного виконання складно-координованих рухових дій.

Під час дослідження динамічної координації традиційно застосовується пальценосова проба, в рамках якої реципієнту, заплющивши очі, необхідно вказівним пальцем доторкнутися до кінчика носа. Про порушення рухової координації свідчать невпевнені рухи і тремтіння кисті. Найпоширенішим методом оцінки статичної координації є проба Ромберґа (проста й ускладнена).

В рамках простої проби Ромберґа реципієнту пропонується максимально можливий час утримувати певну позу (стопи разом, руки вперед, очі заплющені). Критерієм порушення координаційної функції є, в основному, візуальні ознаки - похитування, тремтіння пальців рук і вік, втрата рівноваги. Під час проведення ускладненої проби Ромберґа (реципієнт стоїть наодній нозі, торкаючись п’ятою колінного суглоба іншої, опорної ноги, руки витягнуті вперед, очі заплющені) реєструються не тільки візуальні ознаки порушення координації, але і час, що пройшов до появи цих ознак. Вважається, що задовільна статична координація реєструється у разі утримання заданої пози не менше 15 сек.

Крім статичної координації важливим елементом оцінки функціонального стану центральної нервової системи вважається її динамічна координація, яку традиційно оцінюють за допомогою так званої пальценосової проби. Ця проба вельми проста і доступна навіть мало підготовленому в методичному відношенні експериментатору: реципієнту пропонується вказівним пальцем доторкнутися до кінчика власного носа. Невпевнені рухи реципієнта, що супроводяться тремтінням кисті свідчать про певне порушення динамічної координації.

Високий рівень координаційної стійкості ЦНС є одним з чинників досягнення високих спортивних результатів, особливо в складнокоординованих видах спорту (гімнастика, акробатика, стрибки у воду, стрільба, фігурне катання, стрибки у висоту тощо.). Разом із тим, цей показник може слугувати достатньо надійним критерієм ступеня втомленості того або іншого спортсмена. Порушення координаційних властивостей нервової системи спостерігається при перевтомі, перетренуванні, а також при появі патологічних змін в окремих ланках нервової системи. Найбільш часто порушення динамічної координації спостерігається спортсменів, які перенесли черепно-мозкові травми.

Зазначені вище методичні підходи до оцінки функціонального стану ЦНС посідають важливе місце в системі функціональної діагностики осіб, які систематично займаються фізичною культурою і спортом. Вони отримали широке розповсюдження серед фахівців зі спортивній фізіології і медицині через свою високу інформативність і, в деяких випадках, простоту і доступність.

Необхідно відзначити, що найфундаментальнішим методом оцінки функціонального стану нервової системи, який дозволяє отримати інформацію про глибинні процеси в різних відділах головного мозку є метод електроенцефалографії. Не дивлячись на його трудомісткість, застосування цього методу, особливо під час етапних медико-біологічних обстежень, не тільки доцільно, але й необхідно. В найзагальнішому виді електроенцефалографія є методом графічної реєстрації електричної активності головного мозку, а отримана при цьому крива називається електроенцефалограмою (ЕЕГ). Важливо пам’ятати, що разом із цим терміном досить часто застосовуються й інші, які стосуються діяльності тої ділянки мозку, з якої знімаються електричні потенціали. Так, говорять про електрокортикограми, електроцеребелограми, електроталамограми тощо. Незалежно від вигляду ЕЕГ, важливим є вміння її аналізувати і знання особливостей зміни під час дії різних чинників. Для реєстрації ЕЕГ необхідний спеціальний прилад – електроенцефалограф. Це комплекс, який складається з власне вимірювального блоку і системи спеціальних електродів. Зазвичай, на елементарній ЕЕГ виокремлюють такі ритми електричних коливань:

повільні дельта-хвилі. Це високоамплітудні хвилі (до 250-300 мкВ) з частотою від 0,5 до 3 в секунду;

тета-ритм з частотою від 4 до 7 в секунду й амплітудою 100-150 мкВ;

α-ритм з частотою від 8 до 13 в секунду й амплітудою до 50 мкВ;

β-ритм з частотою від 14 до 35 в секунду й амплітудою 20-25 мкВ;

ритм веретен – коливання, близькі за частотою до альфа-ритму (10-16 в секунду), але які характеризуються зростанням і зниженням амплітуди;

каппа-ритм (реєструється орієнтовно у 11% реципієнтів) – коливання, які практично не відрізняються від альфа-ритму, але найбільш добре реєструються в скроневих та скронево-тім’яних областях мозку і не зазнають депресії при сенсорній стимуляції;

γ-ритм з частотою більше 35 в сек. й амплітудою не вище 10 мкВ.

Діагностичне значення електроенцефалограми полягає в тому, що вона зазнає ряд характерних змін залежно від функціонального стану організму людини. Так, у спокої реєструється α-ритм і при появі перших ознак сну він змінюється спочатку β- або тета-ритмом, а у фазі глибокого сну переходить в дельта-ритм. Визначеними є зміни ЕЕГ під час дії різних зовнішніх чинників: так, при підвищенні температури тіла спостерігається почастішання α-ритму, при малому ступені гіпоксії – деяке підвищення амплітуди α-ритму, а при вираженій гипоксемії різко підвищується частота й амплітуда β-хвиль. Деякі зміни ЕЕГ спостерігаються також після фізичної роботи, особливо значного об’єму й інтенсивності. В цьому випадку амплітуда α-хвиль знижується, з’являються повільні нерегулярні коливання з так званими гострими хвилями, що накладаються.

ЕЕГ має неабияке велике клінічне значення. Так, відсутність хвиль на електроенцефалограмі (біоелектричне мовчання) або різке їх зниження спостерігається при церебральній атрофії, кретинізмі, важких формах епілепсії, іноді при великих пухлинах кори великих півкуль. Зміна тривалості хвиль більше 125 мс також свідчить про патологічний стан мозку, наприклад, пухлини мозку, підвищений внутрічерепний тиску, кому тощо. Поява на ЕЕГ пікових розрядів з амплітудою понад 100 мкВ є типовим показником епилептоідних станів (епілепсія, великі травми мозку, пухлини, абсцеси, мозкові рубці тощо). Присутність на ЕЕГ видозмінених хвиль (трапецевидні чи чотирикутні, гострі тощо) спостерігається при найрізноманітніших психічних або нервових захворюваннях. Міжкульова асиметрія має місце при локальних пухлинах, абсцесах мозку, при прогресивному паралічі, енцефаліті тощо.

Отже, можна констатувати, що метод електроенцефалографії є могутнім інструментальним засобом оцінки функціонального стану нервової системи, саме тому він знайшов широке застосування в спортивній фізіології і медицині, а також в системі функціональної діагностики фізкультурників і спортсменів різної спеціалізації і кваліфікації.