Исследование биоэлектрической активности головного мозга у школьников 10–12 лет с различными типами вегетативной регуляции

Цель исследования: изучение ЭЭГ-характеристик школьников на определенном этапе онтогенеза.
Материал и методы. В исследовании приняли участие 12 мальчиков в возрасте 10–12 лет. Изучали биоэ-лектрическую активность головного мозга у школьников с разными типами вегетативной регуляции (ТВР)методом электроэнцефалографии (ЭЭГ). Исследовательская работа осуществлялась на базе МБУ «Школа№32» г. Тольятти. Измерения проводили с сентября 2024 г. по ноябрь 2024 г. с помощью Нейрон-Спектр-4/ВПМ – программно-аппаратного комплекса.
Результаты. Определение ТВР и показателей ЭЭГ позволило выявить особенность физической адаптации, функциональной активности функциональная активность в процессе онтогенеза у детей в условияхповышенных учебных нагрузок.
Ключевые слова: электроэнцэфалография, головной мозг, типы вегетативной регуляции, школьники Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.

Purpose of the study: To investigate the bioelectrical activity of the brain in schoolchildren aged 10–12 years withdifferent types of vegetative regulation using the EEG method.
Material and methods. Twelve boys aged 10-12 years participated in the study. We studied bioelectrical activityof the brain in schoolchildren with different types of vegetative regulation (TVR) using electroencephalography(EEG). The research work was carried out at MBI School No. 32 in Togliatti. The assessments were carried out fromSeptember 2024 to November 2024 using Neuron-Spectrum-4/VPM software and hardware complex.
Results. Determination of the type of vegetative regulation and EEG indicators allowed to identify the features ofphysical adaptation, functional activity in the process of ontogenesis in children under increased academic workload.
Keywords: electroencephalography, brain, types of vegetative regulation, schoolchildrenConflicts of interest. The authors have no conflicts of interest to declare.Funding. There was no funding for this study

Современная система школьного образования требует научно-обоснованного подхода к учебному процессу, который долженбазироваться на физиологических показателях организма школь-ников в онтогенезе [1, 2]. Дети, находящиеся в процессе морфо-логического и функционального развития, подвержены влияниюстресс-факторов возрастающей школьной учебной нагрузки [3,4]. В связи с этим выбор наиболее оптимизирующего воздей-ствия физического воспитания на адаптацию и функциональноесостояние детей в зависимости от типов вегетативной регуляции,должен основываться на перспективных методах диагностикифункционального состояния обучающихся, находящихся в реаль-ных условиях воздействия постоянно возрастающих учебныхнагрузок, в т.ч. информационно-компьютерных технологий [5, 6].Цель исследования. Учитывая различные темпы формиро-вания биоэлектрической активности мозга и механизмов веге-тативной регуляции сердечной деятельности у обучающихсявозраста второго детства (10–12 лет), представляется актуаль-ным изучение ЭЭГ-характеристик школьников на определенномэтапе онтогенеза [2, 8].Материал и методыВ исследовании приняли участие 12 мальчиков в возрасте10–12 лет. Исследовательская работа осуществлялась на базеМБУ «Школа №32» г. Тольятти. Измерения проводились с сен-тября 2024 г. по ноябрь 2024 г.Исследования ЭЭГ проводили с помощью Нейрон-Спектр-4/ВПМ – программно-аппаратного комплекса, объединяющего 21 канал регистрации ЭЭГ или длиннолатентных вызванныхпотенциалов мозга, 4 полиграфических канала для регистрациикоротколатентных вызванных потенциалов мозга. Программнымаппаратным комплексом «Варикард 2.51», оценивали показа-тели вариабельности сердечного ритма (ВСР) для определениятипов вегетативной регуляции (ТВР).РезультатыДля более подробного исследования механизмов, составляю-щих регуляторную основу типов вегетативной регуляции (ТВР),изучали показатели, полученные методом регистрации ЭЭГ корыголовного мозга. Вид записей ЭЭГ активности головного мозгадетей с различным ТВР I –II, III, IV представленные в табл. 1,имели следующие отличительные признаки.У детей с I–II ТВР (симпатикотония) над обоими полушариямирегистрировался заостренный гиперсинхронный альфа-ритм,который являлся доминирующим. Максимальная амплитудаальфа-ритма в левом полушарии составила 136 мкВ (средняя –43 мкВ), над правым полушарием – 145 мкВ (средняя – 41 мкВ).Межполушарная асимметрия альфа-ритма составляла 18,4%.Индекс альфа-ритма над левым полушарием (по спектру) –41,2%, над правым полушарием (по спектру) – 40,7%. Альфа-ритм преобладает в затылочных отведениях. Показатели ЭЭГ уобучающихся I–II ТВР отражают типологические особенностинейрональной активности структур головного мозга, а именно:высокий индекс 41,2–40,7% (левого/правого, полушарий голов-ного мозга) и амплитуду активности выраженно доминирующего альфа-ритма, который формируется восходящими активирую-щими влияниями ретикулярной формации и/или таламическихструктур на кору больших полушарий. Диагностируемые методомВСР высокие показатели стресс-индекса выражают повышеннуюактивность симпатического отдела вегетативной нервной системы(ВНС). У данных детей с I–II ТВР дестабилизируется управляемаясистема, и возникают дизрегуляторные проявления в деятельнос-ти центральной нервной системы (ЦНС). При этом подавляютсяпроцессы саморегуляции, снижаются адаптационные возможно-сти и для поддержания нормального уровня функционированиясердечно-сосудистой системы, управление деятельности ЦНСдостигается при значительном функциональном напряжениирегуляторных систем организма. Поэтому для этих детей былипредложены гимнастические упражнения и упражнения для раз-вития гибкости, упражнения для расслабления мышц, с дозиро-ванной физической нагрузкой рис. 1, табл. 2.У обследованных детей III ТВР (нормотония) над обоимиполушариями регистрировался заостренный альфа-ритм.Максимальная амплитуда альфа-ритма над левым полушариемсоставила 83 мкВ (средняя – 24 мкВ), над правым полушарием –71 мкВ (средняя – 20 мкВ). Межполушарная асимметрия альфа-ритма – 18,4%. Индекс альфа-ритма над левым полушарием (поспектру) – 34,3%, над правым полушарием (по спектру) – 24,7%.Альфа-ритм преобладал в теменно-затылочных, задневисочныхотведениях.У школьников III ТВР при нормальных значениях напряже-ния регуляторных систем показатели ЭЭГ свидетельствуют обумеренном доминировании альфа-ритма, который являетсяосновным ритмом головного мозга здорового человека. Индексальфа-ритма определялся на уровне 34,3–24,7% (левым пра-вым, полушарием), усредненное значение которого составило28%, что сравнимо с индексом тета-ритма 18,9%. Эти данныесвидетельствуют о наиболее оптимальном взаимодействиимежду симпатическим и парасимпатическим отделами ВНС ицентральными регуляторными структурами головного мозга в процессе регуляции сердечного ритма. Это состояние организмаможно принять за физиологическую норму функциональногосостояния регуляторных систем, отражающих высокие адапта-100ционные возможности организма. В этом случае именно управ-ляемая корковыми отделами ЦНС и сбалансированная системасаморегуляции ЦНС и ВНС позволяет достигнуть оптимума50функций сердца при физических нагрузках школьников с III ТВРбез перенапряжения системы управления его функциональнымсостоянием рис. 2, табл. 2.У обследованных детей IV ТВР (парасимпатикотония) над150обоими полушариями регистрировался нерегулярный альфа-ритм в сочетании с тета-ритмом. Максимальная амплитудаальфа-ритма над левым полушарием составила 32 мкВ (сред-120няя – 24 мкВ), над правым полушарием – 35 мкВ (средняя – 17мкВ). Индекс альфа-ритма над левым полушарием (по спектру)– 10,6%, над правым полушарием (по спектру) – 12,9%. Альфа-%90ритм преобладал в задневисочных, затылочных отведениях.Над обоими полушариями регистрировали повышение индексамедленноволновой активности. Показатели ВСР у детей с IV60ТВР находились на нижней границе нормы или были пониже-ны. У детей с IV ТВР наблюдалось выраженное преобладаниеавтономной регуляции по сравнению с I, II, III типами, была30выявлена самая низкая частота сердечных сокращений, наи-большие показатели длительности кардиоинтервалов (R–R),0разброса кардиоинтервалов (MxDMn), низкие значения индексанапряжения Si (рис. 3).HRSD SIУ этих детей часто наблюдаются аритмии различной этиоло-гии, переутомление, что можно трактовать как несовершенстворегуляторных механизмов. Отмечается также более длительноевосстановление после физической нагрузки. В связи с этим дляних были предложены подвижные игры и эстафеты с дозиро-ванной нагрузкой рис. 3, табл. 2.Таким образом, проведенное исследование показало, чтоимеются характерные ритмологические различия ЭЭГ-картиныу детей с различными типами вегетативной регуляции, позволя-ющей судить об особенностях электрогенеза головного мозгашкольников. То есть нейрорегуляторная активность центрального контура регуляции управляет генетически обусловленными120сочетаниями функциональных параметров отделов ВНС.Обсуждение90%Как было отмечено в работе Д.Б. Демина, Л.В. Поскотинова,Е.В. Кривоногова [2], особенно у симпатотоников отмечена60более высокая фоновая активность подкорковых диэнцефаль-ных мозговых структур. «Созревание» волновой структурыЭЭГ сопровождается у них повышенной частотой встречае-30мости гиперсинхронных, высокоамплитудных вариантов ЭЭГ,что согласуется с полученными нами данными. Формированиегиперсинхронных паттернов ЭЭГ у школьников при нарастании0симпатической активности свидетельствует о наличии дисфунк-HRSD SIций диэнцефальных структур головного мозга и поврежденииталамокортикальных связей, которые могут лежать в основенарушения центральных механизмов регуляции сосудисто-го тонуса. Известно, что управляемое усиление активностипарасимпатического отдела вегетативной регуляции можетприводить к улучшению состояния мозгового кровотока ибиоэлектрических процессов головного мозга [10]. У детей,преимущественно из групп со сбалансированным вегетатив-ным тонусом, после выполнения коррекционных физическихупражнений происходит регулирование ритмов и сдвиг биоэ-лектрической активности в сторону более высоких амплитуд вальфа-диапазоне, что может свидетельствовать об уменьшенииуровня эмоционального напряжения при выполнении заданияи синхронизации корково-подкорковых взаимодействий [11]. Показатели ЭЭГ у обучающихся детей с парасимпатическойактивностью характеризуются преобладанием медленноволно-вой активности, отражающей глубинные структуры мозга, явля-ясь индикатором мезолимбического влияния на кору головногомозга, связанного с эмоциональным состоянием [12].Полученные результаты свидетельствуют о необходимостидифференцированного подхода на занятиях физической куль-туры, к детям имеющих разный тип вегетативной регуляции,подтвержденный индивидуальными характеристиками показа-телей ЭЭГ. ВСР также отражает напряженность функциональныхсистем, ответственных за регуляцию организма во время стресса[13–17]. Частотный спектр ВСР в полной мере отражает измене-ния симпатического и парасимпатического отделов ВНС [18, 19],что необходимо учитывать при анализе здоровья школьниковпосле физических нагрузок. Предложенная одинаковая нагрузкадля детей с различными ТВР может привести к дизрегуляторнымпроявлениям и снижению адаптационных возможностей зани-мающихся [9]. Построение траектории занятий на уроках физи-ческой культуры, основанных на типологии детского организмаи подтвержденных показателями ЭЭГ, будет способствоватьукреплению организма школьников и сохранению их здоровья.ВыводыВ исследовании методом ЭЭГ определены показатели элек-трогенеза головного мозга у школьников с различными ТВРфункций сердечно-сосудистой системы.Установлено, что ритмологические различия ЭЭГ у детей сразными ТВР соответствуют характерным особенностям ТВРи могут рассматриваться как избирательные нейрорегулятор-ные влияния центрального контура регуляции на отделы ВНСв зависимости от генетически обусловленной регуляторнойтипологии.