COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF THE EXPRESSION OF SIMPLE SENSORYMOTOR REACTION INDICATORS IN RESIDENTS OF THE NORTHERN AND SOUTHERN TERRITORIES OF THE EUROPEAN PART OF RUSSIA

Yulia A. Shatyr; Шатыр Юлия Александровна; Yulia A. Shatyr; Irina V. Ulesikova; Улесикова Ирина Владимировна; Irina V. Ulesikova; Nikita O. Nazarov; Назаров Никита Олегович; Nikita O. Nazarov; Mikhail A Kunavin; Кунавин Михаил Алексеевич; Sergey F. Popov; Попов Сергей Федорович; Alexander B. Mulik; Мулик Александр Борисович; Alexander B. Mulik

doi:10.17816/humeco678155

COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF THE EXPRESSION OF SIMPLE SENSORYMOTOR REACTION INDICATORS IN RESIDENTS OF THE NORTHERN AND SOUTHERN TERRITORIES OF THE EUROPEAN PART OF RUSSIA

Authors: Shatyr Y.A.¹, Ulesikova I.V.¹, Nazarov N.O.², Kunavin M.A², Popov S.F.³, Mulik A.B.¹
Affiliations:
1. Military Medical Academy n.a. S.M. Kirov
2. Center for Implementation of Changes of the Ministry of Health of the Moscow Region
3. Volgograd State Medical University
Section: ORIGINAL STUDY ARTICLES
Submitted: 04.04.2025
Accepted: 19.06.2025
Published: 24.06.2025
URL: https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/678155
DOI: https://doi.org/10.17816/humeco678155
ID: 678155

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

BACKGROUND: The existing system of universal standardization of simple visual-motor reaction indicators does not take into account the physical and geographical characteristics of a person's place of residence and his/her gender. Knowledge of various aspects of the influence of physical and geographical factors of the environment on the manifestation of simple sensorimotor reaction indicators will help to objectify the assessment of the functional state of the central nervous system in a specific person.

AIM: To characterize the specificity of the manifestation of indicators of a simple sensorimotor reaction in residents of the northern and southern territories of the European part of Russia.

METHODS: The study involved 64 clinically healthy men and women of the Caucasian race, aged 19–23, natives of the Arkhangelsk and Volgograd regions. The UPFT-1/30 Psychophysiologist device (Medikom, Taganrog) was used to assess the simple visual-motor reaction (SVMR). The main basic and integral indicators of SVMR were taken into account: minimum reaction time, maximum reaction time, average reaction time, median, number of anticipatory reactions, level of error-free performance, level of stability, level of speed, level of central nervous system activation, as well as the integral characteristic of "classification squares".

RESULTS: High level of CNS activation, systemically characterizing the speed and stability of sensorimotor response, provides men, residents of southern territories, with a pronounced potential for functional capabilities, against the background of minor imbalance of the nervous system with prevalence of excitation processes. On the contrary, men, residents of northern territories, demonstrate diametrically opposite neurodynamic qualities of the nervous system, characterized by a reduced level of CNS activation, prevalence of inhibition processes, low level of response speed, against the background of increased stability and high level of error-free sensorimotor response. Differences in the manifestations of the analyzed indicators in men and women depending on the place of residence were revealed. Thus, men and women - residents of northern territories are characterized by almost complete compliance of the values of the analyzed indicators of the PMRR. Among residents of southern territories in the sample of women, relative to the sample of men, the values of the average reaction time (p = 0.02) and median (p = 0.05) statistically significantly prevail. In general, there are no statistically significant differences in the analyzed indicators of the SVMR between women from the northern and southern territories.

CONCLUSION: The results of the study confirm the influence of physical and geographical factors of the environment on the functional state of the central nervous system. The specificity of the manifestation of simple sensorimotor reaction indicators in men and women - residents of the northern and southern territories of the European part of Russia is characterized. Taking into account the place of birth, place of residence and gender.

Keywords

functional state of the central nervous system, simple visual-motor reaction, gender, physical and geographical environmental factors

Full Text

Введение

Современное представление о роли физико-географических факторов в становлении функционального статуса организма основано на многочисленных исследованиях, прежде всего отечественных ученых, сосредоточивших своё внимание на изучении здоровья населения Европейского Севера, Западной и Восточной Сибири, Северного Кавказа. Широтный фактор, как основной физико-географический критерий состояния окружающей среды представляет собой комплексное явление, которое влияет на здоровье, работоспособность и образ жизни жителей отдельных территорий. Как правило, акцент научного интереса в этих исследованиях сосредоточен на анализе состояний дезадаптации у представителей пришлого населения в экстремальных условиях жизнедеятельности. Переезд в высокие широты может вызвать у людей различные физиологические реакции, которые зависят от резких климатических изменений. Например, понижение температуры, изменение уровня солнечной радиации и другие физические явления могут негативно повлиять на работоспособность и здоровье человека. В качестве индикаторов дезадаптации чаще всего используются различные показатели здоровья, физической и умственной работоспособности, проявления поведенческих девиаций [1, 2].

В отдельных работах анализируется состояние центральной и вегетативной нервной системы у жителей различных территорий в условиях естественной жизнедеятельности или моделируемых функциональных нагрузок [3, 4]. Для оценки функционального потенциала ЦНС по ее основным характеристикам — возбудимости, реактивности, подвижности, устойчивости реагирования, чаще всего используются показатели простой сенсомоторной реакции. Как известно, простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР) обусловлена индивидуальными свойствами анализаторных систем человека (зрительная и кинестетическая), свойствами нервных процессов, двигательно-координационным потенциалом и психофизиологическим состоянием организма [5, 6].

Основным проблемным вопросом в оценке ПЗМР остается определение нормы проявления базовых и интегральных показателей сенсомоторного реагирования по отношению к жителям территорий с различным физико-географическим статусом. Существующая система универсального нормирования показателей ПЗМР не учитывает физико-географических характеристик места жительства, половую принадлежность и возраст человека. Всё это привело к тому, что интерпретация результатов ПЗМР, вне зависимости от широтности места проживания, пола и возраста, основана на относительном сравнении выраженности показателей с «идеалом нормы», десятилетия тому назад рассчитанным для среднестатистического жителя средней полосы России. Знание о различных аспектах влияния физико-географических факторов среды на проявления показателей ПЗМР поможет объективизировать оценку функционального состояния ЦНС у конкретного человека. В качестве объекта исследования представляется целесообразным использование молодых, социально благополучных, здоровых людей – коренных жителей северных и южных регионов Европейской части России. Следует предположить, что в этом случае результаты исследования будут отражать эндогенный, генетически детерминированный уровень функционального состояния ЦНС, характерный для европеоидного населения Севера и Юга России.

Цель

Охарактеризовать специфику проявления показателей простой сенсомоторной реакции у жителей северных и южных территорий Европейской части России.

Материалы и Методы

В исследовании приняли участие 64 клинически здоровых мужчин и женщин европеоидной расы, 19–22 лет, коренных жителей двух регионов Европейской части России: Архангельской и Волгоградской областей, характеризующихся разным географическим положением и существенным различием климатических характеристик среды обитания. Место рождения участников исследования ограничивалось географической широтой от 60,9 ºСШ до 64,5 ºСШ для северных территорий, и от 47,3ºСШ до 50,9 ºСШ для южных территорий. Для исследования отбирали студентов государственных вузов, воспитывавшихся в полной, социально благополучной семье, не подвергавшихся чрезвычайным химическим, физическим и биологическим воздействиям, не имеющих хронических соматических и неврологических заболеваний, полноценно питающихся, ведущие здоровый образ жизни. Все работы выполнялись в соответствии с принципами Всеобщей декларации о биоэтике и правах человека, в части статей 4 (благо и вред), 5 (самостоятельность и индивидуальная ответственность), 6 (согласие) и 9 (неприкосновенность частной жизни и конфиденциальность) [7]. Участие в исследовании было добровольным. До включения в исследование все участники выразили информированное согласие. Исследование было одобрено Этическим комитетом при Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (Санкт-Петербург, Россия), протокол № 295 от 22.10.2024 г. Для оценки простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) использовали прибор УПФТ-1/30 «Психофизиолог» («Медиком», г. Таганрог). Учитывали основные базовые и интегральные показатели ПЗМР: минимальное время реакции, максимальное время реакции, среднее время реакции, медиану, число упреждающих реакций, уровень безошибочности, уровень стабильности, уровень быстродействия, уровень активации ЦНС, а также интегральную характеристику «квадратов классификации».

В качестве основных показателей ПЗМР использовались: - среднее арифметическое (M); ошибка среднего (m); медиана (Me); интервальный размах (Q25, Q75). Нормальность распределения первичных данных определяли по критерию Колмогорова-Смирнова. Полученные результаты свидетельствовали о ненормальном распределении значений исследуемых показателей, что послужило основанием для использования непараметрических методов статистики для последующего анализа данных. Для сравнительной оценки половых различий по показателям fNIRS применяли U-критерий Манна-Уитни, статистическую значимость различий принимали при p<0,05.

Результаты

На первом этапе исследования были проанализированы исходные показатели ПЗМР, характеризующие функциональное состояние ЦНС у мужчин и женщин – жителей северных и южных территорий Европейской части России (табл. 1).

Таблица 1. Выраженность базовых показателей ПЗМР в группах мужчин и женщин – жителей северных и южных территорий Европейской части России

Table 1. Severity of basic indicators of SVMR in groups of men and women – residents of the northern and southern territories of the European part of Russia

Показатели, ед.изм. Indicators, units	Пол Sex	Территория проживания Territory of residence		p
Показатели, ед.изм. Indicators, units	Пол Sex	Юг South	Север North	p
Минимальное время реакции, мс Minimum reaction time, ms	м men	194,6±6,92	167,2±3,52	0,0005
	ж women	184,5±5,27	159,2±12,19	0,1
	p	0,23	0,57	-
Максимальное время реакции, мс Maximum reaction time, ms	м men	444,1±40,79	363,0±31,88	0,16
	ж women	417,3±27,3	372,9±32,99	0,61
	p	0,49	0,83	-
Среднее время реакции, мс Average reaction time, ms	м men	256,4±36,4	197,2±16,9	0,31
	ж women	252,8±10,76	248,8±14,78	0,95
	p	0,93	0,029	-
Медиана, мс Median, ms	м men	241,3±9,76	204,1±4,27	0,002
	ж women	232,1±6,89	236,3±14,12	0,93
	p	0,65	0,05	-
Число упреждающих реакций, шт. Number of anticipatory reactions, pcs.	м men	0,4±0,18	1,2±0,37	0,03
	ж women	0,2±0,15	1,7±0,48	0,08
	p	0,65	0,79	-

На втором этапе исследования произвели сравнительный анализ интегральных показателей ПЗМР, отражающих фоновую активацию ЦНС у жителей северных и южных территорий Европейской части России. На рисунках 1 и 2 представлены расчетные показатели уровня активации ЦНС, уровня быстродействия, стабильности и безошибочности, соответственно для мужских и женских выборочных совокупностей испытуемых.

Интегральная характеристика «квадратов классификации» по выделенным группам жителей северных и южных территорий представлена в таблице 2.

Таблица 2. Интегральная характеристика функциональных возможностей ЦНС мужчин и женщин – жителей северных и южных территорий Европейской части России

Table 2. Integral characteristics of the functional capabilities of the central nervous system of men and women – residents of the northern and southern territories of the European part of Russia

Территория

проживания

Пол

Sex

№ квадрата

Square No.

Функциональные возможности ЦНС

Functional capabilities of the CNS

Север

North

men

Уровень активации ЦНС сниженный. Быстродействие сниженное, при стабильности реакций выше средних значений. Преобладание процессов торможения. Сниженный уровень функциональных возможностей ЦНС.

women

Уровень активации ЦНС ниже средних значений. Быстродействие ниже средних значений, при средней стабильности реакций. Сниженный уровень функциональных возможностей ЦНС.

Юг

South

men

Уровень активации ЦНС выше средних значений. Быстродействие выше среднего, при средней стабильности реакций. Преобладание процессов возбуждения. Уровень функциональных возможностей ЦНС высокий.

women

Средний уровень активации ЦНС. Быстродействие среднее при средней стабильности реакций. Стабильное состояние регуляторных механизмов.

Обсуждение

Полученные результаты свидетельствуют о том, что скорость реагирования на зрительный стимул по основным показателям ПЗМР наиболее значимо преобладает в группе мужчин – представителей южных территорий России. Вместе с тем, качество реагирования, оцениваемое по минимальному числу упреждающих реакций, в большей степени выражено у жителей северных территорий. Необходимо отметить различия в проявлениях анализируемых показателей у мужчин и женщин в зависимости от места жительства. Так, мужчины и женщины – жители северных территорий характеризуются практически полным соответствием величин анализируемых показателей ПЗМР. У жителей южных территорий в выборочной совокупности женщин, относительно выборочной совокупности мужчин, статистически значимо преобладают величины среднего времени реакции (p=0,02) и медианы (p=0,05). В целом у женщин отсутствуют статистически значимые различия по анализируемым показателям ПЗМР между представителями северных и южных территорий.

Результаты сравнительного анализа интегральных показателей ПЗМР позволяют конкретизировать нейродинамические свойства нервной системы, общий уровень работоспособности и активности ЦНС. Так, уровень активации ЦНС, системно характеризующий скорость и устойчивость сенсомоторного реагирования, наделяет мужчин, жителей южных территорий, высоким потенциалом функциональных возможностей, на фоне незначительной неуравновешенности нервной системы с превалированием процессов возбуждения. Данные свойства нервной системы у мужчин – жителей южных территорий, подтверждаются выраженным уровнем быстродействия. Напротив, у мужчин, жителей северных территорий, проявляются диаметрально противоположные нейродинамические качества нервной системы, отличающиеся сниженным уровнем активации ЦНС, низким уровнем быстродействия, на фоне повышенной стабильности и высокого уровня безошибочности сенсомоторного реагирования.

В выборочных совокупностях женщин отсутствуют статистически значимые различия проявления анализируемых интегральных показателей ПЗМР между представителями северных и южных территорий. При совпадении общих тенденций межтерриториальной дифференциации исследуемых показателей у мужчин и женщин, в женских выборках, относительно мужских, наблюдается выравнивание уровней активации и быстродействия за счет их повышения у представителей северных территорий, и снижения у представителей южных территорий.

Интегральная характеристика «квадратов классификации» внесла дополнительную конкретизацию в описание функциональных особенностей ЦНС по выделенным группам населения северных и южных территорий, наделяя мужчин – жителей Архангельской области преобладанием процессов торможения, а мужчин – жителей Волгоградской области преобладанием процессов возбуждения.

Представленные данные конкретизируют специфику проявления показателей простой сенсомоторной реакции у мужчин и женщин – жителей северных и южных территорий Европейской части России. Учет места рождения, места жительства и половой принадлежности человека позволяет персонализировать нормирование результатов оценки ПЗМР.

Заключение

Результаты выполненного исследования подтверждают влияние физико-географических факторов среды на функциональное состояние ЦНС. Фоновая выраженность базовых и интегральных показателей ПЗМР связана с географической широтой места жительства и полом человека. В целом, жители северных территорий характеризуются относительно пониженным уровнем активации ЦНС на фоне повышенной стабильности и безошибочности сенсомоторного реагирования. Жители южных территорий отличаются выраженностью процессов возбуждения и относительно повышенным быстродействием. В женских выборках, относительно мужских, вне зависимости от места жительства, наблюдается относительное усреднение уровней активации и быстродействия за счет их повышения у представителей северных территорий, и снижения у представителей южных территорий.

Основным результатом выполненного исследования явилось формирование гипотезы об обусловленности проявлений показателей простой сенсомоторной реакции широтностью места жительства человека и его половой принадлежностью. В дальнейшем данная гипотеза будет проверена при проведении других типов исследований на репрезентативных выборках с более высокой доказательной способностью.