俄罗斯欧洲部分北方与南方地区居民简单感知-运动反应指标的比较特征

全文:

Обоснование

Современное представление о роли физико-географических факторов в формировании функционального статуса организма основано на многочисленных исследованиях, в первую очередь отечественных учёных, сосредоточивших своё внимание на изучении здоровья населения Европейского Севера, Западной и Восточной Сибири, Северного Кавказа [1–4]. Широтный фактор, как основной физико-географический критерий состояния окружающей среды представляет собой комплексное явление, влияющее на здоровье, работоспособность и образ жизни жителей отдельных территорий [5]. Как правило, в таких исследованиях анализируют состояния дезадаптации у представителей пришлого населения в экстремальных условиях жизнедеятельности. Переезд в высокие широты способен спровоцировать у людей различные физиологические реакции, вызванные резкими климатическими изменениями. Например, понижение температуры, изменение уровня солнечной радиации и другие физические явления могут негативно влиять на работоспособность и здоровье человека. В качестве индикаторов дезадаптации чаще всего используют показатели здоровья, физической и умственной работоспособности, а также проявления поведенческих девиаций [6].

В отдельных работах анализируют состояние центральной и вегетативной нервной системы у жителей различных регионов в условиях естественной жизнедеятельности или моделируемых функциональных нагрузок [7]. Для оценки функционального потенциала ЦНС по ее основным характеристикам — возбудимости, реактивности, подвижности, устойчивости реагирования, чаще всего используют показатели простой сенсомоторной реакции. Известно, что ПЗМР зависит от индивидуальных свойств анализаторных систем человека (зрительной и кинестетической), особенностей нервных процессов, двигательно-координационного потенциала и психофизиологического состояния организма. В основе оценки функционального состояния ЦНС лежит анализ уровня и стабильности сенсомоторных реакций человека в ответ на световые раздражители [8, 9].

Ключевая проблема при оценке ПЗМР — отсутствие критериев нормы для базовых и интегральных показателей сенсомоторного реагирования у жителей разных физико-географических зон. Существующая система универсального нормирования показателей ПЗМР не учитывает физико-географических особенностей места жительства, пол и возраст человека. Данные о нормативных значениях показателей ПЗМР с учетом пола и возраста ограничены результатами отдельных исследований, выполненных с участием представителей различных социальных и профессиональных групп населения России и Украины [10–12]. На практике интерпретация результатов ПЗМР, независимо от широты проживания, пола и возраста, основана на относительном сравнении выраженности показателей с «идеалом нормы», рассчитанной десятилетия назад для среднестатистического жителя средней полосы России [13]. Понимание влияния физико-географических факторов на проявления показателей ПЗМР поможет объективизировать оценку функционального состояния ЦНС у конкретного человека. В качестве объекта исследования были выбраны молодые, социально благополучные, здоровые люди — коренные жители 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 исследования

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

Методы

Дизайн исследования

Было проведено одномоментное контролируемое многоцентровое исследование с анализом базовых и интегральных показателей ПЗМР испытуемых.

Критерии соответствия

Критерии включения:

• участники от 18 до 25 лет;
• коренные жители северных и южных регионов европейской части России;
• отсутствие диагностированных неврологических, психических и хронических соматических заболеваний;
• социально благополучные лица без выраженных стрессовых факторов;
• соблюдение сбалансированного питания и здорового образа жизни;
• отказ от приёма психоактивных веществ, нейротропных препаратов и алкоголя на момент исследования;
• добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Критерии исключения:

• наличие хронических заболеваний (особенно ЦНС, эндокринной и сердечно-сосудистой систем);
• приём лекарств, влияющих на когнитивные и моторные функции (антидепрессанты, седативные, стимуляторы и др.).

Условия проведения

Тесты проведены на базе Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова (Архангельск, Россия) и Волгоградского государственного медицинского университета (Волгоград, Россия).

Продолжительность исследования

Исследование проведено с использованием результатов психофизиологических тестов, полученных в период с 03.03.2025 по 07.03.2025.

Описание процедур измерения

Для оценки ПЗМР использовали устройство психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 «Психофизиолог» («Медиком МТД», г. Таганрог, Россия). Применяли стандартные настройки устройства, по умолчанию. 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».

Основной исход исследования

В качестве основного исхода исследования рассматривали исходные показатели ПЗМР, демонстрирующие особенности функционирования ЦНС у мужчин и женщин из северных и южных областей европейской части России.

Дополнительные исходы исследования

Дополнительным исходом исследования стал сравнительный анализ интегральных показателей ПЗМР, характеризующий исходную активацию ЦНС у жителей северных и южных районов европейской части страны.

Анализ в группах

В данном исследовании сформированы две основные группы в зависимости от места проживания испытуемых:

• 1-я группа — жители Архангельской области;
• 2-я группа — жители Волгоградской области.

Методы регистрации исходов

В ходе исследования использовали методику оценки сенсомоторных реакций на световые стимулы. Испытуемым последовательно предъявляли 35 световых сигналов зелёного цвета, на которые требовалось максимально быстро реагировать нажатием кнопки на передней панели прибора.

Этическая экспертиза

Исследование одобрено этическим комитетом Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (Санкт-Петербург, Россия), протокол № 295 от 22.10.2024 г.

Статистический анализ

Принципы расчёта размера выборки: Размер выборки предварительно не рассчитывали, поскольку исследование носило пилотный характер, и его основной целью была оценка принципиальной возможности выявления эффектов, без априорных предположений об их силе и направленности.

Методы статистического анализа данных: Статистическая обработка осуществлялась с помощью пакета программ MS Excel 2007 (12.0.6611.1000; Microsoft Corporation, США), Statistica 6.0 (StatSoft Inc., США). Нормальность распределения значений количественных признаков определяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Полученные результаты свидетельствовали о ненормальном распределении значений исследуемых показателей, что послужило основанием для использования непараметрических методов статистики для последующего анализа данных. Результаты представлены в виде M±σ, где M — среднее значение, σ — стандартное отклонение. Для сравнительной оценки половых различий по показателям ПЗМР применяли критерий Манна-Уитни (U), различия считали значимыми при p <0,05.

Результаты

Объекты исследования

В исследовании приняли участие 64 клинически здоровых мужчины и женщины европеоидной расы, в возрасте 19–22 лет, коренные жители двух регионов Европейской части России: Архангельской и Волгоградской областей. Данные регионы различаются географическим положением и климатическими условиями. Место рождения участников исследования ограничивали географической широтой от 60,9º с.ш. до 64,5º с.ш. для северных территорий, и от 47,3º с.ш. до 50,9º с.ш. для южных территорий. Для исследования отобрали студентов государственных вузов г. Архангельска (16 мужчин и 16 женщин) и г. Волгограда (16 мужчин и 16 женщин). Все работы выполняли 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) [14]. Участие в исследовании было добровольным. До включения в исследование все участники выразили информированное согласие.

Основные результаты исследования

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). Выявлено, что жители южных территорий, по отношению к жителям северных территорий, в целом характеризуются относительно низкими значениями времени реакции и относительно высокими значениями числа упреждающих реакций на предъявление светового стимула.

 

Таблица 1. Характеристика базовых показателей оценки простой зрительно-моторной реакции у мужчин и женщин — жителей северных и южных территорий европейской части России

Table 1. Basic parameters of simple visual–motor reaction in men and women from the northern and southern regions of the European part of Russia

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

 

Дополнительные результаты исследования

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 расчётные показатели уровня активации ЦНС, уровня быстродействия, стабильности и безошибочности, соответственно для мужских и женских выборочных совокупностей испытуемых.

 

Рис. 1. Характеристика интегральных показателей оценки простой зрительно-моторной реакции у мужчин — жителей северных и южных территорий европейской части России.

Fig. 1. Characteristics of integral indicators of simple visual–motor reaction in men from the northern and southern regions of the European part of Russia.

 

Рис. 2. Характеристика интегральных показателей оценки простой зрительно-моторной реакции у женщин — жителей северных и южных территорий европейской части России.

Fig. 2. Characteristics of integral indicators of simple visual–motor reaction in women from the northern and southern regions of the European part of Russia.

 

Интегральная характеристика «квадратов классификации» по выделенным группам жителей северных и южных территорий представлена в таблице 2. В целом, уровень функциональных возможностей ЦНС у жителей северных территорий сниженный, а у представителей южных территорий – повышенный.

 

Таблица 2. Интегральная характеристика функциональных возможностей центральной нервной системы мужчин и женщин — жителей северных и южных территорий европейской части России

Table 2. Integral characteristics of central nervous system functional capacity in men and women from the northern and southern regions of the European part of Russia

Территория	Пол	№ квадрата	Функциональные возможности ЦНС
Север	м	9	Уровень активации ЦНС сниженный. Быстродействие сниженное, при стабильности реакций выше средних значений. Преобладание процессов торможения. Сниженный уровень функциональных возможностей ЦНС.
	ж	11	Уровень активации ЦНС ниже средних значений. Быстродействие ниже средних значений, при средней стабильности реакций. Сниженный уровень функциональных возможностей ЦНС.
Юг	м	18	Уровень активации ЦНС выше средних значений. Быстродействие выше среднего, при средней стабильности реакций. Преобладание процессов возбуждения. Уровень функциональных возможностей ЦНС высокий.
	ж	14	Средний уровень активации ЦНС. Быстродействие среднее при средней стабильности реакций. Стабильное состояние регуляторных механизмов.

 

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

В ходе одномоментного исследования установлено, что физико-географические факторы (широта места жительства) и пол человека оказывают статистически значимое влияние на функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС).

Обсуждение основного результата исследования

Полученные результаты показывают, что скорость реагирования на зрительный стимул по основным показателям ПЗМР значимо выше 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. Важно отметить, что проявления анализируемых показателей у мужчин и женщин в зависимости от места жительства демонстрируют различия. У жителей северного региона, у мужчин и женщин, значения показателей ПЗМР практически совпадают. Среди жителей южных территорий у женщин, относительно мужчин, статистически значимо выше среднее время реакции (p=0,02) и медиана (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, наблюдают противоположные нейродинамические качества нервной системы, отличающиеся сниженным уровнем активации ЦНС, низким уровнем быстродействия, на фоне повышенной стабильности и высокого уровня безошибочности сенсомоторного реагирования.

У 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 счёт их повышения у представителей северных территорий, и снижения у представителей южных территорий.

Интегральная характеристика «квадратов классификации» дополнительно уточняет функциональные особенности ЦНС у исследуемых групп. Так, мужчины — жители Архангельской области — склонны к преобладанию процессов торможения, а мужчины — жители Волгоградской области — к преобладанию процессов возбуждения.

Представленные данные подчёркивают особенности проявления показателей простой сенсомоторной реакции у мужчин и женщин — жителей северных и южных территорий европейской части России. Учёт места рождения, проживания и пола человека позволяет персонализировать нормирование результатов оценки ПЗМР.

Ограничения исследования

Исследование выявило значимые нейродинамические различия между группами, однако следует учитывать ряд ограничений:

• относительно небольшая выборочная совокупность;
• период исследования ограничен ранней весной;
• исследование охватывает только европейскую часть России, что ограничивает экстраполяцию результатов на другие популяции;
• отсутствие данных о сопоставимости возрастного состава групп.

Тем не менее, выявленные различия подчёркивают необходимость комплексного подхода к персонализации нормирования результатов оценки ПЗМР.

Заключение

Результаты выполненного исследования подтверждают влияние физико-географических факторов 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 счёт 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 полом. В дальнейшем данная гипотеза будет проверена при проведении других исследований на репрезентативных выборках с более высокой доказательной способностью.

Дополнительная информация

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: Ю.А. Шатыр — обзор литературы, написание статьи; И.В. Улесикова — сбор материала и первичная обработка результатов исследования; Н.О. Назаров — статистическая обработка результатов исследования; М.А. Кунавин — сбор материала и первичная обработка результатов исследования; С.Ф. Попов — сбор материала и первичная обработка результатов исследования; А.Б. Мулик — концепция и дизайн исследования, анализ данных, редактирование статьи.

Этическая экспертиза. Исследование одобрено этическим комитетом Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (Санкт-Петербург, Россия), протокол № 295 от 22.10.2024 г. Все участники исследования добровольно подписали форму информированного согласия до включения в исследование.

Источник финансирования. Работа выполнена в рамках реализации НИР по программе академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Заявление об оригинальности. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика в отношении совместного использования данных к настоящей работе не применима, новые данные не собирали и не создавали.

Генеративный искусственный интеллект. При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два внешних рецензента, член редакционной коллегии и научный редактор издания.

Additional information

Author contributions: All the authors confirm that their authorship meets the ICMJE criteria (all authors made substantial contributions to the conceptualization, investigation, and manuscript preparation, and reviewed and approved the final version prior to publication). Y.A. Shatyr: sources review, writing—original draft; I.V. Ulesikova: collection of material, data curation; N.O. Nazarov: formal analysis; M.A. Kunavin: collection of material, data curation; S.F. Popov: collection of material, data curation; A.B. Mulik: conceptualization, methodology, formal analysis, writing—review & editing.

Ethics approval: The study was approved by the Ethics Committee of the Kirov Military Medical Academy (Saint Petersburg, Russia), Protocol No. 295 dated October 22, 2024.

Consent for publication: All participants provided written informed consent prior to enrollment in the study.

Funding sources: This work was carried out as part of the research project under the Strategic Academic Leadership Program “Priority 2030.”

Conflict of interests: The authors have no explicit or potential conflicts of interests associated with the publication of this article.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published material (text, images, or data) was used in this work.

Data availability statement: The editorial policy regarding data sharing does not apply to this work, as no new data was collected or created.

Generative AI: No generative artificial intelligence technologies were used to prepare this article.

Provenance and peer review: This paper was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved two external reviewers, a member of the editorial board, and the in-house scientific editor.

作者简介

Yulia A. Shatyr

Kirov Military Medical Academy

编辑信件的主要联系方式.
Email: yuliashatyr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9279-5282
SPIN 代码: 2942-6250

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

俄罗斯联邦, 6 Akademika Lebedeva str, Saint Petersburg, 194044

Irina V. Ulesikova

Kirov Military Medical Academy

Email: ulesikovairina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9284-3280
SPIN 代码: 9859-6036

Cand. Sci. (Biology)

俄罗斯联邦, 6 Akademika Lebedeva str, Saint Petersburg, 194044

Nikita O. Nazarov

Change Implementation Center

Email: naznik86@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0668-4664
SPIN 代码: 9126-2809

MD, Cand. Sci. (Medicine)

俄罗斯联邦, Krasnogrsk

Mikhail A. Kunavin

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Email: m.kunavin@narfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7948-1043
SPIN 代码: 5271-0260

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

俄罗斯联邦, Arkhangelsk

Sergey F. Popov

Volgograd State Medical University

Email: sfpopov82@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7195-992X
SPIN 代码: 1562-0550

Dr. Sci. (Medicine)

俄罗斯联邦, Volgograd

Alexander B. Mulik

Kirov Military Medical Academy

Email: mulikab@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6472-839X
SPIN 代码: 8079-9698

Dr. Sci. (Biology), Professor

俄罗斯联邦, 6 Akademika Lebedeva str, Saint Petersburg, 194044

参考

补充文件