Психофизиологический мониторинг чувствительности подростков к химическим загрязнителям атмосферы

Актуальность темы

Экологический фактор, наряду с неблагоприятными социальными условиями, становится определяющим в психофизиологии развития человека [Г.А.Богдановский (1994), С. Д. Дерябо, В. АЛсвин (1996), Н. В. Тарабрина, Е. О. Лазебная, М. Е. Зеленова (1996), Е. Д. Хомская (1997), Н. Н. Данилова (1998), В. И. Гордеев, Ю. С. Александрович (2001), И. О. Вагин (2004)]. Мониторинг окружающей среды (постановление Правительства РФ № 2727, п. 8 от 21.07.96 г.) возводится в ранг критических технологий, а состояние его показателей приобретает значение в оценке качества жизни детей и подростков [А.В.Иванов, К. КЛхин, О. Р. Шакулова (1999), Н. В. Дубровинская, Д. А. Фарбер, М. М. Безруких (2000), В. И. Гордеев, Ю. С. Александрович (2001)]. В Республике Башкортостан созданы системы контроля природно-технической сферы, направленные для выявления вредных компонентов в атмосфере [В.Р.Ибрагимов (1996)].

Многочисленными исследованиями установлены острые и хронические последствия влияния экотоксикантов атмосферы на соматическое и психофизиологическое здоровье, а также на распространенность донозологических и нозологических форм психических расстройств [В.П.Казначеев (1980), Н. А. Агаджанян (1990), Ю. Е. Вельтищев (1992), Л. Б. Мирасова (2000)]. Актуальность психофизиологического мониторинга в регионах с неблагоприятной экологической средой несомненна, так как нервная система является чувствительным индикатором реальности [Ф.Х.Уразаева (2002)]. Вместе с тем, возможности психофизиологического мониторинга, несмотря на его простоту и экономичность, остаются неиспользованными. Экологи преимущественно ориентируются на физический, химический, биологический и цитогенетический контроль вредного воздействия факторов атмосферы, а влияние на иерархическую индивидуальность пока слабо изучено (особенно у детей и подростков). Первый прорыв в этом направлении совершили Ф. И. Ингель и А. М. Прихожан.

2002), исследовавшие влияние психоэмоционального стресса на общетоксические и генетические эффекты диоксинов. Ф. Х. Уразаевой (2002), выявила общие и специфические закономерности влияния высокого содержания в питьевой воде катионов (Саго и Mgn) на индивидуальность подростков.

В настоящее время общепринятым становится системный подход к человеку, предполагающий иерархическую организацию индивидуальности. I.

Он включает: личностно-темпераментальный [U.Bronfenbrenner (1951), Б. Г. Ананьев (1971), В. С. Мерлин (1973), А. А. Реан (1996)]- нейрофизиологический [В.М.Русалов (1979), Э. А. Голубева (1980), П. В. Симонов (1993), М. Ю. Бодунов (1997)]- биомембранный, субмолекулярный и геномный уровни конституции человека [Р.Уильямс (1960), С. Б. Малых (1998), И.В.Равич-Щербо (1999), Г. А и Э. Г. Аминевы (2000)]. Однако проекты системного мониторинга психофизиологического состояния населения, проживающего в регионах постоянного воздействия вредных компонентов атмосферы, остаются нереализованными. Отсутствие теоретических разработок проблемы психофизиологической чувствительности человека к загрязнителям атмосферы, влияния последних на индивидуальные типологические свойства, отсутствие научного обоснования и технологии экологического и психофизиологического мониторинга для решения задач оздоровления психического состояния населения (особенно детей и подростков), обусловили актуальность и выбор темы данной диссертационной работы.

Цель исследования. Провести комплексное изучение психофизиологической чувствительности (сензитивности) подростков к химическим загрязнителям атмосферы и установить ее взаимосвязь с типологическими свойствами индивида.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1.Провести экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха крупного промышленного региона (на примере г. Стерлитамак РБ) с целью выявления основных химических загрязнителей и их связей с источниками выбросов.

2.На основании многолетнего медико-демографического мониторинга жителей крупного промышленного региона (на примере г. Стерлитамак РБ) дать оценку состояния психического здоровья различных возрастных групп населения.

3.Методом корреляционно-факторного анализа изучить взаимосвязь колебаний концентраций вредных примесей в атмосфере и показателей работоспособности и успеваемости подростков, установить факторную структуру показателей индивидуальной психофизиологической чувствительности подростков к химическим загрязнителям атмосферы.

4.Исследовать достоверность зависимости психофизиологической сензитивности подростков к химическим загрязнителям атмосферы от различных типологических свойств индивидуальности.

Гипотеза исследования исходит из теоретических положений о многоуровневой организации индивида и роли вредных экологических факторов в молекулярных механизмах дисбаланса иммунитета (дезадаптации) [М.А.Пальцев (1995), Н. Н. Каркищенко (2001)]. Она включает три предположения.

— Первое: о том, что чувствительность (сензитивность) и резистентность (толерантность) к неблагоприятным экологическим факторам, помимо социальных условий, обусловлена типологическими свойствами индивидуальности, составляющими ее психофизиологический потенциал [В.И.Медведев (1988), К. В. Судаков (1991)].

— Второе: о том, что чувствительность к загрязнителям атмосферы больше зависит от нейродинамических, чем от личностных и психодинамических проявлений индивида [Г.А.Софронов (2001)]. — Третье: о том, что эффект экологической сензитивности, при воздействии фоновых и предельных концентраций химических веществ атмосферы, зависит от силы биоэлектрических проявлений нервной системы индивида.

В качестве альтернативной гипотезы служило представление о биологической природе повышенной сензитивности к вредным веществам воздушного бассейна и невозможность ее оценки по психофизиологическим параметрам [Е.А. Будилова (1972), Е. Ф. Шорохова (1977)].

Научная новизна. Разработан, обоснован и апробирован алгоритм комплексного психофизиологического исследования населения крупного промышленного региона. Впервые, на основании корреляционно-факторного анализа когерентности колебаний психофизиологического состояния подростков с колебаниями концентраций химических загрязнителей атмосферы выявлена степень зависимости психофизиологической чувствительности к вредным ингредиентам от типологических свойств индивидуальности, регрессионным методом показана зависимость психофизиологической сензитивности или толерантности от нейродинамических свойств индивидуальности подростков.

Теоретическое значение. Теоретически обосновано введение в возрастную психофизиологию понятия «сензитивных/толерантных» к воздействию загрязнителей атмосферного воздуха подростков. В отличие от показателей соматического состояния, психологические и психофизиологические параметры подростков могут являться ранним индикатором экологического неблагополучия региона и позволяют формировать «группы риска» при скрининговых исследованиях.

Практическое значение. На основании многодневных синхронных исследований и многоуровневых регрессионных моделей разработана система определения индивидуальной психофизиологической сензитивности и толерантности подростков к вредным компонентам атмосферного воздуха. Научная обоснованность и достоверность результатов работы исходила из методологических предпосылок, обеспечивающих направление исследований, исключающих неправомерную постановку и оценку результатовприменения комплекса методов, адекватных объекту, предмету, цели и задачам исследованиякорректности математической обработки полученных данных. Результаты исследования воспроизведены и апробированы в практике государственных и частных структур психологической службы, использованы при разработке целевой программы по оздоровлению экологической обстановки. Материалы диссертации входят в лекционные курсы ГОУ ВПО «Стерлитамакская государственная педагогическая академия», СФ ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», СФ Современной гуманитарной академии, СФ Московского психолого-социального института, МФ ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологии и управления», СФ Академии наук РБ.

Апробация работы осуществлялась в процессе обмена опытом при проведении психофизиологического обследования подростков. Материалы диссертации представлены и обсуждены на Республиканской научно-практической конференции «Проблемы интеграции науки, образования и производства южного региона Республики Башкортостан» (Салават, 2001), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития пищевой промышленности на современном этапе» (Мелеуз, 2003), на Межвузовском научном конгрессе «Гуманитарное образование. Новое тысячелетие: проблемы и перспективы» (Уфа, 2003), на Российской научно-практической конференции «Интеграция вузовской науки и производства как важнейшее условие повышения качества подготовки специалистов» (Уфа, 2004), на X сессии Стерлитамакского городского Совета 24 созыва (Стерлитамак, 2005), на Международной научно-практической конференции «Психология на службе мира» (Сочи, 2005).

В завершенном виде работа обсуждена на совместном заседании кафедр психологии, биологии, педагогики ГОУ ВПО «СГПА», онкологии и хирургии БГМУ кафедры экологии и рационального природопользования СФ ГОУ ВПО «УГНТУ», НИ генетической лаборатории, генетико-молекулярной, клинико-морфологической лабораторий и лаборатории медицинских пищевых технологий отдела медико-биологических проблем СФ АН РБ (январь 2005 г.). По теме исследования опубликовано 10 работ.

Объект, предмет и методическое оснащение исследования. В эксперименте добровольно участвовали 128 подростков 15−17 лет (учащиеся старших классов двух гимназий, школы-лицея и трех общеобразовательных школ г. Стерлитамак) для выявления индивидуальных различий сензитивности к загрязнителям атмосферы в связи с типологическими свойствами нервной системы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Показатели психофизиологического состояния человека (особенно подростков), в отличие от показателей его соматического здоровья, могут стать ранними и тонкими индикаторами изменения индивида в экологически неблагоприятной среде.

2. Психофизиологическая чувствительность (сензитивность) представляет собой интегрированную многофакторную систему взаимосвязи изменений психофизиологического состояния человека и колебаний концентраций вредных компонентов в атмосферном воздухе.

3. Степень психофизиологической сензитивности и толерантности определяется набором индивидуальных типологических свойств нервной системы человека, отвечающей возбуждением или торможением на токсическое воздействие загрязнителей атмосферы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, указателя литературы, включающего 231 источник, в том числе 172 отечественной и 59 зарубежной научной литературы. Текст иллюстрирован 15 таблицами, 25 рисунками.

ВЫВОДЫ.

1.Параллельно проведенный экологический, медико-демографический и психофизиологический мониторинг статистически достоверно показали наличие у части подростков индивидуальной психофизиологической чувствительности к определенным вредным химическим компонентам атмосферы. Сензитивность подростков (по показателям работоспособности и успеваемости) может служить ранним и тонким индикатором изменения индивида в неблагоприятной среде и служить достоверным критерием информационного обеспечения природоохранных и эколого-психологических программ.

2.Корреляционно-факторный анализ показал, что параметры экологической сензитивности образуют интегрированную систему, характер распределения которой подчиняется нормальному закону. Оба метода (показатели работоспособности и успеваемости) являются общими психофизиологическими индикаторами экосензитивности подростков к суммарному загрязнению (соответственно f= 0,953- Р<0.01 и f=0,921- Р<0.01) и к присутствию в атмосфере формальдегида (f=0,901- Р<0.01 и f=0,737- Р<0.01). Вместе с тем они специфичны: тест Люшера к окислам азота (f=0,927- Р<0.01), показатель успеваемости — к а-метилстиролу (f=0,971- Р<0.01).

3. Обладатели некоторых типологических свойств обнаружили сензитивность к химическим загрязнителям атмосферы. Интеллектуальные, демонстративные, честолюбивые подростки более чувствительны к экологическому загрязнению, а устойчивы — подростки с более выраженной защитной реакцией на стресс.

4. На нейродинамическом уровне проявили сензитивность к суммарному загрязнению подростки — сангвиники (г=0,44- Р<0.05) по шкале «Гт+Гп» теста Симонова и учащиеся (г= 0,48- Р<0.01) с высокой активностью лобных долей (шкала «Л» теста Симонова). Последние оказались также специфично толератными к дивинилу (г= -0,41- Р<0.05). Подростки с правым кортикальным доминированием (шкала «С» теста Хермана-Шалвена) достоверно сензнтнвны к формальдегиду (г=0,48- Р<0.01), а с левополушарным доминированием, напротив, толерантны к формальдегиду (г= -0,43- Р<0.05).

5.Электроэнцефалографичес1сие исследования показали, что при воздействии фоновых и предельных концентраций химических веществ атмосферы эффект экологической сензитивности подростков зависит от силы нервной системы.

6. Показатели работоспособности и успеваемости могут быть использованы как скрининговые тесты для выявления групп риска как альтернатива трудоемким и сложным методам исследования психофизиологической сензитивности подростков к химическим загрязнителям атмосферы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Повышенная психофизиологическая реактивность (непереносимость) организма человека много лет является объектом фундаментальных исследований в теоретической и прикладной патологической физиологии, позволивших вскрыть ее тонкие механизмы на уровне биофизики, биохимии, фармакогенетики, экологической токсикологии и др.

В настоящее время все большее число исследователей рассматривает индивидуальность как иерархическую систему, в которой, кроме нейродинамического, выделяют личностный, темпераментальный, биоэнергетический, биохимический и геномный уровни. Исходя из вышесказанного, на обсуждение нами вынесены следующие вопросы:

1) существует ли психофизиологический фактор экологической чувствительности (сензитивности) и, если существует, то какова его внутренняя структура;

2) каковы закономерности отображения сензитивности к химическим загрязнителям атмосферного воздуха на различных иерархических уровнях индивидуальности с позиции факторного, регрессионного, волнового моделирования;

3) можно ли практически использовать результаты исследования для организации системы психофизиологического скрининга и психокоррекции;

4) каковы перспективы дальнейшего исследования проблемы?

Полученный научный материал статистически достоверно подтверждает существование эффекта повышенной психофизиологической чувствительности подростков к химическим загрязнителям атмосферного воздуха крупного промышленного региона. Результаты получены посредством многодневных параллельных тестирований психофизиологического состояния подростков (работоспособности, успеваемости) и сопоставления данных с показателями экологического мониторинга атмосферного воздуха. Обнаружено, что примерно у 20% подростков динамика психофизиологических показателей статистически значимо коррелирует с колебаниями концентраций вредных химических компонентов атмосферного воздуха (г = 0,37 — 0,72, Р< 0,05). Подобная когерентность колебаний свидетельствует о существовании психофизиологической чувствительности у подростков, что позволяет считать выявленные нами корреляции двух динамических процессов индикатором сензитивности к химическим загрязнителям атмосферы.

В последующем корреляционно-факторный анализ показал, что параметры сензитивности образуют интегрированную систему, в которой выделяются три самостоятельных фактора — чувствительность к окислам азота, формальдегиду и суммарному загрязнению. Естественно, что эти факторы отражают не только взаимодействие метаболических цепей организма подростков с химическими загрязнителями, но и специфику загрязнения воздушного бассейна г. Стерлитамака. Психофизиологическая чувствительность подростков может стать ранним и тонким индикатором изменения индивида в экологически неблагополучной среде и может служить информационным обеспечением природоохранных и эколого-психологических программ. Эти факты представляют большой научный и практический интерес для экологической психофизиологии.

Полученные нами результаты легко объясняются с позиции эволюционной физиологии, традиционной для отечественной научной школы: на любые воздействия окружающей среды (радиация, токсические вещества, стресс и др.) организм человека реагирует как целостная система. Но наиболее чувствительными являются филогенетически наиболее молодые отделы, осуществляющие высшие физиологические и, в том числе, психофизиологические функции. Отсюда, колебания концентраций вредных химических компонентов атмосферы сказываются на психофизиологических параметрах раньше, чем возникают соматические нарушения, что и служит ранним признаком наличия экологического неблагополучия. Данная работа полностью подтвердила эту гипотезу.

На основании корреляционного и факторного анализа нами выявлены статистически значимые связи чувствительности к химическим примесям атмосферы со всеми многоуровневыми свойствами индивидуальности. Общая закономерность обнаружена в том, что показатели сензитивности более тесно ^ связаны с нейродинамическим, психовегетативным и биохимическим уровнями. В то же время внутрисистемные связи каждого уровня индивидуальности более высокие и плотные, чем межсистемные с показателями сензитивности.

На каждом уровне индивидуальности имеются группы свойств, отвечающие за чувствительность к вредным химическим компонентам атмосферы и другие, обуславливающие толерантность, повышенную устойчивость индивида.

Теоретический анализ полученного материала и небольшой практический опыт подсказали область возможного применения нашей работы:

1) экологическая экспресс-диагностика и психофизиологический скрининг, особенно необходимый в экологически неблагополучных регионах. ^ Данная задача решается с помощью полученных нами уравнений регрессии, которые позволяют с большой достоверностью (Р<0.01) рассчитать (без многодневных замеров, по данным психофизиологического испытания) повышенную чувствительность подростка к химическим загрязнителям атмосферы. Это путь к индивидуальному консультированию детей групп риска: часто болеющих, слабо адаптированных к школьной жизни. Конечно, нельзя все социальные дезадаптозы объяснять неблагополучным экологическим воздействием, но и исключить этот фактор полностью невозможно. Психофизиологический мониторинг дополняет, а не противостоит медицинскому. В медицине рассчитывают средние величины заболеваемости fr населения и изменения ее структуры в «чистых» и «загрязненных» регионах.

Методы экологической психофизиологии решают данную задачу применительно к конкретному человеку, устанавливая как повышенную чувствительность, так и конкретный химический компонент, к которому индивид проявляет высокую реактивность.

2) соединение психодиагностики и психокоррекции важно для практики и правильно с методологической позиции. Повышенная чувствительность к химическим загрязнителям атмосферы может вызываться дисфункцией метаболизма микроэлементов. Потому для выработки толерантности возможно будет нужна специальная психодиета, а может быть психоакупунтурное программирование состояния индивида или что-нибудь другое.

Основной итог данной работы — выявление закономерностей связи чувствительности к вредным химическим компонентам атмосферы с индивидуальными типологическими свойствами нервной системы человека. Требуются дальнейшие, более фундаментальные исследования с широким применением биофизических методов и сопоставлений данных с психофизиологическими индикаторами чувствительности к химическим загрязнителям. Учитывая важность экологической подготовки, мы считаем необходимым создание и введение в учебные программы студентов психологических и биологических факультетов, специалистов-психологов практикума по экологической биофизике и психофизиологии.

В данном исследовании было стремление показать, что проблема индивидуальной чувствительности к химическим загрязнителям атмосферы является перспективным направлением экологической психофизиологии, основой для создания и внедрения новых технологий и процедур формирования устойчивого развития человека.