Document 150633

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
_____________________________________________________________________
ТОМ 44
1994
ВЫП. 6
УДК 612.821 + 612.821.3 + 612.821.6 + 612.833.1
© 1994 г.
ДАНИЛОВА Н. Н., КОРШУНОВА С. Г., СОКОЛОВ Е. Н.
ПОКАЗАТЕЛИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ РЕШЕНИИ ЧЕЛОВЕКОМ
АРИФМЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
У 25 мужчин и 65 женщин в возрасте 17—19 лет регистрировали ЧСС и дыхание
непрерывно в течение 3 мин в условиях покоя и при информационной нагрузке (решении
арифметических задач). После эксперимента ритмограмма сердца и дыхание каждого
испытуемого подвергались спектральному анализу. У всех испытуемых перед началом
опыта измеряли также личностную и реактивную тревожность по Ч. Спильбергеру и силу
процессов возбуждения, торможения и подвижности по тесту Я. Стреляу.
Было установлено, что под влиянием информационной нагрузки в целом по группе
значимо увеличивается частота сердечных сокращений, однако вариабельность RR-интервалов остается без изменений. Однако было выделено две подгруппы, в одной из которых
испытуемые реагировали на информационную нагрузку увеличением, а в другой —
снижением вариабельности RR -интервалов. Подгруппы соответственно характеризовались низкой и высокой личностной тревожностью. Снижению вариабельности RRинтервалов у подгруппы с высокой личностной тревожностью соответствует снижение
мощности спектра СР во всех частотных полосах. Рост вариабельности RR-интервалов у
подгруппы с низкой личностной тревожностью обусловлен увеличением модуляции сердечного ритма в низкочастотной полосе спектра РГ. В качестве причины такой модуляции
рассматривается утомление.
Обработка сенсорных сигналов, операции в памяти, решение мыслительных
задач образуют разные виды информационной нагрузки, влияющей на частоту
сердечных сокращений (ЧСС). Изменение ЧСС зависит не только от величины
информационной нагрузки, но и от вида выполняемой деятельности, а также
индивидуальных особенностей человека [ 3, 4].
Если задачи, требующие участия перцептивных процессов, характеризуются
снижением ЧСС, то мыслительная деятельность выполняется при повышении
ЧСС [ 13, 15, 27]. Тип изменения ЧСС на информационную нагрузку определяется
доминированием ориентировочного или оборонительного рефлекса [ 7], а также
установкой индивида на принятие или отвержение сенсорного воздействия [ 16, 25,
27]. Реакции по симпатическому или парасимпатическому типу зависят от
принадлежности субъекта к одному из «коронарных поведенческих типов»: А или
Б, соответственно [ 17].
Умственная нагрузка связана с уменьшением вариабельности ЯЯ-интервалов.
В условиях возрастания темпа осуществления реакции выбора [14, 26] и при
решении арифметической задачи [ 9, 22], снижение синусовой аритмии может
происходить при неизменной ЧСС. Снижение вариабельности сердечного ритма
при одновременном росте ЧСС имеет место в условиях реакции бинарного выбора
[ 12,19]. Эриксон [11] на основе факторного анализа ряда переменных сердечного
ритма предлагает рассматривать вариабельность /?/?-интервалов в качестве самостоятельного показателя, независимого от ЧСС.
В 1971 г. Эргономическим обществом был проведен симпозиум «Вариабельность сердечного ритма и измерение умственной нагрузки», где был предложен
новый метод анализа вариабельности /^-интервалов с использованием спектрального анализа ритмограммы (РГ) сердца. Это позволяет в частности исследовать частотную структуру синусовой аритмии. Однако результаты, полученные
932
при изучении изменений спектра РГ сердца под влиянием информационной нагрузки оказались противоречивыми. Если одни исследователи [18] связывают
снижение вариабельности RR-интервалов во время выполнения когнитивных
тестов с подавлением дыхательной аритмии — наиболее высокочастотного компонента спектра, то в других работах [20, 21] подчеркивается связь инфор мационных процессов с изменением среднечастотного компонента — волнами
Траубе — Геринга — Мауера частотой около 0,1 Гц. Было показано, что
вариабельность ЧСС на этой частоте крайне чувствительна к процессам обработки информации; при этом чем больше продолжительность информационного
процесса, тем сильнее подавлен в спектре пик на частоте около 0,1 Гц.
Неоднозначность данных относительно индивидуальных изменений ЧСС и
вариабельности RR-интервалов при информационной нагрузке побудила нас провести исследование, направленное на изучение связи изменений ЧСС и
вариабельности RR-интервалов с уровнем тревожности и силой процессов возбуждения, торможения и подвижности.
МЕТОДИКА
Работа выполнена на 90 испытуемых (25 мужчин и 65 женщин) в возрасте
17—19 лет. Эксперимент состоял из двух этапов: I — фоновая регистрация ЭКГ и
дыхания в покое, II — запись тех же процессов во время информационной нагрузки при выполнении «Арифметического теста». Продолжительность каждого
этапа составляла 3 мин.
Информационная нагрузка создавалась умножением двухзначных чисел на
двухзначные при инструкции умножать быстро и точно в условиях соревнования
испытуемых, которым сообщалось, что результаты выполнения ими теста будут
сравниваться. Эффективность работы оценивали числом решенных (харак теристика скорости) и правильно решенных задач (характеристика точности).
Числа для умножения предъявлялись на карточках. Арифметическое действие
выполнялось в уме, результат сообщался вслух, после чего предъявлялась следующая пара чисел.
ЭКГ и дыхание регистрировали с помощью 4-канального биоусилителя
«Спорт» с телеметрическим входом и вводили в компьютер IBM PC/XT через
аналого-цифровой преобразователь СЭТ-1. Сигнал ЭКГ оцифровывался с частотой 100 Гц, а дыхание — 20 Гц. Ввод физиологических сигналов в компьютер, их
статистический и спектральный анализ обеспечивались программой «PF2»
(«Психофизиологический эксперимент» по [ 2]).
Для статистического анализа сердечного ритма ЭКГ длительностью в 3 мин
преобразовывали в РГ последовательность RR-интервалов. Вычисляли следующие характеристик РГ: 1) среднее значение ЧСС; 2) вариативность РГ сердца,
которая характеризовалась стандартным отклонением (S) RR-интервалов от среднего; 3) индекс напряжения (ИН) по Р. М. Баевскому [ 1], определявший соотношение трех характеристик гистограммы РГ: моды (МО), амплитуды моды (АМО) и
вариационного размаха RR-интервалов по формуле: ИН-АМО/(2 • МО • d).
Частотные спектры РГ сердца и дыхания рассчитывали по алгоритму быстрого
преобразования Фурье. Всего было построено и изучено по 180 спектров РГ
сердца и дыхания соответственно. Частотные спектры дыхания использовали
главным образом для идентификации дыхательной аритмии в спектре РГ. Перед
вычислением спектра проводили квадратичную интерполяцию РГ и последующую дискретизацию с шагом 500 мс. Нижнюю и верхнюю частоту спектра (0,005—
1 Гц) определяли соответственно по 3-минутной длительности и шагу
дискретизации интерполированной кривой РГ. Изменение РГ с периодом более 3
мин выделяли в качестве тренда в форме полинома второго порядка и удаляли из
реализации. Проводили взвешенное сглаживание спектра по 20 точкам.
Согласно трехкомпонентной теории модуляции сердечного ритма были исследованы низкочастотная (НЧ) — гуморальная, среднечастотная (СЧ) — сосудистая
933
Рис.1 (А и Б)
и высокочастотная (ВЧ) — дыхательная компоненты спектра РГ сердца. Для этого
рассчитывали площади в десяти частотных полосах: 1) для НЧ-компонента спектра
(частотные полосы Ш (0,005—0,02 Гц) и П2 (0,02—0,04 Гц); 2) для СЧ-компонента
спектра в полосах ПЗ (0,04—0,06 Гц), П4 (0,06—0,08 Гц) и П5 (0,08—0,1 Гц); 3) для
ВЧ-компонента спектра — полосы П6 (0,1—0,12 Гц), П7 (0,12—0,14 Гц), П8 (0,14—
0,16 Гц), П9 (0,16—0,3 Гц) и П10 (0,3—0,5 Гц). Общая площадь спектра( SUM) от0,005
до 1 Гц служила наряду с суммарным показателем вариативности РГ (S).
934
Рис. 1. Изменение гистограммы распределения стандартного отклонения RRинтервалов под влиянием информационной нагрузки: в популяции из 90 исп ытуемых (Л), в группе испытуемых, реагировавших на нагрузку уменьшением
(Б) и увеличением S( В). Абсцисса — S, мс; ордината — число случаев. Верхние
гистограммы — фон, нижние — нагрузка
Для исследования влияния информационной нагрузки на сердечный ритм
вычисляли с помощью пакета STUDY (США) [6] t-критерий Стьюдента. В случае
сравнения групп испытуемых использовали t-критерий для независимых переменных. Достоверность различий средних значений характеристик РГ (ЧСС, S,
ИН, SUM и площадей отдельных частотных полос спектра), полученных в фоне и
во время умственной нагрузки для всей группы в целом, определяли по tкритерию для парных сравнений.
Показатели сердечного ритма сопоставляли с индивидуальными особенностями испытуемых. Для этого использовали тест Ч. Спильбергера в адаптации
Ханина [ 8], измеряющий личностную и реактивную (ситуативную) тревожность, а
также тест Я. Стреляу [ 24], позволяющий на основе самооценки поведения характеризовать силу процессов возбуждения, торможения и их подвижность. Психологическое тестирование проводили перед началом опыта.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изучение РГ сердца в группе из 90 испытуемых выявило достаточное разнообразие индивидуальных характеристик сердечного ритма в состоянии покоя (в
фоне) и во время информационной нагрузки при выполнении «арифметического
теста». Средняя ЧСС составляла в фоне от 48 до 131 и во время работы от 53 до
151 уд/мин. При решении арифметических задач у всех испытуемых, кроме двух,
наблюдался рост ЧСС в среднем для всей группы с 77 до 92 уд/мин (t = 14,072;
р<0,000). У одного испытуемого ЧСС снизилась, а у другого сохранилась без
изменения.
В качестве меры вариативности RR-интервалов были использованы два
показателя: стандартное отклонение (S) и суммарная площадь спектра РГ
сердца в частотной полосе от 0,005 до 1 Гц (SUM). SUM положительно связана с
935
Таблица 1
Изменение частотных полос спектра и статистических показателей РГ сердца под влиянием
«арифметического теста» для II группы испытуемых
Примечание. ЧСС — средняя частота сердечных сокращений; S — стандартное отклонение RRинтервалов; ИН-индекс напряжения по Р. М. Баевскому; SUM — суммарная площадь спектра от 0,005
до 1 Гц.
* р<0,05; ** р< 0,001.
S(r= 0,908; р < 0,001 в фоне и г = 0,823; р < 0,001 при нагрузке). Оба показателя вариативности связаны с ЧСС реципрокно. Чем выше ЧСС испытуемого, тем
меньше стандартное отклонение RR-интервалов. По всей группе это выражается
отрицательной корреляцией между ЧСС и S, как в покое ( г = —0,586; р <С 0,01),
так и при арифметической нагрузке (г = —0,529; р < 0,01). Так же как и 5,
SUM отрицательно коррелирует с ЧСС для всей группы испытуемых в фоне
(г = —0,521; р <С 0,01) и во время работы (г = —0,636; р < 0,01).
При этом в группе наблюдается значительный разброс S как в покое, так и при
решении арифметических задач: в фоне S колеблется от 17 до 168 мс, а в ситуации
информационной нагрузки от 18 до 199 мс. Оказалось, однако, что 5 по всей
группе не меняется при нагрузке. Средние значения S для условий фона и
арифметической .задачи составляют 64,7 и 63,5 мс соответственно. Распределение
RR-интервалов в фоне и при информационной нагрузке представлено на гистог рамме (рис. 1, А). Такой результат объясняется тем, что одна часть испытуемых
реагировала на нагрузку снижением, а другая увеличением вариабельности RRинтервалов. Так, из 90 человек 44 обнаружили снижение S (рис. 1, Б), у 42
произошло его увеличение (рис. 1, В) и только у 4 оно не изменилось.
Другой показатель вариативности RR-интервалов — SUM под влиянием
информационной нагрузки в группе достоверно уменьшается ( t = 5,639,
р <С 0,000). Среднее значение площади уменьшается от 3909,4 в фоне до 3107,4
усл. ед. во время «арифметического теста». Однако под влиянием инфор 936
Таблица 2
Изменение частотных полос спектра и статистических показателей РГ сердца под влиянием
«арифметического теста» для I группы испытуемых
Примечание. Обозначения как в табл. I.
мационной нагрузки SUM уменьшалась только у 62 испытуемых из 90, тогда как
у 28 она увеличивалась.
Для того чтобы выяснить, в каких частотных зонах возникает модуляция RRинтервалов под влиянием информационной нагрузки, спектр РГ был разделен на
десять частотных полос (П1—П10), площади которых были взяты в качестве
меры частотной модуляции. Оказалось, что у всей группы информационная на грузка не вызывает статистически значимых изменений НЧ-компонента от 0,005
до 0,04 Гц (полосы П1, П2) и последней полосы ВЧ-компонента от 0,3 до 0,5 Гц
(П10). В остальных полосах спектра достоверно уменьшалась средняя по группе
площадь. Наибольшее уменьшение ее наблюдается для СЧ-компоненты, в частотных полосах спектра 0,06—0,08 Гц (П4), средняя площадь которой уменьшилась
от 172,978 в фоне до 128,589 во время «арифметического теста» (t = 4,335,
р<0,000) и 0,08 — 0,1 Гц (П5), которая изменилась от 189,033 до 140,378
(t — 5,514, р <С 0,000) (рис. 2, А). Достоверное уменьшение площадей спектра
охватывает частотный диапазон 0,04—0,3 Гц.
Чтобы выяснить связь частотной специфической модуляции сердечного ритма
с типом изменения S на информационную нагрузку, были изучены те две группы
испытуемых, которые были выделены по результатам их реакций: испытуемые,
отвечающие уменьшением (48 человек, группа I) и увеличением (42 человека,
группа II) S RR-интервалов. Четыре человека, не изменившие S, были включены
в группу I.
В группе II, в которой испытуемые реагировали во время решения
арифметических задач увеличением S (t = 9,669, р < 0,000) от 55,33 в фоне до
937
Рис, 2. Распределение средних значений площадей десяти частотных полос спектра РГ
сердца, полученных в фоне ( пунктир) и при информационной нагрузке во время выполнения
«Арифметического теста» (сплошная линия): для популяции из 90 испытуемых (А), для 48
испытуемых, реагировавших уменьшением (Б), для 42 испытуемых, реагировавших
увеличением стандартного отклонения на информационную нагрузку (В). Абсцисса — частота полос в Гц; ордината — средние площади этих полос в условных единицах. * —
р<0,05; ** — р <0,001
74,05 во время нагрузки, наблюдалось достоверное увеличение средней по группе
площади НЧ-компонента в полосе П1 (от 0,005 до 0,02 Гц) (табл. 1) от 236,19 в фоне
до 328,33 при нагрузке (г =4,412; р <С 0,000). В то же время наблюдалось и
уменьшение площади одной из составляющих дыхательной аритмии — полосы
П(9) (от 0,16 до 0,3 Гц), от 889,024 до 747,738 (t = 2,478; р < 0,017). Остальные
полосы спектра остались без изменения (рис. 2, Б). При этом общая площадь
спектра РГ у II группы при нагрузке не изменилась, а ИН уменьшился от 110,79
в фоне до 85,95 при нагрузке (t=2,943; р < 0,005). На рис. 3, Л, Б показано
изменение спектра РГ под влиянием нагрузки у испытуемого 5, характерное для
II группы. Видно, что информационная нагрузка вызывает заметное увеличение
НЧ-компонента, и незначительно подавляет мощность СЧ и ВЧ-компонентов.
В группе I, в которой испытуемые отвечали на нагрузку уменьшением среднего
значения S от 72,83 в фоне до 54,19 мс во время работы (t = 6,494; р < 0,000),
уменьшение площади охватывало все частотные полосы спектра (табл. 2). На рис.
2, Б показано изменение под влиянием информационной нагрузки площадей 10
частотных полос спектра РГ в группе I. Данный тип реакции в этой группе
подтвердился уменьшением среднего значения общей площади спектра от 4313,31
до 2819,65 (t = 7,538; р < 0,000). У этой группы испытуемых при нагрузке ИН
вырос от 60,67 до 138,42 (t = 4,672; р <С 0,000). На рис. 4, А, Б показано изменение
спектра РГ под влиянием информационной нагрузки у испытуемого 15, типичного
представителя группы I. Видно, что выполнение «арифметического теста» сопровождается общим подавлением частотной модуляции сердечного ритма, охватывающим НЧ, СЧ и ВЧ-компоненты.
Сравнение I и II групп испытуемых показывает, что они различаются значениями стандартного отклонения. Если в группе I значение S в фоне больше, чем
в группе II (72,83 против 55,33 соответственно), то во время информационной
нагрузки в группе I 5 уменьшается от 72,83 до 54,19, а в группе II увеличивается
938
Рис. 3. Спектры мощности 3-минутных РГ сердца у представителя группы I (испытуемый
15): в состоянии покоя (А); при информационной нагрузке во время выполнения
«Арифметического теста» (Б). Абсцисса — частота вариативности RR-интервалов в Гц;
ордината — значение спектра, усл. ед.
Рис. 4. Спектры мощности 3-минутных РГ сердца у представителя группы II (испытуемый 5).
Обозначения как на рис. 3
939
Рис. 5. Средние значения ЧСС и S в фоне (Ф) и их изменения под влиянием
информационной нагрузки (А. Н.) у испытуемых группы I, реагировавших
уменьшением и группы II, реагировавших увеличением S на
«арифметический тест». Абсцисса — среднее значение 5, мс; ордината —
среднее значение ЧСС, уд/мин
от 55,30 до 74,05. Таким образом, под влиянием информационной нагрузки показатели в обеих группах смещаются по шкале ЧСС в сторону увеличения, тогда как
относительно шкалы S группы меняются местами (рис. 5).
Кроме того, группа I, в которой испытуемые реагируют на информационную
нагрузку уменьшением вариативности RR-интервалов в НЧ, СЧ и ВЧ диапазоне,
характеризуется и ростом ИН от 60,62 до 138,43. В группе II реакция на нагрузку,
связанная с увеличением вариативности RR-интервалов по показателю стандартного отклонения, происходит главным образом за счет усиления модулирующего!
влияния НЧ-гуморального компонента. Это увеличение вариативности RRинтервала во время «арифметического теста» сопровождается уменьшением ИН
от 110,79 до 85,95. Испытуемые обеих групп одинаково реагировали на информационную нагрузки ростом ЧСС, и при этом средние значения ЧСС во время
«арифметического теста» становились практически одинаковыми (табл. 1 и 2).
Сравнение двух групп испытуемых по площадям 10 частотных полос спектра
показывает, что в фоне группы не различаются площадями НЧ-компонента до
0,04 Гц. Различие проявляется только по СЧ- и ВЧ-компонентам. В группе I СЧкомпонент (полосы П4, П5) и ВЧ-компонент (полосы П6, П7, П8, П10) занимают
достоверно большую площадь, чем в группе II. Во время выполнения
«арифметического теста» площадь НЧ-компонента (полосы П1, П2) и СЧ-компонента (полосы ПЗ, П4) в группе I становятся достоверно меньше, чем в группе II.
I и II группы, разделенные на основании изменения вариативности RR-итервалов, оказались различающимися по уровню личностной тревожности. Группа I
достоверно отличалась от группы II более высоким значением личностной тревожности по тесту Ч. Спильбергера (45,3 против 42,2 при р < 0,05). Но при этом
группы не различались реактивной тревожностью и средними значениями показателей силы процессов возбуждения, торможения и их подвижности (тест Я.
Стреляу). Средние значения показателей теста Я. Стреляу для I и II групп
испытуемых соответственно составили для возбуждения (49,9 против 53,1 при
р << 0,28), для торможения (60,5 против 56,8 прир <С 0,17) и для подвижности (54,9
против 54,1 при р < 0,78).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Обследование 90 человек (студентов факультета психологии МГУ) выявило
четко выраженный эффект возрастания ЧСС при решении арифметических за дач. Достоверное увеличение ЧСС наблюдалось как по индивидуальным (88 человек из 90), так и по средним значениям для всей группы. Полученный результат
940
хорошо согласуется с выводами других авторов о связи выполнения
арифметических действий с увеличением ЧСС [13, 15, 20, 27].
Одним из факторов, определяющих реакцию испытуемого на инфор мационную нагрузку, оказался уровень тревожности, который прежде всего проявился в изменении вариативности RR-интервалов: стандартного отклонения,
суммарной площади спектра и его частотной структуры.
Было выделено две группы испытуемых (I и II), которые реагировали противоположным образом на арифметическую нагрузку. Испытуемые группы I
реагировали на нее снижением вариативности RR-интервала по показателю стандартного отклонения и суммарной площади частотного спектра РГ в широкой
полосе частот, включая НЧ, СЧ и ВЧ-компоненты.
Испытуемые группы II реагировали на нагрузку увеличением стандартного
отклонения RR-интервалов. В частотном спектре РГ этому соответствовало
увеличение модулирующего влияния со стороны НЧ-гуморального компонента.
I и II группы, выделенные на основании противоположного изменения стандартного отклонения RR-интервалов на арифметическую нагрузку,
статистически достоверно различались по среднему значению личностной тревожности, определяемой по тесту Ч. Спильбергера. Значения личностной тревожности составили для группы I 45,3 и для группы II 42,2 (р <С 0,05). При этом группы
не различались по реактивной тревожности и по показателям теста Я. Стреляу:
силе процессов возбуждения, торможения и их подвижности.
Полученные данные позволяют говорить о двух типах вегетативного
реагирования на умственную нагрузку, в зависимости от уровня личностной
тревожности. Зависимость типа вегетативного реагирования от личностной тревожности согласуется с результатами исследования страха новизны, как одного из
проявлений пассивно-оборонительного рефлекса и черты темперамента [10]. При
росте ЧСС один тип связан со снижением, а другой с возрастанием вариативности
RR-интервалов. Это возрастание вариативности RR-интервалов, как показывает
частотная структура ритмограммы сердца, представлена НЧ-компонентом. Частотные спектры РГ позволяют более тонко дифференцировать изменения сердечного ритма, вызываемые информационной нагрузкой [4]. Если обычно реакцию
сердца на умственную нагрузку связывают с подавлением дыхательной аритмии,
представленной ВЧ-компонентом спектра РГ сердца, или подавлением СЧ-компонента — волн Траубе — Геринга [19—22], то спектральный анализ позволяет
выявить реакцию в виде увеличения НЧ-компонента.
Вагусные реакции на сенсорное воздействие, проявляющееся в двухфазной
реакции усиления-ослабления или однофазной реакции в виде подавления дыхательной аритмии, положительно коррелируют с устойчивым вниманием к стимулу и высокой эффективностью выполнения когнитивных тестов [ 18], а также и с
более успешным обучением [ 23].
Этим данным наиболее соответствует реакция испытуемых группы I, которые
продемонстрировали подавление в полосе СЧ- и ВЧ-компонентов. Во время выполнения «арифметического теста» они показали высокий уровень нервнопсихического напряжения, характерный для лиц с высокой личностной тревожностью. Большая напряженность испытуемых в группе I подтверждается их более
высоким ИН.
Испытуемые группы II реагировали на арифметическую нагрузку усилением
модулирующего вклада НЧ-гуморального компонента, что можно расценивать
как признак утомления. Подобный рост модуляции СР на частоте гуморального
НЧ-компонента описан у операторов при развитии у них состояния утомления и
снижения работоспособности [5], а также при наблюдении за космонавтами во
время многосуточного орбитального полета, когда возникали ситуации, связанные с неудовлетворительной адаптацией и стрессом [ 1].
Испытуемые группы I из-за повышенной личностной тревожности находятся в
более напряженном состоянии, но ответственное отношение к заданию компенсирует развитие утомления. Испытуемые группы II с меньшей личностной
941
тревожностью, сочетающейся с более низким уровнем мотивации, характеризуются более быстрым развитием утомления в условиях меньшего напряжения, чем
испытуемые группы I.
ВЫВОДЫ
1. Информационная нагрузка в виде решения арифметических задач вызывает
увеличение ЧСС практически у всех (86 человек из 90) испытуемых.
2. Выделено два типа вегетативного реагирования на информационную на
грузку, связанные с различным уровнем личностной тревожности. В группе с
высокой личностной тревожностью умственная нагрузка увеличивала ЧСС, ИН и
уменьшала стандартное отклонение RR-интервалов и общую площадь спектра, а
в группе с низкой личностной тревожностью нагрузка кроме повышения ЧСС
увеличивала и стандартное отклонение RR-интервалов за счет увеличения низко
частотного компонента спектра.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. 3. Математический анализ изменений сердечного
ритма при стрессе. М.: Наука, 1984. 221 с.
2. Грачев А. Ю., Данилова Н. Н., Коршунова С. Г. и др. Компьютерная программа анализа сердечного
ритма «Психофизиологический эксперимент FF2». Per. номер Н93624//Каталог отраслевого фонда
алгоритмов и программ. М.: 1993. Вып. 10. С. 65.
3. Данилова Н. Н. Функциональные состояния: механизмы и диагностика. М.: МГУ, 1985. 387 с.
4. Данилова Н. Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. М.: МГУ, 1992.
192с.
5. Кудрявцева В. И., Сычев В. А. Использование резонансно-поисковых вычислительных методов
анализа для раннего выявления умственного утомления//Теоретические и прикладные аспекты
анализа временной организации биосистем. М.: Наука, 1976. С. 144.
6. Кулаичев А. П. Диалоговая статистическая система STUDI А. Руководство пользователя. М.: Интерквадро, 1989. 78с.
7. Соколов Е. Н., Станкус А. И. Типы психофизиологических реакций на информационную нагрузку//Анализ сердечного ритма. Вильнюс: Мокслас, 1982. С. 83.
8. Ханин Ю. А. Краткое руководство к применению шкалы реактивной и личностной тревожности
Ч. Д. Спильбергера. Л.: 1976. 54 с.
9. Boy се P. R. Sinus arhythmia as a measure of mental load//Ergonomics. 1974. V. 17. P. 177.
10. Broberg A. G. Inhibition and fear-of-novelty in 13-month-olds in relation to infant temperament and
environment//Annual Report. Goteborg psychological reports. Sweden: University of Goteborg. 1991. V.
21. P. 9.
11. Eriksson C. J. On the psychophysiology of heart rhythms//Goteborg psychological reports. Sweden:
University of Goteborg. 1977. V. 7. P. 1.
12. Ettema J. H., Zielhuis R. L. Physiological parameters of mental load//Ergonomics. 1971. V. 14. P. 137.
13. Hare R. D. Cardiovascular components of orienting and defensive response//!. Psychophysiol. 1972. V. 9.
P. 606.
14. Kalsbeek J. W. H., Ettema J. H. Scored regularity of the heart rate pattern and the measurement of
perceptual and mental load//Ergonomics. 1963. V. 6. P. 306.
15. Lacey J. I. Somatic responce patterning and stress: some revisions of activation theory//Psychological
stress. Issues for research/Eds H. H. Apply, R. Trumball. N. Y.: Appletion-Centry Crofts. 1967. P. 14.
16. Lacey B. C. Lacey J. I. Change in the heart period: A function of sensorimotor event timing within the
cardiac cycJe//Psychological Psychology. 1977. V. 5. P. 383.
17. Lawler K. A. Cardiovascular and electrodermal response patterns in heart rate reactive individuals during
psychological stress//J. Psychophysiol. 1980. V. 7. P. 464.
18. Linnemeyer S. A., Forges S. W. Recognition memory and cardiac vagal tone in 6-month-old infants//Infant
Behavior and Development. 1986. V. 9. P. 43.
19. Mulder G., Mulder-Hajonidesvan der Meulen W. R. E. H. Mental load and the measurement of the heart
rate variability//Ergonomics. 1973. V. 16. P. 69.
20. Mulder G., Mulder L. J. M. Coping with load//Coping and health/Eds S. Levine, H. Ursin. N. Y.: Plenum
Press, 1980. P. 233.
21. Mulder G., Mulder L. J. M. Information processing and cardiovascular control//!. Psychophysiol. 1981.
V. 8. P. 392.
22. Negoescu R. Heart rate control in man under bioengineers scrutiny//IEEE/Ninth Annual Conference of
the Engineering in Medicine and Biology Society-0889. P. 889.
23. Forges S. W. Vagal tone: An autonomic mediator of affect/Eds J. A. Garber, K. A. Dodger. The Development
of Affect regulation and Dysregulation. N. Y.: Cambridge Univ. Press, 1991. P. 111.
24. Strelau J. Temperament personality activity. L.; N. Y.: Academic Press, 1980. 375 p.
942
25. Walker В., Sandman С. A. Visual evoked potentials changes as heart rate and corotid pressure change//J.
Psychophysiol. 1982. V. 19. P. 520.
26. Wartna G. F., Danev S. G., Bink B. Heart rate variability and mental load. A comparison of different scoring
methods//Pflugers Archiv. 1971. V. 328. P. 262.
27. Williams R., Buttker I., Buchsbaum A/., Wynne L. Cardiovascular and neurophysiological correlates of
sensory intake and rejection. 1. Effects of cognitive tasks//J. Psychophysiol. 1975. V. 12. P. 427.
Московский государственный
университет им. М. В. Ломоносова
Поступила в редакцию
1.IX. 1993
Принята в печать
8.IX.1993
INDICES OF HEART RATE DURING SOLVING ARITHMETICAL
TASKS I N HUM ANS
DANILOVA N. N., KORSHUNOVA S. G., SOKOLOV E. N.
Department of Psychophysiology, Lomonosov University, Moscow
Heart rate and respiration were recorded in a group of 90 subjects (25 males and 65
females) aged 17—19 during rest and under informational load (arithmetical tasks)
lasting 3 min each. Off-line spectral analysis was performed for all the subjects. Anxiety
according to Spilberger and strength of excitation-inhibition according to Strelau were
also tested. It was shown that heart rate increased significantly in the group as a whole,
however, variability of RR-intervals remained unchanged. Then two subgroups of
subjects who responded to information load by a decrease and increase of RR-mterval
variability were distinguished. These subgroups were characterized respectively by the
high and low levels of personal anxiety. The decrease of RR-interval variability in the
high-anxiety subgroup was associated with a.decrease of power in all frequency bands
of the rate spectrum. The increase of RR-interval variability in the low-anxiety
subground was due to an increase of heart rate modulation in a low-frequency band of
the heart rate spectrum. Fatique is regarded as a cause of such heart rate modulation.
943