Статья посвящена созданию тренажера для профилактики и реабилитации когнитивных нарушений. В процессе работы рассмотрен план организации и функционирования кожного анализатора и обоснована возможность применения сенсорного тренажёра для профилактики когнитивных нарушений, с использованием имеющихся возможностей изготовлен тренажёр, экспериментально проверена эффективность его использования.
Ключевые слова: когнитивные нарушения, кожный анализатор.
Стимулирование кожной чувствительности оказывает благоприятный эффект на здоровье человека. Об этом говорит то, что во врачебной практике для лечения многих заболеваний используется рефлексотерапевтический массаж биологически активных точек. Педагоги, логопеды и дефектологи в своей работе эффективно используют пальчиковый тренинг у детей. По мнению учёных, от стимуляции мелких движений пальцев рук зависит полноценное умственное и речевое развитие ребенка. Эти и другие факты позволили выдвинуть гипотезу : регулярное стимулирование кожной чувствительности будет способствовать восстановлению сниженных когнитивных функций.
По особенностям строения и функциональному значению отдельных корковых участков вся кора подразделяется на три основные группы — первичные, вторичные и третичные. Сложность обработки информации возрастает от первичных полей к вторичным и третичным её полям (см. рис. 1).
Рис. 1. Корковые поля КБП
Крупные точки — первичные поля, средние — вторичные поля, мелкие — третичные поля (по Г. И. Поляков 1964, А. Р. Лурия, 1971)
Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии. Они осуществляют анализ раздражений определённой модальности . И. П. Павлов назвал их ядерными зонами анализаторов. Их деятельность лежит в основе возникновения ощущений . Центральный отдел кожного анализатора занимает переднюю часть теменной доли (см. рис. 2).
Рис. 2. Функциональные зоны и доли коры головного мозга
Чувствительные корковые центры первичных полей коры образуют как бы экран, отражающий расположение рецепторов на периферии . Так, в задней центральной извилине нейроны тактильной, температурной и кожной чувствительности представлены в том же порядке, что и рецепторы на поверхности тела, напоминая копию человечка (см. рис.3).
Рис. 3. Представительство частей тела в чувствительной и двигательной зоне КБП. Гомункулус Пенфилда
Канадский нейрохирург Уайлдер Грейвс Пенфилд создал необычную схему, иллюстрирующую представительство частей тела человека в двигательной и чувствительной зоне коре головного мозга (так называемый гомункулус Пенфилда). Карта нашей кожной поверхности, представленная в передней теменной коре, имеет искаженные пропорции . Чем больше информации мозг получает от определённого участка кожи, тем больше поверхность сенсорной коры, в которую проецируется данный участок. Чем сложнее движения, выполняемые группами мышц, тем больший участок занимает управляющая ими область моторной коры.
Наибольшей кожной чувствительностью у человека обладают губы и руки (кончики пальцев и ладони), там находится больше всего нервных окончаний. Поэтому в коре больших полушарий особенно обширно представлены губы, лицо, кисти. На схеме они выглядят непропорционально большими. Это значит, что от этих областей поступает наиболее детальная и подробная информация, в обработке которой участвует наибольшее число нейронов коры.
Вторичные поля находятся рядом с первичными. В них происходит осмысливание и узнавание звуковых, световых и других сигналов, обеспечиваются процессы обобщённого восприятия раздражений данной модальности.
От вторичных полей отдельных сенсорных систем информация поступает в задние третичные поля — ассоциативные нижнетеменные зоны, где происходит интеграция сигналов различной модальности , позволяющая создать цельный образ внешнего мира, представление человека о схеме пространства и схеме тела. Эти зоны также имеют особое значение в хранении полученной информации. На основе анализа и синтеза информации, обработанной в заднем третичном поле коры, в её передних третичных полях (передней лобной области) формируются цели, задачи и программы поведения человека. Третичные поля развиты только у человека. Нейроны сенсорной коры обладают постоянно изменяющимися функциональными свойствами и не просто производят извлечение соответствующей сенсорной информации, а систематизируют ее в зависимости от контекста или ситуации. Подобная обработка информации обусловливает адаптирующееся целенаправленное поведение; многократная такая обработка — основа обучения. Развитие третичных полей связывают с функцией речи. Мышление (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности различных сенсорных систем, объединение информации от которых происходит в третичных полях [7]
Немаловажно также, что кожная чувствительность (кроме болевой) проецируется в заднюю центральную извилину коры больших полушарий, которая расположена близко к речевой зоне мозга (см. рис. 2).
Таким, образом, анализ плана организации кожной сенсорной системы показывает:
1) проекция кисти занимает по сравнению с другими частями тела самую большую площадь сенсорной и моторной коры, т. е. в обработке информации от механорецепторов участвует наибольшее количество нейронов
2) третичные поля сенсорных систем накладываются на области мозга, ответственные за речь и мыслительные процессы
3) кожная чувствительность проецируется в заднюю центральную извилину коры больших полушарий, которая расположена близко к речевой зоне мозга.
Также в процессе работы было выяснено, что когнитивные нарушения — частый признак физиологического старения и результат сосудистых и др. заболеваний, частота которых в пожилом возрасте увеличивается. Однако, сведения о сенсорной стимуляции кожи кистей рук чаще встречаются в детской практике, и она применяется для развития когнитивных процессов. Упоминания же о таких тренингах для профилактики или реабилитации при нарушениях речи, памяти, внимания и других мыслительных процессов у взрослых встречаются в источниках достаточно редко.
Таким образом, с учётом собранных сведений был изготовлен тренажёр в виде чёток с разнообразными по размеру, форме, фактуре и материалу бусинами, вызывающие раздражение разных рецепторов кожи и разработана инструкция по его применению.
Тренажёр изготовлен в виде чёток с разными по размеру, форме (круглые, гранёные, шипованные, дисковидные, цилиндрические, конусовидные), фактуре (гладкие, шершавые) бусинами, уже готовыми и изготовленными самостоятельно из разного материала (стекло, дерево, глина, пластик). Важно было, чтобы стимульный материал был разнообразный, для раздражения разных типов кожных рецепторов.
Печать бусин из пластика PLA проводилась на 3D-принтере Picasso Designer Pro. Дизайн бусин осуществлялся также самостоятельно на базе Web-платформера Tinkercad. Часть бусин была изготовлена вручную из самозастывающей глины. Шнурок длиной 54 см из синтетической нити. Общее количество бусин в тренажёре — 45
В эксперименте по проверке эффективности использования тренажёра принимало участие 5 человек разного возраста (от 10 до 60 лет). В качестве контроля использовались 25-значные одноцветные цифровые таблицы Шульте, используемые для оценки распределения и устойчивости внимания. Учитывалось общее время прохождения теста.
После теста в течение 15 минут испытуемые использовали тренажёр, перебирая бусины пальцами и катая их между ладонями. Затем тест Шульте проводился повторно. Время прохождения теста сравнивалось с первоначальным результатом.
У всех испытуемых время прохождения теста после тренинга улучшилось, разница составила от 3 до 36 сек. Трое испытуемых также отмечают эмоциональный подъём после использования тренажёра.
Таким образом, простой эксперимент показал, что стимуляция кожных рецепторов улучшает устойчивость внимания, поднимает настроение, т. е. благотворно влияет на когнитивную и эмоциональную сферу человека. Изготовление тренажёра не требует больших затрат, он может быть собран из готовых элементов, безопасный, компактный и удобный в использовании, стимульный материал может подбираться индивидуально. Рекомендуется занятия с тренажёром по 10–15 мин в день.
Для большей достоверности результатов планируется:
1) продолжить эксперимент, увеличив количество испытуемых
2) для оценки эффективности подобрать дополнительные методики (оценка кратковременной зрительной и слуховой памяти, тест на серийный счет и др.)
3) также следует оценить эффективность тренажёра при его регулярном использовании
Литература:
- Биология: Человек. 8 кл.: учебник / Д. В. Колесов, Р. Д. Маш, И. Н. Беляев. — 3 –е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2016
- Брунова С. Н., Лебедева Л. А. Когнитивные нарушения пожилого и старческого возраста (курс лекций для населения) // Международный студенческий научный вестник. — 2015. — № 6. — https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14261
- Вахрушев А. А., Родионова Е. И., Белицкая Г. Э., Раутиан А. С. Биология. Познай себя. Учебник для 8 класса. — М.: Баласс, 2009
- Вячеслав Дубынин. Мозг и кожная чувствительность — все самое интересное на ПостНауке — https://postnauka.ru/video/83260
- Немов Р. С. Психология: учеб. для студентов высш. пед. учеб. заведений: В 3 кн.: Кн.3: Экспериментальная педагогическая психология и психодиагностика
- Синдром умеренных когнитивных расстройств в пожилом возрасте: диагностика и лечение | Захаров В. В., Яхно Н. Н. | «РМЖ» № 10 от 29.05.2004 — https://www.rmj.ru/articles/nevrologiya/Sindrom_umerennyh_kognitivnyh_rasstroystv_v_poghilom_vozraste_diagnostika_i_lechenie/
- Солодков А. С., Сологуб Е. Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник. Изд.2-е, испр. и доп. — М.: Олимпия Пресс, 2005
