Многие медицинские специальности хирургического профиля предъявляют к мануальным навыкам повышенные требования, особенно в процессе последипломного обучения врача. На точность и координацию движений здоровых лиц могут влиять различные факторы, в том числе умственное утомление или сонливость, связанная с нарушением режима сна.
Дефицит сна и связанное с ним снижение эффективности деятельности, в частности академической успеваемости студентов, в последние годы интенсивно изучаются вследствие высокой распространенности этого явления в молодежной среде. Так, сон был нарушен (Питтсбургский опросник качества сна — PSQI >5) у 49,7% из 177 студентов-медиков 4, 5 и 6-го курсов в Париже, при этом качество сна было связано с их академической успеваемостью [1]. Аналогичные исследования проводятся и в России [2], при этом определяющее значение придают как хронотипу (ХТ), так и гендерным особенностям влияния продолжительности сна на заболеваемость и смертность [3].
Исследования для выяснения связи характеристик и качества сна с тонкой моторикой в клинической медицине выполняются преимущественно у детей раннего возраста [4] или у пациентов с начальными стадиями болезни Паркинсона [5].
Цель исследования — изучить влияние самооценки качества сна на показатели психометрического тестирования и вегетативный статус у студентов разных полов и уровня привычной двигательной активности.
Материал и методы
В наблюдательное исследование включены результаты сплошного обследования 124 студентов (88 девушек и 36 юношей) 6-го курса специальности «лечебное дело» в 2019 г. и 80 студентов (42 девушки и 38 юношей) 3-го курса специальности «физическая культура» в течение последовательных 5 лет — с 2019 по 2023 г.
Критерии включения: студенты-медики и студенты-спортсмены ТулГУ 6-го курса.
Критерии невключения: отсутствие добровольного информированного согласия на участие в исследовании.
Психофизиологическое тестирование проводилось в лаборатории мониторинга здоровья Медицинского института ТулГУ и включало изучение вегетативного тонуса методом вариабельности сердечного ритма — ВСР [6] с расчетом общепринятых показателей в области временного и спектрального анализа (ВНС-Ритм; «Нейрософт», Иваново). Сразу после этого проводилось психофизиологическое тестирование на аппаратно-программном комплексе НС-ПсихоТест («Нейрософт», Иваново) с выполнением 7 тестов: простой зрительно-моторной реакции (ЗМР), сложной зрительно-моторной реакции — реакции выбора (РВ), помехоустойчивости (зрительно-моторной реакции в условиях помехи, ПУ), реакции на движущийся объект (РДО), критической частоты слияния световых мельканий (КЧСМ), а также статической и динамической (по профилю) координациометрии (треморометрии) [7].
Путем анкетирования изучали активированность во время тестирования (от 1 до 10 баллов), субъективно оцениваемое качество сна в баллах (0 — сон хороший, 1 — удовлетворительный, 2 — плохой), скорость перехода к активной деятельности по утрам, время наступления вечерней усталости, заставляющей лечь спать, а также предпочитаемое время подъема в свободные дни (все — от 1 до 5 баллов) в соответствии с опросником Хорна—Остберга [8]. ХТ оценивали в баллах: 1 — четко выраженный вечерний, 2 — умеренно выраженный вечерний, 3 — промежуточный, 4 — умеренно выраженный утренний и 5 — четко выраженный утренний.
Кроме того, 67 девушек и 18 юношей — медиков и 14 девушек и 12 юношей — спортсменов в 2022—2023 гг. заполнили опросник уровня апатии (Starkstein SE, 2008), а спортсмены в 2022 и 2023 г. — еще и PSQI. Патологическим считали уровень апатии >14 баллов [9], нарушения сна — при индексе PSQI >5 баллов [10].
Исследование выполнено в соответствии с этическими принципами Хельсинкской декларации. Все участники подписали добровольное информированное согласие.
Для статистической обработки использовали программы Statistica 12 («StatSoft», США) и MS Office Excel 11.0. При соответствии распределения данных критериям нормальности результаты представлены как M±m (среднее арифметическое±стандартная ошибка). Достоверность различий между группами в этом случае определяли по двустороннему t-критерию Стьюдента, различия считались достоверными при p<0,05. Для описания данных, не подчиняющихся нормальному распределению, использовали медиану и 25-й и 75-й квартили (Me [25%;75%]). Для сравнения качественных переменных (долей) в двух группах применяли критерий χ2 Пирсона и U-критерий Манна—Уитни.
Результаты
Студенты-спортсмены занимались разными видами спорта, а также посещали физкультурные занятия в рамках учебного процесса в объеме 4 ч в неделю. Более 1/2 обследованных имели высокие спортивные достижения: мастерами спорта являлись 19,5 и 19,6% обучающихся, кандидатами в мастера спорта и спортсменами 1-го разряда — 34,6% юношей и 32,1% девушек. В табл. 1 приведены данные самооценки циркадианного ХТ и качества сна у студентов с разным уровнем привычной двигательной активности.
К промежуточному ХТ отнесли себя только около 1/5 студентов, при этом как утренний, так и вечерний ХТ выбирались чаще. Если у спортсменов, независимо от пола, преобладал утренний ХТ, то девушки-медики относили себя несколько чаще к лицам утреннего, а юноши — вечернего ХТ, при этом 30,6% юношей — к четко выраженному вечернему ХТ.
Таблица 1. Самооценка ХТ и качества сна
| Показатель | Студенты-медики | Студенты-спортсмены | ||
| девушки (n=88) | юноши (n=36) | девушки (n=42) | юноши (n=38) | |
| ХТ | ||||
| четко выраженный утренний, n (%) | 23 (26,1) | 4 (11,1) | 16 (38,1) | 9 (23,7) |
| умеренно выраженный утренний, n (%) | 17 (19,3) | 6 (16,7) | 8 (19,0) | 12 (31,6) |
| промежуточный, n (%) | 16 (18,2) | 7 (19,4) | 9 (21,4) | 8 (21,0) |
| умеренно выраженный вечерний, n (%) | 20 (22,8) | 8 (22,2) | 4 (9,5) | 9 (23,7) |
| четко выраженный вечерний, n (%) | 12 (13,6) | 11 (30,6) | 5 (11,9) | 0 (2,4)* |
| Сон | ||||
| хороший, n (%) | 42 (47,8) | 21 (58,3) | 28 (66,6) | 32 (84,2) |
| удовлетворительный, n (%) | 35 (39,8) | 8 (22,2) | 12 (28,6) | 6 (15,8) |
| плохой, n (%) | 11 (12,4) | 7 (19,5)* | 2 (4,8) | 0 (2,4)* |
Примечание. * — статистически значимые различия при p<0,05.
Хороший сон отметили 47,8—66,6% девушек и 58,3—84,2% юношей. Различий между группами девушек по качеству сна не было: плохой сон наблюдался у 12,4% медиков и 4,8% девушек-спортсменок. Указали на плохой сон 19,5% юношей-медиков, достоверно чаще, чем спортсмены (p<0,05). Потенциальным фактором, влияющим на качество сна при обучении в университете, может быть совмещение учебы с работой, однако работали соответственно 63 и 56% девушек, а также 79 и 63% юношей обеих групп.
В табл. 2 приведены данные психологического тестирования студентов.
Таблица 2. Уровень апатии и PSQI у студентов с разными показателями двигательной активности
| Показатель | Студенты-медики | Студенты-спортсмены | ||
| девушки (n=67) | юноши (n=18) | девушки (n=14) | юноши (n=12) | |
| Уровень апатии, баллы | 10,0 [8,0; 14,0] | 10,0 [7,0; 14,0] | 5,0 [3,0; 9,0] | 2,5 [0,5; 6,0] |
| PSQI, баллы | Нет данных | Нет данных | 1,5 [0; 3,0] | 2,0 [1,0; 5,0] |
Достоверные различия были выявлены по уровню апатии: у юношей-спортсменов он был ниже, чем у медиков (p<0,05). Свыше 14 баллов набрали 25,5% девушек и 33,3% юношей — медиков и 2 (14,2%) из 14 девушек-спортсменок, при этом только у 1 из спортсменов максимальный балл апатии составил 10.
Ни у юношей, ни у девушек — медиков не наблюдалось увеличения выраженности апатии при снижении самооценки качества сна.
По данным PSQI, нарушения сна выявлялись у 3 из 14 девушек и 3 из 12 юношей — спортсменов, т.е. в 21,3 и 33,3% случаев. Корреляционный анализ только у девушек обнаружил достоверную связь между индексом PSQI и уровнем апатии (r=0,89; p<0,01), в то время как у юношей такой зависимости не выявлено (r=0,19; p<0,05).
Как и следовало ожидать, у спортсменов обоих полов вегетативный баланс, по данным ВСР, характеризовался достоверно большей активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС) как во временной, так и в спектральной области, чем у медиков.
При разделении девушек-медиков на подгруппы по качеству сна обнаружено повышение симпатического тонуса у девушек с «плохим» сном, по данным ВСР, во временной области: были ниже квадратного корня из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов NN—RMSSD (p=0,038) и процента пар последовательных интервалов NN—pNN50% (p=0,025) при тенденции к снижению мощности быстрых волн — HF (p=0,071) на фоне повышения частоты сердечных сокращений — ЧСС (91,0±2,8 и 81,6±1,7 уд. в 1 мин; p=0,033) относительно студенток с «хорошим» сном. У юношей, охарактеризовавших свой сон как «плохой», наблюдалась только тенденция к повышению мощности очень медленных волн — VLF (p=0,084) и снижению относительной мощности волн HF (p=0,089), что также соответствует повышению симпатического тонуса.
Данные психометрического тестирования представлены в табл. 3.
Таблица 3. Результаты психометрического тестирования студентов разных полов и уровня двигательной активности
| Показатель | Студенты-медики | Студенты-спортсмены | ||
| девушки (n=88) | юноши (n=36) | девушки (n=42) | юноши (n=38) | |
| Реакция в условиях помехи, мс | 383,5±23,8 | 336,4±36,3 | 360,7±24,6 | 384,6±26,8 |
| Коэффициент вариативности реакции в ПУ, % | 35,8±3,4 | 27,2±4,9 | 32,6±4,4 | 39,6±4,9 |
| Простая зрительно-моторная реакция, мс | 285,5±10,7 | 262,3±16,1 | 274,6±19,0 | 265,2±18,6 |
| Коэффициент вариативности ЗМР, % | 23,8±2,2 | 23,3±3,7 | 24,6±3,5 | 22,6±3,9 |
| Реакция выбора, мс | 417,4±8,8 | 387,7±12,0 | 382,2±11,9* | 393,8±11,3 |
| Коэффициент вариативности РВ, % | 16,6±0,7 | 18,9±1,4 | 18,6±1,0 | 16,9±1,1 |
| Реакция на движущийся объект, мс | 109,8±8,6 | 94,3±13,5 | 111,9±13,0 | 72,9±5,9** |
| Коэффициент вариативности РДО, % | 53,5±2,5 | 50,6±3,7 | 52,2±3,0 | 56,1±3,0 |
| Средняя критическая частота слияния мельканий, Гц | 35,7±0,4 | 37,2±0,7* | 33,9±0,6* | 36,2±0,9* |
| Критическая частота слияния мельканий на слияние, Гц | 31,9±0,6 | 33,8±0,9* | 28,4±1,2 | 32,2±1,3* |
| Критическая частота слияния мельканий на разделение, Гц | 40,8±0,5 | 41,4±0,7 | 40,2±1,2 | 40,9±1,2 |
| Разность КЧСМ на разделение и слияние, Гц | 8,6±0,8 | 7,6±0,9 | 11,7±2,1 | 8,7±1,7 |
| Коэффициент вариативности КЧСМ, % | 14,4±1,0 | 12,8±1,5 | 21,2±2,8* | 15,6±2,2 |
| Количество касаний при статической треморометрии | 9,7±1,0 | 9,9±1,5 | 7,2±1,3 | 7,7±1,6 |
| Количество касаний при динамической координациометрии | 4,1±0,5 | 3,3±0,5 | 2,4±0,5* | 3,6±0,8 |
| Время касаний, с | 0,30±0,04 | 0,19±0,04 | 0,11±0,02*** | 0,17±0,03 |
Примечание. Статистически значимые различия при: * — p<0,05; ** — p<0,01; *** — p<0,001.
Положительное влияние уровня привычной двигательной активности у девушек отразилось в результатах задания, оценивающего произвольную тонкую моторику: динамическая координациометрия (треморометрия выполнялись достоверно лучше спортсменками, чем медиками; также у них было достоверно короче время РВ (p=0,0194), при этом средняя КЧСМ была ниже (p=0,024). У юношей данные психометрии не различались.
Достоверные гендерные различия, вне зависимости от спортивного анамнеза, были выявлены в КЧСМ: у девушек КЧСМ как на слияние, так и средняя КЧСМ были ниже, чем у юношей, при этом в величине КЧСМ на разделение различий не было. Сложная сенсомоторная реакция с элементами прогнозирования, РДО, была лучше у юношей-спортсменов по сравнению с девушками (p=0,00845), а среди медиков эти различия не достигли критерия достоверности.
Корреляционный анализ у девушек-медиков показал, что с повышением субъективной активированности возрастала КЧСМ на разделение и средняя КЧСМ (r=0,24), но ухудшалось качество выполнения РДО (r=–0,23).
С увеличением выраженности черт вечернего ХТ ухудшалась ПУ в начале и середине серии (r=0,22). При сниженном качестве пробуждения (замедленный переход к активной деятельности по утрам) ухудшалась точность РДО (r=0,23), была ниже КЧСМ при втором предъявлении на разделение (r=–0,22), но более стабильно выполнялась простая ЗМР (r=–0,36; p<0,01). Вместе с тем возрастали количество и время касаний при статической координациометрии (r=0,24).
Поздний отход ко сну снижал качество дневного функционирования и тонкую моторику. Так, чем позже студентка ложится спать, тем ниже КЧСМ при первом предъявлении на разделение (r=–0,24), ниже скоростная выносливость (больше время простой ЗМР в конце тестирования) и выше количество касаний/с при динамической координациометрии. Наконец, чем раньше студентка предпочитает вставать в свободные дни, тем короче простая ЗМР (r=–0,23).
Наконец, ухудшение самооценки качества сна у девушек отрицательно влияет на точность выполнения РДО при 2, 4, 6 и 7 из 10 предъявлений, возрастают среднее время РДО (r=0,24) и коэффициент вариативности (r=0,24), т.е. нарушается как врабатываемость, так и стабильность выполнения теста. Также изменяется стабильность выполнения РВ (r=0,30). Весьма важно, что при ухудшении качества сна у девушек снижается как КЧСМ в серии на разделение (r=–0,21), так и средняя КЧСМ (r=–0,23).
У юношей-медиков повышение активированности способствовало быстрой реакции в начале теста ПУ (r=–0,42; p<0,01), но ухудшало точность РДО (r=–0,35), увеличивало КЧСМ в серии на разделение (r=–0,33) и ее разность в тестах на слияние и разделение (r=0,33) и, соответственно, среднеквадратическое отклонение (СКО) КЧСМ (r=0,42; p<0,01). Значительно укорачивалась РВ (r=–0,33) с ее меньшим СКО (r=–0,37). Кроме того, было короче время касаний во время динамической координациометрии (r=–0,33). Таким образом, оптимальный уровень активированности юношей способствует праксису.
С увеличением выраженности черт вечернего ХТ у студентов-медиков короче время при 3 из 10 предъявлений в тесте ПУ и при 8 из 10 — в тесте РВ. Повышенная сонливость в утренние часы замедляет реакцию в начале теста ПУ и в конце — ЗМР. В отличие от девушек поздний отход ко сну у юношей в меньшей степени влияет на праксис: укорачивается время реакции ПУ в середине теста, возрастает КЧСМ в конце теста на слияние, однако снижается точность при втором предъявлении в РДО (r=0,46; p<0,01) и возрастает время РВ в конце серии (r=0,38). Наконец, чем позже студент встает в свободные дни, тем ниже вариабельность ответов в тесте ПУ и РДО (r=0,35 и r=0,36), т.е. пролонгированный сон в выходные дни положительно влияет на психомоторику. Примечательно, что в отличие от девушек у плохо спящих юношей-медиков качество выполнения изученных психометрических тестов не снижалось.
Аналогичный анализ проведен у спортсменов. Повышение уровня активированности у девушек укорачивает среднее время РВ (r=–0,32), в том числе при 1-м и 3-м предъявлениях (т.е. наблюдается быстрый старт). С увеличением выраженности вечерних черт в ХТ возрастают время РДО при втором предъявлении (r=0,30) и количество касаний/с при статической координациометрии (r=0,31). Быстрый переход к активной деятельности по утрам улучшает точность выполнения РДО (r=–0,36), укорачивает время ответа ЗМР и РВ в середине (r=–0,48; p<0,01) и 2-й половине серии, а также скорость ответов при простой ЗМР и РВ (r=–0,30 и r=–0,33). Поздний отход ко сну не влияет отрицательно на среднее время реакции в условиях помехи (r=–0,30), не снижает скорость ответа в середине серии РВ (r=–0,35), т.е. у спортсменок сохраняется высокая работоспособность, а длинный сон по выходным способствует стабильности выполнения ЗМР (r=–0,32).
У юношей-спортсменов с увеличением активированности, наоборот, снижалась точность выполнения РДО в середине серии (r=–0,33), была ниже КЧСМ в серии на разделение (r=–0,40) и возрастало время касаний/с при динамической треморометрии (r=0,33). С увеличением выраженности утренних черт в ХТ повышалась стабильность ответов в условиях помехи (r=–0,32), возрастала разность КЧСМ на слияние и разделение (r=–0,36) и сохранялась хорошая реактивность в середине серии ЗМР (r=0,34), однако возрастало количество касаний при статической треморометрии (r=–0,32).
Утренняя сонливость увеличивала время РВ в середине серии и снижала КЧСМ при втором предъявлении на разделение (r=–0,35). Поздний отход ко сну не влиял на результаты психометрии, однако у юношей, предпочитавших длинный сон в выходные дни, была хуже ПУ: удлинялось как время реакции, так и вариабельность ответов (r=0,45; p<0,01), что может быть связано с медленным врабатыванием.
Снижение самооценки качества сна лишь незначительно влияло на результаты психометрии у спортсменов обоих полов: возрастало время простой ЗМР в начале серии при 2 из 10 предъявлений у девушек (r=–0,31) и при 3 из 10 предъявлений у юношей (r=0,32).
Обсуждение
В работе проведен анализ взаимосвязей качества сна с психофизиологическими показателями, характеризующими праксис, у студентов разных полов и уровня привычной двигательной активности. Среди использованных 7 тестов наиболее информативной оказалась КЧСМ, которая характеризует общую активированность и в настоящее время активно изучается.
Так, интернет-аддикция снижала КЧСМ у студентов, изучающих информатику [11]. Обнаружена слабая положительная связь между временем реакции, КЧСМ и академической успеваемостью у индийских студентов, при этом скорость реакции была выше у женщин, чем у мужчин [12]. Считается, что на величину КЧСМ влияет умственное утомление — состояние центральной усталости [13], что совпадает с полученными нами данными о снижении как средней КЧСМ, так и ее величины в серии на разделение у девушек-медиков со снижением качества сна.
Возраст был отрицательно связан с КЧСМ и исполнительными функциями во всех когнитивных тестах у 72 лиц более молодого и 57 — пожилого возраста, за исключением зрительной памяти, что позволило авторам из США считать КЧСМ уникальным предиктором возникновения исполнительной дисфункции [14]. У пациентов с болезнью Альцгеймера в возрасте старше 65 лет КЧСМ была достоверно ниже (36,44±7,00 против 44,24±3,82, p<0,001), чем в группе контроля, и снижалась по мере роста выраженности деменции [15]. КЧСМ также используется для оценки нейротоксичности препаратов, в частности у пациентов с эпилепсией, у которых она была достоверно снижена [16].
Вместе с тем, несмотря на то, что данный тест часто используется как метод оценки активированности, имеющиеся данные неоднозначны, поэтому необходимо проводить исследования связи КЧСМ с другими психометрическими тестами [17], комплекс которых был использован в нашем исследовании.
Представляется важным, что как у девушек, так и у юношей — медиков, оценивающих свой сон как «плохой», не снижалось качество выполнения мануальных тестов — статической треморометрии и динамической (по профилю) координациометрии, что позволяет предположить отсутствие негативного влияния острого или хронического дефицита сна на решение профессиональных задач у врачей хирургического профиля, в том числе в ургентных ситуациях во время ночных дежурств.
Заключение
Проведенное исследование выявило достоверное влияние особенностей режима сон—бодрствование на результаты психометрического тестирования студентов, более выраженное у медиков, чем у спортсменов.
Среди юношей-спортсменов чаще встречался утренний ХТ, чем среди медиков, при этом 30,6% юношей и 13,6% девушек — будущих врачей отнесли себя к выраженному вечернему ХТ.
Только у девушек обеих групп в отличие от юношей с увеличением выраженности вечерних тестов в ХТ снижалось качество праксиса. Ухудшение самооценки сна у девушек-медиков сопровождалось повышением тонуса симпатического отдела ВНС и значимыми нарушениями тонкой моторики и снижением КЧСМ в отличие от юношей обеих групп. Уровень апатии не коррелировал с субъективной оценкой качества сна у медиков обоих полов. Повышенная сонливость в первые часы после подъема была негативно связана с качеством выполнения психометрических тестов во всех группах. Регулярная физическая активность снижает уровень апатии и симпатовагальный индекс (LF/HF) у юношей.
Увеличение длительности сна в выходные дни положительно влияло на психомоторику у всех девушек и юношей-медиков. Режимные моменты, связанные со сном, оказались более значимы для девушек-медиков, чем для юношей, что обосновывает актуальность и направления профилактической работы со студентами, начиная с момента поступления в университет.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.