Особенности структурной организации сна у школьников с высокими интеллектуальными способностями

Нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе психических процессов, развиваются в направлении избирательности и пластичности, что определяет большее соответствие организации активности мозга характеру осуществляемой деятельности [1, 2].

Умственные способности как ядро интеллекта имеют сложную структуру, отражающую системную организацию головного мозга, межфункциональные связи и деятельностный характер психических функций [3—5]. Выявлено, что снижение или повышение отдельных функций сопровождается нарушением функционального состояния головного мозга [6, 7].

В связи с тем что в последние годы наметилась тенденция к учащению нервно-психических отклонений и психосоматических заболеваний в детском возрасте [8, 9], психонейрофизиологические процессы цикла сон—бодрствование представляют особый интерес для оценки адекватности развития детей и формирования адаптивных реакций из-за их способности отражать внутренние конфликты. В случае, если у ребенка не хватает адаптивных ресурсов, включая механизмы, реализующиеся на фоне ночного сна, это приводит к снижению функции наиболее молодых неокортикальных образований, вызывая дефицит произвольного внимания, памяти и вербального интеллекта [10].

В то же время исследования, направленные на анализ взаимоотношений между нейрофизиологией сна и реализацией когнитивных функций в состоянии бодрствования в подростковом возрасте в норме и патологии, немногочисленны и крайне противоречивы.

Цель исследования — изучение особенностей структурной организации ночного сна по данным полисомнографии (ПСГ) у интеллектуально одаренных школьников.

В исследование были включены 44 учащихся 8-го и 9-го классов лицея-интерната Иркутска: 19 (43,2%) мальчиков и 25 (56,8%) девочек в возрасте 14—15 лет.

Критерием включения являлось подписание информированного согласия родителями (или законным представителем) детей младше 15 лет или самим школьником (при достижении им 15-летнего возраста).

Обследование проводилось в два этапа.

На первом этапе осуществлялось тестирование школьников с помощью прогрессивных матриц Равена (1982), которые позволяют оценить уровень интеллектуального развития [11]. При решении заданий задействованы три основных психических процесса: внимание, восприятие, мышление. В настоящем исследовании использовали черно-белый вариант теста Равена, предназначенный для обследования подростков 14—16 лет. Материал состоял из 60 матриц с пропущенными элементами. Задания были разделены на 5 серий (А, В, С, D, Е) по 12 однотипных, но возрастающих по сложности матриц в каждой серии, а также при переходе от серии к серии. Испытуемый выбирал недостающий элемент матрицы среди 6 и 8 предложенных вариантов. При необходимости первые 5 заданий серии, А подросток мог выполнять с помощью экспериментатора. Каждая серия заданий была составлена по определенному принципу: А — принцип взаимосвязи в структуре матриц; В — аналогия между парами фигур; С — принцип прогрессивных изменений в фигурах матриц; D — принцип перегруппировки фигур; E — принцип разложения фигур на элементы.

Оценка результатов проводилась в соответствии с общей суммой баллов, набранной по окончании тестирования. Так, критерием высокого уровня интеллекта было наличие общей суммы баллов, равной или превышающей 50; критерием среднего уровня интеллекта — равной или превышающей 37 (но не более 49). Учитывая статус общеобразовательного учреждения (лицей), выбранного в качестве базы для проведения исследования, школьников с общей суммой баллов, не превышающей 36, по результатам тестирования выявлено не было.

В зависимости от результата тестирования были сформированы две группы. В 1-ю группу вошли 29 подростков с высоким уровнем интеллекта, во 2-ю — 15 подростков со средним уровнем интеллекта. В программу обследования на этом этапе входили также анализ медицинской документации (форма 026) и общий клинический осмотр врачом-педиатром.

На втором этапе всем школьникам была проведена ПСГ с использованием системы GRASS-TELEFACTOR Twin PSG (Comet) c усилителем As 40 с интегрированным модулем для сна SPM-1 («Astro-Med. Inc. Product Group», США). Исследование осуществлялось в условиях лаборатории сна Сомнологического центра Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека в течение 7—8 ч ночного сна до момента естественного пробуждения обследуемого. ПСГ включала в себя запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в 4 стандартных отведениях с наложением референтных электродов на сосцевидные отростки (О1/А2, О2/А1, С3/А2, С4/А1); движений глазных яблок правого и левого глаза (электроокулограмма); электромиограммы с подбородочных и передних большеберцовых мышц; электрокардиограммы в одном стандартном отведении; регистрацию ороназального воздушного потока дыхания с помощью термопары; грудного и брюшного дыхательных усилий посредством пьезокристаллических датчиков; определение степени насыщения крови кислородом; регистрацию эпизодов храпа и положения тела во время сна. Наложение электродов и датчиков, монтаж, калибровка и борьба с артефактами, определение и оценка стадий сна проводились по стандартной методике [12].

При анализе данных ПСГ особое внимание обращали на наиболее информативные показатели: количество времени, необходимого для засыпания после выключения света (латенция ко сну); время перехода к фазе быстрого сна (ФБС) (латенция к ФБС); представленность каждой стадии в общей структуре сна; время бодрствования в течение ночи. Оценивались индекс реакций ЭЭГ-активаций и респираторная активность (индекс апноэ/гипопноэ), а также процентное насыщение крови кислородом во время ночного сна.

Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Комитетом по биомедицинской этике ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека».

Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием электронных таблиц Excel, пакета прикладных программ Biostat и Statistica for Windows версия 6.0 («StatSoft», США). Для количественных признаков использовали оценку средних арифметических: среднее (M) и среднеквадратичное отклонение (σ). В случаях категориальных переменных оценивали значение критерия χ² Пирсона. Оценка уровня значимости осуществлялась по U-критерию Манна—Уитни. Различия считались значимыми при р<0,05.

Между школьниками обеих групп значимые различия были выявлены по уровню интеллектуального развития (р=0,000). По полу, возрасту и индексу массы тела группы школьников были сопоставимы. Клинико-демографическая характеристика обследуемых школьников отражена в табл. 1.

В литературе встречаются данные, свидетельствующие, что одаренность в детском возрасте часто сочетается как с соматическими заболеваниями, так и с различными неврологическими нарушениями. Так, имеются работы [13], посвященные сочетанию одаренности с неврологическими и психическими расстройствами, включая синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), нарушение речевого развития (дислексия), аутизм (в том числе синдром Аспергера) и др.

Обучение одаренных детей характеризуется повышенной нагрузкой, что усугубляется недостаточной двигательной активностью и нарушением режима дня. Чем выше учебная нагрузка, тем чаще среди учащихся старших классов диагностируются отклонения в состоянии здоровья [14]. У школьников, подвергающихся постоянным повышенным информационным нагрузкам, в сочетании с мотивацией самого ребенка учиться на «отлично» особенно часто наблюдаются повышение раздражительности и изменения в поведении. При изучении особенностей поведения, ассоциирующихся с одаренностью, можно выделить такие показатели, как высокий уровень активности, появление особенностей цикла сон—бодрствование. Такие дети уже в начале школьного обучения приобретают черты, свойственные для «вечернего» хронотипа, предпочитая более позднее время отхода ко сну и, соответственно, более позднее время утреннего подъема, сдвигая свои биологические ритмы на 1—2 ч вперед (феномен «отсроченного сна») [15, 16].

Основные показатели ПСГ у обследуемых подростков представлены в табл. 2.

Известно, что организация сна во времени определяется двумя контурами регуляции: собственными механизмами генерации стадий и фаз сна и интегративными механизмами их организации. Интегративные процессы, происходящие в головном мозге, определяют последовательность появления разных стадий (гомеостаз сна) и характеризуют способность мозговых систем достигать основной цели сна — активного восстановления работоспособности бодрствующего мозга и соматических систем организма, поочередно активируя наиболее «важные» в данный момент сомногенные системы, обеспечивая при этом определенную меру их активации и играя тем самым адаптивную роль [17].

В ряде исследований было показано, что так называемый феномен «отсроченного сна», о котором упоминалось ранее в отношении одаренных детей, является своеобразным маркером начала периода полового созревания, связан с недостаточным уровнем саморегуляции и сниженной способностью моделировать свои эмоционально-поведенческие реакции с учетом различных социальных потребностей. При этом необходимость раннего утреннего пробуждения на протяжении учебной недели определяет наличие у ребенка перманентного дефицита ночного сна. Учеными [18] было доказано, что подростки с «вечерним» хронотипом испытывают повышенную дневную сонливость и обладают более низким коэффициентом интеллектуального развития, так как известно, что сон влияет на уровень физического развития, поведение и эмоциональное состояние, когнитивное функционирование и способность к обучению, особенно у растущего организма. Сокращение общего времени ночного сна или нарушение гомеостаза сна приводит к различным психокогнитивным и соматическим расстройствам [19].

Полученные в настоящем исследовании результаты позволяют судить о наличии определенных особенностей структурной организации сна у подростков с высоким уровнем интеллектуального развития по сравнению с их сверстниками с обычным интеллектом. Как видно из табл. 2, в основной и контрольной группах не были выявлены достоверные различия в таких показателях ПСГ, как общее время сна, представленность поверхностного сна, время бодрствования в течение ночи, количество активационных сдвигов на ЭЭГ и респираторных событий, и минимальный уровень насыщения крови кислородом. Однако отмечалась тенденция к удлинению периода латенции ко сну у школьников 1-й группы по сравнению со 2-й (19,5±7,2 и 17,5±5,2 мин соответственно, р=0,310), при достоверном уменьшении латенции к ФБС (33,4±6,2 и 23,3±3,8 мин соответственно, р=0,000).

Следует также отметить изменение структурной организации сна у школьников основной группы. Так, достоверные различия между группами были получены по следующим параметрам: представленность медленноволнового сна (26,5±4,2 и 32,5±3,2 мин соответственно, р=0,000), длительность эпизодов ФБС (33,4±6,2 и 23,3±3,8 мин соответственно, р=0,000), во время которого, как считается, происходит восстановление психических функций и эмоционального равновесия. В то же время ФБС может иметь значение для редуцирования избыточной информации, полученной в состоянии бодрствования. Это может способствовать предотвращению неправильного поведения, избеганию перегрузки нейрональных сетей. Указанные процессы важны для перепрограммирования и консолидации памяти, что направлено на усвоение наиболее важного учебного материала.

Учитывая выявленную особенность цикла сон—бодрствование у детей подросткового возраста, можно предположить, что изменения гомеостаза сна в группе школьников с высоким уровнем интеллектуального развития играют роль адаптивных механизмов, которые несколько нивелируют недостаток сна и нарушение системы психологических защит в условиях ежедневных стрессовых воздействий современного информационного пространства и постоянных повышенных интеллектуальных нагрузок. Однако необходимо учитывать, что при определенных условиях механизмы саморегуляции могут нарушиться и произойдет срыв компенсаторно-приспособительных механизмов адаптации, следствием чего может стать формирование психоневрологических и соматических расстройств.

Таким образом, категория школьников с высоким интеллектом нуждается в динамическом медико-психологическом обследовании.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: goodnight_84@mail.ru