Способ оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся
Владельцы патента RU 2516117:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена" (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к терапии, физиологии труда, и может быть использовано для оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся. Для этого на обучающихся воздействуют электромагнитным излучением крайне высокой частоты с модуляциями частотного диапазона от 43 ГГц до 44 ГГц. Одновременно с электромагнитным излучением вводят 0,2 г кофеина. Такое сочетанное воздействие проводят в течение 20 минут в первой половине дня, курсом 5 дней ежедневно. Способ обеспечивает эффективное восстановление умственной работоспособности, длительно сохраняет достигнутые результаты, прост в исполнении. 1 табл.
Изобретение относится к области инновационной педагогики и может быть использовано для оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся.
Известен способ оптимизации умственной работоспособности с использованием физических средств (при помощи аппарата «ЛЭНАР», приказ главнокомандующего Военно-воздушными силами РФ №99 от 12.04.1991 г.). Данная методика основана на воздействии на центральную нервную систему импульсными токами. В положении лежа на марлевые прокладки (15-20 слоев), смоченные 4,0% раствором соды, накладывают электроды: в области лба - раздвоенный катод; под сосцевидными отростками - раздвоенный анод. В режиме переменной скважности выставляется частота следования импульсов 1000 Гц длительностью 0,2 мс. Величина силы тока устанавливается в пределах 0,3-1,0 мА в зависимости от функционального состояния индивидуальной чувствительности к электрическому току. Продолжительность сеанса 30-60 минут.
Известен способ оптимизации умственной работоспособности с использованием аппарата КВЧ-ИК терапии «Триомед» (Патент на изобретение №2435617 от 23 марта 2010 г.). Цель достигается тем, что воздействуют сверхмалой мощностью крайневысокочастотного излучения частотного диапазона от 30 ГГц до 300 ГГц, соответствующего миллиметровому участку длин электромагнитных волн, включающему волны от 10,0 мм до 1,0 мм, энергией не более 10 мВт/см2 и глубиной проникновения через кожу человека 300-500 мкм. Способ реализуют следующим образом: на точку, расположенную по средней линии предплечья выше проксимальной лучезапястной складки, на 3 сантиметра накладывают датчик. Устанавливается шумовой режим с модуляцией на точку в течение 10 минут. Применяется курсом 7 процедур ежедневно в течение 10 минут в первой половине дня.
Известны фармакологические средства, влияющие на повышение умственной работоспособности человека, - это различные транквилизаторы: пирроксан, фенибут и др.; актопротекторы: бемитил, томерзол и др.; ноотропные препараты; антигипоксанты; психомоторные стимуляторы: фенамин, сиднокарб, бромантан, кофеин и др. (Коррекция эмоциональных состояний при экстремальных воздействиях, 2008 г.).
Кофеин (называемый также теин, матеин, гуаранин) - это алкалоид пуринового ряда, представляющий собой бесцветные горькие на вкус кристаллы. Содержится в таких растениях, как кофейное дерево, чай, мате, гуарана, кола и некоторых других. В малых дозах оказывает стимулирующее воздействие на нервную систему, однако в больших дозах вызывает истощение. Под воздействием кофеина ускоряется сердечная деятельность, поднимается кровяное давление, за счет высвобождения дофамина улучшается настроение. Химическое название кофеина - 1,3,7-триметилксантин, по строению и фармакологическим свойствам он близок к теобромину и теофиллину. Все три алкалоида относятся к группе метилксантинов, однако кофеин лучше действует на центральную нервную систему (ЦНС). По своим физическим свойствам это - белые шелковистые игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок горьковатого вкуса, без запаха, хорошо растворим в горячей воде. В промышленности кофеин синтезируют из мочевой кислоты и ксантина.
Физиологические особенности действия кофеина на ЦНС были изучены еще И.П.Павловым, показавшим, что кофеин усиливает и регулирует процессы возбуждения в коре головного мозга; в соответствующих дозах он усиливает положительные условные рефлексы и повышает двигательную активность. Стимулирующее действие приводит к повышению умственной и физической работоспособности, уменьшению усталости и сонливости. Однако большие дозы могут привести к истощению нервных клеток. При этом действие кофеина (как и других психостимулирующих средств) в значительной степени зависит от типа высшей нервной деятельности; соответственно и дозирование кофеина должно производиться с учетом индивидуальных особенностей нервной деятельности. Кофеин ослабляет действие снотворных и наркотических средств, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга, возбуждает дыхательный и сосудодвигательный центры. Сердечная деятельность под влиянием кофеина усиливается, сокращения миокарда становятся более интенсивными и учащаются. Одновременно с возбуждением сосудодвигательного центра и сердца под влиянием кофеина расширяются кровеносные сосуды скелетных мышц и ряда других областей тела: головного мозга, сердца, почек (сосуды остальных органов брюшной полости сужаются), поэтому при нормальном физиологическом состоянии организма существенных изменений артериального давления не наблюдается. В механизме действия кофеина существенную роль играет его угнетающее влияние на фермент фосфодиэстеразу, что ведет к внутриклеточному накоплению циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Циклический АМФ рассматривается как медиаторное вещество (вторичный медиатор), при помощи которого осуществляются физиологические эффекты различных биогенных лекарственных веществ. Под влиянием циклического АМФ усиливаются процессы гликогенолиза, стимулируются метаболические процессы в разных органах и тканях, в том числе в мышечной ткани и в ЦНС. В нейрохимическом механизме стимулирующего действия кофеина важную роль играет его способность связываться со специфическими «пуриновыми» или аденозиновыми рецепторами мозга, эндогенным лигандом для которых является пуриновый нуклеозид - аденозин. Этому способствует структурное сходство молекул кофеина и аденозина. Поскольку аденозин рассматривается как фактор, уменьшающий процессы возбуждения в мозге, замещение его кофеином приводит к стимулирующему эффекту, однако при длительном применении кофеина возможно образование в клетках мозга новых аденозиновых рецепторов, и действие кофеина постепенно уменьшается. В медицине кофеин применяют при инфекционных и других заболеваниях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС и сердечно-сосудистой системы, при отравлениях наркотиками и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах сосудов головного мозга (мигрень и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для устранения сонливости. Кофеин также используется как мочегонное средство. Из-за возбуждающего свойства кофеина и физического привыкания к нему многие люди употребляют кофеиносодержащие продукты (напитки: кофе, чай и др.) для взбадривания. Кофеин, как и другие стимуляторы ЦНС, противопоказан при повышенной возбудимости, бессоннице, выраженной гипертензии и атеросклерозе, при органических заболеваниях сердечнососудистой системы, в старческом возрасте, при глаукоме.
Недостатками известных способов оптимизации интеллектуальной деятельности человека являются их невысокая эффективность, сложность использования.
Техническим результатом изобретения является создание нового способа оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся, основанного на комбинированном воздействии электромагнитного излучения крайне высокой частоты с модуляциями, частотного диапазона от 43 ГГц до 44 ГГц и фармакологического препарата (кофеин).
Задачей изобретения является:
- оптимизация интеллектуальной деятельности;
- нормализация психофизических функций организма;
- стимуляция общей энергетики организма.
Цель достигается путем применения электромагнитного излучения крайне высокой частоты, отличающегося тем, что воздействуют крайневысокочастотным излучением с модуляциями частотного диапазона от 43 ГГц до 44 ГГц с одновременным пероральным введением кофеина по 0,2 г, применяют в первой половине дня в течение 20 минут, курсом 5 процедур ежедневно.
Для доказательства возможности промышленного применения способа оптимизации интеллектуальной деятельности при помощи комбинированного воздействия крайневысокочастотным излучением и кофеином был проведен эксперимент. В работе принимали участие 48 студентов третьего курса гуманитарного ВУЗа. Численность экспериментальной группы составила 20 человек, контрольной I - 15, контрольной II - 13 человек.
Вначале испытуемые экспериментальной и контрольных групп прошли обследование в объеме: - самооценка состояния; - уровень тревожности (по Спилбергеру - Ханину); - распределение внимания (красно-черные таблицы); - пространственно-временная антиципация по реакции на движущийся объект; - методики «компасы» и «установление закономерностей»; - определение частоты сердечных сокращений (ЧСС); - измерение систолического и диастолического артериального давления (АД).
Затем в первой половине дня в течение пяти дней испытуемые экспериментальной группы подвергались комбинированному применению крайневысокочастотного воздействия и кофеина. Испытуемые контрольной группы I подвергались крайневысокочастотному воздействию, а контрольной II - воздействию кофеина. На заключительном этапе группы повторно прошли обследование в первоначальном объеме.
В таблице представлена динамика психофизиологических показателей до и после комбинированного воздействия крайневысокочастотным излучением и кофеином.
Полученные данные были обработаны общепринятыми методами статистического анализа и представлены в таблице. При оценке значимости различий сравниваемых величин применялся общепринятый 5,0% уровень нулевой гипотезы.
Психофизиологические показатели обследуемых до и после комбинированного применения крайневысокочастотного воздействия и кофеина (М±m)
| Психофизиологические показатели | Контрольная группа I | Контрольная группа II | Экспериментальная группа | |||
| До | После | До | После | До | После | |
| Самооценка состояния (баллы) | 36,2±2,1 | 38,8±2,0 | 37,0±1,9 | 39,5±1,7 | 35,3±1,2 | 41,0±1,3* |
| Реактивная тревожность (баллы) | 36,0±2,2 | 32,5±2,1 | 36,4±2,0 | 33,0±2,2 | 36,8±2,2 | 30,3±2,1* |
| Красно-черные таблицы (сек) | 177,3±13,2 | 158,4±15,3 | 170,3±14,3 | 151,8ρ±15,5 | 168,7±14,9 | 141,3±15,2* |
| Реакция на движущийся объект (м/с) | 15,7±1,1 | 13,0±1,1 | 16,0±1,3 | 13,5±1,0 | 15,4±1,7 | 12,0±2,1* |
| Методика «Компасы» (баллы) | 4,3±1,6 | 4,7±1,8 | 4,4±1,3 | 4,9±1,5 | 4,2±2,0 | 5,0±1,9* |
| Методика «Установление закономерностей» (баллы) | 3,4±1,7 | 4,1±1,9 | 3,7±1,8 | 4,3±1,7 | 3,1±1,7 | 4,5±1,9* |
| Частота сердечных сокращений (удар/мин.) | 74,1±3,4 | 72,5±3,7 | 73,8±3,6 | 73,1±3,8 | 74,3±3,1 | 72,8±3,0 |
| АД систолическое (мм рт. ст.). | 115,9±5,8 | 117,3±6,4 | 121,0±6,7 | 119,9±6,5 | 118,7±9,0 | 120,1±7,8 |
| АД диастолическое (мм рт. ст.) | 73,7±3,8 | 73,1±2,1 | 76,2±4,0 | 75,8±3,7 | 74,0±3,5 | 73,2±4,1 |
| Примечание. Достоверность различий р<0,05, по сравнению с исходными данными, обозначена*. |
В результате проведенного исследования было установлено, что у испытуемых, прошедших курс комбинированного применения крайневысокочастотного воздействия и кофеина, достоверно изменились следующие показатели: - возросла самооценка (с 35,3±1,2 до 41,0±1,3*); - снизился уровень личностной тревожности (с 36,8±2,2 до 30,3±2,1*); - улучшились результаты при работе с черно-красными таблицами (с 168,7±14,9 до 141,3±15,2*); - улучшилось качество выполнения элементов операторской деятельности (с 15,4±1,7 до 12,0±2,1*); - улучшилось мышление и сообразительность по методикам «компасы» (4,2±2,0 до 5,0±1,9*) и «установление закономерностей» (с 3,1±1,7 до 4,5±1,9*).
Показатели АД и ЧСС в ходе эксперимента достоверно не изменялись. Побочных, нежелательных реакций в ходе проводимого эксперимента и после курсового применения комбинированного воздействия крайневысокочастотным излучением и кофеином у испытуемых не отмечалось.
Пример практической реализации способа крайневысокочастотного воздействия: данный способ реализуется дистанционно с применением портативного гармонизатора электромагаитных полей CG. Гармонизатор модели CG состоит из блока генерации, встроенного излучателя электромагнитных волн, двух встроенных светодиодов и звукового зуммера, помещенных в пластиковую коробку размерами 100×40×20 мм, массой не более 0,2 кг. Прибор включается простым нажатием кнопки, выключается автоматически через 20 минут после начала работы. Минимальное расстояние от прибора до биологического объекта не должно быть меньше 50 см. Максимальная эффективность применения гармонизатора данной модели достигается в помещениях площадью порядка 20 м2, поэтому при работе в помещениях с большим метражом целесообразно использовать несколько приборов.
Таким образом, на основе вышеизложенных данных можно сделать вывод, что цель изобретения достигнута. Предложенный авторами способ оптимизации интеллектуальной деятельности прост в применении (прибор (гармонизатор CG) включается в начале занятия преподавателем или старостой группы, при этом в период крайневысокочастотного воздействия обучающиеся самостоятельно осуществляют пероральное введение кофеина), не требует значительных финансовых затрат и при этом достаточно эффективен.
Способ оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся с применением электромагнитного излучения крайне высокой частоты, отличающийся тем, что воздействуют крайневысокочастотным излучением с модуляциями частотного диапазона от 43 ГГц до 44 ГГц, с одновременным пероральным введением кофеина по 0,2 г, применяют в первой половине дня в течение 20 минут, курсом 5 процедур ежедневно.
