Психофизиологические системы относятся к сложным биологическим динамическим системам (БДС), динамика которых практически во всех случаях является нелинейной. Известно, что БДС в рамках компартментнокластерного подхода (ККП) могут описываться вектором состояния системы(ВСС)х = (х х2, ... хт)Тв m-мерном фазовом пространстве состояний (ФПС). Компоненты х ВСС могут иметь различные биологические или технические (для искусственных нейронных сетей) смысл и значение, но при этом очень важна динамика движения этого вектора в ФПС. Имеется существенное отличие технических систем (в частности, нейрокомпьютерных интеллектуальных систем) от биологических систем (например, мозга животных или человека) с позиций общей теории систем (ОТС).
В настоящее время в литературе имеется довольно мало данных, которые бы представляли изучение хаотической динамики изменения психофизиологических функций человека в возрастном аспекте в условиях Севера, в том числе и на фоне изменения параметров ФСО. В этой связи представляется наиболее целесообразным изучение психофизиологических особенностей детского организма на воздействие суровых климатических условий в период его роста и развития с позиций теории функциональных систем и синергетики. Актуальность данной проблемы определяется еще и тем, что реалии природноклиматических условий каждого северного региона специфичны, а реакции детского организма являются сенситивными к их воздействию и имеют свои характерные особенности. Это особенно ярко проявляется в условиях континентального климата Югры, на который оказывает особое воздействие воздушные массы с заполярных областей.
Большую роль в созревании когнитивных функций человека, его интеллекта в целом, играет окружающая социальная среда как система влияния совместно с параметрами внешних экофакторов. В частности, интеллект человека (интеграция высших психических функций) формируется в зависимости от социокультурной среды (либо это мегаполис, либо небольшой населенный пункт). Как известно, человек в большом городе способен обрабатывать большие массивы информации (иначе не выжить), а в небольших городах удерживать большие кластеры информации зачастую не требуется. Соответственно, развитие психофизиологических функций человека на севере имеет более сложную картину, т.к. сюда добавляется влияние специфических параметров экофакторов, например, длительный холодовой период, резкие барометрические колебания, низкое парциальное давление кислорода в легких и т.д. Проведенные нами многочисленные исследования, имеющие лонгитюдный характер, выявили общую картину состояния ФСО, психофизиологических функций человека разных возрастных групп, показали их отличия от состояния этих функций в условиях средней полосы России.
В данной работе с помощью психофизиологических тестов нами были проведены исследования состояния анализаторов учащихся школ с профильным и непрофильным обучением. Состояние сенсомоторных реакций оценивалось с помощью авторской методики [1] и регистрировались: зрительномоторные реакции на возникновение цветного квадрата, 2х разных по цвету квадратов, квадрата в разном поле экрана, аудимоторные реакции с генерацией звука случайным образом, скорость распознавания четных чисел, скорость распознавания символа с нажатием соответствующей цифры и задание на внимательность, где из длинного ряда 4х видов фигур было необходимо выделить (не пропустить) фигуры одного вида. Оценивались точность и скорость выполнения заданий.
Также нами был выполнен анализ динамики поведения вектора состояния организма человека (ВСОЧ) для указанных психофизиологических параметров учащихся Югры в дамерном (т.е. многомерном) пространстве состояний. Исследование параметров квазиаттракторов, поведения (ВСОЧ) проводилось с помощью авторской программы «Identity» [2]. В наших исследованиях мы брали 7 координат ВСОЧ (размерность фазового пространства была равна m=7) по вышеуказанным психофизиологическим параметрам.
Все данные показатели рассчитывались на ЭВМ. Определялись все интервалы изменения Δхi по 7ми координатам, показатели асимметрии Rx а также рассчитывался общий объем параллелепипеда V (General value), ограничивающего квазиаттрактор ВСОЧ. Были получены таблицы данных, представляющие размеры Δхi. и показателя асимметрии Rx для каждой координаты хx. и объем параллелепипеда Vx.
Исходя из полученных результатов идентификации объемов (Vx) квазиаттракторов, можно утверждать, что имеются существенные колебания объемов Vx у учащихся непрофильной школы. В то же время у учащихся гимназии имеется выраженные тенденция к уменьшению Vx с возрастом независимо от пола. Квазиаттрактор психофизиологических функций учащихся 11го класса непрофильной школы №4 резко выпадает из общей убывающей от возраста зависимости изменения Vx. Еще более ярко это проявляется при тендерных различиях: и у девочек, и у мальчиков школы № 4 Vx резко возрастает, в то время как у гимназистов обе кривые с возрастом имеют тенденцию к уменьшению. У девочек 7-го класса и у мальчиков 8го класса также имеются особенности, но обратной направленности - резкое снижение показателя Vx. В этом проявляется особенность полового созревания, но у мальчиков колебания с возрастом более значительны, чем у девочек.
Такая динамика изменения параметров квазиаттракторов психофизиологических функций у учащихся школ с профильным и непрофильным обучением характеризует процесс обучения и изменения состояния психофизиологических функций. Для непрофильной школы эта динамика характеризуется как неустойчивая и отражает низкую мотивационную компоненту при выполнении задания. В целом, мы наблюдали подобную дивергенцию по состоянию психофизиологических функций и при учете половых различий. В последнее время в педагогическом процессе все чаще приходится сталкиваться с рядом проблем, в основе которых лежит не только овладение школьником системы знаний (и как следствие это его успеваемость), но и развитие его психофизиологических возможностей, которые влияют на эффективность освоения нового учебного материала, на параметры его компетентности. Таким образом, динамика изменения психофизиологических функций отражает формирование межсистемных отношений, включающих интегративные показатели от простых сенсомоторных реакций до высших психических функций - ВПФ (внимания, памяти, мышления). Если же эти межсистемные (межкластерные) отношения неустойчивы, то и неустойчиво развитие этих ВПФ, т.е., если человек не может удержать внимание на внутренних мыслительных процессах, то мы будем наблюдать снижение мотивации к обучению и отклонение от нормы социальнопсихологического поведения учащегося. Поэтому, качественный анализ и переработка внутренней (накопленной) информации - это основа интеллекта, эвристической и креативной деятельности, которая в условиях Севера РФ имеют специфику.
Список литературы
1.Еськов В.М., Брагинский М.Я., Майстренко Е.В., Филатова Д.Ю. Исследование параметров сенсомоторных реакций и когнитивных функций человека в многомерном фазовом пространстве состояний // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615024, РОСПАТЕНТ. - Москва, 2010.
2. Еськов В.М., Брагинский М.Я., Русак С.Н., Устименко А.А., Добрынин Ю.В. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в mмерном фазовом пространстве. / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212 от 13 сентября 2006 г. РОСПАТЕНТ. - Москва, 2006.