способ улучшения интеллектуальной деятельности обучающихся

Формула изобретения

Способ улучшения интеллектуальной деятельности обучающихся, включающий применение физических и фармакологических факторов воздействия, отличающийся тем, что обучающемуся ежедневно в первой половине дня вводят 0,2 г кофеина с последующим выполнением дыхательных упражнений, с включением нижнего - брюшного, среднего - реберного и верхнего - ключичного отделов легких, при этом вдох осуществляют без напряжения, выдох осуществляют с силой с напряжением мышц языка и гортани через нос, 3-5 раз подряд, выдох осуществляют полностью с подтягиванием живота, на вдохе через нос живот выпячивают; применяют в первой половине дня в течение 10 минут курсом 5 процедур ежедневно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области инновационной педагогики и может быть использовано для оптимизации интеллектуальной деятельности обучающихся.

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. - СПб., 2008).

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 сердечно-сосудистой системы, в старческом возрасте, при глаукоме.

Известен способ тренировки дыхательной мускулатуры (а.с. СССР 1445692, опубл. 23.12.88), в котором на вдохе и выдохе создают сопротивление дыханию с помощью специального устройства, которое помогает удлинять время вдоха и выдоха и создает определенный терапевтический эффект. В данном способе используются элементы дыхательной гимнастики: максимально глубокие вдох и выдох, использование определенного ритма дыхания, движение диафрагмы от верхнего до максимально нижнего, использование приспособлений, обеспечивающих неподвижность отдельных отделов дыхательного пути, и создание сопротивления дыханию с помощью различных устройств. Все эти способы выполняются для достижения определенного терапевтического эффекта.

Для достижения комплексного оздоровления организма используют различные варианты выполнения дыхательных упражнений по системе йоги (например, кн. В. Евтимова «Йога»: - Кемерово, Кем. книжн. изд-во, 1990, с.20-44, пер. с болгарского). Дыхание по этой системе состоит из нижнего (или брюшного, диафрагменного), среднего (или реберного) и верхнего (или ключичного) дыхания, при этом полное дыхательное упражнение осуществляется последовательным выполнением всех трех дыханий в едином слитном непрерывном волнообразном процессе.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ выполнения дыхательных упражнений по системе полного йогического дыхания, описанный в кн. С. Есудиана и др. Йога и здоровье современного человека. - Janus Books - София, 1999, с.147-158. По данной методике способ выполняется в виде дыхания тремя отделами легких: нижним, средним и верхним, путем полного вдоха и выдоха в каждом из отделов, при этом дыхание выполняется в едином слитном волнообразном процессе. Для усиления воздействия на отдельные органы с целью достижения определенных терапевтических эффектов дыхательные упражнения выполняют с вариацией ритма дыхания в отдельных отделах легких. Несмотря на то что этот способ описан более подробно с указанием определенных «психоэнергетических ключей» при выполнении отдельных упражнений и рекомендован для больных и здоровых начинающих с «западным менталитетом», его выполнение также требует длительной подготовки под руководством преподавателя.

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 фармакологического препарата (кофеин) и специальных дыхательных упражнений, при этом управление ритмами дыхания, с помощью специального алгоритма ритмического дыхания, способно направленно влиять на психофизические функции организма, приводя их в нормальное состояние.

Задачей изобретения является:

- оптимизация интеллектуальной деятельности;

- нормализация психофизических функций организма;

- повышение газообмена в организме, более полное насыщение его кислородом;

- выполнение более эффективного массажа внутренних органов живота.

Цель достигается путем перорального введения кофеина по 0,2 г, после чего выполняют дыхательные упражнения с включением нижнего (брюшного), среднего (реберного) и верхнего (ключичного) отделов легких, отличающиеся тем, что вдох осуществляют без напряжения, выдох осуществляют с силой с напряжением мышц языка и гортани через нос, 3-5 раз подряд, выдох осуществляют полностью с подтягиванием живота, на вдохе через нос живот выпячивают; применяют в первой половине дня в течение 10 минут курсом 5 процедур ежедневно.

Для доказательства возможности промышленного применения способа оптимизации интеллектуальной деятельности при помощи комбинированного воздействия кофеином и дыхательными упражнениями был проведен эксперимент. В работе принимали участие 50 студентов третьего курса гуманитарного ВУЗа. Численность экспериментальной группы составила 21 человек, контрольной I - 16, 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 воздействию кофеина и дыхательных упражнений. Испытуемые контрольной группы I подвергались воздействию дыхательных упражнений, 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 кофеина и дыхательных упражнений.

Психофизиологические показатели обследуемых до и после комбинированного воздействия кофеина и дыхательных упражнений (М±m)
Психофизиологические показатели	Контрольная группа I		Контрольная группа II		Экспериментальная группа
	До	После	До	После	До	После
Самооценка состояния (баллы)	35,5±1,7	37,1±2,0	37,0±1,9	39,5±1,7	34,3±1,5	40,5±1,8
Реактивная тревожность (баллы)	35,2±2,1	31,9±1,9	36,4±2,0	33,0±2,2	37,1±2,4	31,8±2,2
Красно-черные таблицы (с)	183,2±15,4	164,1±14,7	170,3±14,3	151,8±15,5	168,2±15,7	142,5±14,9
Реакция на движущийся объект (м/с)	15,5±1,3	13,1±1,2	16,0±1,3	13,5±1,0	15,1±1,5	11,6±1,4
Методика «Компасы» (баллы)	4,2±1,4	4,8±1,3	4,4±1,3	4,9±1,5	4,5±1,7	5,2±1,8
Методика «Установление закономерностей»	3,4±1,6	4,0±1,8	3,7±1,8	4,3±1,7	3,9±1,8	5,1±1,6
Частота сердечных сокращений (удар/мин)	74,5±3,9	75,3±4,2	73,8±3,6	73,1±3,8	72,8±3,7	73,5±4,0
АД систолическое (мм рт. ст.)	120,9±5,7	121,2±6,0	121,0±6,7	119,9±6,5	117,2±7,1	119,8±7,7
АД диастолическое (мм рт. ст.)	77,5±4,0	76,8±3,7	76,2±4,0	75,8±3,7	70,3±3,5	72,2±3,9
Примечание. Достоверность различий p<0,05, по сравнению с исходными данными, обозначена

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.

В результате проведенного исследования было установлено, что у испытуемых, прошедших курс комбинированного воздействия кофеина и дыхательных упражнений, достоверно изменились следующие показатели: возросла самооценка (с 34,3±1,5 до 40,5±1,8 ); снизился уровень личностной тревожности (с 37,1±2,4 до 31,8±2,2 ); улучшились результаты при работе с черно-красными таблицами (с 168,2±15,7 до 142,5±14,9 ); улучшилось качество выполнения элементов операторской деятельности (с 15,1±1,5 до 11,6±1,4 ); улучшилось мышление и сообразительность по методикам «компасы» (4,5±1,7 до 5,2±1,8 ) и «установление закономерностей» (с 3,9±1,8 до 5,1±1,6 ).

Показатели АД и ЧСС в ходе эксперимента достоверно не изменялись. Побочных нежелательных реакций в ходе проводимого эксперимента и после курсового применения комбинированного воздействия кофеина и дыхательных упражнений у испытуемых не отмечалось.

Пример практической реализации способа выполнения дыхательных упражнений: основой данного способа является мобилизующее дыхание. Данные упражнения предназначены для быстрого повышения общего тонуса организма. В отличие от других дыхательных упражнений, при которых вдох совершается активно, а выдох пассивно, в мобилизационном варианте вдох менее активный, а выдох осуществляется активно и достаточно резко с искусственно создаваемым затруднением. Исходное положение должно быть максимально комфортное для выполняющего упражнения, делается свободный вдох (4 с) и удлиненный (8 с) выдох. Выдох осуществляется с искусственным затруднением за счет напряжения мышц языка и гортани (движение наподобие зевка с закрытым ртом), а воздух при этом через нос с силой выдыхается из легких. Данное упражнение выполняется 5 раз. Далее совершается полный выдох, живот вбирается внутрь. Затем воздух медленно вдыхается через нос. При этом объем живота должен постепенно увеличиваться, мышцы живота должны быть расслаблены, ребра неподвижны. При наполнении нижних отделов легких воздухом осуществляется плавный переход, при котором начинает расширяться грудная клетка. В этой фазе воздухом наполняется средняя часть легких. Когда ребра достигнут максимального подъема, обеспечивается наполнение самой верхней части легких. В процессе вдоха воздух должен поступать постепенно непрерывной постоянной струей. Дышать необходимо спокойно и свободно.

Выдох совершается аналогично последовательности вдоха. Втягивая живот, выдыхаете воздух из нижней части легких. Опуская грудную клетку, выдыхаете воздух из средней части легких, выдыхаете воздух из верхних отделов легких, это делается медленно, без перерывов и усилий. В конце выдоха живот снова втягивается внутрь. Затем начинается вдох. Упражнение выполняется 5 раз.

Таким образом, на основе вышеизложенных данных можно сделать вывод, что цель изобретения достигнута. Предложенный авторами способ оптимизации интеллектуальной деятельности прост в применении (пероральное введение кофеина и комплекс дыхательных упражнений обучающиеся выполняют самостоятельно под наблюдением преподавателя), не требует значительных финансовых затрат и при этом достаточно эффективен.