Gender peculiarities of heart rate variability and hemodynamic basis of students’ educational activity

Abstract

Aim of this study is to analyze gender peculiarities of physiological and psychophysical basis of students’ academic activity.

Materials and Methods. 32 medical students (16 men and 16 women, 19-22 years) were examined. Students were proposed an alternative method of a colloquium on normal physiology in the form of a computer test. The test consisted of 30 questions, time of testing was not limited. The test was considered to be done if the number of correct answers was 50% or more. Examination of students’ heart rhythm, hemodynamic, and psychological parameters was conducted before and immediately after the test. Cardio-intervalogram was recorded within 5 minutes using Varicard hardware-software complex. The Students t-test, Mann-Whitney analysis, Wilcoxon analysis were used to determine the significance of differences between parameters among and within groups of men and women. Relationships of the studied parameters were determined using Spearman’s method of rank correlation.

Results. It was demonstrated that fulfilment of  the test by men was associated with reduction of hemodynamic parameters, with reduction of parasympathetic component and activation of sympathetic suprasegmental and central mechanisms of regulation of heart rhythm. Women showed stability of hemodynamic parameters and increase in suprasegmental influences on the dynamics of heart rhythm with lower average values. In correlation analysis conjugated pairs were found with the two components being different psychophysiological and physiological parameters, time and effectiveness of fulfilment of the test. The total number of conjugated and stable parameters were higher in women than in men both before and after computer testing.

Conclusions. Gender peculiarities of hemodynamic  basis of academic activity of students were found. The described dynamics can be considered a manifestation of a higher stability and relatively lower mobility of regulatory mechanisms in women.  

Keywords

gender peculiarities / heart rhythm variability / psychophysiological parameters / hemodynamics / computer test / students

References

[1] Dzhebrailova TD, Sulejmanova RG, Ivanova LI, et al. Students’ knowledge level computer testing results and individual specificity of purposeful activity vegetative support. Human Physiology. 2012; 38(5):58-66. (In Russ).

[2] Джебраилова Т.Д., Сулейманова Р.Г., Иванова Л.И., и др. Индивидуальные особенности вегетативного обеспечения целенаправленной деятельности студентов при компьютерном тестировании // Физиология человека. 2012. Т. 38, №5. С. 58-66.

[3] Akhmedova OO, Ovezgeldyeva GO, Grigoryan AG. The psychophysiological condition of first year students with different levels of physical activity. Human Physiology. 2011;37(5):84-90. (In Russ).

[4] Ахмедова О.О., Овезгельдыева Г.О., Григорьян А.Г. Психофизиологическое состояние сту-дентов-первокурсников с разным уровнем двигательной активности // Физиология человека. 2011. Т. 37, №5. С. 84-90.

[5] Sudakov KV, Andrianov VV. Teoriya funktsional’-nykh sistem kak osnova formirovaniya sistemnogo mirovozzreniya studentov-medikov. Sechenovskiy vestnik. 2012;1(7):29-33. (In Russ).

[6] Судаков К.В., Андрианов В.В. Теория функцио-нальных систем как основа формирования системного мировоззрения студентов-медиков // Сеченовский вестник. 2012. №1(7). С. 29-33.

[7] Zaripov VN, Barinova MO. Changes in parameters of tachography and heart rate variability in students differing in the level of psychoemotional stress and type of temperament during an academic test week. Human Physiology. 2008;34(4):73-9. (In Russ).

[8] Зарипов В.Н., Баринова М.О. Изменение пока-зателей кардиоинтервалографии и вариа-бельности сердечного ритма у студентов с разным уровнем психоэмоционального напря-жения и типом темперамента во время зачетной недели // Физиология человека. 2008. Т. 34, №4. С. 73-79.

[9] Lysenko NE, Davydov DM. Gender differences in regulating emotions in response to text with violent content. Human Physiology. 2012;38(4):26. (In Russ).

[10] Лысенко Н.Е., Давыдов Д.М. Половые различия регуляции эмоциональных реакций при предъявлении текстов с агрессивным содержанием // Физиология человека. 2012. Т. 38, №4, С. 26.

[11] Pankova NB, Karganov MYu, Nadorov SA. Analysis of heart rate variability and arterial blood pressure in different functional tests in men and women. Human Physiology. 2008;34(4):64-72. (In Russ).

[12] Панкова Н.Б., Надоров С.А., Карганов М.Ю. Анализ вариабельности сердечного ритма и артериального давления при разных функциональных пробах у женщин и мужчин // Физиология человека. 2008. Т. 34, №4. С. 64-72.

[13] Razumnikova OM, Volf NV. Information processing specialization during interference between global and local aspects of visual hierarchical stimuli in men and women. Human Physiology. 2011; 37(2):14-9. (In Russ).

[14] Разумникова О.М., Вольф Н.В. Селекция зрительных иерархических стимулов на глобальном и локальном уровнях у мужчин и женщин // Физиология человека. 2011. Т. 37, №2. С. 14-19.

[15] Slavutzkaya AV, Gerasimenko NY, Mikhailova ES. Recognition of spatially transformed objects in men and women: Analysis of behavior and evoked potentials. Human Physiology. 2012;38(3):18-29. (In Russ).

[16] Славуцкая А.В., Герасименко Н.Ю., Михайлова Е.С. Распознавание пространственно преобразованных фигур мужчинами и женщинами: анализ поведения и вызванных потенциалов // Физиология человека. 2012. Т. 38, №3. С. 18-29.

[17] Bogolepova IN, Malofeeva LI, Sveshnikov AV, et al. Neural organization of cortal areas as the index of inter-detained asymmetry of the brain of men and women. Journal of Asymmetry. 2017;11(3):5-16. (In Russ).

[18] Боголепова И.Н., Малофеева Л.И., Свешников А.В., и др. Нейронная организация корковых полей как показатель межполушарной асимметрии мужчин и женщин // Асимметрия. 2017. Т. 11, №3. С. 5-16.

[19] Khaspekova NB. Regulyatsiya variabel’nosti ritma serdtsa u zdorovykh i bol’nykh s psikhogennoy i organicheskoy patologiyey mozga [dissertation]. Moscow; 1996. (In Russ).

[20] Хаспекова Н.Б. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга. Дис. … д-ра мед. наук. М.; 1996.

[21] Stoyanov Z, Vartanyan I, Nikolova P. Psychophysiological reactivity and personality traits of left- and right-handers during intense mental load. Human Physiology. 2011;37(6):42-5. (In Russ).

[22] Стоянов З., Вартанян И., Николова П. Психофизиологическая реактивность и личностные черты леворуких и праворуких во время интенсивной умственной нагрузки // Физиология человека. 2011. Т. 37, №6. С. 42-45.

[23] Martynova OV, Roik AO, Ivanitsky GA. Changes in some indices of the cardiovascular system in different mental tasks. Human Physiology. 2011;37 (6):35-41. (In Russ).

[24] Мартынова О.В., Роик А.О., Иваницкий Г.А. Изменение некоторых показателей функцио-нирования сердечно-сосудистой системы при различных мыслительных операциях // Физиология человека. 2011. Т. 37, №6. С. 35-41.

[25] Gorev AS, Kovaleva AV, Panova EN, et al. Dynamics of spatial synchronization of EEG parameters during relaxation and their relationship with regulation of heart rate. Human Physiology. 2014; 40(5):38-47. (In Russ).

[26] Горев А.С., Ковалева А.В., Панова Е.Н., и др. Динамика пространственной синхронизации ритмических компонентов ЭЭГ при релаксации и их связь с регуляцией сердечного ритма // Физиология человека. 2014. Т. 40, № 5. С. 38-47.

[27] Aftanas LI, Brak IV, Reva NV, et al. Brain oscillations and individual variability of cardiac defense in human. Russian Journal of Physiology. 2013;99 (11):1342-56. (In Russ).

[28] Афтанас Л.И., Брак И.В., Рева Н.В., и др. Осцилляторные системы мозга и индивидуальная вариабельность оборонительного рефлекса сердца у человека // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2013. Т. 99, №11. С. 1342-1356.

[29] Grigoryan VH, Stepanyan AYu, Stepanyan LS. Gender differences of dynamic changes of anterior cortical activity under negative emotional strain. Human Physiology. 2012;38(4):35-40. (In Russ).

[30] Григорян В.Г., Степанян А.Ю., Степанян Л.С. Гендерные различия динамических изменений уровня активности передних областей коры головного мозга при негативной эмоциональной нагрузке // Физиология человека. 2012. Т. 38, №4. С. 35-40.

[31] Thayer JF, Johnsen BH. Autonomic Nervous system activity and its relationship to attention and working memory. In: Monitoring metabolic status: predicting decrements in physiological and cognitive performance. Washington: National Academic Press; 2004. P. 366-371.

[32] Thayer J.F., Johnsen B.H. Autonomic Nervous system activity and its relationship to attention and working memory. In: Monitoring metabolic status: predicting decrements in physiological and cognitive performance. Washington: National Academic Press; 2004. P. 366-371.

[33] Merkulova MA, Lapkin MM, Kulikova NA. Obratnaya svyaz i faktor vremeni v formirovanii sistemnoj organizacii celenapravlennogo povedeniya cheloveka pri vosproizvedenii zritelnyh obrazov. I.P. Pavlov Russian Medical Biological Herald. 2014;(1):50-9. (In Russ).

[34] Меркулова М.А., Лапкин М.М., Куликова Н.А. Обратная связь и фактор времени в форми-ровании системной организации целенаправ-ленного поведения человека при воспроиз-ведении зрительных образов // Российский медико-биологи-ческий вестник имени академика И.П. Павлова. 2014. №1. С. 50-59.

[35] Baevsky RM. Problem of the estimation and forecasting of the organisms functional state and its development in space medicine. Physics-Uspekhi. 2006;37(3):42-57. (In Russ).

[36] Баевский Р.М. Проблема оценки и прогнозирования функционального состояния организма и ее развитие в космической медицине // Успехи физиологических наук. 2006. Т. 37, №3. С. 42-57.

[37] Anokhin PK. Biologiya i neyrofiziologiya uslovnogo refleksa. Moscow: Meditsina; 1968. (In Russ).

[38] Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина; 1968.

RIGHTS & PERMISSIONS

Biryukova E.V., Vasilyuk N.A., Andrianov V.V.