Взаимосвязь между чувствительностью к сладкому вкусу и мыслительными способностями человека

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ           

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 ГЛЮКОЗА

1.1.1  Глюкоза  и её влияние на организм человека

1.1.2  Восприятие глюкозы человеком

1.2 КОГНИТИВНЫЕ ФУНКЦИИ

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К СЛАДКОМУ ВКУСУ

2.1.1 Тест для определения нижнего порога чувствительности к сладкому(глюкозе)

2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

2.2.1 Тест на устойчивость внимания

2.2.2 Тесты на зрительную  память

2.2.3 Тест на эффективность  запоминания

2.2.4 Диагностика природной  памяти

2.3 ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ИСПЫТУЕМЫХ К ГЛЮКОЗЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ИХ КОГНИТИВНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ

3.2. УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ НИЖНИМ ПОРОГОМ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ И РЕЗУЛЬТАТАМИ ТЕСТОВ НА ВЫЯВЛЕНИЕ КОГНИТИВНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ  

ВВЕДЕНИЕ

 

Существует необходимость ранней диагностики когнитивных (познавательных) способностей человека, чтобы оптимально развивать и направлять их. Однако способы выявления данных способностей, предложенные психологией,  часто дают слишком размытые результаты. Поэтому встает научная проблема: как наиболее точно определить уровень когнитивных способностей. Достоверно известно, что гораздо более надежным является установление связи между когнитивными способностями и физиологическими показателями, уровень которых можно определять количественно. К таким показателям относится вкусовая чувствительность, или вкус. Поэтому исследование зависимости между чувствительностью к сладкому вкусу(глюкозе) и уровнем когнитивных способностей является актуальным.

Из этого можно выдвинуть гипотезу: предположительно, что если метаболизм клеток  мозга в максимальной степени зависит от глюкозы, то между чувствительностью к сладкому вкусу и мыслительными способностями человека должна существовать взаимосвязь, которая может быть выявлена экспериментально.

Целью исследования является установление зависимости между чувствительностью к сладкому и когнитивными способностями человека, проверка рабочей гипотезы. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: изучить литературу по заданной теме, провести эксперимент по выявлению чувствительности к сладкому вкусу и по определению уровня когнитивных способностей, сопоставить и проанализировать полученные результаты.

В ходе работы были проведены  тесты на зрительную память, устойчивость внимания, природную память,  эффективность запоминания и чувствительность к глюкозе.

Научной новизной данного исследования является создание и обоснование новой методики выявления когнитивных способностей организма через чувствительность к глюкозе, для последующего развития данных функций. Предметом исследования является индивидуальная вкусовая  чувствительность человека к сладкому вкусу и когнитивные способности, а объектом взаимосвязь чувствительности к сладкому вкусу и когнитивных способностей человека.

 

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГЛЮКОЗА
1. Глюкоза  и её влияние на организм человека

 

Сладкие вещества природного происхождения  — это высококалорийные вещества (в частности, глюкоза — основное метаболическое топливо для мозга). Поэтому способность распознавать источники этой энергии в виде глюкозы, фруктозы или сахарозы важна  для выживания. Некоторые другие природные вещества, в том числе аминокислоты (например, глицин), также могут ощущаться как сладкие. [2]

Глюкоза - основной энергетический субстрат организма. Несмотря на то, что глюкоза содержит калорий вдвое меньше чем жиры, но окисляется он намного быстрее и легче, чем любые другие вещества, способные поставлять организму энергию. Все углеводы всасываются в кишечнике. Существует "гликемический индекс", который позволяет сравнить скорость всасывания отдельных углеводов. Если принять скорость всасывания глюкозы за 100, то, соответственно, величина для галактозы будет 110, для фруктозы 43, маннозы - 19, пентозы 9-15. Все моносахариды, попадая в клетки слизистой оболочки кишечника фосфорируются, т.е. образуют фосфорные сложные эфиры. Только в таком виде углеводы могут включиться в энергетический обмен. Фосфориирование происходит при участии специальных ферментов, которые активизируются инсулином. Во время тяжелой физической работы, во время прохождения соревновательной дистанции или длительной круговой тренировки на выносливость, выброс в кровь инсулина постоянно снижается, иначе он будет тормозить распад гликогена, жировых и белковых запасов до глюкозы. Однако глюкоза, выбрасываемая в кровь, плохо утилизируется мышцами из-за недостатка инсулина, ведь она не может фосфорилироваться. Для того чтобы насытить кровь работающего организма глюкозой необходимо избавиться от избытка инсулина, а чтобы использовать полученную таким образом глюкозу организму не хватает инсулина, чтобы ее фосфорилировать. Организм секретирует инсулин, но в небольших количествах, чтобы распадался гликоген и в то же время чтобы глюкоза усваивалась работающими мышцами. Возможно так же синтезировать фосфорилированные углеводы, углеводы с уже присоединенными фосфорными остатками. фосфорилированные углеводы моментально всасываются в кишечнике, и моментально включаются в обмен. Фосфорилированные углеводы используют в спортивном питании на дистанции и во время тренировок.

Глюкоза компонент внутренний среды, как позвоночных, так и беспозвоночных. Наиболее постоянен уровень сахара в крови натощак у человека и высших позвоночных животных. Напомним, что кровь человека содержит 70-120 мг/л сахара. Птицы отличаются очень высоким уровнем сахара крови (150-200 мг/л), что обусловлено их очень высоким метаболизмом. Самым высоким содержанием сахара в организме отличаются пчелы (до 3000 мг/л), такого содержания в организме сахара (глюкоза и фруктоза) нет более ни у одного живого существа. [4] В последние годы было обнаружено, что включение глюкозы во внутриклеточный обмен прямо пропорционально скорости ее проникновения внутрь клетки. Все факторы, ускоряющие транспорт глюкозы (фосфорилирование и др.) будут приводить к ускорению углеводного метаболизма. Интенсивная аэробная нагрузка, приводящая к развитию выраженного энергетического дефицита в мозге, мышцах, сердце, печени и др. работающих органах может в 2-2,5 раза ускорить как скорость проникновения глюкозы внутрь клетки, так и ее включение в обмен.

 

2. Восприятие глюкозы человеком

 

Язык человека покрыт более 5000 сосочков разной формы (рис. 1). Грибовидные занимают в основном две передние трети языка и рассеяны по всей поверхности, желобовидные (чашевидные) расположены сзади, у корня языка, — они большие, их легко увидеть, листовидные — это тесно расположенные складки в боковой части языка.

Рис. 1.  Расположение сосочков на языке человека

 

Каждый  из сосочков содержит вкусовые почки. Вкусовые почки есть также в надгортаннике, задней стенке глотки и на мягком нёбе, но в основном они сосредоточены на сосочках языка. Почки имеют свой специфический набор вкусовых рецепторов. Так, на кончике языка больше рецепторов к сладкому — он чувствует его гораздо лучше, края языка лучше ощущают кислое и соленое, а его основание — горькое . В общей сложности во рту человека примерно 10 000 вкусовых почек, и благодаря им чувствуется вкус[1].

Каждая  вкусовая почка (рис. 2) содержит несколько  дюжин вкусовых клеток. На их поверхности  есть реснички, на которых и локализованы молекулы, обеспечивающие распознавание, усиление и преобразование вкусовых сигналов[9]. Собственно сама вкусовая почка не достигает поверхности слизистой языка — в полость рта выходит только вкусовая пора. Растворенные в слюне вещества всасываются через пору в наполненное жидкостью пространство над вкусовой почкой, и там они соприкасаются с ресничками — наружными частями вкусовых клеток. На поверхности ресничек находятся специфические рецепторы, которые избирательно связывают молекулы, растворенные в слюне, переходят в активное состояние и запускают биохимические реакции во вкусовой клетке. В результате высвобождается нейротрансмиттер, он стимулирует вкусовой нерв, и по нервным волокнам в мозг уходят электрические импульсы, несущие информацию об интенсивности вкусового сигнала. Рецепторные клетки обновляются примерно каждые десять дней, поэтому если обжечь язык, то вкус теряется только на время.

Рис. 2. Вкусовая почка 

Молекула  вещества, вызывающего определенное вкусовое ощущение, может связаться  только со своим рецептором. Если такого рецептора нет или он или сопряженные  с ним биохимические каскады  реакций не работают, то вещество и  не вызовет вкусового ощущения. Существенный прогресс в понимании молекулярных механизмов вкуса был достигнут  относительно недавно. Так, горькое, сладкое  и умами распознается благодаря рецепторам, открытым в 1999 — 2001 годах. Все они относятся к обширному семейству GPCR (G protein-coupled receptors), сопряженных с G-белками. Эти G-белки находятся внутри клетки, возбуждаются при взаимодействии с активными рецепторами и запускают все последующие реакции.

 

2. КОГНИТИВНЫЕ СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

 

Когнитивные  функции мозга – это способность понимать, познавать, изучать, осознавать, воспринимать и перерабатывать (запоминать, передавать, использовать) внешнюю информацию. Это функция центральной нервной системы – высшая нервная деятельность, без которой теряется личность человека. [6] Классификация когнитивных способностей К. Пирлмена, предполагает следующие способности

1. Общие умственные  способности - способности к пониманию  понятий и отношений, излагаемых  устно и представляемых в числовой  форме основных, включая способность  логически рассуждать и решать  проблемы, устанавливать отношения  между абстрактными образами  и символами. Тесты, нацеленные  на выявление общих умственных  способностей, содержат комбинации  всевозможных вербальных, количественных  и логических или пространственных  заданий. 

2. Вербальные способности  - умение понимать и применять  различные языковые конструкции.  Тесты, которые выявляют эти  способности, предусматривают определение  степени понимания прочитанного  текста, запаса слов, знания грамматики, правильности произношения, связанности  речи, завершенности фраз.

3. Вычислительные  способности - умение понимать  числовые выражения и понятия,  представляемые в числовой форме,  быстро и точно выполнять стандартные  арифметические операции. Тесты  вычислительных способностей предусматривают  простые вычисления (сложение, вычитание,  умножение, деление или смешанные  операции), задачи с арифметическими  выражениями, поиск ошибок, чтение  графиков или таблиц.

4. Логические способности  - умение мыслить логически и  излагать собственные мысли в  фактографической, символьной или  образной форме, в том числе  способность понимать и применять  основополагающие принципы, делать  правильные умозаключения или  принимать правильные решения  в заданных условиях. Тесты, проверяющие  логические способности, содержат  устные рассуждения, абстрактные  рассуждения, буквенные и числовые  последовательности, высказываемые  суждения и логическое упорядочивание  некоторых событий. 

5. Скорость восприятия - способность к быстрому и  точному осознанию существенных  деталей в вербальном, числовом, образном или графическом материале.  Соответствующие тесты предусматривают  сопоставление имен, чисел, фигур,  исключение каких-либо элементов,  хранение чисел, кодирование,  хранение имен и проведение  замен или подстановок. 

6. Память - способность  заучивать, вспоминать и воспроизводить  или использовать информацию, отражающую  ассоциативные связи между вербальными,  числовыми или образными сигналами.  Тесты, проверяющие память, содержат  операции запоминания устных  команд, классификации, кодирования,  подстановки. 

7. Пространственно-механическая  ориентация - способность к точному  восприятию или представлению  объектов в пространстве либо  умение манипулировать в плане  представлений пространственными  образами, относительным положением  или ориентацией и движением  объектов в пространстве, способность  к пониманию и использованию  простых принципов физики и  механики. Соответствующие тесты  требуют знание основ механики, пространственных зависимостей, поисковых  процедур, механических принципов  и способов отслеживания.

8. Канцелярские способности - умение выполнять задачи, связанные с рутинной канцелярской работой, которая требует быстрого восприятия материалов, представленных в устной или числовой форме, и умения быстро вникать в их существенные детали. Канцелярские способности оцениваются по выполнению канцелярской работы. [7]

В целом, когнитивные способности необходимы человеку для восприятия  и познания окружающего мира, для  запоминания  и обработки информации, логического  мышления. 

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К СЛАДКОМУ ВКУСУ

Тест для определения нижнего порога чувствительности к сладкому (глюкозе).

 

 В ходе теста испытуемым на кончик языка (самую чувствительную к сладкому зону) необходимо капать раствором глюкозы в концентрации от наименьшей (0,125%) до наибольшей (10%). Минимальная концентрация раствора, в которой испытуемый почувствует сладкий вкус, будет являться его индивидуальным порогом чувствительности к глюкозе. Для наибольшей точности эксперимента испытуемый не знает, на сколько концентрированный раствор ему капают каждый момент времени. Эксперимент проводится только один раз. [3]

 

 

2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

2.2.1 Тест на устойчивость внимания