2 курс / Нормальная физиология / Физиологические_основы_жизнедеятельности_человека_в_экстремальных

400Физиологические основы жизнедеятельности человека в экстремальных условиях

8.6.Методологические основы коррекции

функциональных нарушений у полярников методами

адаптивного биоуправления

Впоследнее время все большее внимание уделяется поиску методов нефармакологической, функциональной коррекции состояний при их отклонении от нормы. Это связано с тем, что использование фармакологических средств в ряде случаев нежелательно из-за их побочных действий.

Одним из функциональных способов коррекции состояний человека, который все шире начинает использоваться в нашей стране, а также и за рубежом, является метод адаптивного биоуправления, т. е. произвольная регуляция функций с помощью систем с биологическими обратными связями (Василевский Н. Н., 1979; Мовсисянц С. А., Тимофеева А. Н., 1982; Сороко С. И., Трубачев В. В., 2010; Черниговская Н. В., 1978; Черниговская Н. В., Beatty Т., 1979; Black A., Colt A., 1977; Glynn T. W., Tames T. M., 1974; Howard В., Labenski Т., 1975). С помощью этого метода оказывается возможным направленно изменять уровень психоэмоционального напряжения, снижать количество и длительность судорожных припадков при эпилепсии и т. д. (Меницкий Д. Н., Зингерман

А.М., 1980; Мовсисянц С. А., Кайданова Е. А., 1980; Черниговская Н. В., 1978).

Исследования, проведенные в антарктических экспедициях, показали, что характер функциональных нарушений, возникающих у полярников в процессе зимовки, может быть довольно разнообразным, от легких проявлений невротизации до отдельных случаев выраженных психозов и неврозов (Бундзен П. В., 1972, Деряпа Н. Р., Рябинин И. Ф., 1977, Матусов А. Л., 1979).

Ранее нами было показано, что одним из факторов, способствующих возникновению нарушений ВНД полярников, является снижение устойчивости центральных механизмов регуляции вследствие длительного и постоянного напряжения функциональных систем (Сороко С. И., 1984), получившего название «синдрома полярного напряжения» (Казначеев В. П., 1980).

Известно, что центральная нервная система через систему прямых и обратных связей с вегетативной нервной системой способна менять функциональный уровень многих висцеральных систем организма, а через них и характер адаптационного процесса. Вот почему мы полагаем, что при поиске путей коррекции дизадаптационных нарушении в пер-

вую очередь необходимо сконцентрировать внимание на возможностях использования метода адаптивного биоуправления для направленных перестроек структуры межцентральных взаимоотношений, которая лежит в основе поддержания устойчивых состояний как в норме, так и при патологии (Бехтерева Н. П., 1980).

Характер межцентральных отношений находит свое отражение в ЭЭГ. Коррекция функциональных нарушений нервной системы с помощью регуляции альфа-ритма оказывается не всегда успешной (Черниговская Н. В., 1978, Черниговская Н. В., Мовсисянц С. А., Тимофеева А. Н., 1982), кроме того, до сих пор не разработана тактика применения произвольной регуляции ЭЭГ при тех или иных заболеваниях с учетом индивидуальной структуры биоритмики мозга. Последнее является особенно важным, если учесть, что все компоненты ЭЭГ находятся в определенной взаимосвязи и даже небольшие сдвиги одного из них ведут к определенной перестройке других ритмов (Сороко С. И., 1984). Кроме того, имеется тесная связь характера структуры взаимодействия компонент ЭЭГ с индивидуальными особенностями механизмов саморегуляции, с пластичностью и устойчивостью нейродинамических процессов. При этом необходимо помнить, что в процессе зимовки у полярников происходят определенные сдвиги в характере межцентральных взаимоотношений, что может потребовать изменения тактики биоуправления на тех или иных стадиях адаптации.

В связи с этим одной из задач наших исследовании являлось изучение особенностей перестроек ритмики мозга при направленной регуляции отдельных ритмов ЭЭГ, а также определение индивидуальной стратегии сеансов биоуправления для коррекции

Исследования выполнены на 30 полярниках 23 Советской антарктической экспедиции, отзимовавших год на станции «Молодежная» и 30 участниках 24 экспедиции, прибывших на зимовку.

Адаптивное биоуправление с использованием БОС от ЭЭГ. Анализ ЭЭГ, зарегистрированных в состоянии покоя, выявил определенную разницу в выраженности отдельных ритмов ЭЭГ между участниками 23 и 24 САЭ. У вновь прибывших полярников обнаружен более высокий уровень бета- и альфа-активности и ниже выраженность тета- и дель- та-ритмов. Имеются существенные различия в успешности выполнения проб на регуляцию отдельных ритмов.

Так, производная регуляции альфа-ритма в сторону усиления была успешной у состава 23 САЭ (увеличение в среднем на 2%) и не удавалась лицам 24 САЭ, где, наоборот, произошло снижение выраженности

альфа-активности на 2%. Сеансы с БОС на уменьшение уровня альфаактивности были успешными у полярников обеих экспедиций. В среднем выраженность альфа-ритма (по числу альфа-волн в 2-минутном отрезке ЭЭГ) у лиц 23 САЭ снижалась на 7%, у лиц 24 САЭ — на 6%. Так же удавалась проба на усиление тета-ритма в ЭЭГ, повышение составило для лиц 23 САЭ – 8%, для лиц 24 САЭ – 22%. С биоуправлением на увеличение выраженности бета-ритма справились только участники 23 САЭ, сумевшие увеличить его на 15%. Уровень бета-активности при данной пробе у полярников 24 САЭ не изменялся.

При исследовании суммарного влияния регуляции отдельных ритмов на перестройки всей ритмики ЭЭГ было установлено, что наибольшее влияние оказывают сеансы биоуправления с БОС по альфа- и тетаактивности (табл. 44). Это становится понятным, поскольку именно данные ритмы образуют «функциональные ядра» в структуре взаимодействия ритмики мозга и отражают состояние основных регулирующих систем мозга.

Исследования показали, что сеансы биоуправления, направленные на увеличение диапазона физиологических флуктуаций функций и формирование новых межцентральных взаимоотношений в различных системах организма, являются фактором, способствующим повышению устойчивости механизмов регуляции и нормализации состояний (Василевский Н. Н., 1979, Сороко С. И., 1984, Черниговская Н. В., 1978). Следовательно, наличие сдвига ритмов в сеансах у БОС у лиц 23 САЭ в сторону высоких частот с соответствующим уменьшением доли тета- и дельта-ритмов свидетельствует о том, что биоуправление является корректирующим состояние фактором для лиц, отзимовавших в Антарктиде.

Таблица 44

Характер перестроек ритмики ЭЭГ при произвольной регуляции отдельных ритмов

Использование тестов Айзенка, опросников Спилбергера-Ханина и САН обнаружило, что у всех лиц 23 САЭ после 3–4 сеансов биоуправления на усиление альфа- и бета-активности существенно снижался уровень невротизации, улучшалось общее самочувствие. Объективно зарегистрировано повышение регуляционных и информационных характеристик устойчивости центральных механизмов регуляции.

Данные, полученные на добровольцах в Ленинграде, а также на полярниках 24 САЭ, только что прибывших на станцию, показали, что основные перестройки в сеансах биоуправления при хорошем функциональном состоянии мозга возможны, в основном, в диапазоне альфа- и тета-ритмов, в то время как дельта- и бета-ритмы существенных изменений не претерпевают. Это, по-видимому, свидетельствует о том, что центральные механизмы регуляции при неистощенных резервах довольно устойчиво поддерживают структуру внутрицентральных взаимоотношений, не позволяя им выходить за пределы физиологических флуктуаций нормы. При нарушении этих взаимоотношений сеансы адаптивного биоуправления способствуют включению функциональных резервов, позволяющих вернуть или хотя бы приблизить систему к состоянию нормы. Причем, как показали наши исследования, реализация программы восстановления (оптимизации) деятельности мозга у полярников в конце зимовки неодинакова и зависит от индивидуально-типологических особенностей нейродинамики мозга, в частности от пластичности нейродинамических процессов.

Исследования показали, что у лиц с высоким уровнем (I группа) пластичности нейродинамических процессов (Василевский Н. Н., 1975, Сороко С. И., Суворов Н. Б., Бекшаев С. С., 1977) из всех проб по регуляции различных ритмов ЭЭГ лучше удавались сеансы биоуправления альфа-ритмом на снижение (на 14%), тета- и бета-ритмами – на увеличение (на 16 и 17% соответственно). В сеансах на усиление альфа-актив- ности, наоборот, происходило ее уменьшение на 14%.

У лиц со средним уровнем пластичности (II группа) пробы на усиление альфа-активности не удавались, отмечаемое при этом уменьшение альфа-активности было ниже, чем у лиц первой группы (2%). В то же время сеансы на снижение уровня альфа-ритма были успешными (на 5%), так же, как и пробы на усиление тета- (на 4%) и бета-ритма (на 21%). У этой группы испытуемых при приведении проб уменьшался удельный вес не только одного альфа-ритма, как у лиц I группы, но и незначительно менялись бета-, тета- и дельта-активность.

Совершенно по-иному происходила перестройка ритмов ЭЭГ при биоуправлении у испытуемых с низким уровнем пластичности нейро-

динамических процессов (III группа). В всех пробах, независимо от выбранного ритма ЭЭГ и направления регуляции, происходило усиление выраженности альфа-активности. У лиц этой группы, в отличш от второй и, особенно, первой группы, в процессе сеанса с БОС постепенно происходит количественное уменьшение медленных компонент в ЭЭГ. Следует отметить, что только лица III группы дали эффект увеличения альфа-активности на 13%, в то время как эффективность биорегуляции другими ритмами на их усиление была наименьшей (бета-ритм увеличивался на 7%, тета-ритм не изменялся).

При изучении картины перестроек ритмов ЭЭГ в начале зимовки межгрупповые различия оказываются менее выраженными. Здесь наибольшие отличия имеются между первой и третьей группами, в то время как вторая группа по характеру изменений тета- и дельта-ритмов приближается к лицам первой группы, а по изменениям бета- и альфаак- тивности – к третьей группе. Характер изменений ритмов, по которым осуществлялась биорегуляция функционального состояния мозга у лиц с различным уровнем пластичности в начале и в конце зимовки, представлен на рис. 92.

Исходя из результатов, полученных в сеансах биоуправления с БОС, следует сказать, что характер перестроек ритмики ЭЭГ у лиц I группы при отсутствии симптомов нарушений ВНД как в начале, так и в конце зимовки практически одинаков. Следовательно, у лиц с высоким уровнем пластичности нейродинамических процессов применение адап-

Рис. 92. Изменение отдельных компонент электроэнцефалограммы в сеансах с БОС в группах у полярников 23 САЭ (А), 24 САЭ (Б). Стрелками показано направление проводимых тестов: стрелка вверх – на увеличение, стрелка вниз – на уменьшение выраженности регулируемого ритма ЭЭГ. Сплошная линия – первая группа, пунктирная – вторая группа, линия точками – третья группа. По оси ординат – изменение регулируемого ритма

относительно фона (%). По оси абсцисс – характер проводимых тестов.

уровня тета- и дельта-ритмов. Следовательно, для полярников II группы для коррекции функционального состояния ЦНС желательно назначение сеансов биоуправления начиная с середины зимовки, для отдельных лиц (при резком увеличении тета-ритма) показано применение биоуправления уже на первом этапе зимовки. Во второй группе предпочтение следует отдавать биорегуляции бета-ритма в сторону усиления, чередуя с сеансами на увеличение альфа-ритма. Сеансы на повышение только тета- и дельта-ритма или только на увеличение альфа-ритма оказываются менее эффективными.

При отсутствии выраженных нарушений для поддержания функционального состояния ЦНС в течение зимовки достаточно 2–3 сеансов ежемесячно подряд по одному сеансу в день в течение 15–20 мин. При возникновении выраженных невротических состояний требуется назначение курса адаптивного биоуправления из 6–8 сеансов которые должны разделяться на 3 этапа. Как было показано ранее, при выраженных неврозах или эндогенных депрессиях в ЭЭГ возникают «патологические» структуры взаимодействия компонент ЭЭГ (Сидоренко Г. В., Сороко С. И., 1984, Сороко С. И., 1984). В связи с этим, первые 3–4 сеанса должны быть направлены на разрушение «патологического паттерна» Это может быть достигнуто путем биотренинга на ослабление связи отдельных ритмов с ритмом, поддерживающим патологическое состояние и усиление взаимодействия компонент ЭЭГ с альфа-ритмом.

Сеансы на разрушение устойчивых состояний должны продолжаться до наступления стадии равновероятного взаимодействия компонент ЭЭГ. В этот момент может наблюдаться некоторое усиление симптоматики заболевания.

Второй этап биоуправления должен состоять из сеансов, направленных на повышение выраженности альфа-ритма и усиление связи с ним остальных ритмов. При этом наилучший эффект достигается тогда, когда тренинг идет на восстановление исходной нормальной структуры взаимодействия компонент ЭЭГ пациента.

Третий этап адаптивного биоуправления при выраженных нервных расстройствах преследует цель закрепить достигнутый терапевтический эффект. Он состоит из нескольких сеансов на усиление альфа-рит- ма в левом или правом лобно-затылочном отведении, проводимых по 15–20 мин через 2–3 дня.

Адаптивное биоуправление с БОС от частоты сердечных сокращений. Исследования показали, что в ряде случаев при выраженных нервных расстройствах, особенно у лиц III группы, адаптивное биоуправле-

ние по ЭЭГ вследствие высокого нервно-эмоционального напряжения и выраженной дизритмии в ЭЭГ оказывается невозможным. В этом случае положительный эффект может быть достигнут путем назначения на первом этапе сеансов адаптивного биоуправления по показателям вегетативной нервной системы, таким как ЧСС и КГР.

Исследования показали, что сердечно-сосудистая система, тесно связанная с регуляторными механизмами коры и подкорковых образований мозга, является тонким эффекторным органом с большой функциональной подвижностью, позволяющей оказывать направленное модулирующее влияние на ЦНС с помощью адаптивного биоуправления (Меницкий Д. Н., Зингерман А. М., 1980, Талон М. И., Фельбербаум Р. А., Черниговский В. Н., 1978).

Однако и здесь, как и при регуляции ритмов ЭЭГ, выявлены определенные закономерности, без учета которых эффект адаптивного биоуправления может быть разным. При проведении сеансов биоуправления на понижение ЧСС у отзимовавших полярников положительный эффект наблюдался у 80%, при этом ЧСС уменьшалась в среднем на 5,2%. У вновь прибывших эффект снижения ЧСС в сеансах с БОС отмечался у 83% лиц, его величина составила 5,6%. Различные результаты были получены при биоуправлении в сторону увеличения ЧСС. У участников 23 САЭ эта проба удалась у 57% лиц и составила в среднем 3,8%. В то же время только у 46% лиц 24 САЭ отмечалось лишь незначительное увеличение ЧСС.

Дисперсионный анализ показал, что степень влияния сеансов биоуправления на изменение ЧСС очень высока (р < 0,001), хотя диапазон регуляции в разные периоды зимовки был неодинаков. Было обнаружено, что в начале зимовки отмечается меньшая способность к произвольному учащению ЧСС, чем к урежению. Это согласуется с данными других авторов (Меницкий Д. Н., Зингерман А. М., 1980). Для лиц, отзимовавших год в Антарктиде, характерным является способность как уменьшать, так и увеличивать ЧСС с помощью методов с БОС. Подобное различие очевидно связано с тем, что у лиц, только что прибывших на полярную станцию, первоначально вся деятельность протекает на фоне повышенного эмоционального напряжения. Вследствие этого, получение в сеансах с БОС реакции активационного типа затруднено, тем более, что исходное значение ЧСС у них выше, чем у лиц, отзимовавших год в Антарктиде.

Наличие повышенного эмоционального фона, влияющего на уровень тревожности, четко выявляется психологическим тестом Спилбергера-

Ханина. Среди полярников 24 САЭ значительно ниже процент лиц с высоким уровнем как реактивной (3,5%), так и личностной (7%) тревожности и больше лиц с низким уровнем тревожности (14% и 7% соответственно). В то же время у членов 23 САЭ высокий уровень тревожности по реактивной шкале отмечается у 16% лиц, по личностной – 16%

инизкий уровень тревожности только у 6,4% лиц по реактивной шкале

иу 3% лиц по личностной шкале.

Исследования показали, что сеансы адаптивного биоуправления, направленные на повышение ЧСС в конце зимовки, когда отмечается общая астенизация организма и «уплощение» эмоционального фона, дают явный положительный эффект. Следует отметить, что произвольная регуляция ЧСС связана не только со сдвигом в сердечно-сосудистой системе, но вовлекает и другие системы организма, что, по-видимому, связано с тем, что произвольная регуляция любых вегетативных параметров осуществляется через центральные механизмы. Подтверждением этому является тот факт, что в сеансах с БОС, направленной на стабилизацию амплитудно-частотных параметров ЭЭГ, через 13–15 с после стабилизации ЭЭГ наступает стабилизация ритма сердечных сокращений.

Исследования, проведенные в 23 и 24 САЭ, показали, что в первые месяцы зимовки целесообразно проводить сеансы с БОС по ЧСС в сторону урежения. Это снижает уровень своеобразной эмоциональной «эйфории», которая отмечается в первый период пребывания на станции и носит отрицательный характер.

Анализ межгрупповых различий показал, что в начале зимовки наибольший эффект регуляции на урежение ЧСС наблюдается у лиц с низким уровнем адаптивной пластичности. Противоположная картина отмечается в сеансах биоуправления на учащение ЧСС в начале зимовки. Здесь наилучших результатов добиваются лица 1 и II групп. Испытуемые III группы успешнее всех справляются с этой задачей в конце зимовки. У полярников I группы диапазон регуляции ЧСС как в начале, так и в конце зимовки, остается практически одинаковым.

Испытуемые второй группы обладают способностью к регуляции ЧСС в любую сторону в системах с БОС, однако в конце зимовки диапазон регуляции в сторону повышения ЧСС сокращается, а диапазон регуляции на снижение ЧСС увеличивается. Учитывая такую динамику соотношений между тормозными и активационными механизмами регуляции функционального состояния организма у этих лиц, нами проводились сеансы на повышение ЧСС, что вызывало общую активацию регуляторных механизмов и снижение общей астенизации.

Было обнаружено, что у лиц III группы высокий уровень эмоционального возбуждения на первом этапе зимовки препятствует успешному проведению биоуправления на повышение ЧСС. Высокая степень активации нервных процессов у этих лиц находит свое отражение в большей выраженности в ЭЭГ бета-активности в начале зимовки, а также в исходной величине ЧСС (79,3 уд/мин) по сравнению с лицами первой (77,2 уд/мин) и второй (67,1 уд/мин) групп.

Учитывая высокую реактивность лиц III группы, более целесообразным оказалось проведение сеансов адаптивного биоуправления на снижение ЧСС, особенно в первую половину зимовки.

Следует отметить, что положительное влияние сеансов адаптивного биоуправления на функциональное состояние оказалось связанным не только с величиной сдвигов в ЧСС, но и со значительной стабилизацией длительности RR-интервалов.

Положительный тренирующий эффект произвольной регуляции ЧСС по альтернативному типу (попеременное повышение и понижение ЧСС) на состояние сердечно-сосудистой системы и общее самочувствие испытуемых отмечено в работах других сотрудников нашего отдела (Меницкий Д. Н., Зингерман А. М., 1980).

Многопараметрическое биоуправление. Исследования показали, что эффективность коррекции функциональных состояний методами адаптивной регуляции с помощью БОС во многом зависит от вида обратной связи (от какого физиологического параметра эта БОС формируется). У одних лиц более эффективными являются БОС от ЭЭГ, у других – от вегетативных функций, у третьих лучший результат достигается при определенном сочетании тех и других или их одновременном предъявлении. Нами было показано, что для регуляции состояния существенное значение имеет непрерывность обратной связи, информирующая пациента не только об изменении регулируемых параметров, но и о направлении этих изменений. Отсутствие такой информации крайне затрудняет регуляцию и вызывает повышение нервно-эмоционального напряжения, так как пациент не знает, правильно ли он выбрал стратегию регуляции. В известных устройствах эту информацию человек получает только при достижении нормы (Glynn T. W., Tames T. M., 1976). Кроме того, при предъявлении БОС только по одному физиологическому параметру невозможно как пациенту, так и врачу следить за изменением других функций. Поэтому часто возникает ситуация, когда человек произвольно возвращает к норме один из отклонившихся параметров, а другие важные для поддержания состояния параметры при этом отклоняются.