Применение биоуправления по электроэнцефалограмме в системе профилактических мероприятий

Как известно, процесс жизнедеятельности человека, функционирование его органов координируется его мозгом, который осуществляет управление. При этом, естественно, процессы управления можно разделить на два класса: осознанные и неосознанные. К осознанному типу управления можно отнести волевые решения и исполнения (кора головного мозга) [1]. Ряд управлений жизнедеятельностью организма осуществляется в неосознанном виде (вегетативная нервная система) – это работа сердца, пищеварительных органов, терморегулирование, обмен веществ, работа биологических ритмов головного мозга, сон и т.д. [2]. Этот класс регуляторных неосознанных механизмов, выполняемых как бы автоматически, является важнейшим в определении физиологического состояния организма и его возможностей, определяя принцип гомеостаза [3].

Неосознанные регуляторные механизмы являются таковыми, поскольку отсутствует осознанная обратная связь относительно работы системы или органа. Роль подсознательных регуляторных функций мозга чрезвычайно обширна, принципиальна и неоценима. Современной наукой доказано, что неосознанные регуляторные механизмы, в известных пределах и с известными трудностями также поддаются в ходе специальных тренировок регуляции, если создать искусственную обратную связь, дающую сознанию человека необходимую для управления информацию. При этом, симпатические и парасимпатические волокна тесным образом связаны с железами внутренней секреции, стимулируют вегетативно-висцеральный отдел нервной системы, повышают его тонус. Отсюда возникло и закрепилось понятие о единой нейрогуморальной иннервации.

Высокий уровень функциональной активности мозга соответствует эмоциональному напряжению, направленному вниманию, выполнению новой задачи, требующей интеллектуальной мобилизации, характеризуется повышением объема воспринимаемой и перерабатываемой мозгом информации, требованием к гибкости и мобильности мозговых систем [4].

В целом ряде профессий даже небольшая ошибка, обусловленная психическими особенностями человека (неустойчивость внимания, нескоординированность движений, неумение быстро ориентироваться в обстановке и принять правильное решение) может привести к серьезной аварии даже катастрофе, имеющими своим следствием гибель людей, а касательно военно-профессиональной деятельности – к боевым и не боевым потерям [5-8].

Большие возможности в профилактике этих последствий имеет профессиональный отбор, проводимый с помощью приборов, созданных на основе биологической обратной связи (БОС). Имеются данные об использовании биоуправления при лечении и профилактике функциональных, органических нарушений высшей нервной деятельности [9]. Исследования, проводимые в этой области, подтверждают прогностическую ценность БОС-навыков, как критерия адаптации организма человека в условиях стресса, а также целесообразность БОС-обучения с целью стабилизации физиологических параметров состояния человека путем коррекции [10]. Эффективность данного метода также состоит в том, что при обучении человека повышается надежность физиологических параметров во время интенсивной обработки потока полиморфной информации в условиях дефицита времени и при принятии экстренных решений [11].

БОС-методы весьма эффективны для лиц, работающих на пределе физиологических возможностей (работники силовых структур, спортсмены, операторы и др.), для которых удается существенно раздвинуть возможности организма: повысить самочувствие, память, внимание, работоспособность, координацию движений и др. Доказано, что БОС не дает отрицательных побочных эффектов [12].

Впервые в практику психофизиологической деятельности Комитета национальной безопасности Республики Казахстан внедрен биокомпьютерный комплекс «РИТМ-6», разработанный в Национальном научно-техническом Центре Республики Казахстан, относящийся к категории высоких медицинских технологий [13-15]. Он состоит в удобной скрининговой эксплуатации при одновременном съеме показателей кардиоинтервалограммы, биопотенциалов мозга с оценкой пластичности нейродинамических процессов и получением индивидуально-типологических характеристик, а также проведением непосредственно биоуправления по кардиоинтервалограмме и электроэнцефалограмме (далее – ЭЭГ). С 2000 года он разрешен Министерством здравоохранения Республики Казахстан к применению в медико-психологической практике на территории Казахстана [16].

Принцип ЭЭГ-БОС-тренажера заключается в записи ЭЭГ головного мозга (рис. 1), компьютерной обработке сигналов с выделением основных ритмов: тета-волны (4-7 гц), альфа-волны (8-12 гц), бета-волны (13-32 гц) (рис. 2).

Рисунок 1

Рисунок 2

При открытых глазах баланс тета-ритма (характеризующий заторможенность) и бета-ритма (возбужденность) определяют эмоциональное состояние человека. При их равном соотношении наступает момент нейродинамического баланса с доминированием альфа-ритма.

Состояние нейродинамического баланса считается оптимальным для человека (рис. 3).

Рисунок 3

Пациент, сидя за компьютером ЭЭГ-БОС-тренажера, видит на экране объективные данные о функциональном состоянии нервной системы и получает возможность волевым усилием изменять параметры в нужную сторону. Сделать это не просто, но целенаправленные тренировки позволяют выполнить это задание (рис. 4).

Рисунок 4

Например, человек под воздействием длительного стресса находится в состоянии невроза. У него будут доминировать бета-волны, что отображается на экране компьютера. Для оптимизации своего состояния испытуемый должен подавлять бета-волны в сторону нейродинамического баланса. По мере того, как это удается сделать, субъективно состояние человека улучшается. Результаты тренировок закрепляются в рефлекторной форме на длительное время (до года).

Работа в режиме альтернативного биоуправления по электроэнцефалограмме (БОС-ЭЭГ) проводится несколькими модификациями:

Методологически наиболее правильным является конкретный, индивидуальный подход с обозначением фоновой (исходной) структурой взаимодействия параметров ЭЭГ с выделением так называемых «патологических функциональных ядер», разрушением этих ядер и формированием структуры взаимодействия параметров ЭЭГ, характерных для состояния нормы. Весь спектр применяемых на сегодня режимов БОС-тренинга по ЭЭГ лежит в диапазоне между тета-ритмом, имеющим закономерную связь с процессом торможения функциональной активности и бета-ритмом, коррелирующим с процессами возбуждения.

1)Режим тета-тренинга (4-7 Гц). Данный режим тренинга позволяет вводить пациента в состояние, имеющее место при медитации, т.е. между расслабленным бодрствованием и дремотой. В случаях, когда тета-волны составляют патологическое функциональное ядро (ПФЯ), и это клинически коррелирует с преобладанием в психологическом портрете пациента тормозных проявлений, следует использовать режим подавления данного ядра с последующей активацией либо альфа-ритма, либо сенсомоторного ритма (SMR), либо SMR/бета, либо бета-активности. Возможно последовательное применение всех указанных режимов. Уместно отметить, что направленность воздействия режимов БОС-тренинга безусловно будет зависеть от латерализации «патологического функционального ядра».

В тех наблюдениях, когда у обследуемого преобладают симптомы, указывающие на процессы возбуждения (нарушение сна, повышенная психомоторная активность, агрессивность, экспансивность, преувеличение степени опасности и т.д.), логично применение режима поддержания и активации тета-ритма.

2)Режим бета-тренинга (16-32 Гц). Режим, направленный на активацию бета-волн, предпочтительно использовать в случаях, когда клиника сопровождается снижением основных показателей психоэмоциональной сферы, таких, как: внимание, сосредоточенность, концентрация внимания, круг интересов и желаний. При ЭЭГ с бета-активностью, лежащей в основе ПФЯ, целесообразно подавление «ядра» с последующим использованием одного или комплекса режимов в зависимости от индивидуальной клинической картины болезни или состояний.

3)Режим SMR-тренинга (12-15 Гц). Данный режим БОС-тренинга может быть применен как самостоятельный метод коррекции, в частности, для усиления продуктивности мышечной деятельности или в комплексе с последовательным включением в режимы тета- и бета-ритмов, когда в клинической картине доминирует чувство мышечной усталости, быстрой умственной и физической утомляемости, снижение продуктивности памяти, апатия, адинамия, астения, «отказ от борьбы».

4) Режим альфа-тренинга (8-12 Гц). Альфа-тета тренинг основывается на попытке адаптивного биоуправления гармонизировать соотношение этих ритмов, создавая при этом благоприятный психоэмоциональный фон жизнедеятельности и высокой работоспособности. Режим альфа-тренинга также может быть применен как самостоятельный метод для повышения интеллектуально-мнестических и когнитивных функций человека (память, внимание, концентрация, сосредоточенность и т.д.), а также в последовательном включении режимов тета- и бета-тренинга. Надо отметить, что режим активации альфа-ритма является одним из приоритетных. Работа в этом режиме позволяет существенно расширить резервные возможности адаптивной пластичности нейронных популяций. Активация альфа-ритма направлена на увеличение ее энергетической мощности и может проводиться в диапазоне собственной резонансной частоты или по усредненной величине.

Таким образом, новая технология определения гибкости и мобильности мозговых систем, созданная на основе биологической обратной связи человека, актуальна как при проведении психофизиологического отбора, так и в профилактике возникновения различных дезадаптационных состояний.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бехтерева Н.П., Камбарова Д.К., Иванов Г.Г. Мозговая организация эмоциональных реакций и состояний // Физиология человека. - 1982.- Т.8, № 6. - С. 691-706.

2. Данилова Н.Н. Психофизиология. – М.: «Аспект-Пресс», 1998.

3. Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Введение в психофизиологию. - М., 2002.

4. Навакатикян А.О., Крыжановская В.В., Кальниш В.В. Физиология и гигиена умственного труда. – Киев: «Здоровье», 1987. – 150 с.

5. Егоров В.А., Соколов В.А., Францен Б.С. // Воен.-мед.журн. – 1982. – С. 61-62.

6. Медведев В.И. Устойчивость физиологических и психологических функций человека при воздействии экстремальных факторов. – Л., 1982.

7. Василевский Н.Н. Экологическая физиология мозга.– Медицина, 1979. – 200 с.

8. Баевский P.M. Прогнозирование состояния на грани нормы и патологии. - М.: «Медицина», 1979. - 298 с.

9. Василевский Н.Н., Киселев И.М., Алексанян З.А. Биоуправление с обратной связью: итоги и некоторые новые данные о нейронных и системных механизмах // Биоуправление: теория и практика. - Новосибирск: «Наука», 1988. - С. 17-26.

10. Василевский Н.Н., Суворов Н.Б., Сидоров Ю.А. Факторы риска и некоторые особенности патологии в зависимости от типа организации нейродинамики головного мозга //Вест. Российск. АМН. – 1996. – № 9. – С. 14–18.

11. Гондарева Л.Н. Прогнозирование и коррекция состояния человека по биоритмологическим характеристикам физиологических процессов при различных видах деятельности // Автореферат диссертации …докт. биол. наук. – Санкт-Петербург, 1997. – 37 с.

12. Гондарева Л.Н.и соавт., 1992, 1997 [Способ функциональной коррекции артериального давления: А.С. СССР №1745200 МКИ А 61 В 5/00 1992/ Гондарева Л.Н., Василевский Н.Н., Сейсембеков Т.З., Асылбекова Л.У. и др.// Бюлл.изобр. и откр. – 1992. - № 52 – 13 с.

13. Асылбекова Л.У. Методика оценки функциональных систем организма человека и возможности коррекции выявленных нарушений с помощью биокомпьютерного комплекса “Ритм” // Сборник мат. науч.-пр.конф. АКНБ РК (17 ноября 2004 года), инв.№ 012399 ( 5); Алматы. – 2004. – С. 13-24.

14. Асылбекова Л.У. Возможность коррекции психофизиологического статуса военнослужащих с помощью биоуправления // Сборник АКНБ РК, инв. № 013344, №4 (50); Алматы. – 2005. – С. 67-74.

15. Асылбекова Л.У. Психологическая оценка пограничных психических состояний среди военнослужащих // Сборник науч.-пр. конф. АКНБ РК «О психолого-социологическом обеспечении КНБ РК»; Алматы, 2009.

16. Способ коррекции функциональных систем организма: KZ А 61 11360 2002 / Асылбекова Л.У., Умбеталина Н.С., Бокебаев Т.Т., Сраубаев Е.Н., Токбергенов Е.Т. // Казпатент на изобретение. – 2002. – 4 с.