Психофизиологические критерии эффективности управления вариабельностью сердечного ритма с биологической обратной связью

Проблемы физиологической оценки неблагоприятного влияния психоэмоционального стресса на здоровье человека и его профилактики находятся в центре внимания отечественных и зарубежных научных школ (А.Н.Григорьев, Б. М. Федоров, 1996; К. В. Судаков, 1997; Т. А. Богданова, Н. МЛковлев, 2000; T. Milholland, 1995; A. Steptoe et al., 2003). На начальном этапе развитие нежелательных психосоматических последствий стресса проявляется преимущественно в виде снижения устойчивости организма к физическим и психическим нагрузкам (К.В.Судаков, В. И. Петров, 1997). В их основе, в частности, лежит неадекватность ритмической деятельности сердца и сосудистого тонуса предъявляемым нагрузкам и, как результат, недостаточное кровоснабжение органов и тканей (Б.М. Федоров, 1990).

В связи с этим, все большее внимание уделяется функциональным изменениям в состоянии организма, их диагностике и своевременной коррекции, так как только такие изменения полностью обратимы. Для коррекции возникающих отклонений, кроме средств фармакопрофилактики, в практике используются немедикаментозные методы, в основном направленные на снижение нервно-психического напряжения и достижение психофизиологической релаксации. Применение для этих целей аутогенной тренировки и различных ее модификаций оказалось недостаточно эффективным (B.C. Лобзин, М. М. Решетников, 1986; Дж. Хэссет, 1989; L.R.Murphy, 1996). На совершенствование методов релаксации и повышение их антистрессорного действия направлено внедрение в практику инструментального биоуправления с использованием принципа биологической обратной связи (М.С. Шварц, 1995; А. А. Сметанкин, 1999; К. В. Константинов с соавт., 2000; J.P.Rosenfeld, 1995). В качестве управляемых параметров релаксации используются ритмы ЭЭГ, электрическое сопротивление кожи, параметры ЭМГ, ритмы дыхания и сердечных сокращений.

Сердечный ритм, наряду с другими физиологическими показателями, характеризуется сложной конфигурацией вариабельности, представленной различными частотными составляющими. Данные ритмы относятся к числу систем, поддерживающих не только кардиоваскулярную активность, но и физиологическую адаптацию в целом (З.А.Мусаева, Н. Б. Хаспекова, А. М. Вейн, 2001; R.M.Lehrer et al., 1997). Одним из механизмов вариабельности сердечного ритма является респираторная синусовая аритмия, которая представлена «высокочастотными» (0,15−0,4 Гц) и «низкочастотными» (0,05−0,15 Гц) компонентами (S.W.Porges, 1995; R.M.Lehrer, Y. Sasaki, Y. Saito, 1999).

Распространенным методическим подходом является использование показателя ритма сердца, в том числе и респираторной синусовой аритмии как информативного признака баланса между парасимпатическим и симпатическим тонусом (Р.М.Баевский с соавт., 1987). Считается, что сдвиги вариабельности сердечного ритма могут служить не только ранними признаками риска развития кардиоваскулярных расстройств, но и критериями нервно-психического напряжения. Это дает возможность предположить, что модификация ритма может быть ключом к управлению функциональным состоянием организма в целом. С помощью техники адаптивного биоуправления можно добиваться увеличения респираторной синусовой аритмии, что позволяет перейти к таким типам дыхания, при которых возникает резонанс между ритмами, связанными с барорефлекторной деятельностью («низкочастотные» колебания) и сердечными ритмами, связанными с дыханием («высокочастотные» колебания), то есть собственно респираторная синусовая аритмия (L.Bernardi et al., 1994). Однако непосредственно проблеме модификации вариабельности сердечного ритма с использованием принципа биологической обратной связи (БОС), несмотря на ее актуальность, посвящены лишь единичные работы (I. Wickramasekera, 1999). Кроме того, представляется актуальным определение связи между различиями в эффективности таких процедур с БОС и особенностями личности, психофизиологическим статусом и вегетативной реактивностью.

Все перечисленные факты свидетельствуют об актуальности исследований, направленных на оценку эффективности адаптивного биоуправления (БОС-тренинга) по параметрам сердечного ритма, и установление зависимости его результативности от индивидуально-типологических характеристик человека.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью исследования является установление закономерностей реагирования параметров сердечного ритма человека в процессе адаптивного биоуправления, выявление связей между успешностью саморегуляции ритма и типологическими особенностями психофизиологической сферы.

ЗАДАЧИ:

1. Разработать методику адаптивного биоуправления параметрами вариабельности сердечного ритма человека и критерии оценки его эффективности.

2. Изучить зависимость результативности БОС-тренинга от структуры личности, психофизиологического статуса и характера вегетативного реагирования на эмоциогенную нагрузку, определяющих устойчивость человека к эмоциональному стрессу.

3. Определить психофизиологические особенности и индивидуальные стратегии управления параметрами вариабельности сердечного ритма с использованием принципа биологической обратной связи.

4. Оценить эффективность курсового использования БОС-тренинга у лиц с различным уровнем устойчивости к эмоциональному стрессу.

5. Разработать практические рекомендации по использованию типологических различий реакции сердечного ритма на эмоциогенную нагрузку для повышения эффективности БОС-тренинга.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования проводились с участием 220 практически здоровых лиц в возрасте 19−23 лет. В процессе скринингового обследования выделялись группы по принципу сходства индивидуальных реакций на моделируемый эмоциональный стресс (с установлением критериев устойчивости к стрессу) для дальнейшей их коррекции с использованием адаптивного управления с биологической обратной связью.

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ ПУТИ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ В исследованиях был использован комплекс методов для оценки личностных и психофизиологических характеристик и особенностей вегетативного реагирования обследуемых. Они включали тестирование основных структурно-динамических характеристик личности: уровней тревожности и эмоционального напряжения, внушаемости и других. Определялся комплекс параметров вегетативного статуса с использованием кардиоинтервалографии.

Фоновые исследования проводились в состоянии покоя и функциональной нагрузки, а также до однократного применения или курса БОС-тренинга по параметрам вариабельности сердечного ритма. Опираясь на данные о выраженности реакции на нагрузочную пробу, были выделены группы с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу. С обследуемыми каждой группы были проведены однократные сеансы БОС-тренинга. С группой лиц с низкой устойчивостью к эмоциональному стрессу проводился курс процедур релаксации с БОС. В процессе курсового использования БОС, регистрация параметров кардиоинтервалографии проводилась в режиме реального времени.

Полученные данные обрабатывались с использованием методов вариационной статистики с использованием программного пакета «STATISTICA».

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Впервые выявлены типологические особенности психофизиологической сферы, определяющие эффективность регуляции параметров вариабельности сердечного ритма на фоне воздействия стрессовых нагрузокустановлена их прогностическая значимость.

•82. Разработан метод управления вариабельностью сердечного ритма с биологической обратной связью, опирающийся на текущие изменения ритма сердца и дающий возможность целенаправленной его модификации.

3. Установлена эффективность курсового применения процедур биологической обратной связи по параметрам вариабельности сердечного ритма у практически здоровых лиц молодого возраста с низкой устойчивостью к эмоциональному стрессу.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Установлен перечень показаний к практическому курсовому применению метода биологической обратной связи по параметрам вариабельности сердечного ритма для повышения устойчивости к эмоциогенным нагрузкам.

Разработанные критерии оценки эффективности регуляции вариабельности сердечного ритма, а также прогнозирования успешности управления сердечным ритмом с биологической обратной связью могут использоваться для повышения устойчивости к эмоциональному стрессу у стресснеустойчивых лиц.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Психофизиологические, личностные критерии и граничные значения показателей вегетативного реагирования на функциональную нагрузочную пробу («проба с падением»), характеризующие группы с различным уровнем стрессу стойчи вости.

2. Эффективность курсового использования процедур адаптивного биоуправления параметрами вариабельности сердечного ритма у лиц с низкой устойчивостью к эмоциональному стрессу.

3. Информативность, разработанных критериев стрессустойчивости для определения показаний к практическому использованию адаптивного биоуправления по параметрам вариабельности кардиоритма.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены и опубликованы в материалах научно-практической конференции, посвященной 60-летию Сталинградской битвы (Волгоград, 2003) — 61-ой научной конференции молодых ученых и специалистов ВолГМУ (Волгоград,.

2003) — 62-ой открытой итоговой научной конференции студентов и молодых ученых ВолГМУ «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Волгоград, 2004) — опубликованы в материалах XI Международного симпозиума «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2003) — 8-ой Международной пущинской конференции молодых ученых (Пущино,.

2004) — в Материалах XIX съезда Физиологического общества им. И. П. Павлова, опубликованных в Российском физиологическом журнале им. И. М. Сеченова (Екатеринбург, Москва, 2004).

Апробация диссертации проведена на расширенной межкафедральной конференции с участием сотрудников кафедр нормальной физиологии, патологической физиологии, общей гигиены, физического воспитания и здоровья Волгоградского государственного медицинского университета и кафедры физиологии и химии Волгоградской государственной академии физической культуры (июнь 2005 года).

ПУБЛИКАЦИИ По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ. ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация изложена на 129 страницах и состоит из введения, обзора литературы, главы с изложением методов и организации исследований, трех глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы (149 отечественных и 100 зарубежных источников).

ВЫВОДЫ.

1. Направленность и количественная выраженность сдвигов психофизиологических параметров и показателей вегетативного реагирования на стандартную эмоциогенную нагрузку («проба с падением») позволяют выделить группы обследуемых, условно названные «гиперреакция», «норма» и «гипореакция».

2. Динамика психофизиологических сдвигов свидетельствует о более высокой стрессустойчивости у лиц группы «гипореакция» по сравнению с обследуемыми группы «гиперреакция», у которых реакция на предстоящее испытание оказывается неадекватно большей, чем на саму пробу.

3. Однократное проведение сеанса релаксации с биологической обратной связью по параметру вариабельности сердечного ритма (управление уровнем индекса напряжения регуляторных систем в режиме реального времени) в сравниваемых группах показало отчетливую тенденцию к повышению устойчивости обследуемых к эмоциональному стрессупродемонстрирована также возможность эффективного использования адаптивного биоуправления у части лиц с низкой стрессу стойчивостью.

4. Выявленные особенности эмоционального реагирования и позитивная динамика психофизиологического состояния обследуемой группы стресснеустойчивых лиц в ходе проведения 8−10-дневного курса 30-минутных сеансов релаксации с биологической обратной связью по параметру вариабельности кардиоритма свидетельствуют о повышении их устойчивости к эмоциогенной нагрузке.

5. Разработанные личностные и психофизиологические критерии стрессустойчивости, положенные в основу выделения групп «гиперреакция» и «гипореакция», позволяют определять индивидуальные показания к практическому использованию адаптивного биоуправления параметрами вариабельности сердечного ритма и прогнозировать его эффективность.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Предложенные личностные и психофизиологические критерии оценки и прогнозирования эффективности регуляции вариабельности сердечного ритма в процессе адаптивного биоуправления могут использоваться с целью определения индивидуальных показаний к использованию БОС-тренинга для повышения устойчивости к воздействию эмоциогенных факторов у стресснеустойчивых лиц.

2. Разработанный алгоритм курсового применения процедур БОС по параметрам вариабельности сердечного ритма целесообразно использовать в практике работы кабинетов психофизиологической разгрузки лечебно-профилактических учреждений.