Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І.Обзор литературы 19
1.1. Функциональное состояние организма человека и его значимость для осуществления профессиональной деятельности 19
1.2. Эмоциональный стресс и функциональное состояние организма 26
1.2.1. Развитие эмоционального стресса и динамика функционального состояния 26
1.2.2. Индивидуальные и половые различия стресс-реакций и устойчивости к эмоциональному стрессу 30
1.3. Релаксация, механизмы и возможности применения 33
1.4. Общая характеристика методов коррекции функционального состояния 39
1.4.1. Психорегуляция 39
1.4.2. Функциональная музыка как способ оптимизации функционального состояния 42
1.4.3. Эффекты применения электросна для коррекции состояний в норме и патологии 44
1.4.4. Биологическая обратная связь и биоуправление как способ управления состоянием организма 50
1.5. Заключение 58
ГЛАВА 2. Методы и организация исследований 60
ГЛАВА 3. Обучение направленной релаксации с помощью биоуправления 77
3.1. Анализ индивидуальных различий релаксационных возможностей нервно-мышечного аппарата 77
3.2. Результаты биоуправления направленной релаксации 88
3.3. Изучение особенности к экстраполяции навыка биоуправления 97
3.4. Релаксация как способ воздействия на параметры двигательной деятельности 104
ГЛАВА 4. Управление функциональным состоянием с помощью биологической обратной связи по ощущениям 113
4.1. Половые различия управления функциональным состоянием с помощью биологической обратной связи по ощущениям 114
4.2. Психофизиологический анализ половых особенностей эффектов обучения релаксации с помощью БОС по ощущениям 122
4.3..Особенности БОС-обучения у лиц с различным уровнем эмоциональной устойчивости 136
ГЛАВА 5. Релаксирующий эффект электросна в процессе напряженной мышечной деятельности 146
5.1. Влияние процедуры электросна на функциональное состояние обследованных 147
5.2. Психогенные компоненты в механизмах действия импульсного тока 155
5.3. Изменение функционального состояния при использовании электросна в различных условиях целенаправленной деятельности 159
5.4 Характер воздействия на функциональное состояние организма в связи с параметрами процедуры (частота действующего тока) 163
5.5. Индивидуальный анализ физиологической картины релаксации, вызванной электросном 166
5.4.1. Релаксация и устойчивые типологические особенности личности 167
5.4.2. Связь изменений после электросна мышечного тонуса с другими показателями функционального состояния 169
5.4.3. Анализ взаимосвязи изменений после электросна функционального состояния и спортивного результата 174
5.4.4. Роль изменения гемодинамических показателей в положительном влиянии электросна 176
5.6.3аключение по главе 181
ГЛАВА 6. Влияние на состояние организма функциональной музыки 183
6.1. Психофизиологические результаты применения функциональной музыки 183
6.2. Сравнительный анализ релаксации, обусловленной БОС-обучением, и эффектов функциональной музыкой 190
6.3. Релаксация как результат функциональной музыки и БОС по ощущениям 199
ГЛАВА 7. Оптимизация функционального состояния с помощью ароматерапевтических композиций 210
7.1. Изучение применения аромакомпозиций у юных спортсменов 212
7.1.1. Эффекты применения аромакомпозиций «Вдохновение». 214
7.1.2.Эффекты применения аромакомпозиций «Спокойствие». 216
7.2. Изучение применения аромакомпозиций у взрослых спортсменов 217
7.3. Изучение применения аромакомпозиций в условия соревновательной деятельности 220
7.4. Заключение по главе. 225
ГЛАВА 8. Обсуждение результатов и заключение 227
8.1. Релаксация и изменения функционального состояния людей, занимающихся напряженной профессиональной деятельностью 227
8.2.Плацебо как субъективный компонент в механизмах релаксации 234
8.2.1. Роль плацебо как компонента способов релаксации, связанных с непосредственным действием на центральную нервную систему 236
8.2.2.Роль плацебо в эффектах применения эфирных масел 248
82.3. Плацебо и БОС 249
8.2.4.Классификация и возможные механизмы плацебо 251
8.3.Общие черты и различия релаксационных воздействий 256
8.4. Механизмы релаксации, обусловленной биоуправлением 262
8.5. Влияние релаксации на психоэмоциональные состояния людей, занятых деятельностью с предельными физическими и психоэмоциональными нагрузками 267
8.5.1. Функциональная музыка 267
8.5.2.Ароматерап ия 273
8.6. Заключение 276
Выводы 280
Практические рекомендации 282
Список литературы 283
- Функциональное состояние организма человека и его значимость для осуществления профессиональной деятельности
- Анализ индивидуальных различий релаксационных возможностей нервно-мышечного аппарата
- Половые различия управления функциональным состоянием с помощью биологической обратной связи по ощущениям
- Влияние процедуры электросна на функциональное состояние обследованных
Введение к работе
Актуальность проблемы.
В настоящее время одной из актуальнейших проблем социальной физиологии является создание функциональных предпосылок для повышения уровня здоровья людей, занимающихся напряженными видами профессиональной деятельности (К.В.Судаков, 1993, 2001). Отчетливо прослеживается тенденция к тому, что в процессе трудовой деятельности существенно повысились и продолжают повышаться нагрузки на интеллектуальную, эмоциональную и ценно-стно-мотивационную сферы личности (L.Levi, 1972; F.Fontana et al., 1997; Л.А. Китаев - Смык, 1983; В.Я.Апчел, В.Н.Цыган, 1998; СВ. Алёшин, 2000, К.В.Судаков, 2002, и др.). При этом отмечается, что специфическая деятельность сопровождается весьма сложными морфо-функциональными перестройками, возникающими на фоне выраженного физического и психоэмоционального напряжения (Ю.В.Верхошанский, 1988; Л.П. Агулова, 1999; Солопов И.Н., Шамардин А.И.,2003 и др.).
Типичными психофизиологическими состояниями работающего человека, связанного с управлением сложной техникой, с освоением все новых ареалов жизни и видов напряженной производственной деятельности, проходящей в сложных условиях, таких как высокогорье, подводный шельф, авиация и космос, стали высокая (непродуктивная) напряженность и как ее разновидность -производственный стресс (D.Edwards, et al., 2000; A.Chouker et al., 2002; A. McVicar, 2003; Ф.П. Космолинский, 1976; Т.Кокс, 1981; В.В.Горбунов, 1997; Д.А.Карпов, 1999 и др.). Необходимо учитывать то, что деятельность человека всегда носит общественный характер и ее целевая направленность может резко отличаться от целевой направленности биологических защитных реакций (В.И.Медведев, 1982). Следствием этого нередко является нарушение в работе регуляторных механизмов, что существенно снижает не только уровень физической работоспособности, но и приводит к различным негативным сдвигам в состоянии здоровья организма человека (S.B. Sharkey et al., 2003; G M Schneider
et al., 2003; К.В.Судаков,1981, Р.М.Баевский, А.П. Берсенева, 1997; К.В. Судаков и соавт., 1997 и др.). Именно поэтому все более актуальным становится необходимость обеспечение быстрой и эффективной подготовки организма к экстремальным условиям обитания и производства (I. Mujika, S.Padilla, 2003; К.В. Судаков, 1995; В.Н.Платонов, 1997; И.Н.Солопов, 1998).
Одним из путей решения этой проблемы является привлечение эффективных современных и физиологически обоснованных технологий при одновременном использовании рациональной системы комплексной диагностики и коррекции функционального состояния. Такой подход позволяет расширить диапазон компенсаторных возможностей организма на фоне максимального объема и интенсивности профессиональных физических и психоэмоциональных нагрузок. Обеспечение оптимальной адаптации к мышечным нагрузкам может явиться одним из условий для сохранения уровня здоровья и повышения качества профессионального мастерства.
П.К. Анохин (1968) подчеркивал, что только на уровне целостного, динамически функционирующего организма можно изучать механизмы устойчивости функций, без которых невозможно правильно понимать патологические сдвиги и, соответственно, правильно построить программу реабилитационных воздействий, апеллирующих к природным механизмам саморегуляции. В основе регулирующих изменений должна находиться способность как усиливать, так и ослаблять функции организма, удерживая их в определенных рамках так называемого физиологического коридора.
Представления П.К.Анохина (1964) о системообразующей роли положительных эмоций и их антистрессорном действии (К.В.Судаков, 1981; Л.С.Ульянинский, 1995 и др.), позволяют предположить, что в основе эффективных способов реабилитации должно быть создание у человека положительного эмоционального состояния.
Совершенно особое значение данная проблема приобретает в области профессиональной деятельности человека, связанной со значительными физическими и психоэмоциональными нагрузками. Это подчеркивается широко из-
10 вестными представлениями о критичности уровня нагрузок в современном спорте (В.Н.Платонов, 1997; А.А.Сучилин, 1997, D.K.Ahern, B.A.Lohr, 1997, И.Н.Солопов, Е.С.Садовников, 2000; В.К.Бальсевич, 2001; И.Н.Солопов, А.И. Шамардин, 2003 и др.), в авиации и космонавтике (А.И Григорьев., Б.М. Фёдоров, 1996), в процессе операторского труда (В.А.Глазкова, 1992; В.В Горбунов, 1997). В ходе такой деятельности возникают определенные изменения функционального состояния организма, связанные с адаптацией к физическим и психоэмоциональным нагрузкам, а, следовательно, степенью напряжения регу-ляторных механизмов (Р.Н. Баевский, Р.Е.Мотылянская , 1986; Р.М.Баевский, А.П. Берсенева, 1997).
В этом аспекте возникает необходимость разработки новых технологий оптимизации процессов адаптации, что в свою очередь, предусматривает поиск альтернативных подходов к использованию эффективных дополнительных средств, позволяющих расширить диапазон адаптационных возможностей организма человека (В.Н.Платонов, 1997; И.Н.Солопов, 1998, К.В. Судаков, 2000; И.Н.Солопов, А.И. Шамардин, 2003).
В настоящее время одной из перспективных форм коррекции функционального состояния организма человека является релаксация (C.Hassed, 1996; Е.А.Умрюхин и соавт, 1997). Она устанавливает новые отношения между напряжением и расслаблением в организме (E.Kriegel, et.al., 1984). Методы управления состоянием организма, его способностью к релаксации (прогрессивная релаксация, аутогенная тренировка, электросон) применяются давно (Е. Jacobson, 1938, 1964; W.E. Edmonston, 1981; B.C. Лобзин, М.М. Решетников, 1986, Т.М. Киселёва, 1983, Г.Н. Легостаев, 1996 и др.). Кроме этого многолетние исследования Ю.В. Высочина (1978, 1982, 1988, 1994) показали, что степень расслабления важна для выполнения сложно- координационных действий, часто наблюдаемых при определенных видах деятельности, т.к. определяет уровень надёжности их выполнения.
Вместе с тем, несмотря на многочисленные работы, посвященные исследованию различных аспектов механизмов релаксации, ее возможностей и мето-
11 дических особенностей ее использования, ряд вопросов требуют своего дальнейшего разрешения. В частности, не до конца ясна роль субъективных факторов в процессе релаксации и значение ее механизмов, реализуемых по типу плацебо-эффекта.
Последние десятилетия среди нетрадиционных средств воздействия на функциональные состояния организма человека пристальное внимание уделяется методикам релаксации, которым присущи такие черты как безопасность действия, относительная легкость достижения эффекта и невысокие финансовые затраты. В связи с этим интенсивно разрабатываются вопросы использования коррекции функционального состояния с помощью биологической обратной связи (БОС), функциональной музыки (ФМ), электроимпульсных воздействий на мозг по методу электросна, эфирных масел и ароматерапевтических композиций.
Согласно данным R.A.Chez, W.B.Jonas (1997), N.Nokao, S.Nomura, et.al. (1997) перечисленным выше требованиям в максимальной степени отвечает биологическая обратная связь (БОС). И.Г. Чугаев и К.А. Лисицына (1994) считают, что БОС приобретает большую ценность как метод модификации функциональных систем организма. К настоящему времени в мире выполнено значительное число исследований по разработке, теоретическому и практическому обоснованию методов БОС - обучения и биоуправления (N.E.Miller, 1969, 1974; A.B.Alexander, 1977; F.Andrasik, E.B.Blanchard, 1987; K.B.Campbell, 1990; J.G. Arena et al, 1991; R. Kajander et al., 2003; J.Lessin, J.Reaney, 2003; E B.Morya, 2003; H.H. Василевский, 1984; А.М.Абрамов, А.В.Соколов, 1991; C.H. Кучкин, 1997; М.Б.Штарк, 1998; В.Г. Тристан и соавт., 2003; и др.). БОС выступает как метод накопления и закрепления информации о соответствии паттернов важнейших физиологических функций определенным функциональным состояниям (М.В. Sterman, 1981). Особый интерес для практических целей представляет разработка способов коррекции при помощи биоуправления состояния центральной нервной системы (М. Schwartz. 1995; В.Г.Тристан и соавт., 1999). Сюда же следует отнести управление состоянием важнейших эффекторов, в пер-
12 вую очередь функционально активных мышц и, особенно их способности к быстрой произвольной релаксации (W.E. Sime, D.E.DeGood , 1974). Но S.E. Wall (1997) обращает внимание на малую изученность психофизиологических эффектов БОС и биоуправления. Недостаточно ясна взаимосвязь биоуправляемой релаксации, состояния церебральной гемодинамики и параметров точностной двигательной деятельности.
По мнению I.Shalif (1997), еще более широкие возможности открываются при применении так называемой натуральной БОС, у которой отсутствует возможное стрессирующее воздействие аппаратуры. Теоретическим и практическим обоснованием данной концепции являются представления И.Н.Солопова (1996, 1998) о возможности улучшать ощущаемость и осознаваемость различных характеристик функционального состояния с помощью БОС-обучения, в процессе которого происходит замещение "аппаратурного звена" биоуправления на способность точного восприятия и оценки управляемых параметров.
Среди способов воздействия на функциональное состояние человека в норме и патологии выделятся метод электросна, использующий лечебное воздействие на Головной мозг импульсных токов в дозировках, вызывающих поведенчески сходные состояния с покоем, дремотой и сном (F.M.Wageneder, 1970; Г.В.Сергеев, 1962; В.М. Банщиков, 1972; Е.И.Куликова и соавт., 1981). Уже в ранних исследованиях было показано, что сноподобные состояния при электро-сне способствуют снятию утомления, раздражительности, головных болей, улучшению настроения (Г.В.Сергеев, 1962; С.Р.Ройтенбурд и соавт, 1976). Но, несмотря на многочисленные исследования, механизм действия и развития различных состояний, в том числе и релаксации, остается не совсем ясным. Имеются данные о недостаточной эффективности используемых при электросне частот импульсного тока (В.П.Лебедев, 1997, 2001). Существует мнение о преимущественно суггестивных механизмах релаксации, как основного механизма положительного действия процедуры электросна (C.L.Richtchofen, C.S.Mellor, 1979). Противоречивость сведений об эффективности электроимпульсных воз-
13 действий вызывает необходимость изучения их психофизиологических механизмов для регламентации порядка применения электросна.
Еще один метод модификации состояния организма - функциональная музыка (ФМ), которая часто рассматривается как традиционное средство снижения психического напряжения (Ю.М. Коджаспиров, 1987; Н.А.Фудин и со-авт., 1996 и др.). Действие её на функциональное состояние организма весьма индивидуально (С.Palmer, 1997). Субъективность восприятия определяет неоднозначные эффекты применения ФМ, по сравнению с другими способами релаксации (M.E.Koch at al., 1998). Постоянный интерес к ФМ связан с ее мощным воздействие на высшие функции коры больших полушарий (A.J.Blood, R.J. Zatorre, 2001 Y.I.Fishman et al, 2001; P.Janata, S.T.Grafton, 2003), трудно реализуемое иными способами. Именно поэтому дальнейшего разрешения требует проблема выяснения механизмов релаксации с помощью ФМ в оптимизации функционального состояния на фоне напряженной мышечной деятельности.
При рассмотрении различных способов воздействия на регуляторные возможности организма, в ряду других особо наше внимание привлекла ароматерапия. Ароматерапия определяется как "искусство - и наука - использования эфирных масел растений для ухода, истинно целостная терапия, принимающая во внимание состояние тела и духа ... " (A. Davis, 1991). Ароматерапия сегодня - один из самых быстро развивающихся методов быстрого достижения положительных результатов при разных нарушениях, в том числе и регуляторных функций (D.V.Thomas, 2002). Имеются данные о частных эффектах использования ароматерапии в отношении состояния кровообращения, вегетативной нервной системы (Y.Saeki, 2000; M.Lis-Balchin et al., 2002, А.Ф. Сидоренко, СИ. Кедров, 2000 и др.). Несмотря на исследования интегративного характера ароматерапевтических воздействия на организм, прежде всего на его регуляторные функции (M.Lis- Balchin, S.L. Hart, 1998, A.Vickers, 2000, Cooke B, Ernst E. , 2000 и др.), большая часть работ носит, как правило, сугубо прикладной характер (С Ghelardini et al., 1999; , M.J. Emslie at al., 2002, L.L.Halcon, 2002, и др.). В обзорных статья (В. Cooke, E.Ernst, 2000; MJ.Leach, 2004) подчеркива-
14 ется, что мало строгих экспериментальных данных для суждения о действительных возможностях и механизмах ароматерапии. Основная часть исследований касается воздействия на организм при каких-либо патологических состояниях, есть только отрывочные данные о возможностях применения ароматерапии в спортивной практике (С. С.Солдатченко, Г. Ф.Кащенко, 1998). Открытыми остаются вопросы о влияния ароматерапии на фоне напряженной специфической деятельности.
Обобщение всех вышеизложенных положений дает основание предполагать, что огромное значение психоэмоциональных состояний в жизни человека, их высокая подвижность и изменчивость, определяющая роль в формировании целенаправленного поведения, делает крайне важным изучение и теоретическое обоснование комплекса средств и способов целенаправленного воздействия на функциональное состояние организма.
Вследствие вышеизложенного актуальность настоящего исследования обусловливается необходимостью решения проблемы оптимизации процессов адаптации человека к физическим нагрузкам, недостаточной разработанностью ряда вопросов теории и практики БОС-обучения и биоуправления релаксацией, возможностей других способов целенаправленного воздействия на функциональное состояние человека (функциональная музыка, ароматерапия), а также необходимостью решения проблемы оптимизации процессов адаптации человека к напряженным физическим и психоэмоциональным нагрузкам.
ЦЕЛЬ - изучение эффектов и физиологических механизмов, половых и индивидуально-типологических особенностей реакций при использовании средств комплексной оптимизации функционального состояния человека, занятого профессиональной деятельностью с предельными физическими и психоэмоциональными нагрузками. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ: 1. Выявить наиболее существенные факторы, обусловливающие направленную релаксацию, ведущие механизмы ее реализации и оптимизации при напряженной мышечной деятельности человека.
Изучить индивидуально-типологические и половые особенности релаксации и значимые факторы, ее обусловливающие.
Определить возможности управления функциональным состоянием посредством биоуправления с биологической обратной связью различной модальности с целью оптимизации психоэмоционального напряжения в процессе профессиональной деятельности, связанной с предельными физическими и психоэмоциональными нагрузками.
Определить значение субъективных и объективных факторов в процессе достижения релаксации с помощью электроимпульсных воздействий на центральную нервную систему по методу электросна, роль показателей функционального состояния для реализации значимых параметров специфической деятельности человека.
Выяснить физиологические эффекты влияния средств комплексного психофизиологического воздействия (аромакомпозиции и функциональная музыка) на релаксационные процессы организма.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
В работе впервые изучены и установлены основные эффекты направленной релаксации, ведущие механизмы, лежащие в основе оптимизации функциональных состояний организма людей, занятых напряженной профессиональной деятельностью. Установлена взаимосвязь психофизиологических показателей и индивидуально-типологических особенностей с эффективностью биоуправления релаксацией. Результатом релаксации является оптимизация функционального состояния и повышение эффективности напряженной профессиональной деятельности.
Показано, что кортиколизация мышечных ощущений с помощью биологической обратной связи, а также использование функциональной музыки и аромавоздействий, являются важными факторами развития состояний психоэмоциональной и мышечной релаксации. Осознавание состояния миорелакса-ции способствует активизации процессов саморегуляции.
Установлено, что точность и надежность целевых двигательных действий может быть повышена за счет релаксации, обусловленной биоуправлением. В результате миорелаксации происходит оптимизация состояния центральной нервной системы, параметров системной и церебральной гемодинамики.
Выявлено, что при использовании аромакомпозиций и функциональной музыки, одним из ведущих и определяющих состояние психоэмоциональной релаксации является воздействие на высшие ассоциативные отделы коры. При этом не происходит снижение мобилизационных возможностей ЦНС.
ПРАКТИЧЕСКАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Выявленные закономерности и установленные факты расширяют представления о психофизиологических механизмах релаксационных процессов. Установлено наличие в механизмах релаксации плацебо-составляющей, роль которой связана со способом релаксации. Плацебо-реактивность является индивидуальной характеристикой, связанной с устойчивыми личностными качествами, а также способом реализации релаксационного воздействия, что позволяет регламентировать организацию и проведение релаксационных процедур. Полученные данные открывают перспективы для разработки программ мероприятий, направленных на поддержание уровня физической работоспособности у спортсменов и уровня здоровья у нетренированных людей. Сведения о критериях оценки особенностей функционального состояния организма спортсмена в зависимости от пола, индивидуально-типологических особенностей и специфики привычной мышечной деятельности, могут быть использованы для разработки методов экстренной оптимизации функциональных состояний людей, занятых напряженной профессиональной деятельностью.
Положения, выносимые на защиту:
1. Управление функциональным состоянием организма человека возможно на основе релаксации, носящей направленный характер, при которой происходит изменение степени психоэмоционального напряжения, показателей функционального состояния мышц до оптимальных величин, что приводит к
17 повышению эффективности специфической двигательной деятельности, а также обеспечивает преимущественно независимо от центральной гемодинамики оптимизацию церебрального кровотока.
В релаксации различного генеза одними из ведущих являются механизмы суггестии, плацебо-эффекта, обусловливаемые устойчивыми личностными свойствами - неиротизмом и нервно-психической стабильностью, а также текущим психоэмоциональным состоянием, тесно связанным с параметрами церебральной гемодинамики.
В развитии релаксации определяющими являются половые и типологические личностные особенности (психоэмоциональная устойчивость, способность к восприятию специфических мышечных ощущений, релаксационные способности индивида).
В зависимости от исходного функционального состояния и типологических особенностей, управление функциональным состоянием с целью оптимизации психоэмоционального напряжения в процессе экстремальной профессиональной деятельности, может эффективно осуществляться посредством биоуправления, обучения с биологической обратной связью по ощущениям, а также средствами комплексного воздействия - функциональной музыкой и специальными композициями эфирных масел.
Апробация результатов исследования. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены на итоговых конференциях ВГАФК (1988-2003), на XVI съезде Всероссийского физиологического общества им. И.П.Павлова в г. Москва (1994), на XVII съезде Всероссийского физиологического общества им. И.П.Павлова в г. Ростове - на - Дону (1998), на международном конгрессе "Человек в мире спорта: новые цели, технологии, перспективы".- Москва, 1998, на областных научных конференциях в г. Волгограде (1994, 1998), на межрегиональной конференции в г. Волгограде (1995), на Всероссийской научно-практической конференции в г. Краснодаре (1995), на Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы оздоровительной физической культуры и подготовки спортивного резерва в г. Волгограде
18 (1998), на юбилейной областной научной конференции "Учение И.П.Павлова на современном этапе и его развитие в трудах Волгоградских учёных" в г. Волгограде (1999) на международном конгрессе, посвященном 80-летию РГАФК в г. Москве (2000), на II Всероссийской конференции "Биоуправление в медицине и спорте" в г. Омск (2000), на Всероссийской научно-практической конференции "Научные и методические проблем развития физкультурного образования" в г. Волгограде (2002), на Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии профилактики наркомании и популяризации здорового образа жизни средствами физической культуры и спорта" в г. Волгограде (2003).
Работа обсуждена на совместном заседании кафедры физиологии и химии ВГАФК и кафедры нормальной физиологии ВГМУ, а также на межотдельческой конференции Государственного научного центра РФ - института медико-биологических проблем РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 работ, имеется 6 рационализаторских предложений Госкомспорта РСФСР по физической культуре и спорту.
Структура диссертации. Диссертация, изложенная на 325 страницах машинописного текста, состоит из введения, описания методов исследования, пяти глав с описанием результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов и заключения, выводов, практических рекомендаций, иллюстрирована 26 рисунками, включает 48 таблиц. Библиография представлена 463 источниками, из которых 237 - зарубежных.
Функциональное состояние организма человека и его значимость для осуществления профессиональной деятельности
Во второй половине XX века проблема функционального состояния организма (ФСО) приобрела особенную значимость в связи с возникновением профессий, в которых эффективность деятельности связана с постоянным или периодическим высоким напряжением его физиологических функций (Д.А. Карпов, 1997; С. В.Герус и соавт.,2001, В.М. Шахнарович, 2001; и др.). При этом в ряде случаев даже такой работы организма оказывается недостаточно для эффективного выполнения его социально значимой деятельности. Различного рода негативные воздействия на организм внешней среды приводят к изменениям ФСО. Особенно это проявилось в условиях так называемых экстремальных ситуаций, которые могут возникать на современных высокотехнологичных предприятиях, в космосе, под водой, в армии, порождающих эмоциональный стресс и их нежелательные психосоматические последствий (J.Gunnar et al., 1990; М. Davis et al., 1995А.Н.Зайцев, 1993; A.M. Григорьев, Б.М. Фёдоров, 1996; Е.А. Умрюхин и соавт., 1996; К.В.Судаков и соавт, 1997; Г.М.Зараковский и соавт., 1997 и др.). Особо следует отметить такую сторону этой проблемы, которая стала объектом внимания исследователей относительно недавно - развития стрессорных реакций на повторяющиеся стрессоры, весьма часто встречающееся явление в жизни человека (Y. Watanabe et al., 1993; G Aguilera et al., 1994; T.T. Подвигана, 1998 и др.). Поэтому насущной проблемой стало изучение измененного при стрессе функционального состояния, без чего невозможна разработка способов оптимизации ФСО.
Проблема ФСО широко освещается в физиологической литературе (Ф.П. Космолинский, 1974; Р.М.Баевский, 1979; С.А.Бугаев, Э.В. Никитина, 1982; А.Б. Леонова, 1984; Н.Н.Данилова, 1985; М.Л.Мороз и соавт., 1986; М.Ю. Ге-дымин и соавт.,1988; В.А.Глазкова, 1992; В.И.Кулешов, В.И.Чернов, 1996; и др.), а сам термин относится к достаточно часто используемым. В то же время определение ФСО отсутствует в Большой медицинской энциклопедии, в различных физиологических руководствах. Имеется упоминание ФСО при определении понятия "физиология труда" (Энциклопедический словарь медицинских терминов М.:Сов. энцикл, 1984.-Т.З). Определение ФСО есть в Словаре физиологических терминов, трактующим его как "интегральный комплекс наличных характеристик тех качеств и свойств организма, которые прямо или косвенно определяют деятельность человека. ФСО есть системный ответ организма, обеспечивающий его адекватность требованиям деятельности, поэтому главным содержанием ФСО является характер интеграции функций и, особенно, регулирующих механизмов".
Необходимо отметить, что первоначально термин "функциональное состояние" применялся только к отдельным системам организма.- дыхательной, кровообращения, центральной нервной и др Имеется ряд определений термина "Функциональное состояние". Функциональное состояние (ФС) — фоновая активность нервной системы, в условиях которой реализуются те или другие поведенческие акты животных и человека. Является общей, интегральной характеристикой работы мозга, обозначающей общее состояние множества его структур. Ф. с. зависит от особенностей характера выполняемой деятельности; значимости мотивов, побуждающих к выполнению конкретной деятельности; величины сенсорной нагрузки.... (Краткий психологический словарь, 1996). Функциональное состояние - это комплекс наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обуславливают выполнение трудовой деятельности (В.М. Михайлов, Н.А. Филатов, 2001) Оценка функционального состояния предполагает исследование: а) психологических и психофизиологических характеристик, б) системы нейрогуморальной регуляции, в) физической работоспособности По мнению В.А. Медведева и В.А. Коледа (2000) ФСО приравнивается к уровню физического здоровья человека. Функциональное состояние - это сумма составляющих медицинского -клинического состояния организма и его психоэмоционального фона, то есть оценивается динамическое равновесие живого организма при изменении условий окружающей среды - "гомеостаз" (А.И.Корнюхин и соавт., 2000) Функциональное состояние - психофизиологическое явление со своими закономерностями, которые заложены в архитектуре особой функциональной системы (Данилова Н.Н., Крылова А.Л., 1989). Множество состояний, определяющих заданный уровень функциональных возможностей, образует диагностическую единицу, обычно называемую функциональным состоянием (Парачев A.M., 1984). Р.М.Баевский (1997) предложил классификация ФСО, основанную на представлениях о гомеостазе и адаптации (табл 1). При этом, переход от одного ФСО другому происходит в результате изменений одного из 3 свойств биосистемы: 1) уровня функционирования; 2) функционального резерва; 3) степени напряжения регуляторных механизмов. Каждое из ФСО отличается своеобразным состоянием УФ, СН, ФР. Это отражает взаимосоотношения между вегетативным и миокардиально-гемодинамическим гомеостазом. Есть точка зрения, что ФСО - это интегральная характеристика состояния здоровья, которая отражает адаптивные возможности организма и оценивается по данным изменений функций и структур в текущий момент при взаимодействии с факторами внешней среды (К.П.Воробьев, Электронный журн. "Вопросы анестезиологии и интенсивной терапии", http://www.anaesthesia.ru/index.htm). Определение состояния (близкое по смыслу к ФСО), данное Е.П. Ильиным, базируется на понятии "функциональная система": "состояние: - это реакция функциональных систем на внешние и внутренние воздействия, направленная на получение полезного результата" (Ильин Е.П., 1978).
Наконец, в Словаре физиологических терминов (1987) дается следующее определение: "Функциональное состояние - интегральный комплекс наличных характеристик так качеств и свойств организма, которые прямо или косвенно определяют деятельность человека. Ф.С. есть системный ответ организма, обеспечивающий его адекватность требованиям деятельности, поэтому главным содержанием ВФС является характер интеграции функций и особенно -регулирующих механизмов. Рассматривая виды ФС по отношению к деятельности, выделяют два класса ФС: состояние адекватной мобилизации, когда уровни активности всей системы и каждого звена оптимально и точно соответствуют требованиям деятельности, и состояния динамического рассогласования, при которых система или неполностью обеспечивает деятельность или работает на излишне высоком уровне напряжения".
Анализ индивидуальных различий релаксационных возможностей нервно-мышечного аппарата
Возможность оптимизации функционального состояния организма имеет два важнейших аспекта. Первым из них является изменение состояния центрального и эффекторного звеньев специфической функциональной системы. Вторым - необходимость перестройки существующих межсистемных отношений, что должно позволить повысить эффективность взаимодействия всех компонентов функциональных систем организма. Показателем результативности изменений может служить улучшение конечных результатов целенаправленной деятельности. Среди имеющихся методов, использование которых может привести к модификации важнейших функциональных систем организма, одним из распространенных в настоящее время является биоуправление или обучение с биологической обратной связью. Использование ее для обучения управлением состояния мышц основывается на данных об использовании БОС для управления состоянием мышц, полученных А. М.Абрамовым (1991).
Для решения первой задачи - выявления ведущих механизмов направленной релаксации и оптимизации функционального состояния при напряженной мышечной деятельности было проведено три серии исследований, описанных ниже.
В первой серии неоднократно были определены фоновые показатели функционального состояния мышечного аппарата участников эксперимента. Это было связано с необходимостью получения сведений об индивидуальных миорелаксационных способностях обследуемых, а также определения границ изменчивости изучаемых показателей, их вариабельности. Для данной категории лиц состояние сократительного аппарата в определенной степени можно расценивать как интегральный показатель. Чтобы оценить влияния физических нагрузок на регистрируемые показатели, участники эксперимента (спортсмены - футболисты, п =16) - выполняли работу до отказа. После этого вновь определяли характеристики состояния мышц.
Показатели функционального состояния нервно-мышечного аппарата были разделены на две группы - миотонометрические и определенные с помощью ЭМГ. К миотонометрическим параметрам мышечного тонуса были отнесены Тп, Тн, Тэ, От, Ат. Другую группу составили ЛВН и ЛВР (определенные с помощью ЭМГ).
Часть миотонометрических показателей (Тп, Тн, Тэ) была довольно стабильна как в покое, так и после физической нагрузки (табл.3.1), что показали величины коэффициентов вариации. Эти показатели характеризовали упруго-вязкие свойства мышцы (А.И. Бурханов,1983; В.С.Гурфинкель, Ю.С. Левик, 1985), определяемые ее морфологическими особенностями и довольно стабильные. Значительные изменения показателей Тп, Тн, Тэ происходят лишь в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам. Иной была вариативность То и Ат. То - показатель, в наибольшей степени связанный со способностью мышц к произвольной релаксации, Ат отражает функциональные возможности мышцы. Данные показатели достаточно лабильны, они связаны как со степенью текущего возбуждения нервно-мышечного аппарата, так и со степенью утомления. Их изменчивость, весьма высокая в состоянии покоя, после физической нагрузки даже несколько повысилась. Эти показатели сократительной деятельностью мышц непосредственно зависят от контрактильных и релаксационных свойств мышцы. Исходная вариабельность ЛВН и ЛВР была сопоставима с таковой у Ат. Несмотря на свою изменчивость характеристики скорости напряжения и расслабления мышцы могут быть использованы для диагностики функционального состояния мышцы (В.Л.Федоров, 1962).
После нагрузки вариативность ЛВР увеличилась, ЛВН - уменьшилась (табл.3.1). Предельная физическая нагрузка до отказа, время выполнения которой составило 12,21±0,31с вызвало снижение сократительных способностей мышц в целом. Хотя Тн не уменьшился, но функциональное состояние мышцы по данным Ат стало несколько хуже. Аналогичной были изменения То.
Следует отметить, что То изменялся не только по абсолютной величине, но и по знаку (исходное - от -3 до 2, после нагрузки - от -4 до 6). Поэтому в таблице приведены значения не только абсолютных величин, но и значений по модулю.
Данные литературы свидетельствуют о противоположной динамике релаксационных способностей мышц после выполнении физических нагрузок и о том, что такие послерабочие изменения являются одним из главных факторов, лимитирующих спортивную работоспособность в скоростно-силовых видах деятельности (Ю.В. Высочин, 1978).
Следует отметить тот факт, что влияние физических нагрузок выразилось и в изменении прочности связей между регистрируемыми показателями (табл. 3.2). Корреляционный анализ показал, что это в первую очередь относится к ослаблению практически всех связей между ЭМГ и миотонометрическими показателями, за исключением усиления связи между ЛВР и Ат, ЛВР и ЛВН. Наши данные, а также приводимые в литературе сведения (Ю.В. Высочин, 1978; А.И. Бурханов, 1983; С. Tomberg et al., 1991 и др.) о взаимосвязи, степени и характере динамики взаимосвязей после нагрузки позволили считать, что такие показатели, как То, Ат, ЛВР и ЛВН определяют состояние мышцы, связаны с ее работоспособностью и утомлением. Именно они изменяются под действием физической работы в наибольшей степени.
Отмеченные в фоновых обследований данные о динамике релаксационных способностей позволили выделить среди участников эксперимента две существенно различающиеся по То и ЛВР группы (рис.3.2). Между спортсменами этих групп наблюдалось достаточно выраженное отличие способности к мио-релаксации. Часть спортсменов (п=7) обладали более высокими способностями к релаксации. Они характеризовалась более высокой скоростью напряжения и расслабления мышц (меньшие значения ЛВН и ЛВР), а также меньшей величиной остаточного тонуса, и, как правило, большей величиной Ат (группа R). Другие (п=9) были менее способны к релаксации. Они, напротив, имели меньшую скорость напряжения и расслабления (большие величины ЛВН и ЛВР), а также повышенный остаточный тонус (группа G). Различия между этими группами были достаточно выражены и значимы (Р 0,05) по всем показателям, характеризующим функциональное состояние мышц, за исключением Тн (табл.3.3).
Половые различия управления функциональным состоянием с помощью биологической обратной связи по ощущениям
Для обучения мышечным ощущениям различной модальности (напряжения и релаксации) была использована система упражнений, основанная на чередовании напряжения и расслабления функционально активных мышц передней поверхности бедра. В основе этих упражнений были положены представления E.Jacobson (1938) о том, что напряжение перед последующим расслаблением может давать дополнительный стимул к расслаблению. При этом вырабатывалась способность улавливать напряжение в мышцах и чувство мышечного расслабления, затем отрабатывался навык произвольного расслабления напряженных мышечных групп.
Оценка точности дифференцированно воспроизводить степень релаксации проводилась визуально при помощи регистрации КГР по Тарханову, динамика которой отражает психофизическое состояние. При этом давалось задание воспроизведения напряжения и расслабления функционально активных мышц с использованием ощущений в качестве средства обратной связи. Для сравнения эффектов различных методов достижения релаксации определялся психофизиологический статус. Текущий контроль за процессом обучения осуществлялся по характеристикам тонуса мышц.
Данный этап состоял из двух одновременно осуществлявшихся направлений исследования: в первом из них внимание акцентировали на обучении достижению состояния мышечного напряжения; во втором - состоянию мышечной релаксации. На следующем этапе спортсменам предлагалось воспроизводить ощущения, приобретённые и закреплённые с помощью инструментальной БОС (уже без контроля по КГР). В качестве объективного критерия достижение состояния мышечного напряжения или расслабления после их воспроизведения определяли по параметрам миотонометрии.
Текущий контроль за процессом обучения по показателям миотонометрии показал, что динамика отдельных характеристик мышечного тонуса различалась у мужчин и у женщин (табл. 4.1, 4.2). Результаты обучения отличалась в зависимости от того, использовались или не использовались элементы биоуправления с обратной связью. Тем не менее, нужно отметить, что результаты биоуправления с помощью БОС по ощущениям отличались от полученных в предшествующей серии (биоуправление по ЭМГ и миотонометрии). Это относится к степени и к направленности произошедших изменений.
Общий итог обучения с помощью БОС по ощущениям - улучшение мышечной релаксации как у мужчин, так и у женщин. У мужчин при обучении воспринимать и оценивать параметры собственного функционального состояния без инструментального контроля имелась тенденция к нормализации остаточного тонуса по сравнению с исходным уровнем (табл. 4.1). Во время обучения без БОС у мужчин при напряжении и расслаблении, а также при воспроизведении величина То колебалась довольно значительно. При этом знак (+ или -) мог изменяться на противоположный (по отношению к исходной величине).
При использовании биоуправления с помощью БОС по ощущениям степень изменений была значительно меньше (изменение знака вновь отмечено), воспроизведение расслабления происходило достаточно эффективно (изменение на 31,25;%).
У женщин при отсутствии инструментальной БОС процесс биоуправления шел значительно менее эффективно, воспроизводимое расслабление было далеко от оптимального. В то же время применение инструментального биоуправления делало возможным воспроизведение ощущений более точным, чем у мужчин - на 80,72% (хотя женщины имели худшую исходную величину способности к расслаблению). При этом, если у мужчин изменения на этапах акцента на напряжение, расслабление и воспроизведение имели характер колебательного процесса, то у женщин происходило закономерное улучшение на всех этапах (рис.4.1).
Однако при данной форме биоуправления релаксация отличалась от полученной в предшествующей серии. Использование БОС по ощущениям не сопровождалось повышением функциональных возможностей мышцы - амплитуды тонуса (рис.4.2). Было отмечено повышение функциональных возможностей скелетной мускулатуры у мужчин. При обучении без использования БОС данный факт был отмечен в первой серии, когда акцентировалось внимание на обучение восприятию процесса мышечного напряжения (увеличение амплитуды мышечного тонуса с 20,6 до 22,1 миотон, т.е. на 7.28%). Включение в процесс обучения дополнительного канала обратной афферентации способствовало появлению наиболее благоприятных изменений во 2 серии исследований (акцент на расслабление). Это проявилось в возрастании как тонуса напряжения с 98,5 до 101,7 миотон (на 3,25%), так и амплитуды тонуса с 20,5 до 21,6 миотон (на 5,36%).
Влияние процедуры электросна на функциональное состояние обследованных
Как известно релаксация обусловлена снижением психофизиологической реактивности. При длительной релаксации происходит снижение повышенной активности ряда подкорковых областей, сопровождающееся уменьшением уровня тревожности, психологической и физиологической реакции на стрессовое воздействие. Существуют методы, суть которых заключается в непосредственном воздействии на различные, в первую очередь подкорковые, структуры мозга. Одним из них по данным многочисленных исследований (Календаров, 1954, В.М.Банщиков, 1966-1982 и др.) является электроимпульсное воздействие на мозг. В настоящее время существует ряд модификаций этого метода (электросон, электронаркоз, электроаналгезия и т.д.), эффекты применения которых в той или иной форме выражаются в изменении функционального состояния. Не касаясь различий параметров тока, особенностей наложения электродов и ряда других методических особенностей, было бы желательно выяснить, какие же имеются сходства результатов воздействия импульсного тока с релаксацией, полученной с помощью БОС.
Вопрос об эффектах и механизмах такого рода процедур интересен еще и по той причине, что нет ясности относительно многих аспектов физиологических механизмов их влияния (H.Edel, W Komp, 1967; В J.Frankel, 1974, J.Kugler, H.Taaks, 1978; C.Richthofen, C.Mellor, 1979; C. Ambrus, A. Jedlickova 1980; A.T. Эффендиева, 1974; Т.Л. Князева, 1981 и др.). В последние годы ряд этих вопросов был снят созданием и исследованием механизмов метода транскраниальной электростимуляции мозга - ТЭС-терапия (В.П. Лебедев, 1997, В.П. Лебедев и соавт., 1998, 2001). Но, несмотря на вышеуказанные работы, остаются нерешенные вопросы. Один из наиболее острых - в чем причина различия существующих мнений о действенности данных процедур. Одни исследователи получают объективные данные, свидетельствующие об изменениях биохимических, физиологических и даже морфологических показателей, другие же полностью отрицают саму возможность каких-либо изменений как результата действия импульсного тока. До сих пор мало изучены механизмы изменения функционального состояния организма под воздействием импульсного тока, особенно в процессе целенаправленной деятельности со значительными физическими и эмоциональными напряжениями, различающимся уровнем мотивации, психоэмоционального напряжения. Исследование в данном направлении могли бы прояснить механизмы модификации функционального состояния организма в процессе релаксации. Решению этих вопросов были посвящены несколько серий исследований, описанных в данной главе.
Эффекты электроимпульсных воздействий по методу электросна (по целому ряду характеристик существует значительное сходство между процедурой электросна и вышеупомянутой ТЭС-терапией.) были изучены в пятой серии на 81 спортсмене разной специализации в период напряженных тренировочных занятий и выступлений на соревнованиях. Для оценки эффектов, для суждения о механизмах влияния импульсного ток на функциональное состояние, процедура проводилась с различными параметрами и при разных условиях.
Задачей шестой серии было изучение релаксирующих эффектов применения электросна. В ходе фоновых обследований, проведенных за 3 - 5 дней до начала серии, у всех обследованных двукратно зарегистрировали показатели функционального состояния организма. Эти же характеристики оценивались непосредственно перед процедурой электросна (табл. 5.1). Сравнение не выявило существенных различий между показателями функционального состояния в фоновых обследованиях (Р 0,05). Их вариабельность на всех этапах сравнения была относительно невысокой (СТ - 2,58%, ЭКС - 6,95%, УОК - 8,35%, МОК - 7,35%, остальные значительно меньше).
Таким образом, можно было говорить о довольно высокой стабильности функционального состояния спортсменов. Это соответствовало достаточно высокой спортивной квалификации обследованных, текущему уровню их подготовленности к соревновательному периоду.
Далее проводилось изучение эффектов применения процедуры электро-сна со стандартными характеристиками (частота тока 120 гц, сеанс 50 мин). Показатели функционального состояния регистрировали перед электросном и через 5 минут после него. Сила тока при этом находилась индивидуально и была несколько ниже порога субъективного ощущения.
Результатом процедуры электросна было изменение ряда показателей функционального состояния обследованных спортсменов (табл.5.1). Двухфак-торный дисперсионный анализ показал, что значимыми причинами отмеченных изменений в большей части случаев были оба действующих фактора - индивидуальные различия обследованных спортсменов и влияние процедуры электросна (Приложение 1).
В первую очередь необходимо отметить значительное и достоверное (Р 0,01) уменьшение степени эмоционального напряжения по изученным психофизиологическим показателям - КГР и ЭКС, и результатам тестирования по опросникам СТ Спилбергера и САН по Доскину. Динамика этих показателей выходила за границы, в которых они варьировали в исходном, фоновом состоянии (рис 5.1). Произошло уменьшение показателя Тн по Федоровскому, которое связано со снижением психоэмоционального напряжения в связи с нормализацией кровообращения в капиллярном русле головного мозга (Ю.Н. Федоровский, Л.А.Андреева, 1978). Эта часть регистрируемых показателей отмечается особо, так как положительные сдвиги психоэмоционального напряжения являются существенным фактором, обусловливающим улучшение функционального состояния обследованных спортсменов. Необходимо отметить, что позитивные изменения отмечены как по субъективным ощущениям обследованных, так и по объективным психофизиологическим характеристикам, прежде всего это относится к весьма чувствительным показателям - КГР и ЭКС.
