Содержание к диссертации
Введение
1. Электроэнцефалографическое биоуправление как метод регуляции непроизвольных функций организма 10
1.1. Общие замечания о биоуправлении 10
1.2. Биоуправление в медицине и спорте 13
1.2.1. Применение биоуправления в клинике 14
1.2.2. Использование биоуправления при подготовке спортсменов 22
1.3. Электроэнцефалография как метод изучения мозговых механизмов психических процессов 27
1.4. Электроэнцефалографическое биоуправление 30
1.4.1. Использование нейробиоуправления в лечебной практике 38
1.4.2. Электроэнцефалографическое биоуправление в спорте 42
2. Материал и методы исследования 45
2.1. Характеристика обследованных лиц 45
2.2. Альфа-стимулирующий тренинг 46
2.3. Функциональные асимметрии 52
2.4. Оценка психофизиологического состояния 54
2.5. Статистический анализ экспериментальных данных 58
3. Биоэлектрическая активность головного мозга и эффективность альфа-стимулирующего тренинга 59
3.1. Электроэнцефалографические изменения при успешном и эффективном нейробиоуправлении 59
3.2. Биоэлектрическая активность головного мозга до и после ЭЭГ-БОС-тренинга 64
3.3. Особенности психофизиологического состояния спортсменов после альфа-стимулируюшего тренинга
4. Влияние альфа-стимулирующего тренинга на представ ления человека о восприятии времени 77
4.1. Оценка точности восприятия временных интервалов в зависимости от успешности нейробиоуправления 77
4.2. Особенности интуитивных представлений о свойствах времени при успешном и эффективном альфа-стимулирующем тренинге 80
4.3. Оценка времени поведенческих реакций и индивидуальных временных характеристик 84
5. Изменение функциональных асимметрий мозга человека после альфа-стимулирующего тренинга 91
5.1. Электроэнцефалографическая характеристика типов высшей нервной
деятельности, выделенных по соотношению первой и второй сигнальных
систем 91
5.2. Изменение типов высшей нервной деятельности в результате проведения нейробиоуправления 95
5.3. Влияние ACT на показатели, характеризующие высшую нервную деятельность 104
6. Обсуждение полученных результатов 108
Выводы 116
Список литературы 118
- Использование биоуправления при подготовке спортсменов
- Функциональные асимметрии
- Биоэлектрическая активность головного мозга до и после ЭЭГ-БОС-тренинга
- Особенности интуитивных представлений о свойствах времени при успешном и эффективном альфа-стимулирующем тренинге
Использование биоуправления при подготовке спортсменов
Биоуправление (Biofeedback) является одним из самых перспективных направлений прикладной психофизиологии (Hassett J., 1981; Rosenfeld J.P, 1990; Miller N.E., 1992; Wickramasekera L, 1998; Peterson J.M., 2000), получившим международное признание (Schwartz M.S., 1995; Mishima N. et al, 1995; Bierbaumer N., 1997; Striefel S., 2000a; Sokhadze Т., Sohn J.-H., 2000 и др.). Его следует рассматривать как методологическую основу современной экспериментальной и клинической медицины (Штарк М.Б., 1993 - 2000; Lubar J.F., 1975 - 1999; Rosenfeld J.P., 1975 - 1997; Schwartz M.S., 1995).
Этот метод основан на том, что информация о собственном функциональном состоянии, представленная в доступной для осознания форме (в виде биологической обратной связи - БОС), дает возможность спортсмену, пациенту и другим лицам с помощью произвольной саморегуляции изменить функции висцеральных систем организма (Василевский Н.Н. с соавт., 1988; Sterman М.В., 1989; Zolten A.J., 1989). Иными словами метод БОС облегчает обучение физиологическому управлению произвольно неуправляемых функций организма (Святогор И.А., 2000).
В настоящее время биоуправление рассматривается как комплекс идей, методов и технологий, базирующихся на принципах БОС и направленных на развитие и совершенствование механизмов саморегуляции физиологических функций при различных патологических состояниях и в целях личностного роста (Штарк М.Б. с соавт., 1999). Оно создает уникальную возможность развития висцеральной самоперцепции (восприятие сигналов собственного организма, которые находятся ниже порогового уровня восприятия), сканирования и дифференцировки внутренних ощущений, а также способность понимать собственные эмоции, а, следовательно, и мотивы поведения (Штарк М.Б., 1998).
В процессе биоуправления происходит осознание единства и взаимосвязи когнитивных и физиологических процессов, что помогает вывести на осознаваемый уровень некоторые внутриличностные и межличностные конфликты. Это позволяет, по мнению M.S. Schwartz (1998), снижать уровень психо-эмоционального напряжения, тревоги на основе произвольного контроля физиологических процессов, сознательного регулирования внутреннего физиологического состояния и, наконец, усвоения такого поведения, которое будет предотвращать возникновение симптомов болезни. Биоуправление следует рассматривать не только как прогрессивную методологию научного исследования, но и как основу внутреннего совершенствования духовных и физических качеств человека, а также как органический комплекс лечебных, реабилитационных и прогнозирующих процедур (Штарк М.Б., 1993). Анализ механизмов саморегуляции некоторых функций (сознательное управление непроизвольными физиологическими актами), проводимый специалистами в области биоуправления, должен базироваться на феномене нейрональной пластичности, включая этот феномен в традиционный терапевтический контекст (Штарк М.Б., 1999).
Будущее применение биоуправления заключено в том, что оно открывает принципиально новые перспективы, которые невозможно достичь в любой другой методической среде. I. Wickramasekera (1999) полагает, что биоуправление будет способствовать уменьшению клинических симптомов у лиц, имеющих высокий антисуггестивный барьер. Биоуправление как поведенческая, т.е. обращенная к сущностным свойствам характера человека, новая технология, опирается на изменение микродинамики информационно -аналитических мозговых процессов, то есть нейродинамика остается доминирующей конструкцией, от успешности изменения которой зависит эффективность любого варианта биоуправления (Штарк М.Б., Тристан В.Г., 1999). Главными особенностями биоуправления являются:
1) непрерывный контроль параметров текущего функционального состояния человека (Маркман В.Г., Боргест А.Н., 1988) в реальном масштабе времени (Василевский Н.Н. с соавт., 1988),
2) активное участие пациента в процессе формирования навыков саморегуляции, направленных на контроль уровня стресса и управление висцеральными функциями (пациент использует индивидуальную стратегию релаксации, подбирая её при помощи врача - Moss D., Lehrer P.M., 1998),
3) сочетание мышечной релаксации с высокой степенью сознательного контроля и постоянным сканированием внутренних ощущений и наблюдением за динамикой показателей на экране монитора (Штарк М.Б., 2000).
В настоящее время дальнейшее развитие биоуправления связано с тем, что пациент превращается из объекта воздействия в полноправного субъекта образовательного (тренировочного) или лечебно-реабилитационного процесса. Для совершенствования этого процесса необходим анализ центральных механизмов эффективного биоуправления, а практическая сторона биоуправления должна совершенствоваться за счет скрупулезного сопоставления динамики психологического и физиологического статуса в процессе лечения и реабилитации (или спортивной тренировки), позволяющего найти некие количественные критерии эффективности биоуправления (Штарк М.Б., Тристан В.Г., 2000).
Биоуправление может использоваться в процессе обучения и формирования новых навыков, благодаря возможному формированию ранее не существовавших связей и сетей, обеспечивающих приспособительный поведенческий опыт. Это будет способствовать появлению возможности количественной оценки «меры управляемости» (Штарк М.Б., 1998), а, следовательно, и возможности оценить её у конкретного человека для суждения о профессиональной пригодности, например в спорте (Тристан В.Г., 1999,2000).
Функциональные асимметрии
Учитывая значительную вариабельность мониторируемых показателей и возникающую в процессе тренинга усталость пациента, вызывающую достаточно резкие, скачкообразные изменения величин сигналов, они (19996) считают более целесообразным проводить анализ тех участков сигнала, которые соответствуют временным интервалам «нормальной работы» пациента. При успешном тренинге меньше интервалов усталости, а снижение величины флюктуации сигнала свидетельствует об эффективности тренинга. При оценке успешности ACT эти положения нами учитывались.
И.А. Святогор с соавторами (2000) полагают, что при нейробио-управлении успешность его должна оцениваться по достоверному изменению выбранных для биоуправления составляющих ЭЭГ, а его эффективность - по характеру изменений показателей ЭЭГ и психологических тестов до и после проведенного курса ACT.
В нашей работе критерием успешности ACT было выбрано увеличение средней интенсивности альфа-ритма за сеанс не менее чем на 15% (Святогор И.А. с соавт., 2000) по сравнению со средней интенсивностью альфа-активности, зарегистрированной во время первого сеанса. У каждого обследованного спортсмена подсчитывался процент успешных и неуспешных сеансов ACT. Критериями эффективности ACT считались: 1) характер изменений биоэлектрической активности головного мозга, 2) наличие и разнообразие посттренинговых эффектов, подтверждаемых при психофизиологическом тестировании и клинической оценке состояния, 3) повышение результативности спортивной деятельности (по самоотчетам спортсменов, протоколам соревнований и объективных сведений от тренерского состава). Функциональные асимметрии. При изучении индивидуального профиля функциональных асимметрий (Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А., 1988; Леутин В.П., Николаева Е.И., 1988) внимание обращено на моторные, сенсорные, психические и электроэнце 53
фалографические асимметрии. Кроме этого собирались анамнестические данные об асимметриях в семье, давалась самооценка испытуемым, проводилось непосредственное наблюдение за ним в процессе обследования. Все результаты заносились в специальный протокол. Двигательные функциональные асимметрии определялись для руки и ноги. В первом случае использовались тесты: переплетение пальцев, скрещивание рук или «поза Наполеона» и тест вытянутых перед собой рук (с закрытыми глазами). Во втором случае применялись тесты: закидывание ноги на ногу, вставание на стул на колени (начало движения с ведущей ноги) и ходьба вперед с закрытыми глазами (отклонение в сторону, противоположную ведущей ноге). Для определения ведущего глаза использовались: фиксирование предмета при взгляде двумя глазами через свернутый в трубочку лист бумаги (закрытие ведущего глаза ведет к исчезновению предмета из поля зрения) и сравнение величины двух равных кругов (больший круг у ведущего глаза). Ведущее ухо устанавливалось с учетом данных полученных в результате применения тестов: предпочтение определенного уха при прослушивании хода часов при сравнении громкости тиканья и определение громкости тиканья часов. С целью выявления психических асимметрий использовался тест «Типолог» (Первомайский Б.Я., 1968), позволявший оценить соотношение первой и второй сигнальных систем. При этом учитывалось, что преобладание логического мышления свидетельствует в пользу преобладания левого полушария и, наоборот, образного мышления - правого.
Для определения асимметрий биоэлектрической активности головного мозга перед началом тренинга (а также после его окончания) записывалась ЭЭГ с двух полушарий с использованием биполярного отведения. Электроды располагались симметрично в лобно-теменных областях (смотри выше). Регистрация ЭЭГ проводилась в течение 4 минут с открытыми глазами, а затем 4 минуты с закрытыми глазами, далее рассчитывалось среднее значение интенсивности тета-, альфа- и бета-ритмов. Межполушарная асимметрия рассчитывалась по формуле (левое - правое)/(левое + правое) (Cantor D.S., 1999). На основании изучения функциональных асимметрий только в 3 наблюдениях электроды накладывались на правое полушарие головного мозга. Эти случаи отдельно проанализированы в обсуждении.
Психофизиологическое состояние спортсменов изучалось с помощью следующих тестов. Шкала ситуативной и личностной тревожности (ШСЛТ) разработана CD. Spielberger (1966). Русский вариант шкалы подготовлен Ю.Л. Ханиным (1976). В основе ситуативной тревожности, рассматриваемой как «состояние тревоги», лежат эмоциональные реакции, характеризующиеся ощущением напряжения и опасения и сопровождающиеся повышением активности автономной нервной системы (Gellhorn Е., Loofbourrow G.N., 1966). Личностная тревожность является уже свойством данного индивидуума, чертой его личности (Spielberger CD., 1983). ШСЛТ содержит 40 суждений, оценка состояния тревожности проводится по специальной методике. Итоговый показатель меньше 30 баллов указывает на наличие низкого уровня состояния тревожности, 30 - 45- среднего, свыше 45 баллов - высокого уровня.
Представления человека о восприятии им времени являются одной из важнейших характеристик его психофизиологического состояния (Комаров Ф.И. с соавт., 1989), поэтому они изучаются в спорте (Моисеева Н.И. с со-авт., 1985; Тристан В.Г., 1994). Тест полярного профиля времени (Кузнецов О.Н. с соавт., 1985; Тристан В.Г., 1994) позволяет выделить пять факторов (эмоциональность, активность, величину, структурность и ошущаемость). Обследуемый заполняет бланк, содержащий 25 полярных определений, позволяющих дать оценку прошлому, настоящему и будущему времени, отмечая специальным знаком для каждого времени то значение шкалы, которое соответствует его интуитивному представлению о времени
Биоэлектрическая активность головного мозга до и после ЭЭГ-БОС-тренинга
При сравнении данных таблиц 26 и 24 оказалось, что разница показателей для первой и второй сигнальных систем у лиц мыслительного типа была 3,3 балла вместо 20,3, а после ACT - соответственно 4,7 вместо 19,8. При этом прирост для второй сигнальной системы произошел на 10,7 балла (Р 0,05), а значения для первой сигнальной системы остались на прежнем уровне. Для лиц художественного типа разница показателей для первой и второй сигнальных систем была равна 7,1 вместо 9,4 балла, после ACT - соответственно 5,5 вместо 13,7. Прирост для первой сигнальной системы произошел на 4,3 балла при снижении значений для второй сигнальной системы на 8,3 балла (Р 0,01). Следовательно, переход в сторону художественного типа произошел за счет снижения представленности второй сигнальной системы при сопутствующих изменениях биоэлектрической активности головного мозга (рост тета-активности).
Изучение биоэлектрической активности головного мозга лиц, у которых в дальнейшем после ACT произошло изменение типа ВНД, показало, что до ACT у лиц мыслительного типа все величины ритмов были выше, чем у лиц художественного типа, но без статистически значимых различий, за исключением бета-ритма слева при открытых глазах (табл. 27). После отмечена тенденция уменьшения значения всех ритмов у лиц мыслительного типа и повышения их у лиц художественного типа, но без статистически значимых различий. Обсуждаемые данные соответствуют результатам, представленным в таблицах 24 и 26, когда переход в сторону художественного типа происходит за счет уменьшения представленности второй сигнальной системы, а при переходе в сторону мыслительного типа значения второй сигнальной системы были меньше (76 баллов), чем при сохранении его (80 баллов). После ACT межполушарная асимметрия по бета-ритму сохранилась у лиц мыслительного типа.
Таблица 28 Биоэлектрическая активность головного мозга при изменении типа ВНД после проведения курса альфа-стимулирующего тренинга, усл. ед., М + m
Анкета «Типолог» позволила охарактеризовать состояние нервных процессов до курса ACT (табл. 29). По силе нервных процессов различий не выявлено, но сила возбуждения была выше в пятой группе. Сила торможения также была выше во второй и первой группах, а ниже всего в третьей группе. Наибольшая величина подвижности возбуждения отмечена в четвертой группе, а инертности возбуждения - в пятой, а также в первой и второй группах. Подвижность торможения была выше в пятой группе, а самое низкое её значение отмечено во второй группе. Для инертности торможения были характерны самые низкие значения по сравнению с другими показателями, но при этом наибольшие значения данного показателя отмечены во второй группе и наименьшие в четвертой и пятой группах.
Таким образом, все группы имели различные характеристики по изучаемым показателям. Наибольшие различия имелись в четвертой и пятой группах по сравнению с остальными. Во второй группе отмечены наибольшие величины для силы и инертности торможения. Третья группа характеризовалась высокими значениями инертности торможения. В четвертой группе отмечены самые низкие значения инертности торможения, а в пятой - наибольшие значения силы возбуждения и подвижности торможения.
После проведения курса ACT (табл. 30) выросли величины, характеризующие силу нервных процессов во всех группах, при одновременном росте подвижности возбуждения в первой и второй группах и снижении инертности возбуждения в первой и повышения его третьей группах. Подвижность торможения имела более высокие значения в первой группе, при снижении его инертности в ней же. Значения величин для первой сигнальной системы выросли во второй группе и снизились для второй сигнальной системы в первой и третьей группах.
Особенности интуитивных представлений о свойствах времени при успешном и эффективном альфа-стимулирующем тренинге
Чувство времени характеризует перцептивные (восприятие) и когнитивные (переработка информации) способности человека и поэтому оно является важной составляющей психофизиологического состояния человека (Моисеева Н.И. с соавт., 1985; Комаров Ф.И. с соавт., 1989). Резюмируя результаты исследования представлений человека о восприятии им времени, следует отметить, что после ACT произошло увеличение длительности ИМ во всех группах, но величина её была больше в первых трех группах, чем в четвертой и пятой. В связи с этим изменение ИМ в сторону её увеличения можно считать показателем успешности и эффективности ACT, учитывая, что наибольшая её величина была в первой группе у высокоуспешных лиц.
Интуитивные представления о свойствах времени изменяются незначительно в результате проведения ACT. Это в большей степени проявилось в выраженности отдельных стандартных факторов в различных группах, чем в улучшении дифференцировки их внутри групп. После тренинга доминируют стандартные факторы «активность» (время воспринимается как стремительное, плотное, активное, напряженное и изменчивое) в настоящем времени и «величина» (время рассматривается как объемное, широкое, глубокое, большое и бесконечное) в будущем времени. Фактор «эмоциональность» встречается только в первой и второй группах в прошедшем времени. Курс ACT значительного влияния на дифференциальную характеристику прогноза времени поведенческих реакций в диапазоне «быстро - медленно» по экспрессии лица воспринимаемого человека не оказал. Во всех группах медленных лиц узнавали хорошо, но в первой группе стали хуже различать быстрых лиц.
ACT оказал выраженное влияние на увеличение возможности тонко различать в динамически временных характеристиках личности (по данным теста СПИТ) индивидуальные временные особенности: положительно оценивались быстрые лица (типа S) и отрицательно медленные лица (типа d и к). Таким образом, нейробиоуправление способствовало выработке активной позиции при негативном отношении к медлительности, инертности и депрессивному состоянию.
В связи с тем, что после ACT интуитивное восприятие временных характеристик, дифференцировка стандартных факторов в различных временах, оценка времени поведенческих реакций не имели значительных различий, можно предположить, что основное воздействие ACT оказал на более «глубинные пласты» индивидуальности человека.
Если А.Л. Финкельберг и М.Б. Штарк (1993) отметили противоречивые данные, имеющиеся в литературе по поводу изменений межполушар-ной асимметрии в процессе биоуправления, то, учитывая представления о локализации аффективных центров, J.P. Rosenfeld (1996) проводил раздельную стимуляцию полушарий головного мозга. Он показал, что при этом меняется способность отвечать на негативные и позитивные стимулы, а не происходит изменение текущего эмоционального состояния. Негативное состояние и тревожность были значительно выше при доминантности левой ноздри и сопутствующей ей правосторонней лобной активации (Quinn L.C. et al, 1999). Нейробиоуправление позволяет изменять асимметрию в лобных областях в обоих направлениях, поэтому представляет определенный интерес возможность сохранения её в обычных, а не лабораторных условиях (Allen J.J.B., CavenderJ.H., 1996).
Проведенное нами изучение ритмов фоновых ЭЭГ до и после курса ACT показало, что имелась устойчивая тенденция преобладания альфа- и бета-ритмов в левом полушарии, но статистически значима она была только для бета-ритма. Следует также отметить, что после тренинга представленность бета-активности в левом полушарии снизилась.
Исследование функциональных асимметрий не представило данных о наличии среди спортсменов чистых левшей. В связи с этим только в 3 наблюдениях электроды накладывались на правое полушарие головного мозга, учитывая преобладание левосторонних сенсорных и двигательных асимметрий. До ACT у этих спортсменов были три разных типа ВНД, определенных по соотношению первой и второй сигнальных систем. После ACT произошло изменение в сторону художественного типа в двух случаях за счет снижения представленности второй сигнальной системы, а в одном - повышения значений для первой сигнальной системы. В последнем случае отмечена большая представленность тета-ритма и меньшая - бета-ритма в процессе сессий тренинга, а также большее увеличение длительности ИМ после сеансов тренинга.
Определенный интерес представляют данные Э.А.Костандова (1987), который, изучая правшей, отметил, что правое полушарие в значительной меньшей степени, чем левое, подвержено коррегирующему влиянию обратных связей. В нашей работе из-за малого количества наблюдений не представилось возможным провести достаточно полный анализ, хотя полученные нами результаты не могут полностью подтвердить его данные.
Регистрация биоэлектрической активности головного мозга с лобно-те-менных областей не позволила сопоставить наши данные с работой G.Walter. Выделенные в нашей работе типы ВНД по соотношению первой и второй сигнальных систем свидетельствуют о вкладе двух полушарий в их существование. В фоновой ЭЭГ (глава 5) выявлена асимметрия по альфа- и бета-ритмам (статистически значимая для последнего) и четкая тенденция снижения величин основных ритмов ЭЭГ от мыслительного к художественному типу. Среди спортсменов, прошедших тренинг, преобладали лица с мыслительным типом (48,1%) и было только 15,4 % лиц с художественным типом, а среди лиц, отказавшихся от ACT, преобладали спортсмены с художественным типом (57,8 %). Особенно такое отношение к ACT представлено в пятой группе, где лица с художественным типом составили 60% от числа всех спортсменов данной группы.
После курса ACT изменение типа ВНД, выделенного по соотношению первой и второй сигнальных систем, произошло у 21 человек - 40,4% от числа лиц, прошедших тренинг. При этом у 6 (11,5%) спортсменов изменение произошло в сторону мыслительного типа и у 15 (28,9%) - в сторону художественного типа (Р = 0,05). Таким образом, проявилась тенденция сдвига типа ВНД от мыслительного к художественному типу. Особенностью художественного типа является сочетание его в одинаковой степени с флегматиками, сангвиниками и холериками, для которых в целом характерен более оптимистичный эмоциональный настрой (Печенков В.В., 1997). Проведенный нами анализ полученных результатов изучения психофизиологического состояния спортсменов подтвердил это положение.
