Технологии биологической обратной связи 1

П РОБЛЕМЫ ПЕРЕГРУЗКИ ОРГАНИЗМА Любое сильное эмоциональное потрясение ведет к "адреналиновой буре" в нашем организме. Адреналин готовит сосуды и мышцы к работе, однако у современного офисной-диванного человека эта подготовка часто пропадает втуне. Мало того, частое приведение органов и систем в состояние "боевой готовности" снижает их ресурс и способствует более быстрому изнашиванию. Раньше это проявляется у людей впечатлительных, способных подолгу переживать и копить в себе раздражение. Повышение артериального давления, головные боли, нарушение сна часто являются следствиями не получающих физического выхода стрессов (пусть и не всегда осознаваемых). 2

Ч ТО ТАКОЕ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (БОС)? Способ получения дополнительной информации о работе организма и его составляющих называется биологической обратной связью Ее практическое использование - биоуправлением с биологической обратной связью. Тип поведенческой терапии, которая пытается изменять условнорефлекторные реакции на стресс". 3

Ч ТО ТАКОЕ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ? Биологическая обратная связь является прежде всего биологическим механизмом контроля качества достигнутого результата 4

Ч ТО ЛЕЖИТ В ОСНОВЕ БОС? (2) Мы способны ощущать лишь достаточно сильные, "надпороговые" раздражители. Сигналы от внутренних рецепторов нашего тела обычно таковыми не являются. Но если их усилить - мы начнем воспринимать информацию о работе нашего организма. Многие гипертоники чувствуют высокое давление. Но оказалось, что при одновременном получении сигнала от подпорогового раздражителя и параллельно по сенсорному каналу искусственной обратной связи возникает феномен "прироста интенсивности ощущения". В результате становится возможным чувствовать слабые сигналы о подсознательной работе нашего организма, а при необходимости - и управлять ею. 5

К АНАЛЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ Зрительный Слуховой Вестибулярный Обонятельный Вкусовой Тактильный Проприоцептивный (Проприоцептивный анализатор позволяет оценить положение тела в пространстве и частей тела относительно друг друга с помощью рецепторов скелетных мышц, сухожилий и суставов) Висцеральный (Висцеральный анализатор воспринимает механические и химические изменения внутренних органов) Болевые анализаторы. Каждый из них используется нами для контроля результата совершаемого действия и коррекции самого действия. 6

В АРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ БОС Простейшие: термометр, тонометр и т.п. БОС по электромиограмме функциональное биоуправление тонусом мышц-антагонистов для коррекции нарушений опорно- двигательного аппарата (например, при детском церебральном параличе); БОС по реоэнцефалограмме функциональное биоуправление тонусом сосудов головного мозга (например, при головных болях); БОС по электроэнцефалограмме функциональное биоуправление электрической активностью головного мозга (например, при неврозах). 7

И СТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БОС В 1957 году Нил Миллер убедительно доказал возможность произвольной регуляции работы внутренних органов с помощью оригинального опыта. Он замыкал показатели работы сердца, желудка и почек на подсоединенные к "центру удовольствия" электроды. В работе использовались обездвиженные (парализованные) крысы, которые могли с помощью изменения целевого показателя добиваться неземного наслаждения. Впервые (из американцев) возможность биоуправления у человека открыл Дж. Камия. В 1958 году он случайно заметил, что если при появлении определенного типа сигналов на ЭЭГ (альфа-активность) перед испытуемым зажигать зеленую лампочку, то альфа-активность возникает чаще. Ему понадобилось больше десяти лет, чтобы осознать важность своего открытия и опубликовать полученные результаты. Фундаментальная база метода БОС в России была создана П. Н. Анохиным, К. М. Быковым и В. Н. Черниговским. Первые результаты по обучению произвольному регулированию просвета кровеносных сосудов получены в 1955 году М. И. Лисиной. В 1983 году приказом Министерства здравоохранения СССР метод биоуправления и его аппаратурное обеспечение разрешены и рекомендованы как способ лечения в детской неврологии. 8

О БЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БОС. М ЕДИЦИНА Ассоциация прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (AAPB) опубликовала перечень заболеваний, при которых проводились исследования эффективности методик БОС. В этом перечне все исследования (в объеме требований доказательной медицины) уже выполнены для такого недостатка, как недержание мочи. Высок потенциал биоуправления при тревожном расстройстве, гиперактивности с дефицитом внимания, головной боли и гипертонической болезни. Для этих заболеваний эффективность доказана отдельными исследованиями на небольших группах людей или одним большим рандомизированным плацебо- контролируемом исследованием. Еще для более чем трех десятков нозологий данные об эффективности уточняются. 9

О БЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БОС. С ПОРТ. Спектр спортивных применений технологии широк - от оптимизации нагрузок и обеспечения пиковой производительности скелетной мускулатуры до обучения расслаблению и восстановлению после нагрузок. Достоинства БОС очевидны - усиление возможностей организма без использования "запрещенных приемов«. 10

О БЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БОС. Т ВОРЧЕСТВО. Визуальную обратную связь в реальном времени для анализа и улучшения вокальных данных обеспечивает новый программный комплекс, названный ALBERT (Acoustic and Laryngeal Biofeedback Enhancement in Real Time). Он способен объединить любое число вокальных параметров, отображать в реальном времени базовую частоту, дрожание, и коэффициент закрытия гортани. Автоматизированный DJ, использующий для генерации музыки обратную связь с танцующими, был разработан в Hewlett-Packard. Подобное наручным часам устройство отслеживает положение танцующих в пространстве, скорость движения, ЧСС и электрокожное сопротивление и посылает информацию к HP DJ через Bluetooth. HP DJ использует "генетический алгоритм", чтобы создавать наиболее востребованные мелодии. Если фонограмма звучит ужасно, то люди будут бродить по залу или танцевать с меньшим энтузиазмом. Тогда HP DJ пробует улучшать музыку, экспериментируя с различными частотами, ритмами или изменением темпа музыки, стараясь уговорить большее количество людей вернуться на танцпол. 11

О БЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БОС. Н АУКА. Н ОВЫЕ ЗНАНИЯ Биологическая связь используется для получения новых знаний о механизмах работы мозга. Иногда единственная возможность расшифровать сигналы – «спросить» у самого мозга, что означает тот или иной сигнал. Получение ответа на "вопрос" (им может быть не только слово, но и электрический стимул и любые другие раздражители) тоже является обратной связью. 12

О БЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БОС. Н АУКА. И НТЕРФЕЙС «Ч ЕЛОВЕК -К ОМПЬЮТЕР » Управление каким-либо устройством (компьютером, протезом, машиной) - прямая биологическая связь. Развитие технологий "человек-компьютер" зависит от возможности точного и оперативного (в режиме реального времени) декодирования сигналов, возникающих в нашем организме. По всему миру нейрофизиологические лаборатории работают над проблемами однозначного перевода неосознаваемых сигналов организма в машинные команды. Некоторые из разработанных алгоритмов анализа электроэнцефалограммы позволяют более чем в 90% случаев распознавать желаемую цель на экране монитора и перемещать к ней курсор. На недавно проходившем в Москве симпозиуме "Современные технологии биоуправления в биологии и медицине" была продемонстрирована возможность управления автомобилем (пока что игрушечным, радиоуправляемым) с помощью системы БОС. 13

И НФОРМИРОВАНИЕ О ПАРАМЕТРАХ С ПОМОЩЬЮ БОС Биологическая обратная связь (БОС) - способ профилактики стрессов и повышения стрессоустойчивости личности. На современном уровне развития техники оказалось возможным подключить регистрирующую аппаратуру к компьютеру и показать человеку, как работают его сердце, мозг, легкие. Если значения далеки от идеальных (скажем, к концу богатого на "приятные" общения дня напряжены мышцы, сужены сосуды, повысилось давление) - даже неспециалисту становится понятно, что нужно отдохнуть, расслабиться. 14

О БУЧЕНИЕ ОРГАНИЗМА С ПОМОЩЬЮ БОС Проверить параметры организма во время отдыха можно, наблюдая за изменением целевых показателей (таких, как величина артериального давления или ЧСС) на мониторе во время отдыха. В случае неэффективности выбранной Вами стратегии восстановления жизненных сил, можно использовать БОС для выбора более эффективного способа расслабиться. Это будет называться несколько иначе - "адаптивное биоуправление с обратной связью". Причем, если в программе задать оптимальные значения регистрируемого показателя или закономерность его изменения, то задача усложняется - человек учится не просто изменять артериальное давление, мышечное напряжение или что-то еще - он тренируется синхронизировать показатели деятельности своего организма с заложенными в компьютерную программу нормальными значениями. В результате таких тренировок постепенно формируются навыки самоуправления в реальной жизни. В дальнейшем они могут очень пригодиться, не давая человеку выйти из себя, начать нервничать в стрессовой ситуации. 15

Н ЕКОТОРЫЕ ПРОГРАММНО - АППАРАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ БОС E-Z Air - человек учится правильно дышать, синхронизируя свои дыхательные движения с заданным в программе типом (паттерном) дыхания. Глядя на цветной столбик - поднимающийся, замирающий ненадолго и опускающийся, как поршень (отставить нездоровые ассоциации!), мы делаем соответственно вдох, задержку дыхания и выдох. Чтобы довести ритмичное и правильное дыхание до автоматизма без помощи обратной связи, "вслепую", часто требуется не один год. Гребной канал - человеку предлагают компьютерную игру с соревновательным сюжетом. Победа в этих соревнованиях зависит от способности достигать состояния релаксации. А в отличие от других методов БОС, задача игрового биоуправления - не просто регулировать физиологические параметры, а научиться контролировать свои вегетативные реакции, то есть изменения в деятельности внутренних органов в ответ на внешние воздействия (в том числе и стресс), опосредованные нервной системой. 16

17