Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Выбор темы курсовой работы связан с тем, что автор имеет медицинское образование, также эта тема очень актуальна, так как современная жизнь проходит в век высоких технологий и с каждым годом они только развиваются. Как говорят программисты по поводу «железа»: «Железо устаревает в момент покупки».

Технологии же биологической обратной связи (БОС), о которых мы и поговорим, и приборы, использующие данный принцип, ежегодно, ежеминутно или даже, ежесекундно, входят в нашу жизнь. Они помогают человечеству с решением многих вопросов, постановкой диагнозов, дифференциальной диагностикой между теми или иными заболеваниями, оценкой профпригодности или даже социально-психологической адаптации и т.п.

Итак, биологическая обратная связь (БОС) — это метод медицинской реабилитации, при котором человеку с помощью электронных приборов мгновенно и непрерывно предоставляется инфор­мация о физиологических показателях деятельности его вну­тренних органов посредством световых или звуковых сигналов обратной связи.

Объект исследования – принцип биологической обратной связи.

Цель исследования – изучить и оценить эффективность принципа биологической обратной связи.

Основные задачи исследования:

- рассмотреть теоретические основы принципа БОС;

- исследовать практическое применение технологий БОС на примере электромиографии (ЭМГ БОС);

- предоставить практическое применение принципа БОС на основе личного профессионального опыта в медицинской сфере, а также оценить его пользу для человека.

1 Теоретические аспекты принципа биологической обратной связи (БОС) в России и за рубежом

1.1 Понятие оперантного обуславливания

Для того, чтобы приступить к изучению принципа биологической обратной связи (БОС) в клинической практике, необходимо обратиться к истокам.

Основой для создания метода БОС послужили фундаментальные исследования механизмов регуляции физиологических и развития патологических процессов, а также результаты прикладного изучения рациональных способов активации адаптивных систем мозга здорового и больного человека. [1, с.4]

В связи с этим нужно упомянуть великих русских физиологов И. М. Сеченова и И. П. Павлова  — авторов теории условных рефлексов. В XX веке идейными продолжателями исследований И. М. Сеченова и И. П. Павловастали К. М. Быков (теория кортико-висцеральных связей, П. К. Анохин (теория функциональных систем), Н. П. Бехтерева (теория устойчивых патологических состояний). [2]

С древних времен произвольные реакции скелетных мышц считались стоящими выше, а эмоции и непроизвольные реакции желез и внутренних органов — стоящими ниже на ступенях иерархической лестницы жизнедеятельности человеческого организма. Это несправедливое разделение на два класса появляется уже в философии Платона — с его высшей разумной душой, находящейся в голове, и низшими душами, расположенными в теле. Гораздо позже, в конце XVIII века, французский нейроанатом К. Биша высказал мнение, что существует различие между «цереброспинальной нервной системой большого мозга и спинного мозга» (называемыми в настоящее время центральной нервной системой — ЦНС). управляющей скелетными реакциями, с одной стороны, и двойной цепью ганглиев (которые он называл «малыми мозгами»), проходящей вниз по обеим сторонам спинного мозга и управляющей эмоциями и висцеральными реакциями, с другой. Свое пренебрежительное отношение к ганглиозной нервной системе он выразил, назвав ее вегетативной, т. е. растительной (vegetative — растительный). Он также считал ее полностью независимой от цереброспинальной системы, что так и осталось в современном названии вегетативной нервной системы, нередко обозначаемой как «автономная» [3].

Значительно позже, в 1932 году, Уолтер Кэннон, американский физиолог, который изучал функционирование внутренней саморегуляции человека и ввел термин «гомеостаз», пришел к выводу, что различные нервные волокна симпатической части автономной нервной системы возбуждаются одновременно и неспособны к тонким дифференцированным индивидуальным реакциям, возможным для цереброспинальной системы. Этот вывод до недавнего времени считался классическим и приводился во всех учебниках по физиологии [4].

В то же время многие (хотя и не все) психиатры различали истерические, депрессивные, маниакальные и подобные реакции и симптомы, управляемые цереброспинальной нервной системой, и психосоматические нарушения, управляемые автономной нервной системой. Первые — субъекты контроля высшего типа, вторые — только прямые физиологические следствия человеческих эмоций различного типа и интенсивности, опосредованные с помощью вегетативной нервной системы. [3].

Подобно этому, в классической физиологии различались низшая форма обучения, называемая классическим обуславливанием (классические условные рефлексы) и считающаяся непроизвольной, и высшая форма, называемая по-разному: обучение методом проб и ошибок, оперантное обуславливание, обуславливание II типа или инструментальное обучение, и считающаяся ответственной за сознательное поведение.

Оперантное обуславливание — особый путь образования условных рефлексов, который заключается в подкреплении спонтанно возникающей у субъекта реакции, а не стимула, то есть за счет последствий: подкрепления (усиления) или наказания (ослабления). Особым случаем оперантного обуславливания является формирование поведения, когда подкрепляемые действия постепенно изменяются, все более приближаясь к итоговому исполнению. Понятие оперантного обуславливания введено Б. Ф. Скиннером [4].

Оперантное научение основывается на оперантном поведении — поведении, воздействующем на окружение, которым управляют непосредственные последствия этого поведения, в противоположность ответному (респондентному) поведению, которым управляет предшествующий стимул Б. Ф. Скиннер сформулировал концепцию оперантного обусловливания после знакомства с работами И. П. Павлова о формировании «классических» условных рефлексов в ответ на предъявление стимула [5].

Примером классического обуславливания является выделение желудочного сока при виде еды у «Павловских» собачек, примером инструментального обучения — раздражение электрическим током «центра удовольствия» у крысы с вживленными в соответствующие структуры мозга электродами. При классическом обуславливании подкреплением является безусловный стимул, вызывающий специфическую реакцию, которой надо обучить. Соответственно, возможности этого метода крайне ограничены. При инструментальном обучении подкрепление, которое называют вознаграждением, имеет свойство усиливать любую непосредственно предшествующую ему реакцию. Поэтому возможностей для подкрепления гораздо больше: данная награда может подкреплять любую из ряда различных реакций, а данная реакция может подкрепляться любой из данного ряда наград. [6] И наконец, все упомянутые выше различия объединились в традиционном мнении, что высший тип инструментального обучения, включенный в высшее сознательное поведение, возможен только для скелетных реакций, управляемых цереброспинальной нервной системой. А низшее классическое обуславливание — единственный тип обучения, возможный для низших непроизвольных висцеральных и эмоциональных акций, управляемых автономной нервной системой. В классическом учебнике по физиологии Дж. Кимбла, вышедшем в 1961 г., прямо сказано, что «для автономно управляемого поведения все данные недвусмысленно приводят к заключению, что такие реакции могут быть изменены только классическим обуславливанием, а не инструментальным обучением». С точки зрения обывателя, эти рассуждения легко подтверждаются повседневной человеческой практикой. Большинство людей весьма смутно ощущает висцеральные реакции, протекающие в организме. Если же человек пытается произвольно управлять своими физиологическими параметрами (например, повышать или понижать артериальное давление), это, как правило, оказывается невозможным. Однако, несмотря на общепринятые взгляды, в 50-х годах XX века возникла идея о возможности обучения управлению внутренними процессами. Появлению этой идеи способствовало новое осмысление результатов классических исследований великих русских физиологов, прежде всего, И. М. Сеченова и И. П. Павлова в области условно-рефлекторной деятельности, представления К. М. Быкова о кортико-висцеральных связях [7], нейроанатомические данные, полученные в лаборатории В. Н. Черниговского, доказавшие наличие представительства вегетативной нервной системы в отдельных локальных зонах коры больших полушарий. Теоретические обоснования метода БОС опираются, кроме того, на основные положения теории функциональных систем П. К. Анохина и теории устойчивых патологических состояний, разработанной Н. П. Бехтеревой и ее сотрудниками [2].

Большую роль в разработке проблемы биологической обратной связи сыграли также работы ряда американских ученых, которые пытались модифицировать реакции внутренних органов, опосредуемые через вегетативную нервную систему, с помощью методик инструментального обучения, то есть выработки оперантных рефлексов. Н. Е. Миллер [8], физиолог из США, еще в 1941 году предположил, что существует не два, а только один тип обучения, проявляющийся по-разному в различных обстоятельствах. В 1957 году он начал исследовательские работы по доказательству того, что с помощью инструментального обучения можно научить любым висцеральным реакциям, которые приобретаются за счет классического обуславливания. Сначала работы проводились на парализованных животных (крысах) с вживленными электродами и катетерами, у которых велось управление работой слюнных желез, параметрами сердечно-сосудистой системы (частотой сердечных сокращений, артериальным давлением), желудка, почек. В 1961 году результаты работы были доложены научной общественности на Симпозиуме по мотивациям в Небраске и III Всемирном конгрессе по психиатрии в Монреале. В эти же годы в США активно проводились исследовательские работы на добровольцах, доказывающие, что изменения таких висцеральных реакций, как частота сердечных сокращений (ЧСС), кожногальваническая реакция (КГР) и сосудистые реакции, могут быть вызваны с помощью инструментальных методик обучения. В 1969 году в американском журнале «Science» была опубликована большая статья Н. Миллера [9], которую многие специалисты в области БОС считают приоритетной. Н. Миллер рассказал в ней не только о своих опытах на крысах, но и привел результаты проведенного им исследования на парализованных больных (что исключало воздействие на управляемый параметр состояния скелетной мускулатуры), которых он обучал регулировать артериальное давление (АД). Особенно драматичным был В. Н. Черниговский [10, 11] о молодом человеке, у которого в результате травмы были парализованы нижние конечности, но который горел желанием научиться ходить на костылях. К сожалению, он страдал постуральной гипотонией: когда его поднимали в вертикальное положение, у него так резко падало давление, что он от слабости не мог сохранять вертикальное положение тела. Тогда Н. Миллер попытался научить его повышать свое АД с помощью «инструментального обучения». На руку больному надевали манжету, контролирующую минимальное АД (диастолическое). При отклонении давления в нужном направлении (в данном случае — при превышении), раздавался звуковой сигнал, свидетельствующий об успешном выполнении задания. По мере нарастания успеха задание усложнялось. Так этот больной научился повышать свое кровяное давление на 30 мм рт. ст. Он пользовался этим навыком, когда его ставили в вертикальное положение, и в дальнейшем обучился ходьбе на костылях. По Н. Миллеру, при инструментальном обучении происходит непрерывное измерение физиологического параметра, изменения значения которого подаются пациенту в виде понятного для последнего сигнала. При этом у пациента должна быть выраженная мотивация на успешное выполнение задания, данного инструктором. Таким образом, практически осуществляется методика биологической обратной связи. «По существу, Н. Миллер как основоположник висцерального обучения прямо указывал на развитие идей оперантного обучения и претворения основных положений кортико-висцеральной теории в формирование направления БОС, его внедрение в клинику». [12] Справедливости ради необходимо отметить, что первые опыты по произвольному регулированию висцеральных реакций проводились в России. Так, профессор Военно-медицинской академии И. Р. Тарханов еще в 1885 году предлагал испытуемому повышать ЧСС, одновременно звуковым сигналом ему подавалась информация о каждом ударе пульса (к сожалению, при этом не было устранено влияние скелетных мышц). Более того, И. Р. Тарханов заметил, что лучше всего регулируют свои висцеральные реакции те испытуемые, которые могли произвольно сокращать группы мышц, обычно не управляемые (например, могут шевелить ушами). Поэтому нельзя сказать, что это был чистый эксперимент по переводу непроизвольных реакций в произвольные. И все-таки первая публикация, которую можно по праву отнести к БОС, появилась в 1955 году также в России. [13] М. И. Лисина, аспирантка Института психологии АПН РСФСР, провела экспериментальные исследования, убедительно доказавшие возможность превращения непроизвольных реакций в произвольные. Идея исследования и конкретной методики принадлежала ее руководителю психофизиологу А. В. Запорожцу. В 1955 году М. И. Лисина защитила кандидатскую диссертацию, а затем эта работа вошла в монографию А. B. Запорожца. В этих исследованиях испытуемого обучали управлять своими вазомоторными реакциями, то есть произвольно сужать или расширять кровеносные сосуды. Информация об объеме сосудов подавалась испытуемому в виде звукового сигнала. При расширении сосудов высота звука понижалась, а при сужении повышалась. При отключении звукового сигнала все, кто прошел тренировку по управлению вазомоторными реакциями, оказались способными практически сразу сужать или расширять сосуды в ответ на словесную инструкцию экспериментатора.

Что касается самого термина «биологическая обратная связь», то приоритет в этом вопросе принадлежит психофизиологам США. Впервые в широкой литературе он появился в 1963 году в работе Дж. Басмаджана, посвященной обучению управлению электрической активностью, снимаемой с отдельного мышечного волокна. С помощью игольчатого электрода снималась электрическая активность мышечного волокна, затем она усиливалась и подавалась на осциллограф. Кривая на экране осциллографа являлась сигналом визуальной обратной связи (visual feedback). Преобразованный сигнал электрической активности подавался на громкоговоритель, громкость звука которого менялась с изменением электрической активности. Этот звук являлся сигналом звуковой обратной связи (aural feedback). Испытуемые обучались напрягать и расслаблять отдельное мышечное волокно в нужном ритме. Необходимо отметить, что после этой работы Дж. Басмаджана исследователи все чаще стали применять вместо терминов «оперантное обусловливание» или «инструментальное обучение» термин «биологическая обратная связь». В 1969 году в США в городе Санта-Моника (Калифорния) группа энтузиастов-исследователей, большинство из которых не знали друг друга лично, но в своих работах придерживались одной и той же тематики, основала Исследовательское общество биологической обратной связи (The Biofeedback Research Society), целью которого являлось объединение профессионалов, работающих в области БОС. Один из основателей общества Дж. Басмаджан и предложил его название. После 1969 года уже очень редко можно встретить работы, посвященные исследованию БОС, где вместо БОС употреблялись бы термины оперантного или инструментального обучения, причем это обстоятельство нельзя объяснить только удобством нового термина. Дело в том, что невозможно полностью отождествить БОС и оперантное обучение. Обратная связь, подаваемая при оперантном обучении, имеет форму неотвратимого награждения или наказания, которые предназначены для создания мотивации на формирование желаемого поведения. При осуществлении БОС информация подается пациенту обычно в форме звуков или изображения. Ясно, что у человека при этом включаются и другие формы мотивации. Эти формы имеют элемент социального подкрепления, не обнаруживаемого при обусловливании у животных. Например, человек может захотеть сделать приятное экспериментатору, проводящему БОС тренировку. Следовательно, ожидание человеком символической социальной награды является важной переменной в БОС тренировке, которая отсутствует при исследованиях на животных. (Необходимо, кстати, отметить, что сама проблема как таковая, можно ли автономную нервную систему обучать с помощью инструментального, оперантного обусловливания или ее реакции можно формировать лишь с помощью классических условных рефлексов, мало волновала большую часть практикующих психологов). В том же 1969 году появилась публикация Дж. Камия, в которой говорилось об оперантном управлении альфа-ритмами головного мозга и влиянии этого процесса на сознание. Эта статья вышла в сборнике «Измененные состояния сознания» (Altered States of Consciousness, Tart, 1969) и как нельзя лучше вписалась в тогдашнюю моду на восточные религии и разнообразные связанные с этим направления, такие как гипноз, йога, медитация, релаксация, аутогенная тренировка. С этого момента публикации об исследованиях и практическом применении методики БОС стали нарастать, как снежный ком. Сначала лечебный эффект наблюдали случайно. Известные исследователи БОС Элмер Грин и его жена Алиса Грин в середине 60-х годов решили воспроизвести вышеописанную методику Дж. Басмаджана с тем, чтобы научить пациентов с тревожностью изменять кровоток в кончиках пальцев, для чего одновременно измеряли температуру кожи пальцев рук с помощью термисторов. В ходе проведения эксперимента одному больному с мигренью стало лучше. Вскоре выяснилось, что изменение кровотока в кончиках пальцев носит генерализованный характер и отражает общее состояние циркуляции крови в организме, а так как приступ мигрени связывают с изменением уровня кровотока в мозговых сосудах, то произвольное повышение температуры кончиков пальцев стали рассматривать как новый метод лечения мигрени. В дальнейшем появились публикации как против этого метода, так и в его защиту, но стало ясно одно — сознательный контроль кровотока возможен и воздействует на сосудистые головные боли. В то же время исследователи влияния БОС на артериальное давление распространили свои исследования в практическую область — для лечения пациентов с высоким АД (гипертензией). Пациенты обучались снижению АД довольно легко, но испытывали трудности с поддержанием низкого артериального давления в повседневной жизни. Появились работы, посвященные применению БОС методики для лечения эпилепсии (по сенсомоторному ритму ЭЭГ), тревожных состояний (по альфа-ритму ЭЭГ), сердечных аритмий (по ЧСС), головных болей напряжения, астмы, паркинсонизма (по ЭМГ), детской гиперактивности (по ЭЭГ) и т. д. И все же исследование и применение ЭЭГ БОС в эти годы занимало главенствующее положение по причине, обозначенной выше. Особенный интерес представлял альфа-ритм. Различные исследователи обнаружили тесную связь между индексом альфа-ритма (процентное содержание альфа-волн в общей структуре ЭЭГ за определенный период времени) и эмоциональным состоянием субъекта. Так, было показано, что восточные йоги имеют высокий индекс альфа-волн. Кажущаяся легкость достижения высоких результатов лечения привела к тому, что к 1971 году 99 небольших фирм выпускали приборы для БОС по альфа-ритму. Через несколько лет почти все они разорились, и «альфа-сумасшествие» кончилось, но это было потом, а пока... Учитывая возросший интерес клиницистов к проблеме БОС, учредители общества в 1976 году решили переименовать его в Американское общество биологической обратной связи (The Biofeedback Society of America) и разрешить становиться действительными членами не только исследователям, как было вначале, но и клиницистам. С 1976 года начал выходить ежеквартальный журнал Общества, который освещал теоретические и практические аспекты применения БОС («Biofeedback and Self-Regulation») В связи с тем, что в 1986 году Общество было переименовано в Американскую ассоциацию прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (the American Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback), журнал с 1992 года приобрел новое название «Applied Psychophysiology and Biofeedback» [14].

В Европе БОС развивалась примерно по тому же сценарию, что и в США, но не нашла такого широкого применения, как за океаном. Ассоциации БОС существуют во Франции — с середины 70-х годов (со своим журналом), в Италии — с начала 80-х годов. В 90-х годах образовались общества БОС в Германии и Австрии. В 1996 году была организована Европейская Ассоциация БОС, причем вдохновителем и организатором этой Ассоциации явилась канадская фирма «Thought Technology» — один из крупнейших в западном мире производителей аппаратуры БОС. Ежегодные встречи этой ассоциации превращаются в обучающие семинары для распространителей аппаратуры этой фирмы. В России начало активного изучения и применения методики БОС можно отнести к началу 1970-х годов. К этому же времени относится и интенсивное появление в отечественной печати результатов исследований, в основном, представленных учеными Института экспериментальной медицины АМН СССР (Санкт-Петербург) — Н. Н. Василевским и сотрудниками его отдела [15, 16, 17], Н. В. Черниговской и ее учениками [9, 11].

Немного позже появились работы по биологической обратной связи сотрудников Института физиологии АН СССР (Санкт-Петербург). Начиная с 1980-х годов в активное исследование и применение БОС включились ученые Сибирского Отделения РАМН (Институт медицинской и биологической кибернетики), которые с 1988 года выпускают сборники научных трудов под общим названием «Биоуправление. Теория и практика». С начала 1990-х годов исследования в области БОС начались и в Институте мозга АН СССР (Санкт-Петербург). Многие русские исследователи предпочитают методику БОС называть «адаптивным биоуправлением». Возможно, этот термин лучше отражает суть методики, «так как в процессе обучения на основе механизмов саморегуляции вырабатываются новые адаптивные функциональные состояния нервной системы». Но и в нашей стране термин «биологическая обратная связь» завоевал в последние годы устойчивое положение, особенно после образования в 1996 году Российской Ассоциации Биологической Обратной Связи, главным организатором которой стала Санкт-Петербургская фирма ЗАО «Биосвязь». С деятельностью Российской Ассоциации БОС вообще и ЗАО «Биосвязь» в частности связан современный, качественно новый уровень развития технологии БОС и практического применения метода БОС в здравоохранении, социальной защите и образовании. Таким образом, к настоящему времени биологическая обратная связь как способ лечения имеет уже солидный стаж. [3]

1.2 Понятие аутогенной тренировки

Говоря о технологиях БОС нельзя не отметить методику аутогенной тренировки (АТ).

По своей сути, аутотренинг – синтетический метод, созданный на основе приемов самовнушения, гипноза, йоги и групповой психотерапии. 
Своим появлением аутогенная тренировка обязана немецкому психиатру Иоганну Генриху Шульцу [18].

Аутогенная тренировка имеет очень широкий спектр применения. Психогигиена и медицина, спорт, образование, профессиональная сфера, личностное развитие.

Первая книга Шульца по аутогенной тренировке вышла в 1932 году. В основу метода легли его многолетние исследования гипноза и индийской системы йога. Он обнаружил, что как в начальной стадии гипноза, так и при выполнении йоговских упражнений на расслабление, у испытуемых практически всегда возникает ощущение тяжести (вследствие расслабления мышц) и тепла (вследствие расширения кровеносных сосудов). Шульц предположил, что, вызывая сознательно эти ощущения, можно погрузиться в особое состояние сознания, напоминающее начальную стадию гипноза.

В результате появились шесть базовых упражнений аутотренинга, которые позволяют добиться состояния глубокого покоя и расслабления, на фоне которого, путем самовнушения удается воздействовать на различные функции организма, не поддающиеся волевому контролю. Так, оказалось возможным управлять тонусом кровеносных сосудов, изменять частоту сердечных сокращений, уровень сахара в крови, скорость восприятия и время реакции, болевую чувствительность (повышать до гиперпатии или понижать до анестезии), течение циклических процессов организма, засыпать и пробуждаться в заданное время, воспринимать и запоминать речь во время естественного сна, вызывать каталепсию, гипермнезию, автоматическую речь (глоссолалию) и письмо и т. д. [19].

Существует множество модификаций аутотренинга. Методика Шульца базировалась на кратких формулах самовнушения, которые надо было просто повторять по нескольку раз. Как оказалось, далеко не всем людям удавалось успешно освоить методику в таком виде. И следующим шагом в развитии аутотренинга стало использование ярких мысленных образов, соответствующих формулам самовнушения. Также оказалось, что можно значительно ускорить процесс обучения, если часть занятий проводить под руководством опытного инструктора, который произносит вслух формулы самовнушения и сопровождает их расширенными формулами внушения. На таких занятиях, обучающиеся получают своеобразные ориентиры, к которым они будут стремиться в самостоятельных занятиях. Развитие электронных технологий позволило еще более усовершенствовать методику АТ. Было обнаружено, что для того, чтобы научится произвольно управлять внутренними процессами, нужно просто сделать их видимыми или слышимыми. Так появилась технология функционального биоуправления с биологической обратной связью (БОС) [20].

G. Schwartz в работе «Клиническое применение обратной связи» приводит данные об эффективности метода (самовнушение повышения температуры рук и ног) при болезни Рейно, основным клиническим син­дромом при которой является нарушение перифериче­ского кровообращения. Т. Weiss и В. Engle показали, что обучение регуляции сердечной деятельности с по­мощью обратной связи оказывает позитивное дей­ствие при некоторых видах аритмий [21].

В целом, по-ви­димому, следует сделать вывод, что сочетанное приме­нение аутогенной тренировки и обратной связи являет­ся одним из перспективных направлений, как в психоневрологии, так и в клинике соматических за­болеваний. Современные данные о практическом при­менении аутогенной тренировки и обратной связи еще раз подтверждают верность обоснованной нами кон­цепции опроизволивания, сущность которой состоит в том, что нет функций, не подвластных сознательному контролю; есть функции, задача целенаправленного опроизволивания которых не ставилась или с учетом современных технических достижений пока не может быть решена.

Несмотря на существенные различия в понимании тонких механизмов, участвующих в реализации тера­певтического самовоздействия с помощью БОС и ауто­генной тренировки, следует подчеркнуть тренирую­щий и обучающий характер обоих методов, их связь с целенаправленной активацией и стимуляцией ре­зервных возможностей нервной системы. Применение биологической обратной связи в сочетании с аутоген­ной тренировкой рекомендуется осуществлять в 4 этапа [21].

На первом этапе проводится обучение базисным упражнениям аутогенной тренировки с использова­нием специальной аппаратуры, для получения инфор­мации о динамике физиологических показателей в процессе сеансов. С этой целью могут использоваться электромиограф, чувствительный контактный элек­тротермометр, пульсотахометр, пневмотахометр, а также аппараты для регистрации артериального дав­ления, ЭКГ, ЭЭГ, КГР, плетизмограммы и др. Есте­ственно, что в тех случаях, когда не решаются ком­плексные исследовательские задачи, нет нужды ис­пользовать все перечисленные приборы (и, соответ­ственно, физиологические показатели) одновременно, а лишь те из них, которые позволяют опосредовать значимую для данного конкретного случая физиологи­ческую информацию.

На втором этапе под контролем приборной инфор­мации осуществляется постепенный переход к замене сигналов обратной связи собственными ощущениями обучаемых.

На третьем этапе проводится контроль усвоения приемов саморегуляции, которые выполняются само­стоятельно. В этом случае применение приборов огра­ничивается контрольным замером физиологических показателей до и после сеанса саморегуляции, абсо­лютные значения которых могут сообщаться или не сообщаться обучаемым.

На четвертом этапе использование лечебных при­емов саморегуляции проводится только под контро­лем собственных ощущений больного. [21]

Выводы по главе:

- становление и развитие технологии БОС активно развивалось на рубеже 20 века и продолжает развиваться и по сей день в России и за ее пределами;

- открылось большое количество НИИ, ассоциаций, фирм и всевозможных научных и исследовательских платформ;

- учеными сделаны многочисленные выводы об эффективности применения БОС-терапии в лечении различных заболеваний.

Человечество внесло огромный вклад в развитие БОС, начиная от истоков физиологии и заканчивая появлением специализированных научно-производственных объединений по разработке и внедрению метода БОС в клинической практике.

2 Практическое применение технологии БОС на примере электромиографии(ЭМГ)

Первым практиком в использовании электромиографической БОС (ЭМГ БОС) все исследователи единодушно признают Эдмунда Джекобсона, одного из основателей современной теории управления стрессом, который в 1920-е годы разработал методику прогрессивной релаксации [3]. Он был ограничен в своих действиях несовершенной аппаратурой, но, тем не менее, с помощью чрескожных электродов измерял мышечное напряжение и применял эти измерения для ускорения выработки навыка соматической релаксации. Еще при его жизни методика получила широкое применение, а в современных условиях — с использованием уже новейшей электронной аппаратуры. Скептики могут возразить, что для управления скелетными мышцами не требуется специальной аппаратуры. Если человек намерен поднять руку, наклониться или сжать кулак, он делает это произвольно. Однако если необходимо напрячь или расслабить (последнее гораздо труднее), например, трапециевидную мышцу (обычное упражнение при тренировке стрелков из пистолета) или попеременно напрягать и расслаблять мышцы тазового дна, не включая при этом мышцы брюшного пресса (упражнение при лечении недержания мочи или кала), почти всегда возникают непреодолимые трудности. Еще труднее представить себе произвольное регулирование внутренних (висцеральных) реакций организма, осуществляемых без помощи напряжения скелетных мышц, например, управление величиной артериального давления.

Самым распространенным видом БОС и за рубежом, и в нашей стране является ЭМГ БОС. В этом случае сигналом обратной связи, подаваемым пациенту, является электромиографический сигнал, пропорциональный мышечной активности. Этот режим широко применяется в клинике, прежде всего как один из методов коррекции двигательных нарушений различного генеза. Суть метода миографического БОС-тренинга - это отображение дополнительной информации о состоянии мышечного тонуса в доступной и наглядной форме. На основе этой информации человек способен целенаправленно использовать ту или иную мышцу с целью совершенствования ее функции в норме и коррекции ее деятельности при патологии.

Для проведения миографического БОС тренинга, в первую очередь, необходимо определиться с «мышцей-мишенью», то есть мышцей, на которую нужно воздействовать. Для того чтобы это сделать нужно, исходя из диагностических данных, определить характер функционального нарушения. Мышца, работа которой будет полностью или частично компенсировать это нарушение, и будет являться «мышцей-мишенью».

С помощью накожных электродов регистрируется биоэлектрический сигнал с мышцы. Затем, выполняется определение электрической мощности («эквивалент силы») данной мышцы. После этого начинается лечебный корригирующий процесс – тренируемый пациент напрягает мышцу, прибор фиксирует биоэлектрический сигнал с мышцы и преобразует его в звуковой и видеосигнал. То есть, человек начинает «слышать и видеть», как работает его мышца. Это особенно важно при некоторых функциональных нарушениях, таких как параличи, парезы, когда мышца настолько слаба, что при попытке задействовать ее, человек не видит результата – она практически не двигается, но процессы функционирования в ней идут, и их можно довести до приемлемого уровня. При этом устанавливается определенный порог сигнала, который необходимо достигнуть. В зависимости от величины порога можно тренировать силу и/или координированность действий мышцы. У человека формируется ассоциативная связь: «я сокращаю мышцу - в ответ на это сокращение при достижении определенного порога включается поощряющий звуковой сигнал». [22]

2.1 Методология ЭМГ-БОС-тренинга с помощью прибора «МИСТ»

2.1.1 Тренинг мышц голени при спастике

Рассмотрим применение ЭМГ БОС на конкретном примере при использовании прибора «МИСТ».

Данный пример взят из личного опыта работы в центре доктора Бубновского г. Ярославль.

Так оказалось, что в данный момент я работаю в сфере восстановительной медицины, занимающейся коррекцией опорно-двигательного аппарата. И в качестве технологии БОС в данном учреждении мы эффективно используем прибор ЭМГ по проведению БОС-тренинга «МИСТ». С помощью данного прибора возможно выполнить тренинг нарушенных функций мышц миографическим методом биологической обратной связи (БОС по ЭМГ).

Тренинг всех мышц проходит по одной схеме – меняются лишь места наложения электродов. Предлагаю подробно рассмотреть пример одной из наиболее встречающихся функциональной патологии - эквинусная установка стопы (рисунок 1).

Рисунок 1 - «Клинический пример»

Основные задачи в реабилитации таких пациентов с целью улучшить опорную функцию - это снижение мышечного тонуса икроножных мышц.

Основные усилия специалиста должны быть направлены на «включение» этих мышц в работу и повышения их силовых свойств.

Пациент не всегда способен «ощутить» требуемое движение. Таким образом, мозг нуждается в дополнительной уточняющей информации, которую и можно создать, применяя методику БОС-ЭМГ-тренинга. Основной прием в лечении дисбаланса тонуса мышц в стопе – это тренинг на повышение координационного контроля и повышение силы мышц антагонистов – тыльных сгибателей стопы (перонеальная группа мышц – передне-наружная поверхность голени).

Цель тренировки: повысить силу и координацию мышц производящих тыльное сгибание стопы.

Место наложения электродов: Мышцы, производящие тыльное сгибание стопы и поворачивающие стопу кнаружи (пронация) располагаются по передне-наружной поверхности голени. Они «подтягивают носочек» во время ходьбы и также противодействуют внутреннему повороту стопы (суппинации), т.е. улучшают качество опоры и координацию стопы. Установить самоклеющиеся электроды на проекцию двигательной точки данных мышц (рисунок 2).

Рисунок 2 – Места наложения электродов

Проведение тренинга: испытуемый максимально подтягивает (или пытается) стопу на себя, сохраняя при этом неподвижность в коленном и тазобедренном суставах.

Выводы по главе: На мой взгляд, клиническое применение данного метода вполне оправдано и показывает свою распространенность. В данном случае, даже я сам лично столкнулся с методом ЭМГ на практике. С помощью широты возможностей программа позволяет использовать следующие сигналы обратной связи:

— визуальные (движение метки)

— аудиальные (пороговые включение/выключение звука, изменение тональности звука)

А также, в конце исследования, программа выдает графическое изображение состояния «рабочих» мышц, по которому можно судить о качестве проделанной работы.

Таким образом, технология помогает в исследовании и облегчает работу специалиста. Я считаю этот метод очень полезным и эффективным.

3. Практическое применение принципа БОС на основе личного профессионального опыта в медицинской сфере

3.1 Применение технологий БОС в ГУЗ ЯО «Городская детская больница» г. Рыбинск

В этой части курсовой я хочу рассказать о собственном опыте работы с системами БОС, с которыми я непосредственно столкнулся.

После окончания медицинского колледжа я нашел работу в центре здоровья для детей. Это была моя первая работа и, как это не казуистично в данном подходящем случае, она как раз таки и была связана с системами биологической обратной связи. В предыдущей главе я уже упоминал об опыте работы с ЭМГ-БОС, но первое знакомство произошло раньше. На тот момент, конечно же, я этого не знал, рассмотрим и разберем те системы, те приборы и результаты, которые я получил по ходу своей практики. Центр занимался профилактической деятельностью, и его задачей было раннее выявление и диагностика заболеваний и патологии в таких сферах как:

- опорно-двигательная

-сердечнососудистая система

-дыхательная система

-психологическое тестирование

Одним из показательных, в данном случае, приборов оказался так называемый «Биоимпедансометр». Этот прибор позволяет в режиме реального времени показать такие параметры как:

- изменение жировой массы тела

- изменение мышечной массы тела

- уровень внутриклеточной жидкости и свободной (указать на отеки)

- индекс массы тела

А также, физический предел выносливости, если человек занимался спортом и т.д.

Принципом действия данного метода было создание электрического потенциала малой мощности, проходящего по дуге, образованной от конечностей. На основании экстраполированных данных на экране монитора в реальном времени высвечивались показатели различных величин, указанных выше, и после записи данных программа выдавала отчет. [23]

Данный метод нашел широкое применение в таких областях как спортивная медицина, диетология.

Вторым не менее показательным прибором послужил компьютерный электрокардиограф. Единственным отличием от обычного ЭКГ-прибора было, разве что, возможность посуточного мониторирования и проведение ТРЭДМИЛ-теста. Отличный показательный тест для спортсменов. Суть теста заключается в непрерывном мониторировании физических показателей, пульса, артериального давления. Другими словами во время обследования исследуется состояние сердца при физической нагрузке.

Тройку лидеров замыкает компьютерный комплекс для психофизиологического тестирования «НС-Психотест». Программа предназначена для комплексной оценки по результатам выполнения тестовых заданий психофизиологических и психологических свойств и функций организма.

Практические задачи, решаемые с помощью комплекса методик:

- оценка психофизиологического и психологического статуса детей, подростков и взрослых людей

- исследование внутренних особенностей личности: психических свойств и состояний, особенностей протекания

психических процессов

-исследование внешних проявлений индивидуальных особенностей личности: поведения, общения, деятельности.

Методики в свою очередь разбиты на блоки, каждый блок несет в себе определенную цель. К примеру, детская психодиагностика (Детство) - предназначен для раннего выявления эмоциональных нарушений и нарушений психического развития детей с целью последующей коррекции, диагностики готовности к обучению в школе детей старшего дошкольного возраста, оценки психологической и социально-психологической адаптации детей и подростков. [24]

Хотелось бы еще упомянуть такой прибор как Спирометр.

Данный прибор позволял оценить функцию внешнего дыхания, определить объем легких, показывал пиковую скорость выдоха. Особый интерес прибор представлял у подростков, они называли его «Подышать в трубочку». В качестве трубочки выступал индивидуальный одноразовый картонный мундштук, который подсоединялся к прибору. Пациенту необходимо было сделать максимально глубокий вдох и, зажав нос, выдохнуть все содержимое легких прямо в прибор. А вот тут начинается самое интересное. На экране монитора в этот момент программа «рисовала» незамысловатые картинки в виде волка сдувающего дом с поросятами, дракона, поджигающего факел и т.д. – именно в этом и заключался интерес детей к данной процедуре, именно поэтому они и хотели «подышать в трубочку», именно это и выступало главным стимулом и обратной реакцией на качество выполняемой задачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги данной курсовой, хотелось бы выразить огромную благодарность за доступ к данной теме. Данная тема оказалась для автора курсовой актуальной, и не теряет актуальность в мире. Стоит надеяться, что в пору высоких технологий и постоянно растущей конкуренции чаще будут встречаться все новые и новые приборы БОС.

Знаменитые физиологи, положившие начало такому методу как БОС, и представить себе не могли, что в будущем человечество достигнет таких высот в данной сфере.

На данный момент, проработав с детьми более семи лет, я осознаю, что помощь в обучении управлению функциональной составляющей своего организма посредством БОС начиная с малых лет, позволит в будущем, к примеру, бороться со стрессовыми ситуациями, уметь задействовать собственные резервы организма для эффективного восстановления и выздоровления и т.д. Обратные связи, выработанные по ходу «общения» с данной технологией, помогут человечеству.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Нигматуллина И.А., Валитова И.З. Технология БОС в системе коррекционной работы учителя-логопеда. – Казань: - «Отечество», 2015. – 62 с.
2. Меньшикова И.А. Физиологические основы нейробиоуправления, URL:http://nf-innovate.com/content/files/psn/psn%202(28)-17/МЕНЬШИКОВА. pdf (дата обращения: 09.07.2018).
3. НОУ «Институт биологической обратной связи» Сборник статей «Общие вопросы применения метода БОС» СПб.: ЗАО «Биосвязь», 2008.

4. Скиннер Беррес Фредерик / Зинченко В. П., Мещеряков Б. Г. Большой психологический словарь. — М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003.

5. Павлов И. П. Двадцатилетний опыт объективного изучения нервной деятельности (поведения животных. — М.: Наука, 1973. — 659 с.

6. Быков К. М. Кора головного мозга и внутренние органы. — М.-Л.: Медгиз, 1947.

7. Быков К. М., Курцин И. Т. Кортико-висцеральная патология. — Л.: Медгиз, 1960. — 575 с.

8. Миллер Нил Элгар // Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1969 - 1978.

9. Черниговская Н. В. Адаптивное биоуправление в неврологии. — Л.: Наука, 1978. — 134 с.

10. Miller N. E. Learning of visceral and glandular responses // Science. — 1969. — V. 163. — p. 434-445.

11. Черниговская Н. В., Мовсисянц С. А., Тимофеева А. Н. Клиническое значение адап­тивного биоуправления. —Л.: Медицина, 1982. — 128 с.

12. . Яковлев Н. М. Биологическая обратная связь при лечении стресса и психосоматической патологии // Биологическая обратная связь: Висцеральное обучение в клинике. Вып. 2, Ч. 1. С.-Пб, 1993, с. 3-49.

13. Tarchanoff I. R. Uber die will Kuliche Acceleration der Herzschage beim Mensehen // Pflug. Arch. Fur Psysiol. — 1885. — B. 35. — s. 109-135.

14. Applied psychophysiology and biofeedback, Springer Science+Business Media B.V., Formerly Kluwer Academic Publishers B.V.

15. Василевский Н. Н. Экологическая физиология мозга. — Л.: Медицина, 1979.-199 с.

16. Василевский Н. Н., Богданов О. В., Сметанкин А. А., Яковлев Н. М. Автономные био­технические средства непрерывного контроля и коррекции функциональных систем организма // Физиология человека. —1982.-№8.-С. 111-131.

17. Василевский Н. Н., Яковлев Н. М., Цукерман А. С. Системы с биорегулируемыми об­ратными связями в клинике. Адаптивная тренировка, компенсация и коррекция па­тологически измененных функций // Адаптивная саморегуляция функций / Под ред. Василевского Н. Н. — М., 1977, с. 274‑306.

18. А.Ю. Агафонова, В.В. Шпунтовой Психологические исследования: Сборник научных трудов, Изд-во: «Универс-групп», 2005. – С. 235-241.

19. Wormer E. J. Schultz, Johannes Heinrich // Neue Deutsche Biographie. — 2007. — Т. 23. — С. 700–701.

20. Петухов Д.В. Опыт использования мониторинга и функционального биоуправления с БОС , Изд-во: «Самара», 2005 г. – С. 139-143.

21. Лобзин В.С., Решетников М.М. Аутогенная тренировка. — М.: Наука, 1986. — С. 245.

22. Котляров С.В, Сахаров В.Л. Тренинг нарушенных функций мышц миографическим методом биологической обратной связи (бос по эмг)

23. Гайворонский И. В, Ничипорук Г. И., Гайворонский И. Н., Ничипорук Н. Г. Биоимпедансометрия как метод оценки компонентного состава тела человека (обзор литературы). - Вестник СПбГУ. Медицина. - Т. 12 -Вып. 4. – 2017. – С. 365-384.

24. НС-Психотест – компьютерный комплекс для психофизиологического тестирования. URL: http://medresurs24.ru/d/838330/d/ns-psikhotest.pdf, с.1.