Нейрофизиологические механизмы успешности нейробиоуправления и его психофизиологические эффекты

ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА И СПОРТ

УДК616.8-091.81

И. Г. ТАЛАМОВА

Сибирский государственный университет физической культуры и спорта

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ УСПЕШНОСТИ НЕЙРОБИОУПРАВЛЕНИЯ И ЕГО ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Статья представляет собой анализ результатов использования нейробиоуправления у студентов вуза. В ходе исследования выявлены изменения в структуре ЭЭГ и психофизиологическом статусе в зависимости от способности произвольно повышать амплитуду альфа-ритма.

Введение. Современный образовательный процесс характеризуется большими умственными и эмоциональными нагрузками. В результате постоянного действия стресса существенно снижается физическая и умственная работоспособность. Ухудшается Физическое здоровье, провоцируются конфликтные ситуации (O.A. Гребнева, O.A. Джафарова и др., 2005). В настоящее время технология биологической обратной связи стараниями многих ученых, врачей, психологов является активно развивающейся областью, эффективно решающей задачи в различных отраслях психологической, лечебной и спортивной практики.

В основе биоуправления заложена адаптивная обратная связь, которая базируется на гибкой центральной нейродинамике. Используемая технология

биоуправления может способствовать формированию нового стереотипа поведения, обеспечивающего оптимальное функционирование и высокую успешность образовательной деятельнос ти. В качестве регулируемого параметра в контуре биоуправления выбираются показатели самых различных функций, наиболее сложными из которых, являются электрические потенциалы головного мозга. Нейробиоуправ-ление, опираясь на модификацию биоэлектрической активности центральных структур, обеспечивает оптимизацию механизмов функционирования нервной системы, тем самым влияя на психофизиологические параметры человека {М Б. Штарк, М. Шварц, 2002).

Анализ литературы, посвященной использованию нейробиоуправления, показал наибольший интерес к локальному альфа-стимулирующему тренингу

3

9

(ЛАСТ). ЛАСТ является перспективным способом вмешательства в витальные функции, обеспечивая их оптимальное функционирование. Преобладание альфа-ритма соответствует состоянию спокойного бодрствования, позволяя восстановить нормальный нейродинамический баланс, благотворное влияние на психоэмоциональный статус (В.Г. Тристан, 2004; Л. А. Кузнецова с соавт., 2005). В основе этого лежат изменения параметров ЭЭГ, происходящие в результате тренинга и приводящие к глубинной перестройке деятельности определенных структур мозга (С.И. Сороко, 1995).

Основное внимание сегодня сосредоточено на изучении механизмов и анализе эффектов биоуправления. Исследованиями последних лет, было показано, что отдельные лица обладают различной способностью к произвольной регуляции параметра электроэнцефалографической активности мозга.

Целью данного исследования явилось изучение нейрофизиологических механизмов успешного и неуспешного курса нейробиоуправления и связанных с ним посттренинговых эффектов.

Методика и организация исследования. В исследовании приняли участие 95 студентов Сибирского государственного университета физической культуры и спорта 2 - 5 курсов. Средний возраст составил 21,8± 1,41 года. Сеансы нейробиоуправления проводились ежедневно, в удобное для студентов время. Продолжительность каждого сеанса 30 минут. Локальный альфа-стимулирующий тренинг осуществлялся с помощью программно-аппаратного комплекса «БОСЛАБ», созданного в ИМББ СО РАМН и состоящего из многоканального интерфейса БИ-012 для компьютерного мониторинга, записи и воспроизведения мощности ритмов ЭЭГ, комплекта датчиков и программной системы «БОСЛАБ». Электроды располагались согласно международной системы « 10-20» (теменная и затылочная локализация). Согласно мнению J.F. Lubar (1997), достаточно выбрать один-два регистрирующих электрода для направленного изменения электрогенеза, функции остальных зон изменяются в соответствии с уровнем и динамикой когерентности, учитывая способность мозга к самоорганизации. Фоновая ЭЭГ записывалась после курса ЛАСТ с двух полушариев в тех же областях, с которых записывалась ЭЭГво время сеансов. Для увеличения средней амплитуды альфа-ритма перед тренингом проводился инструктаж о методах достижения состояния релаксации, являющегося обязательным условием для успешности биоуправления (В.Г. Тристан, О.В. Погадаева, 2001; Н.А. Баева, 2003), Во время тренинга обследуемый сидел с закрытыми глазами, обратная связь осуществлялась при помощи звукового сигнала. После каждого сеанса студент получал информацию об успешности тренинга и мог оценить свои способности к саморегулированию биоэлектрической активности головного мозга,

Комплексное психофизиологическое тестирование проводилось дважды, до и после курса ЛАСТ, Использовались следующие тесты: шкала ситуативной иличностнойтревожности, разработанная C.D. Spiel-berger, проективные гесты (тест Л. Сцонди и цветовой тест М. Люшера). Полученные значения статистически обрабатывались с помощью пакетов программ Microsoft EXCEL 2000.

Полученные результаты. Для оценки успешности прохождения курса ЛАСТ была выбрана методика, предложенная И.А. Святогор с соавтор., (2000). Успешным сеанс считался в том случае, если интен-I сивность альфа-ритма увеличивалась не менее чем

на 15% по сравнению с исходным. В зависимости от количества успешных сессий были выделены лица с высокоуспешным (более 60% и выше успешных циклов обучения), со среднеуспешным (40-60% успешных циклов) и низкоуспешным биоуправлением (менее 40% успешных сессий). У каждого студента под-считывался процент успешных и неуспешных сеансов. Оценка полученных данных показала, что успешность обучения не зависит от курса и специализации студентов. По количеству успешных сессий все студенты были разделены на четыре экспериментальные подгруппы. Первую экспериментальную группу составили 26 человек, прошедшие высокоуспешно ЛАСТ. Процент успешных тренингов - 76,1%. Из общего количества сеансов нейробиоуправления (384), количество успешных сеансов составило 292. Вторая экспериментальная группа состояла из 21 студента, среднеуспешно прошедших тренинг. Из 300 проведенных тренингов 142 сеанса были успешными, что составило 47,3%. 31 человек, прошли от 14 до 15 сеансов с низкой успешностью (21,2%), они составили третью экспериментальную группу. У них из 458 сеансов 98 были успешными. В четвертую группу вошли 17 студентов, прервавших курс ЛАСТ. Среднее количество проведенных сеансов колебалось от 8 до 10. Общее количество проведенных сеансов — 151, из них только 25 были успешными. Процент успешных тренингов был равен 16,5%.

Для изучения характера и динамики изменения «базовых» ритмов в ходе ЛАСТ в разноуспешных группах использовалось процентное соотношение ритмов во время одного сеанса. Графическое изображение процентного соотношения основных ритмов ЭЭГ на 1,3, 6,12 и 15 сеансах в высокоуспешной группе представлено на рис. 1. В данной группе изначально преобладалтета-ритм (46,8%). В ходе ЛАСТ характерно уменьшение значений тета-ритма (46,8% -37,9% - 42,2% - 40,3% - 40,8% - 39,5%). Относительная стабилизация наступает после 6 сеанса. Увеличение доли альфа-ритма наблюдается уже к 3 сеансу с последующей стабилизацией и максимальным значением к концу ЛАСТ (25,1% - 32,4% - 30,2% - 30,5% -31,3% - 32,8%). Процентное соотношение бета-ритма в ходе курса ЛАСТ остается практически неизменным (28,1% - 29,7% - 27,6% - 29,2% - 28,4% - 27,7%). Таким образом, в высокоуспешной группе в ходе курса ЛАСТ отмечается - ¿0, |а, = р.

В среднеуспешной группе характер изменений процентного соотношения «базовых» ритмов имеет сходную тенденцию, что и в группе высокоуспешных лиц (рис. 2). А именно: уменьшение тета-ритма (45,1 % -42,0% - 42,2% - 43,5% - 38,8% - 38,8%), со стабилизацией к концу курса ЛАСТ, при изначально доминирующих позициях. Характерно постепенное увеличение альфа-ритма (24,4% - 26,6% - 27,7% - 29,2% - 28,9% -

|Р тета-ритм Ральфа-ритм В бета-ритм I

Рис. 1. Процентное соотношение тета-, альфа-, бета-ритмов в первой экспериментальной группе

[тета-ритм Ральфа-ритм В бета-ритм |

Рис. 2. Процентное соотношение тета-, альфа-, бета-ритмов во второй экспериментальной группе

(тета-ритм  альфа-ритм Нбета-ритм |

Рис. 3. Процентное соотношение тета-, альфа-, бета-ритмов в третьей экспериментальной группе

9

3 6

та

8 з

30.1% 31.3% -' , НИР

1 1 1

28 2% 4<' 30/% ' ЧВН

1 1 1

33.8%  ' »»*» ' :'• ЧИ

1 I

37.8%

20%

40%

60%

100%

[ тета-ритм Ш альфа-ритм Я бета-ритм |

Рис. 4. Процентное соотношение тета-, альфа-, бета-ритмов в четвертой экспериментальной группе

30,9%). Бета-ритм наименьшее значение имеетк девятому сеансу, достигая к концу тренинга изначальных величин (30,5% - 31,4% - 30,0% - 27,3% - 32,3% -30,3%). В среднеуспешной группе в ходе ДАСТ отмечается - 16, | а, = р. Характер изменений основных ритмов ЭЭГ в высокоуспешной и среднеуспешной группах имел сходные признаки, за исключением количества успешных сеансов.

В низкоуспешной группе при изначально небольших по сравнению с предыдущими показателями тета-ритма отмечается его увеличение (38,4% - 38,5% -40,1% - 40,1% - 39,1% - 43,7%) к концу курса ЛАСТ (рис. 3). Альфа-ритм имеет тенденцию к снижению (30, % -29,9% - 28,7% - 29,2% - 29,1% - 23,5%), с минимальным значением к концу ЛАСТ. Доля альфа-ритма на начала курса ЛАСТ была значительно больше, чем в предыдущих группах. Бета-ритм меняется незначительно (31,6% - 31,6% - 31,2% - 30,7% - 31,8% - 32,8%). Следовательно, при низкоуспешном регулировании альфа-активности характерно - 16, | а, = Р, в отличие от предыдущих групп.

В группе прервавших ЛАСТ (8-10 сеансов), начинал с третьего сеанса, отмечается увеличение бета-ритма (31,6% - 35,4% - 41,4% - 38,6%). По сравнению с предыдущими группами величина бета-ритма достигает максимальных значений к шестому сеансу (рис.4). Тета-ритм имеет самые низкие значения по сравнению с предыдущими группами к шестому сеансу.

Значения альфа-ритма остаются неизменными. У студентов прошедших 8-10 сеансов и прервавших ЛАСТ характерно - =а,

Анализ полученных дачных показывает, что при перестройках структуры взаимодействия ЭЭГ отмечаются различия между группами В группе высокоуспешных и среднеуспешных лиц студенты имели низкоамплч - удный альфа-ритм, высокие значения тета-ритма. После ЛлСТ достоверн^ увеличивается альфа-ритм, снижается неустойчивость нейродина-мических процессов (снижение тета- и бета-ритма). В группе неуспешным лиц отмечается снижение альфа-ритма, при увеличении тета-ритма, при изначально высоких показателях альфа-ритма и тета-ритма. У лиц с меньшим количеством пройденных сеансов ЛАСТ характерен рост бета-ритма и снижение тета-ритма, при высоких начальных показателях альфа-ритма. Таким образом, самый большой процент лиц с нормализацией ЭЭГ отмечается при более успешном нейробиоуправлении, с количеством сеансов не менее 15.

Психофизиологическое состояние студентов изучалось с помощью ряда проективных тестов и тестов, позволяющих оценить эмоциональные реакции (ситуативная и личностная тревожность).

Данные, представленные в таблице 1, показывают, что ситуационная тревожность во всех обследуемых группах была умеренной степени. Она была выше во второй экспериментальной и контрольной группах, но без статистически значимых различий. После курса ЛАСТ во всех экспериментальных группах наблюдалась тенденция к снижению этого показателя. Личностная тревожность до курсанейробио-управления во всех группах была умеренного уровня без статистически значимых различий. После курса ЛАСТ она снизилась во всех экспериментальных группах, со статистически значимыми различиями во второй группе.

Таким образом, значительного влияния курс ЛАСТ на ситуативную и личностную тревожность не оказал, хотя имелась тенденция к снижению величин. Следует учитывать, что средний уровень тревожности поЧ.Д. Спилбергу соответствует диапазону 3045 баллов. Разная успешность и продолжительность курса также не отразились на данном показателе.

По данным теста Л. Сцонди, в группе высокоуспешных студентов до тренинга преобладали следующие факторы; (-ш) — тенденция к уединению, (-к) — стремление к отказу от реализации своих потребностей, (+ р) — тенденция власти через бытие с переоценкой себя, (-с!) — тенденция к самоотречению в пользу других. После курса ЛАСТ характер побуждений изменился; появляются факторы (+ ш) — стремление к контактам, (Н- з) — стремление к активности, настойчивость, (+ е) — доброта, мягкость, (+ с1) — тенденция к поиску нового, ( + к) — стремление к познанию нового. Значение фактора (-р) недооценки себя, недоверия снижается.

Во второй группе выявлено относительно более высокое значение по сравнению с первой группой фактора (-ш), а также преобладание факторов (+ р), (-с!). Высокое значение фактора (-к), свидетельствующего о стремлении к отказу о реализации своих пот ребностей, стремлении к приспособлению к коллективу. После ЛАСТ значительно увеличиваются факторы ( + ш), ( + е), ( + <!), ( +к), при снижении фактора (-р). Таким образом, характер изменений до и после ЛАСТ при анализе профиля переднего плана личности в первой и второй экспериментальных группах имеет общие черты.

Таблица 1

Ситуативная и личностная тревожность в экспериментальных и контрольной группах, баллы, М±ш

Группы Ситуативная тревожность Личностная тревожность

АО после Р АО после Р

ЭГ1 36,2±0,91 35,8 ±0,81 - 39,4±0,91 38,2±1,01 -

ЭГ2 37,1 ±0,65 36,6 ±0,94 - 41,0±0,12 38,6±0,18 <0,05

ЭГЗ 36,9± 1,08 36,1±1,01 - 40,9± 1,08 39,1±1,12

ЭГ4 35,6±0,92 36,0±1,00 - 40,1±0,89 38,6±1,14

Итого 36,5*1,19 36,2±1,71 - 40,5± 1,27 38,8± 1,43 -

Таблица 2

Ранговые ряды теста Люшера до и после ЛАСТ в экспериментальных группах

Время гестировонш! Места

1 2 3 4 5 6 7 8

ЭГ1 До ЛАСТ 1 0 2 3 4 5 7 6

После ЛАСТ 3 1 2 4 0 5 6-7

ЭГ2 До ЛАСТ 1 2 0 3 5 4 6 7

После ЛАСТ 1 3 2 0 4-5 6 7

ЭГЗ До ЛАСТ 1 0 2 3 4 5 6 7

После ЛАСТ 3 2 1 0 4 5 6 7

ЭГ4 До ЛАСТ 1 2 3 0 5 4. 6 7

После ЛАСТ 1 0 2 4 5 3 6 7

В третьей экспериментальной группе до ЛАСТ отмечается преобладание факторов (-ш), (+ р) — тенденция власти через бытие с переоценкой себя, (-Ку) — нежелание выставлять себя напоказ, (-к) — стремление к отказу от реализации своих потребностей. После ЛАСТ увеличивается значение фактора (+ т) —. стремление к общительности и желание сохранить приобретенное. Сохраняется высокое значение факторов ( + р), ( + Ь), (-Ьу), (-к), что свидетельствует о персональной нежности, нежелании выставлять себя напоказ. Уменьшается значение фактора ( + е).

В четвертой экспериментальной группе до курса ЭЭГ-БОС тренинга выявлены высокие значения факторов (-гп), ( + р), ( + Ь) - теплота, мягкость, (-к) -стремление к отказу от реализации своих потребностей. В данной экспериментальной группе отмечено наиболее высокое значение фактора верности и искренности (-<!), по сравнению с предыдущими группами. После 8-10 сеансов увеличивается значение факторов ( + т), (-к), при наиболее высоком значении фактора злобность (-е). Значение остальных факто-! ров практически не изменилось. Е | Ранговый ряд теста Люшера (табл.2) студентов 5 | первой экспериментальной группы до тренинга отра-| | жал негативное состояние, потребность освободить-з | ся от стресса, стремление к покою, отдыху. После 5 | курса ЛАСТ наблюдалось позитивное состояние, же-2 ; лание признания достигнутых успехов, деловое воз-| . буждение, активное стремление к деятельности, к | | впечатлениям, к удовольствиям. Во второй экспери-; ментальной группе до курса ЛАСТ студентам было ИМ свойственно чувство удовлетворенности, стремле-

ние к спокойной обстановке, желание избавиться от стресса, нежелание конфликтовать. После курса ЛАСТ отмечается чувство целостности, активное стремление к гармоническому отношению к деятельности. В третьей экспериментальной группе до курса ЛАСТ студенты стремились освободиться от стресса. После курса ЛАСТ студенты активно стремились к цели, к преодолению всех трудностей, отмечалось деловое возбуждение. В четвертой экспериментальной группе до тренинга отмечалось стремление к спокойной обстановке, желание избавиться от стресса, нежелание конфликтовать. После 8-10 сеансов ЛАСТ у студентов появилась потребность освободиться от стресса, стремление к покою и отдыху.

Таким образом, положительная динамика эмоционального состояния более выражена в экспериментальных группах, прошедших полный курс нейро-биоуправления.

Выводы и практические рекомендации. Биоуправление является наиболее адекватным методом повышения адаптивных возможностей человека, так как затрагивает как физиологические, так и психологические аспекты этого процесса. В ходе ЭЭГ-БОС тренинга выяснилось, что у студентов разными оказываются индивидуальные свойства механизмов регуляции. Лица, изначально имеющие низкоамплитудный альфа-ритм, быстрее обучаются произвольной регуляции альфа-ритма. Разная успешность тренинга приводит к неодинаковым перестройкам структуры ЭЭГ. После курса ЛАСТ достоверно увеличивается альфа-ритм, снижается неустойчивость нейроди-намических процессов (снижение тета- и бета-рит-

ма), что поданным H.A. Святогор (2000), характерно для лиц с нормальными корково-подкорковыми взаимоотношениями характерно. Содержательный анализ психофизиологических тестов показал, что курс ЛАСТ сопровождается изменениями психоэмоциональной сферы: снижением ситуативной и личностной тревожности, выработкой активной позиции, проявлением волевого напряжения и упорства в деятельности и контактам с коллегами.

Настоящее исследование позволяет рекомендовать технологию нейробиоуправления как метод профилактики стресс-зависимых состояний, т.к. позволяет повысить психоэмоциональную устойчивость к стрессовым нагрузкам в период обучения в вузе.

Библиографический список

1. Баева H.A. Успешностьи эффективносгьприменения ЛАСТ у спортсменов ситуационных видов спорта. — Автореф. дис.... канд. биол. наук. — Тюмень, 2003. — 19 с.

2, ГребневаО.Л., ДжафароваО.А., ОчеретнаяК.Г. Тренинг и Управление стрессом» с использованием игрового управления // Биоуправление в медицине и спорте: Материалы VII Всероссийской научной конференции 25 — 26 мая 2005 года. - Москва: ИМББ СО РАМН, РГУФК, 2005. - С. 9 - 12.

3 КузнецоваЛ.А, Малкова H.A., Шубина О С. Коррекция психоэмоциональных нарушений у больных рассеянным склерозом // Бноуправление в медицине и спорте: Материалы VII Всероссийской научной конференции 25 — 26 мая 2005 года. — Москва: ИМББ СО РАМН, РГУФК, 2005. - С. 15 - 18.

4. Оценка эффективности и успешное, ги метода биологически обратной связи в управлении потенциалами мозга / И.А.Свя-тогор, И.А.Моховикова, С.С.Бекшаев, Т.А.Фролова // Биологически обратная связь, 2000. №1. С.3 11

5. Сороко С.И. Возможности направленных перестроек пара-метрои ЭЭГу человека с помощ;.^ методов л оптированного био-управлемия /С И Сс. роко, T Ж Мусурллиев // Физиология человека. 1995 Т.21 N-5, С.5-7.

6. Тристан В.Г. Эффекты и физиологиче '.кие механизмы в cnoj-re // XÎX Съезд физиолог, общества им. И П. Павлова: Тезисы докладов. — Екатеринбург, 200-1 — С. 33 — 39.

7. Тристан В.П.Погаддег.аО.Р. Нейробиоупраиление в спорте.

- Омск: Издательство СибГАФК, 2001.-136 с.

8. Черапкина Л.П. Использование повторное курсалокалъ-ного альфа-стнмулирутощеготренинга при подг отовке спортсменов. - Автореф.дисс.,.,канд.биол.наук. - Тюмень,2002, - 19с.

9. ШтаркМ.Б., Шварц М. Некоторые аспекты биоуправления в интерпретации редакторов (вместо приложения) // Бноуправление — 4: Теория и практика. — Новосибирск: ЦЭРИС.2002. — С. 3 — 7.

10. LubarJ.F. Neocorticaldynamics: Implicationsiorunderstand-ing the role of neurofeedback and related techniques for the enhancement of attention//Applied Psychophysiology and Biofeedback.

- 1997. - Vol.22, №2. - P. Ill - 126.

ТАЛАМОВА Ирина Геннадьевна, старший преподаватель кафедры анатомии и физиологии.

Поступила в редакцию 17.06.06. © ТаламоваИ. Г.

удк 412.017 Ю. В. КОРЯГИНА

Сибирский государственный университет физической культуры и спорта

ВЗАИМОСВЯЗЬ

ВРЕМЕННЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СВОЙСТВ ЧЕЛОВЕКА С ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ

В статье представлены экспериментальные данные, подтверждающие взаимосвязь временных и пространственных свойств человека с его временной и пространственной организацией. В качестве пространственной организации рассматриваются компонентный состав массы тела, функциональные асимметрии и дерматоглифические маркеры пальцев рук. Временная организация представлена циркадианными ритмами временных и пространственных свойств и характеристикой интуитивных представлений человека о структуре и свойствах времени.

Одним из основных и объективных свойств предметов внешнего мира является целостность объекта, базирующаяся на организующей его структуре. Д.С. Сар-кисов (1989) считает необходимым развивать топографически ю физиологию, чтобы дать структурную интерпретацию физиологическим процессам [14]. Целым рядом работ (1,8] отмечены взаимосвязь и взаимообусловленность конституциональных, физиологи-

ческих и психологических особенностей человека. По мнению Ю.А. Романова (1990), необходимо изучение как временной, так и пространственной организации биосистем [13]. Для этого нами сопоставлялись показатели временных и пространственных свойств с показателями временной и пространственной организации.

Целью исследования явилось выявление взаимосвязи временных и пространственных свойств чело-