Нейробиоуправление

Нейробиоуправление — это современная компьютерная лечебно-оздоровительная технология, базирующаяся на принципах адаптивной обратной связи. Основная концепция БОС сводится к тому, что информация о собственном функциональном состоянии, получаемая через датчики в режиме реального времени, позволяет оператору (испытуемому, пациенту) легко обучиться совершенствованию нормальной и коррекции нарушенной физиологической функции с участием произвольных и непроизвольных механизмов саморегуляции.

1. Биоуправление

Биоуправление — уникальная психофизиологическая технология, которую можно рассматривать как эффективный способ решения таких комплексных задач, как формирование состояния оптимального функционировании (ОФ).

1. Компьютерные системы биоуправления позволяют определять физиологические маркеры эмоционального напряжения, оценить актуальное психофизиологическое состояние по ряду физиологических параметров: ритмов ЭЭГ, электромиограммы (напряжения мышц), кожной температуры, кардиоритмограммы (ЧСС), частоты дыхания, кожно-гальванической реакции.
   
   
2. С помощью биоуправления можно обучиться управлять различными физиологическими функциями: оптимизировать частоту дыхания на основе соотношения длительности вдоха/выдоха; снижать мышечное напряжение; нормализовать сердечный ритм, периферическую температуру, кожно-гальваническую реакцию; а также развивать навыки быстрого восстановления после эмоциональных и физических нагрузок.
   
   
3. Тренинг оптимального функционирования, сочетающий использование базовых технологий биоуправления и нейробиоуправления, обучает способам активации (готовности к действию), сохранению высокого уровня работоспособности в течение длительного периода времени, навыкам достижения спокойствия и сосредоточенности. Для этого используется компьютерное моделирование игрового сюжета, который управляется физиологическими функциями тренируемого. Добиться выигрыша в такой игре возможно лишь применяя эффективные стратегии поведения, контроля и саморегуляции психо-вегетативного статуса.

Известно, что для оценки степени готовности к оптимальному функционированию в сложной ситуации применяется большое количество психофизиологических тестов, среди которых в последнее время большую роль начинают играть процедуры, моделирующие профессионально значимые ситуации. К ним относятся психофизиологические модели соревнования и поведения в ситуации неопределенности, а также выполнение сложных моторных и когнитивных заданий в условиях ограниченного времени. Результатом выполнения таких тестов является регистрируемая компьютерным комплексом информация о физиологических реакциях организма на стрессовые воздействия и качество последующего восстановления по показателям сердечно-сосудистой, мышечной и дыхательной систем, биоритмам мозга. Эти данные вместе с результатами психологического тестирования используются для формирования индивидуального протокола тренинга оптимального функционирования.

2. Области применения биоуправления

2.1. Клиническая практика биоуправления

Наиболее широкое применение биоуправление нашло в клинике пограничных, психосоматических расстройств и большой группы органических заболеваний нервной системы. БОС-тренинг — уникальный метод, способствующий развитию процессов висцеральной перцепции, тонкой дифференцировки внутренних ощущений, эмоций. Осознание сигналов организма — важный предиктор успешности освоения метода биоуправления. Метод биоуправления может быть, как самостоятельной психотерапевтической методикой, так и эффективным инструментом, помогающим врачу достичь более выраженного и стойкого терапевтического эффекта, в психотерапевтическом контексте.

• Нервные заболевания
  В клинике нервных болезней методы биоуправления в электромиограмме продемонстрировали высокую эффективность при лечении постинсультных гемипарезов, повреждений спинного мозга, детских церебральных параличей, спастической кривошеи, невропатии лицевого нерва. ЭЭГ-БОС-тренинг не без успеха используется при терапии эпилепсии. Однако краеугольным камнем клинического биоуправления многие авторы считают использование БОС-тренинга при терапии головной боли, особенно головной боли напряжения мигрени.

• Головная боль
  Один из наиболее часто встречающихся симптомов при невротических, неврозоподобных и аффективных расстройствах. При лечении мигрени, как считается, на более эффективен температурный БОС-тренинг. Известно, что стресс-реакция сопровождается централизации кровообращения, «перекачиванием» крови к жизненно важным органам, повышением АД, ускорением кровотока, снижением притока крови к конечностям и спазмом периферических сосудов.

  Таким образом, охлаждение рук служит сигналом начала стресса, а приобретение навыка произвольного контроля за температурой кончиков пальцев конечностей является эффективным и способом расширить сосуды конечностей, снизить АД, повысить периферическое сопротивление и, в конечном счете, предотвратить развитие психоэмоционального напряжения либо снизить его уровень.
  
  Тренировка по повышению температуры рук способствует снижению симпатической активации, вызывает физиологические сдвиги, которые могут прервать начавшийся болевой приступ. Анализ переживаний, образов, вовозникающих у пациента во время тренинга, позволяет ему понять их роль в возникновении боли и предупреждать ее возникновение.

• Лечение больных с нарушением двигательных функций после спинальной травмы

  Традиционно, повреждения спинного мозга рассматриваются как расстройства с пессимистическим прогнозом, который по прошествии времени становится все более неутешительным. Первые данные об успешном применении методов биоуправления при спинальной травме относятся к 70-м годам, когда 6ыли описаны случаи достижения хорошего клинического эффекта больных с повреждением шейного отдели позвоночника и спинного мозга.
  
  В.Brucker и N.Bulaeva исследовали эффекты БОС у пациентов со спинальной травмой. В исследовании приняли участие 100 пациентов с квадриплегией. Время, прошедшее после травмы, колебалось от 1 до 29,7 гола. Было установлено, что БОС может значительно увеличить волевой ЭМГ-ответ определенных мышечных групп ниже уровня повреждении. Было также показано, что эффективность техники БОС у больных со спинальной травмой не зависит от длительности периода, прошедшего после травмы, начального мышечного напряжения и функции или начального волевого контроля ЭМГ-ответа. Многие больные с начальным отсутствием ЭМГ-ответа были способны его достичь с помощью БОС-тренинга, Возрастание ЭМГ-ответа было весьма значительным — от 20 до 40%.
  
  Таким образом, ЭМГ-БОС-тренинг может занять достойное место в системе реабилитации больных с последствиями спинальной травмы.

• Тренировка биоуправлением пациентов с последствием инсульта

  Одним из перспективных направлений является использование методой БОС-тренинга в программе реабилитации людей, перенесших инсульт. Важная роль в клинической картине постинсультных двигательных нарушений принадлежит расстройствам психофизиологических механизмов управления движениями.
  
  В лечении двигательных нарушений наиболее активно используется биоуправление по электромиограмме. Целью обучения по электромиограмме больных с постинсультными гемипарезами являются повышение произвольной мышечной активности в паретичных мышечных группах, а также улучшение произвольного контроля патологических содружественных движений (координаторных синкинезий). По данным Л.А.Черниковой и Е.М.Сашиной в результате обучения у подавляющего числа пациентов удается добиться увеличения среднего показателя объема активных движений и заметного уменьшения степени пареза, а также увеличения амплитуды электроактивности произвольного сокращения в паретичных мышцах.
  
  Высокая эффективность метода продемонстрирована и при терапии гиперкинетического синдрома. Известно, что у больных с постинсультными гемипарезами наблюдается асимметрия вертикальной позы со смешением центра тяжести тела и сторону здоровой ноги. С целью коррекции этого недостатка, который повышает риск падения, предложена оригинальная разработки баланс-биотренинга, в основе которого лежит использование стабилографического комплекса, регистрирующего текущие координаты проекции центра тела по реакциям 3 опор и отображение стабилограмм на экране монитора. Исследования, проведенные на многочисленном контингенте пациентов, показали эффективность баланс-терапии при тренировке функции равновесия у больных с постинсультными гемипарезами.

• Терапия биоуправления в психиатрической и психотерапевтической практике

  Возможности биоуправления в области психиатрии и психотерапии значительно менее изучены, чем в других областях медицины (терапия, неврология, психосоматическая медицина). Публикаций на эту тему мало, хотя в последние годы их число несколько возросло. В психотерапевтической практике метод биоуправления получил распространение при терапии невротических (фобические расстройства, навязчивости), тревожных, аддитивных нарушений. В детской психиатрической практике эффективность БОС-тренинга отмечается при терапии расстройств, связанных с дефицитом внимания и гиперактивности (ЭЭГ-БОС). Эффективность метода биоуправления в психотерапии зависит от многих «неспецифических» факторов, таких как личностные особенности и компетентность психотерапевта, наличие психотерапевтического альянса врач-больной, дополнительных методов, с которыми совмещен БОС-тренинг.
  
  Вычленение «активного начала» биоуправления и так называемых плацебо-эффектов при оценке эффективности БОС-терапии в этих случаях создает серьезные проблемы. Удачная попытка анализа роли плацебо-эффекта и вычленения «активного начала» биоуправления предпринята А.Б.Скоком при исследовании эффективности применения α-0-тренинга для лечения пациентов с алкогольной и наркотической зависимостями.
  
  

• Биоуправление через ЭЭГ

  Особый интерес вызывает использование БОС по электроэнцефалограмме. Дискуссия о природе и эффектах ЭЭГ-БОС продолжается на протяжении 30 лет. Клиническое применение методов ЭЭГ-БОС развивается в 4 направлениях:
  
  
  1. По медленным корковым потенциалам для лечения эпилепсии и улучшения оперативных функций интеллекта
     Медленные корковые потенциалы (МКП) — это ЭЭГ-волны очень низкой частоты (менее 1 Гц). Негативные эпизоды на электроэнцефалограмме длительностью более 300 мс вызывают возбуждение или активацию (деполяризацию) апикальных дендритов. Самым важным является демонстрация корреляции между негативными ЭЭГ-сдвигами и укорочением времени реакции на сигнал, а также улучшением краткосрочной памяти. Волевой контроль за МКП позволяет уменьшить частоту судорожных припадков и снизить их интенсивность
  2. SMR-тренииг для лечения эпилепсии. SMK-тренинг используется и сочетании с β-стимулирующим тренингом
     Феномен SMR-активности впервые описан и 1967 г. Было обнаружено, что экспериментальные животные быстро обучаются изменять свою биоэлектрическую активность в этом диапазоне и что изменение активности и этом диапазоне сопровождается ростом толерантности к химическим агентам, вызывающим судороги
  3. α-θ-тренинг в наркологической практике
     α-θ-Тренинг относится к числу методов, вызывающих наибольшее количество вопросов на протяжении всего времени существования методов ЭЭГ-БОС. Оценки эффективности метода колеблются от крайне низких до полностью оптимистичных. Интерес к α-θ-тренингу возник после публикации, посвященной применению этого метода для лечения больных алкоголизмом. Отсутствие единой терминологии и проблемы с воспроизведением протоколов исследований позволили ряду авторов весьма скептически высказаться по поводу возможности волевого контроля ЭЭГ-паттернов, и том числе при лечении аддиктивных расстройств. Ситуация вокруг α-тренинга как наиболее «скандального» метода из группы ЭЭГ-БОС оставалась практически неизменной до появления работ, посвященных раздельной стимуляции α-активности в левом и правом полушариях. Результатом раздельного α-тренинга является не изменение текущего эмоционального состояния, а изменение способности отвечать на позитивные и негативные эмоциональные стимулы
  4. β-тренинг в педиатрической практике
     Одной из наиболее полно изученных областей применения ЭЭГ-БОС является β-стимулирующая БОС. β-Стимулирующий тренинг нашел применение в лечении широко распространенной патологии детского возраста — синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Использование БОС по β-ритму основано на нейробиологических особенностях этого состояния. Медленные ЭЭГ-паттерны, обнаруживаемые в центральных и лобных отделах коры, являются отражением нарушенного метаболизма, сниженного церебрального кровотока и уменьшения утилизации кислорода. Измененная ЭЭГ-активность может косвенно свидетельствовать об изменении функции нейротрансмиттеров в этих областях. Можно думать, что БОС, изменяя электроэнцефалограмму, влияет на функции нейротрансмиссии и церебрального метаболизма

2.2. Нейробиоуправление в спорте

Лидирующее место в спортивной практике среди методов, основанных на биологической обратной связи, заняло нейробиоуправление. Изучению возможности использования нейробиоуправления в подготовке спортсменов посвящено значительное количество работ [1-8]. Однако, в настоящее время недостаточно изучено последействие курса нейробиоуправления, что у отдельных тренеров вызывает сомнения в его безопасности и эффективности и приводит к ограниченному использованию данной технологии в спорте. В связи с этим, целью работы явилось изучение динамики психофизиологического состояния у спортсменов 18-23 лет, прошедших курс нейробиоуправления, направленный на повышение мощности альфа-ритма головного мозга, в течение года.

Проведенное исследование позволило сделать следующие выводы: динамические перестройки биоэлектрической активности головного мозга у спортсменов, прошедших курс нейробиоуправления, зависят от исходной мощности альфа-ритма головного мозга.

Альфа-стимулирующий тренинг положительно влияет на психофункциональное состояние спортсменов. В зависимости от исходной мощности альфа-ритма головного мозга и успешности прохождения курса нейробиоуправления у спортсменов наблюдаются срочные и отставленные эффекты тренинга. Угасание достигнутых эффектов тренинга происходит постепенно и гетерохронно. Негативных влияний курса нейробиоуправления не выявлено.

2.3. Биоуправление в оптимизации музыкальной деятельности

Произвольный контроль снижения интегральной мощности ЭМГ и, наоборот, увеличения мощности альфа и SMR — диапазонов ЭЭГ. Удавалось определить оптимальность функционирования музыканта исполнителя: повышением интонациональности музыкальной перцепции, способностью самоконтроля слухомоторной координации, рациональной организации игрового движения, которые выражались в преобладании альфа ритма и SMR ритмов ЭЭГ, снижением интегральной мощности мышц, не участвующих непосредственно в игровом движении.

Психомоторная дисфункция исполнительской деятельности, связанной с нарушением оптимального функционирования, поддаётся коррекции с помощью технологи биоуправления.

2.4. Коррекция напряжения адаптации у студентов медицинского колледжа

Курсовое проведение тренинга с биологической обратной связью способствует увеличению интегрального индекса здоровья, снижению личностной тревожности и реактивной тревоги, улучшает успеваемость. Эффективность БОС тренинга была наиболее высокой в группе студентов с низкой величиной интегрального индекса здоровья.

После процедуры БОС-тренинга студенты отмечали ощущения в виде приятной усталости, сонливости, уменьшение состояния тревоги. Отрицательным моментом в БОС-тренинге является некоторая монотонность, которую отмечают студенты, прошедшие полный курс коррекции.

2.5. Игровое биоуправление — помощь в адаптации к школьному стрессу

Сюжет игр управляется частотой сердечных сокращений с помощью специального датчика измерения ЧСС, регистрирующего сигнал и передающего его в компьютер. Виртуальное соревнование, в котором скорость играющего обратно пропорциональна частоте сердечных сокращений, является психофизиологической моделью стрессовой ситуации, выполненной в виде игры.

Все школьники, прошедшие курс игрового компьютерного биоуправления, продемонстрировали способности к эффективному освоению способов саморегуляции и контролю эмоционального состояния в ситуации, имитирующей стресс.

3. Заключение

Психофизиологическое и общетерапевтическое направление, каким является биоуправление, находится на подъеме. Перспективы его развития обеспечиваются особенностями многопараметрического мониторинга, лежащего в основе биоуправления, наличием гибких математических моделей и развивающихся алгоритмов оценки данных. В последние годы технология приобрела чрезвычайное разнообразие, намечаются новые «точки роста» (БОС при гипервентиляционном синдроме по концентрации углекислоты в выдыхаемом воздухе, игровые варианты БОС-тренинга).

Получают неожиданное развитие, казалось бы, давно забытые модификации биоуправления (ЭЭГ БОС-тренинг в сочетании с многоканальным картированием). Есть веские основания полагать, что практическое здравоохранение и медицинская наука приобрели новый эффективный немедикаментозный метод лечения и профилактики. В результате такого подхода повышается возможность развития потенциала человека за счёт проработки и коррекции стрессовых состояний и активизация его ресурсного состояния в условиях высокой информационной плотности.

4. Ссылки на статьи

1. ЭЭГ биоуправление улучшает сфокусированное внимание при синдроме дефицита внимания и гиперреактивности
   Sokhadze E.M., Hillard B., Eng M., El-Baz A.S., Tasman A., Sears L.
   
   
2. Идентичность при наркотической зависимости и ее динамика в курсе альфа-стимулирующего биоуправления
   Шубина О.С., Мельников М.Е., Загоруйко Е.Н., Скок А.Б.
   
   
3. Электроэнцефалографическое нейробиоуправление (альфа-тренинг) в учебном процессе у студентов
   Таламова И.Г., Черапкина Л.П., Степочкина С.П.
   
   
4. Нейробиоуправление в коррекции синдрома дефицита внимания и гиперактивности школьников
   Джафарова О.А., Даниленко Е.Н.
   
   
5. Нейродинамика и прогнозируемость курса альфастимулируещего биоуправления у спортсменов и лиц, занимающихся физической культурой
   Черапкина Л.П., Тристан В.Г., Стёпочкина С.П.
   
   
6. Оценка эффективности методики коррекции психоэмоционального состояния студентов медицинского института
   Горелик С.Г., Ковалева О.Л., Гаврилова А.А., Милютина Е.В., Филиниченко Т.С.
   
   
7. Биоуправление в музыкальном творчестве
   Базанова О.М., Штарк М.Б.
   
   
8. Альфа-активность ЭЭГ при нейротерапии синдрома дефицита внимания средствами игрового нейроуправления
   Столлер И.А., Сухоленцева М.В., Ткаченко Н.Н., Верёвкин Е., Штарк М.Б, Ярош С.В.