СИСТЕМНАЯ ПСИХОЛОГИЯ
И СОЦИОЛОГИЯ

    Просмотров: 6580

ТЕХНОЛОГИЯ БИОС - НОВЫЙ МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ
 ПСИХИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Ермилов Н.Н., Рац А.Я.,
ИЛИП, Санкт-Петербург,
Рыжов Б.Н., Чибискова О.В.,
МГПУ, Москва

Статья посвящена описанию нового метода восстановления психической работоспособности человека на основе комплексной полимодальной стимуляции в режиме двухконтурной биологической обратной связи.
Ключевые слова: системный подход,  классификация методов направленной коррекции функциональных состояний человека, метод комплексной полимодальной стимуляции в режиме биологической обратной связи, психическая работоспособность человека, функциональное состояние.

 BIOS TECHNOLOGY – NEW PSYCHIC WORK CAPACITY OPTIMIZATION METHOD

Ermilov N.N., Rats A.Y.
ILIP, St. Petersburg
Ryzhov B.N., Chibiskova O.V.,
MCTTU, Moscow

The Article is devoted to the description of a new method of optimization of psychic work capacity of a person on the basis of complex polymodal stimulation in a mode of double-circuit biological feedback.
Key words: systems approach, classification of methods of the directed correction of functional conditions of the person, method of complex polymodal stimulation in a mode of biological feedback, psychic work capacity, functional state.

Введение

Особенностью совре­менной жизни являются высокие нервно-психические нагрузки, способные вызывать психологический стресс и утомление. Раз­витие этих состояний существенным обра­зом сказывается на работоспособности че­ловека. Особенно неблагоприятно дли­тельное воздействие стрессовых нагрузок, приводящее к накоплению производимого ими ущерба. При этом могут возникать раздражительность, нарушения сна, пони­женное настроение, возможно ослабление памяти, появление головных болей, обост­рение хронических заболеваний и т.д.

Принципиально новым устройством для быстрого и лишенного побочных дейст­вий восстановления работоспособности является комплекс «БИОС», построенный на использовании метода полиэффекторной стимуляции в режи­ме биологической обратной связи, дающе­го кумулятивный эффект всех применяе­мых методик терапевтической релаксации и эстето-терапевтических воздействий.

1. Современные методы оптимизации функционального состояния человека

            Современные пути оптимизации функционального состояния (ФС) включают несколько групп методов, в том числе:
-   методы ритмического  сенсорного  воздействия  в виде свето – звуковой стимуляции (аппаратурные средства);
- методы произвольной саморегуляции физиологических функций, в основном представленных  технологиями на основе биологической обратной связи;
- вспомогательные методы оптимизации ФС, к которым относят функциональную музыку; средства сенсорных репродукций: светомузыку, видеовоздействие (показ слайдов);  а также дыхательные упражнения, приемы самомассажа и т.д.;
- широко известные методы психологической саморегуляции: аутогенная тренировка, медитация, ментальный тренинг, имидж терапия, релаксационная тренировка, идеомоторная тренировка,  приемы нервно - мышечной релаксации, тренинги стрессоустойчивости, суггестивные средства оптимизации состояния – гипноз, самовнушение [3, 4, 5].

В решении проблем оптимизации  ФС, в рамках методов ритмического  сенсорного воздействия в виде свето–звуковой стимуляции , часто используется  сочетание новой технологии с применением традиционных техник релаксации. Это  сочетание обусловлено тем, что многие релаксационные методы требуют выработки и закрепления соответствующих навыков саморегуляции состояния для достижения должного эффекта. В настоящее время разработаны новые подходы, которые сводят к минимуму продолжительность тренировочного этапа. Эффективность  здесь достигается за счет  внешней  помощи: использования  ритмических  сенсорных воздействий в виде световой или звуковой прерывистой импульсации, оказывающих выраженный  релаксационный эффект,

Большое количество работ посвящено рассмотрению изменения электрической активности  коры головного мозга человека при действии прерывистых световых импульсов, зависимости этих эффектов от частоты  мелькающего света, сказывающихся на проявлениях широкого диапазона индивидуальных специфических характеристик [12]. Особое внимание уделяется  регистрации электрической активности головного мозга (ЭЭГ) – реакции при фотостимуляции с  линейно изменяющейся  частотой  мельканий, на основании чего  к сегодняшнему дню считается доказанным  заключение о резонансной природе ЭЭГ  - изменений, приводящих к синхронизации колебаний разного уровня как важнейшему системообразующему фактору, лежащих в основе   эффективности данных методов.

Эффект резонансных взаимодействий теоретически и экспериментально  обоснован во многих работах. Возможность направленного изменения ФС посредством ритмической стимуляции получила определенное теоретическое обоснование. Ряд исследователей отмечает, что особенно эффективным может быть воздействие, совпадающее по частоте с собственными ритмами мозга [4, 12, 13].

Для формирования состояния релаксации сегодня достаточно широкое применение нашли компьютерные технологии фонограмм акустического сигнала белого шума, модулируемого по амплитуде частотами ЭЭГ. Помимо применения аудиосигналов, объектами пристального внимания исследователей  стали  реакции центральной нервной системы (ЦНС) человека на мелькающий свет, их  зависимость от  разных параметров  световых вспышек,  скорости изменения частоты мелькающего  света. Особое место в исследованиях  эффектов прерывистых  световых  воздействий  занимает вопрос об их  зависимости  от  частоты    мелькающего света и влиянии на ФС. В связи с этим в исследованиях отмечается  ограниченность применяемого набора частот стимуляции, что значительно снижает возможность изучения и четкого описания феноменологии производимого воздействия, приводя к противоречиям в интерпретации результатов в отношении эффективности той или иной частоты.

 В ряде работ показана  возможность  использования  ритмической фотостимуляции для  оценки  ФС организма и его  направленной коррекции и  поставлена задача  поиска  адекватных  частотных  характеристик  этих воздействий. В современных исследованиях отмечается роль  неоднородных ЭЭГ – ритмов, фактически представляющих собой комбинацию из нескольких ритмических компонентов с разными функциональными характеристиками, что часто приводит к невозможности  достичь эффективного взаимодействия между  сенсорной стимуляцией и  индивидуальными ЭЭГ ритмами человека. При этом, в отношении интенсивности и длительности стимуляции показано, что указанные эффекты наблюдаются лишь  при достаточно высоком уровне интенсивности воздействий и усиливаются с ее увеличением.

Критическим фактором также является скорость изменения  частоты  стимуляции или длительность воздействия каждой фиксированной частоты прерывистых раздражений.  Максимальная выраженность резонансных ЭЭГ – эффектов наблюдается при наименьшей скорости  изменения частоты мельканий. Предполагается, что в этом случае создаются наиболее оптимальные условия для развития резонансных процессов благодаря большей длительности совпадения частоты  электрической активности мозга с изменяющейся частотой вспышек. Вместе с тем, проблема подбора частот, оказывающих благоприятное воздействия на ФС, остается открытой [12, 13]. Кроме того, значение имеет  не только частота, но и характер предъявления избранных параметров: раздельное предъявление частот на левый и правый глаз, оказывающее позитивное влияние на ФС благодаря вовлечению механизмов межполушарного взаимодействия в процессы обработки мозгом сложных ритмических сигналов, или  совместное, одновременное предъявление частот на оба глаза [6, 7].

Одним из самых популярных и эффективных  среди существующих средств  управления своим состоянием является метод, основанный на биологической обратной связи (БОС) [1, 2]. Метод БОС хорошо себя зарекомендовал  как один  из  эффективных, позволяющих  не только контролировать уровень напряжения, но и видеть динамику достигнутых с его помощью результатов [14]. Среди преимуществ БОС  чаще всего отмечают:

- индивидуальность (возможность подбора типа и соответствующего параметра для БОС – контроля в целях повышения эффективности проводимых процедур);
- привлечение самой личности к процессу регуляции ФС;
- наличие зрительной  или звуковой обратной связи, сигналы которых обращены непосредственно к человеку;
- универсальность, использование объективных, точно измеряемых параметров;
- обучение  управлению своим психическим состоянием;
- возможность  значительно снижать тревожность;
- оказание влияния на повышение  концентрации внимания; 
-уменьшение    беспокойства, тревоги, напряжения
  перед важными деловыми встречами, экзаменами и другими ответственными случаями;
- обеспечение  достижения  состояния глубокого расслабления. 
      Следует подчеркнуть, что в использовании БОС-техник человек непосредственно участвует в управлении своим состоянием, в отличие от устройств со свето-звуковой стимуляцией, в которых он остается пассивным во время проведения сеанса. Универсальность  приема   произвольной  саморегуляции проявляется также и  в том, что  в нем  практически отсутствуют противопоказания.

2. Новые технологические возможности в области оптимизации ФС человека

Развитие современных технологий позволяет значительно расширить представления о возможности управления ФС. Рассмотренные методы и средства оптимизации работоспособности могут служить основой для создания новых комплексных систем, обеспечивающих их эффективное использование в реальных условиях профессиональной деятельности.  Примером таких систем является комплекс «БИОС», центральным устройством которого служит специально сконструированный шлем релаксации [10].

Комплекс «БИОС» включает в себя шлем релаксации, снабженный аппаратурой регистрации показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД) и кожно-гальванической реакции (КГР), укомплектованный устройствами для предъявления аудио-, видео-  и термовоздействия. Управление всеми устройствами осуществляется с помощью портативного компьютера и специального пакета программ, позволяющих в онлайн режиме осуществлять регистрацию указанных физиологических параметров и формировать с их учетом комплекс релаксирующих воздействий для пользователя (рис. 1).

Р и с. 1
Экспериментальный образец аппаратуры коррекции психической работоспособности

Принцип работы шлема строится на использовании сочетанной аудио-видео, термо- и аромостимуляции, дополняемой в ряде задач ритмическим фоно-фото воздействием. При этом зрительные и слуховые воздействия реализуются с помо­щью специально подобранных образов видео и аудиоряда. Термовоздействие осуществляется с помощью термогенераторов, излучающих тепло на носогубную область. Управляющий компьютер регулирует все виды одновременно подаваемых воздейст­вий. Благодаря кумуляции разномодальных раздражителей достигается высокая эффективность психокорректирующего воздействия. Стимуляция осуществляется по индивидуальным программам с учетом объективного контроля функционального состояния человека на основе полиэффекторной регистрации группы электрофизиологических показателей и использования этих показателей в режиме двухконтурной биологической обратной связи.

Первый контур биологической обратной связи (микроцикл БИОС) образуется на основе регистрации пневмограммы и организации системы одновременных специальных тепловых, зрительных и слуховых стимулов, повторяющих каждый дыхательный цикл. При этом, согласно «эффекту Лихтенштейна», тепловое воздействие на носогубную область осуществляется на фазе вдоха [6,7]. Второй  контур биологической обратной связи (макроцикл БИОС) образуется на основе комплексной регистрации ЧСС, ЧД и КГР и получения на их основе интегрального показателя психофизиологической напряженности (ИПН), с учетом которого изменяется интенсивность и продолжительность релаксационных воздействий (рис. 2) [11].

Р и с. 2
Блок-схема работы программы психологической релаксации
 с двойным контуром биологической обратной связи

Технология оценки уровня психофизиологической напряженности основана на представлении о психофизиологической напряженности как о динамическом рассогласовании стационарного и текущего (реального) состояний человеческого организма. При этом под стационарным состоянием понимается наиболее вероятное устойчивое состояние, к которому стремится организм после прекращения действия раздражителя. Оценка уровня психофизиологической напряженности осуществляется на основе системной интеграции показателей напряженности каждой из измеряемых физиологических функций.

Критерием оценки напряженности каждой физиологической функции является отклонение ее текущих показателей от стационарных характеристик [9]. При этом унифицированной мерой напряженности физиологической функции () является разность текущих и стационарных показателей состояния функции, отнесенная к предельно допустимой величине этой разности:

где :   - текущее значение физиологической функции;
- ее стационарное значение;
 - соответственно, максимально возможное и минимальное значение этой функции.
     В приведенном виде показатель  изменяется от нуля, при равенстве текущих значений оцениваемой функции ее стационарному значению, до единицы, при достижении максимально допустимых значений, что создает удобство для сравнительной оценки различных физиологических функций. Напряженность организма, как функциональной системы, находится как векторная сумма этих показателей, а величина психофизиологической напряженности организма соответствует скаляру полученной векторной суммы [12].
При этом интегральный показатель психофизиологической напряженности (ИПН) вычисляется по формуле:

где  - весовой коэффициент i-ой физиологической функции, при ее  объединении в интегральную оценку;
    n -  количество использованных показателей.
Полученный таким образом интегральный показатель психофизиологической напряженности, ввиду его преимущественной чувствительности к наиболее изменяющимся локальным оценкам, позволяет демпфировать влияние индивидуальной чувствительности той или иной физиологической функции и, таким образом, является удобным и надежным инструментом измерения напряженности.

Результаты исследований

Лабораторные испытания комплекса «БИОС», осуществленные в 2007 – 2012  гг., показали, что использование шлема релаксации давало очевидный позитивный эффект, заключавшийся в существенном снижении уровня психической напряженности у большинства пользователей в ходе применения устройства. Субъективные отчеты пользователей также указывали на существование релакс-эффекта при использовании шлема (на этот эффект указали 83% пользователей, при этом 38% пользователей в самоотчетах указали, что эффект релаксации при использовании применявшейся методики имел выраженный характер); 44% пользователей отметили повышение работоспособности после применения шлема релаксации, в то же время 17% указали на снижение работоспособности после прохождения методики из-за пролонгированного эффекта релаксации; 39% пользователей изменения работоспособности не отмечали. Кроме того, проведенный в ходе исследования опрос пользователей выявил наличие широкого спектра предпочитаемых и отвергаемых сюжетов релаксационных программ.

Таким образом, результаты лабораторной отработки комплекса «БИОС» указывают на возможность повышения психической работоспособности человека благодаря применению метода комплексной полимодальной стимуляции в режиме биологической обратной связи и позволяют рекомендовать шлем релаксации для практического применения.

Литература

1. Лещенко Г. Я. , Заикина Р.В. Способ вызывания релаксации. Авторское свидетельство СССР N 571273, кл. A 61 M 21/00, 05.09.77.
2. Белоусова Т.Е.; Гоголева А.В.; Суханинский Ю.Н.; Евдокимов А.В.; Зарипов Р.А.; Турзин П.С. Способ релаксации. Патент (19) RU (11) 2103038 (13) C1
3. Бондарь А.Т. , Федотчев А.И. ,Пивоваров О.В. , Ларионова А.В. Изменения спектра ЭЭГ и субъективных характеристик состояния человека при  двух типах организации суперпозированных световых воздействий // Физиология человека .-2004.-Т.30.-№5.- С.12
4. Горев А.С. Динамика параметров ЭЭГ подростков при изменении функционального состояния ЦНС (релаксация ) под воздействием  ритмической звуковой стимуляции // Физиология человека .- 2001.- Т.27.-№1.-С.36 - 41
5. Леонова А.Б., Кузнецова А.С. Психологические технологии управления состоянием человека. – М.: Смысл, 2007.- 311с.
6. Лихтенштейн В.А. Некоторые итоги клинико – экспериментальных исследований  температурного анализа человека // Физиология человека .-1990.- Т.16.-№5.-С.158 - 160
7. Лихтенштейн В.А. О сомногенном эффекте локальной ритмической  тепловой стимуляции // Физиология человека .-1980.-Т.6.-№3.-С.557 – 560
8.  Мельников Л.Н., Окара О.И. Способ релаксации. Авторское свидетельство СССР N 1119700, кл. A 61 M 21/00, 23.10.84.
9. Рыжов Б.Н. Системная психология .- М.: МГПУ, 1999.- 277 с.
10. Рыжов Б.Н., Ермилов Н.Н., Рац А.Я., Секликов Ю.В. Способ коррекции психофизиологического состояния человека и способ реализации используемый в нем: патент на изобретение РФ № 2311205, 27.11.2007.
11. Рыжов Б.Н., Сальницкий В.П. Методика оценки уровня психической напряженности у оператора./ “Космическая биология и авиакосмическая медицина”№5, 1983
12. Федотчев А.И. , Бондарь А.Т. , И.Г. Акоев Резонансные ЭЭГ – реакции человека при ритмических световых воздействиях разной  интенсивности и частоты //Журнал высшей нервной деятельности .- 2001.-Т.51.-№1.-С.17 - 23
13. Фролов М.В. , Гусев М.И. , Лазарев Н.В. и др. Информационная технология диагностики ФС человека – оператора // Авиакосмическая и экологическая медицина .-2000.- Т.34.- №2.-С.27.
14. Штарк М.Б. Биоуправление в медицине и спорте : материалы четвертой Всероссийской конференции 8-9 апреля  2002 г.- Омск 2002.-147с.