Изучение индивидуально-типологических особенностей центральной нервной системы (ЦНС) человека является фундаментальным вкладом в методологию доклинической диагностики, прогноза, организации мониторинга и поддержания уровня здоровья населения (5, 8, 9).
Индивидуальный подход особенно важен в экологической физиологии для выделения групп риска, при профотборе и прогнозировании состояния человека, поскольку реактивность организма определяется не только физико-химическими параметрами эко-факторов, но и его индивидуальной чувствительностью, наличием скрытых унаследованных или приобретенных биологических дефектов.
Социальная и климато-географическая среда, профессия и стаж работы, возраст, функциональное состояние в данный момент, общее состояние здоровья, генетические и психологичесие особенности личности и другие факторы влияют на уровень функциональных резервов ЦНС человека. Индивидуально-типологический портрет является устойчивой характеристикой ЦНС и отождествляется с уровнем адаптивности индивидуума к разнообразным факторам внешней Среды.
Электроэнцефало-графическое (ЭЭГ) обследование человека в состояниях оперативного (глаза открыты) и психосенсорного (глаза закрыты) покоя с регистрацией 8 симметричных отведений - лоб, темя, затылок, висок (рис.1, на котором расставлены нулевые точки ЭЭГ, разделяющие периоды колебаний) - позволяет автоматически (без участия врача) определить индивидуально-типологическую принадлежность и уровень функциональных резервов головного мозга испытуемого.
Для этого использована методология, направленная на изучение структурных свойств систем в последовательном взаимодействии их элементов.
Рис.1
Оригинальный метод анализа дал возможность исследовать последовательности волн ЭЭГ, ее индивидуальные особенности, характер взаимосвязей между отдельными компонентами, паттерны межцентрального и межполушарного взаимо-действия (1, 8-12).
Выделено 3 группы с высоким, средним и низким типами адаптивности (пластичности) ЦНС. Показано, что различия между тремя индивидуально-типологическими группами сводятся к следующему:
При прогностической оценке устойчивости к экстремальным условиям следует отдавать предпочтение I и II типам, которые, как показали многолетние натурные и экспериментальные исследования Отдела экологической физиологии НИИ экспериментальной медицины РАМН, более устойчивы к невротическим срывам и к соматическим расстройствам.При изучении адаптации человека к производственным, социальным, психологическим, климато-географическим и другим факторам была показана высокая прогностическая ценность индивидуальных параметров устойчивости и пластичности биоритмологических характеристик нейродинамических функций.
Предварительное разделение на указанные группы на основе строгого количественного критерия позволило надежно выделять ранние (неспецифические) признаки дизадаптационных состояний. Нейро- и психофизиологические механизмы функциональной асимметрии головного мозга тесно связаны с общими закономерностями высшей нервной деятельности, отражающимися в психомоторных действиях, эмоциональном поведении, памяти, адаптации организма к внешней среде.
Нарушение межполушарных взаимодействий лежит в основе многих видов психонервных расстройств. Удовлетворительная адаптация к экстремальным факторам сопровождается повышенной активностью мозговых структур правого (у правшей) полушария (2, 6, 7, 11, 12, 14). Недостаточность активации препятствует нормальному протеканию этого процесса. Правое полушарие, контролируя гомеостатические механизмы и перестраивая их в соответствии с изменениями внешней среды, обеспечивает биологические адаптации.
Количественная оценка функционального резерва мозга определяется как интегральная величина межполушарного баланса, основанного на разности интенсивностей межцентрального взаимодействия структур правого и левого полушарий мозга (11, 12).
Положительное значение функционального резерва - признак удовлетворительной адаптации к среде. Ниже приводится образец заключения, даваемого программой Отдела экологической физиологии НИИ Экспериментальной медицины РАМН (197376, Санкт-Петербург , ул.акад. Павлова, д.12, тел. 234-09-25; 234-04-52):
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ ЦНС
Кроме того, выводится обширная цифровая и графическая информация, в частности, вероятностные ориентированные графы взаимодействия ритмов мозга и графы взаимной (пространственной) связности корковых образований головного мозга (рис.2).
Адаптационная пластичность является устойчивой характеристикой личности и в малой степени подвержена влиянию внешних факторов. Функциональный резерв - оперативный показатель, реагирующий на изменение как внутреннего состояния испытуемого, так и на действующие внешние факторы.
Точная оценка индивидуально-типологических особенностей нервных механизмов адаптации и функциональных резервов головного мозга позволяет надежно прогнозировать ход адаптации, выделять группы риска с повышенной частотой срыва адаптации и заболеваемостью под влиянием экологически неблагоприятных факторов, а также при необходимости проводить адекватные восстановительные мероприятия. Алгоритм расчетов защищен патентом РФ (13).
Рис.2
Для ввода ЭЭГ- сигнала в компьютер используется портативный компьютерный электроэнцефалограф "Мицар - ЭЭГ - 201", разработанный специально для проведения ЭЭГ-исследований в "полевых" условиях. Для выполнения исследования не требуется экранированного помещения, заземления и подключения к электрической сети. Данный прибор особенно удобен для выездных исследований больших групп испытуемых. При использовании компьютера типа notebook весь комплект аппаратуры размещается в чемодане типа "дипломат".
Технические данные
Условия эксплуатации
Комплектность
Требования по технике безопасности
Прибор по электробезопасности соответствует требованиям ГОСТ Р 50267.0 для изделий с внутренним источником питания типа BF и обеспечивает электрическую прочность между рабочей частью и кабелем для подключения к компьютеру 4 КВ при рабочей температуре.
Программное обеспечение
Поставляемая с энцефалографом программа предназначена для работы с Windows 3.1. В программе реализован описанный выше алгоритм оценки адаптивности индивида и функциональных резервов ЦНС с автоматическим формированием заключения. Предлагаемая программа обеспечивает:
Для работы с программой необходим компьютер IBM PC 486 DX2 - 66 c локальной шиной, объемом памяти 8 МБ, HDD - 520 МБ.
Рис.3
Для коррекции состояния человека (4) создана система адаптивного биоуправления "Кардиотренинг" (ее главное меню представлено на рис.3), предназначенная для:
Система применяется
При аутотренинге с обратной связью задачей испытуемого является периодическое (за счет особого ритма дыхания) повышение-понижение частоты сердечных сокращений с периодом и амплитудой, задаваемыми на основе анализа фоновой ритмограммы (рис.4).
В результате тренировочного цикла, состоящего из 8 - 12 сеансов, восстанавливается нормальная биоритмологическая структура сердечного ритма, нормализуются частота пульса и артериальное давление. Методика знакопеременного аутотренинга защищена авторским свидетельством (3) и испытана на сотнях работников горноперерабатывающих отраслей промышленности и десятках спортсменов.
Система осуществляет следующие основные функции:
Система "Кардиотренинг" устанавливается на компьютер, совместимый с IBM PC модели 286 и выше с конфигурацией:
Рис.4
Рис.5
Рис.6
Условимся называть двухминутную регистрацию РГ "пробой", тогда "сеансом" будет последовательность из нескольких проб общей длительностью 40 мин - 1 час.Серию из 8 - 12 сеансов, проводимых через день или ежедневно, назовем "циклом".
Процедура предъявления тестовых сигналов имеет адаптивный характер, поскольку на основе анализа ЧСС, периода и амплитуды дыхательных волн во время предыдущей пробы (от достигнутого) задаются параметры синусоидального тестового сигнала для выполнения следующей пробы.
Испытуемый должен, наблюдая на экране монитора за двумя кривыми, приблизить собственную РГ к тестовой синусоиде с учетом ее периода, амплитуды и смещения на величину средней ЧСС. Удается это за счет ритмичного дыхания (вдох - ЧСС у большинства испытуемых растет, выдох - падает).
Адаптивный характер управления сеансом дает возможность проводить его без вмешательства медперсонала, однако в случае несогласия с рекомендацией программы можно изменить любые установочные параметры на любом этапе сеанса. Это позволяет после соответствующей консультации с врачом проводить тренинг самостоятельно (дома или на рабочем месте) без непосредственного медицинского контроля.
После каждых 3-х сеансов результаты рекомендуется показать врачу. В начале и конце каждого сеанса измеряется артериальное давление на обеих руках и заносится в соответствующие строки таблицы измерений. Для оценки психологического состояния рекомендуется до и после сеанса проводить тест Люшера.
Любой сеанс начинается и заканчивается фоновым измерением РГ (нулевая амплитуда синусоиды), причем в первом сеансе I проба всегда будет фоновой, а для выполнения завершающей фоновой пробы, так же как и для всех последующих фоновых проб с этим же испытуемым, необходимо с клавиатуры ком-пьютера обнулять амплитуду синусоиды.
Рис.7
Для восстановления дыхательного ритмического компонента РГ, нормализации ЧСС и АД при функциональной дизрегуляции ССС, вегето-сосудистых дистониях рекомендуется полный тренировочный цикл.
Ниже излагаются основные принципы его организации.
Следующий сеанс может повторять предыдущий, но возможны варианты, обусловленные индивидуальным медицинским статусом испытуемых. В этом смысле система открыта для творческой разработки новых методик коррекции состояния человека.
Инструкция испытуемому непременно должна содержать просьбу максимально расслабиться во время регистрации. В нескольких первых пробах это удается не каждому, поскольку отслеживание синусоиды является своего рода нагрузочной пробой и это может отражаться на ЧСС, индексе напряжения систем и других параметрах.
Кроме того, испытуемый не должен нарочито (программа ни в коем случае этого не провоцирует) увеличивать глубину дыхания, что может приводить к нежелательной гипервентиляции.
Для контролируемого восстановления после тренировок, соревнований, тяжелых физических нагрузок могут оказаться достаточными один-два тренировочных сеанса, проведенных либо в соответствии с вышесказанным, либо на основе тех же принципов с учетом специфики нагрузки и индивидуальных особенностей испытуемого.
Система успешно использовалась на испытуемых с функциональными нарушениями сердечно-сосудистой регуляции. Опыт кардиотренинга на больных невелик и не имеет обобщающего характера. Авторы готовы вступить во взаимодействие со всеми пользователями для разработки новых методик кардиотренинга, расширения области применения системы и ее усовершенствования.
Опыт применения системы "Кардиотренинг" иллюстрируется следующим примером. Испытуемый Е-н В.С., работник нефтеперерабатывающего завода, имел умеренную тахикардию и функциональную гипертензию (см. протокол и рис.8 - I сеанс - фоновое обследование).
Рис.8
Цикл из 48 сеансов дал положительные результаты (рис.9):
Рис.9
Для ввода информации в компьютер разработан преобразователь ПКС-03, предназначенный для съема, усиления и преобразования электрокардиосигнала (ЭКС) в интервалы времени, соответствующие кардиоинтервалам (RR-интервалам), передаваемым через гальваническую развязку в РС IBM через разъем COM.
Технические данные:
Условия эксплуатации:
Комплектность:
Требования по технике безопасности:
Преобразователь ПКС-03 работает при напряжении до 9 В, по защите относится к классу II по ГОСТ 12.2.025-76 и является безопасным.
Передача информации в компьютер осуществляется по оптическому каналу, что обеспечивает полную гальваническую развязку пациента.
Устройство преобразователя, подготовка и порядок работы.
ЛИТЕРАТУРА