научная статья по теме ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ РЕАКТИВНОСТИ ЭЭГ-КОЛЕБАНИЙ ПРИ БИОУПРАВЛЕНИИ ПАРАМЕТРАМИ РИТМА СЕРДЦА У ПОДРОСТКОВ И МОЛОДЫХ ЛИЦ НА СЕВЕРЕ Биология

Текст научной статьи на тему «ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ РЕАКТИВНОСТИ ЭЭГ-КОЛЕБАНИЙ ПРИ БИОУПРАВЛЕНИИ ПАРАМЕТРАМИ РИТМА СЕРДЦА У ПОДРОСТКОВ И МОЛОДЫХ ЛИЦ НА СЕВЕРЕ»

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2015, том 65, № 2, с. 203-211

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

УДК 612.8.04

ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ РЕАКТИВНОСТИ ЭЭГ-КОЛЕБАНИЙ ПРИ БИОУПРАВЛЕНИИ ПАРАМЕТРАМИ РИТМА СЕРДЦА У ПОДРОСТКОВ И МОЛОДЫХ ЛИЦ НА СЕВЕРЕ

© 2015 г. Е. В. Кривоногова, Л. В. Поскотинова, Д. Б. Дёмин

Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, Архангельск e-mail: elena200280@mail.ru Поступила в редакцию 10.06.2013 г.

Принята в печать 22.12.2014 г.

Проводили однократный сеанс биоуправления параметрами ритма сердца с обратной связью у практически здоровых молодых людей и подростков 14—17 лет с целью повышения вагусных влияний на ритм сердца и одновременно регистрировали ЭЭГ. При успешном биоуправлении выявлены разные варианты изменений спектральной мощности ЭЭГ. При I варианте изменений ЭЭГ-колебаний происходит увеличение спектральной мощности альфа-, бета1-, тета-со-ставляющих ЭЭГ во всех отделах головного мозга. При II варианте изменений ЭЭГ отмечается снижение спектральной мощности альфа-, бета1-, тета-активности во всех отведениях головного мозга. I и II вариант изменений ЭЭГ обуславливает более интенсивный режим корково-подкорковых взаимодействий. При III варианте изменений ЭЭГ успешность биоуправления с обратной связью сопровождается повышением альфа-активности в центральных, лобных и пе-редневисочных отделах головного мозга, что свидетельствует о формировании таламо-корти-кальных взаимоотношений нейронных сетей для оптимизации вегетативной регуляции сердечной деятельности. При IV варианте происходит повышение альфа- и бета1-активности в теменных, центральных, лобных и височных отделах головного мозга, что обеспечивает облегчение взаимодействия нейронных сетей для обработки информации. При V варианте изменений ЭЭГ наблюдается повышение спектральной мощности тета-активности в центральных и лобных отделах обоих полушарий головного мозга, что связано с кортико-гиппокам-пальными взаимодействиями для достижения успешного биоуправления.

Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, биоуправление с обратной связью, электроэнцефалограмма, Север.

Individual Types Reactivity of EEG Oscillations in Effective Heart Rhythm Biofeedback Parameters in Adolescents and Young People in the North

E. V. Krivonogova, L. V. Poskotinova, D. B. Demin

The Institute of Environmental Physiology, Russian Academy of Sciences, Ural Branch, Archangelsk

e-mail: elena200280@mail.ru

A single session of heart rate variability (HRV) biofeedback in apparently healthy young people and adolescents aged 14—17 years in order to increase vagal effects on heart rhythm and also electroencephalograms were carried out. Different variants of EEG spectral power during the successful HRV biofeedback session were identified. In the case of I variant of EEG activity the increase of power spectrum of alpha- , betal- , theta-components takes place in all parts of the brain. In the case of II variant of EEG activity the reduction of power spectrum of alpha-, betal-, theta-activity in all parts of the brain was observed. I and II variants of EEG activity cause more intensive regime of cortical-subcortical interactions. During the III variant of EEG activity the successful biofeedback is accompanied by increase of alpha activity in the central, front and anteriofrontal brain parts and so indicates the formation of thalamocortical relations of neural network in order to optimize the vegetal regulation of heart function. There was an increase in alpha- and betal-activity in the parietal, central, frontal and temporal brain parts during the IV variant of EEG activity and so that it provides the relief of neural networks communication for information processing. As a result of V variance of EEG activity there was the increase of power spec-

tram of theta activity in the central and frontal parts of both cerebral hemispheres, so it was associated with the cortical-hippocampal interactions to achieve a successful biofeedback.

Keywords: heart rate variability, biofeedback, electroencephalogram, North. DOI: 10.7868/S0044467715020069

Биоуправление с обратной связью — это метод, в основе которого лежит способность человека к сознательному влиянию на функции организма, что дает возможность моделировать и активизировать собственные защитные механизмы и резервные возможности организма [Казначеев, 1973; Штарк, 1988; Сороко, Трубачев, 2010]. Биоуправление рассматривается как активный когнитивный процесс поиска требуемой информации, выделения существенных признаков, сличения их между собой, что предполагает участие многих функциональных систем организма человека. Способность к биоуправлению параметрами ритма сердца свидетельствует не только об эффективности механизмов кар-дио-респираторного сопряжения, но и оптимальной для данного индивида функциональной организации корково-подкорковых взаимодействий. При изменении ритма сердца активизируются такие структуры мозга, как поясная извилина коры, островок Рейля [ОррепЬе1тег е! а1., 1992], таламические структуры, структуры моста и ретикулярной формации [Юттег1у е! а1., 2005]. Полагают, что в правой передней части поясной извилины коры головного мозга происходит интеграция вегетативных реакций с когнитивными и эмоциональными процессами [Веу1шку е! а1., 1995]. Известно, что у подростков происходит активное формирование морфо-функциональных связей коры головного мозга и его глубинных структур [Фабер, Безруких, 2009]. Именно поэтому возрастной период, включающий этап завершения полового созревания, является наиболее ярким в плане выявления межиндивидуальных различий реактивности организма на любые когнитивные нагрузки.

Проживание в дискомфортной климато-географической среде обитания вносит свой вклад в формирование многообразия различных компенсаторно — приспособительных реакций всех регуляторных систем организма. Индивидуальные особенности адаптивной реакции определяются многочисленными эндогенными и экзогенными факторами [Казначеев, 1973]. В однотипных условиях

нервно-эмоционального напряжения обнаруживаются отчетливые индивидуальные различия в устойчивости людей к эмоциональному стрессу [Судаков, 2008].

В наших предыдущих исследованиях показаны общегрупповые особенности био-электрогенеза головного мозга у подростков Европейского Севера [Поскотинова и др., 2012]. Однако необходимо изучение индивидуально-типологических вариантов изменений биоэлектрической активности головного мозга при биоуправлении параметрами ритма сердца, которые в дальнейшем могут быть теоретической основой разработки индивидуальных программ наиболее эффективной коррекции психонейровегетативных расстройств у лиц молодого возраста. Таким образом, цель данной работы заключалась в выявлении вариантов изменений ЭЭГ колебаний при активизации вагусных влияний на ритм сердца при биоуправлении с обратной связью у подростков и молодых лиц на Севере.

МЕТОДИКА

Проведено обследование практически здоровых 45 девушек и 43 юношей, проживающих в поселках Ненецкого автономного округа, в возрасте 14—17 лет. Исследования проходили с соблюдением норм биомедицинской этики. Перед началом исследования у участников обследования и их родителей было получено информированное согласие на участие в исследовании. Все обследования проходили в сентябре, октябре. Испытуемым предъявляли задание — сеанс биоуправления, который проводили по авторской методике Л.В. Поскотиновой и Ю.Н. Семенова (патент № 2317771) [Поскотинова, Семенов, 2008]. Суть методики в том, чтобы с помощью дыхания, мышечной релаксации и эмоционального настроя активизировать парасимпатический отдел вегетативной нервной системы. В качестве управляемого параметра вариабельности сердечного ритма (ВСР) использовали ТР, мс2 (total power, суммарная мощность спектра ВСР) [Михайлов, 2002]. Повышение парасимпатических влияний на ритм сердца

сопровождается увеличением ТР, мс2. В процессе однократного сеанса обследуемый так подбирал свое состояние, чтобы повышался уровень ТР, мс2. Критерием эффективности тренинга биологической обратной связи (БОС) было увеличение суммарной мощности спектра ВСР (ТР, мс2).

Исследование состояло из четырех этапов:

1. запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами и регистрация параметров ВСР (5 мин) - фон;

2. сеанс биоуправления параметрами ВСР-БОС;

3. сразу после сеанса биоуправления параметрами ВСР регистрировали ЭЭГ и параметры ВСР — после БОС-тренинга;

4. запись ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами — заключительный фон.

В качестве группы сравнения была набрана контрольная группа из 20 человек, у которой на 2 этапе исследования не использовалось биоуправление с обратной связью. Молодые люди на 2 этапе исследования сидели спокойно в течение 5 мин. Контрольная группа была по возрасту, полу и времени обследования сопоставима с группой молодых лиц, где использовалось биоуправление.

Оценка состояния вегетативной нервной системы осуществлялась по показателям ВСР, которые оценивались с помощью аппа-ратно — программного комплекса "Вари-кард" (г. Рязань). Использовали временной и спектральный виды анализа: среднее квадратичное отклонение (СКО), которое отражает суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения; квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар ЯЯ — интервалов (RMSSD) и процент количества пар последовательных кардиоинтервалов в кардиограмме, отличающиеся более чем на 50 мс ^NN50) отражают активность парасимпатического звена вегетативной регуляции, индекс напряжения ре-гуляторных систем (ИН), ТР, мс2 (суммарная мощность спектра ВСР) — суммарный уровень активности регуляторных систем [Михайлов, 2002].

Оценка функционального состояния головного мозга осуществлялась по абсолютной спектральной мощности альфа- (8—13 Гц), бе-та1- (14—24 Гц) и тета- (4—7 Гц) активности. ЭЭГ регистрировали по 16 каналам ^р1, Fp2,

F3, F4, F7, F8, C3, C4, P3, P4, T3, T4, T5, T6, O1, O2) в системе отведений "10—20%" (референтные электроды на мо

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»