Биоуправление и обратная связь

Дальнейшее повышение резервных возможностей человеческого организма лежит в сфере интеграции его психических и физиологических возможностей, что может послужить основой таких достижений личности, которые далеко выходят за пределы представлений о возможностях Homo sapiens.

В этом плане весьма перспективным является развитие определенного направления в психофизиологии, в частности прием введения каналов срочной информации о состоянии изучаемого объекта в виде биологических обратных связей (БОС), который получил международное признание (Biofeedback - биоуправление).

Основная концепция БОС сводится к тому, что информация о собственном функциональном состоянии позволяет пациенту, спортсмену, оператору обучиться саморегуляции и модификации исследуемой и регулируемой физиологической функции. Из этого следует, что БОС приобретают большую ценность как метод активизации состояния функциональных систем организма.

С точки зрения теории функциональных систем академика П.К. Анохина, обратные связи представляют собой сложное функциональное образование, включающее сигналы с периферии от результатов действия и его параметров, параметров функционирования систем и гомеостаза и оценку этих сигналов в аппарате сличения - акцепторе результата действия. Оценка осуществляется в нейрональных структурах путем сравнения полученных сигналов с эталонами (моделями), хранящимися в кратковременной или оперативной памяти. При этом происходят явления согласования (при сравнении с эталоном) или рассогласования (при несовпадении), а следовательно, закрепления данной функциональной системы или ее переформирования.

Согласно классификации обратных связей выделяют внешнюю обратную связь (с дистантных сенсорных систем - слуховой, зрительной, тактильной) и внутреннюю (с проприоцептивной, интероцептивной). Обратную связь (ОС), действие которой приводит к увеличению выходного сигнала при неизменном сигнале на входе, называют положительной, вызывающую уменьшение - отрицательной. В целом ОС доставляет регуляторам сигналы о результате управляющего воздействия. Обратная связь может быть срочной и отставленной. Первая поступает по ходу деятельности, вторая сообщает о результатах несколько позже.

Существует специфическая биоритмологическая адекватность и сопряженность паттерна подаваемых сигналов обратной связи. Во второй половине 20 века ученые обнаружили так называемый адаптивный диапазон с секундными и декасекундными периодами. Этот диапазон примечателен тем, что посредством его обеспечиваются разнообразные межсистемные взаимодействия, необходимые для ассоциативного регулирования функций в процессе адаптации. Причем биоэффекты управления с обратной связью более выражены, если исходное состояние человека дестабилизировано. Это повышает чувствительность к различным.

Очень важно, чтобы поступающая к человеку по каналам обратной связи информация не требовала дополнительной обработки – перекодирования, т.е. перевода ее из одной системы понятий в другую или одних символов и знаков - в другие, что затрудняет управление действиями.

Метод БОС

Метод БОС, зародившийся на стыке медицины, биологии и техники, в настоящее время представляет собой успешно развивающееся направление науки и практики. Это _ современный немедикаментозный метод совершенствования нормальных, здоровых и коррекции нарушенных или неоптимально работающих функций организма, основанный на целенаправленной активизации резервных возможностей организма.

Процесс саморегуляции и самоконтроля функционального состояния (ФС) человека эффективнее осуществляется на основе биоуправления с приемами введения БОС, обеспечивающей дополнительный сенсорный контроль над физиологическими процессами с выработкой навыков ассоциативного регулирования. Показана возможность регулирования сердечного ритма, АД, сосудистого тонуса, температу ры кожи, моторных реакций желудочно-кишечного тракта, нервных процессов.

В медицине метод БОС-терапии имеет основные признаки:

¾ непрерывный мониторинг исследуемых физиологических процессов;

¾ представление пациенту сенсорной обратной связи регулируемой функции в реальном времени;

¾ инструкции, мотивирующие пациента.

В спорте метод БОС наиболее успешно зарекомендовал себя в процессе обучения движениям, происходящем успешнее, если человек видит результаты совершаемых им действий, если к нему поступает информация о параметрах движений. Наибольший вклад в теорию управления движениями в спорте сделали В.С. Фарфель и его школа.

Согласно классификации значение БОС в обучении, выделяют на:

¾ БОС как ощущение различного уровня;

¾ БОС как ответ, когда испытуемый усваивает тот вид оперантного ответа, реакция которого подкрепляется;

¾ БОС как осознавание внутренних процессов. Благодаря перцептуальной дифференции БОС могут способствовать переходу в план обычно неосознаваемых интеро- и проприорецептивных процессов;

¾ БОС как обратная передача. При оперантном обучении БОС используются тогда, когда не было никакой предыдущей связи между регулируемым физиологическим процессом и регуляционной деятельностью.

1.5 Практика биоуправления:

Биоуправление дыханием. При произвольной регуляции дыхания введение визуальной обратной связи о величине дыхательного объема, который по инструкции должен быть испытуемым удвоен, тут же приводит к точному выполнению задания, несмотря на сдвиги в гомеостазе снижение Р_А СО₂. Без обратной связи эта процедура выполняется куда менее успешно.

Если изменить задание и инструктировать испытуемого о достижении сниженного Р_А СО₂ до 5 об.%, то это великолепно получается при визуальной БОС по Р_А СО₂ и выполняется со значительной ошибкой без обратной связи. Однако после соответствующей тренировки испытуемый запоминает дыхательные ощущения и выполняет даже более трудные задания - повышение Р_А СО₂ уже без БОС.

Следовательно, дыхательные ощущения тренируемы, что успешно осуществляется с включением визуальной БОС.

Оперантное обучение. В опытах И. Миллера по оперантному обучению изучали применение такого сложного для произвольного контроля параметра, как изменение АД крысами. Экспериментальные крысы получали БОС "вознаграждение" путем электрического раздражения эмоциогенных зон мозга (по типу опытов Олдса), когда они повышали или понижали АД и чему они вскоре обучались в отличие от контрольных животных. Получалось это и с повышением и понижением ЧСС, но не получалось с изменением перистальтики кишечника. Опыты с оперантным обучением показали, что подкрепление в виде БОС может быть мощным инструментом целенаправленного изменения поведения для получения соответствующего полезного приспособительного результата.