Файл: Применение принципа биологической обратной связи в клинической практике (Метод биологической обратной связи: методологические основы).pdf

Введение

Актуальность темы исследования. Успехи современной клинической медицины в значительной степени обусловлены стремительным развитием естественных наук. Полноценное и качественное лечение больного возможно только на основе последних достижений физиологии и биологии. Фундаментальные знания механизмов регуляции физиологических и развития патологических процессов послужили основой создания концепции о биологической обратной связи (БОС) и внедрения метода БОС в широкую практику немедикаментозных методов коррекции и совершенствования различных функций организма. Принцип метода БОС основан на фундаментальном законе, гласящем, что эффективное функционирование любой биологической системы зависит от возврата информации о работе этой системы. Это положение справедливо как на молекулярном уровне (например, поступление в кровь инсулина зависит от поступления на клеточные рецепторы информации об уровне глюкозы в крови), так и на макроуровне. Все известные гомеостатические механизмы организма основаны на различного уровня сложности механизмах обратной связи, определяющих стабильность внутренней среды организма. Подобно этому, обучение двигательным или любым другим навыкам на макроуровне базируется на знании конечных результатов исполнения. Можно полностью согласиться с М.Т. Орном (1979), заключившем, что в любой системе, находящейся под произвольным контролем, результат действия достигается только тогда, когда человек знает, как хорошо он выполняет это действие. При использовании метода БОС физиологический ответ или реакция организма, проявляющиеся изменением параметров функционирования той или иной системы или органа, могут быть скорректированы путем постановки определенной задачи и наличия положительного подкрепления при успешном выполнении этой задачи. При этом подкрепляемый по принципу обратной связи ответ получает свое дальнейшее развитие. В этом заключается суть метода БОС применительно к практическому его использованию в медицине.

Система биологической обратной связи наделена уникальным свойством вызывать специфические изменения как внутри отдельных функциональных систем организма, так и в их взаимодействиях. Поэтому биоуправление с обратной связью рассматривается в качестве инструмента, позволяющего управлять специфическими физиологическими процессами.

В литературе имеются сведения об эффективности метода БОС в лечении (Сухорукое В.И., 1982; Попова Е.И. с сотр. 1994; Черниговская Н.В.,1982; Святогор И.А., 2000; Blanchard Е. В., 1993; Schwarts М. S., 1995; Zeier H., 1990). При этом критерии клинической эффективности биоуправления остаются недостаточно разработанными.

Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется необходимостью дальнейшего изучения эффективных методов лечения.

Объект исследования — психофизиология.

Предмет исследования — применение принципа биологической обратной связи в клинической практике.

Цель исследования заключается в исследовании возможности применение принципа биологической обратной связи в клинической практике.

Задачи исследования.

1. проанализировать методологические основы биологической обратной связи

2. рассмотреть понятие, виды и психофизиологические основы применения лечебного метода биологической обратной связи;

3. охарактеризовать области клинического применения методов БО

Методологическая основа исследования складывается из совокупного применения общенаучных и частных методов познания. К первым из них относятся следующие: диалектический метод, метод системно-структурного анализа, формально-логический метод, сравнительный метод, дедукция, индукция, аналогия.

К частным методам исследования, применяемым в данной работе, относятся: исторический, формальный, сравнительный и т.д.

Применение всех этих методов позволило не только чисто механически аккумулировать обобщенные знания, но и систематизировать их, придать им стройную форму, прийти к определенным выводам.

Объем и структура курсовой работы обусловлены целью, задачами и логикой проведенного исследования. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.

1. Метод биологической обратной связи: методологические основы

1.1. История вопроса

В 50-х годах XX века возникла идея о возможности обучения управлению внутренними процессами. Появлению этой идеи способствовало новое осмысление результатов классических исследований великих русских физиологов, прежде всего, И.М. Сеченова^[1] и И.П. Павлова^[2] в области условно-рефлекторной деятельности, представления К.М. Быкова о кортико-висцеральных связях^[3], нейроанатомические данные, полученные в лаборатории В.Н. Черниговского^[4], доказавшие наличие висцерального представительства в отдельных локальных зонах коры больших полушарий. Теоретические обоснования метода БОС опираются, кроме того, на основные положения теории функциональных систем П.К. Анохина^[5] и теории устойчивых патологических состояний, разработанной Н.П. Бехтеревой и ее сотрудниками^[6]. Большую роль в разработке проблемы биологической обратной связи сыграли также работы ряда американских ученых, которые пытались модифицировать реакции внутренних органов, опосредуемые через вегетативную нервную систему, с помощью методик инструментального обучения, то есть выработки оперантных рефлексов^[7].

Н. Миллер, физиолог из США, еще в 1941 году предположил, что существует не два, а только один тип обучения, проявляющийся по-разному в различных обстоятельствах. В 1957 году он начал исследовательские работы по доказательству того, что с помощью инструментального обучения можно научить любым висцеральным реакциям, которые приобретаются за счет классического обусловливания. Сначала работы проводились на парализованных животных (крысах) с вживленными электродами и катетерами, у которых велось управление работой слюнных желез, параметрами сердечно-сосудистой системы (частотой сердечных сокращений, артериальным давлением), желудка, почек. В 1961 году результаты работы были доложены научной общественности на Симпозиуме по мотивациям в Небраске и III Всемирном конгрессе по психиатрии в Монреале.

В эти же годы в США активно проводились исследовательские работы на добровольцах, доказывающие, что изменения таких висцеральных реакций, как частота сердечных сокращений (ЧСС), кожно-гальваническая реакция (КГР) и сосудистые реакции, могут быть вызваны с помощью инструментальных методик обучения.

В 1969 году в американском журнале «Science» была опубликована большая статья Н. Миллера^[8], которую многие специалисты в области БОС считают приоритетной. Н. Миллер рассказал в ней не только о своих опытах на крысах, но и привел результаты проведенного им исследования на парализованных больных (что исключало воздействие на управляемый параметр состояния скелетной мускулатуры), которых он обучал регулировать артериальное давление (АД). Особенно драматичным был рассказ о молодом человеке, у которого в результате травмы были парализованы нижние конечности, но который горел желанием научиться ходить на костылях. К сожалению, он страдал постуральной гипотонией: когда его поднимали в вертикальное положение, у него так резко снижалось давление, что он от слабости падал^[9]. Тогда Н. Миллер попытался научить его повышать свое АД с помощью, как он пишет, инструментального обучения. На руку больному надевали серво-контролируемую манжету, удерживающую тоны Короткова на таком уровне, чтобы давление в манжете соответствовало диастолическому. При отклонении давления в нужном направлении (в данном случае – при превышении), раздавался звуковой сигнал, свидетельствующий об успешном выполнении задания. По мере нарастания успеха задание усложнялось. Так этот больной научился повышать свое кровяное давление на 30 мм рт. ст. Он пользовался этим навыком, когда его ставили в вертикальное положение, и в дальнейшем обучился ходьбе на костылях.

По Н. Миллеру, при инструментальном обучении происходит непрерывное измерение физиологического параметра, изменения значения которого подаются пациенту в виде понятного для последнего сигнала. При этом у пациента должна быть выраженная мотивация на успешное выполнение задания, данного инструктором. Таким образом, практически осуществляется методика биологической обратной связи. «По существу, Н. Миллер как основоположник висцерального обучения прямо указывал на развитие идей оперантного обучения и претворения основных положений кортико-висцеральной теории в формирование направления БОС, его внедрение в клинику»^[10].

Справедливости ради необходимо отметить, что первые опыты по произвольному регулированию висцеральных реакций проводились в России. Так, профессор Военно-медицинской академии И.Р. Тарханов еще в 1885 году^[11] предлагал испытуемому повышать частоту сердечных сокращений (ЧСС), причем ему звуковым сигналом подавалась информация о каждом ударе пульса (к сожалению, при этом не было устранено влияние скелетных мышц). Более того, И.Р. Тарханов заметил, что лучше всего регулируют свои висцеральные реакции те испытуемые, которые могут произвольно сокращать группы мышц, обычно не управляемые (например, могут шевелить ушами). Поэтому нельзя сказать, что это был чистый эксперимент по переводу непроизвольных реакций в произвольные.

И все-таки первая публикация, которую можно по праву отнести к БОС, появилась в 1955 году также в России. М.И. Лисина, аспирантка Института психологии^[12].

АПН РСФСР, провела экспериментальные исследования, убедительно доказавшие возможность превращения непроизвольных реакций в произвольные. Идея исследования и конкретной методики принадлежала ее руководителю психофизиологу А.В. Запорожцу. В 1955 году М.И. Лисина защитила кандидатскую диссертацию, а затем эта работа вошла в монографию А.В. Запорожца^[13]. В этих исследованиях испытуемого обучали управлять своими вазомоторными реакциями, то есть произвольно сужать или расширять кровеносные сосуды. Информация об объеме сосудов подавалась испытуемому в виде звукового сигнала. При расширении сосудов высота звука понижалась, а при сужении повышалась. При отключении звукового сигнала все, кто прошел тренировку по управлению вазомоторными реакциями, оказались способными практически сразу сужать или расширять сосуды в ответ на словесную инструкцию экспериментатора.

Что касается самого термина «биологическая обратная связь», то приоритет в этом вопросе принадлежит психофизиологам США. Впервые в широкой литературе он появился в 1963 году в работе Дж. Басмаджана^[14], посвященной обучению управлению электрической активностью, снимаемой с отдельного мышечного волокна. С помощью игольчатого электрода снималась электрическая активность мышечного волокна, затем она усиливалась и подавалась на осциллограф.

Кривая на экране осциллографа являлась сигналом визуальной обратной связи (visual feedback). Преобразованный сигнал электрической активности подавался на громкоговоритель, громкость звука которого менялась с изменением электрической активности. Этот звук являлся сигналом звуковой обратной связи (aural feedback). Испытуемые обучались напрягать и расслаблять отдельное мышечное волокно в нужном ритме (рис.).

Необходимо отметить, что после этой работы Дж. Басмаджана исследователи все чаще стали применять вместо терминов «оперантное обусловливание» или «инструментальное обучение» термин «биологическая обратная связь».

В 1969 году в США в городе Санта-Моника (Калифорния) группа энтузиастов-исследователей, большинство из которых не знали друг друга лично, но в своих работах придерживались одной и той же тематики, основала Исследовательское общество биологической обратной связи (The Biofeedback Research Society), целью которого являлось объединение профессионалов, работающих в области БОС. Один из основателей общества Дж. Басмаджан и предложил его название.

После 1969 года уже очень редко можно встретить работы, посвященные исследованию БОС, где вместо термина «БОС» употреблялись бы термины «оперантное» или «инструментальное обучение», причем это обстоятельство нельзя объяснить только удобством нового термина. Дело в том, что невозможно полностью отождествить БОС и оперантное обучение. Обратная связь, подаваемая при оперантном обучении, имеет форму неотвратимого награждения или наказания, которые предназначены для создания мотивации на формирование желаемого поведения. При осуществлении БОС информация подается пациенту обычно в форме звуков или изображения. Ясно, что у человека при этом включаются и другие формы мотивации. Эти формы имеют элемент социального подкрепления, не обнаруживаемого при обусловливании у животных. Например, человек может захотеть сделать приятное экспериментатору, проводящему БОС тренировку. Следовательно, ожидание человеком символической социальной награды является важной переменной в БОС тренировке, которая отсутствует при исследованиях на животных. (Необходимо, кстати, отметить, что сама проблема как таковая, можно ли автономную нервную систему обучать с помощью оперантного обусловливания или ее реакции можно формировать лишь с помощью классических условных рефлексов, мало волновала большую часть.