Файл: Применение принципа биологической обратной связи в клинической практике (Распространение видов БОС в настоящее время в России и зарубежных странах).pdf

Введение

Актуальность темы. Биологическая обратная связь (БОС) — это метод медицинской реабилитации, при котором человеку с помощью электронных приборов мгновенно и непрерывно предоставляется информация о физиологических показателях деятельности его внутренних органов посредством световых или звуковых сигналов обратной связи. Опираясь на эту информацию, человек может научиться произвольно изменять эти в обычных условиях неощущаемые параметры.

Вероятно, в силу указанных причин с середины 1970-х годов во всем мире стал значительно повышаться интерес к методам лечения, направленным на активизацию внутренних резервов организма и одновременно снижающим возможные неблагоприятные последствия проводимой терапии. Одним из таких методов является метод биологической обратной связи (БОС), основой для создания концепции которого послужили фундаментальные исследования механизмов регуляции физиологических и развития патологических процессов, а также результаты прикладного изучения рациональных способов активации адаптивных систем мозга здорового и больного человека.

Теоретическое обоснование метода БОС опирается на представления об условно-рефлекторной деятельности, разработанные великими русскими физиологами И. М. Сеченовым [13, 14] и И. П. Павловым [10] и их идейными последователями — К. М. Быковым (теория кортиковисцеральных связей) [5], П. К. Анохиным (теория функциональных систем) [1, 2], Н. П. Бехтеревой (теория устойчивых патологических состояний) [3, 4]. Пионерами в разработке методов БОС в нашей стране стали ученые Института экспериментальной медицины Российской Академии Медицинских Наук (Санкт-Петербург), в котором около 40 лет осуществляются систематические исследования в указанном направлении.

Применению метода БОС в клинической практике посвящены многочисленные работы школы Н. Н. Василевского - Н. В. Черниговской, О. В. Богданова, Н. М. Яковлева, Д. Ю. Пинчука и других [6, 7, 11, 16, 17]. Эти исследования продолжаются и в настоящее время, причем не только в рамках Санкт-Петербургской физиологической школы, но и в Москве под руководством члена-корреспондента РАМН А. М .Вейна [12], Новосибирске под руководством академика РАМН М. Б. Штарка [15, 19] и ряде других научных центров.

Метод БОС давно и широко применяется и за рубежом [18, 23]. Необходимо отметить, что, в отличие от отечественных авторов, ориентированных, в основном, на медицинские проблемы, за рубежом в последние годы метод БОС используется больше в плоскости прикладной психофизиологии и осуществляется на практике психологами, что несколько отдаляет его от решения специфических лечебных задач.

Самым крупным разработчиком и производителем аппаратуры БОС является научно-производственная фирма ЗАО «Биосвязь», основателем и бессменным руководителем которой является Александр Афанасьевич Сметанкин. За годы существования в фирме разработаны кабинеты БОС, которые предназначены для лечения заболеваний кардио-респираторной системы, опорно-двигательного аппарата, психофизиологической подготовки беременных к родам, коррекции зрения, коррекции речи и психоэмоционального состояния человека и т. д.

Метод БОС (называемый также методом адаптивного или функционального биоуправления, биореабилитацией, висцеральным обучением, методом оперантного обуславливания и др.) - это современный метод реабилитации, направленный на активизацию внутренних резервов организма с целью восстановления или совершенствования физиологических навыков. Метод БОС представляет собой комплекс процедур, при проведении которых человеку посредством специальных технических устройств (цепи внешней обратной связи) передается информация о состоянии той или иной функции его собственного организма. На основе полученной информации пациент под руководством инструктора с помощью специальных приемов и аппаратуры развивает навыки самоконтроля и саморегуляции, т.е. способность произвольно изменять физиологическую функцию для коррекции патологических расстройств.

Принцип обратной связи опирается на фундаментальный закон кибернетики, согласно которому эффективное функционирование любой управляемой системы зависит от возврата информации о результатах работы этой системы управляющему органу. Можно обратиться к простому примеру из области техники, иллюстрирующему это положение. Так, для успешной посадки космического корабля на другую планету Центр управления полетом (ЦУП) должен непрерывно получать информацию о скорости ракеты, ее положении в пространстве, расстоянии от корабля до поверхности планеты и, основываясь на полученных данных, корректировать движение спускаемого аппарата; без этой информации произвести посадку корабля будет невозможно. Нарушение какого-либо звена этой системы (отсутствие информации, невозможность ее обработки, отправки или выполнения управляющего сигнала) приводит к разрушению контура обратной связи и отменяет саму возможность выполнения поставленной задачи.

Объект исследования – механизмы биологической обратной связи. (БОС).

Предмет исследования - клиническая практика .

Цель работы – изучение применения принципа биологической обратной связи в клинической практике.

В процессе работы необходимо решить следующие задачи:

• кратко охарактеризовать историю возникновения метода БОС;
• изучить актуальность метода в настоящее время;
• исследовать причины и алгоритмы применения метода БОС в клинической практике .

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

Глава 1. История развития биологической обратной связи как метода медицинской реабилитации

1.1. Становление метода

Первым практиком в использовании электромиографической БОС (ЭМГ БОС) все исследователи единодушно признают Эдмунда Джекобсона, одного из основателей современной теории управления стрессом, который в 1920-е годы разработал методику прогрессивной релаксации [29]. Он был ограничен в своих действиях несовершенной аппаратурой, но, тем не менее, с помощью чрескожных электродов измерял мышечное напряжение и применял эти измерения для ускорения выработки навыка соматической релаксации. Еще при его жизни методика получила широкое применение, а в современных условиях — с использованием уже новейшей электронной аппаратуры.

Скептики могут возразить, что для управления скелетными мышцами не требуется специальной аппаратуры. Если человек намерен поднять руку, наклониться или сжать кулак, он делает это произвольно. Однако, если необходимо напрячь или расслабить (последнее гораздо труднее), например, трапециевидную мышцу (обычное упражнение при тренировке стрелков из пистолета) или попеременно напрягать и расслаблять мышцы тазового дна, не включая при этом мышцы брюшного пресса (упражнение при лечении недержания мочи или кала), почти всегда возникают непреодолимые трудности. Еще труднее представить себе произвольное регулирование внутренних (висцеральных) реакций организма, осуществляемых без помощи напряжения скелетных мышц, например, управление величиной артериального давления.

С древних времен произвольные реакции скелетных мышц считались стоящими выше, а эмоции и непроизвольные реакции желез и внутренних органов — стоящими ниже на ступенях иерархической лестницы жизнедеятельности человеческого организма. Это несправедливое разделение на два класса появляется уже в философии Платона — с его высшей разумной душой, находящейся в голове, и низшими душами, расположенными в теле [26]. Гораздо позже, в конце XVIII века, французский нейроанатом К. Биша [24] высказал мнение, что существует различие между «цереброспинальной нервной системой большого мозга и спинного мозга» (называемыми в настоящее время центральной нервной системой — ЦНС). управляющей скелетными реакциями, с одной стороны, и двойной цепью ганглиев (которые он называл «малыми мозгами»), проходящей вниз по обеим сторонам спинного мозга и управляющей эмоциями и висцеральными реакциями, с другой. Свое пренебрежительное отношение к ганглиозной нервной системе он выразил, назвав ее вегетативной, т. е. растительной (vegetative — растительный). Он также считал ее полностью независимой от цереброспинальной системы, что так и осталось в современном названии вегетативной нервной системы, нередко обозначаемой как «автономная».

Значительно позже, в 1932 году, Уолтер Кэннон, американский физиолог, который изучал функционирование внутренней саморегуляции человека и ввел термин «гомеостаз», пришел к выводу, что различные нервные волокна симпатической части автономной нервной системы возбуждаются одновременно и неспособны к тонким дифференцированным индивидуальным реакциям, возможным для цереброспинальной системы [25]. Этот вывод до недавнего времени считался классическим и приводился во всех учебниках по физиологии.

В то же время многие (хотя и не все) психиатры различали истерические, депрессивные, маниакальные и подобные реакции и симптомы, управляемые цереброспинальной нервной системой, и психосоматические нарушения, управляемые автономной нервной системой. Первые — субъекты контроля высшего типа, вторые — только прямые физиологические следствия человеческих эмоций различного типа и интенсивности, опосредованные с помощью вегетативной нервной системы.

Подобно этому, в классической физиологии различались низшая форма обучения, называемая классическим обуславливанием (классические условные рефлексы) и считающаяся непроизвольной, и высшая форма, называемая по-разному: обучение методом проб и ошибок, оперантное обу- славливание, обуславливание II типа или инструментальное обучение, и считающаяся ответственной за сознательное поведение. Примером классического обуславливания является выделение желудочного сока при виде еды у «Павловских» собачек, примером инструментального обучения — раздражение электрическим током «центра удовольствия» у крысы с вживленными в соответствующие структуры мозга электродами.

При классическом обуславлива- нии подкреплением является безусловный стимул, вызывающий специфическую реакцию, которой надо обучить.

Соответственно, возможности этого метода крайне ограничены.

При инструментальном обучении подкрепление, которое называют вознаграждением, имеет свойство усиливать любую непосредственно предшествующую ему реакцию. Поэтому возможностей для подкрепления гораздо больше: данная награда может подкреплять любую из ряда различных реакций, а данная реакция может подкрепляться любой из данного ряда наград.

И наконец, все упомянутые выше различия объединились в традиционном мнении, что высший тип инструментального обучения, включенный в высшее сознательное поведение, возможен только для скелетных реакций, управляемых цереброспинальной нервной системой. А низшее классическое обуславливание — единственный тип обучения, возможный для низших непроизвольных висцеральных и эмоциональных акций, управляемых автономной нервной системой. В классическом учебнике по физиологии Дж. Кимбла, вышедшем в 1961 г. [31], прямо сказано, что «для автономно управляемого поведения все данные недвусмысленно приводят к заключению, что такие реакции могут быть изменены только классическим обуславливанием, а не инструментальным обучением».

С точки зрения обывателя, эти рассуждения легко подтверждаются повседневной человеческой практикой. Большинство людей весьма смутно ощущает висцеральные реакции, протекающие в организме. Если же человек пытается произвольно управлять своими физиологическими параметрами (например, повышать или понижать артериальное давление), это, как правило, оказывается невозможным.

Однако, несмотря на общепринятые взгляды, 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 [15, 16] и И. П. Павлова [14] в области условно-рефлекторной деятельности, представления К. М. Быкова о кортико-висцеральных связях [5, 6], нейроанатомические данные, полученные в лаборатории В. Н. Черниговского [20], доказавшие наличие представительства вегетативной нервной системы в отдельных локальных зонах коры больших полушарий. Теоретические обоснования метода БОС опираются, кроме того, на основные положения теории функциональных систем П. К. Анохина [1, 2] и теории устойчивых патологических состояний, разработанной Н.П.Бехтеревой и ее сотрудниками [3, 4]. 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 [23, 27, 32].

В эти же годы в США активно проводились исследовательские работы на добровольцах, доказывающие, что изменения таких висцеральных реакций, как частота сердечных сокращений (ЧСС), кожногальваническая 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 [33], 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 [13] 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 падало давление, что он от слабости не мог сохранять вертикальное положение тела. Тогда Н. Миллер попытался научить его повышать свое АД с помощью «инструментального обучения». На руку больному надевали манжету, контролирующую минимальное АД (диастолическое). 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.