История метода БОС технологий

Введение

Современная система подготовки спортсменов высокого класса основана на физических нагрузках, которые по интенсивности и объему приближаются к пределу физиологических возможностей человека. С этим связан высокий травматизм спортсменов, проявляющийся, в первую очередь, повреждениями опорно-двигательного аппарата.

Борьба самбо входит в группу единоборств, где спортсмены входе учебно-тренировочного процесса наиболее подвержены к травматизму. Интенсивные тренировочные и соревновательные нагрузки у спортсменов высшей квалификации-членов сборной команды России часто приводят организм спортсмена в состояние, при котором физиологические нормы граничат с патологией. Состояние мышечного и психологического перенапряжения, требует самого пристального внимания со стороны спортивных врачей и тренеров, поскольку резко снижает результативность спортсменов и является фактором риска образования травмы. Высоких спортивных результатов способен достичь только здоровый спортсмен.

Травмы опорно-двигательного аппарата у борцов-самбистов составляют 72,07 %. Наиболее часто подвержены повреждениям мениски коленного сустава, а также сочетание и комбинированные травмы в виде повреждения капсульно-связачного аппарата, повреждение боковых и крестообразных связок.

Целью данной работы является исследование методических аспектов мониторинга психофизиологического состояния спортсменов и обоснование эффективности использования биологической обратной связи (БОС) в учебно-тренировочном процессе.

Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи исследования:

1. Обосновать физиологическую целесообразность применения спортсменами биологической обратной связи в учебно-тренировочном процессе.

2. Провести сравнительный анализ и оценить влияние различных методов восстановления и лечения нарушений психофизиологического состояния спортсменов.

3. Доказать преимущества и целесообразность применения методов биологической обратной связи для профилактики и лечения нарушений состояния организма спортсменов в учебно-тренировочном процессе.

Объектом исследования выступали члены основной и молодежной сборных команд России по спортивной борьбе самбо – 20 спортсменов в возрасте от 15 до 25 лет.

Надо отметить, что полученные в работе данные позволяют расширить современные представления о физиологических основах адаптивного биоуправления организмом. Предложенные подходы к формированию системы с биологической обратной связью могут быть использованы в последующих научно-практических разработках в области биоуправления.

В представленной дипломной работе реализованы новые подходы к выбору параметров биоуправления организмом спортсмена, которые, при нагрузках, позволяют снизить и избежать риск возникновения травм опорно-двигательного аппарата и других систем человеческого организма.

В ходе исследований разработана гибкая и простая в применении методика биоуправления организмом, которая может быть использована для решения широкого круга как научных, так и практических задач. Разработаны принципы биоуправления на основе анализа динамики функционального состояния и эффективности саморегуляции организма спортсмена при учебно-тренировочном процессе. Действенным путем доказана эффективность применения методов биологической обратной связи для профилактики и лечения нарушений состояния организма.

Теоретическая часть

БОС — это метод терапии, использующий скрытые резервы организма. Цель метода – развитие у человека навыков саморегуляции. Метод позволяет естественным, безмедикаментозным способом оптимизировать нормальные физиологические функции организма и скорректировать нарушенные. Обязательным условием БОС терапии является мотивация пациента на достижение результата. Таким образом, использование БОС превращает пациента из объекта врачебных вмешательств в активного и заинтересованно участника лечебного процесса. БОС терапия – это избавление от стресса, психосоматических нарушений и негативных эмоций, обретение уверенности в себе, улучшение качества жизни без помощи лекарств.

 

Принцип использования

БОС-процедура заключается в непрерывном мониторинге в режиме реального времени определенных физиологических показателей и сознательном управлении ими с помощью мультимедийных, игровых и других приемов в заданной области значений. Другими словами, БОС-интерфейс пред­ставляет для человека своего рода «физиологическое зеркало», в котором отражаются его внутренние процессы. Таким образом в течение курса БОС-сеансов возможно усилить или ослабить данный физиологический показатель, а значит, уровень тонической активации той регуляторной системы, чью активность данный показатель отражает. Например, обучение с помощью БОС-метода произвольно повышать температуру кончиков пальцев приводит к снижению симпатикотонии и купированию спазма периферических сосудов.

 

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.

 

Биоуправление гомеостазом

Приведем результаты еще одного эксперимента, посвященного исследованию управляемого гомеостаза при мышечной работе. Суть его заключалась в том, что с помощью произвольного снижения уровня вентиляции мы добивались моделирования одновременно гиперкапнии, гипоксемии и некоторой ацидемии, что создавало эффект выполнения более тяжелой нагрузки. Исследования были проведены в лаборатории дыхания Института физиологии им. И.П. Павлова в Санкт-Петербурге с использованием комплексной спирографической установки с автоматической подачей газовых смесей.

Управление вентиляцией осуществлялось испытуемыми с помощью инструментальной обратной связи - информации о текущем уровне вентиляции. Этот показатель получали с помощью аналоговой машины МН-10, преобразовывавшей отношение Vт к общей продолжительности дыхательного цикла (Тт) в соответствующий электрический сигнал, который регистрировался графически и индицировался одновременно на экран осциллографа в виде отклонения луча. Установка сконструирована в той же лаборатории. Передвижные метки на экране осциллографа позволяли задавать испытуемому тот или иной уровень вентиляции.

Таким образом, испытуемый мог непрерывно сравнивать фактическую величину легочной вентиляции (по величине потока) с заданной и соответственно регулировать свои дыхательные движения, чтобы достичь требуемого уровня.

Произвольное снижение вентиляции (ПСВ) осуществлялось на 1/3 от исходного уровня, зарегистрированного на данной мощности работы. Введение БОС по величине дыхательного потока приводило к тому, что от опыта к опыту испытуемые добивались все лучшего выполнения задания.

Реальная вентиляция при ПСВ была значительно ниже, чем в контрольных исследованиях, что вызывало после окончания работы "вспышку" вентиляции наподобие феномена Линдгарда. На высоте нагрузок повышающейся мощности отчетливо фиксировались альвеолярная гипоксия и артериаль ная гипоксемия, гиперкапния и ацидоз. Таким образом, ПСВ с БОС о текущем уровне вентиляции может моделировать необходимые гомеостатические сдвиги в сторону создания необходимых изменений во внутренней среде организма тренирующего характера.

Гиповентиляционная тренировка после предварительного обучения может быть легко осуществлена в естественных условиях тренировки. Так, легкоатлеты используют специальное диафрагмирование дыхания (дыхание с узким отверстием в загубнике), футболисты - специальные жилеты с повышенным эластическим сопротивлением, пловцы - дыхание с соотношением двигательных циклов 1: 3, 1:5, 1:7 и т.д. Такие воздействия оказывают высокий тренирующий эффект, что нашло подтверждение на практике.

 

 

Практическая часть

План эксперимента:

1. Диагностика психофизиологического состояния организма спортсмена.

2. Диагностика координации движений и проведения технических действий спортсмена.

3. Подбор индивидуальной программы для коррекции техники и координации при выполнении бросковых упражнений.

4. Психофизиологический тренинг методом БОС.

5. Диагностика психофизиологического состояния организма спортсмена.

Методы примененные в научно – исследовательской работе:

1. Метод формальной логики.

2. Системный метод.

3. Статистический метод.

4. Социологический метод.

При проведении эксперимента решались следующие задачи:

1. Коррекция нарушений психофизиологического состояния организма.

2. Воспитание навыков координации движения и проведения технических действий спортсмена.

3. Укрепление мышц опорно – двигательного аппарата.

4. Снижение рисков возникновения травм в учебно – тренировочном процессе.

Вывод после проведения эксперимента:

1. Разработана комплексная технология профилактики и лечения спортсменов с нарушением психофизиологического состояния организма.

2. Действенным путем доказана эффективность применения методов БОС для профилактики и лечения нарушений состояния организма спортсменов в учебно – тренировочном процессе.

 

Введение

Современная система подготовки спортсменов высокого класса основана на физических нагрузках, которые по интенсивности и объему приближаются к пределу физиологических возможностей человека. С этим связан высокий травматизм спортсменов, проявляющийся, в первую очередь, повреждениями опорно-двигательного аппарата.

Борьба самбо входит в группу единоборств, где спортсмены входе учебно-тренировочного процесса наиболее подвержены к травматизму. Интенсивные тренировочные и соревновательные нагрузки у спортсменов высшей квалификации-членов сборной команды России часто приводят организм спортсмена в состояние, при котором физиологические нормы граничат с патологией. Состояние мышечного и психологического перенапряжения, требует самого пристального внимания со стороны спортивных врачей и тренеров, поскольку резко снижает результативность спортсменов и является фактором риска образования травмы. Высоких спортивных результатов способен достичь только здоровый спортсмен.

Травмы опорно-двигательного аппарата у борцов-самбистов составляют 72,07 %. Наиболее часто подвержены повреждениям мениски коленного сустава, а также сочетание и комбинированные травмы в виде повреждения капсульно-связачного аппарата, повреждение боковых и крестообразных связок.

Целью данной работы является исследование методических аспектов мониторинга психофизиологического состояния спортсменов и обоснование эффективности использования биологической обратной связи (БОС) в учебно-тренировочном процессе.

Для достижения поставленной цели были выдвинуты следующие задачи исследования:

1. Обосновать физиологическую целесообразность применения спортсменами биологической обратной связи в учебно-тренировочном процессе.

2. Провести сравнительный анализ и оценить влияние различных методов восстановления и лечения нарушений психофизиологического состояния спортсменов.

3. Доказать преимущества и целесообразность применения методов биологической обратной связи для профилактики и лечения нарушений состояния организма спортсменов в учебно-тренировочном процессе.

Объектом исследования выступали члены основной и молодежной сборных команд России по спортивной борьбе самбо – 20 спортсменов в возрасте от 15 до 25 лет.

Надо отметить, что полученные в работе данные позволяют расширить современные представления о физиологических основах адаптивного биоуправления организмом. Предложенные подходы к формированию системы с биологической обратной связью могут быть использованы в последующих научно-практических разработках в области биоуправления.

В представленной дипломной работе реализованы новые подходы к выбору параметров биоуправления организмом спортсмена, которые, при нагрузках, позволяют снизить и избежать риск возникновения травм опорно-двигательного аппарата и других систем человеческого организма.

В ходе исследований разработана гибкая и простая в применении методика биоуправления организмом, которая может быть использована для решения широкого круга как научных, так и практических задач. Разработаны принципы биоуправления на основе анализа динамики функционального состояния и эффективности саморегуляции организма спортсмена при учебно-тренировочном процессе. Действенным путем доказана эффективность применения методов биологической обратной связи для профилактики и лечения нарушений состояния организма.

Теоретическая часть

БОС — это метод терапии, использующий скрытые резервы организма. Цель метода – развитие у человека навыков саморегуляции. Метод позволяет естественным, безмедикаментозным способом оптимизировать нормальные физиологические функции организма и скорректировать нарушенные. Обязательным условием БОС терапии является мотивация пациента на достижение результата. Таким образом, использование БОС превращает пациента из объекта врачебных вмешательств в активного и заинтересованно участника лечебного процесса. БОС терапия – это избавление от стресса, психосоматических нарушений и негативных эмоций, обретение уверенности в себе, улучшение качества жизни без помощи лекарств.

 

История метода БОС технологий

Основой для создания метода БОС 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. В связи с этим нужно упомянуть великих русских физиологов И. М. Сеченова и И. П. Павлова — авторов теории условных рефлексов. В ХХ веке идейными продолжателями исследований И. М. Сеченова и И. П. Павлова стали К. М. Быков (теория кортико-висцеральных связей), П. К. Анохин (теория функциональных систем), Н. П. Бехтерева (теория устойчивых патологических состояний).

Активное изучение метода началось в конце 50-х годов XX века [2]. Пионерами в разработке методов БОС в России стали ученые Института экспериментальной медицины Российской академии медицинских наук (Санкт-Петербург), в котором свыше 30 лет проводятся систематические исследования в этом направлении. С Институтом экспериментальной медицины связано и начало работы над технологией БОС.

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 др. Эти исследования продолжаются и в настоящее время: в рамках Санкт-Петербургской физиологической школы, в Москве под руководством члена-корреспондента РАМН А. М. Вейна, в МГУ им. Ломоносова под руководством С. А. Исайчева, в Научном Центре Психического Здоровья РАМН, в Новосибирске под руководством академика РАМН М. Б. Штарка и ряде других научных центров.

Примерно с середины XX века стали разрабатываться и использоваться методы, в которых устанавливалась биологическая обратная связь с организмом на основе изменения различных параметров (пульсовой волны, мышечной силы, артериального давления).

Наибольший вклад в его развитие внесли:

исследования N. E. Miller, L. V. DiCara 1968 по выработке у животных висцеральных условных рефлексов оперантного типа [3];

исследования M. B. Sterman 1980 о повышении порогов судорожной готовности после условнорефлекторного усиления сенсомоторного ритма в центральной извилине коры головного мозга как животных, так и человека[4];

открытие J. Kamiya 1968 способности испытуемых произвольно изменять параметры своей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) при наличии обратной связи об их текущих значениях.

В 1970-е годы значительное внимание уделялось изучению так называемого альфа-обучения и альфа-состоя­ний, обусловленным усиленным альфа-ритмом в ЭЭГ человека.

 

Принцип использования

БОС-процедура заключается в непрерывном мониторинге в режиме реального времени определенных физиологических показателей и сознательном управлении ими с помощью мультимедийных, игровых и других приемов в заданной области значений. Другими словами, БОС-интерфейс пред­ставляет для человека своего рода «физиологическое зеркало», в котором отражаются его внутренние процессы. Таким образом в течение курса БОС-сеансов возможно усилить или ослабить данный физиологический показатель, а значит, уровень тонической активации той регуляторной системы, чью активность данный показатель отражает. Например, обучение с помощью БОС-метода произвольно повышать температуру кончиков пальцев приводит к снижению симпатикотонии и купированию спазма периферических сосудов.