Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ КУРСА НЕЙРОБИОУПРАВЛЕНИЯ НА ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ РИТМА СЕРДЦА СПОРТСМЕНОВ

Еремеева О.В. 1 Еремеев С.И. 2 Кормилец В.С. 3
1 ГОУ ВПО ХМАО-Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия»
2 Некоммерческое партнерство «Ватерпольный клуб «Югра»
3 БУЗ Омской области «Клинический медико-хирургический центр Министерства здравоохранения Омской области»
В статье представлены особенности параметров вариабельности ритма сердца у спортсменов высокой квалификации после проведения курса из 15-и сеансов нейробиоуправления. Нейробиоуправление выполнялось по протоколу повышения спектральной мощности вальфа диапазоне электроэнцефалограммы в отведении С3А1. В исследование было включено 134 участника. Методом лотерейной рандомизации 122 участника были определены в группу нейробиоуправления и 12 участников были определены в плацебо группу. До воздействия нормальное распределение наблюдалось среди таких параметров вариабельности ритма сердца, как RRmin, RRmax, K30/15, медиана длительности сердечных циклов. Установлено, что курс нейробиоуправления вызвал достоверное уменьшение значений таких параметров, как SDNN, CV, СК, размах вариации. В то же время курс нейробиоуправления вызвал увеличение вегетативного показателя ритма и индекса напряжения. Плацебо воздействие сочеталось с увеличением ЧСС, уменьшением значений RRNN, средней арифметической длительности сердечных интервалов, значений их моды и медианы.
альфа ритм
электроэнцефалография
биоуправление
спортсмены
вариабельность ритма сердца
1. Данилова Н.Н., Астафьев С.В. Внимание человека как специфическая связь ритмов ЭЭГ с волновыми модуляторами сердечного ритма // Журн. высш. нервн. деят. – 2000. – Т. 50. – Вып. 5. – С. 791–804.
2. Дёмин Д.Б., Поскотинова Л.В., Кривоногова Е.В. Варианты ЭЭГ-реакций при выполнении курса БОС тренингов у подростков в зависимости от исходного вегетативного тонуса // Экология человека. – 2012. – № 3. – С. 16–22.
3. Еремеева О.В., Кормилец В.С., Еремеев С.И. Кумулятивный эффект нейробиоуправления по показателям индексов фоновой электроэнцефалограммы спортсменов с доминированием метаболического модулятора сердечного ритма // Бюллетень Сибирской медицины. – 2011. – № 1. – С. 25–31.
4. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода. – Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002. – 290 с.
5. Об утверждении порядка оказания медицинской помощи при проведении физкультурных и спортивных мероприятий: Приказ; М-во здравоохранения и социального развития Рос. Федерации от 09. 08. 2010. № 613н. – 69 с.
6. Сороко С.И., Трубачев В.В. Нейрофизиологические и психофизиологические основы адаптивного биоуправления. – СПб.: Политехника-сервис, 2010. – 607 с.
7. Электроэнцефалографическое биоуправление (альфа-тета-тренинг) для лечения и реабилитации аддиктивных состояний (патологических пристрастий) и депрессий: методические указания: Методические рекомендации; М-во здравоохранения и социального развития Рос. Федерации от 28. 12. 2000 г. № 99/174. – Новосибирск, 2000. – 34 с.
8. Cho M.K., Jang H.S., Jeong S.H. etal. Alpha neurofeedback improves the maintaining ability of alpha activity // Neuroreport. – 2008. – V. 19. – № 3. – P. 315–317.
9. Gruzelier J.H., Egner T., Vernon D.J. Validating the efficacy of neurofeedback for optimizing performance // Prog. Brain Res. – 2006. – V. 159. – P. 421–431.
10. van Boxtel G.J., Denissen A.J., Jäger M. et al. A novel self-guided approach to alpha activity training // Int. J. Psychophysiol. – 2012. – V. 83. – № 3. – P. 282–294.

Введение

Методы саморегуляции состояния на основе техник с биологической обратной связью (БОС) позволяют влиять на эффективность выполнения профессиональной деятельности, поддержание работоспособности и снижение напряженности, используются с целью индивидуально-ориентированного воздействия на работоспособность человека, повышения его надёжности и оптимизации переработки информации в экстремальных условиях [6]. Исследования эффективности нейробиоуправления (НБУ) у атлетов высокой квалификации затрагивали различные протоколы проведения процедуры [9; 3]. Модуляция биоэлектрической активности головного мозга, направленная на повышение возможности человека произвольно усиливать альфа активность, длительное время рассматривается исследователями как эффективное средство оптимизации производительности [6; 8]. Показано, что курсовой тренинг с биологической обратной связью по спектральной мощности в альфа диапазоне электроэнцефалограммы (ЭЭГ) вызывает у спортсменов высокой квалификации кумулятивный эффект в виде частотно-пространственной реорганизации биоэлектрической активности головного мозга, которая проявляется во всех стандартных диапазонах ЭЭГ, а не только в диапазоне альфа ритма. Этот эффект прослеживается во всех отведениях, а не только в отведении, использованном для получения сигнала обратной связи [3]. Концепция функционального состояния как специфических типов связи осцилляторных процессов на центральном и периферическом уровнях получила экспериментальные подтверждения [1]. Изучаются взаимосвязи биоэлектрической активности головного мозга, структуры её компонентного состава с адаптационной динамикой вегетативных функций [6]. Изучены варианты ЭЭГ-реакций при выполнении курса БОС тренингов у подростков в зависимости от исходного вегетативного тонуса. Установлено, что адаптивное биоуправление параметрами ритма сердца с целью повышения резервов его парасимпатической регуляции формирует различные варианты изменения биоэлектрической активности мозга подростка, показателей вариабельности сердечного ритма и центральной гемодинамики в зависимости от его вегетативного статуса [2]. Вместе с тем сведения об обратных взаимоотношениях менее подробны.

Целью настоящей работы было изучить особенности параметров вариабельности ритма сердца у спортсменов высокой квалификации после проведения курса из 15-и сеансов БОС по протоколу повышения спектральной мощности в альфа диапазоне ЭЭГ в отведении С3А1.

Материал и методы исследования

Проведено проспективное рандомизированное одноцентровое простое слепое сравнительное плацебо-контролируемое исследование. Для включенного в исследование участника было запланировано 18 визитов. Продолжительность фазы воздействия НБУ составляла 3 недели, продолжительность фазы наблюдения была от 6 до 8 месяцев.

В исследование в открытом временном режиме в период с 2006 по 2012 год было включено 134 спортсмена из генеральной совокупности - стратифицированной случайной выборки спортсменов, соответствовавших критериям включения. По данным статистических отчетов 1-ФК, раздела «Спортивное мастерство» департамента по физической культуре и спорту Ханты-Мансийского автономного округа - Югры генеральная совокупность составила 8130 человек.

Состояние здоровья участников исследования оценивалось по результатам выполненных в амбулаторно-поликлинических учреждениях системы здравоохранения округа в соответствии с приказом [5] медицинских осмотров. Все 134 участника исследования были признаны здоровыми и имели допуск к соревнованиям.

Проведенное исследование соответствовало этическим стандартам биоэтического комитета РНИМУ имени Н. И. Пирогова. Стандарты были разработаны в соответствии с Хельсинской декларацией всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с учетом поправок от 2000 г. и в соответствии с утвержденными приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266 Правилами клинической практики в Российской Федерации. Все лица, участвовавшие в исследовании, дали информированное согласие на участие в исследовании.

Методом лотерейной рандомизации 122 участника были определены в группу нейробиоуправления и 12 участников - в плацебо группу.

Период отдыха от физических упражнений у участников был более 12 часов. Участники прибывали в лабораторию с 8 до 10 часов натощак (более 8 часов после приема пищи). После прибытия в лабораторию участники знакомились с процедурой обследования по информационному буклету и подписывали информированное согласие, по форме, одобренной этическим комитетом. Затем они проходили процедуру сбора анамнеза жизни и спортивного анамнеза, измерения массы тела, роста стоя, наружный осмотр, тонометрию, заполняли опросник, находясь в положении сидя. Комплекс исследований проводился перед проведением воздействия, на следующий день после завершения курса, и по окончании спортивного сезона повторялся опрос. В течение курса НБУ осуществлялся текущий контроль. Выбытие из исследования не отмечалось.

Критерии включения в выборку: возраст от 18 до 25 лет включительно, спортивная квалификация 1-й разряд и выше, допуск к участию в соревнованиях по состоянию здоровья, ритм сердца - синусовый, воздержание от приема возбуждающих напитков более 8 часов, курения более 3 часов, сон более 7 часов, нормальная и пограничная электроэнцефалограмма в соответствии с критериями, предложенными Л.Р. Зенковым (2004, с. 88). Для лиц женского пола дополнительным критерием включения был 6-й - 12-й день месячного цикла.

Критерии исключения из выборки: возраст менее 18 и более 25 лет; несинусовый ритм сердца, более 10 % экстрасистол во время 5-и минутной записи кардиоритмограммы; отсутствие готовности к сотрудничеству со стороны спортсмена.

Методика нейробиоуправления. Сеансы НБУ проводились при помощи многоканального интерфейса биоуправления БИ-012 по методике [7], с изменением, которое заключалось в том, что в качестве управляемого параметра применялась спектральная мощность ЭЭГ в альфа диапазоне (8-13 Гц) в отведении С3-А1. В случае плацебо контроля вместо обратной связи транслировались аналогичные акустические сигналы, не связанные с динамикой мощности спектра в альфа диапазоне у данного участника.

Пороговый уровень управляемого параметра устанавливался для каждой сессии в зависимости от исходной спектральной мощности альфа ритма с превышением на 30 % среднего уровня спектральной мощности за 1 минуту.

Сеанс предшествовал спортивным тренировкам. Курс нейробиоуправления включал 15 сеансов.

Регистрация электрокардиограммы и вариабельности ритма сердца (ВРС) проводилась при помощи электрокардиографа «Полиспектр-8ЕХ» и программного пакета «Поли-Спектр Ритм» (Нейрософт, Россия). Запись ритмограммы сердца проводили по протоколу коротких записей (в течение 5 минут) [4]. Оценка ЭЭГ проводилась при помощи 21-канального электроэнцефалографа «Нейрон-Спектр-5» (Нейрософт, Россия) по стандартной методике. В качестве референта (A) использовались раздельные электроды на мочках ушей. 19 электродов располагались по международной схеме 10-20.

Статистический анализ данных включал определение описательных статистик, графический анализ распределения, анализ нормальности распределения (Shapiro-Wilk W тест).

Большинство параметров ВРС имели распределение, значимо отличное от нормального распределения. В связи с этим для характеристики выборки были использованы непараметрические параметры и критерии достоверности различия. Определяли медиану (Ме), нижний (Q25) и верхний (Q75) квартиль. Достоверность различий параметров ВРС в двух зависимых выборках определяли по тесту Вилкоксон. Был принят уровень значимости различий p<0,05.

Результаты исследования и обсуждение

Нормальное распределение до воздействия было отмечено среди таких параметров ВСР, как RRmin, RRmax, K30/15, медиана. После воздействия нормальное распределение отмечалось у параметров: частота сердечных сокращений (ЧСС), RRmax, K30/15, %LF.

Проведение курса нейробиоуправления по протоколу усиления спектральной мощности ЭЭГ в альфа диапазоне в отведении С3А1 у спортсменов высокой квалификации сопровождалось накоплением изменений активности модуляторов сердечного ритма, отразившихся на параметрах вариабельности ритма во временном и частотном домене. Изученные параметры ВРС и показатели достоверности различия этих параметров у спортсменов группы нейробиоуправления до и после воздействия представлены в таблице 1.

Таблица 1

Группа нейробиоуправления, эффект курса на показатели ВРС (n=122)

Параметр

До воздействия

После воздействия

p

Me

Q25

Q75

Me

Q25

Q75

ЧСС, мин-1

68

62

75

73

63

79

0,188

RR min, мс

709

650

789

686

627

777

0,467

RR max, мс

1037

947

1189

973

885

1164

0,066

RRNN, мс

887

802

965

827

757

960

0,294

SDNN, мс

56

44

72

52

38

68

0,013

RMSSD, мс

43

30

69

40

27

59

0,198

pNN50, %

25

7,95

42,51

18,18

5,78

33,88

0,163

CV, %

6,53

5,45

7,89

6,2

4,97

7,47

0,023

K 30/15

1,28

1,15

1,4

1,29

1,22

1,38

0,757

TP, мс2

3607

2063

5417

3233

2014

5068

0,290

VLF, мс2

1107

621

2157

997

456

1734

0,185

LF, мс2

1104

670

1767

1115

718

1664

0,203

HF, мс2

829

416

1877

919

395

1623

0,658

LF nu, %

53,26

39,72

71,33

56,24

43,73

71,57

0,250

HF nu, %

46,74

28,67

60,28

43,76

28,43

56,27

0,250

LF/HF

1,14

0,66

2,49

1,29

0,78

2,52

0,189

% VLF

33,1

25,4

45,0

31,2

21,0

44,5

0,713

% LF

31,2

23,4

46,2

35,9

26,1

45,8

0,296

% HF

30,2

17,3

38,7

29,2

15,6

39,6

0,433

L, мс

245

184

304

224

179

300

0,029

w, мс

99

71

148

97

70

127

0,650

L/w

2,43

1,82

3,11

2,33

1,91

2,94

0,397

S мс2

44503

23511

83218

41865

25847

80606

0,053

M, сек

0,89

0,8

0,96

0,82

0,76

0,96

0,294

CK, сек

0,06

0,04

0,07

0,05

0,04

0,07

0,020

Mo, сек

0,87

0,79

0,95

0,82

0,76

0,93

0,350

AMo, %

35,69

30,58

43,21

36,55

30

45,27

0,228

Me, сек

0,88

0,8

0,96

0,81

0,75

0,96

0,291

РВ, сек

0,31

0,24

0,43

0,28

0,21

0,38

0,049

ИВР

114,6

73,9

176

122,4

80,4

223,5

0,075

ПАПР

41,9

32,7

52,8

42,1

33,7

57,4

0,158

ВПР

3,74

2,59

5,14

4,19

2,9

6,06

0,039

ИН

63

39,5

112,5

71,6

43,1

138,8

0,043

W, мс

340

251

465

320

208

412

0,030

WN1, мс

300

250

351

296

200

350

0,199

WN5, мс

200

93

250

150

86

250

0,760

WAM5, мс

300

250

400

300

200

367

0,288

WAM10, мс

250

200

335

250

200

300

0,377

HRV t. i.

12,8

10,0

15,6

13,5

10,0

15,1

0,158

H

2,47

2,06

4,03

2,51

2,11

4,16

0,456

Проведенный курс нейробиоуправления, направленный на повышение мощности спектра ЭЭГ в диапазоне альфа ритма в отведении С3А1 у спортсменов высокой квалификации вызвал на следующие за курсом сутки достоверное (p<0,05) уменьшение таких параметров ВРС, как SDNN, CV, L, СК и размах вариации. Такие параметры, как ВПР и ИН, напротив, достоверно увеличились (p<0,05). Можно отметить, что курс НБУ по спектральной мощности альфа ритма ЭЭГ обусловил достоверное уменьшение общей вариабельности ритма сердца SDNN, CV и уменьшение некоторых параметров, отражающих вклад парасимпатической модуляции в вариабельность ритма (размах вариации и вегетативный показатель ритма). При этом достоверно повысился вклад индекса напряжения, который отражает активность надсегментарного уровня модуляции ритма сердца.

Проведение курса плацебо, имитирующего сеанс нейробиоуправления по протоколу усиления спектральной мощности ЭЭГ в альфа диапазоне в отведении С3А1, у спортсменов высокой квалификации также вызвало изменения активности модуляторов сердечного ритма, отразившиеся на параметрах ВРС во временном и частотном домене. Параметры ВРС и показатели достоверности различия этих параметров у спортсменов плацебо группы до и после воздействия представлены в таблице 2.

Таблица 2

Плацебо группа, эффект курса плацебо на показатели ВРС (n=12)

Параметр

До воздействия

После воздействия

p

Me

Q25

Q75

Me

Q25

Q75

ЧСС, мин-1

65

60

67

71

64

77

0,010

RR min, мс

780

701

818

682

660

745

0,091

RR max, мс

1044

997

1139

1051

954

1135

0,754

RRNN, мс

918

893

985

847

777

936

0,010

SDNN, мс

58

47

81

63

51

73

0,756

RMSSD, мс

45

38

72

44

38

65

0,480

pNN50, %

19,85

16,95

37,65

19

15,95

46,75

0,814

CV, %

6,34

5,15

7,99

7,48

5,51

8,71

0,347

K 30/15

1,3

1,14

1,46

1,3

1,23

1,36

0,814

TP, мс2

2801

1653

4898

3908

2579

6952

0,213

VLF, мс2

1003

456

1878

879

456

2415

0,594

LF, мс2

1035

535

1948

1569

530

3160

0,328

HF, мс2

680

545

822

1273

896

1627

0,131

LF nu, %

55,82

45,18

71,86

62,86

34,62

78,37

0,477

HF nu, %

44,18

28,14

54,82

37,14

21,63

65,38

0,477

LF/HF

1,26

0,84

2,79

1,69

0,53

3,62

0,424

% VLF

37,0

22,6

46,3

30,5

12,9

36,3

0,477

% LF

32,1

26,2

45,2

44,6

25,5

48,1

0,328

% HF

25,5

17,0

39,7

21,4

17,5

41,6

0,929

L, мс

177

137

248

213

152

300

0,169

w, мс

88

71

114

100

83

109

0,721

L/w

1,92

1,74

2,54

2,26

2,02

3,27

0,169

S, мс2

42894

22481

81937

41159

23953

80035

0,062

M, сек

0,92

0,89

0,99

0,82

0,78

0,89

0,009

CK, сек

0,05

0,04

0,07

0,06

0,05

0,07

0,441

Mo, сек

0,92

0,9

1,02

0,8

0,77

0,89

0,007

AMo, %

40,91

28,8

50,18

33,6

29,17

42,5

0,285

Me, сек

0,92

0,88

0,98

0,81

0,78

0,89

0,009

РВ, сек

0,3

0,22

0,31

0,32

0,26

0,38

0,241

ИВР

149,1

102,1

200,0

103,7

81,3

159,8

0,333

ПАПР

45,2

29,1

54,6

41,7

36,6

45,3

0,878

ВПР

3,7

3,2

5,1

3,8

3,2

4,6

0,878

ИН

83,2

53,0

110,8

63,8

53,0

79,5

0,445

W, мс

352

217

499

341

203

436

0,147

WN1, мс

295

244

338

308

219

327

0,223

WN5, мс

216

102

267

173

89

268

0,712

WAM5, мс

294

231

380

308

216

377

0,254

WAM10, мс

240

187

356

254

205

313

0,336

HRV t. i.

13,1

9,8

15,3

13,4

10,5

14,9

0,214

H

2,49

2,09

4,06

2,45

2,06

4,11

0,469

На следующие сутки по окончанию плацебо воздействия у спортсменов высокой квалификации были найдены достоверные изменения параметров ВРС (p<0,05). Увеличилась частота сердечных сокращений, уменьшились значения RRNN, средней арифметической длительности кардиоинтервалов, их моды и медианы, которые отражают «конечный результат всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом... обычно сигнализируют об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения» [4].

Заключение

Сопоставляя особенности изменения параметров ВРСу спортсменов в плацебо группе и группе нейробиоуправления, можно сделать вывод о том, что плацебо воздействие и воздействие на спектральную мощность альфа ритма ЭЭГ в отведении С3А1 вызвали различные физиологические сдвиги в организме. В случае плацебо воздействия наблюдались признаки роста нагрузки на аппарат кровообращения, что естественно в течение спортивного сезона, к которым происходила адаптация за счет некоторого усиления симпатической активности. Воздействие курса нейробиоуправления по параметрам ЭЭГ сопровождалось перестройкой периферических осцилляторных процессов, появлением особенностей вариабельности ритма сердца, которые можно расценить как указание на ослабление парасимпатических влияний и усиление модуляции со стороны центральных (надсегментарных) структур.

Исследование поддержано грантом в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, государственный контракт № П-442 от 31. 07. 2009 г.

Рецензенты:

Бочаров М.И., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой теоретических основ физической культуры, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» Министерства образования и науки Российской Федерации, г. Ухта.

Фомина Е.В., д.б.н., профессор, заведующий лабораторией профилактики гипогравитационных нарушений, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации «Институт медико-биологических проблем» Российской академии наук (ГНЦ РФ ИМБП РАН), г. Москва.


Библиографическая ссылка

Еремеева О.В., Еремеев С.И., Кормилец В.С. КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ КУРСА НЕЙРОБИОУПРАВЛЕНИЯ НА ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ РИТМА СЕРДЦА СПОРТСМЕНОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=11888 (дата обращения: 25.07.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674