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 нео- щущаемые параметры.
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. 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.
Теоретические обоснования метода БОС опираются, кроме того, на основные положения теории функциональных систем П. К. Анохина и теории устойчивых патологических состояний, разработанной Н. П. Бехтеревой и ее сотрудниками. 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. Н. Е. 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 обуславливания. 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, 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 исследова- ния на парализованных больных (что исключало воздействие на управ- ляемый параметр состояния скелетной мускулатуры), которых он обучал регулировать артериальное давление (АД).
По Н. Миллеру, при инструментальном обучении происходит непре рывное 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, практиче- ски 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».
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 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. B. Запорожца. 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 звуково- го сигнала все, кто прошел тренировку по управлению вазомоторными реакциями, оказались способными практически сразу сужать или рас- ширять 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, 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.
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 БОС употреблялись бы термины оперантного или инструментального обучения, 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 инструментального, оперантного обусловливания или ее реакции можно формировать лишь с помощью классических условных рефлексов, мало волновала большую часть практикующих психологов).
В том же 1969 году появилась публикация Дж. Камия, в которой говорилось об оперантном управлении альфа-ритмами головного мозга и влиянии этого процесса на сознание. Эта статья вышла в сборнике «Измененные состояния сознания» (Altered States of Consciousness, Tart, 1969) и как нельзя лучше вписалась в тогдашнюю моду на восточные религии и разнообразные связанные с этим направления, такие как гипноз, йога, медитация, релаксация, аутогенная тренировка.
С этого момента публикации об исследованиях и практическом применении методики БОС стали нарастать, как снежный ком. Сначала лечебный эффект наблюдали случайно. Известные исследователи БОС Элмер Грин и его жена Алиса Грин в середине 60-х годов решили воспроизвести вышеописанную методику Дж.Басмаджана с тем, что- бы научить пациентов с тревожностью изменять кровоток в кончиках пальцев, для чего одновременно измеряли температуру кожи пальцев рук с помощью термисторов. В ходе проведения эксперимента одному больному с мигренью стало лучше. Вскоре выяснилось, что изменение кровотока в кончиках пальцев носит генерализованный характер и отражает общее состояние циркуляции крови в организме, а так как приступ мигрени связывают с изменением уровня кровотока в мозговых сосудах, то произвольное повышение температуры кончиков пальцев стали рассматривать как новый метод лечения мигрени. В дальнейшем появились публикации как против этого метода, так и в его защиту, но стало ясно одно — сознательный контроль кровотока возможен и воздействует на сосудистые головные боли.
В то же время исследователи влияния БОС на артериальное давление распространили свои исследования в практическую область — для лечения пациентов с высоким АД (гипертензией). Пациенты обучались снижению АД довольно легко, но испытывали трудности с поддержанием низкого артериального давления в повседневной жизни. Появились работы, посвященные применению БОС методики для лечения эпилепсии (по сенсомоторному ритму ЭЭГ), тревожных состояний (по альфа-ритму ЭЭГ), сердечных аритмий (по ЧСС), головных болей напряжения, астмы, паркинсонизма (по ЭМГ), детской гиперактивности (по ЭЭГ) и т. д.
И все же исследование и применение ЭЭГ БОС в эти годы занимало гла- венствующее положение по причине, обозначенной выше. Особенный интерес представлял альфа-ритм. Различные исследователи обнаружили тесную связь между индексом альфа-ритма (процентное содержание альфа-волн в общей структуре ЭЭГ за определенный период времени) и эмоциональным состоянием субъекта. Так, было показано, что восточные йоги имеют высокий индекс альфа-волн. Кажущаяся легкость достижения высоких результатов лечения привела к тому, что к 1971 году 99 небольших фирм выпускали приборы для БОС по альфа-ритму. Через несколько лет почти все они разорились, и «альфа-сумасшествие» кончилось, но это было потом, а пока…
Учитывая возросший интерес клиницистов к проблеме БОС, учредители общества в 1976 году решили переименовать его в Американское общество биологической обратной связи (The Biofeedback Society of America) и разрешить становиться действительными членами не только исследователям, как было вначале, но и клиницистам. С 1976 года начал выходить ежеквартальный журнал Общества, который освещал теоретические и практические аспекты применения БОС («Biofeedback and Self-Regulation») В связи с тем, что в 1986 году Общество было переиме- новано в Американскую ассоциацию прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (the American Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback), журнал с 1992 года приобрел новое название «Applied Psychophysiology and Biofeedback».
В Европе БОС развивалась примерно по тому же сценарию, что и в США, но не нашла такого широкого применения, как за океаном. Ассоциации БОС существуют во Франции — с середины 70-х годов (со своим журналом), в Италии — с начала 80-х годов. В 90-х годах образовались общества БОС в Германии и Австрии. В 1996 году была организована Европейская Ассоциация БОС, причем вдохновителем и организатором этой Ассоциации явилась канадская фирма «Thought Technology»— один из крупнейших в западном мире производителей аппаратуры БОС. Ежегодные встречи этой ассоциации превращаются в обучающие семи- нары для распространителей аппаратуры этой фирмы.
В России начало активного изучения и применения методики БОС можно отнести к началу 1970-х годов. К этому же времени относится и интенсивное появление в отечественной печати результатов исследований, в основном, представленных учеными Института экспериментальной медицины АМН СССР (Санкт-Петербург) — Н. Н. Василевским и сотрудниками его отдела, Н. В. Черниговской и ее учениками [18, 19]. Немного позже появились работы по биологической обратной связи сотрудников Института физиологии АН СССР (Санкт-Петербург). Начиная с 1980-х го- дов в активное исследование и применение БОС включились ученые Сибирского Отделения РАМН (Институт медицинской и биологической кибернетики), которые с 1988 года выпускают сборники научных трудов под общим названием «Биоуправление. Теория и практика».
С начала 1990-х годов исследования в области БОС начались и в Институте мозга АН СССР (Санкт-Петербург). Многие русские исследователи предпочитают методику БОС называть «адаптивным биоуправлением». Возможно, этот термин лучше отражает суть методики, «так как в процессе обучения на основе механизмов саморегуляции вырабатываются новые адаптивные функциональные состояния нервной системы». Но и в нашей стране термин «биологическая обратная связь» завоевал в последние годы устойчивое положение, особенно после образования в 1996 году Российской Ассоциации Биологической Обратной Связи, главным организатором которой стала Санкт-Петербургская фирма ЗАО «Биосвязь». С деятельностью Российской Ассоциации БОС вообще и ЗАО «Биосвязь» в частности связан современный, качественно новый уровень развития технологии БОС и практического применения метода БОС в здравоохранении, социальной защите и образовании.
Таким образом, к настоящему времени биологическая обратная связь как способ лечения имеет уже солидный стаж.
БОС ЭЛЕКТРОМИОГРАФИЧЕСКОГО СИГНАЛА (МЫШЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ)
Самым распространенным видом БОС и за рубежом, и в нашей стране является ЭМГ БОС. В этом случае сигналом обратной связи, подаваемым пациенту, является электромиографический сигнал, пропорциональный мышечной активности. Этот режим широко применяется в клинике, прежде всего как один из методов коррекции двигательных нарушений различного генеза. Можно привести много примеров применения ЭМГ БОС при лечении параличей, парезов, для уменьшения спастической и гиперкинетической активности, уменьшения патологических синкинезий, коррекции походки. Известно применение ЭМГ БОС при лечении больных с орально-глоточной дисфагией —нарушением глотательных движений. С помощью сигналов обратной связи у этих больных удается создать образ орально-глоточного движения и перевести ранее (до болезни) автоматически выполняемую двигательную активность в сознательные, контролируемые волевым усилием движения.
Очень актуальным направлением применения ЭМГ БОС является лечение недержания мочи и кала, ведь только в США этим заболеваниям подвержены свыше 15 млн. человек.
Этот вид БОС успешно применяют и при лечении хронических головных болей, вызванных повышением тонуса мышц головы. БОС- тренинг, направленный на снижение патологически повышенной ЭМГ этих мышц, дает выраженный клинический эффект. Применяют электро- миографическую БОС и при лечении некоторых типов фантомных болей, в частности болей судорожного типа, поскольку известно, что такие боли возникают на фоне резкого подъема электрической активности мышц.
Другим направлением является применение ЭМГ БОС в качестве одного из методов релаксационной терапии. Обеспечивая глубокую мышечную релаксацию, можно снизить активность симпатоадреналовой системы, снять симптомы стресса. При этом открывается дорога к лечению целого ряда стресс-зависимых расстройств. Например, в ряде случаев ЭМГ БОС используется при лечении гипертонической болезни, неврозов.
ЭМГ БОС нередко помогает не только при лечении ряда заболева- ний, но и для профилактики развития патологических изменений. Так, за рубежом метод БОС широко применяется для создания оптимальных условий труда у рабочих ряда специальностей, например, операторов персональных компьютеров, у которых при длительной работе за компьютером может развиваться хроническая боль в шее и верхних конечностях, известная как синдром OVERUSE. 60 млн. американцев используют персональные компьютеры, причем 15-20% из них находятся в группе риска в отношении этого синдрома. В этих случаях БОС помогает:
• отыскать эргономически выгодную позу при работе;
• научиться задействовать только те мышцы, которые нужны для выполнения конкретного рабочего движения и только во время рабочей фазы, а в остальные фазы эффективно расслаблять их.
БОС ПО ТЕМПЕРАТУРЕ
Вторым по распространенности на американском континенте видом БОС долгое время оставалась БОС по температуре (ТЕМП БОС) кончиков пальцев рук, иногда ног. Поскольку температура кожи соответствует интенсивности периферического кровотока, то этот вид БОС нашел широкое применение при лечении многих сосудистых заболеваний. Одним из таких заболеваний является болезнь Рейно, проявляющаяся хроническими спазмами периферических кровеносных сосудов, что приводит к нарушению микроциркуляции конечностей.
Значительную эффективность метод ТЕМП БОС показал при лечении мигрени. Мигрень представляет собой комплексное вазомоторное нарушение в виде припадка спазмов (сужений) и последующих расширений в системе сосудов головного мозга, что приводит к упорным болям. При этом БОС направлена на повышение температуры пальцев и снижение температуры лба. Эффект терапии объясняется нормализацией мозгового кровообращения у таких больных. Этот вид БОС с успехом применяется при лечении нейроциркуляторной дистонии, а также дисменореи.
Температурная БОС применяется и для купирования фантомных болей колюще-жгущего типа. Эти боли связаны с уменьшением кровотока в оставшейся части конечности. Целью БОС-терапии при этом является формирование у пациента навыка привычно и бессознательно поддерживать температуру культи на уровне температуры здоровой конечности.
БОС ПО КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Следующим, весьма распространенным видом БОС, является БОС по кожно-гальванической реакции (КГР БОС). Измеряемым пар метром при этом является сопротивление кожи электрическому току. Физиологически КГР отражает активность потовых желез и, следовательно, активность симпатического отдела вегетативной нервной системы. В свою очередь, симпатическая активация отражает уровень эмоционального возбуждения. Поэтому КГР БОС используется при лечении неврозов. Этот вид БОС-терапии применяется также у больных с артериальной гипертензией, для лечении фобийных состояний, нарушений речи, обусловленных эмоциональным дисбалансом, психозависимых форм бронхиальной астмы.
КГР БОС весьма широко используется для достижения высокой функциональной способности, оптимизации какой-либо физической или умственной деятельности. Этот вид БОС применяется и при лечении гипергидроза — усиленного, чрезмерного потоотделения, чаще всего в области подмышек и ладоней, поскольку это состояние также связано с повышенным симпатическим тонусом. При локализованных формах болезни лечение с помощью КГР БОС весьма успешно.
БОС ПО СЕРДЕЧНОМУ РИТМУ
Весьма распространенной в США, Канаде, Японии является БОС по сердечному ритму (ЧСС БОС), которая применяется для блокирования «пароксизмов сердцебиения, снятия состояния тревоги, сильного страха. Известно применение ЧСС БОС для снижения уровня тревожности при кардионеврозах, а также при лечении тревожности, связанной с публичными выступлениями. В последние годы большое внимание уделяется БОС по дыхательной аритмии сердца, которую применяют, как в России, так и за рубежом, для лечения бронхиальной астмы, снятия тревожности, купирования панических состояний.
БОС ПО ЭЛЕКТРО-ЭНЦЕФАЛОГРАММЕ
Уже давно и традиционно ЭЭГ БОС применяется для профилакти- ки эпилептических припадков и лечения эпилепсии. Хорошо известно, что в ЭЭГ существуют сенсомоторные ритмы (частотой около 15 Гц), ин- тенсификация которых позволяет предотвращать эпилептические припадки. Этот факт широко используется практиками ЭЭГ БОС. При лечении эпилепсии применяются и другие методики ЭЭГ БОС, в частности, предусматривающие контроль медленных корковых потенциалов, что также позволяет уменьшить частоту судорожных припадков и снизить их интенсивность.
В последнее время ЭЭГ БОС начинает широко применяться при лечении старческого слабоумия. Известно, что по мере естественно- го старения у людей отмечается постепенное снижение интенсивности мозгового кровообращения и связанное с этим смещение спектра ЭЭГ в низкочастотную область. Для коррекции спектра ЭЭГ может успешно применяться метод БОС.
Важное социальное и медицинское значение имеет применение ЭЭГ БОС для лечения пациентов с различными аддиктивными расстройствами. Например, у алкоголиков наблюдается угнетение альфа- ритма ЭЭГ, а также дефицит тета-ритма. Методика альфа-тета тренировки, предложенная американским физиологом Ю. Пенистоном, позволяет усилить присутствие этих составляющих и тем самым ослабить пагубное влечение, купировать проявления алкогольного абстинентного синдрома. Исследования показали, что альфа-тета тренинг приводит к сниже- нию самооценочной депрессии, происходят изменения в нейрохимии мозга, снижается уровнь (3-эндорфина – нейропептида, являющегося по- казателем стресса и возбудителем приема этанола.
Поскольку психофизиологические механизмы, лежащие в основе различных аддиктивных расстройств, имеют единую природу, альфа- тета тренинг с успехом применяется и для лечения других зависимых состояний, например, наркомании, а также патологического переедания. Последнее весьма актуально для США, где около 33% мужчин и 36% женщин имеют избыточный вес.
ИТОГИ
В настоящее время в США имеется целый ряд центров ЭЭГ-БОС, где терапия аддиктивного поведения осуществляется на основе альфа-тета тренинга. В штате Канзас даже было принято решение внедрить системы ЭЭГ БОС во всех тюрьмах этого штата для лечения заключенных.
В целом можно уверенно сказать, что в настоящее время во многих странах БОС стала полноправным, динамично развивающимся направлением современной медицины:
• во многих медицинских университетах читаются курсы и проводится практическая подготовка специалистов по БОС;
• внимание многих ученых направлено к теме БОС. Ежегодно защищаются докторские диссертации по этой теме (в некоторые годы до 60 диссертаций);
• страховые компании многих стран оплачивают процедуры, связанные с БОС;
• часто ученые, практики и даже производители аппаратуры БОС получают государственную поддержку в виде грантов, фондов, льгот.
Методы БОС привлекают врачей-практиков, в первую очередь, тем, что при относительно малых затратах достигается хороший лечебный эффект, а, кроме того, эти неинвазивные и немедикаментозные методы практически не имеют нежелательных побочных последствий.
По материалам: Т. С. Вартанова, А. А. Сметанкин
