Спортивная психофизиология

    В определенных видах спорта требуется  не повышение, а снижение мощности альфа  и тета ритмов в определенных областях мозга и одновременно с этим повышение высокочастотных составляющих, что представляет в свою очередь абсолютно другой тип концентрации и возбуждения. Есть ряд спортивных дисциплин (к примеру, биатлон), которые характеризуются как периодами сильного напряжения, так и периодами, когда необходимо быстро расслабиться и максимально сконцентрировать свое внимание на определенной деятельности (в данном случае на стрельбе). Зачастую организму требуется много времени, чтобы научиться быстро переключаться с одного состояния на другое. К тому же во время соревнований и длительных тренировок, когда ресурсы организма начинают истощаться, становится сложным концентрировать внимание и удерживать его в течение определенного времени. В данном случае метод биологической обратной связи может помочь научиться быстро переходить из состояния максимального напряжения в состояние максимального расслабления, а также способствовать лучшей концентрации внимания. Следует отметить, что для улучшения результатов в спорте высших достижений необходима не только коррекция функционального состояния в сторону большего возбуждения или расслабления, но и тренировка различных когнитивных функций таких, как память, внимание, мышление, эмоции и т.д. Использование метода БОС позволяет улучшать когнитивные функции за счет активации тех мозговых ритмов, которые с ними связаны. Многие исследования показывают связь между бета-ритмом и фокусированным вниманием¹³⁸. Таким образом, корректируя быстроволновую ритмику, в данном случае бета-ритм, можно научить человека лучшей концентрации внимания в течение длительного периода времени, что в свою очередь требуется во многих видах спорта. Также существуют интересные исследования, показывающие эффективность одновременного использования в определенных видах спорта тренингов, сочетающих как тренировку быстроволновой активности мозга, так и медленноволновой. Например, на балеринах и танцорах^{139 140 141} была показана эффективность совместного использования альфа и тета нейротренингов, где надо было повышать уровень тета ритма по отношению к альфа. На начальном этапе практически у всех спортсменов наблюдалась более высокая активация альфа ритма по отношению к тета, которая постепенно сменялась более высокой активацией тета ритма по отношению к альфа. По мере тренировки также наблюдались и улучшения в профессиональной деятельности.

    Помимо  обучения движениям, техникам расслабления и концентрации внимания, БОС хорошо зарекомендовал себя и для обучения управлению и контролированию различными параметрами сердечной деятельности. В спорте часто используются показатели пульсометрии для оценки различных характеристик нагрузок (сложность, энергетические затраты, создание индивидуального коридора ЧСС для оптимальной тренировки в необходимом диапазоне). Типичным примером такого учета данных пульсометрии является ведение тренировки в индивидуальном коридоре ЧСС: для разных видов спорта максимально результативные тренировки проводятся на определенном уровне от максимальной частоты пульса, в соответствии с чем задаются пороги коридора оптимальной тренировки и при выходе за границы которого, спортсмен получает обратную связь о своих физиологических показателях. Также для БОС могут использоваться и другие физиологические параметры. Так, например, С.Кэйрдом с коллегами¹⁴² было проведено исследование на легкоатлетах, с которыми проводились сеансы биологической обратной связи вместе с использованием различных релаксационных техник. Спортсмены получали информацию о показателях своего дыхания, сердечного ритма и потреблении кислорода. Их просили стараться уменьшить эти показатели насколько это возможно и через несколько недель они научились контролировать свои физиологические процессы и достигать уровня оптимального функционального состояния.

    Для любого вида спорта одним из важнейших моментов в тренировке является повышение точности его ощущений как на уровне движений, так и на уровне соматики и вегетативных функций. Хорошо известно, что тренировки, построенные на обратных связях с различных каналов (словесные и визуальные сообщения о результатах деятельности и правильности движений, коррекции ошибок и т.д.) способствуют повышению точности ощущений. Чем выше квалификация спортсмена, тем выше оценка его результатов деятельности. БОС позволяет обучиться более точным ощущениям, причем не только двигательным, но и вегетативным и соматическим. Можно привести различные примеры того, как можно использовать БОС для повышения точности оценки различных параметров деятельности. Так, например, пловцы оценивают результаты проплывания дистанции тем лучше, чем выше их уровень подготовленности¹⁴³. Спортсмены, в данном случае пловцы, способны довольно точно оценивать различные параметры своей деятельности такие, как максимальный пульс при различных нагрузках, уровень лактата и др. Подобные данные позволяют оптимально выстраивать тренировку, а БОС в свою очередь позволяет обучить способности более точного ощущения, и как следствие, тренировочный процесс становится более управляемым и эффективным.

    Немаловажным  для спортсмена является умение точно  оценивать уровень и динамику физиологических сдвигов как во время тренировок и соревнований, так и во время расслабления. БОС имеет важное значение при обучении методикам релаксации, для повышения физического состояния и реабилитации после травм.

    3.2. Аудио-визуальная стимуляция

    3.2.1. История, виды  и механизм воздействия

    Уже давно известны такие свойства мозга, как способность подстраивать свою активность под действие внешней  стимуляции различного рода. Так, еще  в начале 20 века известный французский  психолог П. Жане заметил, что когда он крутил небольшое колесико рядом с керосиновой лампой, создавая эффект мигания, перед своими пациентами, то это вызывало у них уменьшение депрессии, напряжения и истерии¹⁴⁴. После чего, Адриан и Мэтьюз¹⁴⁵ в 1934 году провели исследования и показали, что индивидуальная частота альфа-ритма может изменятся как в сторону уменьшения частоты, так и в сторону увеличения под воздействием вспышек определенной частоты (фотостимуляция). Г.Волтер в 1956 году опубликовал результаты исследований, показавших как воздействие фотостимуляции отражается на субъективном состоянии человека. В настоящее время проведено огромное количество исследований, демонстрирующих эффективность использования сенсорной стимуляции для расслабления, снятия тревоги, уменьшения депрессии, лечения бессоницы, восстановления соматического гомеостаза, лечения головных болей, хронических болей и т.д. Однако механизмы этого процесса недостаточно изучены, и не все исследования проведены с достаточным контролем. Тем не менее, метод имеет большой потенциал применения и необходимо его дальнейшее совершенствование и изучение.

    Метод сенсорной стимуляции основан на стимуляции сенсорных входов, т.е. раздражении  рецепторов органов зрения и слуха, а также кожных рецепторов тактильной чувствительности с помощью технических устройств, искусственно генерирующих физиологически адекватные для восприятия сенсорные стимулы – мерцающие вспышки света, прерывистые звуки и вибрацию. При выборе модальности сенсорных стимулов необходимо строго учитывать индивидуальные психофизиологические особенности человека. Так, звуковой раздражитель более важен как средство достижения желаемых состояний для аудиалов (людей, которые познают мир в основном через звуковые сообщения), световой раздражитель - для визуалов (людей, познающих мир глазами), а тактильная стимуляция - для кинестетиков (людей, для которых значимо чувственное ощущение мира). В большинстве случаев используется либо зрительная, либо звуковая стимуляция. Также хорошо зарекомендовал себя и показал высокую эффективность метод совместного их использования, получивший название аудио-визуальной стимуляции, или АВС.

    Уровень активации мозговых структур, обеспечивающий выполнение конкретной деятельности человека, в том числе и обучения, определяется как уровень функционального состояния (ФС) головного мозга (ГМ). Для определения ФС ГМ в традиционной психофизиологии широко используется метод ЭЭГ. Диапазон изменений ФС бодрствующего человека чрезвычайно широк. Его границы представлены, с одной стороны, состоянием дремоты с потерей интереса и внимания, а с другой - чрезмерными возбуждением и напряженностью, свойственными состоянию стресса. С этими крайними состояниями связано и наибольшее снижение эффективности деятельности. Управляя ФС, можно существенно повысить эффективность обучения, профессиональной деятельности и стресс-устойчивость.

    Важно при этом различать продуктивную активацию, основу которой составляет ориентировочный рефлекс на воздействующие стимулы, и непродуктивную, вызывающую тревогу и агрессию как проявления оборонительного рефлекса. Манипулируя ФС, можно обеспечивать продуктивную активацию, базирующуюся на ориентировочном рефлексе. Крайне актуальным является также обеспечение реакции активации среднего мозга, который регулирует уровень активности коры больших полушарий и мозга в целом. В тех случаях, когда активация становится генерализованной и захватывает весь мозг в целом, можно говорить об изменении уровня активности, или функционального состояния, при котором реализуется конкретная деятельность человека. Поведенческим выражением функционального состояния головного мозга является уровень бодрствования.

    Между тем реакция активации головного  мозга по своей сущности многокомпонентна. Она включает помимо ЭЭГ-изменений  также моторные, вегетативные, биохимические и эндокринные реакции как на системном, так и на локальном уровнях, выраженность которых определяется интенсивностью и объемом активированных нервных комплексов.

    В этой связи необходимо выделить механизм сенсорной стимуляции, реализуемый  посредством неспецифической активации коры головного мозга через модулирующую систему ствола мозга за счет подключения дофаминэргического механизма регуляции, создающего биохимическую основу для двигательной активности. Модулирующая система мозга включает активирующие и инактивирующие структуры, локализованные на разных уровнях ЦНС и находящиеся в сложных взаимоотношениях друг с другом.

    Начало  воздействия любого стимула сопряжено  с формированием ориентировочной  реакции (ОР), проявляющейся на уровне коры ГМ ЭЭГ-активацией (блокадой альфа-ритма и усилением высокочастотных колебаний ЭЭГ), коррелирующей с ростом возбудимости, реактивности и лабильности нейронов коры. К вегетативным компонентам ОР относятся снижение ЧСС, изменение дыхания, рост дыхательной аритмии, увеличение кожной проницаемости, расширение сосудов головы, сужение сосудов рук, расширение зрачков. Одновременно увеличивается чувствительность анализаторов и повышается мышечный тонус.

    Следует отметить также, что под влиянием сенсорного стимула усиливается кровоток не только в соответствующих сенсорных зонах коры ГМ, но и во фронтальных и префронтальных областях мозга. Во фронтальной зоне усиление кровотока напрямую зависит от модальности стимула (зрительного, слухового и соматосенсорного), привлекающего внимание. В префронтальной зоне усиление кровотока обусловлено уровнем внимания и не зависит от его модальности. Дополнительное усиление мозгового кровотока можно достигать мысленным представлением поступления значимой информации на фоне неспецифической сенсорной активации. Такое локальное усиление объемного кровотока в участках коры головного мозга, принудительно активированных внешне навязанным ритмом, безусловно, играет большую роль в повышении функциональных резервов высшей нервной деятельности¹⁴⁶. Эффективность направленной ЭЭГ-активации в значительной степени зависит от частотного спектра сенсорных стимулов, поэтому за счет варьирования их спектральным диапазоном можно добиваться принципиально новых возможностей по управлению функциональным состоянием головного мозга. Так, при использовании световых стимулов белого цвета в мозговых структурах повышается уровень серотонина¹⁴⁷, в результате чего повышаются стремление к лидерству, сексуальная активность, уменьшается интенсивность болей. Белый и синий цвета прерывистых световых раздражителей повышают уровень мелатонина, что способствует нормализации временных биологических ритмов (сон — бодрствование), а также эндорфина, который оказывает обезболивающий эффект и вызывает положительные эмоции¹⁴⁸. Сезонные расстройства (синдром хронической усталости, метеопатии) облегчаются при проведении фотостимуляции белым цветом в диапазоне бета-ритма (около 20 Гц) после предварительной стимуляции на частоте 1-2 Гц для усиления мозгового кровотока. Показано, что десятиминутная стимуляция зеленым цветом на частоте альфа-ритма человека модулирует функциональное состояние человека: происходит увеличение амплитуды альфа-ритма и значительное понижение индекса напряжения регуляторных систем.¹⁴⁹

    При депрессии лучше проводить разночастотную стимуляцию: правого глаза в диапазоне бета-ритма, а левого - в диапазоне альфа-ритма. Стимуляция белым цветом правого глаза в диапазоне частот 12-15 Гц приводит к снижению агрессивности, а стимуляция левого глаза в диапазоне частот 15-20 Гц приводит к повышению внимания. Важно при этом учитывать, что стимуляция белым цветом обеих глаз с частотой 7- 8 Гц способствует увеличению потребления глюкозы мозгом без выраженного увеличения потребления кислорода и тем самым повышает его энергетический потенциал. Сенсорная стимуляция красным цветом в частотном диапазоне 10-11 Гц способствует увеличению функциональной активности медленных мышечных волокон, а в частотном диапазоне 17-19 Гц - вызывает увеличение функциональной активности быстрых мышечных волокон.

    Для повышения успеваемости используются более сложные режимы фотостимуляции белым цветом в различном частотном диапазоне. Начальная стимуляция проводится на частоте 8 Гц с постепенным повышением частоты до 12 Гц, в дальнейшем правый глаз стимулируется на частоте 12 Гц, а частота стимуляции левого глаза относительно быстро (в течение 10-20 с) повышается до 18 Гц, и на этих асимметричных уровнях стимуляция продолжается в течение 6-7 минут. После этого частота стимуляции обоих глаз постепенно снижается и выравнивается на частоте 9-11 Гц. В этом режиме оба глаза продолжают стимулировать еще в течение 1-2 мин. Активность на частотном диапазоне 9-11 Гц (альфа-ритм) характерна для состояния спокойного расслабленного бодрствования.

    Сенсорная стимуляция в диапазоне альфа-ритма идеально подходит для создания обучающих программ за счет создания предпосылок лучшего усвоения и долговременного запоминания новой информации, данных, фактов. С другой стороны, тета-диапазон идеален для некритического принятия внешних установок, поскольку эти ритмы отключают механизмы психологической защиты и дают возможность корреспондирующей информации проникнуть глубоко в сознание. Материал, запечатленный в памяти таким образом, подобен информации, которую слышит пациент, находясь под анестезией во время операции, - ее тяжело вспомнить, но она влияет на поведение человека. Таким образом, если изучаемый материал носит информационный характер, то лучше всего начать программу стимуляции на частоте (бета-ритма (14-18 Гц) и затем плавно понизить ее до частоты альфа-ритма (8-10 Гц). В конце процедуры частота должна быть снова поднята до частоты, соответствующей уровню бодрствования.

    При синдроме дефицита внимания, симптомах  пониженного бодрствования (хроническая  усталость, забывчивость и т.п.) необходимо применять бинауральную стимуляцию в диапазоне частот 15 Гц и выше. Программа начинается с подачи сенсорных стимулов с частотой 10-12 Гц. Затем частота их плавно повышается до 15 Гц, и, если пациент не испытываете дискомфорта (мышечного напряжения, раздражительности и т.п.), продолжается дальнейшее плавное повышение частоты до 18-20 Гц.