СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНОВ С ПОМОЩЬЮ НЕЙРОБИОУПРАВЛЕНИЯ ПО β РИТМУ ГОЛОВНОГО МОЗГА Российский патент 2023 года по МПК A61M21/02 

Изобретение относится к области медицины, в частности спортивной и восстановительной медицины и может быть использовано для повышения эффективности процессов восстановления функционального состояния спортсменов после интенсивных физических нагрузок и для реабилитации после психоэмоционального перенапряжения. Изобретение может применяться в практике врачей спортивной медицины и реабилитации, физиотерапевтов, специалистов, занимающихся лечебной деятельностью, профилактикой и/или вопросами восстановления и реабилитации в области спортивной и восстановительной медицины.

Нейробиоуправление, основанное на принципах биологической обратной связи, позволяет не инвазивным и альтернативным фармакологическим способом повысить успешность тренировочно-соревновательной деятельности [1], улучшить психофизиологическое состояние спортсменов [2]. Нейробиоуправление по β-ритму, направленное на повышение активности в β-диапазоне, способствует усилению церебральной гемодинамики во фронтальных областях головного мозга [3], способствуя улучшению функционального состояния центральной гемодинамики [4] психофизиологических показателей [5, 6], улучшая реагирующие способности спортсменов [7], во многом определяющие функциональное состояние спортсменов, оптимальные характеристики которого регламентируют процессы восстановления и служат функциональной базой для повышения спортивной результативности.

Уровень техники

В настоящее время как в спортивной практике, так и в клинической медицине широко применяются способы лечения и коррекции психоэмоциональных состояний.

Известен способ нормализации психофизиологического состояния в период стрессовых нагрузок, психоэмоционального и интеллектуального напряжения, а также при лечении функциональных нарушений центральной нервной системы, психосоматических заболеваний и последствий органических поражений мозга (RU 2428927 C2), включающий последовательное проведение регистрации сигналов мозга пациента, преобразование выбранных параметров сигналов мозга в соответствующие сенсорные сигналы и воздействие на пациента этими сенсорными сигналами, отличающийся тем, что устанавливают такие скорости нарастания и спада каждого сенсорного сигнала, при которых вызванная активность мозга не выявляется.

Недостатком данного метода является отсутствие данных о его применении в спортивной практике и влиянии на функциональное состояние спортсменов.

Также известен способ комплексной медико-психологической реабилитации пациентов в поздний восстановительный период после острого нарушения мозгового кровообращения (RU 2724284 C1), включающий комплекс соответствующего медикаментозного и физического воздействия в виде массажа и ЛФК, а также психологическую реабилитацию путем психофизиологического и психотерапевтического воздействия, проводимых индивидуально с учетом состояния эмоционального благополучия или неблагополучия пациента, которое оценивается при использовании методики оценки эмоционального благополучия Одарущенко О.И. «Тест на эмоциональное благополучие 1.0». В данном способе организуется визуальная обратная связь по альфа-, бета-, тета- и дельта-ритмам электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В качестве сенсорного сигнала обратной связи используются световые сигналы четырех цветов, которые включаются в соответствии с появлением в текущей ЭЭГ колебания, принадлежащего одному из четырех ритмов. При появлении колебания альфа-ритма включается зеленый свет, при появлении колебания бета-ритма - желтый, при появлении колебания тета-ритма - оранжевый, при появлении колебания дельта-ритма - красный. Регистрация ЭЭГ осуществляется в лобных, височных, теменных и затылочных областях левого и правого полушарий головного мозга. Пациенту предлагается найти такое состояние, при котором указанный врачом-оператором цвет появляется максимально часто. В результате таких лечебных процедур наблюдается положительная динамика состояния пациентов.

Недостатком данного метода является отсутствие регулировки уровня альфа, бета-, тета- и дельта-ритма электроэнцефалограммы при котором появляется соответствующий ритму цвет, также невозможно оценивать величину ритма, что не позволяет контролировать уровень ритма и подбирать стратегии для его изменения.

Известен способ биоакустической коррекции психофизиологического состояния организма (RU 2192777 C2), заключающийся в регистрации ЭЭГ от двух и более точек отведения ЭЭГ, установление однозначного соответствия между пространственным расположением точек регистрации ЭЭГ и источниками звука, транспонирование каждого колебания ЭЭГ отдельно и последовательно в звуковой диапазон частот, одновременное воздействие полученными звуковыми сигналами на пациента. Этот способ позволяет повысить точность передачи информации о текущем состоянии центральной нервной системы в контуре обратной связи за счет транспонирования последовательности исходных колебаний ЭЭГ в область слышимых частот и отражения пространственных параметров ЭЭГ в сенсорном сигнале.

Недостатком данного способа является то, что не учитывается скорость нарастания и спада звуковых стимулов, то есть предполагается, что они появляются мгновенно, после того как совершится колебание сигнала мозга. Отсутствуют выделения отдельных частот мозговых ритмов, а также возможность дифференцированного управления ритмами мозга. Отсутствуют данные об условиях проведения сеансов: о зрительном раздражении (открытые или закрытые глаза), исходном положении пациентов (лежа, сидя, стоя), в котором проводится коррекция, точные критерии времени проведения сеанса. Кроме того, отсутствуют данных о его применении в спортивной практике и его влиянии на функциональное состояние у спортсменов.

Наиболее близкий к заявленному способ коррекции нарушений саморегуляции и психоэмоционального состояния у специалистов экстремального профиля в условиях моделирования стрессовой нагрузки (RU 2681929 C1), заключающийся в коррекции саморегуляции и психоэмоционального состояния путем коррекции вегетативного баланса с помощью биологической обратной связи (БОС), использовании в качестве контролируемого показателя вегетативный баланс и моделировании стрессовой нагрузки в процессе коррекции в виде болевой электростимуляции или воздействия резкими негативно воспринимаемыми звуками (звуки в виде женского или детского крика или плача, или звуки бьющегося стекла, падающих вещей). Способ обеспечивает коррекцию состояния нервно-психической дезадаптации у специалистов экстремального профиля, в том числе в условиях повышенной стрессовой нагрузки, с учетом индивидуального типа вегетативной нервной системы, включающего в себя коррекцию состояний психоэмоциональной дезадаптации у сотрудников с выраженным преобладанием парасимпатической нервной системы, а также коррекцию их стрессовых реакций.

Недостатком данного способа является то, что данный способ не предназначен для оптимизации функционального состояния организма, а в качестве управляемого параметра выступает диапазон значений коэффициента вагосимпатического баланса (LF/HF) от 1,5 до 2,5 у.е., а не параметры ритмов головного мозга, в частности β-ритм. Кроме того, отсутствуют данных о применении выше представленного способа в спортивной практике и его влиянии на функциональное состояние у спортсменов.

Таким образом, вышеперечисленные способы не обеспечивают целенаправленную модификацию физиологического функционирования центральной нервной системы за счет управления выделенного из общей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) β ритма головного мозга у здоровых лиц, занимающихся спортивной деятельностью. Биологическая обратная связь (БОС) в управлении ритмом головного мозга реализуется в каком-то одном представлении: визуальном (графическом, игровом), в аудиальном, что позволяет вовлечь в процесс обработки поступающих в ходе сеанса БОС-тренинга меньшее число аудиовизуальных сигналов о текущем состоянии управляемого физиологического параметра, что ограничивает вовлечение объема структурно-функциональных образований головного мозга в обработку получаемых сигналов, в меньшей степени изменяя меж- и внутри функциональное взаимодействие нейрональных связей. Вызванная электороэнцефалографическая, аудиальная, визуальная или болевая стимуляция не позволяет естественным физиологическим способом оптимизировать корково-подкорковые взаимодействия, адаптационные процессы и функциональное состояние организма в целом. Возникают сложности в интерпретации системных изменений, происходящих в организме и их влиянии на спортивную деятельность.

Задача изобретения

- создание способа оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга.

Причем новым является то, что:

- структура каждого сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга состоит из графической сессии продолжительностью 10 минут и игровой сессии продолжительностью 16 минут;

- сеансы нейробиоуправления по β ритму головного мозга происходят в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена - сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений; ЭЭГ-сигналы регистрируются от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемые к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепится к мочке уха; спортсмену предлагается повысить и удерживать β ритм головного мозга выше уровня, который достигает не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в самом начале сеанса;

- в графической сессии в режиме реального времени биологическая обратная связь об успешности выполнения задания по произвольному подъему и удержанию β ритма головного мозга выше заданного уровня спортсмену передается через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала зависящих от β ритма головного мозга; тренирующий эффект достигается в результате постепенного усложнения задания путем увеличения уровня, который должен быть превышен β ритмом головного мозга спортсмена;

- в игровой сессии в режиме реального времени перед спортсменом ставится задача подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга выше уровня заданного в начале сеанса, при условии сохранения произвольного мышечного расслабления, выполнение задачи ведет к ускорению развития игрового сюжета, тренирующий эффект достигается в результате ускорения выполнения игровых заданий.

Описание сущности изобретения сводится к следующему

Способ оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга включает обучение и формирование навыка (способности) произвольной регуляции по подъему и сохранению повышенного уровня β ритма головного мозга в условиях активного бодрствования при открытых глазах и произвольном мышечном расслаблении в исходном положении сидя перед экраном монитора компьютера, на который выводится ЭЭГ сигнал β ритма, регистрируемый с датчиков, прикрепленных к коже головы спортсмена в отведении Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20». Сигнал может быть представлен в виде графической линии и аудиального сигнала (в графической сессии сеанса) и игрового задания (в игровой сессии сеанса).

Для достижения наиболее выраженного эффекта курс должен быть не менее 10 процедур.

Эффективность курса процедур заключается в:

- оптимизации функционального состояния организма спортсменов - улучшении функционирования центральной нервной системы, улучшении корково-подкорковых взаимодействий, в формировании новых межнейрональных связей;

- оптимизации функционирования вегетативной нервной системы;

- оптимизации функционирования сердечно-сосудистой системы;

- улучшении функционирования когнитивной системы, улучшении психофизиологических показателей;

- оптимизации механизмов адаптации.

Способ оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга реализуется на программно-аппаратном комплексе «БОСЛАБ ЭЭГ» [8] с биологической обратной связью по физиологическим параметрам: ЭЭГ-ритмы, электромиограмма (ЭМГ), периферическая температура (t°), главными задачами которого являются диагностика, объективная функциональная оценка регистрируемых физиологических параметров, проведение тренингов по ЭЭГ-ритмам головного мозга с предоставлением биологической обратной связи по тренируемым параметрам. Данные технологии реализуются через специальные модули, в нашем способе используется модуль регистрации физиологических сигналов версия БИ-02 для ЭЭГ диагностики и обучения навыкам модификации биоэлектрической активности определенных структур головного мозга, направленных на формирование устойчивых адекватных поведенческих стереотипов, нормализации эмоционального состояния, которые могут нарушаться, дестабилизируя функциональное состояние при интенсивных физических и психологических нагрузках в спортивной деятельности. Технические характеристики модуля регистрации физиологических сигналов БИ-02: 2 канала ЭЭГ, 1 канал ЭМГ, 1 канал t°.

Структура каждого сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга состоит из графической сессии и игровой сессии.

Графическая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга происходит в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролируется 2-мя миографическими датчиками, электроды крепятся на фронтальную мышцу - по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрируются от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепится к мочке уха; в графической сессии сеанса спортсмену необходимо осуществить произвольный подъем и удержание β ритма головного мозга выше установленного порога, сохраняя произвольное мышечное расслабление; порог (уровень) для каждого участника и в каждом сеансе тренинга выставляется индивидуально таким образом, чтобы его достигало не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в течении каждого сеанса тренинга; биологическая обратная связь об успешности выполнения задания по произвольному подъему и удержанию β ритма головного мозга выше заданного порога участнику тренинга передается через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала (например, щелчок, звонок колокольчика, аплодисменты, звук салюта - и прочие настраиваемые сигналы) зависящих от β ритма головного мозга; тренирующий эффект достигается в результате постепенного усложнения задания - подъема порога (уровня), который должен пересечь управляемый участником тренинга параметр - β ритм головного мозга; продолжительность графической сессии составляет 10 минут.

Игровая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга происходит в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена - сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролируется 2-мя миографическими датчиками, электроды крепятся на фронтальную мышцу - по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрируются от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемые к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепится к мочке уха; выбор игрового сюжета осуществляется спортсменом самостоятельно, исходя из личных предпочтений (например, «Цветы», «Автомастер»); перед спортсменом ставится задача подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга при условии сохранения произвольного мышечного расслабления, выполнение которой ведет к ускорению динамики и развитию игрового сюжета выбранной игры (например, рост и распускание цветов в игре «Цветы», сбор из пазлов картинки выбранного автомобиля в игре «Автомастер»); тренирующий эффект достигается в результате ускорения выполнения игровых заданий; продолжительность игровой сессии составляет 16 минут.

Достижение технического результата обеспечивается также тем, что курс процедур по оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга составляет не менее 10 процедур.

Физиологический эффект обеспечивается тем, что овладение навыками модификации биоэлектрической активности определенных структур головного мозга в условиях произвольного расслабления способствует улучшению церебрального кровотока, улучшению корково-подкорковых взаимодействий, формированию новых межнейрональных связей, оптимизации функционирования вегетативной нервной системы, оптимизации функционирования сердечно-сосудистой системы, улучшению когнитивных функций и психофизиологических показателей, а также оптимизации механизмов адаптации. В результате курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга формируются устойчивые адекватные поведенческие стереотипы, нормализуется эмоциональное состояние, оптимизируется функциональное состояние спортсменов.

Показания к использованию способа:

- большие по объему и интенсивности физические нагрузки;

- состояния перенапряжения и перетренированности организма и их профилактика;

- необходимость повышения функциональных возможностей организма спортсменов;

- дисбаланс функционального состояния спортсменов, отклонения в психоэмоциональном состоянии спортсменов, снижение когнитивных и психофизиологических показателей.

Противопоказания к использованию способа:

- болезненные состояния, сопровождающиеся острым болевым синдромом, лихорадочными состояниями;

- фаза чрезмерного состояния перенапряжения и перетренированности организма;

- отказ спортсменов (отсутствие личной мотивации к прохождению курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга).

Заявляемый способ был опробован для оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга у 1020 спортсменов, специализирующихся в циклических, ациклических и игровых видах спорта. Проведение одного сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга в подготовительный период тренировочного процесса оказало выраженное влияние на функционирование сердечно-сосудистой системы, вызвало срочные рефлекторные реакции сердечно-сосудистой системы, задействовав, преимущественно, депрессорные механизмы, что отразилось в изменении взаимодействий отделов вегетативной нервной системы, уровня регуляции функций, экономизации типов кровообращения и функционирования организма спортсменов.

Проведение исследования биоэлектрической активности головного мозга после курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга (10 процедур) позволило выявить оптимизацию ритмологической активности головного мозга, которая произошла за счет усиления церебральной гемодинамики, улучшению корково-подкорковых взаимодействий, формированию новых межнейрональных связей, оптимизации функционирования вегетативной нервной системы, оптимизации функционирования сердечно-сосудистой системы, улучшению когнитивных функций и психофизиологических показателей, оптимизации механизмов адаптации.

В результате прохождения курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга были сформированы оптимальные физиологические параметры центральной и вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой и когнитивной системы, психофизиологических показателей, состояния организма спортсменов в целом, при этом сознательное управление β ритмом головного мозга способствовало формированию правильных устойчивых адекватных поведенческих стереотипов, оптимизации эмоционального и функционального состояния организма спортсменов, не только на подготовительном этапе спортивной подготовки, но и в повседневной жизни. Данные полученные по результатам спектрального анализа волновой структуры сердечного ритма свидетельствуют о произошедших в церебральных структурах функциональных межсистемных изменениях на различных уровнях регуляции. В функционировании и управлении сердечным ритмом произошли модификации общей мощности спектра (TP, мс²) (Р≤0,05); структурного распределения мощности волн различной частоты: волн очень низкой частоты - VLF, %, (Р≤0,05), волн низкой частоты - LF, % (Р≤0,05), волн высокой частоты - HF,% (Р≤0,05), оптимизация коэффициента вагосимпатического баланса - LF/HF, усл.ед. (Р≤0,05) у спортсменов после прохождения курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга.

Данные, полученные по параметрам центральной гемодинамики свидетельствуют об улучшении функционирования сердечно-сосудистой системы: частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) (Р≤0,05), систолического артериального давления (САД, мм. рт.ст.) (Р≤0,05), диастолического артериального давления (ДАД, мм. рт.ст.) (Р≤0,05), среднего артериального давления (АД ср., мм. рт.ст.) (Р≤0,05), пульсового артериального давления (ПД, мм. рт.ст.) (Р≤0,05), ударного объема (УО) сердца (Р≤0,05), минутного объема кровообращения (МОК) (Р≤0,05), значений сердечного индекса (СИ), характеризующего тип кровообращения (Р≤0,05), общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС) (Р≤0,05), удельного периферического сопротивления сосудов (УПСС) (Р≤0,05).

Данные, полученные в ходе комплексного психофизиологического тестирования свидетельствуют об улучшении психофизиологического состояния и улучшении когнитивных функций спортсменов после прохождения курса нейробиоуправления по β ритму головного мозга, что отразилось в снижении тревожности - ситуативной (реактивной) (РТ) (Р≤0,05) и личностной (ЛТ) (Р≤0,05); уточнении хронобиологической единицы времени (Р≤0,05); улучшении видов памяти: оперативной (Р≤0,05), на числа (Р≤0,05), на фигуры (Р≤0,05); улучшении оперативного мышления (Р≤0,05); внимания (Р≤0,05) и психической работоспособности (Р≤0,05).

Данные, полученные при расчете индекса функциональных изменений (ИФИ, по P.M. Баевскому) (Р≤0,05) и коэффициента эффективности адаптации (КЭА, по Н.В. Бондарю: КЭА = число жестких (сильных) корреляционных связей / общему количеству достоверных взаимосвязей, вычисляемых методом ранговой корреляции Спирмена) свидетельствуют об оптимальных адаптационных перестройках, процессах формирования новых меж- и внутрисистемных связей, переходом на новый, более оптимальный уровень функционирования организма спортсменов.

Следовательно, сравнивая показатели центральной и вегетативной нервной системы, сердечно-сосудистой и когнитивной системы, психофизиологические показатели до и после применения заявленного способа можно сделать заключение о выраженном статистически достоверном улучшении показателей, а, следовательно, и о положительном эффекте его использования для функционального состояния организма спортсменов.

Примеры осуществления изобретения сводятся к следующему

Пример 1

Спортсмен Г. 21 год, занимается лыжными гонками, специализируется в беге на средние и длинные дистанции, кандидат в мастера спорта. Наблюдался в подготовительный период тренировочного цикла в ходе комплексного обследования функционального состояния организма.

При исследовании функционального состояния вегетативной нервной системы в обеспечении регуляции деятельности сердечного ритма с помощью спектрального анализа были определены следующие показатели: общая мощность спектра (TP) -1051 мс², волны очень низкой частоты (VLF) - 64%, волны низкой частоты (LF) 23,6%, волны высокой частоты (HF) -11,7%, коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF) - 2,02 у.е.

Исследование функционирования сердечно-сосудистой системы по показателям центральной гемодинамики выявило следующие значения: частота сердечных сокращений (ЧСС) - 60 уд/мин, систолическое артериальное давление (САД) - 120, мм. рт.ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) -60 мм. рт.ст., среднее артериальное давление (АД ср.) - 80 мм. рт.ст., пульсовое артериальное давление (ПД) - 60 мм. рт.ст., ударный объем сердца (УО) - 134,7 мл, минутный объема кровообращения (МОК) -8080,0 мл/мин., сердечного индекса (СИ) - 4,52 л/мин/м², общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) - 781,0 дин/с/см^-5, удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС) - 44,1 у.е.

Психологическое тестирование показало следующие результаты: реактивная тревожность (РТ) - 33 балла, личностная тревожность (ЛТ) - 56 баллов, память на числа - 3 балла, память на фигуры - 6 баллов, оперативная память - 35 баллов, оперативное мышление 36 баллов, индивидуальная минута 65 с.; характеристики внимания: эффективность работоспособности (ЭР) - 39 с., время врабатывания (BP) - 0,9 балла, психическая устойчивость внимания (ПУ) 1,3 балла, скорость внимания при выполнении теста 194 с., переключаемость внимания - 15 с.

Индекс функциональных изменений (ИФИ, по P.M. Баевскому) - 1,59 у.е.

Спортсмену Г. проводился курс из 10 процедур с целью оптимизации функционального состояния организма с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга с использованием программно-аппаратного комплекса «БОСЛАБ» (версия БИ-02). Структура каждого сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга состояла из графической сессии (10 минут) и игровой сессии (16 минут), общей продолжительностью 26 минут. Графическая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга проводилась в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена - сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролировался 2-мя миографическими датчиками, электроды крепились на фронтальную мышцу - по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрировались от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепился к мочке уха; в графической сессии сеанса спортсмен осуществлял произвольный подъем и удержание β ритма головного мозга выше установленного порога, сохраняя произвольное мышечное расслабление; порог (уровень) в каждом сеансе тренинга выставляется индивидуально таким образом, чтобы его достигало не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в течении каждого сеанса тренинга; биологическая обратная связь об успешности выполнения задания по произвольному подъему и удержанию β ритма головного мозга выше заданного порога участнику тренинга передавалась через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала (щелчка); тренирующий эффект достигался в результате постепенного усложнения задания подъема порога (уровня), который должен пересечь управляемый участником тренинга параметр - β ритм головного мозга.

Игровая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга проводилась в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролируется 2-мя миографическими датчиками, электроды крепились на фронтальную мышцу по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрировались от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепился к мочке уха; выбор игрового сюжета осуществлялся спортсменом самостоятельно, исходя из личных предпочтений («Цветы»); перед спортсменом ставилась задача подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга при условии сохранения произвольного мышечного расслабления, выполнение которой ведет к ускорению динамики и развитию игрового сюжета выбранной игры (рост и распускание цветов в игре «Цветы»); тренирующий эффект достигался в результате ускорения выполнения игровых заданий.

Показатели функционального состояния вегетативной нервной системы в обеспечении регуляции деятельности сердечным ритмом в спектральном анализе изменились следующим образом: общая мощность спектра (TP) -1453 мс², волны очень низкой частоты (VLF) - 59,5%, волны низкой частоты (LF) - 26,3%, волны высокой частоты - (HF) -14,2%, коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF) - 1,85 у.е. Данные изменения свидетельствуют об оптимизации в функционировании вегетативной нервной системы, урегулировании процессов возбуждения и торможения в обеспечении деятельности сердечного ритма.

Показатели центральной гемодинамики изменились следующим образом: частота сердечных сокращений (ЧСС) - 50 уд/мин, систолическое артериальное давление (САД) - 114 мм. рт.ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) - 54 мм. рт.ст., среднее артериальное давление (АД ср.) - 74 мм. рт.ст., пульсовое артериальное давление (ПД) - 60 мм. рт.ст., ударный объема сердца (УО 109,98 мл, минутный объем кровообращения (МОК) - 5499,0 мл/мин., сердечный индекс (СИ) - 3,07 л/мин/м²., общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) - 1075,48 дин/с/см^-5, удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС) 60,08 у.е. Данные изменения свидетельствуют об оптимизации функционирования и повышении резервных возможностей сердечнососудистой системы спортсмена.

Показатели психологического тестирования изменились следующим образом: реактивная тревожность (РТ) - 33 баллов, личностная тревожность (ЛТ) - 45 баллов, память на числа - 5 баллов, память на фигуры - 8 баллов, оперативная память - 40 баллов, оперативное мышление - 46 баллов, индивидуальная минута - 60 с.; характеристики внимания: эффективность работоспособности (ЭР) - 36 с., время врабатывания (BP) - 0,8 балла, психическая устойчивость внимания (ПУ) - 0,87 балла, скорость внимания при выполнении теста - 181 с., переключаемость внимания - 10 с. Данные изменения свидетельствуют об улучшении когнитивных функций и психофизиологических показателей спортсменов.

Индекс функциональных изменений (ИФИ, по P.M. Баевскому) - 1,89 у.е. Данные изменения свидетельствуют о повышение адаптационного потенциала спортсмена.

Пример 2

Спортсмен К. 20 лет, занимается тяжелой атлетикой, специализируется в весовой категории 89 кг (двоеборье), кандидат в мастера спорта. Наблюдался в подготовительный период тренировочного цикла в ходе комплексного обследования функционального состояния организма.

При исследовании функционального состояния вегетативной нервной системы в обеспечении регуляции деятельности сердечного ритма с помощью спектрального анализа были определены следующие показатели: общая мощность спектра (TP) - 9132 мс², волны очень низкой частоты (VLF) - 12%, волн низкой частоты (LF) - 16%, волны высокой частоты (HF) -72%, коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF) - 0,23 у.е.

Исследование функционирования сердечно-сосудистой системы по показателям центральной гемодинамики выявило следующие значения: частота сердечных сокращений (ЧСС) - 62 уд/мин, систолическое артериальное давление (САД) - 130 мм. рт.ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) - 62 мм. рт.ст., среднее артериальное давление (АД ср.) - 84 мм. рт.ст., пульсовое артериальное давление (ПД) - 68 мм. рт.ст., ударный объем сердца (УО) 120,3 мл, минутный объем кровообращения (МОК) - 7458,6 мл/мин., сердечный индекс (СИ) - 3,84 л/мин/м², общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) - 900,4 дин/с/см^-5, удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС) - 22,0 у.е.

Психологическое тестирование показало следующие результаты: реактивная тревожность (РТ) - 52 балла, личностная тревожность (ЛТ) - 47 баллов, память на числа - 4 балла, память на фигуры - 8 баллов, оперативная память - 38 баллов, оперативное мышление - 44 балла, индивидуальная минута - 69 с.; характеристики внимания: эффективность работоспособности (ЭР) - 38 с., время врабатывания (BP) - 1,1 балла, психическая устойчивость внимания (ПУ) - 0,9 балла, скорость внимания при выполнении теста 163 с., переключаемость внимания - 14 с.

Индекс функциональных изменений (ИФИ, по P.M. Баевскому) - 1,9 у.е.

Курс из 10 процедур у спортсмена К. проводился с целью оптимизации функционального состояния организма с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга с использованием программно-аппаратного комплекса «БОСЛАБ» (версия БИ-02). Структура каждого сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга состояла из графической сессии (10 минут) и игровой сессии (16 минут), общей продолжительностью 26 минут.

Графическая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга проводилась в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролировался 2-мя миографическими датчиками, электроды крепились на фронтальную мышцу по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрировались от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепился к мочке уха; в графической сессии сеанса спортсмен осуществил произвольный подъем и удержание β ритма головного мозга выше установленного порога, сохраняя произвольное мышечное расслабление; порог (уровень) в каждом сеансе тренинга выставлялся индивидуально таким образом, чтобы его достигало не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в течении каждого сеанса тренинга; биологическая обратная связь об успешности выполнения задания по произвольному подъему и удержанию β ритма головного мозга выше заданного порога участнику тренинга передавалась через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала (щелчок); тренирующий эффект достигался в результате постепенного усложнения задания подъема порога (уровня), который должен пересечь управляемый участником тренинга параметр - β ритм головного мозга.

Игровая сессия сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга проводилась в условиях активного бодрствования при открытых глазах, при позиции спортсмена - сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного расслабления и без выполнения каких-либо движений или мышечных напряжений (мышечный тонус контролировался 2-я миографическими датчиками, электроды крепились на фронтальную мышцу - по середине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга); ЭЭГ-сигналы регистрировались от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепился к мочке уха; выбор игрового сюжета осуществлялся спортсменом самостоятельно, исходя из личных предпочтений («Цветы»); перед спортсменом ставилась задача подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга при условии сохранения произвольного мышечного расслабления, выполнение которой ведет к ускорению динамики и развитию игрового сюжета выбранной игры (рост и распускание цветов в игре «Цветы»); тренирующий эффект достигается в результате ускорения выполнения игровых заданий.

Показатели функционального состояния вегетативной нервной системы в обеспечении регуляции деятельности сердечным ритмом в спектральном анализе изменились следующим образом: общая мощности спектра (TP) - 12280 мс², волны очень низкой частоты (VLF) - 2%, волны низкой частоты (LF) - 68%, волны высокой частоты - (HF) - 33%, коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF) - 2,0 у.е. Данные изменения свидетельствуют об оптимизации в функционировании вегетативной нервной системы, урегулировании процессов возбуждения и торможения в обеспечении деятельности сердечного ритма.

Показатели центральной гемодинамики изменились следующим образом: частота сердечных сокращений (ЧСС) - 68 уд/мин, систолическое артериальное давление (САД) - 115 мм. рт.ст., диастолическое артериальное давление (ДАД) -72 мм. рт.ст., среднее артериальное давление (АД ср.) - 68 мм. рт.ст., пульсовое артериальное давление (ПД) 43 мм. рт.ст., ударный объема сердца (УО) - 67,3 мл, минутный объем кровообращения (МОК) - 4576,4 мл/мин., сердечный индекс (СИ) - 2,35 л/мин/м²., общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) - 1496,4 дин/с/см^-5, удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС) - 36,6 у.е. Данные изменения свидетельствуют об оптимизации функционирования и повышении резервных возможностей сердечнососудистой системы спортсмена.

Показатели психологического тестирования изменились следующим образом: реактивная тревожность (РТ) - 31 балл, личностная тревожность (ЛТ) - 44 балла, память на числа - 5 баллов, память на фигуры - 9 баллов, оперативная память - 39 баллов, оперативное мышление - 45 баллов, индивидуальная минута 58 с.; характеристики внимания: эффективность работоспособности (ЭР) 30 с., время врабатывания (BP) 0,9 балла, психическая устойчивость внимания (ПУ) - 0,73 балла, скорость внимания при выполнении теста - 148 с., переключаемость внимания - 12 с. Данные изменения свидетельствуют об улучшении когнитивных функций и психофизиологических показателей спортсменов.

Индекс функциональных изменений (ИФИ, по P.M. Баевскому) - 2,1 у.е. Данные изменения свидетельствуют о повышение адаптационного потенциала спортсмена.

Технический результат заключается в оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга, в обеспечении возможности повышения эффективности процессов восстановления функционального состояния спортсменов после интенсивных физических нагрузок и для реабилитации после психоэмоционального перенапряжения.

Таким образом, заявляемый способ оптимизации функционального состояния организма спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга обладает новыми свойствами, обуславливающими получение положительного эффекта.

Литература (8)

1. Штарк, М.Б. Применение электроэнцефалографического биоуправления в клинической практике (литературный обзор) / М.Б. Штарк, А.Б. Скок // Биоуправление 3: Теория и практика. Новосибирск, 1998. - С. 131-139.

2. Долецкий А.Н. Нейрофизиологические механизмы адаптивного биоуправления и пути повышения его эффективности… автореф. дисс. … д-ра.мед. наук / А.Н. Долецкий. Волгоград, 2012 г. - 50 с.

3. Budzynski Т.Н. Reversing age-related cognitive decline: use of neurofeedback and audiovisual stimulation / Т.Н. Budzynski, H. K. Budzynski // Biofeedback. - 2000. - Vol. 28, №3. - P. 19-21.

4. Лунина, H.В. Кумулятивное влияние курса нейробиоуправления по бета-ритму на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы спортсменов / Н.В. Лунина, Ю.В. Корягина// Современные вопросы биомедицины. - 2022. - Т. 6. - №2. DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_02_28

5. Лунина, Н.В. Воздействие БОС-тренинга на когнитивные функции спортсменов / Н.В. Лунина, Ю.В. Корягина // Современные вопросы биомедицины. 2022. Т. 6. №4. DOI: 10.51871/25 88-0500_2022_06_04_30

6. Лунина Н.В., Корягина Ю.В. Влияние БОС-тренинга по бета-ритму головного мозга на уровень тревожности и эндогенную оценку времени спортсменами. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2022; 99(6-2):44-49. https://doi.org/10.17116/kurort20229906244

7. Лунина, Н.В. Взаимосвязи ритмологической активности головного мозга с психомоторными характеристиками у подростков, специализирующихся в водном поло /Н.В. Лунина, Ю.В. Корягина // Современные вопросы биомедицины. 2022. Т. 6. №4. DOI: 10.51871/2588-0500_2022_06_04_

8. Аппаратно-программный комплекс "Бослаб ЭЭГ" [Электронный ресурс] URL: https://boslab.ru/products/boslab/boslab_eeg.php (дата обращения: 07.02.2023).

Изобретение относится к медицине, а именно к спортивной медицине и может быть использовано для оптимизации функционального состояния спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга. Сеанс нейробиоуправления по β ритму головного мозга проводят в условиях активного бодрствования при открытых глазах. Сеанс состоит из графической сессии продолжительностью 10 минут и игровой сессии продолжительностью 16 минут. Используют позицию спортсмена сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного мышечного расслабления. Мышечный тонус контролируют 2-мя миографическими датчиками, электроды. ЭЭГ-сигналы регистрируют от ЭЭГ-датчиков. Спортсмену предлагают повысить и удерживать β ритм головного мозга выше уровня, который достигает не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в самом начале сеанса. В графической сессии в режиме реального времени биологическая обратная связь об успешности выполнения задания передается через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала зависящих от β ритма головного мозга Тренирующий эффект достигается в результате постепенного усложнения задания путем увеличения уровня, который должен быть превышен β ритмом головного мозга. В игровой сессии в режиме реального времени перед спортсменом ставят задачу подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга выше уровня, который достигает не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в самом начале сеанса. Тренирующий эффект достигается в результате ускорения выполнения игровых заданий. Способ обеспечивает оптимизацию и повышение эффективности процессов восстановления функционального состояния организма спортсменов, реабилитации после психоэмоционального перенапряжения за счет использования нейробиоуправления по β ритму головного мозга. 2 пр.

Способ оптимизации функционального состояния спортсменов с помощью нейробиоуправления по β ритму головного мозга, включающий проведение сеанса нейробиоуправления по β ритму головного мозга в условиях активного бодрствования при открытых глазах, состоящего из графической сессии продолжительностью 10 минут и игровой сессии продолжительностью 16 минут, отличающийся тем, что используют позицию спортсмена – сидя перед экраном монитора компьютера, в условиях произвольного мышечного расслабления, при этом мышечный тонус контролируют 2-мя миографическими датчиками, электроды которых крепят на фронтальную мышцу посередине лба на расстоянии 3-4 см друг от друга, ЭЭГ-сигналы регистрируют от ЭЭГ-датчиков, прикрепляемых к коже головы при биполярном отведении в точках Fz-Cz по международной системе размещения электродов на поверхности головы «10-20», индифферентный электрод крепят к мочке уха; спортсмену предлагают повысить и удерживать β ритм головного мозга выше уровня, который достигает не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в самом начале сеанса; в графической сессии в режиме реального времени биологическая обратная связь об успешности выполнения задания по произвольному подъему и удержанию β ритма головного мозга выше заданного уровня спортсмену передается через экран монитора компьютера в виде визуального сигнала в виде графической линии и аудиального сигнала зависящих от β ритма головного мозга; тренирующий эффект достигается в результате постепенного усложнения задания путем увеличения уровня, который должен быть превышен β ритмом головного мозга спортсмена; в игровой сессии в режиме реального времени перед спортсменом ставят задачу подбора и сохранения стратегии произвольного подъема β ритма головного мозга выше уровня, который достигает не менее 30% флюктуаций β ритма головного мозга в самом начале сеанса, при условии сохранения произвольного мышечного расслабления, выполнение задачи ведет к ускорению развития игрового сюжета, тренирующий эффект достигается в результате ускорения выполнения игровых заданий.