Файл: Обратные связи в функциональных системах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.03.2024

Просмотров: 22

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Эдмунд Джекобсон – первый ученый, разработавший методику, основанную на БОС, в 1920 году. Ученый был сильно ограничен не совершенностью своей аппаратуры. С помощью электродов, отображавших мышечное напряжение, он измерял и примерял данные измерения для выработки навыка соматической релаксации, данный метод получил широкое применение в настоящее время.

Мы знаем, что напрячь скелетные мышцы, не вызывает больших сложностей, человек легко сжимает кулак, приседает, для выполнения этих действий не требуется дополнительной аппаратуры. Сложнее управлять, например, трапециевидной мышцей. Для этого требуются тренировки. Скоростью же сердцебиения могут управлять единицы. Итак, мы понимаем, что управлять скелетными мышцами возможно и чем выше тренированность организма, тем больше возможности, а для управления реакциями внутренних органов необходимы длительные тренировки.

Рис. 5. Схематическое изображение метода биологической обратной связи[6]

Французский физиолог, анатом и врач Биша Мари Франсуа Ксавье подразделил нервную систему на анимальную и вегетативную (автономную). Об этом мы говорили выше. Он отметил, что есть разница в «цереброспинальной нервной системой большого мозга и спинного мозга» (ЦНС), которые управляют скелетными реакциями. С двух сторон от спинного мозга проходят «малые мозги» (цепи ганглиев), управляющие эмоциями с одной стороны и реакциями, происходящими в организме с другой стороны. Он ввел термин вегетативная и считал, что она независима от ЦНС.

Позже, в 1932 году американский физиолого Уолтер Кэннон, изучавший процессы внутренней саморегуляции человека, пришел к выводу, что различные нервные волокна автономной системы возбуждаются одновременно и не способны к тонким реакциям, которые происходят в ЦНС.

В классической физиологии есть низшая форма обучения – обуславливание (условные рефлексы, например, желудочный сок при виде еды у павловских собак). Подкреплением в данной форме является безусловный стимул, на который реагирует организм, такой реакции надо обучить, по этому возможности метода ограничены.

Высшая форма, ее считают ответственной за сознательное поведение, называют методом ошибок и проб, в психологии известны опыты, в которых крыс сажали в коробку и вживляли им электроды в так называемые центры удовольствия, помещали кнопку, возбуждающую эти датчики в клетку, крыса находила кнопку, нажимала на нее, получая удовольствие. Подкрепление при данной форме подкрепление может усиливать любую реакцию, которая была перед ним.


Долго время считалось, что единственной возможной формой обучения является обусловливание.

Мы понимаем, что резервы человеческого организма до конца не исследованы и не исчерпаны. И дальнейшее их изучение и оптимальное использование лежит на стыке изучения психологических и физиологических возможностей. В конце 50 годов ХХ века, основываясь на учении о рефлексах и , а также других трудах в этой области возник новый метод биологической обратной связи (БОС). Это очень перспективное направление в развитии психофизиологии.

Основное положение БОС – информация о собственном состоянии позволяет испытуемому обучиться саморегуляции. Этот метод позволяет нам активизировать наши возможности для достижения поставленной цели, физиолог из США, обучал этих больных регулировать давление. Во время данных исследований у ученого был один случай, у молодого человека были парализованы нижние конечности, а владеть костылями он не мог из-за постуральной гипотонии, то есть, когда его поднимали в вертикальное положение, его давление падало так резко, что он не мог сохранять данное положение. Целью было научить повышать артериальное давление с помощью «инструментального обучения». На руке у больного была манжета, контролирующая минимальное давление. При превышении давлении, раздавался звуковой сигнал, который значил, что задание выполняется успешно. Задание усложнялось, таким образом, больной научился находиться в вертикальном положении, а затем ходить на костылях. Благодаря данной методике больной научился ходить, опираясь на костыли.

При инструментальном обучении, непрерывно измеряется физиологический параметр, в случае его изменения пациенту подается сигнал. Пациент обязательно должен хотеть добиться результат, который обозначил перед ним инструктор.

Можно сказать о том, что первые опыты по произвольному регулированию висцеральных (внутренних) реакций проводились в России. В 1855 году испытуемые повышали свое ЧСС (частота сердечных сокращений), при этом сам профессор подавал сигнал об ударе пульса, в данных исследованиях была задействована скелетная мускулатура, более того, установил, что висцеральные процессы лучше контролируются людьми, умеющими управлять группами мышц, управлять которыми могут немногие (шевелить ушами). Данный эксперимент не относится к эксперименту по переводу непроизвольных реакций в произвольные.

В 1955 году защитила кандидатскую диссертацию, в которой доказывала возможность превращение непроизвольных реакций в произвольные. В ее исследованиях испытуемого учили произвольно сужать или расширять кровеносные сосуды. Испытуемому подавалась информации о состоянии его сосудов с помощью звука, то есть когда сосуды расширялись высота звука понижалась, а когда сужались – повышалась. После этих тренировок, испытуемые могли сами сужать или расширять сосуды, отвечая на словесную инструкцию исследователя.


Непосредственно термин биологическая обратная связь ввели психофизиологи из США. Дж. Басмаджан занимался тем, что с помощью электрода, который снимал показания активности мышечного волокна, усилителя и осциллографа, который отображал кривую активности (визуальная обратная связь), преобразовывал сигнал в звук и подавал на громкоговоритель (звуковая обратная связь), вместе с электрической активностью менялась с громкость звука. В результате испытуемые учились напрягать и расслаблять отдельное мышечное волокно в нужном ритме.

В 1969 году появилось первое общество Биологической обратной связи.

В середине 60-ых годов Элмер Грин и его жена Алиса Грин воспроизвели методику Дж. Басмаджана, у больных с тревожностью учили изменять кровоток пальцев, для чего постоянно измеряли температуру кончиков его пальцев. В ходе исследования одному больному мигренью лучше. После выясняется, что кровоток в кончиках отображает циркуляцию крови во всем организме. Приступ мигрени связывают с изменением уровня кровотока в мозгу, из данного эксперимента становится ясно, что возможно регулировать уровень кровотока в организме, следовательно, возможно таким образом лечить мигрень.

Появляются работы по применению БОС в лечении разных заболеваний, таких как эпилепсия, тревожное состояние, сердечная аритмия и другие.

Изучение биологической обратной связи активно происходит и в России. Выпускается литература по этому методу. В 1996 году было организовано общество биологической обратной связи. Итак, с помощью биологической обратной связи уже долго лечат.

2.2. Виды БОС и применение метода БОС.

Сфера применения БОС технологий разделяется на клиническую и неклиническую.

Когда мы говорим о неклинической сфере применения БОС, то в первую очередь отмечаем использование метода, в целях повышения эффективности деятельности в учебе, работе, спорте. Мы говорим о любой деятельности, которая требует длительных и постоянных усилий, большой ответственности. БОС-методы применяются в педагогике, с их помощью можно повысить эффективность обучения, развивать творческие способность.

Клиническая сфера данного метода воссоединяется с терапевтическими воздействиями при различных хронических заболеваниях (нарушение внимания, гиперактивность, эпилепсия, гипертоническая болезнь и т. д.) БОС терапия используется как метод предотвращения болезней и психических расстройств.


Кроме того, БОС используется в лечении двигательных расстройств, при травмах и заболеваниях опорно-двигательного аппарата, используя этот метод можно формировать правильную осанку у детей и подростков. После травм и. в случаях с неправильной осанкой, можно говорить о снижении подвижности мышц, их тонуса, понижения возбудимости, а как следствие ухудшение работоспособности и выносливости.

Во время лечения с помощью метода БОС, человек получает информацию о работе органов и систем, обработанную с помощью специальной аппаратуры. БОС-процедура представляет собой постоянную визуализацию показателей и «подкреплением» с помощью игровых, мультимедийных приемов, в данной области значений. Иными словами, на мониторе человек видит проходящие в нем внутренние процессы. Таким образом человек учится регулировать некоторые функции, например, ЧСС и дыхание, напряжение мышц, кровенаполнение сосудов и тд. За время данной терапии возможно повлиять на физиологические показатели, то есть, уровень тонической активации той системы, чью активность отражает показатель. К примеру, с помощью данного метода возможно научиться понижать и повышать температуру кончиков пальцев, что приведет к снижению спазма в периферических сосудах.

Рис. 6. Метод лечения мигрени с помощью Биологической обратной связи.[7]

Самый распространенный вид биологической обратной связи – ЭМГ БОС. Обратная связь – электромиографический сигнал, отображающий мышечную активность. Метод активно используется при корректировке мышечных отклонений. Так же применяется для коррекции походки, заживление парезов и излечении параличей, существует еще много болезней, которые лечатся с помощью данного вида.

ЭМГ БОС так же применяют при хронических головных болей, фантомных болей. Данный вид используют для релаксации мышц и таким образом лечат неврозы.

Еще одна сфера, в которой применяется данный метод - профилактика развития паталогических изменений. Это необходимо в ряде профессий, например, данный метод помогает подобрать правильную позу сидения за компьютером, напрягать только определенные группы мышц, необходимые в этот момент, а затем расслаблять их.

Следующий популярный вид БОС – температурный. Температура кожи соответствует интенсивности периферического кровотока, по этому, с помощью данного метода активно лечат заболевания сосудов. При лечении мигрени (болезнь, во время которой происходит спазм сосуда, а затем его расширение, что приводит к головным болям). Во время данной процедуры происходит нагревание кончиков пальцев и снижения температуры лба. Эффект – нормализуется мозговое кровообращение.


С помощью данного метода проводится купирование фантомных болей, в оставшейся части конечности уменьшается кровоток. Целью терапии в этом случае является формирование у пациента навыка привычно и бессознательно поддерживать стандартную температуру в культе.

Еще один вид – БОС кожно-гальванической реакции. Параметр, который измеряется сопротивление кожи электрическому току. Данный метод отражает активность потовых желез, соответственно, активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, симпатическая активация отражает уровень эмоционального возбуждения. КГР БОС используется при лечении неврозов.

Данный вид так же активно используется для оптимизации какой-либо физической или умственной деятельности.

ЧСС (чистота сердечных сокращений) БОС – еще один метод, применяющийся для снижения уровня тревожности, при выступлениях, каких либо фобий.

ЭГГ БОС – используется для лечения эпилептических припадков и лечении эпилепсии. Во время процедуры предусматривается контроль корковых потенциалов, что позволяет снизить количество припадков и их интенсивность.

Данный метод используют при старческом слабоумии, так как из-за слабого кровообращения в голове, спектр перемещается на низкую частоту, а данный метод позволяет поддерживать на одной частоте. Данный метод активно используется для того, чтобы освободиться от зависимостей и нейтрализовать некоторые пагубные последствия.

В данный момент во многих странах мира БОС, динамично развивается и становится одним из направлений современной медицины. Затраты на воспроизведение данных методов достаточно малы, при этом большая вероятность получения результата. Так же данный метод очень популярен у врачей практиков.

3. Исследование возможности контролировать параметры голоса с помощью визуализации звука при отсутствии слуха.

3.1 Постановка задачи.

В организме присутствует огромное количество обратных связей. Некоторые заболевания человека связаны с нарушением обратных связей. Данные заболевания могут лечиться с помощью метода БОС, который будет заменять обратные связи. Примером такого заболевания может служить глухонемота. Она бывает 2 типов: врожденная и приобретенная в раннем возрасте, проблема таких людей заключается в том, что их связки не нарушены, но при этом они не могут говорить, так как не слышат себя, и не могут контролировать произносимые звуки. Отталкиваясь от этого была сформулирована гипотеза, что с помощью визуализации звука можно обучаться контролировать параметры голоса и издаваемых звуков, при отсутствии слуха.