Методы изучения соматических и вегетативных реакций как отражения психических явлений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Методы изучения соматических и вегетативных реакций как отражения психических явлений

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ПСИХИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1 Электроэнцефалография

1.2 Метод вызванных потенциалов

1.3 Магнитно-резонансная томография

2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СОМАТИЧЕСКИХ И ВЕГЕТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ КАК ОТРАЖЕНИЯ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

2.1 Методы изучения глазных реакций

2.1.1 Метод регистрации зрачковых реакций

2.1.2 Метод регистрации миганий

2.1.3 Метод регистрации глазных движений

2.2 Методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы

2.2.1 Плетизмография

2.2.2 Реография

2.2.3 Электрокардиография

2.3 Методы оценки вегетативных сдвигов в организме

2.3.1 Кожно-гальваническая реакция

2.3.2 Омегометрия

Список использованных источников

Введение

Психофизиологические методы, основанные на регистрации объективных показателей, используются в двух основных направлениях: при изучении функционирования ЦНС и оценке ее состояния, а также для обнаружения и измерения вегетативных сдвигов в организме. Именно методы, основанные на регистрации объективных показателей, позволяют получить точное количественное описание изучаемых процессов.

Центральная нервная система, как субстрат психических явлений, изучается с помощью следующих психофизиологических методов:

- электроэнцефалография;

- метод вызванных потенциалов;

- томография.

Среди методов изучения вегетативных реакций, как отражения психических явлений, можно выделить следующие группы методов:

- методы оценки глазных реакций;

- методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы;

- методы оценки состояния дыхательной системы;

- методы оценки состояния мышечной системы;

- методы оценки вегетативных сдвигов общего характера.

1. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ПСИХИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1 Электроэнцефалография

Электроэнцефалография - это метод регистрации спонтанной электрической активности мозга человека с поверхности головы. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) представляет собой квазипериодоческие колебания разности потенциалов с разной частотой и амплитудой. Считается, что ЭЭГ - это результат суммации синаптических потенциалов (возбудительных и тормозных) в подэлектродном участке коры больших полушарий. Чем более синхронизована активность нейронов в данном участке коры, тем выше амплитуда регистрируемых колебаний.

Основной характеристикой ЭЭГ является текущий ритм колебаний потенциала. Ритмом ЭЭГ называется группа близких по частоте волн, следующих друг за другом (рис. 1). В ЭЭГ человека выделяют четыре основных ритма:

- дельта-ритм: частота 0,5-4 Гц, амплитуда от 20 до нескольких сот микровольт (в норме регистрируется в стадии медленноволнового сна);

- тета-ритм: частота 4-8 Гц, амплитуда 20-100 мкВ, лучше регистрируется в передних отделах коры (характерен для состояния психо-эмоционального напряжения);

- альфа-ритм: частота 8-13 Гц, амплитуда 5-200 мкВ, лучше регистрируется в теменно-затылочной области при закрытых глазах (в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами альфа-ритм регистрируется у 85% людей);

- бета-ритм: частота 14-30 Гц, амплитуда 5-30 мкВ, регистрируется при открытых глазах (смена альфа-ритма бета-ритмом при открывании глаз называется реакцией десинхронизации; эту реакцию может вызвать любая нагрузка; природа десинхронизации - усиление генерализованных влияний на кору со стороны ретикулярной формации);

- гамма-ритм: частота выше 30 Гц, амплитуда менее 15 мкВ (регистрируется при решении мыслительных задач).

Основные типы ЭЭГ:

1. Организованный. Основной компонент - альфа-ритм с высокой регулярностью.

2. Гиперсинхронный. Характерна регулярная активность при отсутствии значительных региональных различий.

3. Десинхронизированный. Характерна редукция альфа-ритма. Амплитуда ЭЭГ незначительна.

4. Дезорганизованный. Отмечается выраженная, но нерегулярная альфа-активность; амплитуда бета-ритма выше обычной.

5. Дезорганизованный с преобладанием тета- или дельта-акт-ти. При этом альфа-активность редуцирована.

Рисунок 1. Методика регистрации ЭЭГ

Аппаратура: электроды, шлем, коммутационная панель, многоканальный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), компьютер. Требования к усилителям: усиление не менее чем в 100 тыс. раз, низкий уровень собственных шумов, входное сопротивление 10-15 кОм, возможность фильтрации входного сигнала в определенных диапазонах частот.

Процедура: Перед установкой электродов на голову обследуемого надевается специальный шлем. Как правило, в качестве активных (с помощью которых будет регистрироваться ЭЭГ) используются электроды диаметром 1 см. Кожа головы в местах контакта электродов обезжиривается. Зазор между электродом и кожей головы заполняется токопроводящей пастой или гелем. Необходимо добиться низкого подэлектродного сопротивления.

Активные электроды накладываются на определенные участки головы обследуемого согласно системе «10х20» (рис. 2). Для этого измеряется расстояние по средней линии головы между двумя точками (nasion и inion). Это расстояние берется за 100%. На расстоянии 10% от nasion устанавливается нижний лобный электров, обозначаемый как «Fp». На расстоянии 10% от inion устанавливается затылочный электрод, обозначаемый как «О». Затем по средней линии головы на расстоянии от установленных электродов, равном 20%, устанавливаются электроды Fz, Cz и Pz. После этого измеряется расстояние между слуховыми проходами обследуемого через вертекс. И теперь это расстояние принимается за 100%. По биноуральной линии на расстоянии 10% от слуховых проходов устанавливаются нижние височные электроды (Т3 и Т4). Затем на расстоянии от установленных электродов, равном 20%, устанавливаются электроды С3 и С4. Между установленными электродами могут быть закреплены по той же схеме (через 20%) дополнительные фронтальные (F), височные (Т) и теменные (Р) электроды. Для обозначения электродов, расположенных над левым полушарием, используются нечетные цифровые индексы; над правым полушарием - четные.

Рисунок 2

Индифферентные электроды (А1 и А2), относительно которых регистрируются изменения потенциалов, закрепляются на мочках ушей. Заземляющий электрод располагается на лобном полюсе (Fpz).

Обработка результатов: обработка записей ЭЭГ производится в отсроченном режиме. Во-первых, необходимо исключить из дальнейшего анализа участки записи, которые содержат артефакты (помехи, вызванные мышечной активностью обследуемого, смещением электродов или работой посторонних приборов). Для минимизации помех в исходной записи рекомендуется использовать процедуры подавления синфазных помех и фильтрации входного сигнала.

Анализ полученных результатов

Для анализа ЭЭГ наиболее широко используются спектрально-корреляционные методы анализа.

Автокорреляционная функция количественно описывает частотные характеристики ЭЭГ в данном участке коры. Спектры мощности отражают представленность разных ритмов ЭЭГ в области отведения. Так, например, наличие в ЭЭГ частот выше 30 Гц (гамма-ритм) связывается с процессами обработки информации.

Кросскорреляционная функция дает возможность оценить временную взаимосвязь процессов, протекающих в разных областях коры.

ЭЭГ и функциональное состояние

Повышение психо-эмоционального напряжения, состояние тревоги сопровождается увеличением мощности тета-частот. Значительное увеличение мощности тета-ритма свидетельствует об усилении в коре тормозных процессов. Увеличение мощности низких частот может также указывать на развитие состояния монотонии. Развитие утомления, выражающееся в снижении коркового тонуса, может сопровождаться усилением дельта- и тета-активности в передних отделах коры, а также усилением бета-активности в задних отделах. Еще одним проявлением утомления может служить снижение амплитуды и частоты альфа-ритма.

ЭЭГ и свойства нервной системы

Сила нервной системы коррелирует с уровнем пространственной синхронизации в лобно-центральных отделах.

Факторы, влияющие на спонтанную электрическую активность мозга

- возраст (ЭЭГ приобретает черты, свойственные взрослому, примерно к 13 годам, а ее полное созревание завершается к 18-20 годам; последующие изменения наступают в возрасте 55-60 лет);

- пол (у женщин выше средняя частота альфа-ритма и когерентность);

- наследственные факторы (у монозиготных близнецов идентичность ЭЭГ наблюдается в 85%, у дизиготных - только в 5% случаев).

1.2 Метод вызванных потенциалов

Метод вызванных потенциалов (ВП) является способом получения объективной информации о состоянии различных отделов центральной нервной системы. ВП - это электрическая реакция, генерируемая мозгом в ответ на экзогенные или эндогенные события. Экзогенными событиями чаще всего являются моменты включения и выключения раздражителя. В качестве эндогенных событий могут выступать процессы ожидания сигнала, его опознания, принятие решения или моторные реакции.

ВП регистрируются у человека с поверхности головы. Методической особенностью регистрации ВП является то, что данная ответная реакция формируется на фоне ЭЭГ, ниже ее по амплитуде и поэтому визуально неразличима. Для выделения ВП из ЭЭГ используют метод накопления. Метод состоит в суммировании множества отрезков ЭЭГ (от 30 до нескольких сотен), синхронизованных по моменту предъявления раздражителя или по началу выполнения действия. Выделение ВП происходит за счет того, что вызванные колебания потенциала (ВП) синхронизованы относительно экзогенного или эндогенного события, а спонтанные колебания потенциала (ЭЭГ) - не синхронизованы. В результате происходит суммирование (накопление) ВП и подавление ЭЭГ.

Графически ВП представляет собой сложную волновую кривую длительностью несколько сот миллисекунд. В вызванном потенциале выделяют отдельные колебания, которые называют компонентами ВП. Как правило, для обозначения компонентов используются буквы и цифры. Буква N означает, что данное колебание потенциала является негативным (направлено вверх относительно изолинии). Буква Р, напротив, означает, что данное колебание является позитивным (вершина волны направлена вниз). Цифрами обозначают либо порядковый номер волны (N1, P1, N2, P2 …), либо приблизительное время формирования волны (N70, P100, N140 …) (рис. 3).



Рисунок 3

Методика регистрации ВП

Аппаратура: для регистрации ВП используется та же установка, что и для регистрации ЭЭГ.

Процедура: Как правило, используется многоканальный способ регистрации ВП. Рекомендуется устанавливать электроды, руководствуясь системой «10х20». Однако возможны (в зависимости от задачи) расположения электродов в иных позициях. Индифферентные электроды закрепляются на мочках ушей, заземляющий - на лобном полюсе (Fpz).

Для реализации метода накопления используется серия стандартных событий. Временной интервал между событиями должен превышать длительность ВП. Целесообразно также случайным образом варьировать величину интервала в определенном диапазоне.

Масштабирование записи производится с помощью калибровки.

Обработка результатов: для накопления используются безартефактные записи ЭЭГ (без видимых помех), включающие 100-200 мс предстимульной ЭЭГ и 500-1000 мс постстимульной ЭЭГ. Затем (после усреднения) необходимо произвести идентификацию компонентов ВП. Обработка ВП включает изменение латентных периодов и амплитуды компонентов ВП.

Анализ полученных результатов

Считается, что ранние компоненты ВП (с латентностью до 100 мс) связаны с физическими параметрами раздражителя, средние компоненты (с латентностью 100-200 мс) - с анализом характеристик стимула, а поздние (с латентностью более 200 мс) - с процессами принятия решений.

Рост интенсивности раздражителя приводит к росту амплитуды и укорочению латентности ранних компонентов ВП. Привлечение внимания к стимулу сопровождается ростом амплитуды поздних компонентов ответа.

Факторы, влияющие на вызванную электрическую активность мозга

Форма ВП зависит от модальности стимула (зрительные, слуховые, соматосенсорные …) (рис. 4), способа регистрации ответной реакции (униполярный или биполярный, площадь электродов, подэлектродное сопротивление, область отведения …) (рис. 5), характеристик раздражителя (интенсивность, длительность, межстимульный интервал …) (рис. 6), возраста обследуемого (ВП стабилизируется к 16-18 годам) и его функционального состояния.

Кроме того, на качество полученных результатов может влиять наличие артефактов:

- артефакты физического происхождения (шумов усилителя и наводок, связанных с плохим креплением электродов, неисправностью соединительных проводов, наведением сети переменного тока);

- артефакты физиологического происхождения (движения глаз, мигательные движения, сокращение мышц головы и шеи, сердечные сокращения).

А Б

А - вызванный потенциал на световой стимул,

Б - вызванный потенциал на звуковой стимул.

Рисунок 4

Рисунок 5



Рисунок 6

1.3 Магнитно-резонансная томография

Томография является сегодня одним из наиболее информативных методов изучения ЦНС. Томография заключается в послойном исследовании изучаемой структуры. Существует несколько видов томографии: рентгеновская, электронно-лучевая, магнитно-резонансная, позитронно-эмиссионная, ультразвуковая, оптическая, когерентная и др. Но цель всех видов томографии едина: получить информацию о плотности вещества в каждой точке сечения.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) - это метод отображения, основанный на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), которое характерно для ядер с нечетным числом нуклонов (протонов и нейтронов). Последние обладают магнитными свойствами, которые превращают каждое такое ядро в магнитный диполь, имеющий определённую ориентацию.

Преимущество МРТ перед другими методами состоит в более высокой разрешающей способности, большей контрастности изображений, возможности получения срезов в различных плоскостях и отсутствии гамма-лучевого воздействия на пациента.

По типу источника основного магнитного поля, ЯМР-томографы разделяют на постоянные, резистивные, сверхпроводящие и гибридные системы. По виду конструкции ЯМР-томографы бывают открытые и закрытые (рис. 7).

Методика магнитно-резонансной томографии

Аппаратура: ЯМР-томограф состоит из следующих основных блоков: магнита, градиентных, шиммирующих и радиочастотных (РЧ) катушек, охлаждающей системы, систем приема, передачи и обработки данных, системы экранирования. Компьютер, контролирующий все компоненты томографа, можно разделить на центральный блок обработки, состоящий из блока приема и передачи данных, реконструкции изображений и хранения данных и оперативной памяти, и периферийные устройства, к которым можно отнести блок хранения данных и устройства ввода/вывода.

А Б

А - ЯМР-томограф открытого типа,

Б - ЯМР-томограф закрытого типа.

Рисунок 7

Комнату сканирования окружает клетка Фарадея - электрически проводящий экран (медная сетка или листы алюминия), уменьшающий влияние внешних радиоволн на работу ЯМР-томографа и предотвращающий выход РЧ волн за пределы процедурной комнаты. Экранирование комнаты может быть полным (с 6 сторон) или частичным, если края поля нужно уменьшить лишь в некоторых областях.

Процедура: обследуемый располагается на управляемом компьютером столе, точность установки позиции которого составляет 1 мм. Для проведения ЯМР исследования необходимо поместить человека в мощное, статическое и однородное магнитное поле, создающее внутри тканей обследуемого макроскопическую ядерную намагниченность. Оптимальная сила магнитного поля при проведении исследований ЦНС оставляет 3 Тесла.

В ЯМР томографии регистрация сигнала происходит от резонирующих ядер, имеющих как спин, так и магнитный момент. Чаще всего в МРТ используются протоны водорода 1Н. Это вызвано двумя причинами: высокой чувствительности к МР сигналу и их высокому естественному содержанию в биологических тканях.

Для получения сигнала от ядер необходимо облучить объект, помещенный в постоянное магнитное поле, дополнительным радиочастотным полем. Если частота РЧ сигнала совпадает с параметрами ядра и магнитного поля, то возникает резонанс - атомы элемента поглощают энергию импульса и переходят на более высокий энергетический уровень. МР изображение по сути является изображением РЧ сигналов, испускаемых телом человека. Интенсивность каждого элемента МР изображения (пиксела) пропорциональна интенсивности сигнала от соответствующего элемента объема 3D пространства (воксела) для данной толщины среза.

Современные ЯМР-томографы позволяют проводить магнитно-резонансную спектроскопию и получать информацию о том, где и в каком количестве находятся, например, ядра углерода-13, и уже для них строить требуемые изображения. Это позволяет с высокой точностью регистрировать регионарные метаболические изменения.

Обработка результатов: в результате компьютерной обработки полученной информации формируются изображения изучаемых структур в различных плоскостях, трехмерные реконструкции органов и тканей с высокой разрешающей способностью.

Анализ полученных результатов

Полученные компьютерные срезы позволяют установить локализацию участков мозга с повышенной интенсивностью обменных процессов (например, при решении испытуемым определенной задачи). Эта информация может быть использована для определения мозговых структур, связанных с реализацией тех или иных психических функций.

Факторы, влияющие на результаты ЯМР-томографии

- физиологические;

- физические явления (химический сдвиг, восприимчивость, металл).

- неисправность оборудования;

- неправильные действия оператора.

2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СОМАТИЧЕСКИХ И ВЕГЕТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ КАК ОТРАЖЕНИЯ ПСИХИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

2.1 Методы изучения глазных реакций

Для психофизиолога наибольший интерес представляют три категории глазных реакций: изменения диаметра зрачка, мигательные движения и движения глаз.

электроэнцефалография магнитный резонансный вегетативный

2.1.1 Метод регистрации зрачковых реакций

Зрачок - это отверстие в радужной оболочке глаза, через которое свет попадает на сетчатку. Диаметр зрачка человека в зависимости от фоновой освещенности может меняться в пределах от 1,8 до 8 мм. Это обеспечивает нормальное световосприятие в диапазоне освещенности в 11 порядков.

При стабильной фоновой освещенности диаметр зрачка меняется, как реакция на эмоциональное воздействие.

Метод, с помощью которого регистрируются изменения диаметра зрачка, получил название пупиллометрия. В психофизиологии пупиллометрия используется для изучения субъективного отношения обследуемого к внешним раздражителям.

Методика пупиллометрии

Аппаратура: система фиксации головы и регистрирующее устройство. В качестве регистрирующего устройства может быть использован фотоаппарат, либо специальный преобразователь, который преобразует отраженный от глазного яблока свет в электрический потенциал.

Процедура: голова обследуемого фиксируется в специальном головодержателе перед экраном монитора (рис. 8). На один из глаз направляется регистрирующее устройство. Монитор играет роль подсветки и стимулятора, через который подаются раздражители. В зависимости от задачи, стимулы могут подаваться через головные телефоны. Регистрируются изменения диаметра зрачка.

Обработка результатов: устанавливается связь между изменениями диаметра зрачка и характером раздражителя (характером деятельности).

Анализ полученных результатов

Анализ полученных результатов позволяет установить субъективное отношение обследуемого к внешним раздражителям или видам деятельности.

Факторы, влияющие на результаты пупиллометрии

- физиологические (выраженность зрачковой реакции);

- физические (уровень фоновой освещенности);

- методические (флуктуации фоновой освещенности);

- аппаратные (неисправности оборудования).

2.1.2 Метод регистрации миганий

Длительность одного мигания приблизительно составляет 1/3 секунды. Средняя частота мигательных движений в норме равна 7,5 миг./мин. Однако частота миганий может варьировать в очень широких пределах: от 1 до 46 в минуту. Эти изменения (в отсутствии повреждающих воздействий на глаз) в значительной степени определяются текущим психическим состоянием человека.

Методика регистрации мигательных движений

Аппаратура: мигательные движения можно регистрировать с помощью киносъемки, или путем регистрации электрических потенциалов. В этом случае используется пара электродов, усилитель биопотенциалов и регистрирующее устройство.

Процедура: электроды фиксируются выше и ниже орбиты глазного яблока в области лобной и лицевой кости. Мигательные движения на записи отображаются в виде отклонения потенциала от изолинии.

Обработка результатов: подсчитывает среднее число мигательных движений в единицу времени при выполнении определенной задачи, динамика частоты миганий в ходе выполнения задачи, а также изменения частоты миганий при смене задач.

Анализ полученных результатов

Анализ полученных результатов позволяет установить связь между психическим состоянием обследуемого и характером деятельности.

Факторы, влияющие на полученные результаты

В качестве основных факторов, способных повлиять на результаты регистрации мигательных движений, следует выделить методические факторы. Так к учащению миганий может привести раздражение глаз. Исказить окончательный результат может также ошибочный учет изменений потенциала, вызванных движениями глазных яблок вдоль вертикальной оси.

2.1.3 Метод регистрации глазных движений

Глазное яблоко вращается с помощью 3 пар глазных мышц. Движения глаз разнообразны по типу, функции, механизму и биомеханике.

Типы глазных движений:

- тремор - колебания глаз с амплитудой 5-15 угл.с и частотой до 150 Гц;

- дрейф - плавное смещение взора с амплитудой 3-30 угл.мин, скорость 6 угл.мин/с;

- флики - непроизвольные коррегирующие скачки глаз длительностью 25 мс и амплитудой 2-10 угл.мин;

- саккады - быстрые перемещения взора (произвольные и непроизвольные). Длительность скачка 50-60мс;

- прослеживающие движения - удержание движущегося изображения в центре сетчатки, максимальная скорость прослеживания 30-40 град/с;

- конвергентно-дивергентные движения - сведение/разведение осей глаз, длительность выполнения порядка 200 мс;

- нистагм (опто-кинетический) - рефлекторные периодические повороты осей глаз.

Методика, с помощью которой регистрируются движения глаз, называется окулография.

Методика окулографии

Аппаратура: мигательные движения можно регистрировать с помощью киносъемки, или путем регистрации электрических потенциалов (электроокулография). В этом случае используется две пары электродов, усилитель биопотенциалов (не менее двух каналов) и регистрирующее устройство.

Процедура: одна пара электродов фиксируются выше и ниже одной из орбит в области лобной и лицевой кости, другая пара электродов устанавливается у внешних краев орбит на левой и правой височной кости. Производится графическая регистрация изменений разности потенциалов по каждому каналу. По одному каналу (с пары электродов, расположенных вдоль вертикальной оси) регистрируется вертикальная составляющая глазных движений, по другому (с пары электродов, расположенных вдоль горизонтальной оси) - горизонтальная составляющая.

Глаз представляет собой диполь, поскольку существует разность потенциалов между дном глаза и роговицей (передний полюс глаза электроположителен, а задний отрицателен). При повороте глаз положение полюсов меняется, что отражается в изменении разности потенциалов на соответствующей паре электродов. Разность потенциалов характеризует направление, амплитуду и скорость движения глаз.

Обработка результатов: амплитуда изменения потенциала на горизонтальных электродах пропорциональна углу поворота глаз в горизонтальной плоскости, полярность изменений указывает на направление смещения взора (вправо или влево); амплитуда изменения потенциала на вертикальных электродах пропорциональна углу поворота глаз в вертикальной плоскости, полярность изменений указывает на направление смещения взора (вверх или вниз). Время нарастания волны электроокулограммы пропорционально скорости смещения взора. Принимая во внимание вышеуказанные показатели, можно определить направление, амплитуду и скорость поворота глаз.

Анализ полученных результатов

Для психофизиолога наибольший интерес представляют следующие показатели глазных движений:

- частота спонтанных саккад;

- характер прослеживающих движений;

- характер нистагма.

Факторы, влияющие на полученные результаты

В качестве основных факторов, способных повлиять на результаты регистрации глазных движений, следует выделить методические факторы. Так исказить окончательный результат может ошибочный учет изменений потенциала, вызванных мигательными движениями.

2.2 Методы оценки состояния сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая система обеспечивает заданный уровень функционирования целостного организма. И одним из наиболее важных индикаторов ее состояния является частота сердечных сокращений (ЧСС). Ритм сердечной деятельности определяется соотношением активности парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы.

Способы измерения ЧСС:

- пальпаторный (тактильная регистрация колебаний стенок крупных артерий);

- сфигмографический (графическая регистрация колебаний стенок крупных артерий);

- плетизмографический (регистрация изменений кровенаполнения периферических сосудов);

- фонокардиографический (регистрация шумов и тонов сердца)

- электрокардиографический (регистрация электрической активности сердца).

2.2.1 Плетизмография

Плетизмография - это метод измерения ЧСС путем регистрации периодических изменений объемного кровотока дистальных отделов конечностей.

Методика плетизмографии

Аппаратура: пальцевый датчик (фотоэлектрический или пьезоэлектрический), усилитель, регистрирующее устройство.

Процедура: датчик закрепляется на одном из пальцев руки. Увеличение объема пальца в результате его кровенаполнения вызывает изменение сигнала датчика. Сердечные сокращения отображаются на записи в виде периодических отклонений потенциала от изолинии (рис. 9).

Обработка результатов: подсчитывает среднее число сердечных сокращений в единицу времени при выполнении определенной задачи, динамика ЧСС в ходе выполнения задачи, а также изменения ЧСС при смене задач.

Рисунок 9

Анализ полученных результатов

Анализ полученных результатов позволяет оценить характер нервных и гуморальных влияний на сердечно-сосудистую систему в различных условиях деятельности.

ЧСС является показателем функционального состояния. Урежение ЧСС на 20% (по сравнению с состоянием покоя) может указывать на снижение качества простых реакций. Учащение ЧСС на 20% может свидетельствовать об ухудшение качества решения мыслительных задач.

ЧСС является также показателем эмоционального напряжения.

Факторы, влияющие на ЧСС

- пол (у женщин средние значения ЧСС выше на 7-8 уд./мин);

- возраст (в период роста и развития организма ЧСС постепенно снижается);

- уровень физических нагрузок (в состоянии покоя ЧСС в норме составляет 60-80 уд./мин, наблюдается почти линейная зависимость между ЧСС и уровнем физической нагрузки);

- факторы окружающей среды (уровень фонового шума, температура);

- эмоциональное состояние обследуемого.

2.2.2 Реография

Реография - это неинвазивный метод исследования кровоснабжения органов. В основе данного метода лежит регистрация изменений электрического сопротивления тканей в связи с изменением их кровенаполнения.

Методика реографии

Аппаратура: реограф, состоящий из генератора переменного тока, датчиков, усилителей и регистрирующего устройства.

Процедура: для получения реограммы через тело пациента пропускают переменный ток частотой 50-100 кГц и силой не более 10 мкА. Чем больше приток крови к тканям, тем меньше их сопротивление. Регистрация реограммы производится на задержке дыхания при неполном выдохе.

Обработка результатов: реограмма -- это кривая, отражающая пульсовые колебания электрического сопротивления (рис. 10). При увеличении кровенаполнения имеет место возрастание амплитуды кривой, при венозном оттоке крови - снижение амплитуды. В результате на реограмме различают систолическую (нарастание амплитуды) и диастолическую (снижение амплитуды) части.

Рисунок 10

Анализ полученных результатов

При анализе реограмм основным показателем является регулярность кривой. Для психофизиологов наибольший интерес представляют результаты реоэнцефалографии. Реоэнцефалография - это метод исследования мозгового кровообращения. Данный метод позволяет определять перераспределение кровоснабжения различных участков мозга при решении определенных задач.

Факторы, влияющие на результаты реографии

- физиологические (особенности регионарного кровоснабжения);

- физические (наличие помех);

- аппаратные (неисправности оборудования).

2.2.3 Электрокардиография

Регистрация электрической активности сердца является наиболее информативным и надежным методом оценки состояния сердечно-сосудистой системы. Электрокардиография основана на регистрации разности потенциалов, регистрируемых с поверхности тела. Электрическая активность сердца графически отображается на электрокардиограмме (ЭКГ). Электрокардиография - инструмент оперативного контроля функционального состояния.

Методика электрокардиографии

Аппаратура: для регистрации ЭКГ применяются металлические электроды двух видов: пластины (для накладывания на конечности) и присоски (для грудных отведений). Электрокардиограф состоит из усилителя и регистрирующего устройства. Усилители могут быть одноканальные или многоканальные.

Процедура: на практике для регистрации ЭКГ используются точки, в которых разность потенциалов максимальна. Существует три стандартных отведения:

- от правой и левой руки;

- от правой руки и левой ноги;

- от левой руки и левой ноги.

Каждому циклу нормальной сердечной деятельности в ЭКГ соответствует комплекс из пяти зубцов: P, Q, R, S и T (рис. 11).

Обработка результатов: калибровка записи позволяет определять амплитуду и длительность зубцов ЭКГ, а также измерять длительность R-R интервалов. Протяженность анализируемого участка составляет как правило 100-120 кардиоциклов. Обработка ЭКГ включает:

- измерение амплитуды зубцов;

- измерение продолжительности зубцов и их комплексов;

- определение длительности R-R интервалов.

Рисунок 11

Анализ ЭКГ

Для психофизиологических исследований наибольший интерес представляет вариационная пульсометрия - количественная оценка вариабельности сердечного ритма. Вариабельность ЧСС отражает соотношение симпатической и парасимпатической регуляции деятельности сердца. Это соотношение указывает на напряжение механизмов адаптации и на наличие стресс - реакции. Показателем, отражающим напряжение регуляторных механизмов, является индекс напряжения Баевского (ИНБ).

Для расчета этого индекса строится гистограмма распределения R-R интервалов. Затем, по параметрам гистограммы, рассчитывается индекс:

ИНБ = АМо / (2*Мо*dx)

где АМо - амплитуда моды (частота случаев с модальным интервалом),

Мо - значение моды распределения R-R интервалов (с),

dx - вариационный размах (с).

В состоянии напряжения регуляторных механизмов вариационный размах уменьшается, а амплитуда моды возрастает. Значения ИНБ превышают 90. Это соответствует состоянию активации симпато-адреналовой системы.

Состояние перенапряжения регуляторных механизмов характеризуется усилением активации и симпатической и парасимпатической систем. Это отражается в расширении гистограммы и сопровождающейся уменьшением ЧСС. При истощении механизмов регуляции наблюдается снижение активности симпато-адреналовой системы и рассогласование функционирования ее звеньев. В состоянии дезадаптации показатели ИНБ превышают 150.

В динамике кардиоциклов наблюдается также медленноволновая ритмика:

- дыхательные флуктуации сердечного ритма (с периодом 10-15 с);

- медленные волны, не связанные с дыханием (период от 10 до 70 с).

Результаты спектрального анализ указывают на степень централизации управления ритмом сердца.

Признаки умственного утомления:

- уменьшение амплитуды моды,

- увеличение вариационного размаха,

- уменьшение индекса напряжения,

- увеличение амплитуды медленных волн сердечного ритма с периодом 30-70 с.

Факторы, влияющие на показатели ЭКГ

Основным фактором, влияющим на характеристики ЭКГ, является физическая тренированность. С увеличением тренированности увеличивается величина вариационного размаха и амплитуда моды в распределении R-R интервалов. Это приводит к снижению ИНБ.

2.3 Методы оценки вегетативных сдвигов в организме

2.3.1 Кожно-гальваническая реакция

Кожно-гальваническая реакция (КГР) регистрируется на поверхности кожи и выражается в возникновении электрических потенциалов и в изменении электрического сопротивления. Причиной возникновения КГР является усиление нервной активности. Это вызывает усиление потоотделения, что, в свою очередь, приводит к появлению гальванического тока и изменению сопротивления кожи. Таким образом, КГР - это системное проявление состояния организма. Это в высшей степени неспецифическая реакция, которая отражает главным образом эмоциональную сферу.

Методика регистрации КГР

Аппаратура: для регистрации электрических потенциалов используют, как правило, усилители постоянного тока, для регистрации сопротивления - омметры. Электроды представляют собой металлические пластины площадью 6-30 см2. Лучше использовать электроды из прохлорированного серебра (не изменяют состояние кожи и не поляризуются).

Процедура: наиболее часто электроды накладываются на ладонную и тыльную стороны кисти. Для вызова КГР используются эмоционально значимые стимулы. Следует иметь в виду, что латентный период возникновения КГР часто превышает 1 с. Реакция может быть одно-, двух- и многофазной (рис. 12).

Обработка результатов: измерению подлежат следующие параметры КГР:

- латентный период реакции (время от момента подачи стимула до момента отклонения кривой от изолинии),

- амплитуда вызванных волн (для однофазной кривой измеряется максимальное отклонение от изолинии (мкВ), для многофазной кривой - средняя амплитуда всех волн),



Рисунок 12

- длительность реакции (время от момента отклонения кривой от изолинии до момента окончательного возврата к ней),

- скорость нарастания реакции (время от момента первого отклонения кривой от изолинии до момента достижения максимального отклонения от изолинии),

- динамика колебаний (изменение амплитуды и скорости нарастания кривой),

- скорость угасания реакции при повторных применениях раздражителя (динамика уменьшения числа волн, динамика уменьшения амплитуды волн, количество стимулов, вызывающих полное угасание реакции).

Анализ КГР

Выделяют три основных типа фоновой КГР:

- стабильный (в фоновых КГР спонтанные колебания почти полностью отсутствуют),

- стабильно-лабильный (регистрируются отдельные спонтанные колебания,

- лабильный (регистрируются частые или непрерывные спонтанные колебания в отсутствии внешних стимулов).

По кожно-гальванической реактивности испытуемых делят на:

- низкореактивных (слабые реакции на эмоционально значимые стимулы),

- высокореактивные (сильные реакции даже на незначительные воздействия).

КГР, несмотря на свою неспецифичность, служит хорошим индикатором даже скрытых эмоциональных реакций. При нарастании эмоционального напряжения наблюдается снижение кожного сопротивления и увеличение числа спонтанных колебаний, амплитуда КГР увеличивается с 10-30 до 100 мВ/см, появляются дополнительные колебания на КГР.

Определение свойств нервной системы по КГР.

Подвижность нервных процессов определяется по скорости угасания КРГ. Медленное угасание КГР свидетельствует о высокой подвижности процессов возбуждения. Быстрое угасание КГР указывает на высокую подвижность торможения.

Сила нервной системы.

Силу нервной системы определяют по выраженности КГР. Для этого КГР регистрируется на повторные (до 30) предъявления раздражителя. Первые 5 реакций не учитываются (для исключения влияния ориентировочного рефлекса). Сравниваются средние амплитуды в 6-8 и 28-30 реакциях. Чем больше отношении логарифмов средней амплитуды, тем сильнее нервная система.

Факторы, влияющие на регистрацию КГР

- методические

- площадь электродов (чем больше площадь, тем ниже сопротивление),

- область наложения электродов (разные участки кожи имеют разное сопротивления и разную плотность потовых желез),

- характеристики тока (сопротивление выше при применении постоянного тока; сопротивление снижается при увеличении частоты переменного тока),

- значимость и новизна раздражителей.

- физиологические

- возраст (с возрастом сопротивление кожи увеличивается),

- температура тела (при снижении температуры сопротивление растет)

- состояние кожных покровов,

- баланс вегетативных влияний,

- время суток.

2.3.2 Омегометрия

Омегаметрия - это метод регистрации сверхмедленных электрических процессов в ЦНС. В основе данного метода лежит представление о том, что между разными областями мозга существует устойчивая разность потенциалов, которая может достигать нескольких десятком милливольт и сохраняться в течение нескольких десятков минут. Считается, что минимальное время устойчивых амплитудных характеристик в состоянии спокойного бодрствования составляет около 4 минут, а максимальное время может достигать 60-90 минут.

При усилении активности нейронов концентрации калия в межклеточной среде повышается. Это приводит к изменению мембранного потенциала глиальных клеток. И считается, что именно изменения мембранного потенциала глиальных клеток отражаются в сверхмедленных электрических процессах. Но фактически омега-потенциал является отражением совокупного изменение метаболизма нейронов. А поскольку сверхмедленная активность мозга связана с обменными процессами в ЦНС, то она отражает процессы, связанные с регуляцией функционального состояния.

Таким образом, сдвиги омега-потенциала носят неспецифический характер и отражают не содержание деятельности, а степень напряжения функциональных систем организма.

Методика омегаметрии

Аппаратура: для регистрации омега-потенциалов используются неполяризующиеся электроды с низким сопротивлением по постоянному току. Активный эдектрод устанавливается на поверхности головы в области вертекса, а референтный (потенциал которого равен нулю) - на руки. Площадь референтного электрода должна более чем в 100 раз превышать площадь активного электрода. Используются усилители постоянного тока с большим входным сопротивлением (до 100 мОм). Блок-схема установки для регистрации омега-потенциала показана на рисунке 13.

Процедура: после закрепления электродов обследуемый располагается в удобной для него позе. Проводится измерение потенциала до момента стабилизации его уровня. Затем обследуемому дается нагрузка (умственная, сенсорная, физическая или эмоциональная). Регистрируются сдвиги потенциала и время его стабилизации.

Обработка результатов: изменения разности потенциалов проявляются:

- в виде резких сдвигов, измеряемых секундами;

- в виде плавного перехода от одного устойчивого уровня к другому, измеряемого минутами.

Рисунок 13

Анализ результатов омегаметрии

Текущее значение омега-потенциала (до функциональной нагрузки) характеризует уровень функционального состояния и позволяет определять адаптивные возможности обследуемого.

Оптимальные величины омега-потенциала (в условиях спокойного бодрствования) лежат в области 20-40 мВ. Более низкие и более высокие значения указывают на адаптивную недостаточность организма.

- значения омега-потенциала в диапазоне 20-40 мВ свидетельствуют об оптимальном функциональном состоянии обследуемого, о его способности переносить длительные нагрузки с сохранением высокой работоспособности, об эффективной реализации усвоенных навыков.

- значения омега-потенциала в пределах 40-60 мВ указывают на состояние психоэмоционального напряжения,. При этом обследуемый способен эффективно решать задачи на оперативную память, ориентировку, обучение. Однако существует угроза срыва адаптации.

- при значениях омега-потенцила в диапазоне 1-20 мВ диагностируется состояние функционального истощения. Оно характеризуется изменением порогов и неустойчивостью адаптивных реакций. В этом состоянии сохраняется хорошая обучаемость при дозированном распределении нагрузок, однако в условиях длительных нагрузок имеет место повышенная утомляемость.

Оптимальная реакция организма на функциональную нагрузку - увеличение исходного уровня потенциала в пределах 25%. Затем примерно через 3 мин величина потенциала начинает снижаться, и возвращается к исходному уровню в течение 7 минут.

Возможен возврат к исходному уровню через кратковременное снижение потенциала ниже исходного уровня:

- снижение на 25% свидетельствует об умеренном утомлении и перенапряжении регуляторных механизмов;

- значительное снижение омега-потенциала (более 50%) через 7-10 минут после нагрузки является неблагоприятным прогностическим признаком нарушений в системе регуляции функционального состояния.

Факторы, влияющие на результаты омегаметрии

- возраст (у детей величина омега-потенцила достигает значений 50 мВ, у взрослых - 75 мВ),

- время суток (во сне уровень потенциала снижается и его колебания незначительны),

- методические факторы (неожиданные раздражители, неудобная поза).

Список использованных источников

Аладжалова Н.А. Психические аспекты сверхмедленной ритмической активности головного мозга. М. 2009.

Баевский Р.М. Физиологические методы в космонавтике. М. 1965.

Баевский Р.М. Прогнозирование состояния на грани нормы и патологии. М. 1979.

Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и по физиологии активности. М.: Медицина, 1966.

Бреже М. Электрическая активность нервной системы. М. 1979.

Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 2011.

Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. Таганрог: ТГТУ, 2007.

Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. М. 2013.

Гнездицкий В.В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография. М. 2014.

Горев В.П. Электродермография в эксперименте и клинике. Киев. 1967.

Данилова Н.Н. Функциональные состояния: механизмы и диагностика. М. 1985.

Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 1998.

Дубровский Д.И. Психика и мозг: результаты и перспективы исследований // Психологический журнал. 1990. Т.11. № 6. С. 3-15.

Егорова В.И. Электроэнцефалография М. 1973.

Естественнонаучные основы психологии / Под. ред. А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. М.: Педагогика, 1978.

Жирмунская Е.А., Лосев В.С. Системы описания и классификации электроэнцефалограмм человека. М. 1984.

Забродин Ю.М., Лебедев А.Н. Психофизиология и психофизика. М. 1977.

Иваницкий А.М., Стрелец В.Б., Корсаков И.А. Информационные процессы мозга и психическая деятельность. М.: Наука, 1984.

Иванов Ю.К. История, теория и практика исследований КГР у человека. Киев. 1974.

Кирой В.Н. Физиологические методы в психологии. Ростов н/Д. 2003.

Методика и техника психофизиологического эксперимента. М.: Наука, 1987.

Основы психофизиологии / Под ред. Ю.И. Александрова. М., 1998.

Хэссет Дж. Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981.

Размещено на Allbest.ru