УДК 621 - Томский государственный университет систем

К ВЛИЯНИЮ МОДУЛИРОВАННЫХ ИМПУЛЬСОВ СВЕТА
НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА
Д.А. Овчинников – студент гр. 238-2, В.А. Бойко – студентка гр. 230-2
Научный руководитель – Романовский М.Н., доцент каф. КУДР
Ключевые слова: визуальная стимуляция, функциональное состояние, вариабельность сер­
дечного ритма.
Успешность деятельности человека, в том числе и при обучении, зависит от его
функционального состояния (ФС) [1]. Одной из основных характеристик ФС
(функциональных резервов, адаптационных возможностей) является степень напряжения
регуляторных систем.
Коррекция ФС возможна путем ритмичного воздействия на организм импульсами
слабого электрического тока, световыми импульсами (визуальная стимуляция – ВС),
звуковыми, тактильными и др. стимулами [2]. На кафедре КУДР ТУСУР с участием
студентов разработано несколько модификаций аппаратов ВС [3–5], обеспечивающих
поочередное воздействие на периферические поля зрения левого и правого глаза
модулированных импульсов света определенной длины волны. Представляют интерес
исследования эффективности и совершенствование методики применения указанных
аппаратов.
Цель настоящей работы – экспериментальный анализ влияния аппаратов ВС в режиме
психоэмоциональной коррекции на степень напряжения регуляторных систем.
Методика эксперимента
В работе участвовали студенты – 3 женщины и 12 мужчин в возрасте 20 – 22 года.
Использовали аппарат ВС [5] с параметрами (рис. 1): длительность импульса света (Т И) – 4 с;
цвет излучения – зеленый, длина волны – 525 нм; мощность в максимуме импульса света –
7,5 мкВт; время переключения излучателей а – б (Т З) – 1 с; длительность импульса
модуляции (ТМ) – 0,2 мс; частота следования импульсов модуляции (1/ТП) – 9,2 Гц; глубина
модуляции – 100 %. Длительность сеанса ВС – 5 минут.
Рис. 1. Сигналы управления правым (а) и левым (б) излучателями
Степень напряжения регуляторных систем участников оценивали по вариабельности
сердечного ритма (ВСР) [6]. Кардиоинтервалограммы (КИГ) записывали в течение 5 мин в
стандартных условиях после адаптации испытуемого в спокойном состоянии. Регистрацию и
запись КИГ проводили непосредственно до и после сеанса ВС с помощью аппаратно–
программного комплекса «Варикард». Электроды налагались на запястья рук и ног по
стандартной схеме.
Проведено 5 аналогичных экспериментов с интервалом в 1 неделю. Для определения
показателей ВСР использовали встроенные программы комплекса «Варикард».
Статистическую обработку проводили с использованием программы Statistiсa 7. Для оценки
однородности попарно связанных выборок показателей до и после сеанса ВС (р – уровень, n
= 15) применяли непараметрический критерий Вилкоксона.
Результаты и обсуждение
В табл. 1 представлены медианы частоты пульса (HR), среднего квадратичного
отклонения кардиоинтервалов (SD), показателя активности парасимпатического звена
вегетативной регуляции (RMSSD), а также р – уровни по Вилкоксону для попарно связанных
выборок соответствующих параметров до и после сеанса ВС.
Таблица 1. Медианы временных показателей ВСР до и после ВС
HR, уд./мин.
SD, мс
RMSSD, мс
№
РHR
РSD
экс. До ВС После
До ВС После
До ВС После
1
78
67
0,002
55
69
0,0039
33
42
2
77
69
0,0006
52
68
0,0049
36
44
3
80
70
0,008
60
64
0,0550
27
43
4
82
69
0,001
54
65
0,0017
31
41
5
80
70
0,001
58
70
0,0320
33
43
РRMSSD
0,014
0,005
0,004
0,007
0,040
Частота пульса характеризует средний уровень системы кровообращения. Статистически
достоверный рост SD после ВС свидетельствует об усилении автономной регуляции, рост
RMSSD – о повышении активности парасимпатического звена.
В табл. 2 представлены медианы относительных мощностей высокочастотной
(дыхательные волны – HF) и «очень» низкочастотной (медленные волны 2–го порядка –
VLF) составляющих спектра, а также индекса вагосимпатического взаимодействия
(VLF/HF).
Таблица 2. Медианы частотных показателей ВСР до и после ВС
HF, %
VLF, %
VLF/HF
№
РHF
РVLF
экс. До После
До После
До После
1 21
17 0,038 25
22 0,018 1,19 0,76
2 21
17 0,006 26
20 0,015 1,26 1,23
3 19
15 0,033 24
21 0,030 1,18 1,41
4 22
16 0,002 26
23 0,0009 1,16 1,20
5 19
17 0,016 26
20 0,004 1,28 1,23
Показатель HF характеризует относительный уровень активности парасимпатического
звена регуляции, а VLF – симпатического звена. Основной составляющей HF считается
вагусная активность. Существенное снижение индекса вагосимпатического взаимодействия
после сеанса ВС отмечено только в первом эксперименте, во всех последующих – изменения
VLF/HF разнонаправлены и относительно невелики. Согласно [7], спектральные показатели
ВСР очень изменчивы и не подходят для функциональных проб.
В табл. 3 представлены медианы индекса напряжения регуляторных систем (SI),
отношения длины корреляционной спектрограммы (скатерограммы) к ширине (L/W) и
комплексного показателя активности регуляторных систем (ПАРС).
Таблица 3.Результаты комплексной оценки ВСР до и после ВС
SI, усл. ед.
L/W, усл. ед.
ПАРС, усл. ед.
№
РSI
РL/W
РПАРС
экс. До ВС После
До ВС После
До ВС После
1
135
91
0,0006
134
70
0,0009
6
3
0,0009
2
125
84
0,0009
120
87
0,023
5
2
0,0006
3
119
85
0,0006
129
112
0,06
4
3
0,0058
4
117
81
0,0006
116
108
0,13
4
2
0,0037
5
122
84
0,0006
142
92
0,008
4
2
0,0079
Индекс напряжения регуляторных систем (стресс индекс) вычисляется по вариационной
пульсограмме и характеризует степень преобладания активности центральных механизмов
регуляции над автономными. Физиологический смысл параметра L/W близок к SI, он
характеризует степень централизации управления ритмом сердца, активность
симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Алгоритм вычисления ПАРС учитывает значения всех основных показателей ВСР. На
основании значений ПАРС могут быть диагностированы следующие функциональные
состояния [6]: 1) ПАРС = (1 ÷ 2) – оптимальное напряжение регуляторных систем (норма); 2)
ПАРС = (3 ÷ 4) – умеренное напряжение регуляторных систем (адаптация к трудовой
деятельности, эмоциональный стресс, воздействие неблагоприятных экологических
факторов); 3) ПАРС = (4 ÷ 6) – выраженное напряжение регуляторных систем (активная
мобилизация защитных механизмов); 4) ПАРС = (6 ÷ 8) – перенапряжение регуляторных
систем (защитные механизмы неспособны обеспечить адекватную реакцию организма на
воздействие факторов окружающей среды); 5) ПАРС = (8 ÷ 10) – истощение регуляторных
систем (активность управляющих механизмов снижается).
Во всех пяти экспериментах после ВС обнаружено статистически достоверное снижение
SI (p < 0.0009) – в пределах нормы – и ПАРС (p < 0.008) – до значений, отвечающих
оптимальному (ПАРС = 2) или умеренному (ПАРС = 3) напряжению регуляторных систем.
Заключение
Применение аппаратов ВС в режиме психоэмоциональной коррекции способствует
нормализации активности регуляторных систем.
Для функциональных проб предпочтительнее использовать временные показатели ВСР;
частотные показатели (в частности, индекс вагосимпатического взаимодействия VLF/HF) –
более изменчивы, что согласуется с результатами работы [7].
Литература
1. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. – М.:
Издательство МГУ, 1992. – 192 с.
2. Безносюк Е.В. Современные технические аппаратные и компьютерные средства,
используемые в психотерапии/ Е.В. Безносюк, А.И. Кучинов. В кн.: Методы современной
психотерапии. – М.: Издательство Класс, 2001. – С. 437–462.
3.Бовадулин П.В. Аппарат резонансной светотерапии/ П.В. Бовадулин, Д.В. Романенко,
В.Н. Татарников // Групповое проектное обучение, том 2. – Томск: ТУСУР, 2007. – С. 141–
145.
4. Бомбизов А.А. Автономный аппарат психоэмоциональной коррекции/ А.А. Бомбизов,
Е.В. Бугров // Научная сессия ТУСУР. – 2007, № 1. – С. 129–131.
5. Бугров Е.В. Аппарат визуальной светотерапии/ Е.В. Бугров, А.А. Бомбизов, М.Н.
Романовский// Доклады ТУСУР, 2012, № 1 (25), ч.2. – С. 270–272.
6. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных
электрокардиографических
систем
(методические
рекомендации)/
Р.М. Баевский,
Г.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин и др. // Вестник аритмологии. – 2001, № 24. – С. 65 – 87.
7. К вопросу устойчивости и изменчивости показателей вариабельности сердечного
ритма/ Н.К. Быстрова, Е.И. Маевский, Е.В. Парамонова, В.С. Быстров [Электронный
реcурс]. – Режим доступа: http://www.medline.ru/public/pdf/10_009.pdf, свободный (дата
обращения: 25.10.2013).