перспективы использования метода биологической обратной

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В
НЕЙРОТЕРАПИИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ.
О.И.Иващенко
Клиническая больница МСЧ №1 АМО ЗИЛ, Москва
Историко-научный аспект. Метод биологической обратной связи (БОС, в английском варианте – biofeedback)
возник в конце 50-х годов прошлого века [5]. Зарождению метода способствовал ряд научных открытий – а) работы
N.Miller по выработке у животных висцеральных условных рефлексов (УР) оперантного типа; б) данные M.B. Sterman
[13] о повышении порогов судорожной готовности после условнорефлекторного усиления сенсомоторного ритма в
центральной извилине коры головного мозга как животных, так и человека; в) открытие J. Kamiya [7] способности
испытуемых произвольно изменять параметры своей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) при наличии обратной связи об
их текущих значениях. 70-е годы в истории развития БОС-технологий отмечены были небывалым общественным
интересом к так называемому альфа-обучению и альфа-состояниям, обусловленным усиленным альфа-ритмом в ЭЭГ
человека.
Научным фундаментом для развития нового направления послужили такие направления, как общая и
прикладная психофизиология, а также теория условных рефлексов инструментального (оперантного) типа. Вместе с
тем, уже первым исследователям БОС-обучения стало ясно, что оперантный УР-контроль биоэлектрической
активности головного мозга и вегетативной нервной системы (ВНС) может иметь важное клиническое применение.
Операциональное определение. Суть БОС-метода состоит в «возврате» пациенту на экран компьютерного
монитора или в аудио-форме текущих значений его физиологических показателей, определяемых клиническим
протоколом. (Протокол – совокупность условий, регламентирующая проведение БОС-процедуры). В этом смысле все
БОС-протоколы разделяются на две большие группы - во-первых, это направление, обозначаемое в англоязычной
литературе понятием «neurofeedback», в рамках которого осуществляется модификация различных параметров ЭЭГ
головного мозга (амплитуды, мощности, когерентности и т.д. основных ритмов ЭЭГ – обозначается также термином
«neurotherapy»), и другое направление, обозначаемое понятием «biofeedback», в рамках которого подвергаются
изменению показатели вегетативной (симпатико-парасимпатической) активации (проводимость кожи, кардиограмма,
частота сердечных сокращений, дыхание, электромиограмма, температура, фотоплетизмограмма и др.). По
современным представлениям, регуляторные изменения в деятельности вегетативной нервной системы,
обусловленные сильным и/или хроническим стрессом, представляют собой один из важнейших факторов
возникновения большой группы заболеваний, обозначаемых такими понятиями, как психосоматические
расстройства, болезни регуляции и др.
Согласно определению Американской ассоциации прикладной психофизиологии и биологической обратной
связи (AAPB), «БОС является нефармакологическим методом лечения с использованием специальной аппаратуры
для регистрации, усиления и «обратного возврата» пациенту физиологической информации. Основной задачей
метода является обучение саморегуляции, обратная связь облегчает процесс обучения физиологическому контролю
так же, как процесс обучения любому искусству. Оборудование делает доступной для пациента информацию, в
обычных условиях им не воспринимаемую» [12]. Основные атрибуты терапии – врач (тренер), пациент,
оборудование.
Схематично БОС-процедура заключается в непрерывном мониторинге определенных
электрофизиологических показателей и «подкреплением» с помощью мультимедийных, игровых и других приемов
заданной области значений. Другими словами, БОС-интерфейс представляет для человека своего рода
«физиологическое зеркало», в котором отражаются его внутренние процессы. Таким образом в течение курса БОСсеансов возможно усилить или ослабить данный физиологический показатель, а значит, уровень тонической
активации той регуляторной системы, чью активность данный показатель отражает. Например, обучение с помощью
БОС-метода произвольно повышать температуру кончиков пальцев приводит к снижению симпатикотонии, а значит к
снижению спазма периферических сосудов. Необходимым компонентом и условием проведения БОС-обучения
1
является мотивация на достижение результата, умение формирования которой у испытуемого является важным
элементом профессионализма БОС-терапевта.
Сферы применения БОС-технологий. С момента своего зарождения до настоящего времени объем
проводимых исследований, а также «область интересов» БОС-технологий значительно выросли и условно могут быть
разделены на две большие сферы – клиническую и неклиническую. Клиническая сфера связана с терапевтическими
воздействиями при таких хронических заболеваниях, как гипертоническая болезнь [4], эпилепсия [13], синдром
нарушения внимания и гиперактивность у детей и подростков [7], ночной и дневной энурез, мигрень, бронхиальная
астма и др. В последние годы этот список неуклонно расширяется. Имеются сообщения об эффективности БОСметода при таких нарушениях, как диабет II и I типов, синдром раздражения толстой кишки, язвенная болезнь,
головная боль напряжения, мигрень, энурез у детей и взрослых, предменструальный синдром, психогенная
эректильная дисфункция, болезнь Рейно, сидром Туретта, рассеянный склероз, хронические болевые синдромы,
различные постоперационные нарушения, постинсультная реабилитация и др. [5,6,12]. Кроме того, уже сегодня
БОС-терапия рассматривается как одна из наиболее перспективных методологий в арсенале превентивной
медицины, основной целью которой является предотвращение развития болезни. На стадии предболезни
применение БОС-методов особенно привлекательно, поскольку помогает остановить или стабилизировать
патологическое развитие. В этом отношении БОС-терапия использует те же подходы и принципы, что и когнитивная
терапия, вооружающая человека набором определенных навыков и позволяющая бороться с такими нарушениями,
как депрессия, патологическая тревога, панические атаки и др.
Неклиническая сфера применения связана с использованием БОС-технологий в эффективном
стрессменеджменте, позволяющем повысить показатели эффективности в большом спорте, искусстве, а также в
любой деятельности, требующей длительных усилий, а также большой ответственности [9]. К неклинической сфере
можно отнести также коррекцию так называемых пограничных состояний, вызванных неконтролируемым влиянием
хронического стресса. Важной неклинической сферой применения БОС-методов является также педагогика, где с их
помощью решаются вопросы повышения эффективности обучения, развития творческих способностей и др.
Таким образом, БОС-методология позволяет человеку модифицировать свое поведение с помощью обратной
физиологической связи в сторону большей степени саморегуляции и гомеостатичности. Опираясь на
фундаментальные принципы теории условных рефлексов И.Павлова и имплицитного обучения, процедура БОСобучения также связана с особыми, «измененными» состояниями сознания, пока что мало изученными, однако
имеющим непосредственное отношение к творчеству и креативным способностям в широком смысле. В этом плане
БОС-обучение тесно соприкасается с такими техниками как хатха-йога, трансцендентальная медитация, гипноз,
аутотренинг и др. [12].
Терминология. Отдельного обсуждения заслуживает терминологическая сторона проблемы. В отечественной
литературе используются такие разнообразные термины как «биологическая обратная связь», «биоадаптивное
управление», «адаптивное биоуправление», «функциональное биоуправление», «биоадаптивная
нейрореабилитация» и пр. [1,2]. Пестрота и неудобоваримость терминологии еще больше усугубляются при
необходимости обозначить клинические и неклинические варианты применения метода. Во избежание
терминологической разноголосицы и перегруженности, на наш взгляд, представляется целесообразным взять за
основу понятие «биологическая обратная связь» - БОС – и использовать термин БОС-терапия (с возможной
физиологической конкретизацией – БОС-ЭЭГ-терапия, БОС-КГР-терапия, БОС-бета/тета-терапия и т.д.) для
клинических приложений и термин БОС-тренинг – для неклинических. С одной стороны, такой подход удовлетворяет
требованиям краткости, а с другой – отражает суть и цели БОС-процедуры. Представляется также возможным для
обозначения всего спектра терапевтических БОС-процедур использовать термин «нейротерапия».
Организационные моменты. Будучи формой прикладной психофизиологии, БОС-исследования
организационно оформлены в виде Международного Общества Обратной связи и Прикладной Психофизиологии. По
данной тематике выпускается 2 специализированных научных журнала, в США создан национальный Институт БОСсертификации и лицензирования. О растущем доверии к БОС-технологиям в ортодоксально-медицинской среде
говорит тот факт, что в настоящее время в США около 80% расходов на проведение БОС-терапии берут на себя
страховые компании [6].
2
Медико-экономическое обоснование. Имеющиеся на сегодняшний день групповые и многоцентровые данные
свидетельствуют о том, что эффективное применение БОС-методов позволяет уменьшить медикаментозную нагрузку
в 1.5-2, а то и в большее число раз при таких хронических болезнях, как гипертоническая болезнь, эпилепсия,
синдром нарушения внимания и гиперактивность у детей и подростков, мигрень, бронхиальная астма и др.,
сократить численность длительно и часто болеющих более чем на 50%, а у более чем 60% больных неврозами,
депрессивными и тревожными нарушениями и вовсе исключить лекарства в ходе лечения и восстановительного
периода. [1]. БОС-терапия, включенная в стандартную программу восстановительного лечения и реабилитации,
объективно сокращает сроки выздоровления в 2-5 раз, а также значительно снижает число повторных обращений.
Все это говорит не только о медицинской целесообразности, но и экономической обоснованности широкого
внедрения БОС-технологий.
Составляющие развития БОС-терапии. В числе предпосылок бурного развития БОС-технологий специалисты
рассматривают следующие факторы. Во-первых, это появление новых компьютерных технологий, позволяющих
регистрировать, обрабатывать и математически анализировать физиологический сигнал в околореальном времени.
Во-вторых, это осторожность и все более усиливающийся скептицизм в отношении применения фармакологических
препаратов (лекарств) не только среди пациентов, но и медицинских работников. (Один из примеров такого
возрастающего скептицизма связан со значительным снижением эффективности традиционных антибиотиков,
обусловленным необоснованно частым и бесконтрольным их применением). В тех же случаях, когда симптомы не
поддаются фармакологическому контролю или побочные действия применяемых лекарств неприемлемы по
жизненным показаниям, тогда такие неинвазивные, немедикаментозные и надежные методы, какими являются БОСпроцедуры, становятся просто незаменимыми. В-третьих, это высокие цены на продукцию фармацевтических фирм,
созданных с применением новейших технологий, с одной стороны, и относительно невысокая эффективность
применения этих лекарств при лечении рака, дегенеративных расстройств, аллергий и большой группы
заболеваний, связанных с хроническим стрессом. В отличие от преимущественно симптоматического характера
фармакотерапии в рамках традиционной медицины, главной целью БОС-терапии является восстановление
нормальной деятельности регуляторных систем организма, что приводит к устранению патологических симптомов и
улучшению качества жизни.
Клинические применения БОС-ЭЭГ-терапии. Сложный ритмический узор биоэлектрической активности
головного мозга (электроэнцефалограмма) представляет собой результат взаимодействия его многочисленных
регуляторных систем, обеспечивающих высший уровень интеграции и управления в организме. Имея возможность
модифицировать характер ритмической активности головного мозга, мы тем самым получаем доступ к рычагам, от
которых звисит функционирование его регуляторных систем. В несколько упрощенной, но не огрубленной форме
функциональные особенности основных ритмов ЭЭГ представляются на сегодняшний день следующим образом.
Одна из основных осей, отражающих особенности ритмической ЭЭГ-активности в норме, связана с вектором
поведенческой активации. Так, медленные волны (дельта-ритм, 0.5 – 4 Гц) связаны с восстановительными
процессами, особенно во время сна, и низким уровнем активации. При многих неврологических и других
нарушениях дельта-волны заметно усилены. Наоборот, избыток усиленных дельта-волн в ЭЭГ практически
гарантирует наличие нарушений внимания и других когнитивных дисфункций. Усиленный тета-ритм (4-8 Гц) часто
наблюдается при психотических нарушениях, состояниях спутанности сознания, сотрясениях мозга. В то же время, в
норме тета-волны связаны с измененными состояниями сознания, а также эмоциональным реагированием. Альфаритм (8-12 Гц) соответствует «холостому ходу мозговой машины» и связан с расслабленным состоянием
бодрствования. Переживания страха, гнева, тревоги вызывают депрессию альфа-ритма. Сенсомоторный ритм (12-14
Гц) обычно связан с состоянием покоя тела и активным состоянием внимания, направленного вовне. Заметно
редуцирован при синдромах нарушения внимания, патологических страхах, аффективных нарушениях,
расстройствах, связанных с хроническим стрессом. Бета-ритм (14-20 Гц) в норме связан с высшими когнитивными
процессами и фокусированием внимания.
БОС-альфа-тренинг/терапия. Изучение свойств альфа-ритма ЭЭГ, а затем повальное увлечение возможностями
альфа-состояний – это, по-видимому, и есть отправная точка в развитии БОС-методологии. Помимо повторяющихся
самоотчетов о «комфортном», «приятном», «расслабляющем» и «успокоительном» характере альфа-состояний, было
показано достоверное снижение после курса БОС-альфа-терапии степени личностной тревожности. Альфа-протокол
3
был также использован в пионерских исследованиях проблемы повышения эффективности деятельности в условиях
сильного стресса (peak performance). В настоящее время альфа-протокол используется при терапии
психосоматических, невротических, депрессивных и др. нарушений, связанных в той или иной мере с изменениями в
деятельности активирующих систем мозга и, как следствие, с повышенным уровнем активации вегетативной и
центральной нервной систем.
БОС-тета-тренинг/терапия. Если состояния, связанные с альфа-ритмом, были релаксирующими и приятными, то
тета-состояния, для которых характерен усиленный тета-ритм в ЭЭГ, оценивались прежде всего с точки зрения
повышения творческих способностей. Трудно переоценить ту социальную значимость, какую имеет один из
клинических вариантов альфа/тета-протокола при терапии алкогольной и наркоманийной зависимостей. Работа
Е.Пенистона и П.Кулкоски [10] показала, что положительный результат БОС-терапии по схеме альфа/тета-протокола
группы хронических алкоголиков через 3 года наблюдения составил 80 %, тогда как результат других (более или
менее традиционных) видов терапии (психотерапия, аутотренинг идр.) в таких же группах больных оказался
недостоверным.
БОС-бета-терапия. Оперантное усиление бета-диапазона ЭЭГ (16-20 гц) имеет положительный терапевтический
эффект при различных неврологических нарушениях. Так, усиление бета-составляющей и одновременное
ослабление тета-составляющей эффективно при различных эпилептических синдромах [13], при синдроме
нарушения внимания и гиперактивности [7], постинсультных нарушениях (спастичность, парезы, плегии), посттравматических синдромах, коматозных состояниях [3] и др. Такие свойства, как надежность, нетоксичность и
неинвазивность в последние годы все более повышают востребованность БОС-технологий в педагогике и педиатрии
– только в США в настоящее время БОС-терапия широко практикуется более, чем в 700 клинических центрах.
БОС-SMR-терапия. Работы M.Стермана показали, что путем БОС-усиления сенсомоторного ритма (SMR) ЭЭГ
животных и человека можно повысить порог судорожной готовности и тем самым уменьшить частоту и выраженность
судорожных припадков при различных эпилептических синдромах вплоть до их полного прекращения [13]. Так,
согласно среднестатистическим оценкам, примерно в 50 % случаев в результате БОС-терапии (30-50 сеансов)
удается отменить противосудорожную фармакотерапию без рецидивов судорожных припадков.
Клинические применения БОС-ВНС-терапии. Различные формы БОС-ВНС-терапии показали свою
эффективность в тех случаях, когда в структуру нарушений входят изменения общего уровня активации, а также
симпатико-парасимпатического баланса. Так, выработка с помощью БОС-процедур навыков произволного
повышения температуры рук, снижения проводимости кожи ладоней, релаксация определенных групп мышц
позволяют эффективно бороться с упорными головными болями напряжения, мигренями, снижать повышенное
артериальное давление. Влияние каждой из этих составляющих направлено на понижение уровня симпатической
активации, вызванной хроническим стрессом. В контролируемых групповых исследованиях показано, что таким
образом удается стабильно снизить и систолическое, и диастолическое давление на 10-20 мм рт.ст. у лиц с
гипертонической болезнью.
Еще одной важной областью применения БОС-терапии является реабилитация двигательных нарушений
после перенесенных инсультов, повреждений и заболеваний периферических нервов, перенесенных операций и др.
Использование электромиографической (ЭМГ) БОС позволяет точно и избирательно восстанавливать функцию
пораженной или атрофированной мышцы или нерва.
Отдельного упоминания заслуживают результаты применения БОС-терапии при лечении
психоиммунологических нарушений. Помимо установленного факта условнорефлекторной иммуносупрессии (т.н.
выученное снижение иммунитета), многочисленными работами показано значительное и длительное ослабление
защитных сил организма, вызванное хроническим стрессом. При этом выявлено достоверно восстанавливающее
влияние релаксационной и ЭЭГ-БОС-терапии на механизмы иммунитета, что усиливает сопротивляемость организма
внешним патогенным влияниям, а также аутогенным реакциям, к которым относят такие нарушения, как
ревматоидный артрит, различные аллергии, возможно, рассеянный склероз и др.
Итоги. Эффективность БОС-регуляции , по-видимому, связана с возможностью прямого доступа к нейронным
4
сетям неокортекса, а также с таким фундаментальным свойством мозга, как пластичность (показана причастность
феномена посттетанической потенциации в гиппокампе к механизмам БОС-обучения). БОС-терапия облегчает
восстановление и поддержание гомеостаза на многих уровнях, включая баланс симпатического и
парасимпатического отделов ВНС. БОС-терапия поддерживает равновесие между двумя полушариями головного
мозга, а также между нервной и иммунной системами, тем самым влияя на физические, эмоциональные,
интеллектуальные и социальные процессы, обеспечивая оптимальное использование всех возможностей индивида.
Неинвазивность, нетоксичность, надежность и эффективность делают БОС-методы одними из наиболее
перспективных при лечении многих хронических заболеваний в области неврологии, кардиологии, урологии,
гастроэнтерологии, гериатрии, педиатрии, а также в восстановительной и превентивной медицине.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Богданов О.В., Пинчук Д.Ю., Михайленок Е.Л. Эффективность различных форм сигналов обратной связи в ходе
лечебных сеансов функционального биоуправления. //Физиол.человека, 1990, т. 16, № 1, с. 13-17.
2. Черниговская Н.В. Адаптивное биоуправление в неврологии. Л., Наука, 1978, с.134.
3. Ayers M.E. Assessing and treating open head trauma, coma and stroke using real-time digital EEG neurofeedback. //In:
Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback. Eds.: Evans J.R. & Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 203-222.
4. Blanchard E.B. Biofeedback treatments of essential hypertension. //Biofeedback and Selfregulation, 1990, v.15, n.3,
p.209-228.
5. Budzynski T.H. From EEG to neurofeedback. //In: Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback. Eds.: Evans J.R.
& Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 65-79.
6. Laibow R. Medical applications of neurobiofeedback. //In: Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback. Eds.:
Evans J.R. & Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 83-102.
7. Lubar J.F., Lubar J.O. Neurofeedback assessment and treatment for attention deficit/hyperactivity disorders. //In:
Introduction to quantitative EEG and Neurofeedback. Eds.: Evans J.R. & Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 103-143.
8. Kamiya J. Conscious control of brain wave. //Psychol.Today, 1968, v.1, p.56-60.
9. Norris S.L., Currieri M. Performance enhancement training through neurofeedback. //In: Introduction to quantitative
EEG and Neurofeedback. Eds.: Evans J.R. & Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 223-240.
10. Peniston E.G., Kulkosky P.J. Neurofeedback in the treatment of addictive disorders. //In: Introduction to quantitative
EEG and Neurofeedback. Eds.: Evans J.R. & Abarbanel A., 1999, Academic Press, p. 157-179.
11. Rosenfeld J.P. EEG biofeedback of frontal alpha asymmetry in affective disorders. //Biofeedback, 1997, v.25, n.1, pp.825.
12. Schwartz M.S. Biofeedback: A practitioner’s guide. 2nd ed., 1995, Guilford Press, NY
13. Sterman M.B. EEG biofeedback in the treatment of epilepsy: An overview circa 1980. In: Clinical Biofeedback: Efficacy
and Mechanism (Eds.: L.White, B.Tursky), 1982, pp.330-331, Guilford, NY.
5