Методы психофизиологии. Психофизиологические реакции человека, связанные с восприятием музыки Средства влияющие на психофизиологические реакции

Психические процессы составляют основу психической деятельности и являются динамическим отражением действительности. Психические состояния человека отличаются разнообразием и временным характером, В процессе деятельности реакция организма на внешние изменения не остается постоянной. Организм стремится приспособиться к изменяющимся условиям деятельности, преодолеть трудности и опасности.

Реакцией организма на резкое увеличение нагрузки является стресс, состоящий из целого ряда физиологических сдвигов в организме

Сам по себе стресс является не только целесообразной защитной реакцией человеческого организма, но и механизмом, содействующим успеху трудовой деятельности в условиях помех, трудностей и опасностей, если он не превышает.критического уровня. Превышение ведет к сбоям саморегуляции и чрезмерным формам психического напряжения..

Можно выделить два типа запредельного психического напряжения - тормозной и возбудимый.

Тормозной тип характеризуется скованностью и замедленностью движений. Снижается скорость ответных реакций. Замедляется мыслительный процесс, ухудшается воспоминание, проявляются рассеянность и другие отрицательные признаки, несвойственные данному человеку в спокойном состоянии.

Возбудимый тип проявляется гиперактивностью, многословностью, дрожанием рук и голоса, грубость, раздражительность, неспокойность.. Длительные психические напряжения и особенно их запредельные формы ведут к выраженным состояниям утомления.

Умеренное напряжение - нормальное рабочее состояние, возникающее под мобилизирующим влиянием трудовой деятельности. Это состояние психической активности является необходимым условием успешного выполнения действий и сопровождается умеренным изменением физиологических реакций организма, проявляется в хорошем самочувствии, стабильном и уверенном выполнении действий. Умеренное напряжение соответствует работе в оптимальном режиме. Оптимальный режим работы осуществляется в комфортных условиях, нормальной работе технических устройств. В оптимальных условиях промежуточные и конечные цели труда достигаются при невысоких нервно-психических затратах. Обычно здесь имеют место длительное сохранение работоспособности, отсутствие грубых нарушений, ошибочных действий, отказов, срывов и других аномалий.

Повышенное напряжение сопровождает деятельность, протекающую в экстремальных условиях, требующих от работающего максимального напряжения физиологических и психических функций, резко выходящего за пределы физиологической нормы.

Экстремальный режим - это работы в условиях, выходящих за пределы оптимума. Отклонения от оптимальных условий деятельности требуют повышенного волевого усилия или, иначе говоря, вызывают напряжение.

Монотония - напряжение, вызванное однообразием выполняемых действий, невозможностью переключения внимания, повышенными требованиями как к концентрации, так и к устойчивости внимания.

Политония - напряжение, вызванное необходимостью переключений внимания, частых и в неожиданных направлениях.

Физическое напряжение - напряжение организма, вызванное повышенной нагрузкой на двигательный аппарат человека.

Эмоциональное напряжение - напряжение, вызванное конфликтными условиями, повышенной вероятностью возникновения аварийной ситуации, неожиданностью либо длительным напряжением различных видов.

Напряжение ожидания - напряжение, вызванное необходимостью поддержания готовности рабочих функций в условиях отсутствия деятельности.

Мотивационное напряжение связано с борьбой мотивов, с выбором критериев для принятия решения.

Утомление - напряжение, связанное с временным снижением работоспособности, вызванное длительной работой.

Эргономические основы безопасности жизнедеятельности

Безопасность жизнедеятельности является комплексной дисциплиной, опирающейся на разработки и достижения разных наук. Одной из таких наук является эргономика.

Эргономика занимается вопросами повышения эффективности целенаправленной деятельности человека в основном во время трудовой деятельности. Однако существуют такие направления, как “Эргономика в быту”, “Эргономика спорта” и др.

Эргономика исследует взаимодействие человека с искусственной (технической) средой. При этом человеку свойственны некоторые ограничения, которые конструктору необходимо принимать во внимание. Сложность исследования связана с особенностями человек а и разнообразием проектируемых ситуаций , которые следует учитывать. Конструкции, порождающие те или иные ситуации, могут быть как относительно простые (рукоятки инструментов, вспомогательные приспособления) так и чрезвычайно сложные (щиты управления блоками электростанции, приборные панели самолёта).

Важной частью эргономики является анатомия человека, которая составляет теоретическую основу антропометрии и биомеханики.

Например, замечено, что рост работников управленческого аппарата, в среднем, на несколько сантиметров выше, чем неквалифицированных рабочих.

Биомеханика изучает приложение сил телом человека. При этом необходимо учитывать, что:

· человека необходимо учить эффективному приложению сил, так как в условиях техносферы инстинктивные способности, зачастую, не реализуются;

· человек, в отличие от низших животных, может приложить мышечную силу того же порядка, что и масса тела.

Эффективная биомеханика требует знания анатомии, в частности, расположения основных групп мышц, их состава и способа приведения их в действие.

Физиология вносит в эргономику два важных компонента: физиологию труда и гигиену труда. Физиология труда изучает процесс производства энергии организмом человека. Энерготраты исследуются для определения количества потребляемой химической энергии, содержащейся в человеческом организме, что, в свою очередь, учитывается для определения ожидаемой продолжительности непрерывной работы в течение смены, частоты и продолжительности перерывов в работе.

Эргономика учитывает рекомендации по гигиене труда , которые зависят от параметров окружающей среды - метеорологических условий, освещения, шума, вибрации, наличие электромагнитных полей, ионизирующего излучения и др. При этом учитываются такие характеристики человека как возраст, пол, пригодность к работе и т.д.

Учитывая, что во многих авариях и катастрофах виноват сам человек и, при этом, цена таких ошибок постоянно возрастает, можно сказать, что существенный вклад в эргономику вносит психология , которая может оказаться полезной в определении человеческих ошибок и даёт возможность разобраться, почему люди их совершают.

В процессе трудовой деятельности неизбежно взаимодействие с другими людьми, поэтому необходимо иметь определенные познания о закономерностях общения людей, руководства, поведения отдельного работника в организации, группового поведения, а также о взаимодействии людей с окружающей средой.

Рекомендации эргономики, зачастую, ставят цель обеспечить выполнение конкретной работы с определённым эффектом. Под эффектом будем понимать не только экономический результат, но и устранение вредного воздействия на здоровье, и сведение риска несчастных случаев к минимуму.

25. ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА

Классификация чрезвычайных ситуаций имеющие техногенный характер

Такими ситуациями называют аварии, взрывы, пожары и другие происшествия, вызванные хозяйственной деятельностью человека. В связи с наполнением производства и сферы услуг новейшей техникой и технологией значительно возрастает количество вышеперечисленных катастроф.

Транспортные аварии

Транспортная авария - опасное техногенное происшествие, возникшее в процессе движения по дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или ранены люди, повреждены транспортные средства или был нанесен ущерб окружающей среде.

Пожары и взрывы

Пожары и взрывы являются наиболее распространенными чрезвычайными ситуациями, несут собой огромный ущерб и гибель населения. Эти ЧС наносят немалый урон природной среде, а иногда уничтожают большие территории. По своей химической природе, пожары и взрывы являются разновидностью неконтролируемых горений. Аварии с угрозой выброса сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ)СДЯВ используются в транспортной и промышленной сфере. При авариях на таких объектах, возможны выбросы СДЯВ, которые попадают в атмосферу и гидросферу, вызывая многочисленные заражения людей.

Аварии с угрозой выброса радиоактивных веществ (РВ)

Радиация губительно действует на любое живое существо. При радиационном облучении, возникает лучевая болезнь, которая разрушает генетику живого организма. Радиационное заражение местности происходит при авариях на предприятии, которое использует радиоактивные материалы в производстве или занимается утилизацией радиоактивных отходов.

Аварии с угрозой выброса биологически опасных веществ (БОВ)

Биологически опасные вещества ведут к многочисленным заболеваниям животных и людей. Человек способен заразиться даже при попадании очень малых количеств БОВ в организм. БОВ включает в себя бактерии и микробы, которые способны вызвать очень опасные инфекционные заболевания.

Непредвиденный обвал строений

Авария такого плана, как правило, связана с сопутствующими обстоятельствами. Это может быть и значительное движение на пике трудового дня, большое количество людей или автомобилей, сосредоточенных одновременно в одном месте.

По большей части обвалы строений случаются при строительстве на оседающих почвах из-за нарушения строительных нормативов. Также такое возможно из-за неправильных расчетов надежности строений и конструкционных элементов, при повреждении фундамента здания при строительстве.

Такое случается в городах, где особо активное движение, значительное количество заводов и жителей. Последствиями таких разрушений является не только материальная сторона вопроса. Среди жителей возникает паника, к тому же люди страдают морально.

Авария на электроэнергетических системах:

Аварии на автономных электростанциях с долговременным перерывом электроснабжения.

Аварии на электроэнергетических сетях с долговременным перерывом электроснабжения потребителей и территорий.

Выход из строя транспортных электрических контактных сетей.

Аварии в коммунальных системах жизнеобеспечения

В основном происходят в городах и крупных поселках, где наблюдается большое скопление людей, промышленных предприятий. Помимо материального ущерба такие аварии наносят серьезный моральный ущерб и имеют негативные последствия среди населения.

Четыре группы аварий:

На канализационных системах;

На тепловых сетях;

В системах водоснабжения;

На коммунальных газопровода

Человеку присущ целый набор безусловных рефлексов, которыми он неосознанно отвечает на различные опасности. Большую способность противостоять опасностям и надежность функционирования обеспечивает структурная избыточность человека. Эта избыточность существует в материальном (дублирование органов, способность взаимокомпенсации органов) и в информационном плане (резервирование органов восприятия, хранения и переработки информации).

В процессе своей деятельности человек использует не только свои физические возможности, но и расходует значительные психологические усилия, такие как особенности характера, волю, умственные способности и другие.

К психофизиологическим свойствам человека, влияющим на его способность реагировать на опасность, относятся: способность обнаруживать сигналы опасности, скоростные возможности человека и др. Эти свойства зависят от утомляемости человека, степени опьянения, здоровья и др. Защищенность людей от опасности зависит и от комплекса индивидуальных психических качеств: темперамента, внимания, мышления, воли, координации движений, эмоциональной устойчивости и др. Опасные факторы, обусловленные особенностями физиологии и психологии человека, называются психофизиологическими. Психофизиологические опасности в современном мире являются следствием целостности или разлада, стойкости или дисгармонии, спокойствия или тревоги, успеха или неудач, физического и морального благополучия. Не существует ни одного фактора психофизиологических опасностей, который не влиял бы на человека. Каждый из этих факторов в зависимости от длительности действия относится к постоянным или временным . Психофизиологическими факторами потенциальной опасности постоянного действия следует считать:

Недостатки органов чувств (дефекты зрения, слуха и др.).

Нарушение связей между сенсорными (чувствительными) и моторными (двигательными) центрами, вследствие чего человек не способен реагировать адекватно на те или другие изменения, воспринимаемые органами чувств.

Дефекты координации движений (особенно сложных движений и операций, приемов и т.п.).

Повышенная эмоциональность.

Отсутствие мотивации к трудовой деятельности (незаинтересованность в достижении целей, неудовлетворение оплатой труда, монотонность труда, отсутствие познавательного момента, т.е. неинтересная работа и т.п.).

Психофизиологическими факторами потенциальной опасности временного действия являются:

Недостаток опыта (появление вероятной ошибки, неверные действия, напряжение нервно-психической системы, боязнь допустить ошибку).

Неосторожность (может привести к поражению не только отдельного человека, но и всего коллектива).

Утомление (различают физиологическое и психологическое утомление).

Эмоциональные явления (особенно конфликтные ситуации, душевные стрессы, связанные с бытом, семьей, друзьями, руководством).

Деятельность человека можно разделить на две категории физическую и умственную . Физическая деятельность– деятельность, связанная с конкретными предметными действиями (например, перевозка груза, инструментальное производство, спорт и т.п.). Умственная деятельность связана с психическими процессами, во время которых человек планирует свои действия, оперируя образами и языковыми символами. Человек в деятельности выступает как личность, которая имеет определенные мотивы и намеченные цели. Мотивами могут выступать потребности, чувства и т.п. Для осуществления деятельности необходимо иметь объект деятельности, внутренние побуждения, а также соотношение побуждения и целей человека, которые он хочет достигнуть в результате своей деятельности. Например, человека к деятельности побуждает или личное обогащение (удовлетворение своих потребностей), или невозможность физического существования бездеятельности.

Психофизиологические качества и состояния проявляются в чувствительности человека к обнаружению опасности, скорости реакции на нее, в эмоциональных реакциях на опасность. Они зависят от индивидуальных особенностей человека, в частности от особенностей его нервной системы. Например, состояние тревоги усиливает способность к быстрому обнаружению опасности, а состояние утомления снижает эту способность.

Важным фактором способности человека противодействовать опасности являются его профессиональные качества и опыт, которые проявляются в виде навыков и умений. Причем подразумеваются не столько навыки и умения достигать цели действия, сколько навыки и умения достигать этой цели наиболее безопасным путем. Эти факторы обобщаются следующим образом:

1) Чисто биологический, фактор, вытекающий из природных свойств человека, проявляющихся в "бессознательной регуляции";

2) Фактор, определяющий индивидуальные особенности психического отражения и психических функций;

3) Фактор, определяемый опытом человека (навыки, знания и умения как результат обучения и самообучения);

4) Фактор, характеризующий возбудитель направленности действий человека (мотивы, интересы, установки и т.п.).

5) Разрушение единого информационного и духовного пространства, культуры и традиционных устоев общества и общественной нравственности;

6) Блокирование на неосознаваемом уровне свободы волеизъявления человека, искусственное привитие ему синдрома зависимости;

7) Разработка, создание и применение специальных средств;

8) Манипуляция общественным сознанием с использованием средств массовой информации, телекомпьюникационных и специальных средств воздействия;

9) Деструктивное воздействие на психику человека природных комплексов, антропогенных зон, генераторов физических полей и излучений.

Поскольку человек является гибкой саморегулирующейся биологической системой, он потенциально способен использовать свои возможности для достижения цели, избегая при этом опасности. Например, человек с низкими психофизиологическими качествами может обеспечить требуемую безопасность за счет развития профессиональных качеств и высокой мотивации к безопасной деятельности (безопасность дороже денег). Наоборот, человек с высокими биологическими, психофизиологическими и профессиональными качествами может быть плохо защищен от опасности из-за слабой мотивации именно к безопасности деятельности (зарплата дороже здоровья).

Человек воспринимает процесс деятельности за счет наличия у него:

- Рецепторов (зрение, слух, обоняние, вкус, осязание и др.).

- Центральной нервной системы (ЦНС ): внимания, ощущения, восприятия, понятия, общения.

-Эмиторов (голова, руки, ноги, тело), которые характеризуются антропологическими и антропометрическими показателями.

- Видимости цикла действия .

- Явления гомеостаза организма – постоянства среды внутри себя. Каждый параметр организма имеет вполне определенные предельно допустимые значения. К таким параметрам относятся: - температура тела, постоянство которой поддерживается за счет функционирования системы терморегуляции; - артериальное давление; - наличие в крови сахара; - насыщенность крови кислородом, углекислым газом и т.д. Кроме всего прочего организм не безразличен как к тому, в каких пределах находятся его параметры, так и к тому, с какой скоростью происходит их изменения. Организм реагирует не на абсолютное, а на относительное изменение, т.е. зависящее от собственных свойств системы. Ведь одно и то же абсолютное изменение вызывает различные, непропорциональные следствия. Например, если в прихожую входят два человека, то, вошедшему человеку с мороза в этой комнате покажется (или окажется) жарко, а вышедшему из другой теплой комнаты довольно прохладно.

- Мозга (ЦНС). Мозг – это орган управления, обладающий возможностью получения информации, анализа этой информации и выдачи сигналов к действию. Следует обратить внимание на условие, предшествующее работе мозга – приеме информации: о воздействии факторов, об интенсивности этого воздействия, среде, через которую осуществляется воздействие, ситуации на момент предшествующий воздействию и момент самого воздействия, структуре факторов и органах, подвергающихся их воздействию. От статуса этой информации (правдивая, ложная) зависит и вид принимаемого решения и антиципация, так как информация постоянно фиксируется (записывается) мозгом. В свою очередь это позволяет человеку анализировать получаемую информацию на разных уровнях в зависимости от психологического состояния организма и центральной нервной системы. Антиципация характеризует способность человека (в самом широком смысле) действовать и принимать те или иные решения с определенным временно-пространственным упреждением в отношении ожидаемых, будущих событий.

Основой естественной системы защиты от опасности является нервная система, которая подразделяется на центральную и периферическую. Центральная нервная система (ЦНС) включает в себя головной и спинной мозг и состоит из десятков миллиардов нервных клеток. Периферическую нервную систему составляют особые волокна – нервы, которые пронизывают все без исключения органы. С нервными волокнами связаны специальные чувствительные аппараты, воспринимающие сигналы внешнего мира и самого организма, которые академик И.П. Павлов назвал рецепторами (датчиками). Все рецепторы имеют специализацию: одни реагируют на укол, другие – на температуру и т.д. Основные функции рецепторов :

Преобразование энергии действия раздражителя в нервный процесс (условия наличие взаимодействия рецепторов с раздражителями, они возбуждаются в ответ на раздражитель).

Биоэлектрическими явлениями – токами (импульс) передаёт сигнал в ЦНС.

- ЦНС – передаёт нервные импульсы в анализаторы, а затем (по каналам обратной связи) возвращает их рецепторам. Рецепторы – декодируют сигналы и превращают их в психическое восприятие: В зависимости от природы раздражителя датчики подразделяются на несколько групп:

- механорецепторы – вестибулярные, гравитационные рецепторы, рецепторы кожи и опорно-двигательного аппарата и др.;

- терморецепторы – воспринимают температуру как внутри организма, так и в окружающей организм среде;

- хеморецепторы – реагируют на воздействие химических веществ (рецепторы вкуса, обоняния);

- фоторецепторы – воспринимают световые раздражители;

- болевые рецепторы – особая группа, возбуждаемая механическими, химическими или тепловыми раздражителями.

Висцеральный аппарат (кровь, лимфа, тканевая жидкость) сохраняет гомеостаз – относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма человека (терморегуляции, кровообращения, газообмена и пр.), поддерживаемое механизмами саморегуляции в условиях колебаний внутренних и внешних раздражителей: определяет опасность скрытого и внутреннего характера; играет роль в сохранении стабильности и функциональности внутренних органов; играет роль в состоянии здоровья и жизни.

На основе анализа поступившей и поступающей информации от рецепторов, эмиторов в ЦНС происходит управление системами и органами человека. Кроме того, мозг может блокировать (отключать) различные системы жизнедеятельности организма человека при воздействии факторов, превышающих критические уровни органов (выполнение защитных функций организма при травмах). Практика и специальные исследования показали, что изменения параметров в пределах 10% организм воспринимает как комфортные, в пределах до 20% как допустимые. А изменения, превышающие 20% и произошедшие за короткий промежуток времени, могут вызвать крайне неприятные ощущения, а иногда оказаться даже опасными для жизни. Это касается и температуры, и артериального давления, и многих других параметров.

Факторы опасности влияют на человека через рецепторы и вегетативную нервную систему человека. Вегетативная нервная система характеризуется: частотой пульса, артериальным давлением, минимальным объёмом крови, дыханием, соотношением вдоха и выдоха, сопротивление или электропотенциал кожи (кожно-гальванический рефлекс). В восприятии и реакции на факторы опасности играют важную роль особенности строения человека. 1) Слух, зрение, ощущения и др.- предвидеть опасность (анализаторы). 2) Органы чувств – рецепторы (проводящие нервные пути нейроны, аксоны или эффекторы, мозговые окончания в коре головного мозга).

Связь со средой обитания у человека, как и у всех живых существ, осуществляется через анализаторы, поэтому при рассмотрении вопросов безопасности жизнедеятельности, необходимо учитывать характеристики этих анализаторов.

Анализаторы - система специализированных нервных образований, которые воспринимают явления в окружающем мире и внутри организма и обрабатывают полученную информацию. Анализатор - более широкое понятие, чем «орган чувств». В анализатор входят как периферические рецепторы, так и весь проводящий путь нервных сигналов, включая и ту область коры головного мозга, куда они поступают. Анализатор состоит из рецептора, проводящих нервных путей и мозгового конца. Путь нервного импульса от воспринимающего нервного образования (рецептора) через ЦНС (центральную нервную систему) до окончания в действующем органе называется рефлекторной дугой. Органы чувств человека, как известно, воспринимают только те раздражители, которые лежат в пределах диапазона, ограниченного их чувствительностью; они способны дифференцировать сигналы лишь тогда, когда различие между ними достигает определенного уровня. Таким образом, важнейшими характеристиками анализаторов являются: - пороги чувствительности (верхний и нижний); - порог различения, или дифференциальный порог. Нижний (абсолютный) порог ощущения - минимальная интенсивность физического раздражителя, при достижении и превышении которой появляется его ощущение. Если интенсивность раздражителя, превысив абсолютный порог, будет продолжать увеличиваться, то после достижения им некоторого предельного значения адекватное ощущение сигнала станет уже невозможным. Верхний порог ощущения - максимальная интенсивность раздражителя, при котором еще сохраняется его адекватное (специфическое) восприятие. Например, при превышении верхнего порога ощущения звука он перестает восприниматься как звук - ощущается боль, при дальнейшем превышении возможно разрушение периферийной части анализатора (разрыв барабанной перепонки). По нижнему порогу ощущения судят об абсолютной чувствительности анализатора относительно данного раздражителя. Количественно чувствительность анализатора по отношению к данному раздражителю принято выражать как величину, обратную интенсивности абсолютного порога этого раздражителя. Кроме нижнего и верхнего порога, в психофизике используется понятие дифференциального порога - ощущения, или порога различения.Дифференциальный порог (порог различения) - это минимальное различие интенсивности двух раздражителей, которое возможно распознать по разнице в ощущениях. Объяснения этим явлениям можно найти в основных психофизических законах восприятия . Непосредственной основой развития психофизики явились работы немецкого психофизика Э.Г. Вебера, который, изучая связь между интенсивностью физического раздражителя (света, звука, давления на кожу груза) и его ощущением, в 30-х годах прошлого века обнаружил, что ощущения у человека увеличиваются пропорционально не абсолютному приросту интенсивности раздражителя, а его относительному приросту. Исходя из закона Э.Г. Вебера, Г.Т. Фехнер, физик и философ XIX в., выражая приращения интенсивности раздражителя и приращения ощущения в дифференциалах, вывел зависимость, означавшую, что минимальное приращение ощущения над абсолютным порогом пропорционально относительному приращению интенсивности раздражителя. Фехнер допустил, что при величине раздражителя, равной абсолютному порогу, ощущение равно нулю. Установленная зависимость получила наименование основного психофизического закона Вебера - Фехнера. Из этого закона следует, что с увеличением интенсивности раздражителя величина его ощущения растет значительно медленнее, чем сам раздражитель. В 50-х годах нашего столетия, с разработкой более прямых и точных методов измерения ощущений, С. Стивенс сделал вывод, что для отдельных раздражителей существует возможностьзначительно более быстрого роста ощущения, по сравнению с ростом интенсивности раздражителя.

Мы познакомились с важнейшими общими характеристиками анализаторов, такими как пороги чувствительности, порог различения, или дифференциальный порог. Рассмотрим подробнее отдельные виды анализаторов (глаза, уши, кожа и т.д.).

Зрение имеет для человека первостепенное значение. Зрительный анализатор позволяет получить представление о предмете, его цвете, форме, величине, о том, находится ли предмет в движении или покое, о расстоянии его от нас, потенциальной опасности, которую он несет. Зрительное восприятие начинается с фотохимического процесса. Под влиянием света вещества, находящиеся между наружным слоем сетчатки и сосудистой оболочкой, распадаются, возбуждая окончания нервных элементов глаза. При этом в соответствующей зоне головного мозга возникает зрительный образ. Кора мозга синтезирует детали зрительного акта и определяет наше отношение к зрительному образу. Зрительный анализатор человека воспринимает электромагнитное излучение с длиною волн в диапазоне от 0,38 мкм до 0,76 мкм. Непосредственно наш глаз реагирует на яркость, которая представляет отношение силы света, излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. При очень больших яркостях возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 кд/м 2 .

Важнейшими характеристиками зрительного анализатора являются световая, контрастная и цветовая чувствительности. Световая чувствительность различна для различных областей видимого спектра и принимается за единицу при длине волны равной 0,555 мкм. Диапазон чувствительности по яркости весьма велик. Так, нижний порог чувствительности соответствует всего нескольким квантам света, а при верхнем пороге, создается эффект ослеплённости. Контрастная чувствительность определяет степень воспринимаемого различия между двумя яркостями, разделенными в пространстве или времени, т.е. позволяет ответить на вопрос, насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно. Контрастнаячувствительность зависит от яркости фона, площади сигнала, его длительности. Цветовая чувствительность глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Оптический анализатор включает два типа рецепторов: колбочки и палочки. Первые являются аппаратами хроматического (цветового) зрения, вторые - ахроматического (черно-белого). При равенстве энергии воздействующих волн различия их длин ощущается как различия в цвете источников света или поверхностей предметов, которые его отражают. Зрительный анализатор обладает определенной спектральной чувствительностью, которая характеризуется относительной видимостью монохроматического излучения, большая видимость днем соответствует желто-оранжевой части спектра, а ночью или в сумерках - зелено-голубой. При длине волны 0,555 мкм достигается, таким образом, максимум чувствительности зрительного анализатора. Эта особенность зрения учитывается при проектировании средств обеспечения безопасности или предметов, которые должны легко обнаруживаться (например, одежда дорожных рабочих, костюм космонавта, «черный ящик» самолета).

При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения , которая характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. С увеличением освещенности, острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сетчатке глаза.

Инерция зрения, это ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик, в течение 0,1 - 0,2 с. Известно, что при действии прерывистого светового раздражителя возникает ощущение мельканий. Из-за инерционных свойств зрения эти мелькания при определенной частоте сливаются в ровный немигающий свет. Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической частотой слияния мельканий. В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, оптимальной частотой является частота в пределах 3-10 Гц. Инерция зрения, кроме того, обусловливает стробоскопический эффект . Он заключается в следующем: если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени сохранения зрительного образа (0,1 - 0,2с), то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При этом возникает, например, иллюзия движения при прерывистом наблюдении отдельных объектов или иллюзия неподвижности (замедление движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение. В частности, при освещении пульсирующим светом вращающиеся части оборудования казаться неподвижными и представлять опасность для человека. При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 0 , вертикали вверх - 55-60 0 и вниз - 65-72 0 . При восприятии цвета размеры поля зрения снижаются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх – 25 0 , вниз - 35 0 , вправо, влево по 32 0 . Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Так ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30м составляет в среднем 12% общего расстояния.

Значительная часть информации об окружающей среде, в том числе о различных опасностях, поступает к человеку в виде звуковых сигналов . Как известно, звук - это колебания упругой среды, звуковая волна распространяется в воздухе, в воде, в твердых телах и является носителем энергии, которую называют силой звука или интенсивностью. Основными параметрами звуковых сигналов являются, интенсивность и частота, которые субъективно в слуховых ощущениях воспринимаются как громкость и высота. Но орган слуха (слуховой рецептор) воспринимает среднеквадратичное звуковое давление - т.е. звуковое давление, усредненное по времени. Для органа слуха человека время усреднения составляет 30 - 100 мс. Звуковое давление связано с интенсивностью звука зависимостью. Нижний порог (порог слышимости) зависит от частоты ощущаемых звуков. На так называемой эталонной частоте 1000 Гц порог слышимости составляет около 2×10 -5 Па . Верхним порогом является порог болевого ощущения, который составляет около 10 5 Па . Соотношение интенсивности и частоты определяет ощущение громкости звука. Человек оценивает как одинаково громкие звуки, имеющие различную частоту и интенсивность. Дифференциальный порог. Абсолютный дифференциальный порог (порог различения частот) равен примерно 2-3 Гц. Относительный дифференциальный порог является почти постоянным и равен 0,002. Максимальная чувствительность слухового анализатора лежит в диапазоне частот 3-5 кГц . Для практических целей были введены понятие логарифмического уровня и специальная единица «Бел» (в честь Белла - изобретатель телефона). Бел - довольно крупная единица. Весь воспринимаемый диапазон звуков укладывается всего в 13-14Б, поэтому на практике используется в 10 раз меньшая единица - «децибел» дБ.

Кожная чувствительность, как средство защиты имеет огромное значение, она обычно разделяется на три вида: ощущение прикосновения и давления (тактильная чувствительность); ощущение тепла и холода; ощущение боли .

Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение прикосновения. Пороги ощущения приблизительно составляют: для кончиков пальцев руки 3 г/мм 2 , на тыльной стороне пальца - 5 г/мм 2 , на тыльной стороне кисти - 12 г/мм 2 , на животе - 26 г/мм 2 и на пятке - 250 г/мм 2 . Порог различения в среднем равен примерно 0,07 от исходной величины давления. Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Временный порог тактильной чувствительности менее 0,1 с. Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрое развитие адаптации, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя для различных участков тела и изменяется в пределах от 2 до 20 с.

Температурная чувствительность свойственна всем организмам, обладающим постоянной температурой тела. Температура кожи несколько ниже температуры тела и различна для отдельных участков на лбу, например, 34-35 0 С; на стопах ног 25–27 0 С. Средняя температура свободных от одежды участков кожи равна 30 - 32 0 .

В коже человека обнаружено два рода рецепторов . Одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Пространственные пороги зависят от стимулирующих факторов при контактном воздействии, например, ощущение возникает уже на площади в 1 мм 2 , лучевом - начиная с 700 мм 2 . Латентный, т.е. скрытый период температурного ощущения (инерция ощущения) равен примерно 250 мс. Абсолютный порог температурной области чувствительности определяется по минимальному ощущаемому изменению температуры участков кожи относительно логического нуля , т.е. собственной температуры данной области кожи. Для тепловых рецепторов он равен примерно 0,2 0 С, для холодных 0,4 0 С. Порог различения, или дифференциальный порог составляет примерно 1 0 С.

Болевая чувствительность или боль часто является единственным сигналом, предупреждающим о внешней опасности или неблагополучии в состоянии какого-либо органа человека. Обычно случайное прикосновение к острым, горячим или холодным предметам, способным разрушить кожный покров сопровождается непроизвольным рефлекторным движением - «от опасности». Благодаря такой защите, являющейся предохранительной реакцией на получаемое извне раздражение, человек во многих случаях своевременно оценивает грозящую ему опасность ожога, ранения и т.д. и принимает соответствующие меры безопасности. Ранее считалось, что не существует специальных рецепторов болевой чувствительности, поскольку в любом анализаторе возникают болевые ощущения, если величина раздражителя превысит верхний абсолютный порог. Однако впоследствии были обнаружены свободные нервные окончания в эпителиальном слое кожи, которые оказались специализированными болевыми рецепторами . Между тактильными и болевыми рецепторами существуют противоречивые отношения. Проявляются они в том, что наименьшая плотность болевых рецепторов приходится на участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецепторами, и наоборот. Противоречие обусловлено различием функций рецепторов в жизни организма. Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Тактильная чувствительность связана с ориентировочными рефлексами. Биологический смысл боли в том, что она, являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность. Порог болевой чувствительности кожи живота 20 г/мм 2 , кончиков пальцев - 300 г/мм 2 , латентный период ощущения боли - около 370 мс. Критическая частота слияния дискретных болевых раздражителей 3 Гц. В области боли наблюдается почти прямая зависимость между ощущением и раздражителем. Следует иметь в виду, что защитная роль боли заканчивается после того, как она отмечена сознанием. В дальнейшем, например, при тяжелой множественной травме боль лишь осложняет деятельность организма по самовосстановлению повреждения, а в некоторых случаях является опасной в отношении так называемого «болевого шока».

Запахи воспринимаются человеком органами обоняния при помощи специальных рецепторов (клеток, находящихся в слизистой оболочке носовых раковин). У человека около 60 миллионов обонятельных клеток, размещенных в слизистой оболочке средней части носовых раковин поверхности всего на пяти квадратных сантиметров. Однако в связи с тем, что обонятельные клетки покрыты огромным количеством ресничек, площадь их соприкосновения с пахнущими веществами составляет 5 - 7 квадратных метров. Ощущение запаха возникает, когда частицы вещества попадают на слизистую оболочку обонятельной области и возбуждают обонятельные клетки. Отростки этих клеток, образующие обонятельный нерв, передают возбуждение в центральную нервную систему. Защита от проникновения в организм пахнущих веществ, опасных для жизни и здоровья (эфир, хлороформ, нашатырный спирт и др.), осуществляется рефлекторным замедлением дыхания и его кратковременной остановкой. Характерно, что многие безвредные для организма запахи рефлекторной остановки дыхания не вызывают. Обоняние является исключительно тонким чувством. По данным физиологических исследований человек ощущает запах некоторых веществ (сероводород, мускус и другие), содержащихся в воздухе, даже тогда, когда химический и спектральный анализы их не обнаруживают. Особенности обонятельного анализатора, включая его высокую чувствительность к некоторым пахнущим веществам, содержащимся в воздухе, могут служить сигналом, предупреждающим об опасности проникновения различных веществ в помещения, например, в связи с неожиданным нарушением герметичности оборудования, различных газопроводов и т.д. Практически особенности обонятельного анализатора уже используются, например, для предупреждения об опасности отравления и взрыва природного газа, применяемого в качестве топлива на производстве и в быту. С этой целью газ без запаха, но обладающий потенциальной опасностью отравления или взрыва, одорируют (т.е. придают запах) особо пахнущими безвредными веществами. В данном случае восприятие запаха сигнализирует об опасности и необходимости принятия, соответствующих мер безопасности. В перспективе одорация может применяться и для насыщения воздуха тонкими ароматами, например, леса, полей и т.п. Это поможет создать «эмоциональный климат». Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграмма вещества на литр воздуха. Но дифференциальный порог высок, в среднем 38%.

В физиологии и психологии распространена четырехкомпонентная теория вкуса , согласно которой существует четыре вида элементарных вкусовых ощущений: сладкого, горького, кислого и соленого. Все остальные вкусовые ощущения представляют их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора, выраженные в величинах концентраций раствора, примерно в 10000 раз выше, чем обонятельного.

Вкусовые и обонятельные ощущения отражают не только свойства веществ, но и состояние самого организма. Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, в среднем она составляет 20%. Под влиянием практической деятельности и специальных знаний чувствительность вкусового и обонятельного анализатора может быть существенно развита. Обоняние и вкусвместе составляют так называемую органолептическую чувствительность.

Вибрация высокой интенсивности при продолжительном воздействии приводит к серьезным изменениям деятельности всех систем организма и при определенных условиях может вызвать тяжелое заболевание. При небольшой интенсивности и длительности воздействия вибрация может быть полезна, уменьшает утомляемость, повышает обмен веществ, увеличивает мышечную силу. Специальные анализаторы, воспринимающие вибрацию, неизвестны. Существует несколько гипотез о природе вибрационной чувствительности. Диапазон ощущений вибрации высок от 1 до 10000 Гц. Наиболее высока чувствительность к частоте 200-250 Гц. При их увеличении и уменьшении вибрационная чувствительность снижается. Пороги вибрационной чувствительности различны для различных участков тела. Наибольшей чувствительностью обладают дистальные (удаленные) участки тела человека (например, кисти рук).

Мозг человека получает информацию не только от окружающей среды, но и от самого организма. Чувствительные нервные аппараты имеются во всех внутренних органах. Во внутренних органах под влиянием внешних условий возникают определенные ощущения, которые порождают сигналы. Эти сигналы являются необходимым условием регуляции деятельности внутренних органов.

Перечисленные анализаторы функционируют в сложном взаимодействии. Ядром всего механизма взаимодействия анализаторов является рефлекторный путь: постоянные и временные нервные связи между их мозговыми концами. В процессе развития человека на основе взаимодействия анализаторов формируются функциональные системы, являющиеся механизмом перцептивных (воспринимающих) действий. Структура этих систем определяется условиями деятельности и жизни человека. Если человек попадает в необычные для него условия, то возможно возникновение конфликта между сложившимися функциональными системами и новыми требованиями. Чтобы предотвратить подобные нарушения, необходимо перестроить сложившиеся функциональные системы. Процесс такой перестройки у разных людей может протекать несколько по-разному в зависимости от особенностей их нервной системы.

В вопросах защиты от опасности имеет значение время реакции организма на различные раздражители. Для разных людей и разных анализаторов это время различно. Среднее время реакции на раздражение разных групп анализаторов приведено в табл. 13 .

Лекция №1.11 Средства, влияющие на ЦНС.

Хвалченко Ирина Ивановна

Учебное издание

Оригинал-макет подготовлен Хвалченко И.И.

Гарнитура Nimes New Ronan.

Формат 60х84/16. Объем 4,5 усл. п. л., уч.-изд. л.

423600, ᴦ. Елабуга, ул. Казанская, 89, ЕГПУ.

6. Психотропные средства – ЛС, влияющие на психические функции и эмоциональное состояние человека. Οʜᴎ делятся на

- нейролептики (антипсихотические) – устраняют или ослабляют главные симптомы психических заболеваний: бред и галлюцинации.

v Aminazinum (хлорпромазин) тб 0,01, др 0,025-0,25, амп 2,5% 1-2-5-10мл

v Droperidolum Б амп 0,25% 2-5-10мл (комб ʼʼталамоналʼʼ (+фентанил) исп для нейролептаналгезии)

v Sulpiride (эглонил) Б тб 0,2, капс 0,05-0,1; амп 5% 2мл

v Прегабалин (Лирика) капс. Прим: Нейропатическая боль, эпилепсия.

Виды действия

· Антипсихотическое – устраняют бред и галлюцинации = ШЗ, Э

· Сильное успокаивающее = неврозы

· Пр/рвотное = при неукротимой рвоте

· Гипотермическое = снижает Ттела, исп при операциях на сердце для временной остановки кровообращения

· Потенцируют действие ЛС, угнетающих ЦНС (снотворные, нарк, анальг) исп для премедикации перед наркозом

· Ослабляют эффекты психостимуляторов

· Снижают АД и кислотность жел сока

ПЭ: - сухость во рту (аторпиноподобное д-е)

Падение АД вплоть до ортостатического коллапса = лежать 2ч

Сонливость, депрессия, мыш слабость, паркинсонизм (купируют циклодолом)

АР из-за раздражающего действия (часто у апт и мед персонала на аминазин)

ПП: общие

-транквилизаторы (анксиолитики)– устраняют эмоциональное напряжение и оказывают в результате успокаивающее (транквилизирующее) действие

а) бензодиазепиновые:

v Phenazepamum Б тб, амп

v Diazepamum Б (седуксен, реланиум, сибазон) тб, амп

v Nozepamum Б (тазепам, оксазепам) тб

v Lorazepam Б тб, др

Виды действия:

Анксиолитическое действие – подавление чувства тревоги, страха

Седативный эффект – ослабление реакции на раздражители

Снотворный эффект

Миорелаксирующий – расслабление скелœетной мускулатуры

Противосудорожный

Потенцирование наркоза и аналгезии.

В отличие от нейролептиков не устраняют бред и Г, рвоту, не вызывают симптомов паркинсонизма.

Прим: - лечение неврозов, неврозоподобных состояний, сопровождающих ИМ, ГБ, ЯБЖ и при бессоннице и стрессе.

Судорожные синдромы

Премедикация перед и после операции

ПЭ: - привыкание, лек зависимость и синдром отмены

Сонливость, снижение тонуса скел муск-ры, головокружение

ПП: - заб печ, поч, миастения, водителям, алкоголь

При отравлении антагонист: Флумазенил амп блокирует бензодиазепиновые рецепторы

б) небензодиазепиновые: Буспирон (Буспар), Мебикар (Адаптол), Гидроксизин (Атаракс)

уступают по силе действия бензодиазепинам, но вызывают меньше ПЭ (можно шире назначать в дневные часы)

-седативные – оказывают успокаивающее действие за счёт понижения возбудимости ЦНС: уменьшают раздражительность, улучшают настроение, нормализуют сон, но не устраняют чувство страха и не эффективны при психических расстройствах.

Эта группа ЛП появилась раньше транквилизаторов и нейролептиков. В качестве седативных ЛС применяют:

· Комб ЛП, содержащие фенобарбитал (корвалол, валокордин, валосœердин)

· Препараты растений – валерианы, пустырника, мелиссы, пиона, мяты, хмеля, пассифлоры: ʼʼНово-пасситʼʼ, ʼʼПерсенʼʼ, ʼʼДормиплантʼʼ капли Зелœенина

· минœерального происхождения, препараты магния: Магне В 6 , Магнерот.

Прим: - нетяжелые неврозы, нарушения сна, острое повышение нервной возбудимости, спазмы гладкой мускулатуры; при болях в сердце (спазмолитическое действие)

ПЭ: у ЛП с фенобарбиталом лек зав – профилактика: перерывы в приеме, чередовать с растит ЛП

-антидепрессанты – устраняют явления психической депрессии (отрицательные эмоции, чувство тоски, подавленности, безнадежности, часто ведущие к суициду). Депрессии сопровождают ШЗ, МДП и др.

Общее действие – улучшают настроение, уменьшают тоску, апатию, ᴛ.ᴇ. влияют на эмоциональное состояние человека. Могут оказывать как психостимулирующее, так и психосœедативное действие.

Антидепрессанты делят по МД на

Ингибиторы МАО (ниаламид, тб) прим при Д с явлениями апатии, заторможенности

Трициклические антидепрессанты (имизин, амитриптилин, флуоксетин)

v Amitriptilinum Б тб, капс, амп не нарушает сон.

v Сертралин (Золофт), тб тяжелые Д

v Fluoxetinum Б капс, тб прим при Д с явлениями апатии, заторможенности

v Тианептин (Коаксил) тб 12,5мг энергизирующего действия.

ПЭ: сухость во рту, тахикардия, гипотензия ортостатическая, запор (МХбл и α-адрбл д-е)

ПП: Б, К, заб печ, поч, алкоголь, водители.

- психостимуляторы – ЛС, временно повышающие умственную и физическую работоспособность, снимающие усталость и уменьшающие потребность в сне.

Появляются ощущения прилива сил, бодрости, энергии, улучшается настроение, ослабляются отрицательные эмоции, подавляется чувство голода, жажды, сонливости.

v Coffeinum-natrii benzoas Б тб 0,1 амп 10-20% 1-2мл комб ЛП цитрамон, кофицил, пенталгин, кофетамин

Действие:

Повышает обмен веществ (тк кофеин нечего не создает (тип ʼʼкнутаʼʼ), а просто снимает запрет на использование питательных веществ клеткой, длительный прием ведет к истощению нервной системы и организма, что проявляется неврозами, срывом нервной деятельности).

Аналептическое действие (возбуждает дых центр)

Кардиотоническое действие (возбуждает с/д центр)

- на сосуды двоякое действие: центральное - стим-ет с/д ц = увеличивает тонус сосудов (брюшной полости); периферическое – снижает тонус сосудов сердца, поперечнополосатой мускулатуры, почек и мозга (прямое сосудорасширяющее д-е), пэ низкое давление К повышает, а на нормальное существенного влияния не оказывает.

-увеличивает диурез (расширение сосудов почек, увеличение фильтрации в поч клубочках, угнетение реабсорбции натрия и воды в поч канальцах).

v Sydnocarbum А тб

Сильнее кофеина. Может быть привыкание и пристрастие.

Прим: - астенические состояния при психич заб-ях, после интоксикаций, травм ГМ.

Для ослабления побочного седативного эффекта (пр/судор, транкв)

Гипотония

Для разового повышения работоспособности.

ПЭ: состояние возбуждения, бессонница, аритмии (принимать в первой половинœе дня).

ПП: бессонница, ГБ, заб сердца, старческий возраст, глаукома.

- ноотропы – усиливают интеллектуальные свойства организма, улучшают память, облегчают запоминание. Действуют не только как ʼʼкнутʼʼ, но способствуют выработке питательных веществ в клетках. Т.о. повышают устойчивость мозга к неблагоприятным воздействиям. Их называющ еще ʼʼметоболические стимуляторыʼʼ или ноотропы – noos – мышление, разум, tropos – направление.

v Piracetamum тб 0,2, капс 0,4 амп 20% 5-10мл

v Picamilonum тб 0,02-0,05 амп 5-10% 2мл

v Глицин (Кислота аминоуксусная) тб 100мг

v Глиатилин капс 400мг, амп 4мл

v Мексидол тб 0,125 амп 5% 2-5мл

МД: улучшение метаболических процессов в тканях мозга.

Действие:

- ноотропный эффект – улучшение процессов умственной деятельности

- церебропротекторный эффект – повышение устойчивости мозга к неблагоприятным воздействиям (гипоксия, перегревание, охлаждение, стресс)

- восстановительный эффект - активизация восстановительных процессов в поврежденном мозгу после ЧМТ, инсульта͵ нейроинфекции и др.

Прим: - нарушения памяти, внимания, мышления после ЧМТ, И, интоксикаций и тд., при нарушении мозгового кровообращения (в компл терапии).

Для выведения из комы после ЧМТ и др.

Детям при отставании в умственном развитии, в гериатрии для улучшения памяти, при старческом слабоумии

Здоровым людям при стрессе

ПЭ: диспепсия, бессонница, колебания АД (прием в первой половинœе дня)

ПП: общие

Лекция №1.11 Средства, влияющие на ЦНС. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция №1.11 Средства, влияющие на ЦНС." 2017, 2018.

Относится к

Методы психофизиологии

В этом разделе будут представлены систематика, способы регистрации и значение физиологических показателей, связанных с психи ческой деятельностью человека. Психофизиология - экспериментальная дисциплина, поэтому интерпретационные возможности психофизиологических исследований в значительной степени определяются совершенством и разнообразием применяемых методов. Правильный выбор методики, адекватн ое использование ее показателей и соответствующее разрешающим возможностям методики истолкование полученных результатов являются условиями, необходимыми для проведения успешного психофизиологического исследования.

2.1. Методы изучения работы головного мозга

• 2.1.2. Вызванные потенциал ы головного мозга
• 2.1.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)

Центральное место в ряду методов психофизиологического исследования занимают различные способы регистрации электрической активности центральной нервной системы, и в первую очередь головного мозга.

2.1.1. Электроэнцефалография

Электроэнцефалография - метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т.е. суммарной биоэлектрической активности, отводимой как со скальпа, так и из глубоких структур мозга . Последнее у человека возможно лишь в клинических условиях.
В 1929 г. австрийский психи атр Х. Бергер обнаружил, что с поверхности черепа можно регистрировать "мозговые волны". Он установил, что электрические характеристики этих сигналов зависят от состояния испытуемого. Наиболее заметными были синхронные волны относительно большой амплитуды с характерной частотой около 10 циклов в секунду. Бергер назвал их альфа-волнами и противопоставил их высокочастотным "бета-волнам", которые проявляются тогда, когда человек переходит в более активное состояние. Открытие Бергера привело к созданию электроэнцефалографического метода изучения мозга, состоящего в регистрации, анализе и интерпретации биотоков мозга животных и человека.
Одна из самых поразительных особенностей ЭЭГ - ее спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода (т.е. до рождения организма) и прекращается только с наступлением смерти. Даже при глубокой коме и наркозе наблюдается особая характерная картина мозговых волн.
Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных для психофизиолога.

Условия регистрации и способы анализа ЭЭГ. В стационарный комплекс для регистрации ЭЭГ и ряда других физиологических показателей входит звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для испытуемого, моногоканальные усилители, регистрирующая аппаратура (чернилопишущий энцефалограф, многоканальный магнитофон). Обычно используется от 8 до 16 каналов регистрации ЭЭГ от различных участков поверхности черепа одновременно. Анализ ЭЭГ осуществляется как визуально, так и с помощью ЭВМ. В последнем случае необходимо специальное программное обеспечение.

• По частоте в ЭЭГ различают следующие типы ритмических составляющих:
  • дельта-ритм (0,5-4 Гц);
  • тэта-ритм (5-7 Гц);
  • Альфа-ритм - основной ритм электроэнцефалограммы в состоянии относительного покоя, с частотой в пределах 8 - 14 Гц и средней амплитудой в 30 - 70 мкВ.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">альфа-ритм (8-13 Гц) - основной ритм ЭЭГ, преобладающий в состоянии покоя;
  • мю-ритм - по частотно-амплитудным характеристикам сходен с альфа-ритмом, но преобладает в передних отделах коры больших полушарий;
  • бета-ритм (15-35 Гц);
  • гамма-ритм (выше 35 Гц).

Следует подчеркнуть, что подобное разбиение на группы более или менее произвольно, оно не соответствует никаким физиологическим категориям. Зарегистрированы и более медленные частоты электрических потенциал ов головного мозга вплоть до периодов порядка нескольких часов и суток. Запись по этим частотам выполняется с помощью ЭВМ.

Основные ритмы и параметры энцефалограммы. 1. Альфа-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью 75-125 мс., по форме приближается к синусоидальной. 2. Альфа-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 8-13 Гц, выражен чаще в задних отделах мозга при закрытых глазах в состоянии относительного покоя, средняя амплитуда 30-40 мкВ, обычно модулирован в веретена. 3. Бета-волна - одиночное двухфазовое колебание потенциал ов длительностью менее 75 мс. и амплитудой 10-15 мкВ (не более 30). 4. Бета-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 14-35 Гц. Лучше выражен в лобно-центральных областях мозга. 5. Дельта-волна - одиночное двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью более 250 мс. 6. Дельта-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 1-3 Гц и амплитудой от 10 до 250 мкВ и более. 7. Тета-волна - одиночное, чаще двухфазовое колебание разности потенциал ов длительностью 130-250 мс. 8. Тета-ритм - ритмическое колебание потенциал ов с частотой 4-7 Гц, чаще двухсторонние синхронные, с амплитудой 100-200 мкВ, иногда с веретенообразной модуляцией, особенно в лобной области мозга.

Другая важная характеристика электрических потенциал ов мозга - амплитуда, т.е. величина колебаний. Амплитуда и частота колебаний связаны друг с другом. Амплитуда высокочастотных бета-волн у одного и того человека может быть почти в 10 раз ниже амплитуды более медленных альфа-волн.
Важное значение при регистрации ЭЭГ имеет расположение электродов, при этом электрическая активность одновременно регистрируемая с различных точек головы может сильно различаться. При записи ЭЭГ используют два основных метода: биполярный и монополярный. В первом случае оба электрода помещаются в электрически активные точки скальпа, во втором один из электродов располагается в точке, которая условно считается электрически нейтральной (мочка уха, переносица). При биполярной записи регистрируется ЭЭГ, представляющая результат взаимодействия двух электрически активных точек (например, лобного и затылочного отведений), при монополярной записи - активность какого-то одного отведения относительно электрически нейтральной точки (например, лобного или затылочного отведения относительно мочки уха). Выбор того или иного варианта записи зависит от целей исследования. В исследовательской практике шире используется монополярный вариант регистрации, поскольку он позволяет изучать изолированный вклад той или иной зоны мозга в изучаемый процесс.
Международная федерация обществ электроэнцефалографии приняла так называемую систему "10-20", позволяющую точно указывать расположение электродов. В соответствии с этой системой у каждого испытуемого точно измеряют расстояние между серединой переносицы (назионом) и твердым костным бугорком на затылке (инионом), а также между левой и правой ушными ямками. Возможные точки расположения электродов разделены интервалами, составляющими 10% или 20% этих расстояний на черепе. При этом для удобства регистрации весь череп разбит на области, обозначенные буквами: F - лобная, О - затылочная область, Р - теменная, Т - височная, С - область центральной борозды. Нечетные номера мест отведения относятся к левому, а четные - к правому полушарию. Буквой Z - обозначается отведение от верхушки черепа. Это место называется вертексом и его используют особенно часто (см. Хрестомат. 2.2).

Клинический и статический методы изучения ЭЭГ. С момента возникновения выделились и продолжают существовать как относительно самостоятельные два подхода к анализу ЭЭГ: визуальный (клинический) и статистический.
Визуальной (клинический) анализ ЭЭГ используется, как правило, в диагностических целях. Электрофизиолог, опираясь на определенные способы такого анализа ЭЭГ, решает следуюшие вопросы: соответствует ли ЭЭГ общепринятым стандартам нормы; если нет, то какова степень отклонения от нормы, обнаруживаются ли у пациента признаки очагового поражения мозга и какова локализация очага поражения. Клинический анализ ЭЭГ всегда строго индивидуален и носит преимущественно качественный характер. Несмотря на то, что существуют общепринятые в клинике приемы описания ЭЭГ, клиническая интерпретация ЭЭГ в большей степени зависит от опыта электрофизиолога, его умения "читать" электроэнцефалограмму, выделяя в ней скрытые и нередко очень вариативные патологические признаки.
Следует, однако, подчеркнуть, что в широкой клинической практике грубые макроочаговые нарушения или другие отчетливо выраженные формы патологии ЭЭГ встречаются редко. Чаще всего (70-80% случаев) наблюдаются диффузные изменения биоэлектрической активности мозга с симптоматикой, трудно поддающейся формальному описанию. Между тем именно эта симптоматика может представлять особый интерес для анализа того контингента испытуемых, которые входят в группу так называемой "малой" психи атрии - состояний, граничащих между "хорошей" нормой и явной патологией. Именно по этой причине сейчас предпринимаются особые усилия по формализ ации и даже разработки компьютерных программ для анализа клинической ЭЭГ.
Статистические методы исследования электроэнцефалограммы исходят из того, что фоновая ЭЭГ стационарна и стабильна. Дальнейшая обработка в подавляющем большинстве случаев опирается на преобразование Фурье, смысл которого состоит в том, что волна любой сложной формы математически идентична сумме синусоидальных волн разной амплитуды и частоты.
Преобразование Фурье позволяет преобразовать волновой Паттерн - " onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">паттерн фоновой ЭЭГ в частотный и установить распределение мощности по каждой частотной составляющей. С помощью преобразования Фурье самые сложные по форме колебания ЭЭГ можно свести к ряду синусоидальных волн с разными амплитудами и частотами. На этой основе выделяются новые показатели, расширяющие содержательную интерпретацию ритмической организации биоэлектрических процессов.
Например, специальную задачу составляет анализ вклада, или относительной мощности, разных частот, которая зависит от амплитуд синусоидальных составляющих. Она решается с помощью построения спектров мощности. Последний представляет собой совокупность всех значений мощности ритмических составляющих ЭЭГ, вычисляемых с определенным шагом дискретизации (в размере десятых долей герца). Спектры могут характеризовать абсолютную мощность каждой ритмической составляющей или относительную, т.е. выраженность мощности каждой составляющей (в процентах) по отношению к общей мощности ЭЭГ в анализируемом отрезке записи.

Спектры мощности ЭЭГ можно подвергать дальнейшей обработке, например, корреляционному анализу, при этом вычисляют авто- и кросскорреляционные функции, а также когерентность , которая характеризует меру синхронности частотных диапазонов ЭЭГ в двух различных отведениях . Когерентность изменяется в диапазоне от +1 (полностью совпадающие формы волны) до 0 (абсолютно различные формы волн). Такая оценка проводится в каждой точке непрерывного частотного спектра или как средняя в пределах частотных поддиапазонов.
При помощи вычисления когерентности можно определить характер внутри- и межполушарных отношений показателей ЭЭГ в покое и при разных видах деятельности. В частности, с помощью этого метода можно установить ведущее полушарие для конкретной деятельности испытуемого, наличие устойчивой межполушарной асимметрии и др. Благодаря этому спектрально-корреляционный метод оценки спектральной мощности (плотности) ритмических составляющих ЭЭГ и их когерентности является в настоящее время одним из наиболее распространенных.

Источники генерации ЭЭГ. Парадоксально, но собственно импульсная активность - основная структурная и функциональная единица нервной системы. Нейрон принимает сигналы от рецептор ов и других нейрон ов, перерабатывает их и в форме нервных импульсов передает к эффектор ным нервным окончаниям.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">нейрон ов не находит отражения в колебаниях электрического потенциал а, регистрируемого с поверхности черепа человека. Причина в том, что импульсная активность нейрон ов не сопоставима с ЭЭГ по временным параметрам. Длительность импульса (потенциал а действия) нейрон а составляет не более 2 мс. Временные параметры ритмических составляющих ЭЭГ исчисляются десятками и сотнями милисекунд.
Принято считать, что в электрических процессах, регистрируемых с поверхности открытого мозга или скальпа, находит отражение Синапсы - места функциональных контактов, образуемых нейрон ами.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">синаптическая активность нейрон ов. Речь идет о потенциал ах, которые возникают в постсинаптической мембране нейрон а, принимающего импульс. Возбуждающие постсинаптические потенциал ы имеют длительность более 30 мс, а тормозные постсинаптические потенциал ы коры могут достигать 70 мс и более. Эти потенциал ы (в отличие от потенциал а действия нейрон а, который возникает по приниципу "все или ничего") имеют градуальный характер и могут суммироваться.
Несколько упрощая картину, можно сказать, что положительные колебания потенциал а на поверхности коры связаны либо с возбуждающими постсинаптическими потенциал ами в ее глубинных слоях, либо с тормозными постсинаптическими потенциал ами в поверхностных слоях. Отрицательные колебания потенциал а на поверности коры предположительно отражают противоположное этому соотношение источников электрической активности.
Ритмический характер биоэлектрической активности коры, и в частности альфа-ритма, обусловлен в основном влиянием подкорковых структур, в первую очередь таламуса (промежуточный мозг). Именно в таламусе находятся главные, но не единственные Пейсмекер - водитель ритма; отдельный нейрон и (или) нейрон ная сеть, отвечающие за генерацию ритма определенной частоты.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">пейсмекеры или водители ритма. Одностороннее удаление таламуса или его хирургическая изоляция от неокортекса приводит к полному исчезновению альфа-ритма в зонах коры прооперированного полушария. При этом в ритмической активности самого таламуса ничто не меняется. Нейроны неспецифического таламуса обладают свойством авторитмичности. Эти нейрон ы через соответствующие возбуждающие и тормозные связи способны генерировать и поддерживать ритмическую активность в коре больших полушарий. Большую роль в динамике электрической активности таламуса и коры играет Ретикулярная формация - сетевидное образование, совокупность нервных структур, расположенных в центральных отделах стволовой части мозга (в продолговатом, среднем и промежуточном мозге). В области Р.ф. происходит взаимодействие поступающих в нее как восходящих - афферентных, так и нисходящих - эфферентных импульсов.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">ретикулярная формация ствола мозга. Она может оказывать синхронизирующее влияние, т.е. способствующее генерации устойчивого ритмического Паттерн - " onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">паттерна , и дезинхронизирующее, нарушающее согласованную ритмическую активность (см. Хрестомат. 2.3).

нейрон ов" height="314" alt="рисунок" src="methods_files/2-5.gif" width="428" border="0">

Синаптическая активность нейрон ов

Функциональное значение ЭЗГ и её составляющих. Существенное значение имеет вопрос о функциональном значении отдельных составляющих ЭЭГ. Наибольшее внимание исследователей здесь всегда привлекал Альфа-ритм - основной ритм электроэнцефалограммы в состоянии относительного покоя, с частотой в пределах 8 - 14 Гц и средней амплитудой в 30 - 70 мкВ.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">альфа-ритм - доминирующий ритм ЭЭГ покоя у человека.
Существует немало предположений, касающихся функциональной роли альфа-ритма. Основоположник кибернетики Н. Винер и вслед за ним ряд других исследователей считали, что этот ритм выполняет функцию временного сканирования ("считывания") информации и тесно связан с механизмами восприятия и памяти. Предполагается, что альфа-ритм отражает реверберацию возбуждений, кодирующих внутримозговую информацию и создающих оптимальный фон для процесса приема и переработки Афферентация - поток нервных импульсов, поступающих от экстеро- и интерорецептор ов в ЦНС.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">афферентных сигналов. Его роль состоит в своеобразной функциональной стабилизации состояний мозга и обеспечении готовности реагирования. Предполагается также, что альфа-ритм связан с действием селектирующих механизмов мозга, выполняющих функцию резонансного фильтра, и таким образом регулирующих поток сенсорных импульсов.
В покое в ЭЭГ могут присутствовать и другие ритмические составляющие, но их значение лучше всего выясняется при изменениии функциональных состояний организма (, 1992). Так, дельта-ритм у здорового взрослого человека в покое практически отсутствует, но он доминирует в ЭЭГ на четвертой стадии сна, которая получила свое название по этому ритму (медленноволновой сон или дельта-сон). Напротив, тэта-ритм тесно связан с эмоциональным и умственным напряжением. Его иногда так и называют стресс-ритм или ритм напряжения. У человека одним из ЭЭГ симптомов эмоционального возбуждения служит усиление тэта-ритма с частотой колебаний 4-7 Гц, сопровождающее переживание как положительных, так и отрицательных эмоций. При выполнении мыслительных заданий может усиливаться и дельта-, и тета-активность. Причем усиление последней составляющей положительно соотносится с успешностью решения задач. По своему происхождению тэта-ритм связан с Кортико-лимбическое взаимодействие = кортико - см. кора больших полушарий головного мозга; лимбическое - см. лимбическая система");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">кортико-лимбическим взаимодействием. Предполагается, что усиление тэта-ритма при эмоциях отражает активацию коры больших полушарий со стороны лимбической системы.
Переход от состояния покоя к напряжению всегда сопровождается реакцией десинхронизации, главным компонентом которой служит высокочастотная бета-активность. Умственная деятельность у взрослых сопровождается повышением мощности бета-ритма, причем значим ое усиление высокочастотной активности наблюдается при умственной деятельности, включающей элементы новизны, в то время как стереотипные, повторяющиеся умственные операции сопровождаются ее снижением. Установлено также, что успешность выполнения вербальны х заданий и тестов на зрительно-пространственные отношения оказывается положительно связанной с высокой активностью бета-диапазона ЭЭГ левого полушария. По некоторым предположениям, эта активность связана с отражением деятельности механизмов сканирования структуры стимула, осуществляемой нейрон ными сетями, продуцирующими высокочастотную активность ЭЭГ (см. Хрестомат. 2.1 ; Хрестомат. 2.5).

Магнитоэнцефалография - регистрация параметров магнитного поля, обусловленных биоэлектрической активностью головного мозга . Запись этих параметров осуществляется с помощью сверхпроводящих квантовых интерференционных датчиков и специальной камеры, изолирующей магнитные поля мозга от более сильных внешних полей. Метод обладает рядом преимуществ перед регистрацией традиционной электроэнцефалограммы. В частности, радиальные составляющие магнитных полей, регистрируемые со скальпа, не претерпевают таких сильных искажений, как ЭЭГ. Это позволяет более точно рассчитывать положение генераторов ЭЭГ-активности, регистрируемой со скальпа.

2.1.2. Вызванные потенциал ы головного мозга

Вызванные потенциал ы (ВП) - биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы (амплитуда одиночных ответов в несколько раз меньше амплитуды фоновой ЭЭГ). В связи с этим регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя.

Схематизированные эндогенные компоненты слуховых вызванных потенциал ов (B. Rockstroh et al., 1982): а - в ответ на релевантные задаче стимулы; б - ответ на иррелевантный стимул

Широкое использование метода регистрации ВП стало возможным в результате компьютеризации психофизиологических исследований в 50-60 гг. Первоначально его применение в основном было связано с изучением сенсорных функций человека в норме и при разных видах аномалий. Впоследствии метод стал успешно применяться и для исследования более сложных психи ческих процессов, которые не являются непосредственной реакцией на внешний стимул.
Способы выделения сигнала из шума позволяют отмечать в записи ЭЭГ изменения потенциал а, которые достаточно строго связаны во времени с любым фиксированным событием. В связи с этим появилось новое обозначение этого круга физиологических явлений - событийно-связанные потенциал ы (ССП).

• Примерами здесь служат:
  • колебания, связанные с активностью двигательной коры (моторный потенциал , или потенциал , связанный с движением);
  • потенциал , связанный с намерением произвести определенное действие (так называемая Е-волна);
  • потенциал , возникающий при пропуске ожидаемого стимула.

Эти потенциал ы представляют собой последовательность позитивных и негативных колебаний, регистрируемых, как правило, в интервале 0-500 мс. В ряде случаев возможны и более поздние колебания в интервале до 1000 мс. Количественные методы оценки ВП и ССП предусматривают, в первую очередь, оценку амплитуд и Латентный - скрытый, внешне не проявляющийся.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">латентностей . Амплитуда - размах колебаний компонентов, измеряется в мкВ, латентность - время от начала стимуляции до пика компонента, измеряется в мс. Помимо этого, используются и более сложные варианты анализа.

• В исследовании ВП и ССП можно выделить три уровня анализа:
  • феноменологический;
  • физиологический;
  • функциональный.

Феноменологический уровень включает описание ВП как многокомпонентной реакции с анализом конфигурации, компонентного состава и топографических особенностей. Фактически этот уровень анализа, с которого начинается любое исследование, применяющее метод ВП. Возможности этого уровня анализа прямо связаны с совершенствованием способов количественной обработки ВП, которые включают разные приемы, начиная от оценки латентностей и амплитуд и кончая производными, искусственно сконструированными показателями. Многообразен и математический аппарат обработки ВП, включающий факторный, дисперсионный, таксон омический и другие виды анализа.
Физиологический уровень. По этим результатам на физиологическом уровне анализа происходит выделение источников генерации компонентов ВП, т.е. решается вопрос о том, в каких структурах мозга возникают отдельные компоненты ВП. Локализация источников генерации ВП позволяет установить роль отдельных корковых и подкорковых образований в происхождении тех или иных компонентов ВП. Наиболее признанным здесь является деление ВП на экзогенные и эндогенные компоненты. Первые отражают активность специфических проводящих путей и зон, вторые - неспецифических ассоциативных проводящих систем мозга. Длительность тех и других оценивается по-разному для разных модальностей. В зрительной системе, например, экзогенные компоненты ВП не превышают 100 мс от момента стимуляции.
Третий уровень анализа - функциональный предполагает использование ВП как инструмента, позволяющего изучать физиологические механизмы поведения и познавательной деятельности человека и животных.

ВП как единица психофизиологического анализа. Под единицей анализа принято понимать такой объект анализа, который в отличие от элементов обладает всеми основными свойствами, присущими целому, причем свойства являются далее неразложимыми частями этого единства. Единица анализа - это такое минимальное образование, в котором непосредственно представлены существенные связи и существенные для данной задачи параметры объекта. Более того, подобная единица сама должна быть единым целым, своего рода системой, дальнейшее разложение которой на элементы лишит ее возможности представлять целое как таковое. Обязательным признаком единицы анализа является также то, что ее можно операционализировать, т.е. она допускает измерение и количественную обработку.
Если рассматривать психофизиологический анализ как метод изучения мозговых механизмов психи ческой деятельности, то ВП отвечают большинству требований, которые могут быть предъявлены единице такого анализа.
Во-первых , ВП следует квалифицировать как психонервную реакцию, т.е. такую, которая прямо связана с процессами психи ческого отражения.
Во-вторых , ВП - это реакция, состоящая из ряда компонентов, непрерывно связанных между собой. Таким образом, она структурно однородна и может быть операционализирована, т.е. имеет количественные характеристики в виде параметров отдельных компонентов (латентностей и амплитуд). Существенно, что эти параметры имеют разное функциональное значение в зависимости от особенностей экспериментальной модели.
В-третьих , разложение ВП на элементы (компоненты), осуществляемое как метод анализа, позволяет охарактеризовать лишь отдельные стадии процесса переработки информации, при этом утрачивается целостность процесса как такового.
В наиболее выпуклой форме идеи о целостности и системности ВП как корреляте поведенческого акта нашли отражение в исследованиях В.Б. Швыркова. По этой логике ВП, занимая весь временной интервал между стимулом и реакцией, соответствуют всем процессам, приводящим к возникновению поведенческого ответа, при этом конфигурация ВП зависит от характера поведенческого акта и особенностей функциональной системы, обеспечивающей данную форму поведения. При этом отдельные компоненты ВП рассматриваются как отражение этапов афферентного синтеза, принятия решения, включения исполнительных механизмов, достижения полезного результата. В такой интерпретации ВП выступают как единица психофизиологического анализа поведения.
Однако маги стральное русло применения ВП в психофизиологии связано с изучением физиологических механизмов и Корреля т - дополнительный показатель, статистически связанный с изучаемым процессом или явлением.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">коррелятов познавательной деятельности человека. Это направление определяется как Когнитивный - познавательный, имеющий отношение к познанию.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">когнитивная психофизиология. ВП в нем используются в качестве полноценной единицы психофизиологического анализа. Такое возможно, потому что, по образному определению одного из психофизиологов, ВП имеют уникальный в своем роде двойной статус, выступая в одно и то же время как "окно в мозг" и "окно в познавательные процессы" (см. Хрестомат. 2.4).

2.1.3. Топографическое картирование электрической активности мозга (ТКЭАМ)

ТКЭАМ - топографическое картирование электрической активности мозга - область электрофизиологии, оперирующая с множеством количественных методов анализа электроэнцефалограммы и вызванных потенциал ов (см. Видео). Широкое применение этого метода стало возможным при появлении относительно недорогих и быстродействующих персональных компьютеров. Топографическое картирование существенным образом повышает эффективность ЭЭГ-метода. ТКЭАМ позволяет очень тонко и дифференцированно анализировать изменения функциональных состояний мозга на локальном уровне в соответствии с видами выполняемой испытуемым психи ческой деятельности. Однако, следует подчеркнуть, что метод картирования мозга является не более чем очень удобной формой представления на экране дисплея статистического анализа ЭЭГ и ВП.

• Сам метод картирования мозга можно разложить на три основные составляющие:
  • регистрацию данных;
  • анализ данных;
  • представление данных.

Регистрация данных. Используемое число электродов для регистрации ЭЭГ и ВП, как правило, варьирует в диапазоне от 16 до 32, однако в некоторых случаях достигает 128 и даже больше. При этом большее число электродов улучшает пространственное разрешение при регистрации электрических полей мозга, но сопряжено с преодолением больших технических трудностей.
Для получения сравнимых результатов используется система "10-20", при этом применяется в основном монополярная регистрация.
Важно, что при большом числе активных электродов можно использовать лишь один референтный электрод, т.е. тот электрод, относительно которого регистрируется ЭЭГ всех остальных точек постановки электродов. Местом приложения референтного электрода служат мочки ушей, переносица или некоторые точки на поверхности скальпа (затылок, вертекс). Существуют такие модификации этого метода, которые позволяют вообще не использовать референтный электрод, заменяя его значениями потенциал а, вычисленными на компьютере.

Анализ данных. Выделяют несколько основных способов количественного анализа ЭЭГ: временной, частотный и пространственный.
Временный представляет собой вариант отражения данных ЭЭГ и ВП на графике, при этом время откладывается по горизонтальной оси, а амплитуда - по вертикальной. Временной анализ применяют для оценки суммарных потенциал ов, пиков ВП, эпилептических разрядов.
Частотный анализ заключается в группировке данных по частотным диапазонам: дельта, тета, альфа, бета.
Пространственный анализ сопряжен с использованием различных статистических методов обработки при сопоставлении ЭЭГ из разных отведений. Наиболее часто применяемый способ - это вычисление когерентности.

Способы представления данных. Самые современные компьютерные средства картирования мозга позволяют легко отражать на дисплее все этапы анализа: "сырые данные" ЭЭГ и ВП, спектры мощности, топографические карты - как статистические, так и динамические в виде мультфильмов, различные графики, диаграммы и таблицы, а также, по желанию исследователя, - различные комплексные представления. Следует особо указать на то, что применение разнообразных форм визуализации данных позволяет лучше понять особенности протекания сложных мозговых процессов.

ЭЭГ-карты, представляющие топографическое расположение значений спектральной мощности ЭЭГ (по Н.Л. Горбачевской с соавт., 1991). Под каждой картой указан диапазон анализируемых частот. Справа - шкала значений спектральной мощности ЭЭГ, мкВ

Топографические карты представляют собой контур черепа, на котором изображен какой-либо закодированный цветом параметр ЭЭГ в определенный момент времени, причем разные градации этого параметра (степень выраженности) представлены разными цветовыми оттенками. Поскольку параметры ЭЭГ постоянно меняются по ходу обследования, соответственно этому изменяется цветовая композиция на экране, позволяя визуально отслеживать динамику ЭЭГ процессов. Параллельно с наблюдением исследователь получает в свое распоряжение статистические данные, лежащие в основе карт.
Использование ТКЭАМ в психофизиологии наиболее продуктивно при применении психологических проб, которые являются "топографически контрастными", т.е. адресуются к разным отделам мозга (например, вербальны е и пространственные задания).

2.1.4. Компьютерная томография (КТ)

Компьютерная томография (КТ) - новейший метод, дающий точные и детальные изображения малейших изменений плотности мозгового вещества. КТ соединила в себе последние достижения рентгеновской и вычислительной техники, отличаясь принципиальной новизной технических решений и математического обеспечения.
Главное отличие КТ от рентгенографии состоит в том, что рентген дает только один вид части тела. При помощи компьютерной томографии можно получить множество изображений одного и того же органа и таким образом построить внутренний поперечный срез, или "ломтик" этой части тела. Томографическое изображение - это результат точных измерений и вычислений показателей ослабления рентгеновского излучения, относящихся только к конкретному органу.
Таким образом, метод позволяет различать ткани, незначительно отличающиеся между собой по поглощающей способности. Измеренные излучение и степень его ослабления получают цифровое выражение. По совокупности измерений каждого слоя проводится компьютерный синтез томограммы. Завершающий этап - построение изображения исследуемого слоя на экране дисплея. Для проведения томографических исследований мозга используется прибор нейротомограф.
Помимо решения клинических задач (например, определения местоположения опухоли) с помощью КТ можно получить представление о распределении регионального мозгового кровотока. Благодаря этому КТ может быть использована для изучения обмена веществ и кровоснабжения мозга.
В ходе жизнедеятельности нейрон ы потребляют различные химические вещества, которые можно пометить радиоактивными изотопами (например, глюкозу). При активизации нервных клеток кровоснабжение соответствующего участка мозга возрастает, в результате в нем скапливаются меченые вещества и возрастает радиоактивность. Измеряя уровень радиоактивности различных участков мозга, можно сделать выводы об изменениях активности мозга при разных видах психи ческой деятельности. Последние исследования показали, что определение максимально активизированных участков мозга может осуществляться с точностью до 1 мм.

Ядерно-магнитно-резонансная томография мозга. Компьютерная томография стала родоночальницей ряда других еще более совершенных методов исследования: томографии с использованием эффекта ядерного магнитного резонанса (ЯМР-томография), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитного резонанса (ФМР). Эти методы относятся к наиболее перспективным способам неинвазивного совмещенного изучения структуры, метаболизма и кровотока мозга.
При ЯМР-томографии получение изображения основано на определении в мозговом веществе распределения плотности ядер водорода (протонов) и на регистрации некоторых их характеристик при помощи мощных электромагнитов, расположенных вокруг тела человека. Полученные посредством ЯМР-томографии изображения дают информацию об изучаемых структурах головного мозга не только анатомического, но и физикохимического характера. Помимо этого преимущество ядерно-магнитного резонанса заключается в отсутствии ионизирующего излучения; в возможности многоплоскостного исследования, осуществляемого исключительно электронными средствами; в большей разрешающей способности. Другими словами, с помощью этого метода можно получить четкие изображения "срезов" мозга в различных плоскостях.
Позитронно-Эмиссионная трансаксиальная Томография (ПЭТ-сканеры ) сочетает возможности КТ и радиоизотопной диагностики. В ней используются ультракороткоживущие позитронизлучающие изотопы ("красители"), входящие в состав естественных метаболитов мозга, которые вводятся в организм человека через дыхательные пути или внутривенно. Активным участкам мозга нужен больший приток крови, поэтому в рабочих зонах мозга скапливается больше радиоактивного "красителя". Излучения этого "красителя" преобразуют в изображения на дисплее.
С помощью ПЭТ измеряют региональный мозговой кровоток и метаболизм глюкозы или кислорода в отдельных участках головного мозга. ПЭТ позволяет осуществлять прижизненное картирование на "срезах" мозга регионального обмена веществ и кровотока.
В настоящее время разрабатываются новые технологии для изучения и измерения происходящих в мозге процессов, основанные, в частности, на сочетании метода ЯМР с измерением мозгового метаболизма при помощи позитронной эмиссии. Эти технологии получили название метода функционального магнитного резонанса (ФМР) (см. Видео).

2.1.5. Нейрональная активность

- нервная клетка, через которую передается информация в организме, представляет собой морфофункциональную единицу ЦНС человека и животных. При достижении порогового уровня возбуждения, поступающего в нейрон из разных источников, он генерирует разряд, называемый потенциал ом действия. Как правило, нейрон должен получить много приходящих импульсов прежде, чем в нем возникнет ответный разряд. Все контакты нейрон а (Синапсы - места функциональных контактов, образуемых нейрон ами.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">синапс ы ) делятся на два класса: возбудительные и тормозные. Активность первых увеличивает возможность разряда нейрон а, активность вторых - снижает. По образному сравнению, ответ нейрон а на активность всех его синапс ов представляет собой результат своеобразного "химического голосования". Частота ответов нейрон а зависит от того, как часто и с какой интенсивностью возбуждаются его синаптические контакты, но здесь есть свои ограничения. Генерация импульсов (спайков) делает нейрон недееспособным примерно на 0,001 с. Этот период называется рефрактерным, он нужен для восстановления ресурсов клетки. Период рефрактерности ограничивает частоту разрядов нейрон ов. Частота разрядов нейрон ов колеблется в широких пределах, по некоторым данным от 300 до 800 импульсов в секунду (см. Видео).

нейрон ных популяций, регистрируемых в различных корковых и подкорковых структурах." height="219" alt="рисунок" src="methods_files/2-10.gif" width="262" border="0">

Варианты осциллограмм импульсной активности нейрон ных популяций, регистрируемых в различных корковых и подкорковых структурах (по Н.П. Бехтеревой с соавт., 1985). Вверху - отметки времени (100 мс). Латинские буквы справа - условные обозначения структур мозга человека

Регистрация ответов нейрон ов. Активность одиночного нейрон а регистрируется с помощью так называемых микроэлектродов, кончик которых имеет от 0,1 до 1 микрона в диаметре. Специальные устройства позволяют вводить такие электроды в разные отделы головного мозга, в таком положении электроды можно зафиксировать и, будучи соединены с комплексом усилитель - осциллограф, они позволяют наблюдать электрические разряды нейрон а.
С помощью микроэлектродов регистрируют активность отдельных нейрон ов, небольших ансамблей (групп) нейрон ов и множественных популяций (т.е. сравнительно больших групп нейрон ов). Количественная обработка записей импульсной активности нейрон ов представляет собой довольно сложную задачу особенно в тех случаях, когда нейрон генерирует множество разрядов и нужно выявить изменения этой динамики в зависимости от каких-либо факторов. С помощью ЭВМ и специального программного обеспечения оцениваются такие параметры, как частота импульсации, частота ритмических пачек или группирования импульсов, длительность межстимульных интервалов и др. Анализ функциональных характеристик активности нейрон ов в сопоставлении с поведенческими реакциями проводится на достаточно длительных отрезках времени от 25-30 с и выше. Активность нейрон ов регистрируют у животных в эксперименте, у человека в клинических условиях. Ценными объектами исследования функциональных свойств нейрон ов служат крупные и относительно доступные нейрон ы некоторых беспозвоночных. Многочисленные факты, касающиеся нейрон альной организации поведения, были получены при изучении импульсной активности нейрон ов в экспериментах на кроликах, кошках и обезьянах.
Исследования активности нейрон ов головного мозга человека осуществляются в клинических условиях, когда пациентам с лечебными целями вводят в мозг специальные микроэлектроды. В ходе лечения для полноты клинической картины больные проходят психологическое тестирование, в процессе которого регистрируется активность нейрон ов. Исследование биоэлектрических процессов в клетках, сохраняющих все свои связи в мозге, позволяет сопоставлять особенности их активности, с результатами психологических проб, с одной стороны, а также с интегративными физиологическими показателями (ЭЭГ, ВП, ЭМГ и др.)
Последнее особенно важно, потому что одной из задач изучения работы мозга является нахождение такого метода, который позволил бы гармонически сочетать тончайший анализ в изучении деталей его работы с исследованием интегральных функций. Знание законов функционирования отдельных нейрон ов, конечно, совершенно необходимо, но это только одна сторона в изучении функционирования мозга, не вскрывающая, однако, законов работы мозга как целостной функциональной системы.

2.1.6. Методы воздействия на мозг

Выше были представлены методы, общая цель которых - регистрация физиологических проявлений и показателей функционирования головного мозга человека и животных. Наряду с этим исследователи всегда стремились проникнуть в механизмы мозга, оказывая на него прямое или косвенное воздействие и оценивая последствия этих воздействий. Для психофизиолога использование различных приемов стимуляции - прямая возможность моделирования поведения и психи ческой деятельности в лабораторных условиях.

Сенсорная стимуляция. Самый простой способ воздействия на мозг - это использование естественных или близких к ним стимулов (зрительных, слуховых, обонятельных, тактильных и пр.). Манипулируя физическими параметрами стимула и его содержательными характеристиками, исследователь может моделировать разные стороны психи ческой деятельности и поведения человека.
Диапазон применяемых стимулов весьма широк:
в сфере зрительного восприятия - от элементарных зрительных стимулов (вспышки, шахматные поля, решетки) до зрительно предъявляемых слов и предложений, с тонко дифференцируемой семантикой;
в сфере слухового восприятия - от неречевых стимулов (тонов, щелчков) до фонем, слов и предложений.
При изучении тактильной чувствительности применяется стимуляция: механическая и электрическими стимулами, не достигающими порога болевой чувствительности, при этом раздражение может наноситься на разные участки тела.
Реакции ЦНС на такое воздействие изучены хорошо и путем регистрации активности нейрон ов, и методом вызванных потенциал ов. Помимо сказанного, в психофизиологии широко используются приемы ритмической стимуляции светом или звуком, вызывающие эффекты навязывания - воспроизведения в спектре ЭЭГ частот, соответствующих частоте действующего стимула (или кратных этой частоте).

Электрическая стимуляция мозга является плодотворным методом изучения функций его отдельных структур. Она осуществляется через введенные в мозг электроды в "острых" опытах на животных или во время хирургических операций на мозге у человека. Кроме того, возможна стимуляция и в условиях длительного наблюдения с помощью предварительно вживленных оперативным путем электродов. При хронически вживленных электродах можно изучать особый феномен электрической самостимуляции, когда животное с помощью какого-нибудь действия (нажатия на рычаг) замыкает электрическую цепь и таким образом регулирует силу раздражения собственного мозга. У человека электрическая стимуляция мозга применяется для изучения связи между психи ческими процессами и функциями и отделами мозга. Так, например, можно изучать физиологические основы речи, памяти, эмоций.
В лабораторных условиях используется метод микрополяризации, суть которого состоит в пропускании слабого постоянного тока через отдельные участки коры головного мозга. При этом электроды прикладываются к поверхности черепа в области стимуляции. Локальная микрополяризация не разрушает ткань мозга, а лишь оказывает влияние на сдвиги потенциал а коры в стимулируемом участке, поэтому она может быть использована в психофизиологических исследованиях.
Наряду с электрической допустима стимуляция коры мозга человека слабым электромагнитным полем. Основу этого метода составляет принципиальная возможность изменения характеристик деятельности ЦНС под влиянием контролируемых магнитных полей. В этом случае также не оказывается разрушающего воздействия на клетки мозга. В то же время, по некоторым данным, воздействие электромагнитным полем ощутимо влияет на протекание психи ческих процессов, следовательно, этот метод представляет интерес для психофизиологии.

Разрушение участков мозга. Повреждение или удаление части головного мозга для установления ее функций в обеспечении поведения - один из наиболее старых и распространенных методов изучения физиологических основ поведения. В чистом виде метод применяется в экспериментах с животными. Наряду с этим распространено психофизиологическое обследование людей, которым по медицинским показаниям было проведено удаление части мозга.

• Разрушающее вмешательство может осуществляться путем:
  • перерезки отдельных путей или полного отделения структур (например, разделение полушарий путем рассечения межполушарной связки - мозолистого тела);
  • разрушения структур при пропускании постоянного тока (электролитическое разрушение) или тока высокой частоты (термокоагуляция) через введенные в соответствующие участки мозга электроды;
  • хирургического удаления ткани скальпелем или отсасыванием с помощью специального вакуумного насоса, выполняющего роль ловушки для отсасываемой ткани;
  • химических разрушений с помощью специальных препаратов, истощающих запасы медиаторов или разрушающих нейрон ы;
  • обратимого функционального разрушения , которое достигается за счет охлаждения, местной анестезии и других приемов.

Итак, в общем метод разрушения мозга включает в себя разрушение, удаление и рассечение ткани, истощение нейрохимических веществ, в первую очередь медиаторов, а также временное функциональное выключение отдельных областей головного мозга и оценку влияния вышеперечисленных эффектов на поведение животных.

2.2. Электрическая активность кожи

Методы регистрации. Измерение и изучение электрической активности кожи (ЭАК), или кожно-гальванической реакции (КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР ), впервые началось в конце 19 в., когда почти одновременно французский врач Фере и российский физиолог Тарханов зарегистрировали: первый - изменение сопротивления кожи при пропускании через нее слабого тока, второй - разность потенциал ов между разными участками кожи. Эти открытия легли в основу двух методов регистрации КГР: экзосоматического (измерение сопротивления кожи) и эндосоматического (измерение электрических потенциал ов самой кожи). Следует помнить, что эти методы дают несовпадающие результаты.
В настоящее время ЭАК объединяет целый ряд показателей: уровень потенциал а кожи, реакция потенциал а кожи, спонтанная реакция потенциал а кожи, уровень сопротивления кожи, реакция сопротивления кожи, спонтанная реакция сопротивления кожи. В качестве индикаторов стали использоваться также характеристики проводимости кожи: уровень, реакция и спонтанная реакция. Во всех трех случаях "уровень" означает тоническую составляющую ЭАК, т.е. длительные изменения показателей; "реакция" - фазическую составляющую ЭАК, т.е. быстрые, ситуативные изменения показателей ЭАК; спонтанные реакции - краткосрочные изменения, не имеющие видимой связи с внешними факторами.

Происхождение и значение ЭАК. Возникновение электрической активности кожи обусловлено, главным образом, активностью потовых желез в коже человека, которые в свою очередь находятся под контролем симпатической нервной системы.

У человека имеется 2-3 миллиона потовых желез, но количество их на разных участках теле сильно варьирует. Например, на ладонях и подошвах около 400 потовых желез на один квадратный сантиметр поверхности кожи, на лбу около 200, на спине около 60. Выделение железами пота происходит постоянно, даже когда на коже не появляется ни капли. В течении дня выделяется около полулитра жидкости. При исключительно сильной жаре потеря жидкости может достигать 3,5 литра в час и 14 литров в день (см. Видео).
Существует два типа потовых желез: апокринные и эккринные .
Апокринные , расположенные в подмышечных впадинах и в паху, определяют запах тела и реагируют на раздражители, вызывающие стресс. Они непосредственно не связаны с регуляцией температуры тела.

Эккринные расположены по всей поверхности тела и выделяют обычный пот, главными компонентами которого являются вода и хлористый натрий. Их главная функция - терморегуляция, т.е. поддержание постоянной температуры тела. Однако те эккринные железы, которые расположены на ладонях и подошвах ног, а также на лбу и под мышками - реагируют в основном на внешние раздражители и стрессовые воздействия.
В психофизиологии электрическую активность кожи используют как показатель "эмоционального" потоотделения. Как правило, ее регистрируют с кончиков пальцев или ладони, хотя можно измерять и с подошв ног, и со лба. Следует сказать, однако, что природа КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР , или ЭАК, еще до сих пор не ясна.

2.3. Показатели работы сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая система выполняет витальные функции, обеспечивая постоянство жизненной среды организма. Сердечная мышца и кровеносные сосуды действуют согласованно, чтобы удовлетворять постоянно меняющиеся потребности различных органов и служить сетью для снабжения и связи, поскольку с кровотоком переносятся питательные вещества, газы, продукты распада, гормоны.

• Индикаторы активности сердечно-сосудистой системы включают:
  • ритм сердца (РС) - частоту сердечных сокращений (ЧСС);
  • силу сокращений сердца - силу, с которой сердце накачивает кровь;
  • минутный объем сердца - количество крови, проталкиваемое сердцем в одну минуту; артериальное давление (АД);
  • региональный кровоток - показатели локального распределения крови. Для измерения мозгового кровотока получили распространение методы томографии и реографии (см. п. 2.1).

Среди показателей сердечно-сосудистой системы часто используют также среднюю частоту пульса и ее дисперсию.
У взрослого человека в состоянии относительного покоя систолический объем каждого желудочка составляет 70-80 мл. Минутный объем сердца - количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту за 1 мин - измеряется как произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В покое минутный объем составляет 3-5 л. При интенсивной работе минутный объем может существенно увеличиваться до 25-30 л., причем на первых этапах минутный объем сердца растет за счет повышения величины систолического объема, а при больших нагрузках в основном за счет увеличения сердечного ритма.
Артериальное давление - общеизвестный показатель работы сердечно-сосудистой системы. Оно характеризует силу напора крови в артериях. АД изменяется на протяжении сердечного цикла, оно достигает максимума во время систолы (сокращения сердца) и падает до минимума в диастоле, когда сердце расслабляется перед следующим сокращением. Нормальное артериальное давление здорового человека в покое около 130 / 70 мм рт.ст., где 130 - систолическое давление АД, а 70 - диастолическое АД. Пульсовое давление разность между систолическим и диастолическим давлением, и в норме составляет около 60 мм рт.ст.
Ритм сердца - показатель, часто используемый для диагностики функционального состояния человека, зависит от взаимодействия симпатических и парасимпатических влияний из вегетативной нервной системы. При этом возрастание напряженности в работе сердца может возникать по двум причинам - в результате усиления симпатической активности и снижения парасимпатической.

Электрокардиограмма (ЭКГ) - запись электрических процессов, связанных с сокращением сердечной мышцы . Впервые была сделана в 1903 г. Эйнтховеном. С помощью клинических и диагностических установок ЭКГ можно регистрировать, используя до 12 различных пар отведений; половина их связана с грудной клеткой, а другая половина - с конечностями. Каждая пара электродов регистрирует разность потенциал ов между двумя сторонами сердца, и разные пары дают несколько различную информацию о положении сердца в грудной клетке и о механизмах его сокращения. При заболеваниях сердца в одном или нескольких отведениях могут обнаруживаться отклонения от нормальной формы ЭКГ, и это существенно помогает при постановке диагноза.

В психофизиологии ЭКГ в основном используется для измерения частоты сокращения желудочков. С этой целью применяют прибор кардиотахометр. Ритм сердца, зарегистрированный с помощью кардиотахометра, как правило, соответствует частоте пульса, т.е. числу волн давления, распространяющихся вдоль периферических артерий за одну минуту. В некоторых случаях эти величины, однако, не совпадают.
Исследование нейрогуморальной регуляции ритма сердца является одним из наиболее распространенных подходов к оценке состояния адаптационных возможностей организма человека. Для исследования вегетативного тонуса широко используются записи ЭКГ или кардиоинтервалограммы (КИГ). Наиболее распространенным является метод обработки кардиоинтервалов с помощью гистографического анализа: вычисляется мода распределения, ее амплитуда и вариационный размах и на основании этих параметров вычислялся интегральный показатель - индекс напряжения (ИН). Индекс напряжения пропорционален средней частоте сердечных сокращений и обратно пропорционален диапазону, в котором варьирует интервал между двумя ударами сердца.
С начала 60-х гг. начали использоваться различные спектральные методы анализа RR-интервалов.

Плетизмография - метод регистрации сосудистых реакций организма . Плетизмография отражает изменения в объеме конечности или органа, вызванные изменениями количества находящейся в них крови. Конечность человека в изолирующей перчатке помещают внутрь сосуда с жидкостью, который соединен с манометром и регистрирующим устройством. Изменения давления крови и лимфы в конечности находят отражение в форме кривой, которая называется плетизмограммой. Широкое распространение получили пальцевые фотоплетизмографы, портативные устройства, которые также можно использовать для регистрации сердечного ритма.
В плетизмограмме можно выделить два типа изменений: фазические и тонические.
Фазические изменения обусловлены динамикой пульсового объема от одного сокращения сердца к другому.
Тонические изменения кровотока - это собственно изменения объема крови в конечности. Оба показателя обнаруживают при действии психи ческих раздражителей сдвиги, свидетельствующие о сужении сосудов.
Плетизмограмма - высоко чувствительный индикатор вегетативных сдвигов в организме.

2.4. Показатели активности мышечной системы

Мышечную систему образно определяют как биологический ключ человека к внешнему миру.

Электромиография - метод исследования функционального состояния органов движения путем регистрации биопотенциал ов мышц . Электромиография - это регистрация электрических процессов в мышцах, фактически запись потенциал ов действия мышечных волокон, которые заставляют ее сокращаться. Мышца представляет собой массу ткани, состоящую из множества отдельных мышечных волокон, соединенных вместе и работающих согласованно. Каждое мышечное волокно - это тонкая нить, толщиной всего лишь около 0,1 мм до 300 мм длиной. При стимуляции электрическим потенциал ом действия, приходящим к волокну от мотонейрон а, это волокно сокращается иногда примерно до половины первоначальной длины. Мышцы, участвующие в тонких двигательных коррекциях (фиксация объекта глазами), могут иметь в каждой единице всего по 10 волокон. В мышцах, осуществляющих более грубую регулировку при поддержании позы, в одной двигательной единице может быть до 3000 мышечных волокон.
Поверхностная электромиограмма (ЭМГ) суммарно отражает разряды двигательных единиц, вызывающих сокращение. Регистрация ЭМГ позволяет выявить намерение начать движение за несколько секунд до его реального начала. Помимо этого миограмма выступает как индикатор мышечного напряжения. В состоянии относительного покоя связь между действительной силой, развиваемой мышцей, и ЭМГ линейна.
Прибор, с помощью которого регистрируются биопотенциал ы мышц, называется электромиографом, а регистрируемая с его помощью запись электромиограммой (ЭМГ). ЭМГ, в отличие от биоэлектрической активности мозга (ЭЭГ), состоит из высокочастотных разрядов мышечных волокон, для неискаженной записи которых, по некоторым представлениям, требуется полоса пропускания до 10 000 Гц.

2.5. Показатели активности дыхательной системы

Дыхательная система состоит из дыхательных путей и легких.
Основной двигательный аппарат этой системы составляют межреберные мышцы, диафрагма и мышцы живота. Воздух, поступающий в легкие во время вдоха, снабжает протекающую по легочным капиллярам кровь кислородом. Одновременно из крови выходят двуокись углерода и другие вредные продукты метаболизма, которые выводятся наружу при выдохе. Между интенсивностью мышечной работы, совершаемой человеком, и потреблением кислорода существует простая линейная зависимость.
В психофизиологических экспериментах в настоящее время дыхание регистрируется относительно редко, главными образом для того, чтобы контролировать артефакты.

Для измерения интенсивности (амплитуды и частоты) дыхания используют специальный прибор - пневмограф. Он состоит из надувной камеры-пояса, плотно оборачиваемой вокруг грудной клетки испытуемого, и отводящей трубки, соединенной с манометром и регистрирующим устройством. Возможны и другие способы регистрации дыхательных движений, но в любом случае обязательно должны присутствовать датчики натяжения, фиксирующие изменение объема грудной клетки.
Этот метод обеспечивает хорошую запись изменений частоты и амплитуды дыхания. По такой записи легко анализировать число вдохов в минуту, а также амплитуду дыхательных движений в разных условиях. Можно сказать, что дыхание - это один из недостаточно оцененных факторов в психофизиологических исследованиях.

2.6. Реакции глаз

Для психофизиолога наибольший интерес представляют три категории глазных реакций: сужение и расширение зрачка, мигание и глазные движения.
Пупиллометрия - метод изучения зрачковых реакций. Зрачок - отверстие в радужной оболочке, через которое свет попадает на сетчатку. Диаметр зрачка человека может меняться в пределах от 1,5 до 9 мм. Величина зрачка существенно колеблется в зависимости от количества света, падающего на глаз: на свету зрачок сужается, в темноте - расширяется. Наряду с этим, размер зрачка существенно изменяется, если испытуемый реагирует на воздействие эмоционально. В связи с этим пупиллометрия используется для изучения субъективного отношения людей к тем или иным внешним раздражителям.
Диаметр зрачка можно измерять путем простого фотографирования глаза в ходе обследования или же с помощью специальных устройств, преобразующих величину зрачка в постоянно варьирующий уровень потенциал а, регистрируемый на полиграфе.
Мигание (моргание) - периодическое смыкание век . Длительность одного мигания приблизительно 0,35 с. Средняя частота мигания составляет 7,5 в минуту и может варьировать в пределах от 1 до 46 в минуту. Мигание выполняет разные функции в обеспечении жизнедеятельности глаз. Однако для психофизиолога существенно, что частота мигания изменяется в зависимости от психи ческого состояния человека.
Движение глаз широко исследуются в психологии и психофизиологии. Это разнообразные по функции, механизму и биомеханике вращения глаз в орбитах. Существуют разные типы глазных движений, выполняющие различные функции. Однако наиболее важная среди них функция движений глаз состоит в том, чтобы поддерживать интересующее человека изображение в центре сетчатки, где самая высокая острота зрения. Минимальная скорость прослеживающих движений около 5 угл. мин/с, максимальная достигает 40 град/с.
Электроокулография - метод регистрации движения глаз , основанный на графической регистрации изменения электрического потенциал а сетчатки и глазных мышц. У человека передний полюс глаза электрически положителен, а задний отрицателен, поэтому существует разность потенциал ов между дном глаза и роговицей, которую можно измерить. При повороте глаза положение полюсов меняется, возникающая при этом разность потенциал ов характеризует направление, амплитуду и скорость движения глаза. Это изменение, зарегистрированное графически, носит название электроокулограммы. Однако микродвижения глаз с помощью этого метода не регистрируются, для их регистрации разработаны другие приемы. (см. рис.)

2.7. Детектор лжи

Детектор лжи - условное название прибора полиграфа, одновременно регистрирующего комплекс физиологических показателей (КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР , ЭЭГ, плетизмограмму и др.) с целью выявить динамику эмоционального напряжения. С человеком, проходящем обследование на полиграфе, проводят собеседование, в ходе которого наряду с нейтральными задают вопросы, составляющие предмет специальной заинтересованности. По характеру физиологических реакций, сопровождающих ответы на разные вопросы, можно судить об эмоциональной реактивности человека и в какой-то мере о степени его искренности в данной ситуации. Поскольку в большинстве случаев специально необученный человек не контролирует свои вегетативные реакции, детект ор лжи дает по некоторым оценкам до 71% случаев обнаружения обмана.
Следует иметь в виду, однако, что сама процедура собеседования (допроса) может быть настолько неприятна для человека, что возникающие по ходу физиологические сдвиги будут отражать эмоциональную реакцию человека на процедуру. Отличить спровоцированные процедурой тестирования эмоции от эмоций, вызванных целевыми вопросам, невозможно. В то же время человек, обладающий высокой эмоциональной стабильностью, сможет относительно спокойно чувствовать себя в этой ситуации, и его вегетативные реакции не дадут твердых основания для вынесения однозначного суждения. По этой причине к результатам, полученных с помощью детект ора лжи, нужно относиться с должной мерой критичности (см. Видео).

Многоканальная регистрация наиболее часто изучаемых видов биоэлектрической активности человека (по В.Блоку, 1970)

2.8. Выбор методик и показателей

В идеале выбор физиологических методик и показателей должен логически вытекать из принятого исследователем методолог ического подхода и целей, поставленных перед экспериментом. Однако на практике нередко исходят из других соображений, например, доступности приборов и легкости обработки экспериментальных данных.
Более весомыми представляются аргументы в пользу выбора методик, если извлекаемые с их помощью показатели получают логически непротиворечивое содержательное толкование в контекст е изучаемой психологической или психофизиологической модели.

Психофизиологические модели. В науке под моделью понимается упрощенное знание, несущее определенную, ограниченную информацию об объекте/явлении, отражающее те или иные его свойства. С помощью моделей можно имитировать функционирование и прогнозировать свойства изучаемых объектов, процессов или явлений. В психологии моделирование имеет два аспекта: моделирование психи ки и моделирование ситуаций . Под первым подразумевается знаковая или техническая имитация механизмов, процессов и результатов психи ческой деятельности, под вторым организация того или иного вида человеческой деятельности путем искусственного конструирования среды, в которой осуществляется эта деятельность.
Оба аспекта моделирования находят место в психофизиологических исследованиях. В первом случае моделируемые особенности деятельности человека, психи ческих процессов и состояний прогнозируются на основе объективных физиологических показателей, нередко зарегистрированных вне прямой связи с изучаемым феноменом. Например, показано, что некоторые индивидуальные особенности восприятия и памяти можно прогнозировать по характеристикам биотоков мозга. Во втором случае психофизиологическое моделирование включает имитацию в лабораторных условиях определенной психи ческой деятельности, с целью выявления ее физиологических коррелятов и /или механизмов. Обязательным при этом является создание некоторых искусственных ситуаций, в которых так или иначе включаются исследуемые психи ческие процессы и функции. Примером такого подхода служат многочисленные эксперименты по выявлению физиологических коррелятов восприятия, памяти и т.д.
При интерпретации результатов в подобных экспериментах исследователь должен четко представлять себе, что модель никогда не бывает полностью идентична изучаемому явлению или процессу. Как правило, в ней учитываются лишь какие-то отдельные стороны реальности. Следовательно, каким бы исчерпывающим ни казался, например, какой-либо психофизиологический эксперимент по выявлению нейрофизиологических коррелятов процессов памяти, он будет давать лишь частичное знание о природе ее физиологических механизмов, ограниченное рамками данной модели и используемых методических приемов и показателей. Именно по этой причине психофизиология изобилует разнообразием несвязанных между собой, а иногда и просто противоречивых экспериментальных данных. Полученные в контекст е разных моделей такие данные представляют фрагментарное знание, которое в перспективе, вероятно, должно объединиться в целостную систему, описывающую механизмы психофизиологического функционирования.

Интерпретация показателей. Особого внимания заслуживает вопрос о том, какое значение экспериментатор придает каждому из используемых им показателей. В принципе физиологические показатели могут выполнять две основные роли: целевую (смысл овую) и служебную (вспомогательную). Например, при изучении биотоков мозга в процессе умственной деятельности целесообразно параллельно регистрировать движения глаз, мышечное напряжение и некоторые другие показатели. Причем в контекст е такой работы только показатели биотоков мозга несут смысл овую нагрузку, связанную с данной задачей. Остальные показатели служат для контроля артефактов и качества регистрации биотоков (регистрация глазных движений), контроля эмоциональных состояний испытуемого (регистрация КГР (кожно-гальваническая реакция) - изменение электрической активности кожи; измеряется в двух вариантах на основе оценки электрического сопротивления или проводимости различных участков кожи; используется при диагностике функциональных состояний и эмоциональных реакций человека.");" onmouseout="nd();" href="javascript:void(0);">КГР ), поскольку, хорошо известно, что глазные движения и эмоциональное напряжение могут привносить помехи и искажать картину биотоков, особенно когда испытуемый решает какую-либо задачу. В то же время в другом исследовании регистрация и глазных движений, и КГР может играть смысл овую, а не служебную роль. Например, когда предмет исследования - стратегия визуального поиска или изучение физиологических механизмов эмоциональной сферы человека.
Таким образом, один и тот же физиологический показатель может быть использован для решения разных задач. Другими словами, специфика использования показателя определяется не только его собственными функциональными возможностями, но также и тем психологическим контекст ом, в который он включается. Хорошее знание природы и всех возможностей используемых физиологических показателей - важный фактор в организации психофизиологического эксперимента.

Значение экспериментов, выполненных на животных. Как уже отмечалось выше, многие задачи в психофизиологии решались и продолжают решаться в экспериментах на животных. (В первую очередь речь идет об изучении активности нейрон ов.) В связи с этим особое значение приобретает проблема, сформулированная еще Л.С. Выготским. Это проблема специфического для человека соотношения структурных и функциональных единиц в деятельности мозга и определения новых по сравнению с животными принципов функционирования систем, внутри- и межсистемных взаимодействий.
Следует прямо указать, что проблема "специфического для человека соотношения структурных и функциональных единиц в деятельности мозга и определения новых по сравнению с животными" принципов функционирования систем, к сожалению, пока не получила продуктивного развития. Как пишет О.С. Андрианов (1993): "Стремительное "погружение" биологии и медицины... в глубины живой материи отодвинуло на задний план изучение важнейшей проблемы - эволюционной специфики мозга человека. Попытки найти на молекулярном уровне некий материальный субстрат, характерный только для мозга человека и определяющий особенности наиболее сложных психи ческих функций, пока не увенчались успехом".
Таким образом, встает вопрос о правомерности переноса данных полученных на животных для объяснения мозговых функций у человека. Широко принята точка зрения, в соответствии с которой существуют универсальные механизмы клеточного функционирования и общие принципы кодирования информации, что позволяет осуществлять интерпол яцию результатов (см., например: Основы психофизиологии под ред. Ю.И. Александрова, 1998).
Один из основателей отечественной психофизиологии Е.Н. Соколов , решая проблему переноса результатов исследований, выполненных на животных, на человека, сформулировал принцип психофизиологического исследования следующим образом: человек - нейрон - модель. Это значит, что психофизиологическое исследование начинается с изучения поведенческих (психофизиологических) реакций человека, Затем оно переходит к изучению механизмов поведения с помощью микроэлектродной регистрации нейрон ной активности в опытах на животных, а у человека - с использованием электроэнцефалограммы и вызванных потенциал ов. Интеграция всех данных осуществляется путем построения модели из нейроподобных элементов. При этом вся модель как целое должна воспроизводить исследуемую функцию, а отдельные нейроподобные элементы должны обладать характеристиками и свойствами реальных нейрон ов. Перспективы исследований такого рода заключаются в построении моделей "специфически человеческого типа" таких, например, как нейроинтеллект.

Заключение. Приведенные выше материалы свидетельствуют о большом разнообразии и разноуровневости психофизиологических методов. В сферу компетентности психофизиолога входит многое, начиная от динамики нейрон альной активности в глубоких структурах мозга до локального кровотока в пальце руки. Закономерно возникает вопрос, каким образом объединить столь различные по способам получения и содержанию показатели в логически непротиворечивую систему. Решение его, однако, упирается в отсутствие единой общепринятой психофизиологической теор ии.
Психофизиология, которая родилась как экспериментальная ветвь психологии, в значительной степени остается таковой и по сей день, компенсируя несовершенство теор етического фундамента многообразием и изощренностью методического арсенала. Богатство этого арсенала велико, его ресурсы и перспективы представляются неисчерпаемыми. Стремительный рост новых технологий неизбежно расширит возможности проникновению в тайны человеческой телесности. Он приведет к созданию новых обрабатывающих устройств, способных формализ овать сложную систему зависимости переменных величин, используемых в объективных физиологических показателях, закономерно связанных с психи ческой деятельностью человека. Независимо от того, будут ли новые решения результатом дальнейшего развития электронно-вычислительной техники, эвристических моделей или других, еще неизвестных нам способов познания, развитие науки в наше время предвосхищает коренное преобразование психофизиологического мышлени я и методов работы

Словарь терминов

1. альфа-ритм
2. пейсмекер
3. ретикулярная формация
4. афферентация
5. кортико-лимбическое взаимодействие
6. кожно-гальваническая реакция (КГР)

Вопросы для самопроверки

1. Как связаны ритмические составляющие электроэнцефалограммы с состоянием человека?
2. Чем обусловлена кожно-гальваническая реакция?
3. Как различаются пневмография и спирография?
4. Что дает оценка состояния периферических сосудов?
5. Как интерпретируют показатели детект ора лжи?

Список литературы

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975.
2. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991.
3. Беленков Н.Ю. Принцип целостности в деятельности мозга. М.: Медицина, 1980.
4. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и по физиологии активности. М.: Медицина, 1966.
5. Бехтерева Н.П., Бундзен П.В., Гоголицын Ю.Л. Мозговые коды психи ческой деятельности. Л.: Наука, 1977.
6. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциал ы мозга в клинической практике. Таганрог: ТГТУ, 1997.
7. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 1998.
8. Дубровский Д.И. Психика и мозг: результаты и перспективы исследований // Психологический журнал. 1990. Т.11. № 6. С. 3-15.
9. Естественнонаучные основы психологии / Под. ред. А.А. Смирнова, А.Р. Лурия, В.Д. Небылицына. М.: Педагогика, 1978.
10. Иваницкий А.М., Стрелец В.Б., Корсаков И.А. Информационные процессы мозга и психи ческая деятельность. М.: Наука, 1984.
11. Ломов Б.Ф. Методологические и теор етические проблемы психологии. М.: Наука, 1984.
12. Нейрокомпьютер как основа мыслящих ЭВМ. М.: Наука, 1993.
13. Мерлин В.С. Очерк интегрального исследования индивидуальности. М.: Педагогика, 1986.
14. Методика и техника психофизиологического эксперимента. М.: Наука, 1987.
15. Основы психофизиологии / Под ред. Ю.И. Александрова. М., 1998.
16. Тихомиров О.К. Психология мышлени я. М.: МГУ, 1984.
17. Чуприкова Н.И. Психика и сознание как функция мозга. М.: Наука, 1985.
18. Хэссет Дж. Введение в психофизиологию. М.: Мир, 1981.
19. Ярвилехто Т. Мозг и психи ка. М.: Прогресс, 1992.

Посттравматическим стрессовым расстройством называют эмоциональную реакцию неконтролируемого характера на определенный триггер. Человек может быть спокойным и даже веселым. Но некий внешний раздражитель (звук, запах, слово, движение и т. д.) вызывает в нем неконтролируемый страх, который выражается в определенных физиологических реакциях тела.

Часто ПТСР развивается в результате сильного пережитого стресса, который, как условный рефлекс, закрепился в мозгу человека и при определенных условиях вызывает вегетативные реакции организма. Военные действия, химические, техногенные или другие катастрофы, физическое или психическое насилие — это является теми стрессовыми ситуациями, после которых у людей развивается посттравматическое расстройство.

Ученых интересовал вопрос: возможно ли прогнозировать развитие расстройства у взрослых людей до того, как оно у них возникнет? Проведенные исследования показали, что есть особые триггеры, которые дают конкретные физиологические реакции организма, схожие с реакциями во время посттравматического синдрома:

1. Изменение активности мозга;
2. Учащенное сердцебиение;
3. Увеличение импульсов в нервных клетках и т. д.

Люди, остро реагирующие на различные травмирующие события, склонны к развитию посттравматического расстройства в случае, если сами пройдут через определенные ситуации травмирующего характера.

Например, просмотр драматических фильмов или новостей, в которых показываются сцены с кровью. Как на них реагирует зритель? Что человек испытывает, когда с другими случается горе? Если индивид боится, переживает, не может справиться с проблемой, болезненно реагирует на происходящее, значит, попав в подобные ситуации, сам начнет переживать такой сильный стресс, что не сможет с ним справиться.

Интернет-журнал сайт отмечает, что главными факторами в развитии ПТСР являются условные рефлексы, которые быстро вырабатываются на новый раздражитель, и переживаемые эмоции, которые вызывают определенные вегетативные реакции в организме.

Условные рефлексы

Если в течение определенного времени условный возбудитель не подкрепляется безусловным, влияние первого постепенно ослабевает. Самостоятельно действие условного раздражителя уже не будет вызывать условной реакции. Такое явление называется угасанием рефлекса. Но может произойти нечто более любопытное. Действие условного раздражителя уже после угасания условной реакции способно вызвать спонтанное восстановление рефлекса. Другими словами, самостоятельного действия условного раздражителя будет вполне достаточно для того, чтобы вызвать условно-рефлекторную реакцию. Таким образом, рефлексами можно управлять, погашая и восстанавливая их.

Помимо затухания рефлекса, существует еще один способ нейтрализовать действие условного раздражителя. Если выбрать новый безусловный раздражитель, вызывающий иную рефлекторную реакцию организма, то, совмещая его с прежним условным раздражителем, можно добиться нового условного рефлекса. Этот процесс называется контробусловливанием.

Контробусловливание проходит особенно успешно, если новый условный раздражитель вызывает реакцию, противоположную прежней. Например, если условно-рефлекторная реакция – интенсивное слюноотделение, то желательный новый условный рефлекс – сухость во рту.

Проблемы и эмоции

Из-за чего человек волнуется больше всего: из-за проблем или из-за эмоций, которые он испытывает во время их решения? Многие люди полагают, будто проблемы портят им настроение и мешают жить счастливо. На самом же деле это люди отрицательно реагируют на ситуации, из-за чего эмоции их захлестывают и лишают энергии.

Возьмите для примера ситуации, в которых участвует несколько людей. Почему одни волнуются и чего-то боятся, а другие чувствуют себя спокойно? Люди по-разному относятся к одной и той же ситуации. Один нервничает и боится, а второй не придает никакого значения происходящему.

Возьмите ситуации, когда вы равнодушно относитесь к горю другого человека, но попадая сами в подобную ситуацию, так же переживаете и страдаете. В первом случае вы не принимали ситуации всерьез, потому что она вас не касалась, но как только это произошло с вами, тут же отреагировали на нее так, как и другой человек.

Не проблемы лишают сил и энергии, а ваши эмоции, которые вы переживаете во время стрессовых ситуаций. Вы нервничаете, злитесь, недовольствуете, что подогревает отрицательные чувства, которые оказывают воздействие на психофизиологию организма (нарушения вегетативной функции).

Кто мешает просто расслабиться и сказать: «Я решу этот вопрос, просто это займет какое-то время». Люди часто не хотят ждать и терпеть, а желают разрешить свои проблемы сразу по месту. Но есть вопросы, которые требуют времени. Неужели вы хотите все это время переживать и нервничать?

Только от вас зависит, будут ли стрессовые ситуации развивать у вас ПТСР. В первую очередь необходимо спокойно и равнодушно относиться к катастрофическим событиям, понимать, что они решаемы и переживаемы, просто иногда нужно подождать, перетерпеть, решить вопрос.