1.5.2 Биоуправление гомеостазом
Приведем результаты еще одного эксперимента, посвященного исследованию управляемого гомеостаза при мышечной работе. Суть его заключалась в том, что с помощью произвольного снижения уровня вентиляции мы добивались моделирования одновременно гиперкапнии, гипоксемии и некоторой ацидемии, что создавало эффект выполнения более тяжелой нагрузки. Исследования были проведены в лаборатории дыхания Института физиологии им. И.П. Павлова в Санкт-Петербурге с использованием комплексной спирографической установки с автоматической подачей газовых смесей.
Управление вентиляцией осуществлялось испытуемыми с помощью инструментальной обратной связи - информации о текущем уровне вентиляции. Этот показатель получали с помощью аналоговой машины МН-10, преобразовывавшей отношение Vт к общей продолжительности дыхательного цикла (Тт) в соответствующий электрический сигнал, который регистрировался графически и индицировался одновременно на экран осциллографа в виде отклонения луча. Установка сконструирована в той же лаборатории. Передвижные метки на экране осциллографа позволяли задавать испытуемому тот или иной уровень вентиляции.
Таким образом, испытуемый мог непрерывно сравнивать фактическую величину легочной вентиляции (по величине потока) с заданной и соответственно регулировать свои дыхательные движения, чтобы достичь требуемого уровня.
Произвольное снижение вентиляции (ПСВ) осуществлялось на 1/3 от исходного уровня, зарегистрированного на данной мощности работы. Введение БОС по величине дыхательного потока приводило к тому, что от опыта к опыту испытуемые добивались все лучшего выполнения задания.
Реальная вентиляция при ПСВ была значительно ниже, чем в контрольных исследованиях, что вызывало после окончания работы "вспышку" вентиляции наподобие феномена Линдгарда. На высоте нагрузок повышающейся мощности отчетливо фиксировались альвеолярная гипоксия и артериаль ная гипоксемия, гиперкапния и ацидоз. Таким образом, ПСВ с БОС о текущем уровне вентиляции может моделировать необходимые гомеостатические сдвиги в сторону создания необходимых изменений во внутренней среде организма тренирующего характера.
Гиповентиляционная тренировка после предварительного обучения может быть легко осуществлена в естественных условиях тренировки. Так, легкоатлеты используют специальное диафрагмирование дыхания (дыхание с узким отверстием в загубнике), футболисты - специальные жилеты с повышенным эластическим сопротивлением, пловцы - дыхание с соотношением двигательных циклов 1: 3, 1:5, 1:7 и т.д. Такие воздействия оказывают высокий тренирующий эффект, что нашло подтверждение на практике.
1.6 Пути технической реализации метода биоуправления с обратной связью
Для реализации метода биоуправления необходимы специальные устройства, которые должны удовлетворять двум основным требованиям:
достаточно точному измерению управляемого или оцениваемого параметра;
звуковому, визуальному, тактильному или иному отображению величины измеренного параметра в цифровом или аналоговом виде.
В связи с этим встает весьма важная проблема технического обеспечения реализации метода биоуправления с обратной связью. Готовых приборов для реализации метода биоуправления крайне мало или они недоступны широкому кругу потребителей.
Решение данной проблемы может осуществляться двумя путями:
путем разработки блоков преобразования и вывода информации для аудио- или визуального мониторинга, подключающихся к выходу серийных промышленных измерительных приборов;
путем разработки специализированных приборов, позволяющих измерять величину того или иного параметра с приемлемой точностью, преобразовывать и выводить эту информацию для аудио- или визуального контроля.
Информация по каналу обратной связи может выводиться либо в аналоговом виде (звуковые сигналы, дифференцированные по силе или тону, световые линейки и т.п.), либо в цифровом виде на дисплее.
Нами ведется разработка устройств для биоуправления в обоих направлениях. Разработано несколько вариантов световых аналоговых линеек для мониторинга величины и динамики параметров дыхательной функции, температуры тела и др. Разработано несколько модификаций специализированных приборов для биоуправления по параметрам внешнего дыхания с выводом информации на цифровое табло (приборы биоуправления дыхательными параметрами "АЛЬТАИР", "АЛЬФА", позволяющие измерять и отображать на табло текущий уровень легочной вентиляции, дыхательного объема и частоты дыхания).
Проектируются модельные устройства для изготовления приборов и технических средств с БОС:
измеритель объема легочной вентиляции (датчик-турбинка, трубка Флейша, индикация цифровая);
измеритель частоты движений (индикация цифровая);
биолокационная безынерционная рамка на микроподшипниках;
измеритель кожного сопротивления с цифровой индикацией;
измеритель длительности фаз дыхательного цикла с цифровой индикацией;
миотонометр с цифровой индикацией.
Практическая часть
План эксперимента:
Диагностика психофизиологического состояния организма спортсмена.
Диагностика координации движений и проведения технических действий спортсмена.
Подбор индивидуальной программы для коррекции техники и координации при выполнении бросковых упражнений.
Психофизиологический тренинг методом БОС.
Диагностика психофизиологического состояния организма спортсмена.
Методы примененные в научно – исследовательской работе:
Метод формальной логики.
Системный метод.
Статистический метод.
Социологический метод.
При проведении эксперимента решались следующие задачи:
Коррекция нарушений психофизиологического состояния организма.
Воспитание навыков координации движения и проведения технических действий спортсмена.
Укрепление мышц опорно – двигательного аппарата.
Снижение рисков возникновения травм в учебно – тренировочном процессе.
Вывод после проведения эксперимента:
Разработана комплексная технология профилактики и лечения спортсменов с нарушением психофизиологического состояния организма.
Действенным путем доказана эффективность применения методов БОС для профилактики и лечения нарушений состояния организма спортсменов в учебно – тренировочном процессе.