БИОУПРАВЛЕНИЕ ПО ВСР В ЛЕЧЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ И РАССТРОЙСТВ
Биоуправление по вариабельности сердечного ритма или биоуправление по ВСР, является относительно новым методом обучения людей изменению вариабельности и доминирующего сердечного ритма в их сердечной деятельности. Недавние исследования свидетельствуют об эффективности биоуправления по ВСР при лечении многих медицинских и психологических состояний, в том числе:
– тревожных расстройств,
– депрессии,
– астмы,
– хронической обструктивной болезни легких,
– сердечно-сосудистых заболеваний,
– сердечной реабилитации,
– гипертонии различного генеза, включая гипертонию, вызванную беременностью,
– синдрома раздраженного кишечника,
– циклической рвоты,
– хронической усталости,
– периодических болей в животе,
– хронических болей в мышцах, фибромиалгиях,
– посттравматических стрессовых расстройствах (ПТСР),
– бессоннице
– и других состояниях, а также для повышения работоспособности и профессиональной эффективности.
По мере того, как люди стареют или страдают от болезней, общая вариабельность сердечного ритма уменьшается, а риск заболевания и смерти увеличивается. Множество клинических исследований показывают важность вариабельности сердечного ритма. Снижение вариабельности может быть прогностическим признаком внезапной младенческой смерти. Более низкая вариабельность сердечного ритма у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями представляет больший риск развития сердечных симптомов и смерти после сердечного приступа. Клиническая депрессия также снижает вариабельность сердечного ритма и увеличивает риск заболевания коронарной артерии. Вариабельность сердечного ритма стала рассматриваться как информативный прогностический индекс или показатель заболеваемости и смертности.
Изменчивость сердечного ритма означает изменения в интервале или расстоянии между двумя сердечными сокращениями, измеряемые в миллисекундах. Интервал между сердцебиениями (IBI) – это время между двумя последующими зубцами R (или биением сердца) в миллисекундах. IBI сильно варьирует в течение любого периода времени. ВСР обычно измеряется путем измерения интервала между последовательными пиками зубца R (интервалы RR) на электрокардиограмме (ЭКГ).
Регулярные упражнения увеличивают вариабельность сердечного ритма. Научное исследование вариабельности сердечного ритма было проведено сравнительно недавно, и только за последние десять лет стало возможным обучать людей изменению ритма сердца посредством тренировок биоуправлением. Это кардиореспираторное вмешательство было впоследствии названо как биологическая обратная связь по вариабельность сердечного ритма или биоуправлением по ВСР, биологическая обратная связь дыхательной синусовой аритмии сердца (RSA – ДСА) или резонансная частотная обратная связь (RFF). Процедура биоуправления по ВСР состоит в передаче данных биения сердца во время медленных дыхательных движений таким образом, чтобы участник пытался максимизировать дыхательную синусовую аритмию сердца – RSA.
ФИЗИОЛОГИЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА. БАРОРЕФЛЕКСЫ.
Человек в разных состояниях дышит с различной частотой, а разные люди, как правило, дышат с различной частотой. Для большинства людей частота дыхания в большинстве случаев составляет от 0,15 до 0,4 Гц или от 9 до 24 вдохов в минуту. Техника биоуправления по ВСР включает в себя обучение дыханию с резонансной частотой сердечно-сосудистой системы. Дыхание с этой частотой заставляет сердечный ритм увеличиваться и уменьшаться в одной фазе с дыханием. ЧСС увеличивается при вдохе и уменьшается при выдохе. Тогда эффективность газообмена в дыхательных путях максимальна. Регулярное применение этой техники в течение определенного периода времени показало клинически значимое улучшение при различных расстройствах, включая боль, астму, беспокойство, депрессию, хроническую обструктивную болезнь легких и гипертонию.
Благодаря методике биоуправления по ВСР люди способны достигать значимого увеличения ВСР в связи с «резонансными» характеристиками сердечно-сосудистой системы. Биологическая обратная связь по ВСР стимулирует определенный рефлекс в сердечно-сосудистой системе, который имеет определенный ритм. Он называется «барорефлекс» и помогает контролировать артериальное давление. Это также помогает контролировать эмоциональную реактивность и повышает эффективность дыхания. Барорефлекс контролируется ядром солитарного тракта, расположенного в стволе мозга. Этот центр напрямую связывается с миндалиной, центром эмоционального контроля, по пути, проходящему через островок. Возможно, именно по этой причине различные исследования показали положительный эффект биоуправления по ВСР для лечения тревоги, фобий и депрессии.
Когда артериальное давление повышается, барорефлекс вызывает снижение частоты сердечных сокращений, а когда артериальное давление понижается, пульс повышается. Это вызывает колебания сердечного ритма. Когда человек дышит в ритм этим колебаниям (частота дыханий при этом варьирует обычно от 4,5 до 6,5 раз в минуту), барорефлексная система резонирует. Как найти ту частоту дыхания для каждого человека, на которой резонирует барорефлексная система? Это будет частота, которая вызывает самые большие колебания сердечного ритма между вдохом и выдохом. Чтобы найти эту частоту, человек должен пытаться дышать с различной частотой в минуту, чтобы найти точную частоту, с которой сердечно-сосудистая система резонирует. Это будет его / ее резонансная частота дыхания. Эта частота варьирует от человека к человеку, но она составляет приблизительно 0,1 Гц или шесть вдохов в минуту. Когда люди дышат с этой частотой, система барорефлекса стимулируется и укрепляется, и посредством проекций на другие системы организма (например, воспалительные и лимбические системы) происходят другие терапевтические изменения. Именно такие изменения достигаются с помощью тренировок биоуправлением по ВСР.
Таким образом, дыхание становится естественным способом обеспечения внешней стимуляции для повышения ВСР. И наоборот, каждое дыхание стимулирует барорефлекс. Барорефлекс – это рефлекс, вызываемый рецепторами артериального давления, называемыми барорецепторами и расположенными в аорте и сонной артерии, которые помогают модулировать колебания артериального давления. Кардиопульмональные рецепторы и рецепторы артериального давления (барорецепторы) реагируют на изменения дыхания, так как изменение частоты дыхания изменяет и наполнение кровью сердца и артериальное давление. Барорецепторы в стенках этих артерий обнаруживают растяжение артерий при повышении кровяного давления и посылают сигнал в синоатриальный узел через парасимпатическую нервную систему, чтобы замедлить работу сердца. Когда артериальное давление повышается, барорефлекс вызывает немедленное снижение частоты сердечных сокращений. Когда артериальное давление падает, барорефлекс вызывает немедленное увеличение частоты сердечных сокращений через симпатическую нервную систему. Способность колебаний кровяного давления регулировать частоту сердечных сокращений называется чувствительностью барорецепторов.
ФИЗИОЛОГИЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА (ВСР). АВТОНОМНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Хотя на ВСР влияют многочисленные физиологические факторы и факторы окружающей среды, особенно важны и психофизиологически значимым являются два фактора: влияние вегетативной нервной системы (ВНС) на сердечную деятельность и регуляция ВНС центральной вегетативной сетью (CAN- ЦВС). Сердце иннервируется симпатической и парасимпатической (вагусной) ветвями ВНС, которые оказывают регулирующее влияние на частоту сердечных сокращений, влияя на деятельность основного водителя ритма сердца, синоатриального узла.
Синоатриальный узел генерирует потенциалы действия, которые распространяются по всей сердечной ткани, в результате чего области миокарда (сердечная мышца) сокращаются организованным образом, характеризующим сердцебиение. Активация симпатических волокон оказывает возбуждающее влияние на частоту импульсов синоатриального узла и приводит к увеличению частоты сердечных сокращений. Напротив, парасимпатическая активация оказывает ингибирующее влияние на активность синусового узла и вызывает снижение частоты сердечных сокращений. В качестве альтернативы можно сказать, что две вегетативные ветви регулируют отрезки времени между последовательными сердцебиениями или интервалами между сердечными сокращениями (IBI), причем более быстрые сердечные ритмы соответствуют более коротким интервалам сердечных сокращений и наоборот. Парасимпатическая нервная система (PNS) и симпатическая нервная система (SNS) действуют антагонистически, влияя на сердечную деятельность. Например, увеличение частоты сердечных сокращений может быть вызвано либо повышением симпатической активности, либо снижением парасимпатического торможения (вагинальная абстиненция).
Во время физического или психологического стресса активность симпатической нервной системы становится доминирующей, вызывая физиологическое возбуждение, помогающее адаптироваться к проблеме/стрессу. Для этого состояния возбуждения характерен повышенный пульс или частота сердечных сокращений. В периоды относительной безопасности и стабильности парасимпатическая нервная система является доминирующей и поддерживает более низкую степень физиологического возбуждения и сниженную частоту сердечных сокращений. Легкость, с которой человек может переходить между состояниями высокого и низкого возбуждения, зависит от способности ВНС быстро изменять частоту сердечных сокращений. Гибкая ВНС позволяет быстро генерировать или модулировать физиологические и эмоциональные состояния в соответствии с ситуативными требованиями.
Симпатическое влияние на частоту сердечных сокращений опосредуется норадреналином и обладает медленным действием на функцию сердца. То есть изменения в частоте сердечных сокращений, вызванные симпатической активацией, разворачиваются довольно медленно, с пиковым эффектом, наблюдаемым примерно через 4 с, и возвращением к исходному уровню примерно через 20 с. Напротив, парасимпатическая регуляция сердца опосредуется ацетилхолином и имеет очень короткую латентность ответа с пиковым эффектом примерно через 0,5 с и возвращением к исходному уровню в течение 1 с. Способность парасимпатической нервной системы быстро модулировать сердечную деятельность позволяет гибко реагировать на требования окружающей среды с помощью физиологического и эмоционального возбуждения. Из-за разницы во времени возникновения и затухания этих обеих ветвей ВНС их воздействия на ЧСС происходят с разными скоростями или частотами.
Вегетативные влияния на частоту сердечных сокращений регулируются удаленно распределенной сетью областей мозга, составляющих Центральную Вегетативную Сеть (CAN – ЦВС). ЦВС играет решающую роль в интеграции физиологических реакций в процессах выражения эмоций, реагирования на требования окружающей среды, целенаправленном поведении и гомеостатической регуляции. Нейроанатомический состав ЦВС включает кортикальные (медиальные префронтальные и островковые коры), лимбические (передняя поясная извилина, гипоталамус, центральное ядро миндалины, ядро ложа stria Terminalis) и ствол мозга (периаквадуктальное серое вещество, вентролатеральное ядро, парабрахиальное ядро , ядро солитарного тракта).
ЦВС получает информацию от висцеральных афферентов о физиологических состояниях внутри тела и информацию от сенсорных областей мозга в отношении внешней сенсорной среды. Из ЦВС информация передается в синоатриальный узел (и многие другие органы) через СНС и ПСНС и напрямую влияет на частоту сердечных сокращений.
Вдыхание воздуха в легкие временно устраняет влияние парасимпатического влияния на частоту сердечных сокращений, вызывая увеличение частоты сердечных сокращений. Выдыхание воздуха из легких восстанавливает парасимпатическое влияние на частоту сердечных сокращений, что приводит к снижению частоты сердечных сокращений. Это ритмическое колебание частоты сердечных сокращений, вызванное дыханием, называется дыхательной синусовой аритмией. Поскольку только парасимпатическое влияние на ритм сердца обладает короткой латентностью действия, то дыхательная синусовая аритмия – явление, о котором известно, что оно полностью контролируется ВНС.
ВСР является мерой непрерывного взаимодействия симпатического и парасимпатического влияний на частоту сердечных сокращений, которая дает информацию о вегетативной гибкости и тем самым представляет способность к регулируемому реагированию.
БИОУПРАВЛЕНИЕ ПО ВСР
Во время тренинга биоуправлением по ВСР амплитуда колебаний сердечного ритма возрастает во много раз по сравнению с амплитудой в покое, в то время как характер становится простой и синусоидальный. Этот паттерн встречается почти у всех и часто может достигается за доли минуты даже у людей, которые никогда ранее не пользовались этой техникой. Механизм этого эффекта заключается в сочетании следующих процессов:
(1) фазовые отношения между колебаниями сердечного ритма и дыханием на определенных частотах,
(2) фазовые отношения между частотой сердечных сокращений и колебаниями артериального давления на определенных частотах,
(3) активность барорефлекса и
(4) резонансные характеристики сердечно-сосудистой системы
Биоуправление по ВСР может фокусироваться на увеличении общего ВСР в определенном диапазоне частот. На сегодняшний день представляется оптимальным увеличить величину изменения частоты сердечных сокращений в низкочастотном диапазоне (НЧ). Для большинства людей эта резонансная частота включает преобладание изменения частоты сердечных сокращений в низкочастотном диапазоне, около 0,1 Гц. Эта частота 0,1 Гц чаще всего вырабатывается людьми в расслабленном психологическом состоянии с положительным эмоциональным тонусом, диафрагмальным дыханием со скоростью около 5-7 вдохов в минуту. Расслабленное дыхание со скоростью шесть вдохов в минуту вызывает скачок частоты сердечных сокращений с частотой 0,1 Гц. Амплитуда колебаний выше, потому что воздействие барорецепторов на частоту сердечных сокращений добавляются к воздействиям медленного дыхания на частоту сердечных сокращений. Давно известно, что амплитуда ВСР систематически связана с частотой дыхания, причем более высокие амплитуды достигаются при более медленном дыхании.
Биоуправление по ВСР, как было показано, является мощным и эффективным вмешательством при астме. Согласно данным исследования, участники биоуправления по ВСР отмечали уменьшение симптомов астмы, уменьшение силы и частоты приступов, улучшение функции легких, без повышения доз принимаемых лекарственных препаратов.
В последние годы, достигнут значительный прогресс в понимании кишечной нервной системы и ее вегетативной регуляции. Исследования показали, что на пороги боли в пищеводе сильно влияют частота дыхания – шесть дыханий (вдох/выдох) в минуту. Улучшение было опосредовано восстановлением тонуса блуждающего нерва, предположительно под влиянием биоуправления по ВСР. Недавнее исследование, проведенное в США, сравнивало эффективность гипноза и биоуправления по ВСР при синдроме раздраженного кишечника. Обе группы показали хорошие результаты, однако в группе пациентов, тренирующихся биоуправлением по ВСР, отмечалось более выраженное уменьшение симптомов заболевания.
Существует множество многообещающих исследований по использованию биоуправления по ВСР при различных кардиологических заболеваниях. В кардиологии все чаще признается, что балансирование активности СНС и ПНС является важнейшим компонентом здоровья сердца. Существуют данные о том, что биоуправление по ВСР влияет на саму сердечную мышцу. Использование биологической обратной связи по ВСР в лечении гипертонической болезни уже хорошо известно и дает отличные результаты.
Недавнее исследование, проведенное в Германии, показало, что добавление тренировок биоуправления по ВСР к традиционным упражнениям спины приводят к наибольшему облегчению боли у пациентов с болью в спине. Предполагаемый механизм воздействия биоуправления по ВСР на «триггерные точки» (TТ), известен как «усиленный антагонизм». Было показано, что хороший вегетативный баланс позволяет ПНС управлять СНС в не чрезвычайных ситуациях. Следовательно, биоуправление по ВСР может быть эффективно использовано для блокирования некоторых симпатических воздействий на «триггерные точки».
Есть несколько исследований, которые показывают перспективность использования биоуправления по ВСР при таких состояниях, как гипертония, вызванная беременностью, и преждевременных родах: в группе беременных, тренирующихся биоуправлением по ВСР, почти на две недели был удлинен период беременности.
Проведен целый ряд исследований, показывающих снижение уровня депрессии у лиц, тренирующихся биоуправлением по ВСР, включая случаи, когда депрессия была вторичной – в связи с травмой или вследствие тревожного расстройства.
Исследования показывают, что вариабельность сердечного ритма тесно связана с эмоциями и мыслями, и что тренировка саморегуляции путем использования биоуправления по ВСР, может улучшить как само поведение, так и, воздействуя на когнитивную функцию, улучшить когнитивную регуляцию эмоций.
Биолуправление по вариабельности сердечного ритма в последние годы пользуется большой популярностью. Множествами компаний были представлены ряд коммерческих продуктов стоимостью от 80 до 200 долларов.
Оборудование для тренировок биоуправлением по ВСР должен иметь датчик для измерения частоты сердечных сокращений (вариабельность) с помощью электрокардиограммы (ЭКГ) и датчика дыхания с использованием дыхательного пояса, прикрепляемого в основном вокруг живота.
