Биологическая обратная связь — это метод получения большей осведомленности о многих физиологических функциях собственного тела с помощью электронных или других инструментов, и с целью иметь возможность манипулировать системами тела по своему желанию. Люди проводят биологическую обратную связь естественным образом все время, на разных уровнях сознания и преднамеренности. Биологическая обратная связь и цикл биологической обратной связи также можно рассматривать как саморегуляцию . [1] [2] Некоторые из процессов, которые можно контролировать, включают мозговые волны , мышечный тонус , проводимость кожи , частоту сердечных сокращений и восприятие боли . [3]
Биологическая обратная связь может использоваться для улучшения здоровья , производительности и физиологических изменений, которые часто происходят в сочетании с изменениями в мыслях , эмоциях и поведении . В последнее время технологии предоставили помощь с преднамеренной биологической обратной связью. В конечном итоге эти изменения могут поддерживаться без использования дополнительного оборудования, поскольку для практики биологической обратной связи не требуется никакого оборудования. [2]
Метаанализ различных методов лечения с использованием биологической обратной связи показал некоторую пользу при лечении головных болей , мигреней и СДВГ , хотя большинство исследований в этих метаанализах не проводили сравнений с альтернативными методами лечения. [4] [5] [6]
Информационно-кодированная биологическая обратная связь — это развивающаяся форма и методология в области биологической обратной связи. Ее применение может быть применено в областях здоровья, благополучия и осведомленности. Биологическая обратная связь имеет свои современные общепринятые корни в начале 1970-х годов. [7] [8]
На протяжении многих лет биологическая обратная связь как дисциплина и технология продолжала развиваться и выражать новые версии метода с новыми интерпретациями в областях, использующих электромиограф , электродермограф, электроэнцефалограф и электрокардиограмму среди других. Концепция биологической обратной связи основана на том факте, что широкий спектр текущих внутренних естественных функций организма происходит на уровне осознания, обычно называемом «бессознательным». [7] Процесс биологической обратной связи предназначен для взаимодействия с выбранными аспектами этих «бессознательных» процессов.
Определение гласит: Биологическая обратная связь — это процесс, который позволяет человеку научиться изменять физиологическую активность в целях улучшения здоровья и производительности. Точные приборы измеряют физиологическую активность, такую как мозговые волны, сердечную функцию, дыхание, мышечную активность и температуру кожи. Эти приборы быстро и точно передают информацию пользователю. Представление этой информации — часто в сочетании с изменениями в мышлении, эмоциях и поведении — поддерживает желаемые физиологические изменения. Со временем эти изменения могут сохраняться без постоянного использования прибора. [2]
Более простое определение может быть таким: биологическая обратная связь — это процесс получения большей осведомленности о многих физиологических функциях, в первую очередь с использованием инструментов, которые предоставляют информацию об активности этих же систем, с целью иметь возможность манипулировать ими по своему усмотрению. [9] (Выделение [ какое? ] добавлено автором.)
В обоих этих определениях кардинальной чертой концепции является ассоциация «воли» с результатом нового когнитивного навыка «обучения». [10] Некоторые изучают эту концепцию и не обязательно приписывают ее просто преднамеренному приобретению нового усвоенного навыка, но также расширяют динамику в сферы поведенческого обусловливания. [11] [12] Бихевиоризм утверждает, что можно изменить действия и функции организма, подвергая его ряду условий или влияний. Ключ к концепции заключается не только в том, что функции бессознательны, но и в том, что сами процессы обусловливания могут быть бессознательными для организма. [13] Информационно-кодированная биологическая обратная связь в первую очередь опирается на аспект обусловливания поведения биологической обратной связи, способствуя значительным изменениям в функционировании организма.
Принцип информации является как сложным, так и, отчасти, спорным. Сам термин происходит от латинского глагола informare , что буквально означает «придавать форму или вид». Значение информации во многом зависит от контекста использования. Вероятно, самое простое и, возможно, самое проницательное определение информации дал Грегори Бейтсон — «Информация — это новости об изменениях» или другое как «различие, которое имеет значение». [14] Информацию также можно рассматривать как «любой тип шаблона, который влияет на формирование или преобразование других шаблонов». [15] Признавая присущую организму сложность , биологическая обратная связь с кодированием информации применяет алгоритмические вычисления в стохастическом подходе для определения значимых вероятностей в ограниченном наборе возможностей.
.jpg/1280px-Muscle_Whistler_with_EMG_surface_electrodes_(1971).jpg)
Электромиограф ( ЭМГ ) использует поверхностные электроды для обнаружения потенциалов действия мышц от нижележащих скелетных мышц, которые инициируют сокращение мышц. Клиницисты регистрируют поверхностную электромиограмму (ПЭМГ), используя один или несколько активных электродов, которые помещаются над целевой мышцей, и референтный электрод, который помещается в пределах шести дюймов от любого из активных. ПЭМГ измеряется в микровольтах ( миллионных долях вольта). [18] [19]
В дополнение к поверхностным электродам врачи также могут вводить провода или иглы внутримышечно для записи сигнала ЭМГ. Хотя это более болезненно и часто требует больших затрат, сигнал более надежен, поскольку поверхностные электроды улавливают перекрестные помехи от близлежащих мышц. Использование поверхностных электродов также ограничено поверхностными мышцами, что делает внутримышечный подход полезным для доступа к сигналам от более глубоких мышц. Электрическая активность, улавливаемая электродами, регистрируется и отображается таким же образом, как и поверхностные электроды. [20] Перед размещением поверхностных электродов кожу обычно бреют, очищают и отшелушивают, чтобы получить наилучший сигнал. Необработанные сигналы ЭМГ напоминают шум (электрический сигнал, исходящий не от интересующей мышцы), а напряжение колеблется; поэтому они обычно обрабатываются тремя способами: ректификация, фильтрация и интеграция. Такая обработка позволяет получить унифицированный сигнал, который затем можно сравнивать с другими сигналами, используя те же методы обработки.
Терапевты биологической обратной связи используют биологическую обратную связь с помощью ЭМГ при лечении тревоги и беспокойства , хронической боли , расстройств, связанных с компьютером, гипертонической болезни , головной боли (мигрени, смешанной головной боли и головной боли напряжения ), боли в пояснице , физической реабилитации ( детский церебральный паралич , неполные поражения спинного мозга и инсульт ), дисфункции височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), кривошеи и недержания кала , недержания мочи и тазовой боли . [21] [22] Физиотерапевты также использовали биологическую обратную связь с помощью ЭМГ для оценки активации мышц и предоставления обратной связи своим пациентам. [17]
Термометр с обратной связью определяет температуру кожи с помощью термистора (чувствительного к температуре резистора), который обычно прикрепляется к пальцу руки или ноги и измеряется в градусах Цельсия или Фаренгейта. Температура кожи в основном отражает диаметр артериол . Согревание и охлаждение рук производятся отдельными механизмами, и их регулирование требует разных навыков. [23] Согревание рук включает вазодилатацию артериол, производимую бета-2 адренергическим гормональным механизмом. [24] Охлаждение рук включает вазоконстрикцию артериол , производимую повышенным возбуждением симпатических С-волокон . [25]
Терапевты биологической обратной связи используют температурную биологическую обратную связь при лечении хронической боли, отеков , головной боли (мигрени и головной боли напряжения), гипертонической болезни, болезни Рейно , тревожности и стресса . [22]
Электродермограф (ЭДГ) измеряет электрическую активность кожи напрямую (проводимость кожи и потенциал кожи) и косвенно (сопротивление кожи) с помощью электродов, размещенных над пальцами или рукой и запястьем. Ориентировочные реакции на неожиданные стимулы, возбуждение и беспокойство, а также когнитивная активность могут повысить активность эккриновых потовых желез, увеличивая проводимость кожи для электрического тока. [23]
При кожной проводимости электродермограф пропускает неощутимый ток через кожу и измеряет, насколько легко он проходит через кожу. Когда беспокойство повышает уровень пота в потовыводящих протоках, проводимость увеличивается. Кожная проводимость измеряется в микросименсах (миллионных долях сименса ) . При кожном потенциале терапевт помещает активный электрод на активный участок (например, ладонную поверхность руки), а референтный электрод — на относительно неактивный участок (например, предплечье). Кожный потенциал — это напряжение, которое возникает между эккриновыми потовыми железами и внутренними тканями и измеряется в милливольтах (тысячных долях вольта). При кожном сопротивлении , также называемом гальванической реакцией кожи (КГР), электродермограф пропускает ток через кожу и измеряет величину сопротивления, с которым он сталкивается. Кожное сопротивление измеряется в кОм (тысячах Ом). [26]
Терапевты биологической обратной связи используют электродермальную биологическую обратную связь при лечении тревожных расстройств , гипергидроза (чрезмерного потоотделения) и стресса. [22] [27] Электродермальная биологическая обратная связь используется в качестве дополнения к психотерапии для повышения осведомленности клиента о своих эмоциях. [28] [29] Кроме того, электродермальные измерения долгое время служили одним из центральных инструментов в полиграфии ( детекции лжи ), поскольку они отражают изменения в тревожности или эмоциональной активации. [30]
Электроэнцефалограф ( ЭЭГ ) измеряет электрическую активацию мозга с участков кожи головы, расположенных над корой головного мозга человека. ЭЭГ показывает амплитуду электрической активности в каждом участке коры, амплитуду и относительную мощность различных форм волн в каждом участке и степень, в которой каждый участок коры активируется совместно с другими участками коры (когерентность и симметрия). [31]
ЭЭГ использует электроды из драгоценных металлов для обнаружения напряжения между по крайней мере двумя электродами, расположенными на коже головы. ЭЭГ регистрирует как возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП), так и тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП), которые в основном возникают в дендритах пирамидальных клеток, расположенных в макроколонках диаметром в несколько миллиметров в верхних слоях коры. Нейробиоуправление отслеживает как медленные, так и быстрые корковые потенциалы. [32]
Медленные корковые потенциалы — это постепенные изменения мембранных потенциалов корковых дендритов, которые длятся от 300 мс до нескольких секунд. Эти потенциалы включают в себя условную отрицательную вариацию (CNV), потенциал готовности , потенциалы, связанные с движением (MRP), а также потенциалы P300 и N400 . [33]
Быстрые корковые потенциалы варьируются от 0,5 Гц до 100 Гц. [34] Основные диапазоны частот включают дельта, тета, альфа, сенсомоторный ритм, низкую бета, высокую бета и гамма. Пороги или границы, определяющие диапазоны частот, значительно различаются среди специалистов. Быстрые корковые потенциалы можно описать по их преобладающим частотам, а также по тому, являются ли они синхронными или асинхронными волновыми формами. Синхронные волновые формы возникают через регулярные периодические интервалы, тогда как асинхронные волновые формы нерегулярны. [32]
Синхронный дельта-ритм варьируется от 0,5 до 3,5 Гц. Дельта является доминирующей частотой в возрасте от 1 до 2 лет и ассоциируется у взрослых с глубоким сном, критически важным для памяти, познания, поддержания сна и психического здоровья. Расстройства, которые нарушают сон, такие как бессонница, черепно-мозговая травма, обструктивное апноэ сна и другие нейропсихиатрические состояния, также связаны с дельта-ритмом. [35]
Синхронный тета-ритм варьируется от 4 до 7 Гц. Тета является доминирующей частотой у здоровых маленьких детей и связана с сонливостью или началом сна, быстрым сном, гипнагогическими образами (интенсивными образами, переживаемыми перед наступлением сна), гипнозом, вниманием и обработкой когнитивной и перцептивной информации.
Синхронный альфа-ритм варьируется от 8 до 13 Гц и определяется формой волны, а не частотой. Альфа-активность наблюдается примерно у 75% бодрствующих, расслабленных людей и заменяется низкоамплитудной десинхронизированной бета-активностью во время движения, решения сложных задач и визуальной фокусировки. Это явление называется альфа-блокировкой.
Синхронный сенсомоторный ритм (СМР) имеет частоту от 12 до 15 Гц и локализуется в сенсомоторной коре (центральной бороздке). Сенсомоторный ритм связан с торможением движения и снижением мышечного тонуса.
Бета -ритм состоит из асинхронных волн и может быть разделен на низкие бета и высокие бета-диапазоны (13–21 Гц и 20–32 Гц). Низкая бета связана с активацией и сосредоточенным мышлением. Высокая бета связана с тревогой, сверхбдительностью , паникой , пиковой производительностью и беспокойством .
Активность ЭЭГ от 36 до 44 Гц также называется гамма. Гамма-активность связана с восприятием смысла и медитативным осознанием. [32] [36] [37]
Нейротерапевты используют биологическую обратную связь с помощью ЭЭГ при лечении наркомании , синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), неспособности к обучению , тревожных расстройств (включая беспокойство , обсессивно-компульсивное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство), депрессии , мигрени и генерализованных припадков . [22] [38]
Фотоплетизмограф ( ФПГ ) измеряет относительный кровоток через палец с помощью фотоплетизмографического (ФПГ) датчика, прикрепленного липучкой к пальцам или к виску для контроля височной артерии . Инфракрасный источник света передается через ткань или отражается от нее, обнаруживается фототранзистором и количественно измеряется в условных единицах. Меньше света поглощается, когда кровоток больше, увеличивая интенсивность света, достигающего датчика. [39]
Фотоплетизмограф может измерять пульс объема крови (ПОК), который представляет собой фазовое изменение объема крови при каждом ударе сердца, частоту сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма (ВСР), которая состоит из различий между ударами сердца в интервалах между последовательными ударами сердца. [40] [41]
Фотоплетизмограф может обеспечить полезную обратную связь, когда температурная обратная связь показывает минимальное изменение. Это связано с тем, что датчик PPG более чувствителен, чем термистор, к незначительным изменениям кровотока. [37] Терапевты биологической обратной связи могут использовать фотоплетизмограф для дополнения температурной биологической обратной связи при лечении хронической боли, отеков, головной боли (мигрень и головная боль напряжения), гипертонии, болезни Рейно, тревожности и стресса. [22]
Электрокардиограмма (ЭКГ) использует электроды , размещенные на туловище, запястьях или ногах, для измерения электрической активности сердца и измеряет интервал между ударами (расстояния между последовательными пиками зубцов R в комплексе QRS ). Интервал между ударами, разделенный на 60 секунд, определяет частоту сердечных сокращений в этот момент. Статистическая изменчивость этого интервала между ударами — это то, что мы называем вариабельностью сердечного ритма. [42] Метод ЭКГ точнее, чем метод ФПГ, при измерении вариабельности сердечного ритма. [39] [43]
Терапевты биологической обратной связи используют биологическую обратную связь по вариабельности сердечного ритма (ВСР) при лечении астмы , [44] ХОБЛ , [45] депрессии, [46] тревожности, [47] фибромиалгии , [48] заболеваний сердца , [49] и необъяснимых болей в животе . [50] Исследования показывают, что биологическую обратную связь по ВСР можно также использовать для улучшения физиологического и психологического благополучия у здоровых людей. [51]
Данные HRV как с полиплетизмографов, так и с электрокардиограмм анализируются с помощью математических преобразований, таких как широко используемое быстрое преобразование Фурье (FFT). [43] FFT разделяет данные HRV на спектр мощности , выявляя составляющие частоты формы волны. [39] Среди этих составляющих частот высокочастотные (HF) и низкочастотные (LF) компоненты определяются как выше и ниже .15 Гц соответственно. Как правило, LF-компонент HRV представляет симпатическую активность, а HF-компонент представляет парасимпатическую активность. Два основных компонента часто представляются как соотношение LF/HF и используются для выражения симпатовагального баланса. [39] Некоторые исследователи рассматривают третий, среднечастотный (MF) компонент от .08 Гц до .15 Гц, который, как было показано, увеличивается в мощности во время признательности. [52]
Пневмограф или респираторный тензодатчик использует гибкую сенсорную полосу , которая размещается вокруг груди, живота или и того, и другого. Метод тензодатчика может обеспечить обратную связь об относительном расширении/сокращении грудной клетки и живота, а также может измерять частоту дыхания (количество вдохов в минуту). [33] Клиницисты могут использовать пневмограф для обнаружения и исправления дисфункциональных моделей дыхания и поведения. Дисфункциональные модели дыхания включают ключичное дыхание (дыхание, которое в первую очередь полагается на внешние межреберные и вспомогательные мышцы дыхания для наполнения легких воздухом), обратное дыхание (дыхание, при котором живот расширяется во время выдоха и сокращается во время вдоха) и грудное дыхание (поверхностное дыхание, которое в первую очередь полагается на внешние межреберные мышцы для наполнения легких воздухом). Дисфункциональное поведение дыхания включает апноэ (остановку дыхания), аханье, вздохи и хрипы. [53]
Пневмограф часто используется в сочетании с электрокардиографом (ЭКГ) или фотоплетизмографом (ФПГ) при тренировке вариабельности сердечного ритма (ВСР). [40] [54]
Терапевты биологической обратной связи используют пневмографическую биологическую обратную связь с пациентами, у которых диагностированы тревожные расстройства, астма, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ), гипертония, панические атаки и стресс. [22] [55]
Капнометр или капнограф использует инфракрасный детектор для измерения CO2 в конце выдоха .
2(парциальное давление углекислого газа в выдыхаемом воздухе в конце выдоха), выдыхаемого через ноздрю в латексную трубку. Среднее значение CO в конце выдоха
2для взрослого человека в состоянии покоя составляет 5% (36 Торр или 4,8 кПа). Капнометр — чувствительный показатель качества дыхания пациента. Поверхностное, быстрое и напряженное дыхание снижает CO
2, в то время как глубокое, медленное, легкое дыхание увеличивает его. [53]
Терапевты с использованием биологической обратной связи используют капнометрическую биологическую обратную связь в дополнение к биологической обратной связи с помощью тензодатчика дыхания у пациентов с диагнозом тревожные расстройства, астма, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), гипертония, панические атаки и стресс. [22] [55] [56]
Реоэнцефалография (РЭГ), или биологическая обратная связь по кровотоку мозга, является методом биологической обратной связи сознательного контроля кровотока. Электронное устройство, называемое реоэнцефалографом [ от греч. rheos 'поток, все текущее', от rhein 'течь'] используется в биологической обратной связи по кровотоку мозга. Электроды прикрепляются к коже в определенных точках на голове и позволяют устройству непрерывно измерять электропроводность тканей структур, расположенных между электродами. Методика измерения кровотока мозга основана на неинвазивном методе измерения биоимпеданса. Изменения биоимпеданса генерируются объемом крови и кровотоком и регистрируются реографическим устройством. [57] Пульсирующие изменения биоимпеданса напрямую отражают общий кровоток глубоких структур мозга из-за высокочастотных измерений импеданса. [58]
Гемоэнцефалография или биологическая обратная связь HEG — это функциональная инфракрасная технология визуализации. Как следует из названия, она измеряет разницу в цвете света, отраженного обратно через кожу головы, на основе относительного количества насыщенной кислородом и не насыщенной кислородом крови в мозге. Исследования продолжают определять ее надежность, обоснованность и клиническую применимость. HEG используется для лечения СДВГ и мигрени, а также для исследований. [59]
Давление можно контролировать, когда пациент выполняет упражнения, отдыхая на наполненной воздухом подушке. [60] Это относится к физиотерапии . В качестве альтернативы пациент может активно сжимать или надавливать на наполненную воздухом подушку индивидуальной формы. [61]
Мауэр подробно описал использование будильника, который срабатывает, когда дети мочатся во сне. Это простое устройство биологической обратной связи может быстро научить детей просыпаться, когда их мочевой пузырь полон, сокращать мочевой сфинктер и расслаблять мышцу детрузора, предотвращая дальнейшее выделение мочи. Благодаря классическому обусловливанию сенсорная обратная связь от полного мочевого пузыря заменяет будильник и позволяет детям продолжать спать без мочеиспускания. [62]
Кегель разработал перинеометр в 1947 году для лечения недержания мочи (подтекания мочи) у женщин, чьи мышцы тазового дна ослабевают во время беременности и родов. Перинеометр, который вводится во влагалище для контроля сокращения мышц тазового дна, удовлетворяет всем требованиям устройства биологической обратной связи и повышает эффективность популярных упражнений Кегеля. [63] Вопреки этому, систематический обзор литературы 2023 года, включающий восемь исследований, показал, что научные доказательства для сравнения тренировки мышц тазового дна при недержании мочи и анальном недержании после родов с биологической обратной связью и без нее считаются недостаточными. [64]
В 1992 году Агентство США по политике и исследованиям в области здравоохранения рекомендовало биологическую обратную связь в качестве метода первой линии лечения недержания мочи у взрослых. [65]
В 2019 году Национальный институт здравоохранения и медицинского обслуживания рекомендовал не использовать биологическую обратную связь в рутинном лечении недержания мочи у женщин, которые могут активно сокращать тазовое дно. Однако это можно рассмотреть, чтобы помочь мотивации и приверженности терапии. [66]
Биологическая обратная связь — это метод лечения анизма (парадоксального сокращения лобково-прямокишечной мышцы во время дефекации). Эта терапия напрямую развилась из исследования аноректальной манометрии, при котором зонд, который может регистрировать давление, помещается в анальный канал. Терапия биологической обратной связи также является широко используемой и исследуемой терапией недержания кала, но ее преимущества неясны. [67] Терапия биологической обратной связи различается по способу ее проведения. Также неизвестно, имеет ли один тип преимущества перед другим. [67] Цели были описаны как усиление либо ректоанального ингибиторного рефлекса (RAIR), ректальной чувствительности (путем различения постепенно уменьшающихся объемов ректального баллона и быстрого сокращения наружного анального сфинктера (EAS)), либо силы и выносливости сокращения EAS. Были описаны три основных типа биологической обратной связи, хотя они не являются взаимоисключающими, при этом многие протоколы объединяют эти элементы. [67] Аналогично существует разница в продолжительности как отдельных сеансов, так и общей продолжительности тренировки, а также в том, выполняются ли домашние упражнения дополнительно и как. При тренировке ректальной чувствительности в прямую кишку помещается баллон и постепенно раздувается до тех пор, пока не возникнет ощущение наполнения прямой кишки. Последовательное повторное надувание баллона меньшим объемом направлено на то, чтобы помочь человеку обнаружить растяжение прямой кишки при более низком пороге, давая больше времени для сокращения EAS и предотвращения недержания или для похода в туалет. В качестве альтернативы, у людей с недержанием мочи по принуждению/гиперчувствительностью прямой кишки тренировка направлена на то, чтобы научить человека переносить все большие объемы. Силовые тренировки могут включать электромиографические (ЭМГ) кожные электроды, манометрическое давление, интраанальную ЭМГ или эндоанальное ультразвуковое исследование . Одна из этих мер используется для передачи мышечной активности или давления анального канала во время упражнений на анальный сфинктер. Таким образом можно контролировать производительность и прогресс. Обучение координации включает размещение 3 баллонов в прямой кишке и в верхнем и нижнем анальном канале. Ректальный баллон надувается, чтобы вызвать RAIR, событие, которое часто сопровождается недержанием. Обучение координации направлено на обучение произвольному сокращению EAS, когда происходит RAIR (т. е. когда происходит растяжение прямой кишки). [67]
Есть некоторые исследования, которые показывают влияние биологической обратной связи на синдром раздраженного кишечника. Однако могут быть некоторые побочные эффекты при использовании этих устройств. [68]
В 2010 и 2017 годах Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи рекомендовал не использовать биологическую обратную связь при лечении запоров у детей. [69]
Катон регистрировал спонтанные электрические потенциалы с открытой поверхности коры головного мозга обезьян и кроликов и был первым, кто измерил потенциалы, связанные с событиями (реакции ЭЭГ на стимулы) в 1875 году. [70]
В 1877 году Данилевский опубликовал «Исследования по физиологии мозга» , в которых исследовал связь между ЭЭГ и состояниями сознания. [71]
Бек опубликовал исследования спонтанных электрических потенциалов, обнаруженных в мозге собак и кроликов, и был первым, кто задокументировал альфа-блокировку, когда свет изменяет ритмические колебания, в 1890 году. [72]
Шеррингтон ввел термины нейрон и синапс и опубликовал работу « Интегративное действие нервной системы» в 1906 году. [73]
Правдич-Неминский сфотографировал ЭЭГ и потенциалы, связанные с событиями, у собак, продемонстрировал ритм 12–14 Гц, который замедлялся во время асфиксии, и ввел термин «электроцереброграмма» в 1912 году. [74]
Форбс сообщил о замене струнного гальванометра на вакуумную трубку для усиления ЭЭГ в 1920 году. Вакуумная трубка стала фактическим стандартом к 1936 году. [75]
Бергер (1924) опубликовал первые данные ЭЭГ человека. Он записал электрические потенциалы со скальпа своего сына Клауса. Сначала он считал, что открыл физический механизм телепатии, но был разочарован тем, что электромагнитные колебания исчезают всего в миллиметрах от черепа. (Однако он продолжал верить в телепатию на протяжении всей своей жизни, имея особенно подтверждающее событие в отношении своей сестры). Он рассматривал ЭЭГ как аналог ЭКГ и ввел термин электенкефалограмма . Он считал, что ЭЭГ имеет диагностические и терапевтические перспективы при измерении воздействия клинических вмешательств. Бергер показал, что эти потенциалы не были вызваны сокращениями мышц скальпа. Сначала он идентифицировал альфа-ритм, который он назвал ритмом Бергера, а позже идентифицировал бета-ритм и сонные веретена . Он продемонстрировал, что изменения в сознании связаны с изменениями в ЭЭГ, и связал бета-ритм с бодрствованием. Он описал интериктальную активность (потенциалы ЭЭГ между приступами) и зарегистрировал парциальный сложный приступ в 1933 году. Наконец, он выполнил первую QEEG, которая представляет собой измерение силы сигнала частот ЭЭГ. [76]
Эдриан и Мэтьюз подтвердили выводы Бергера в 1934 году, записав свои собственные ЭЭГ с помощью электронно-лучевого осциллографа. Их демонстрация записи ЭЭГ на заседаниях Физиологического общества в Англии в 1935 году вызвала ее широкое признание. Эдриан использовал себя в качестве субъекта и продемонстрировал явление альфа-блокировки, когда открытие глаз подавляло альфа-ритмы. [77]
Гиббс , Дэвис и Леннокс ввели клиническую электроэнцефалографию в 1935 году, определив аномальные ритмы ЭЭГ, связанные с эпилепсией, включая межприступные спайк-волны и активность частотой 3 Гц при абсансных припадках . [71]
В 1935 году Бремер использовал ЭЭГ, чтобы показать, как сенсорные сигналы влияют на бдительность. [78]
Уолтер (1937, 1953) назвал дельта-волны и тета-волны , а также условную отрицательную вариацию (CNV), медленный корковый потенциал, который может отражать ожидание, мотивацию, намерение действовать или внимание. Он определил источник альфа-волн в затылочной доле и продемонстрировал, что дельта-волны могут помочь обнаружить поражения мозга, такие как опухоли. Он усовершенствовал электроэнцефалограф Бергера и стал пионером топографии ЭЭГ. [79]
Клейтман был признан «отцом американских исследований сна» за его основополагающую работу по регуляции циклов сна-бодрствования, циркадных ритмов , моделей сна разных возрастных групп и эффектов лишения сна . Он открыл явление быстрого движения глаз (БДГ) сна вместе со своим аспирантом Асерински в 1953 году. [80]
Демент, еще один ученик Клейтмана, описал архитектуру ЭЭГ и феноменологию стадий сна и переходов между ними в 1955 году, связал быстрый сон со сновидениями в 1957 году и задокументировал циклы сна у другого вида, кошек, в 1958 году, что стимулировало фундаментальные исследования сна. Он основал Центр исследований сна Стэнфордского университета в 1970 году. [81]
Андерсен и Андерссон (1968) предположили, что таламические пейсмейкеры проецируют синхронные альфа-ритмы в кору через таламокортикальные цепи. [82]
Камия (1968) продемонстрировал, что альфа-ритм у людей может быть оперантно обусловлен. Он опубликовал влиятельную статью в Psychology Today , в которой суммировал исследования, показавшие, что субъекты могут научиться различать, присутствует или отсутствует альфа, и что они могут использовать обратную связь для смещения доминирующей альфа-частоты примерно на 1 Гц. Почти половина его субъектов сообщили о переживании приятного «альфа-состояния», характеризуемого как «бдительное спокойствие». Эти отчеты могли способствовать восприятию альфа-биоуправления как кратчайшего пути к медитативному состоянию. Он также изучал корреляты ЭЭГ медитативных состояний. [83]
Браун (1970) продемонстрировала клиническое использование биологической обратной связи альфа-тета. В исследовании, направленном на выявление субъективных состояний, связанных с ритмами ЭЭГ, она обучала субъектов увеличивать обилие альфа-, бета- и тета-активности с помощью визуальной обратной связи и записывала их субъективные ощущения, когда амплитуда этих частотных диапазонов увеличивалась. Она также помогла популяризировать биологическую обратную связь, опубликовав серию книг, включая New Mind, New body (1974) и Stress and the Art of Biofeedback (1977). [84] [85] [86]
Малхолланд и Пепер (1971) показали, что затылочная альфа-активность увеличивается, когда глаза открыты и не сфокусированы, и нарушается при зрительной фокусировке; повторное открытие альфа-блокировки. [87]
Грин и Грин (1986) исследовали добровольный контроль внутренних состояний такими людьми, как Свами Рама и американский индейский знахарь Rolling Thunder, как в Индии, так и в Фонде Меннингера . Они привезли в Индию портативное оборудование биологической обратной связи и наблюдали за практикующими, когда те демонстрировали саморегуляцию. Фильм, содержащий кадры их исследований, был выпущен под названием «Биологическая обратная связь: Йога Запада» (1974). Они разработали альфа-тета-тренинг в Фонде Меннингера с 1960-х по 1990-е годы. Они выдвинули гипотезу, что тета-состояния позволяют получить доступ к бессознательным воспоминаниям и усиливают воздействие подготовленных образов или внушений. Их альфа-тета-исследование способствовало разработке Пенистоном протокола альфа-тета-зависимости. [88]
Стерман (1972) показал, что кошки и люди могут быть оперантно обучены увеличивать амплитуду сенсомоторного ритма (СМР), записанного с сенсомоторной коры. Он продемонстрировал, что выработка СМР защищает кошек от вызванных лекарствами генерализованных припадков (тонико-клонических припадков, включающих потерю сознания) и снижает частоту припадков у людей с диагнозом эпилепсия . Он обнаружил, что его протокол СМР, который использует визуальную и слуховую биологическую обратную связь ЭЭГ, нормализует их ЭЭГ (СМР увеличивается, в то время как тета и бета уменьшаются до нормальных значений) даже во время сна. Стерман также был соавтором базы данных Стермана-Кайзера (SKIL) QEEG. [89]
Бирбаумер и коллеги (1981) изучали обратную связь медленных корковых потенциалов с конца 1970-х годов. Они продемонстрировали, что субъекты могут научиться контролировать эти потенциалы постоянного тока, и изучили эффективность биологической обратной связи медленных корковых потенциалов при лечении СДВГ, эпилепсии, мигрени и шизофрении. [90]
Lubar (1989) изучал биологическую обратную связь SMR для лечения расстройств внимания и эпилепсии в сотрудничестве со Sterman. Он продемонстрировал, что обучение SMR может улучшить внимание и успеваемость у детей с диагнозом синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). Он документировал важность соотношений тета-бета при СДВГ и разработал протоколы подавления тета-бета-усиления для снижения этих соотношений и улучшения успеваемости учащихся. [91] Система нейропсихиатрической оценки на основе ЭЭГ (NEBA), устройство, используемое для измерения соотношения тета-бета, была одобрена в качестве инструмента для помощи в диагностике СДВГ 15 июля 2013 года. [92] Систематический обзор 2019 года изучал использование качественной ЭЭГ в качестве биомаркера для диагностики СДВГ и других детских психиатрических расстройств по сравнению с и показал более высокое соотношение тета-бета при СДВГ по сравнению со здоровыми людьми. [93]
В 1888 году Фере продемонстрировал экзосоматический метод регистрации электрической активности кожи путем пропускания через кожу небольшого тока. [94]
Тарханов использовал эндосоматический метод, регистрируя разницу электрического потенциала кожи в точках на поверхности кожи в 1889 году; внешний ток не применялся. [95]
В 1907 году Юнг применил гальванометр , который использовал экзосоматический метод, для изучения бессознательных эмоций в экспериментах по словесным ассоциациям. [96]
Марджори и Гершель Тумим (1975) опубликовали знаменательную статью об использовании биологической обратной связи GSR в психотерапии. [28]
Мейер и Райх обсуждали похожий материал в британской публикации. [97]
Якобсон (1930) разработал оборудование для измерения напряжений ЭМГ с течением времени, показал, что когнитивная деятельность (например, воображение) влияет на уровни ЭМГ, представил метод глубокой релаксации Progressive Relaxation и написал Progressive Relaxation (1929) и You Must Relax (1934). Он прописал ежедневную практику Progressive Relaxation для лечения различных психофизиологических расстройств, таких как гипертония. [98]
Несколько исследователей показали, что люди могут научиться точному контролю отдельных двигательных единиц (двигательных нейронов и мышечных волокон, которые они контролируют). Линдсли (1935) обнаружил, что расслабленные субъекты могут подавлять активацию двигательных единиц без обучения биологической обратной связи. [99]
Харрисон и Мортенсен (1962) тренировали испытуемых, используя визуальную и слуховую ЭМГ-биологическую обратную связь, для управления отдельными двигательными единицами в передней большеберцовой мышце ноги. [100]
Басмаджян (1963) инструктировал субъектов, используя нефильтрованную слуховую ЭМГ биологическую обратную связь, для управления отдельными двигательными единицами в мышце, отводящей большой палец, в своих исследованиях по тренировке отдельных двигательных единиц (SMUT). Его лучшие субъекты координировали несколько двигательных единиц для создания барабанных дробей. Басмаджян продемонстрировал практические приложения для нейромышечной реабилитации, управления болью и лечения головной боли. [101]
Мариначчи (1960) применил биологическую обратную связь с помощью ЭМГ к нервно-мышечным расстройствам (где нарушена проприорецепция ), включая паралич Белла (односторонний паралич лица), полиомиелит и инсульт. [102]
«В то время как Мариначчи использовал ЭМГ для лечения нервно-мышечных расстройств, его коллеги использовали ЭМГ только для диагностики. Они не смогли распознать его потенциал как обучающего инструмента, даже когда доказательства смотрели им в лицо! Многие электромиографы, проводившие исследования нервной проводимости, использовали визуальную и слуховую обратную связь для уменьшения помех, когда пациент задействовал слишком много двигательных единиц. Несмотря на то, что они использовали биологическую обратную связь ЭМГ, чтобы направить пациента в расслабленное состояние, чтобы можно было записать чистые диагностические тесты ЭМГ, они не смогли представить себе лечение двигательных расстройств с помощью биологической обратной связи ЭМГ». [103]
Whatmore и Kohli (1968) ввели понятие диспонезис (неправильное усилие), чтобы объяснить, как развиваются функциональные расстройства (когда нарушается активность тела). Напрягая плечи, когда вы слышите громкий звук, вы иллюстрируете диспонезис, поскольку это действие не защищает от травм. [104] Эти врачи применяли биологическую обратную связь ЭМГ к различным функциональным проблемам, таким как головная боль и гипертония. Они сообщили о наблюдениях за случаями в течение от 6 до 21 года. Это было долго по сравнению с типичными наблюдениями от 0 до 24 месяцев в клинической литературе. Их данные показали, что умение контролировать неверные усилия было положительно связано с клиническим улучшением. Наконец, они написали «Патофизиологию и лечение функциональных расстройств» (1974), в которой описали свое лечение функциональных расстройств. [105]
Вольф (1983) интегрировал биологическую обратную связь с помощью ЭМГ в физиотерапию для лечения пациентов с инсультом и провел знаковые исследования результатов инсульта. [106]
Пепер (1997) применил SEMG к рабочему месту, изучил эргономику использования компьютера и пропагандировал «здоровую вычислительную технику». [107]
Тауб (1999, 2006) продемонстрировал клиническую эффективность терапии движениями, вызванными ограничениями (CIMT), для лечения пациентов с повреждением спинного мозга и инсультом. [108] [109]
Ширн (1962) оперантно тренировал людей, чтобы увеличить частоту сердечных сокращений на 5 ударов в минуту, чтобы избежать удара током. [110] В отличие от небольшого увеличения частоты сердечных сокращений Ширна, Свами Рама использовал йогу, чтобы вызвать трепетание предсердий со средней частотой 306 ударов в минуту перед аудиторией Фонда Меннингера. Это на короткое время остановило перекачку крови его сердцем и заглушило его пульс. [88]
Энгель и Чизм (1967) оперантно обучали субъектов уменьшать, увеличивать и затем уменьшать частоту сердечных сокращений (это было аналогично тренировке ЭЭГ ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ). Затем он использовал этот подход, чтобы научить пациентов контролировать частоту преждевременных желудочковых сокращений (ПЖС), когда желудочки сокращаются слишком рано. Энгель концептуализировал этот протокол обучения как обучение началу болезни, поскольку пациентов учили вызывать, а затем подавлять симптом. [111] Пепер аналогичным образом обучал астматиков, которые хрипят, лучше контролировать свое дыхание. [112]
Шварц (1971, 1972) исследовал, легче ли изучать определенные модели сердечно-сосудистой активности, чем другие, из-за биологических ограничений. Он исследовал ограничения на изучение интегрированных (две автономные реакции изменяются в одном направлении) и дифференцированных (две автономные реакции изменяются обратно пропорционально) моделей изменения артериального давления и частоты сердечных сокращений. [113]
Шульц и Люте (1969) разработали аутогенную тренировку , которая представляет собой глубокое расслабляющее упражнение, полученное из гипноза. Эта процедура сочетает пассивную волю с воображением в серии из трех процедур лечения (стандартные аутогенные упражнения, аутогенная нейтрализация и аутогенная медитация). Клиницисты из Фонда Меннингера объединили сокращенный список стандартных упражнений с тепловой биологической обратной связью для создания аутогенной биологической обратной связи. [114] Люте (1973) также опубликовал серию из шести томов под названием «Аутогенная терапия» . [115]
Фарион и коллеги (1986) сообщили о программе лечения гипертоников из 18–26 сеансов. Программа Меннингера сочетала в себе модификацию дыхания, аутогенную биологическую обратную связь для рук и ног и фронтальную ЭМГ-тренировку. Авторы сообщили, что 89% их пациентов, принимавших лекарства, прекратили или сократили прием лекарств наполовину, при этом значительно снизив артериальное давление. Хотя это исследование не включало двойной слепой контроль, уровень результатов был впечатляющим. [116]
Фридман и коллеги (1991) продемонстрировали, что согревание и охлаждение рук вызываются разными механизмами. Основной механизм согревания рук — бета-адренергический (гормональный), в то время как основной механизм охлаждения рук — альфа-адренергический и включает симпатические С-волокна. Это противоречит традиционному взгляду, что кровоток в пальцах контролируется исключительно симпатическими С-волокнами. Традиционная модель утверждает, что при медленной стрельбе руки нагреваются; при быстрой стрельбе руки охлаждаются. Исследования Фридмана и коллег подтверждают точку зрения, что согревание и охлаждение рук представляют собой совершенно разные навыки. [117]
Васкильо и коллеги (1983) опубликовали первые исследования биологической обратной связи по вариабельности сердечного ритма (ВСР) с участием космонавтов и пациентов с психиатрическими и психофизиологическими расстройствами. [118] [119] Лерер сотрудничал со Сметанкиным и Потаповой в лечении детей с астмой [120] и опубликовал влиятельные статьи о лечении астмы по ВСР в медицинском журнале Chest . [121] Наиболее прямое воздействие биологической обратной связи по ВСР оказывается на барорефлекс — гомеостатический рефлекс, который помогает контролировать колебания артериального давления. [122] Когда артериальное давление повышается, барорефлекс снижает частоту сердечных сокращений. Обратное происходит, когда артериальное давление понижается. Поскольку артериальному давлению требуется около 5 секунд для изменения частоты сердечных сокращений (представьте себе разное количество крови, протекающее через трубку одного размера), барорефлекс создает ритм частоты сердечных сокращений с периодом около 10 секунд. Другой ритм сердечного ритма вызван дыханием (респираторная синусовая аритмия), так что частота сердечных сокращений увеличивается во время вдоха и уменьшается во время выдоха. Во время биологической обратной связи по вариабельности сердечного ритма эти два рефлекса стимулируют друг друга, стимулируя резонансные свойства сердечно-сосудистой системы, вызванные присущим ей ритмом барорефлекса [123] и, таким образом, вызывая очень большие колебания частоты сердечных сокращений и высокоамплитудную стимуляцию барорефлекса. [124] Таким образом, биологическая обратная связь по вариабельности сердечного ритма тренирует барорефлекс и усиливает его. Это, по-видимому, имеет эффект модуляции автономной реактивности на стимуляцию. Поскольку барорефлекс контролируется через механизмы ствола мозга, которые напрямую взаимодействуют с островком и миндалевидным телом, которые контролируют эмоции, биологическая обратная связь по вариабельности сердечного ритма также, по-видимому, модулирует эмоциональную реактивность и помогает людям с тревогой, стрессом и депрессией [46] [125] [126] [127] [128]
Эмоции тесно связаны со здоровьем сердца, которое связано с физическим и психическим здоровьем. В целом, хорошее психическое [129] [130] и физическое [131] здоровье коррелируют с положительными эмоциями и высокой вариабельностью сердечного ритма (ВСР), модулируемой в основном высокими частотами. Высокая ВСР коррелирует с повышенными навыками исполнительного функционирования, такими как память и время реакции. [129] Было показано, что биологическая обратная связь, которая увеличивает ВСР и смещает мощность в сторону HF (высоких частот), снижает артериальное давление. [51]
С другой стороны, мощность LF (низкочастотная) в сердце связана с симпатической вагальной активностью, которая, как известно, увеличивает риск сердечного приступа. [132] Спектры мощности вариабельности сердечного ритма с преобладанием LF также напрямую связаны с более высокими показателями смертности у здоровых людей, [133] [134] и среди людей с расстройствами настроения. [135] Гнев и разочарование увеличивают диапазон LF вариабельности сердечного ритма. [136] Другие исследования показали, что гнев увеличивает риск сердечного приступа. [137]
Поскольку эмоции оказывают такое влияние на сердечную функцию, которое каскадно влияет на множество других биологических процессов, методы эмоциональной регуляции способны вызывать практические психофизиологические изменения. [51] МакКрати и др. обнаружили, что чувство благодарности увеличивает вариабельность сердечного ритма и смещает ее спектр мощности в сторону диапазонов MF (средних частот) и HF (высоких частот), одновременно снижая мощность LF (низких частот). [136]
Другие методы, которые, как утверждается, увеличивают ВСР, включают интенсивные аэробные упражнения [138] и медитацию [139] .
В 2021 году Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи рекомендовал не использовать биологическую обратную связь при лечении хронической боли у взрослых. [140]
Newton-John, Spense и Schotte (1994) сравнили эффективность когнитивно-поведенческой терапии (КПТ) и электромиографической биологической обратной связи (ЭМГ-БОС) для 44 участников с хронической болью в пояснице. Newton-John и др. (1994) разделили участников на две группы, затем измерили интенсивность боли, воспринимаемую участниками нетрудоспособность и депрессию до лечения, после лечения и снова через шесть месяцев. Newton-John и др. (1994) не обнаружили существенных различий между группой, которая получила КПТ, и группой, которая получила ЭМГ-БОС. Это, по-видимому, указывает на то, что биологическая обратная связь так же эффективна, как КПТ при хронической боли в пояснице. Сравнение результатов групп до лечения и после лечения показывает, что ЭМГ-БОС уменьшила боль, нетрудоспособность и депрессию почти вдвое. [141]
Будзинский и Стойва (1969) показали, что биологическая обратная связь ЭМГ может снижать сокращение лобной мышцы (лоб). [142] В 1973 году они продемонстрировали, что аналоговая (пропорциональная) и бинарная (ВКЛ или ВЫКЛ) визуальная биологическая обратная связь ЭМГ одинаково полезна для снижения уровней жевательной мышцы SEMG. [143] МакНалти, Гевирц, Хаббард и Беркофф (1994) предположили, что симпатическая нервная система иннервации мышечных веретен лежит в основе триггерных точек . [144]
Будзинский, Стойва, Адлер и Маллани (1973) сообщили, что слуховая лобная ЭМГ-биоуправление в сочетании с домашней релаксационной практикой снизили частоту головных болей напряжения и уровни лобной ЭМГ. Контрольная группа, которая получила необусловленную (ложную) слуховую обратную связь, не улучшилась. Это исследование помогло сделать лобную мышцу местом выбора при оценке ЭМГ и лечении головной боли и других психофизиологических расстройств. [145]
Сарджент, Грин и Уолтерс (1972, 1973) продемонстрировали, что согревание рук может остановить мигрень, а аутогенная биологическая обратная связь может снизить активность головной боли. Ранние исследования мигрени Меннингера, хотя и методологически слабые (отсутствие исходных данных до лечения, контрольных групп или случайного распределения по состояниям), оказали сильное влияние на лечение мигрени. [146] [147] Обзор 2013 года классифицировал биологическую обратную связь как один из методов, которые могут быть полезны при лечении хронической мигрени. [148] [ необходим неосновной источник ]
Флор (2002) обучил людей с ампутированными конечностями определять местоположение и частоту ударов, подаваемых на культи, что привело к расширению соответствующих областей коры и значительному уменьшению фантомных болей в конечностях. [149]
Финансовые трейдеры используют биологическую обратную связь как инструмент для регулирования уровня своего эмоционального возбуждения с целью принятия лучших финансовых решений. Технологическая компания Philips и голландский банк ABN AMRO разработали устройство биологической обратной связи для розничных инвесторов на основе датчика гальванической реакции кожи. [150] Астор и др. (2013) разработали серьезную игру на основе биологической обратной связи , в которой лица, принимающие финансовые решения, могут научиться эффективно регулировать свои эмоции с помощью измерений частоты сердечных сокращений. [151]
Рандомизированное исследование Сутарто и соавторов оценило эффект биологической обратной связи с резонансным дыханием (распознавание и контроль непроизвольной вариабельности сердечного ритма) среди операторов производства; депрессия, беспокойство и стресс значительно снизились. [152] [ необходим неосновной источник ] Данные о вариабельности сердечного ритма можно анализировать с помощью глубоких нейронных сетей для точного прогнозирования уровня стресса. [153] Эта технология используется в мобильном приложении в сочетании с методами осознанности для эффективного снижения стресса. [154]
Метаанализ Кембриджского университета объединяет предыдущие исследования биологической обратной связи , используемой для управления и контроля тревожности. В этой статье предыдущие исследования оцениваются на предмет обоснованности и релевантности того, как они соотносятся с эффективностью биологической обратной связи, используемой в тандеме с другими формами терапии для получения сниженной и управляемой тревожности. Этот анализ пришел к выводу, что использование биологической обратной связи в форме мониторинга вариабельности сердечного ритма привело к значительному снижению тревожности, о котором сообщали сами испытуемые, что является постоянным результатом исследований, которые были частью метаанализа. [155]
Мосс, Левак и Хаммонд (2004) отметили, что «биологическая обратная связь и нейробиоуправление, по-видимому, предлагают тот тип практики, основанной на фактических данных, который требуется учреждениям здравоохранения». [156] [157] «С самого начала биологическая обратная связь развивалась как научно-исследовательский подход, вытекающий непосредственно из лабораторных исследований психофизиологии и поведенческой терапии. Связи биологической обратной связи/нейробиоуправления с биомедицинской парадигмой и исследованиями сильнее, чем в случае многих других поведенческих вмешательств» (стр. 151). [158]
Ассоциация прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (AAPB) и Международное общество нейробиоуправления и исследований (ISNR) сотрудничали в проверке и оценке протоколов лечения для решения вопросов клинической эффективности применения биологической обратной связи и нейробиоуправления, таких как СДВГ и головная боль. В 2001 году Дональд Мосс, тогдашний президент Ассоциации прикладной психофизиологии и биологической обратной связи, и Джей Ганкельман, президент Международного общества нейробиоуправления и исследований, назначили целевую группу для установления стандартов эффективности биологической обратной связи и нейробиоуправления.
Документ целевой группы был опубликован в 2002 году [159] , а затем последовал ряд официальных документов, в которых рассматривалась эффективность ряда расстройств. [160] В официальных документах была установлена эффективность биологической обратной связи при функциональных аноректальных расстройствах, [161] синдроме дефицита внимания , [162] лицевой боли и дисфункции височно-нижнечелюстного сустава, [163] гипертонии , [164] недержании мочи, [165] феномене Рейно , [166] злоупотреблении психоактивными веществами , [167] и головной боли. [6]
Более широкий обзор был опубликован [168] и позже обновлен [22], применяя те же стандарты эффективности ко всему спектру медицинских и психологических расстройств. В издании 2008 года была рассмотрена эффективность биологической обратной связи для более чем 40 клинических расстройств, от алкоголизма/злоупотребления психоактивными веществами до вестибулита вульвы . Рейтинги для каждого расстройства зависят от характера исследований, доступных по каждому расстройству, от отдельных сообщений до двойных слепых исследований с контрольной группой . Таким образом, более низкий рейтинг может отражать отсутствие исследований, а не неэффективность биологической обратной связи для проблемы.
Рандомизированное исследование Dehli et al. сравнило, была ли инъекция наполнителя в анальный канал лучше тренировки сфинктера с биологической обратной связью для лечения недержания кала. Оба метода приводят к улучшению FI, но сравнение оценок St Mark's между группами не показало различий в эффекте между методами лечения. [169]
После их обзоров Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи рекомендовал не использовать биологическую обратную связь при лечении запоров у детей, недержания мочи у женщин и хронической боли. [69] [66] [140]
Рейтинги Ючи и Монтгомери (2008) перечислены для пяти уровней эффективности, рекомендованных совместной рабочей группой и принятых советами директоров Ассоциации прикладной психофизиологии (AAPB) и Международного общества нейронной регуляции (ISNR). [159] Эти уровни от самого слабого к самому сильному включают: не подтверждено эмпирически, возможно эффективно, вероятно эффективно, эффективно и эффективно и специфично.
Уровень 1: Эмпирически не подтверждено. Это обозначение включает приложения, подкрепленные анекдотическими отчетами и/или исследованиями случаев в нерецензируемых местах. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории расстройства пищевого поведения, иммунную функцию, повреждение спинного мозга и обмороки . [22]
Уровень 2: Возможно эффективно. Для этого обозначения требуется по крайней мере одно исследование достаточной статистической мощности с четко определенными показателями исхода, но без рандомизированного назначения на контрольное состояние, внутреннее для исследования. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории астму, аутизм , паралич Белла , церебральный паралич, ХОБЛ, ишемическую болезнь сердца , муковисцидоз , депрессию, эректильную дисфункцию , фибромиалгию, дистонию рук, синдром раздраженного кишечника , ПТСР , повторяющиеся травмы от перенапряжения , дыхательную недостаточность , инсульт , шум в ушах и недержание мочи у детей. [22]
Уровень 3: Вероятно эффективный. Это обозначение требует множественных наблюдательных исследований, клинических исследований, контролируемых исследований с листом ожидания, а также внутрисубъектных и внутрисубъектных репликационных исследований, которые демонстрируют эффективность. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории алкоголизм и злоупотребление психоактивными веществами, артрит , сахарный диабет , фекальные расстройства у детей, недержание кала у взрослых, бессонницу , головную боль у детей, черепно-мозговую травму , недержание мочи у мужчин и вульварный вестибулит ( вульводинию ). [22]
Уровень 4: Эффективный. Это обозначение требует соответствия шести критериям:
(a) При сравнении с контрольной группой без лечения, группой альтернативного лечения или фиктивным (плацебо) контролем с использованием рандомизированного распределения показано, что исследуемое лечение статистически значимо превосходит контрольное условие или исследуемое лечение эквивалентно лечению с установленной эффективностью в исследовании с достаточной мощностью для обнаружения умеренных различий.
(б) Исследования проводились с участием группы населения, проходившей лечение по поводу определенной проблемы, для которой критерии включения были определены надежным и операционально определенным образом.
(c) В исследовании использовались достоверные и четко определенные показатели результатов, связанные с рассматриваемой проблемой.
(d) Данные подвергаются соответствующему анализу.
(e) Диагностические и лечебные переменные и процедуры четко определены таким образом, чтобы позволить повторение исследования независимыми исследователями.
(f) Превосходство или эквивалентность исследуемого метода лечения были продемонстрированы по крайней мере в двух независимых исследовательских условиях.
Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), тревожность, хроническую боль, эпилепсию, запор (взрослые), головную боль (взрослые), гипертонию, укачивание , болезнь Рейно и дисфункцию височно-нижнечелюстного сустава. [22]
Уровень 5: Эффективный и специфичный. Исследуемое лечение должно быть статистически показано как превосходящее надежную фиктивную терапию, таблетки или альтернативное добросовестное лечение по крайней мере в двух независимых исследовательских условиях. Юча и Монтгомери (2008) отнесли недержание мочи (у женщин) к этой категории. [22]
В среде здравоохранения, которая делает упор на сдерживание затрат и практику, основанную на фактических данных, критики задаются вопросом, как эти методы лечения соотносятся с традиционными поведенческими и медицинскими вмешательствами по эффективности и стоимости. [170] Обзор метаанализа методов лечения с использованием биологической обратной связи отметил отсутствие сравнений с существующими методами лечения в большинстве включенных исследований. [4] [5]
Ассоциация прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (AAPB) — некоммерческое научное и профессиональное общество биологической обратной связи и нейробиоуправления. Международное общество нейробиоуправления и исследований (ISNR) — некоммерческое научное и профессиональное общество нейробиоуправления. Европейский фонд биологической обратной связи (BFE) [171] спонсирует международное образование, обучение и исследовательскую деятельность в области биологической обратной связи и нейробиоуправления. [53] Северо-восточная региональная ассоциация биологической обратной связи (NRBS) [172] спонсирует тематические образовательные конференции, политическую поддержку законодательства, благоприятного для биологической обратной связи, и исследовательскую деятельность в области биологической обратной связи и нейробиоуправления в северо-восточных регионах США. Юго-восточная ассоциация биологической обратной связи и клинической нейронауки (SBCNA) [173] — некоммерческая региональная организация, поддерживающая специалистов в области биологической обратной связи с помощью непрерывного образования, этических принципов и повышения осведомленности общественности, содействующей эффективности и безопасности профессиональной биологической обратной связи. SBCNA предлагает ежегодную конференцию для профессионального непрерывного образования, а также для продвижения биологической обратной связи в качестве дополнения к смежным медицинским профессиям. SBCNA формально было North Carolina Biofeedback Society (NCBS), обслуживающим биологическую обратную связь с 1970-х годов. В 2013 году NCBS было реорганизовано в SBCNA, поддерживающее и представляющее биологическую обратную связь и нейробиоуправление в Юго-Восточном регионе Соединенных Штатов Америки. [174]
Biofeedback Certification International Alliance (ранее Biofeedback Certification Institute of America) — некоммерческая организация, которая является членом Institute for Credentialing Excellence (ICE). BCIA предлагает сертификацию по биологической обратной связи, нейробиоуправлению (также называемому ЭЭГ-биоуправлением) и биологической обратной связи по дисфункции тазовых мышц. BCIA сертифицирует лиц, соответствующих стандартам образования и обучения в области биологической обратной связи и нейробиоуправления, и постепенно повторно сертифицирует тех, кто соответствует требованиям непрерывного образования. Сертификация BCIA была одобрена клиникой Майо [175] , Ассоциацией прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (AAPB), Международным обществом нейробиоуправления и исследований (ISNR) [53] и законодательным собранием штата Вашингтон [176] .
Дидактическое требование к образованию BCIA включает 48-часовой курс от аккредитованного на региональном уровне учебного заведения или одобренной BCIA программы обучения, которая охватывает полный Общий план знаний биологической обратной связи и изучение анатомии и физиологии человека. Области Общего плана знаний биологической обратной связи включают: I. Ориентация на биологическую обратную связь, II. Стресс, преодоление и болезнь, III. Психофизиологическая регистрация, IV. Поверхностные электромиографические (SEMG) приложения, V. Приложения автономной нервной системы (ANS), VI. Электроэнцефалографические (EEG) приложения, VII. Дополнительные вмешательства и VIII. Профессиональное поведение. [177]
Кандидаты могут продемонстрировать свои знания в области анатомии и физиологии человека, пройдя курс по анатомии человека, физиологии человека или биологии человека, предоставляемый регионально аккредитованным учебным заведением или одобренной BCIA программой обучения, или успешно сдав экзамен по анатомии и физиологии, охватывающий строение человеческого тела и его систем.
Кандидаты также должны документировать практическую подготовку навыков, которая включает 20 контактных часов под руководством наставника, одобренного BCIA, разработанных для того, чтобы научить их применять клинические навыки биологической обратной связи с помощью обучения саморегуляции, 50 сеансов для пациентов/клиентов и презентаций на конференциях по случаям. Дистанционное обучение позволяет кандидатам выполнять дидактическую курсовую работу через Интернет. Дистанционное наставничество обучает кандидатов из их дома или офиса. [178] Они должны проходить повторную сертификацию каждые 4 года, проходить 55 часов непрерывного образования в течение каждого периода проверки или сдавать письменный экзамен и подтверждать, что их лицензия/удостоверение (или лицензия/удостоверение их руководителя) не были приостановлены, расследованы или отозваны. [179]
Клод Бернар предположил в 1865 году, что организм стремится поддерживать устойчивое состояние во внутренней среде ( milieu intérieur ), введя концепцию гомеостаза . [180] В 1885 году Дж. Р. Тарханов показал, что произвольный контроль частоты сердечных сокращений может быть довольно прямым (корково-автономным) и не зависит от «обмана» путем изменения частоты дыхания. [181] В 1901 году Дж. Х. Бэр изучал произвольный контроль мышцы retrahens aurem, которая шевелит ухом , обнаружив, что испытуемые обучаются этому навыку, подавляя мешающие мышцы, и продемонстрировав, что скелетные мышцы саморегулируются. [182] Александр Грэхем Белл пытался научить глухих говорить с помощью двух устройств — фоноавтографа , созданного Эдуардом-Леоном Скоттом , и манометрического пламени . Первые переводили звуковые колебания в следы на дымчатом стекле, чтобы показать их акустические формы волн, в то время как последние позволяли отображать звук в виде световых узоров. [183] После Второй мировой войны математик Норберт Винер разработал кибернетическую теорию , которая предполагала, что системы контролируются путем мониторинга их результатов. [184] Участники знаменательной конференции 1969 года в Surfrider Inn в Санта-Монике ввели термин биологическая обратная связь из обратной связи Винера . Конференция привела к основанию Общества исследований биологической обратной связи, которое позволило обычно изолированным исследователям контактировать и сотрудничать друг с другом, а также популяризировало термин биологическая обратная связь . [185] Работа Б. Ф. Скиннера побудила исследователей применить оперантное обусловливание к биологической обратной связи, решить, какие реакции можно контролировать сознательно, а какие нет. В первой экспериментальной демонстрации биологической обратной связи Ширн [186] использовал эти процедуры с частотой сердечных сокращений. Эффекты восприятия активности автономной нервной системы были первоначально исследованы группой Джорджа Мандлера в 1958 году. В 1965 году Майя Лисина объединила классическое и оперантное обусловливание, чтобы обучить субъектов изменять диаметр кровеносных сосудов, вызывая и демонстрируя рефлекторные изменения кровотока, чтобы научить субъектов произвольно контролировать температуру своей кожи. [187] В 1974 году HD Kimmel обучил субъектов потеть, используя гальваническую реакцию кожи. [188]
1958 – Группа Г. Мандлера изучала процесс автономной обратной связи и его эффекты. [189]
1962 – Д. Ширн использовал обратную связь вместо условных стимулов для изменения частоты сердечных сокращений. [110]
1962 – Публикация книги « Живые мышцы» Джона Басмаджяна и Карло Де Луки [190]
1968 г. – Ежегодная исследовательская встреча Управления по делам ветеранов в Денвере, на которой собрались несколько исследователей биологической обратной связи.
1969 – апрель: конференция по измененным состояниям сознания, Каунсил-Гроув, Канзас; октябрь: формирование и первое заседание Общества исследований биологической обратной связи (BRS), Surfrider Inn, Санта-Моника, Калифорния; соучредитель Барбара Б. Браун становится первым президентом общества
1972 – Обзор и анализ ранних исследований биологической обратной связи Д. Ширна в «Справочнике по психофизиологии». [191]
1974 г. – публикация книги «The Alpha Syllabus: A Handbook of Human EEG Alpha Activity» [192] и первой популярной книги о биологической обратной связи « New Mind, New Body» [193] (декабрь), обе написаны Барбарой Б. Браун
1975 г. – основана Американская ассоциация врачей-клиницистов биологической обратной связи; публикация книги «Программа биологической обратной связи: Справочник по психофизиологическому изучению биологической обратной связи» Барбары Б. Браун [194]
1976 – BRS переименовано в Американское общество биологической обратной связи (BSA)
1977 г. – Публикация книг «За пределами биологической обратной связи» Элмера и Элис Грин [88] , «Биологическая обратная связь: методы и процедуры в клинической практике » Джорджа Фуллера [195] и «Стресс и искусство биологической обратной связи» Барбары Б. Браун [196]
1978 – Публикация книги «Биологическая обратная связь: обзор литературы» Франсин Батлер [197]
1979 – Публикация книги «Биологическая обратная связь: принципы и практика для врачей » Джона Басмаджяна [198] и «Интеграция разума и тела: основные материалы по биологической обратной связи» Эрика Пепера, Сони Анколи и Мишель Куинн [199]
1980 – Первый национальный сертификационный экзамен по биологической обратной связи, предложенный Американским институтом сертификации по биологической обратной связи (BCIA); публикация книг «Биологическая обратная связь: клиническое применение в поведенческой медицине» Дэвида Олтона и Аарона Нунберга [200] и «Суперразум: высшая энергия» Барбары Б. Браун [201]
1984 г. – Публикация «Принципов и практики управления стрессом» Вулфолка и Лерера [202] и «Между здоровьем и болезнью: новые представления о стрессе и природе благополучия» Барбары Б. Браун [203]
1984 - Публикация книги «Биологическая обратная связь: способ борьбы со стрессом » Марка Голина в журнале Prevention Magazine 1984
1987 – Публикация книги «Биологическая обратная связь: руководство для практиков» Марка Шварца [204]
1989 – BSA переименована в Ассоциацию прикладной психофизиологии и биологической обратной связи.
1991 – Первый национальный сертификационный экзамен по управлению стрессом, предложенный BCIA
1994 – В рамках AAPB созданы секции мозговых волн и ЭМГ
1995 г. – Основано Общество по изучению нейронной регуляции (SSNR)
1996 г. – Создан Европейский фонд биологической обратной связи (BFE)
1999 – SSNR переименовано в Общество нейронной регуляции (SNR)
2002 – SNR переименовано в Международное общество нейронной регуляции (ISNR)
2003 – Публикация книги «Нейрофидбэк» Томпсона и Томпсона [205]
2004 – Публикация книги « Практика, основанная на фактических данных, в области биологической обратной связи и нейрообратной связи» Кэролин Юча и Кристофера Гилберта [206]
2006 – ISNR переименовано в Международное общество нейробиоуправления и исследований (ISNR)
2008 г. – создан Альянс по биологической обратной связи и нейробиоуправлению для объединения ресурсов AAPB, BCIA и ISNR в рамках совместных инициатив.
2008 – Альянс по биологической обратной связи и Целевая группа по номенклатуре дают определение биологической обратной связи
2009 – Международное общество нейробиоуправления и исследований дает определение нейробиоуправлению [207]
2010 – Американский институт сертификации биологической обратной связи переименован в Международный альянс сертификации биологической обратной связи (BCIA)
{{cite news}}: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
Медиа, связанные с Биологическая обратная связь на Wikimedia Commons