Биологическая обратная связь — это метод повышения осведомленности о многих физиологических функциях собственного тела с помощью электронных или других инструментов с целью получения возможности манипулировать системами организма по своему желанию. Люди естественным образом осуществляют биологическую обратную связь постоянно, на разных уровнях сознания и намерений. Биологическую обратную связь и петлю 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]
Биологическую обратную связь можно использовать для улучшения здоровья , работоспособности и физиологических изменений, которые часто происходят в сочетании с изменениями в мыслях , эмоциях и поведении . Недавно технологии помогли создать целенаправленную биологическую обратную связь. В конце концов, эти изменения можно будет поддерживать без использования дополнительного оборудования, поскольку для практики биологической обратной связи не требуется никакого оборудования. [2]
Метаанализ различных методов биологической обратной связи показал некоторую пользу при лечении головных болей , мигреней и СДВГ , хотя в большинстве исследований в рамках этих метаанализов не проводилось сравнение с альтернативными методами лечения. [4] [5] [6]
Информационно-кодированная биологическая обратная связь представляет собой развивающуюся форму и методологию в области биологической обратной связи. Его использование может применяться в областях здравоохранения, хорошего самочувствия и осведомленности. Биологическая обратная связь имеет свои современные традиционные 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, в которых среди прочего используются электромиограф , электродермограф, электроэнцефалограф и электрокардиограмма . 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 избранными аспектами этих «бессознательных» процессов.
Определение гласит: Биологическая обратная связь — это процесс, который позволяет человеку научиться изменять физиологическую активность в целях улучшения здоровья и работоспособности. Точные инструменты измеряют физиологическую активность, такую как мозговые волны, работу сердца, дыхание, мышечную активность и температуру кожи. Эти инструменты 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 сохраниться без дальнейшего использования инструмента. [2]
Более простое определение могло бы быть таким: Биологическая обратная связь — это процесс повышения осведомленности о многих физиологических функциях, в первую очередь с использованием инструментов, предоставляющих информацию об активности тех же самых систем, с целью иметь возможность манипулировать ими по своему желанию. [9] (Выделение [ который? ] добавлено автором.)
В обоих этих определениях кардинальной особенностью понятия является ассоциация «воли» с результатом нового когнитивного навыка «обучения». [10] Некоторые исследуют эту концепцию и не обязательно приписывают ее просто намеренному приобретению нового приобретенного навыка, но также распространяют динамику на сферу бихевиористской обусловленности. [11] [12] Бихевиоризм утверждает, что можно изменить действия и функции организма, подвергая его воздействию ряда условий или влияний. Ключом к этой концепции является не только то, что функции бессознательны, но и то, что сами процессы кондиционирования могут быть бессознательными для организма. [13] Информационно-кодированная биологическая обратная связь в первую очередь опирается на аспект биологической обратной связи, обусловливающий поведение, способствуя значительным изменениям в функционировании организма.
Принцип информации одновременно сложен и отчасти противоречив. Сам термин происходит от латинского глагола Informare , который буквально означает «придавать форму или форму». Смысл информации во многом зависит от контекста использования. Вероятно, самое простое и, пожалуй, самое проницательное определение информации было дано Грегори Бейтсоном: «Информация — это новости об изменениях» или другое определение информации как «разница, которая имеет значение». [14] Информацию также можно рассматривать как «любой тип шаблона, который влияет на формирование или трансформацию других шаблонов». [15] Признавая присущую организму сложность , информационная биологическая обратная связь применяет алгоритмические вычисления в рамках стохастического подхода для выявления значимых вероятностей в ограниченном наборе возможностей.
.jpg/1280px-Muscle_Whistler_with_EMG_surface_electrodes_(1971).jpg)
Электромиограф ( ЭМГ ) использует поверхностные электроды для обнаружения мышечных потенциалов действия нижележащих скелетных мышц, которые инициируют мышечное сокращение. Клиницисты записывают поверхностную электромиограмму (SEMG), используя один или несколько активных электродов, которые размещаются над целевой мышцей, и референтный электрод, который размещается в пределах шести дюймов от любого активного. SEMG измеряется в микровольтах (миллионных долях вольта). [18] [19]
Помимо поверхностных электродов, врачи могут также вводить провода или иглы внутримышечно для регистрации сигнала ЭМГ. Хотя это более болезненно и зачастую дорого, сигнал более надежен, поскольку поверхностные электроды улавливают перекрестные помехи от близлежащих мышц. Использование поверхностных электродов также ограничивается поверхностными мышцами, что делает внутримышечный подход полезным для доступа к сигналам от более глубоких мышц. Электрическая активность, регистрируемая электродами, записывается и отображается так же, как и поверхностными электродами. [20] Перед установкой поверхностных электродов кожу обычно бреют, очищают и отшелушивают, чтобы получить наилучший сигнал. Необработанные сигналы ЭМГ напоминают шум (электрический сигнал, не исходящий от интересующей мышцы), а напряжение колеблется; поэтому они обычно обрабатываются тремя способами: исправлением, фильтрацией и интегрированием. Эта обработка позволяет получить унифицированный сигнал, который затем можно сравнить с другими сигналами, используя те же методы обработки.
Терапевты биологической обратной связи используют биологическую обратную связь ЭМГ при лечении тревоги и беспокойства , хронической боли , компьютерных расстройств, эссенциальной гипертонии , головной боли (мигрень, смешанная головная боль и головная боль напряжения ), боли в пояснице , физической реабилитации ( церебральный паралич , неполное поражение спинного мозга). и инсульт ), дисфункция височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), кривошея , недержание кала , недержание мочи и боль в области таза . [21] [22] Физиотерапевты также использовали биологическую обратную связь ЭМГ для оценки мышечной активации и предоставления обратной связи своим пациентам. [17]
Термометр обратной связи измеряет 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 расширение сосудов артериол , вызываемое бета-2-адренергическим гормональным механизмом. [24] Ручное охлаждение включает вазоконстрикцию артериол , вызванную увеличением активности симпатических С-волокон . [25]
Терапевты биологической обратной связи используют температурную биологическую обратную связь при лечении хронической боли, отеков , головной боли (мигрень и головная боль напряжения), эссенциальной гипертонии, болезни Рейно , тревоги и стресса . [22]
Электродермограф (ЭДГ) измеряет электрическую активность кожи напрямую (проводимость кожи и потенциал кожи) и косвенно (сопротивление кожи) с помощью электродов, помещенных на пальцы или руку и запястье. Ориентирование ответов на неожиданные раздражители, возбуждение и беспокойство, а также когнитивную активность может повысить активность эккринных потовых желез, увеличивая проводимость кожи для электрического тока. [23]
При измерении проводимости кожи электродермограф пропускает через кожу незаметный ток и измеряет, насколько легко он проходит через кожу. Когда тревога повышает уровень пота в потовых протоках, проводимость увеличивается. Проводимость кожи 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). Кожным потенциалом называется напряжение, возникающее между эккриновыми потовыми железами и внутренними тканями, и измеряется в милливольтах (тысячные доли вольта). При сопротивлении кожи , также называемом кожно-гальванической реакцией (КГР), электродермограф пропускает ток через кожу и измеряет величину сопротивления, с которым она сталкивается. Сопротивление кожи 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 осознания клиентом своих эмоций. [28] [29] Кроме того, электродермальные измерения уже давно служат одним из центральных инструментов в полиграфии ( детектировании лжи ), поскольку они отражают изменения тревожности или эмоциональной активации. [30]
Электроэнцефалограф (ЭЭГ ) измеряет электрическую активацию мозга на участках 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, а также степень, в которой каждый участок коры активируется совместно с другими участками коры (когерентность и симметрия). [31]
В ЭЭГ используются электроды из драгоценных металлов для обнаружения напряжения как минимум между двумя электродами, расположенными на коже головы. На ЭЭГ регистрируются как возбуждающие постсинаптические потенциалы (ВПСП), так и тормозные постсинаптические потенциалы (ТПСП), которые в основном возникают в дендритах пирамидных клеток, расположенных в макроколоннах диаметром несколько миллиметров в верхних слоях коры. Нейроуправление отслеживает как медленные, так и быстрые кортикальные потенциалы. [32]
Медленные кортикальные потенциалы — это постепенные изменения мембранных потенциалов корковых дендритов, продолжающиеся от 300 мс до нескольких секунд. Эти потенциалы включают условную отрицательную вариацию (CNV), потенциал готовности , потенциалы, связанные с движением (MRP), а также потенциалы P300 и N400 . [33]
Быстрые корковые потенциалы находятся в диапазоне от 0,5 Гц до 100 Гц. [34] К основным диапазонам частот относятся дельта, тета, альфа, сенсомоторный ритм, низкий бета, высокий бета и гамма. Пороги или границы, определяющие диапазоны частот, значительно различаются среди профессионалов. Быстрые кортикальные потенциалы можно описать по их преобладающим частотам, а также по тому, являются ли они синхронными или асинхронными волновыми формами. Синхронные формы волн возникают через регулярные промежутки времени, тогда как асинхронные формы волн нерегулярны. [32]
Синхронный дельта-ритм колеблется от 0,5 до 3,5 Гц. Дельта является доминирующей частотой в возрасте от 1 до 2 лет и связана у взрослых с глубоким сном и патологиями головного мозга, такими как травмы и опухоли, а также с неспособностью к обучению. [ нужна цитата ]
Синхронный тета-ритм колеблется от 4 до 7 Гц. Тета является доминирующей частотой у здоровых детей раннего возраста и связана с сонливостью или засыпанием, быстрым сном, гипнагогическими образами (интенсивные образы, возникающие 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 может наблюдаться примерно у 75% бодрствующих, расслабленных людей и заменяется низкоамплитудной десинхронизированной бета-активностью во время движения, решения сложных задач и зрительной фокусировки. Это явление называется альфа-блокировкой.
Синхронный сенсомоторный ритм (СМР) составляет от 12 до 15 Гц и располагается над сенсомоторной корой (центральной бороздой). Сенсомоторный ритм связан с торможением движений и снижением мышечного тонуса.
Бета -ритм состоит из асинхронных волн и может быть разделен на низкие и высокие бета-диапазоны (13–21 Гц и 20–32 Гц). Низкий уровень бета связан с активацией и сосредоточенным мышлением. Высокий уровень бета связан с тревогой, повышенной бдительностью , паникой , максимальной работоспособностью и беспокойством .
Активность ЭЭГ от 36 до 44 Гц также называется гамма. Гамма-активность связана с восприятием смысла и медитативным осознанием. [32] [35] [36]
Нейротерапевты используют биологическую обратную связь ЭЭГ при лечении зависимости , синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), неспособности к обучению , тревожных расстройств (включая беспокойство , обсессивно-компульсивное расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство), депрессии , мигрени и генерализованных судорог . [22] [37]
Фотоплетизмограф (PPG) измеряет относительный кровоток через палец с помощью фотоплетизмографического (PPG) датчика, прикрепленного лентой-липучкой к пальцам или виску для мониторинга височной артерии . Источник инфракрасного света проходит через ткань или отражается от нее, обнаруживается фототранзистором и измеряется в произвольных единицах. Меньше света поглощается при увеличении кровотока, что увеличивает интенсивность света, попадающего на датчик. [38]
Фотоплетизмограф может измерять пульс объема крови (ОБД), который представляет собой фазовое изменение объема крови с каждым ударом сердца, частоту сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма (ВСР), которая состоит из различий между ударами в интервалах между последовательными ударами сердца. [39] [40]
Фотоплетизмограф может обеспечить полезную обратную связь, когда обратная связь по температуре показывает минимальные изменения. Это связано с тем, что датчик PPG более чувствителен, чем термистор, к малейшим изменениям кровотока. [36] Терапевты с биологической обратной связью могут использовать фотоплетизмограф в дополнение к температурной биологической обратной связи при лечении хронической боли, отеков, головной боли (мигрень и головная боль напряжения), эссенциальной гипертонии, болезни Рейно, тревоги и стресса. [22]
Электрокардиограмма (ЭКГ) использует электроды, размещенные на туловище, запястьях или ногах, для измерения электрической активности сердца и измерения интервала между ударами (расстояний 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. [41] Метод ЭКГ более точен, чем метод PPG при измерении вариабельности сердечного ритма. [38] [42]
Терапевты биологической обратной связи используют биологическую обратную связь по вариабельности сердечного ритма (ВСР) при лечении астмы , [43] ХОБЛ , [44] депрессии, [45] тревоги, [46] фибромиалгии , [47] болезней сердца , [48] и необъяснимой боли в животе . [49] Исследования показывают, что биологическая обратная связь ВСР также может использоваться для улучшения физиологического и психологического благополучия здоровых людей. [50]
Данные ВСР, полученные как с полиплетизмографов, так и с электрокардиограмм, анализируются с помощью математических преобразований, таких как широко используемое быстрое преобразование Фурье (БПФ). [42] БПФ разделяет данные ВСР на спектр мощности , выявляя составляющие частоты сигнала. [38] Среди этих составляющих частот высокочастотная (ВЧ) и низкочастотная (НЧ) составляющие определяются как выше и ниже 0,15 Гц соответственно. Как правило, низкочастотный компонент ВСР представляет собой симпатическую активность, а высокочастотный компонент представляет парасимпатическую активность. Два основных компонента часто представляются как соотношение LF/HF и используются для выражения симпато-вагального баланса. [38] Некоторые исследователи рассматривают третий, среднечастотный (СЧ) компонент от 0,08 Гц до 0,15 Гц, мощность которого, как было показано, увеличивается во времена повышения курса. [51]
В пневмографе или респираторном тензодатчике используется гибкая сенсорная лента, которая размещается вокруг груди, живота или того и другого. Метод тензодатчика может обеспечить обратную связь об относительном расширении/сокращении грудной клетки и живота, а также измерить частоту дыхания (количество вдохов в минуту). [33] Клиницисты могут использовать пневмограф для выявления и коррекции нарушений дыхания и поведения. Дисфункциональные модели дыхания включают ключичное дыхание (дыхание, которое в основном опирается на наружные межреберья и вспомогательные дыхательные мышцы для раздувания легких), обратное дыхание (дыхание, при котором живот расширяется во время выдоха и сжимается во время вдоха) и грудное дыхание (поверхностное дыхание, при котором брюшная полость расширяется во время выдоха и сжимается во время вдоха). в первую очередь полагается на наружные межреберья для раздувания легких). Дисфункциональное дыхательное поведение включает апноэ (остановку дыхания), удушье, вздохи и хрипы. [52]
Пневмограф часто используется в сочетании с электрокардиографом (ЭКГ) или фотоплетизмографом (ФПГ) при тренировке вариабельности сердечного ритма (ВСР). [39] [53]
Терапевты биологической обратной связи используют пневмографическую биологическую обратную связь с пациентами, у которых диагностированы тревожные расстройства, астма, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ), эссенциальная гипертония, панические атаки и стресс. [22] [54]
Капнометр или капнограф использует инфракрасный детектор для измерения CO 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 покоящегося взрослого человека составляет 5% (36 Торр или 4,8 кПа). Капнометр – чувствительный показатель качества дыхания пациента. Поверхностное, быстрое и напряженное дыхание снижает выбросы CO.
2, а глубокое, медленное и легкое дыхание увеличивает его. [52]
Терапевты с биологической обратной связью используют капнометрическую биологическую обратную связь в дополнение к биологической обратной связи с помощью респираторного тензометра у пациентов с диагнозом тревожные расстройства, астма, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ), эссенциальная гипертония, панические атаки и стресс. [22] [54] [55]
Реоэнцефалография (РЭГ), или биологическая обратная связь с мозговым кровотоком, представляет собой метод биологической обратной связи, позволяющий сознательно контролировать кровоток. Электронное устройство, называемое реоэнцефалографом (от греческого rheos «поток, все течет», от rhein «течь»), используется для биологической обратной связи с мозговым кровообращением. Электроды прикрепляются к коже в определенных точках головы и позволяют прибору непрерывно измерять электропроводность тканей структур, расположенных между электродами. Методика мозгового кровообращения основана на неинвазивном методе измерения биоимпеданса. Изменения биоимпеданса генерируются объемом и кровотоком крови и регистрируются реографическим устройством. [56] Пульсирующие изменения биоимпеданса напрямую отражают общий кровоток в глубоких структурах головного мозга благодаря высокочастотным измерениям импеданса. [57]
Гемоэнцефалография или биологическая обратная связь ГЭГ — это функциональный метод инфракрасной визуализации. Как следует из названия, он измеряет разницу в цвете света, отраженного обратно через кожу головы, на основе относительного количества насыщенной кислородом и неокисленной крови в мозге. Исследования продолжают определять его надежность, валидность и клиническую применимость. HEG используется для лечения СДВГ и мигрени, а также для научных исследований. [58]
Давление можно контролировать, когда пациент выполняет упражнения, опираясь на наполненную воздухом подушку. [59] Это относится и к физиотерапии . Альтернативно, пациент может активно сжимать или нажимать на наполненную воздухом подушку индивидуальной формы. [60]
Моурер подробно рассказал об использовании будильника при ночном недержании мочи, который звучит, когда дети мочатся во время сна. Это простое устройство биологической обратной связи может быстро научить детей просыпаться, когда их мочевой пузырь наполнен, сокращать сфинктер мочевого пузыря и расслаблять мышцу детрузора, предотвращая дальнейшее выделение мочи. Благодаря классическому обусловливанию сенсорная обратная связь от наполненного мочевого пузыря заменяет сигнал тревоги и позволяет детям продолжать спать без мочеиспускания. [61]
Кегель разработал перинеометр в 1947 году для лечения недержания мочи (подтекания мочи) у женщин, у которых мышцы тазового дна ослаблены во время беременности и родов. Перинеометр, который вводится во влагалище для мониторинга сокращения мышц тазового дна, удовлетворяет всем требованиям устройства биологической обратной связи и повышает эффективность популярных упражнений Кегеля. [62] Вопреки этому, рандомизированное контролируемое исследование 2013 года не обнаружило никакой пользы от добавления биологической обратной связи к упражнениям на мышцы тазового дна при стрессовом недержании мочи . [63] [ нужен неосновной источник ] В другом рандомизированном контролируемом исследовании добавление биологической обратной связи к тренировке мышц тазового дна для лечения стрессового недержания мочи улучшило функцию мышц тазового дна, уменьшило симптомы мочеиспускания и улучшило качество жизнь. [64] [ нужен неосновной источник ]
В 1992 году Агентство США по политике и исследованиям в области здравоохранения рекомендовало биологическую обратную связь в качестве лечения первой линии при недержании мочи у взрослых. [65]
В 2019 году Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи рекомендовал не рутинно использовать биологическую обратную связь для лечения недержания мочи у женщин, которые могут активно сокращать тазовое дно. Однако это можно рассматривать как средство повышения мотивации и приверженности терапии. [66]
Биологическая обратная связь – это метод лечения анизма (парадоксального сокращения лобково-прямой кишки во время дефекации). Эта терапия возникла непосредственно из исследования аноректальной манометрии , при которой в анальный канал помещается датчик, который может регистрировать давление. Терапия биологической обратной связи также является широко используемым и исследованным методом лечения 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 тормозного рефлекса (RAIR), ректальной чувствительности (путем распознавания постепенно уменьшающихся объемов ректального баллона и быстрого сокращения наружного анального сфинктера (EAS)), либо силы и выносливости. сокращения EAS. Описаны три основных типа биологической обратной связи, хотя они не являются взаимоисключающими, и многие протоколы сочетают в себе эти элементы. [67] Точно так же существуют различия в продолжительности как отдельных занятий, так и в общей продолжительности тренировки, а также в том, выполняются ли домашние упражнения дополнительно и как. При тренировке ректальной чувствительности в прямую кишку вводят баллон, который постепенно раздувают до тех пор, пока не появится ощущение наполнения прямой кишки. Последовательное 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 поездки в туалет. Альтернативно, у пациентов с ургентным недержанием мочи/ректальной гиперчувствительностью обучение направлено на то, чтобы научить человека переносить постепенно увеличивающиеся объемы. Силовые тренировки могут включать электромиографию (ЭМГ) с использованием кожных электродов, манометрическое давление, интраанальную ЭМГ или эндоанальное ультразвуковое исследование . Одна из этих мер используется для передачи мышечной активности или давления в анальном канале во время тренировки анального сфинктера. Таким образом можно отслеживать производительность и прогресс. Тренировка координации включает размещение трех баллонов в прямой кишке, верхнем и нижнем анальном канале. Ректальный баллон надувается, чтобы вызвать RAIR, событие, которое часто сопровождается недержанием. Тренировка координации направлена на обучение произвольному сокращению EAS при возникновении RAIR (т. е. при растяжении прямой кишки). [67]
Есть некоторые исследования, которые показывают влияние биологической обратной связи на синдром раздраженного кишечника. Однако при использовании этих устройств могут возникнуть некоторые побочные эффекты. [68]
В 2010 и 2017 годах Национальный институт здравоохранения и передового опыта рекомендовал не использовать биологическую обратную связь для лечения запоров у детей. [69]
Катон зарегистрировал спонтанные электрические потенциалы на открытой поверхности коры обезьян и кроликов и был первым, кто измерил потенциалы, связанные с событиями (ответы ЭЭГ на стимулы) в 1875 году. [70]
В 1877 году Данилевский опубликовал «Исследования по физиологии мозга» , в которых исследовалась связь между ЭЭГ и состояниями сознания. [71]
В 1890 году Бек опубликовал исследования спонтанных электрических потенциалов, обнаруженных в мозге собак и кроликов, и первым задокументировал альфа-блокировку, при которой свет изменяет ритмические колебания. [72]
Шеррингтон ввел термины «нейрон » и «синапс» и опубликовал « 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 удушья, и ввел термин электроцереброграмма в 1912 году. [74]
Forbes сообщил о замене струнного гальванометра вакуумной лампой для усиления ЭЭГ в 1920 году. К 1936 году вакуумная трубка стала стандартом де-факто. [75]
Бергер (1924) опубликовал первые данные ЭЭГ человека. Он записал электрические потенциалы на коже головы своего сына Клауса. Сначала он полагал, 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, особенно после того, как произошел особенно подтверждающий случай, связанный с его сестрой). Он рассматривал ЭЭГ как аналог ЭКГ и ввёл термин электенкефалограмма . Он считал, что ЭЭГ имеет диагностические и терапевтические возможности для измерения воздействия клинических вмешательств. Бергер показал, что эти потенциалы не связаны с сокращениями мышц головы. Сначала он определил альфа-ритм, который назвал ритмом Бергера, а позже определил бета-ритм и веретена сна . Он продемонстрировал, что изменения сознания связаны с изменениями на ЭЭГ, и связал бета-ритм с бдительностью. Он описал межприступную активность (потенциалы ЭЭГ между приступами) и зарегистрировал частичный комплексный приступ в 1933 году. Наконец, он выполнил первую QEEG, которая представляет собой измерение силы сигнала частот ЭЭГ. [76]
Адриан и Мэтьюз подтвердили выводы Бергера в 1934 году, записав собственную ЭЭГ с помощью электронно-лучевого осциллографа. Их демонстрация записи ЭЭГ на собраниях Физиологического общества в Англии в 1935 году вызвала широкое признание. Адриан использовал себя в качестве испытуемого и продемонстрировал феномен альфа-блокировки, при котором открытие глаз подавляло альфа-ритмы. [77]
Гиббс , Дэвис и Леннокс открыли клиническую электроэнцефалографию в 1935 году, выявив аномальные ритмы ЭЭГ, связанные с эпилепсией, включая межприступные пиковые волны и активность частотой 3 Гц при абсансах . [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) медленным корковым потенциалом, который может отражать ожидание, мотивацию, намерение действовать или внимание. Он обнаружил источник альфа-волн в затылочной доле и продемонстрировал, что дельта-волны могут помочь обнаружить поражения головного мозга, такие как опухоли. Он усовершенствовал электроэнцефалограф Бергера и впервые разработал топографию ЭЭГ. [79]
Клейтман был признан «отцом американских исследований сна» за его плодотворную работу в области регуляции циклов сна и бодрствования, циркадных ритмов , структуры сна различных возрастных групп и последствий лишения сна . Он открыл феномен сна с быстрым движением глаз (БДГ) вместе со своим аспирантом Асеринским 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. . В 1970 году он основал Центр исследования сна Стэнфордского университета .
Андерсен и Андерссон (1968) предположили, что таламические кардиостимуляторы проецируют синхронные альфа-ритмы в кору головного мозга через таламокортикальные цепи. [82]
Камия (1968) продемонстрировал, что альфа-ритм у человека может быть оперантно обусловлен. Он опубликовал влиятельную статью в Psychology Today , в которой подытожил исследования, которые показали, что испытуемые могут научиться различать, когда альфа присутствует или отсутствует, и что они могут использовать обратную связь для смещения доминирующей альфа-частоты примерно на 1 Гц. Почти половина его испытуемых сообщили о приятном «альфа-состоянии», характеризуемом как «бдительное спокойствие». Эти сообщения, возможно, способствовали восприятию альфа-биологической обратной связи как короткого пути к медитативному состоянию. Он также изучал ЭЭГ-корреляты медитативных состояний. [83]
Браун (1970) продемонстрировал клиническое использование альфа-тета-биологической обратной связи. В исследовании, направленном на выявление субъективных состояний, связанных с ритмами ЭЭГ, она обучала испытуемых увеличивать интенсивность альфа-, бета- и тета-активности с помощью визуальной обратной связи и записывала свои субъективные ощущения, когда амплитуда этих частотных диапазонов увеличивалась. Она также помогла популяризировать биологическую обратную связь, опубликовав серию книг, в том числе «Новый разум, новое тело» (1974) и « Стресс и искусство биологической обратной связи » (1977). [84] [85] [86]
Малхолланд и Пепер (1971) показали, что затылочная альфа увеличивается, когда глаза открыты и не сфокусированы, и нарушается при зрительной фокусировке; повторное открытие альфа-блокировки. [87]
Грин и Грин (1986) исследовали добровольный контроль над внутренними состояниями таких людей, как Свами Рама и индейский знахарь Роллинг Гром, как в Индии, так и в Фонде Меннингера . Они привезли в Индию портативное оборудование биологической обратной связи и наблюдали за практикующими, пока они демонстрировали саморегуляцию. Фильм, содержащий кадры их расследований, 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 предположили, что тета-состояния открывают доступ к бессознательным воспоминаниям и усиливают воздействие подготовленных образов или предложений. Их исследование альфа-тета способствовало разработке Пенистоном протокола лечения альфа-тета-зависимости. [88]
Стерман (1972) показал, что кошек и людей можно оперантно обучить увеличению амплитуды сенсомоторного ритма (СМР), регистрируемого сенсомоторной корой головного мозга. Он продемонстрировал, что выработка SMR защищает кошек от генерализованных судорог, вызванных лекарствами (тонико-клонических судорог, сопровождающихся потерей сознания), и снижает частоту судорог у людей с диагнозом эпилепсия . Он обнаружил, что его протокол SMR, который использует визуальную и слуховую биологическую обратную связь ЭЭГ, нормализует их ЭЭГ (SMR увеличивается, в то время как тета и бета уменьшаются до нормальных значений) даже во время сна. Стерман также является соавтором базы данных QEEG Sterman-Kaiser (SKIL). [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 медленной биологической обратной связи коркового потенциала при лечении СДВГ, эпилепсии, мигрени и шизофрении. [90]
Любар (1989) в сотрудничестве со Стерманом изучал биологическую обратную связь SMR для лечения расстройств внимания и эпилепсии. Он продемонстрировал, что обучение SMR может улучшить внимание и успеваемость у детей с диагнозом синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ). Он задокументировал важность соотношения тета-бета при СДВГ и разработал протоколы повышения бета-подавления и бета-тестирования, чтобы уменьшить эти соотношения и улучшить успеваемость учащихся. [91] Система нейропсихиатрической оценки на основе ЭЭГ (NEBA), устройство, используемое для измерения соотношения тета-бета, было одобрено в качестве инструмента для помощи в диагностике СДВГ 15 июля 2013 года. [92] Однако эта область недавно отошел от этой меры. Этот шаг вызван общим изменением популяционных норм за последние 20 лет (скорее всего, из-за изменения средней продолжительности сна у молодых людей). [ нужна цитата ]
Фере продемонстрировал экзосоматический метод регистрации электрической активности кожи путем пропускания через кожу небольшого тока в 1888 году. [93]
Тарчанов использовал эндосоматический метод, регистрируя разницу электрического потенциала кожи в точках на поверхности кожи в 1889 году; никакой внешний ток не применялся. [94]
Юнг применил гальванометр , который использовал экзосоматический метод, в 1907 году для изучения бессознательных эмоций в экспериментах по словесным ассоциациям. [95]
Марджори и Гершель Тумим (1975) опубликовали знаковую статью об использовании биологической обратной связи КГР в психотерапии. [28]
Мейер и Райх обсуждали аналогичный материал в британском издании. [96]
Джейкобсон (1930) разработал аппаратуру для измерения напряжения ЭМГ с течением времени, показал, что когнитивная деятельность (например, воображение) влияет на уровни ЭМГ, представил метод глубокой релаксации « Прогрессивная релаксация» и написал «Прогрессивная релаксация» (1929) и «Вы должны расслабиться» (1934). Он прописал ежедневную практику прогрессивной релаксации для лечения различных психофизиологических расстройств, таких как гипертония. [97]
Несколько исследователей показали, что люди могут научиться точному управлению отдельными двигательными единицами (мотонейронами и мышечными волокнами, которыми они управляют). Линдсли (1935) обнаружил, что расслабленные испытуемые могут подавлять активацию двигательных единиц без тренировки биологической обратной связи. [98]
Харрисон и Мортенсен (1962) обучали испытуемых, используя визуальную и слуховую биологическую обратную связь ЭМГ для управления отдельными двигательными единицами передней большеберцовой мышцы ноги. [99]
Басмаджян (1963) в своих исследованиях «Тренировка одной двигательной единицы» (SMUT) инструктировал испытуемых использовать нефильтрованную слуховую биологическую обратную связь ЭМГ для управления отдельными двигательными единицами в мышце, отводящей большой палец большого пальца. Его лучшие испытуемые координировали работу нескольких двигательных единиц для производства барабанной дроби. Басмаджян продемонстрировал практическое применение нервно-мышечной реабилитации, обезболивания и лечения головной боли. [100]
Мариначчи (1960) применил биологическую обратную связь ЭМГ при нервно-мышечных расстройствах (при которых нарушается проприоцепция ), включая паралич Белла (односторонний паралич лицевого нерва), полиомиелит и инсульт. [101]
«В то время как Мариначчи использовал ЭМГ для лечения нервно-мышечных расстройств, его коллеги использовали ЭМГ только для диагностики. Они не смогли признать ее потенциал в качестве учебного инструмента, даже когда доказательства смотрели им в лицо! Многие электромиографы, проводившие исследования нервной проводимости, использовали визуальные и слуховая обратная связь для уменьшения помех, когда пациент задействует слишком много двигательных единиц. Даже несмотря на то, что они использовали биологическую обратную связь ЭМГ, чтобы помочь пациенту расслабиться, чтобы можно было записать чистые диагностические тесты ЭМГ, они не смогли представить себе лечение двигательных расстройств с помощью биологической обратной связи ЭМГ». [102]
Whatmore и Kohli (1968) ввели концепцию диспонеза (неуместного усилия), чтобы объяснить, как развиваются функциональные расстройства (когда активность тела нарушается). Напрягание плеч, когда вы слышите громкий звук, свидетельствует о диспонезе, поскольку это действие не защищает от травм. [103] Эти врачи применили биологическую обратную связь ЭМГ для решения различных функциональных проблем, таких как головная боль и гипертония. Они сообщили о последующем наблюдении за случаями в течение периода от 6 до 21 года. Это был длительный срок по сравнению с типичными периодами наблюдения в течение 0–24 месяцев, описанными в клинической литературе. Их данные показали, что умение контролировать неуместные усилия положительно связано с клиническим улучшением. Наконец, они написали «Патофизиологию и лечение функциональных расстройств » (1974), в которых изложили методы лечения функциональных расстройств. [104]
Вольф (1983) интегрировал биологическую обратную связь ЭМГ в физиотерапию для лечения пациентов с инсультом и провел важные исследования исходов инсульта. [105]
Пепер (1997) применил SEMG на рабочем месте, изучил эргономику использования компьютера и пропагандировал «здоровые вычисления». [106]
Тауб (1999, 2006) продемонстрировал клиническую эффективность двигательной терапии с ограничением движения (CIMT) для лечения пациентов с травмой спинного мозга и пациентов, перенесших инсульт. [107] [108]
Ширн (1962) оперантно обучал людей увеличивать частоту сердечных сокращений на 5 ударов в минуту, чтобы избежать поражения электрическим током. [109] 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 ненадолго остановило биение крови в его сердце и заглушило пульс. [88]
Энгель и Чизм (1967) оперантно обучали испытуемых уменьшению, увеличению и затем уменьшению частоты сердечных сокращений (это было аналогично тренировке ЭЭГ «ВКЛ-ВЫКЛ-ВКЛ»). Затем он использовал этот подход, чтобы научить пациентов контролировать частоту преждевременных сокращений желудочков (PVC), при которых желудочки сокращаются слишком рано. Энгель концептуализировал этот протокол обучения как тренировку начала заболевания, поскольку пациентов учили вызывать, а затем подавлять симптом. [110] Пепер аналогичным образом учил астматиков, которые хрипят, лучше контролировать свое дыхание. [111]
Шварц (1971, 1972) исследовал, легче ли изучить определенные модели сердечно-сосудистой деятельности, чем другие, из-за биологических ограничений. Он исследовал ограничения на обучение интегрированным (две вегетативные реакции изменяются в одном направлении) и дифференцированным (две вегетативные реакции изменяются обратно пропорционально) моделям изменения артериального давления и частоты сердечных сокращений. [112]
Шульц и Люте (1969) разработали аутогенную тренировку , представляющую собой упражнение глубокой релаксации, основанное на гипнозе. Эта процедура сочетает пассивную волю с воображением в серии из трех лечебных процедур (стандартные аутогенные упражнения, аутогенная нейтрализация и аутогенная медитация). Клиницисты Фонда Меннингера объединили сокращенный список стандартных упражнений с тепловой биологической обратной связью, чтобы создать аутогенную биологическую обратную связь. [113] Люте (1973) также опубликовал серию из шести томов под названием «Аутогенная терапия» . [114]
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 тренировку фронтальной ЭМГ. Авторы сообщили, что 89% пациентов, принимавших лечение, прекратили прием препарата или сократили его вдвое, при этом значительно снизив кровяное давление. Хотя это исследование не включало двойной слепой контроль, частота результатов была впечатляющей. [115]
Фридман и его коллеги (1991) продемонстрировали, что согревание и охлаждение рук осуществляется с помощью разных механизмов. Первичный механизм согрева рук является бета-адренергическим (гормональным), тогда как основной механизм охлаждения рук является альфа-адренергическим и включает в себя симпатические С-волокна. Это противоречит традиционному мнению, что кровоток в пальцах контролируется исключительно симпатическими С-волокнами. Традиционная модель утверждает, что при медленной стрельбе руки теплые; при быстрой стрельбе руки охлаждаются. Исследования Фридмана и его коллег подтверждают мнение о том, что согревание и охлаждение рук представляют собой совершенно разные навыки. [116]
Василло и его коллеги (1983) опубликовали первые исследования биологической обратной связи по вариабельности сердечного ритма (ВСР) у космонавтов и пролеченных пациентов с диагнозом психических и психофизиологических расстройств. [117] [118] Лерер сотрудничал со Сметанкиным и Потаповой при лечении детей с астмой [119] и опубликовал влиятельные статьи о лечении астмы с ВСР в медицинском журнале Chest . [120] Наиболее прямое влияние биологической обратной связи ВСР оказывает на барорефлекс, гомеостатический рефлекс, который помогает контролировать колебания артериального давления. [121] Когда кровяное давление повышается, барорефлекс снижает частоту сердечных сокращений. Обратное происходит, когда кровяное давление падает. Поскольку после изменения частоты сердечных сокращений кровяное давление меняется примерно за 5 секунд (представьте себе, что через трубку одного и того же размера течет разное количество крови), барорефлекс создает ритм сердечного ритма с периодом около 10 секунд. Другой ритм сердечного ритма обусловлен дыханием (дыхательная синусовая аритмия), при которой частота сердечных сокращений увеличивается во время вдоха и падает во время выдоха. Во время биологической обратной связи ВСР эти два рефлекса стимулируют друг друга, стимулируя резонансные свойства сердечно-сосудистой системы, обусловленные присущим барорефлексу ритмом [122] и, таким образом, вызывая очень большие колебания частоты сердечных сокращений и стимуляцию барорефлекса с большой амплитудой. [123] Таким образом, биологическая обратная связь ВСР тренирует барорефлекс и усиливает его. По-видимому, это имеет эффект модуляции вегетативной реакции на стимуляцию. Поскольку барорефлекс контролируется посредством механизмов ствола мозга, которые напрямую связаны с островковой оболочкой и миндалевидным телом, которые контролируют эмоции, биологическая обратная связь ВСР также, по-видимому, модулирует эмоциональную реактивность и помогает людям с тревогой, стрессом и депрессией [45] [124] [125 ] ] [126] [127]
Эмоции тесно связаны со здоровьем сердца, которое связано с физическим и психическим здоровьем. В целом хорошее психическое [128] [129] и физическое [130] здоровье коррелируют с положительными эмоциями и высокой вариабельностью сердечного ритма (ВСР), модулируемой преимущественно высокими частотами. Высокая ВСР коррелирует с улучшением исполнительских навыков, таких как память и время реакции. [128] Было показано, что биологическая обратная связь, которая увеличивает ВСР и смещает мощность в сторону ВЧ (высоких частот), снижает кровяное давление. [50]
С другой стороны, мощность НЧ (низкочастотной) в сердце связана с симпатической активностью блуждающего нерва, которая, как известно, увеличивает риск сердечного приступа. [131] Спектры мощности ВСР с доминированием НЧ также напрямую связаны с более высоким уровнем смертности у здоровых людей, [132] [133] и среди людей с расстройствами настроения. [134] Гнев и разочарование увеличивают низкочастотный диапазон ВСР. [135] Другие исследования показали, что гнев увеличивает риск сердечного приступа, [136] поэтому исследователи из Института математики сердца установили связь между эмоциями и физическим здоровьем через ВСР.
Поскольку эмоции оказывают такое влияние на сердечную функцию, которое влияет на множество других биологических процессов, методы эмоциональной регуляции способны вызывать практические психофизиологические изменения. [50] МакКрэти и др. обнаружили, что чувство благодарности увеличивает ВСР и смещает ее спектр мощности в сторону СЧ (средних частот) и ВЧ (высокочастотных) диапазонов, одновременно уменьшая мощность НЧ (низкочастотных). [135] Запатентованные методы Института математики сердца включают в себя возникновение чувства благодарности и счастья, сосредоточение внимания на физическом расположении сердца и дыхание 10-секундными циклами. [137] Было показано, что другие методы улучшают ВСР, такие как напряженные аэробные упражнения [138] и медитация. [139]
В 2021 году Национальный институт здравоохранения и совершенствования медицинской помощи рекомендовал не использовать биологическую обратную связь для лечения хронической боли у взрослых. [140]
Ньютон-Джон, Спенс и Шотте (1994) сравнили эффективность когнитивно-поведенческой терапии (КПТ) и электромиографической биологической обратной связи (ЭМГ-биологическая обратная связь) для 44 участников с хронической болью в пояснице. Ньютон-Джон и др. (1994) разделили участников на две группы, затем измерили интенсивность боли, воспринимаемую участниками инвалидность и депрессию до лечения, после лечения и снова через шесть месяцев. Ньютон-Джон и др. (1994) не обнаружили существенных различий между группой, получавшей КПТ, и группой, получавшей ЭМГ-биологическую обратную связь. Похоже, это указывает на то, что биологическая обратная связь столь же эффективна, как и КПТ, при хронической боли в пояснице. Сравнение результатов групп до лечения и после лечения показывает, что ЭМГ-биологическая обратная связь уменьшила боль, инвалидность и депрессию почти вдвое. [141]
Будзинский и Стойва (1969) показали, что биологическая обратная связь ЭМГ может уменьшить сокращение лобных мышц (лоба). [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 SEMG. [143] МакНалти, Гевирц, Хаббард и Беркофф (1994) предположили, что в основе триггерных точек лежит иннервация мышечных веретен симпатической нервной системой . [144]
Будзинский, Стойва, Адлер и Муллани (1973) сообщили, что слуховая лобная ЭМГ с биологической обратной связью в сочетании с практикой домашней релаксации снижает частоту головных болей напряжения и уровни лобной ЭМГ. Контрольная группа, получившая неусловную (ложную) слуховую обратную связь, не улучшила свои показатели. Это исследование помогло сделать лобную мышцу предпочтительным местом для оценки ЭМГ и лечения головной боли и других психофизиологических расстройств. [145]
Сарджент, Грин и Уолтерс (1972, 1973) продемонстрировали, что согревание рук может предотвратить мигрень и что тренировка аутогенной биологической обратной связи может снизить активность головной боли. Ранние исследования мигрени Меннингера, хотя и были методологически слабыми (без исходных данных до лечения, контрольных групп или случайного распределения по состояниям), сильно повлияли на лечение мигрени. [146] [147] Обзор 2013 года отнес биологическую обратную связь к числу методов, которые могут быть полезны при лечении хронической мигрени. [148] [ нужен неосновной источник ]
Флор (2002) обучал людей с ампутированными конечностями определять местоположение и частоту ударов по культям, что приводило к расширению соответствующих областей коры и значительному уменьшению фантомных болей в конечностях. [149]
Финансовые трейдеры используют биологическую обратную связь как инструмент регулирования уровня эмоционального возбуждения для принятия более эффективных финансовых решений. Технологическая компания Philips и голландский банк ABN AMRO разработали устройство биологической обратной связи для розничных инвесторов на основе датчика кожно-гальванической реакции. [150] Астор и др. (2013) разработали серьезную игру, основанную на биологической обратной связи , в которой лица, принимающие финансовые решения, могут научиться эффективно регулировать свои эмоции с помощью измерения сердечного ритма. [151]
Рандомизированное исследование Sutarto et al. оценили эффект биологической обратной связи резонансного дыхания (распознавание и контроль непроизвольной изменчивости сердечного ритма) среди операторов производства; значительно уменьшились депрессия, тревога и стресс. [152] [ необходим неосновной источник ] Данные о вариабельности сердечного ритма можно анализировать с помощью глубоких нейронных сетей, чтобы точно предсказать уровень стресса. [153] Эта технология используется в мобильном приложении в сочетании с методами осознанности для эффективного снижения стресса. [154]
Метаанализ Кембриджского университета обобщает предыдущие исследования биологической обратной связи , используемой для управления и контроля тревоги. В этой статье предыдущие исследования оцениваются на предмет достоверности и актуальности в отношении того, как они объясняют эффективность биологической обратной связи, используемой в тандеме с другими формами терапии для снижения и управляемости тревоги. Этот анализ пришел к выводу, что использование биологической обратной связи в форме мониторинга ВСР привело к значительному снижению тревожности, о чем сами сообщали, что является последовательным выводом в исследованиях, которые были частью метаанализа. [155]
В исследовании 18 здоровых людей, опубликованном в Международном журнале управления стрессом, было установлено, что с использованием биологической обратной связи наблюдалось значительное улучшение способности людей расслабляться, что выражалось в улучшении показателей по опроснику состояний релаксации Смита 3. тест, который измеряет внимательность, прилив положительных эмоций и базовую релаксацию. [156]
Наблюдательное исследование 2012 года , проведенное Pacella et al. обнаружили значительное улучшение как остроты зрения , так и фиксации при лечении пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна или дегенерацией желтого пятна с помощью лечения с биологической обратной связью через микропериметр MP-1 . [157] [ нужен неосновной источник ]
Мосс, ЛеВак и Хаммонд (2004) заметили, что «биологическая обратная связь и нейробиоуправление, по-видимому, предлагают ту научно обоснованную практику, которую требует учреждение здравоохранения». [158] [159] «С самого начала биологическая обратная связь развивалась как научно-обоснованный подход, вытекающий непосредственно из лабораторных исследований в области психофизиологии и поведенческой терапии. Связи биологической обратной связи / нейробиоуправления с биомедицинской парадигмой и исследованиями сильнее, чем в случае многих других исследований. другие поведенческие вмешательства» (стр. 151). [160]
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 о 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 Гункельман, президент Международного общества нейробиоуправления и исследований, назначили рабочую группу для установления стандартов эффективности биологической обратной связи и нейробиоуправления.
Документ Целевой группы был опубликован в 2002 году [161] , а за ним последовала серия официальных документов, в которых рассматривалась эффективность ряда расстройств. [162] В официальных документах установлена эффективность биологической обратной связи при функциональных аноректальных расстройствах, [163] синдроме дефицита внимания , [164] лицевой боли и дисфункции височно-нижнечелюстного сустава, [165] гипертонии , [166] недержании мочи, [167] феномене Рейно , [168] злоупотребление психоактивными веществами , [169] и головная боль. [6]
Был опубликован более широкий обзор [170] , а затем обновлен [22] , в котором те же стандарты эффективности применялись ко всему спектру медицинских и психологических расстройств. В выпуске 2008 года была рассмотрена эффективность биологической обратной связи при более чем 40 клинических расстройствах, от алкоголизма/злоупотребления психоактивными веществами до вульварного вестибулита . Рейтинги 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 решения проблемы.
Рандомизированное исследование Dehli et al. по сравнению с тем, была ли инъекция наполнителя в анальный канал эффективнее тренировки сфинктера с биологической обратной связью при лечении недержания кала. Оба метода приводят к улучшению FI, но сравнение показателей Святого Марка между группами не выявило различий в эффекте между методами лечения. [171]
После их обзоров Национальный институт здравоохранения и передового опыта 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) приведены для пяти уровней эффективности, рекомендованных совместной рабочей группой и принятых советами директоров Ассоциации прикладной психофизиологии (AAPB) и Международного общества нейрональной регуляции (ISNR). [161] Эти уровни, от самого слабого до самого сильного, включают в себя: не подтвержденные эмпирически, возможно эффективные, вероятно эффективные, действенные, действенные и специфические.
Уровень 1: Эмпирически не подтверждено. Это обозначение включает в себя приложения, поддерживаемые отдельными отчетами и/или практическими исследованиями на нерецензируемых площадках. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории расстройства пищевого поведения, иммунную функцию, травмы спинного мозга и обмороки . [22]
Уровень 2: Возможно, эффективен. Это обозначение требует, по крайней мере, одного исследования достаточной статистической мощности с четко определенными критериями результатов, но без рандомизированного распределения по контрольному состоянию, внутреннему для исследования. Юча и Монтгомери (2008) отнесли астму, аутизм , паралич Белла , церебральный паралич, ХОБЛ, ишемическую болезнь сердца , муковисцидоз , депрессию, эректильную дисфункцию , фибромиалгию, дистонию рук, синдром раздраженного кишечника , посттравматическое стрессовое расстройство , травму от повторяющегося напряжения , дыхательную недостаточность , инсульт. , шум в ушах и недержание мочи у детей к этой категории. [22]
Уровень 3: Вероятно, эффективен. Это обозначение требует проведения многочисленных обсервационных исследований, клинических исследований, исследований, контролируемых списком ожидания, а также внутрисубъектных и внутрисубъектных исследований, которые демонстрируют эффективность. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории алкоголизм и злоупотребление психоактивными веществами, артриты , сахарный диабет , нарушения кала 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 удовлетворения шести критериев:
(a) При сравнении с контрольной группой без лечения, группой альтернативного лечения или фиктивным контролем (плацебо) с использованием рандомизированного распределения показано, что исследуемое лечение статистически значимо превосходит контрольное состояние или исследуемое лечение эквивалентно лечение с установленной эффективностью в исследовании с достаточной мощностью, чтобы обнаружить умеренные различия.
(b) Исследования проводились среди населения, получавшего лечение по поводу конкретной проблемы, для которого критерии включения определены надежным и оперативным образом.
(c) В исследовании использовались действительные и четко определенные показатели результатов, связанные с решаемой проблемой.
(d) Данные подвергаются соответствующему анализу данных.
(e) Переменные и процедуры диагностики и лечения четко определены таким образом, чтобы обеспечить возможность повторения исследования независимыми исследователями.
(f) Превосходство или эквивалентность исследуемого лечения было продемонстрировано как минимум в двух независимых исследованиях.
Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ), тревогу, хроническую боль, эпилепсию, запор (взрослые), головную боль (взрослые), гипертонию, укачивание , болезнь Рейно и дисфункцию височно-нижнечелюстного сустава. [22]
Уровень 5: Эффективный и конкретный. Необходимо доказать, что исследуемое лечение статистически превосходит заслуживающую доверия фиктивную терапию, таблетки или альтернативное добросовестное лечение, по крайней мере, в двух независимых исследовательских учреждениях. Юча и Монтгомери (2008) отнесли к этой категории недержание мочи (женщины). [22]
В среде здравоохранения, которая уделяет особое внимание сдерживанию затрат и научно обоснованной практике, критики задаются вопросом, насколько эти методы лечения сравниваются с традиционными поведенческими и медицинскими вмешательствами по эффективности и стоимости. [172] Обзор метаанализа методов биологической обратной связи отметил отсутствие сравнений с существующими методами лечения в большинстве включенных исследований. [4] [5]
Ассоциация прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (ААПБ) — 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) [173] спонсирует международное образование, обучение и исследовательскую деятельность в области биологической и нейробиоуправления. [52] Северо-восточная региональная ассоциация биологической обратной связи (NRBS) [174] спонсирует тематические образовательные конференции, политическую пропаганду законодательства, благоприятного для биологической обратной связи, и исследовательскую деятельность в области биологической обратной связи и нейробиоуправления в северо-восточных регионах Соединенных Штатов. Юго-восточная ассоциация биологической обратной связи и клинической нейронауки (SBCNA) [175] — это некоммерческая региональная организация, поддерживающая специалистов по биологической обратной связи с помощью непрерывного образования, этических принципов и осведомленности общественности, способствующих эффективности и безопасности профессиональной биологической обратной связи. SBCNA предлагает ежегодную конференцию для непрерывного профессионального образования, а также продвижение биологической обратной связи в качестве дополнения к смежным профессиям здравоохранения. Формально SBCNA было Обществом биологической обратной связи Северной Каролины (NCBS), обслуживающим биологическую обратную связь с 1970-х годов. В 2013 году NCBS была реорганизована в SBCNA, поддерживающую и представляющую биологическую и нейробиологическую обратную связь в Юго-восточном регионе Соединенных Штатов Америки. [176]
Международный альянс по сертификации биологической обратной связи (ранее Американский институт сертификации биологической обратной связи) — некоммерческая организация, являющаяся членом Института повышения квалификации (ICE). BCIA предлагает сертификацию биологической обратной связи, сертификацию нейробиоуправления (также называемую биологической обратной связью ЭЭГ) и биологическую обратную связь при дисфункции мышц таза. BCIA сертифицирует лиц, соответствующих стандартам образования и подготовки в области биологической и нейробиоуправления, а также постепенно ресертифицирует лиц, соответствующих требованиям непрерывного образования. Сертификация BCIA была одобрена Клиникой Мэйо, [177] Ассоциацией прикладной психофизиологии и биологической обратной связи (AAPB), Международным обществом нейробиоуправления и исследований (ISNR) [52] и Законодательным собранием штата Вашингтон. [178]
Требования к дидактическому образованию BCIA включают 48-часовой курс в академическом учреждении, аккредитованном на региональном уровне, или утвержденную BCIA программу обучения, которая охватывает полный общий план знаний по биологической обратной связи и изучение анатомии и физиологии человека. Области общего плана знаний по биологической обратной связи включают: I. Ориентация на биологическую обратную связь, II. Стресс, преодоление трудностей и болезни, III. Психофизиологическая запись, IV. Применение поверхностной электромиографии (SEMG), V. Применение вегетативной нервной системы (ANS), VI. Применение электроэнцефалографии (ЭЭГ), VII. Дополнительные вмешательства и VIII. Профессиональное поведение. [179]
Кандидаты могут продемонстрировать свои знания анатомии и физиологии человека, пройдя курс по анатомии человека, физиологии человека или биологии человека, проводимый академическим учреждением с региональной аккредитацией, или программу обучения, утвержденную BCIA, или успешно сдав экзамен по анатомии и физиологии, охватывающий организация человеческого организма и его систем.
Кандидаты также должны документировать обучение практическим навыкам, которое включает 20 контактных часов под руководством наставника, утвержденного BCIA, предназначенного для обучения их применению клинических навыков биологической обратной связи посредством обучения саморегуляции, 50 сессий с пациентом/клиентом и презентаций на конференциях. Дистанционное обучение позволяет абитуриентам выполнять дидактическую курсовую работу через Интернет. Дистанционное наставничество обучает кандидатов, не выходя из дома или офиса. [180] Они должны проходить повторную аттестацию каждые 4 года, проходить 55 часов непрерывного образования в течение каждого контрольного периода или сдавать письменный экзамен, а также подтверждать, что их лицензия/удостоверения (или лицензия/удостоверения их руководителя) не были приостановлены, расследованы или отозваны. . [181]
Клод Бернар в 1865 году предположил, что организм стремится поддерживать устойчивое состояние во внутренней среде ( среде intérieur ), введя понятие гомеостаза . [182] В 1885 году Дж. Р. Тарчанов показал, что произвольный контроль сердечного ритма может быть достаточно прямым (корково-вегетативным) и не зависит от «обманывания» путем изменения частоты дыхания. [183] В 1901 году Дж. Х. Бэйр изучал произвольный контроль над retrahens aurem мышцей, которая шевелит ухом , обнаружив, что испытуемые обучались этому навыку, подавляя мешающие мышцы, и продемонстрировав, что скелетные мышцы саморегулируются. [184] Александр Грэм Белл попытался научить глухих говорить с помощью двух устройств — фонавтографа , созданного Эдуардом-Леоном Скоттом , и манометрического пламени . Первый преобразовывал звуковые вибрации в следы на дымчатом стекле, чтобы показать их акустические формы, а второй позволял отображать звук в виде световых узоров. [185] После Второй мировой войны математик Норберт Винер разработал кибернетическую теорию , которая предположила, что системы контролируются путем мониторинга их результатов. [186] Участники знаменательной конференции 1969 года в отеле Surfrider Inn в Санта-Монике придумали термин « биологическая обратная связь» на основе отзывов Винера . Результатом конференции стало основание Общества исследований биологической обратной связи, которое позволило обычно изолированным исследователям контактировать и сотрудничать друг с другом, а также популяризировало термин « биологическая обратная связь» . [187] Работа Б. Ф. Скиннера побудила исследователей применить оперантное обусловливание к биологической обратной связи и решить, какие реакции можно произвольно контролировать, а какие нет. В первой экспериментальной демонстрации биологической обратной связи Ширн [188] использовал эти процедуры с частотой сердечных сокращений. Влияние восприятия активности вегетативной нервной системы первоначально исследовалось группой Джорджа Мандлера в 1958 году. В 1965 году Майя Лисина объединила классическое и оперантное обусловливание, чтобы научить испытуемых изменять диаметр кровеносных сосудов, вызывая и демонстрируя рефлекторные изменения кровотока для обучения. испытуемые, как добровольно контролировать температуру своей кожи. [189] В 1974 году Х.Д. Киммель тренировал испытуемых потеть, используя кожно-гальваническую реакцию. [190]
1958 г. – группа Г. Мандлера исследовала процесс вегетативной обратной связи и ее эффекты. [191]
1962 – Д. Ширн использовал обратную связь вместо условных раздражителей для изменения частоты сердечных сокращений. [109]
1962 - Публикация Джона Басмаджиана и Карло Де Лука « Живые мышцы» [192]
1968 - Ежегодная исследовательская встреча Администрации 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 собрание 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 Д. Ширна по биологической обратной связи в «Справочнике по психофизиологии». [193]
1974 - Публикация «Альфа-программы: Справочник по альфа-активности ЭЭГ человека» [194] и первой популярной книги по биологической обратной связи « Новый разум, новое тело » [195] (декабрь), обе Барбары Б. Браун.
1975 г. - основана Американская ассоциация клиницистов с биологической обратной связью; публикация Барбары Б. Браун « Программа биологической обратной связи: справочник по психофизиологическому исследованию биологической обратной связи» [196]
1976 – BRS переименовано в Американское общество биологической обратной связи (BSA).
1977 – Публикация книг Элмера и Элис Грин « За пределами биологической обратной связи » [88] и «Биологическая обратная связь: методы и процедуры в клинической практике » Джорджа Фуллера [197] и «Стресс и искусство биологической обратной связи» Барбары Б. Браун [198].
1978 – Публикация « Биологической обратной связи: обзор литературы» Фрэнсин Батлер [199]
1979 – Публикация « Биологическая обратная связь: принципы и практика для клиницистов » Джона Басмаджяна [200] и «Интеграция разума и тела: основные материалы по биологической обратной связи» Эрика Пепера, Сони Анколи и Мишель Куинн [201].
1980 – Первый национальный сертификационный экзамен по биологической обратной связи, предложенный Американским институтом сертификации биологической обратной связи (BCIA); публикация книг «Биологическая обратная связь: клинические применения в поведенческой медицине » Дэвида Олтона и Аарона Нунберга [202] и «Суперразум: предельная энергия» Барбары Б. Браун [203]
1984 – Публикация « Принципов и практики управления стрессом » Вулфолка и Лерера [204] и «Между здоровьем и болезнью: новые представления о стрессе и природе благополучия» Барбары Б. Браун [205]
1984 — Публикация книги Марка Голина «Способ борьбы со стрессом с помощью биологической обратной связи» в журнале Prevention. 1984 г.
1987 – Публикация Марка Шварца «Биологическая обратная связь: Руководство для практикующего» [206]
1989 - BSA переименована в Ассоциацию прикладной психофизиологии и биологической обратной связи.
1991 – Первый национальный сертификационный экзамен по управлению стрессом, предложенный BCIA.
1994 г. - в рамках AAPB созданы секции мозговых волн и ЭМГ.
1995 – Основано Общество изучения нейрональной регуляции (SSNR).
1996 г. – основан Европейский фонд биологической обратной связи (BFE).
1999 - SSNR переименована в Общество нейрональной регуляции (SNR).
2002 г. - SNR переименовано в Международное общество нейрональной регуляции (ISNR).
2003 – Публикация книги Томпсона и Томпсона «Нейроуправление» [207]
2004 – Публикация научно обоснованной практики биологической обратной связи и нейробиоуправления Кэролин Юча и Кристофера Гилберта [208]
2006 – ISNR переименован в Международное общество нейробиоуправления и исследований (ISNR).
2008 - Создан Альянс биологической обратной связи Neurofeedback Alliance для объединения ресурсов AAPB, BCIA и ISNR для совместных инициатив.
2008 г. - Альянс биологической обратной связи и Рабочая группа по номенклатуре определяют биологическую обратную связь.
2009 г. – Международное общество нейробиоуправления и исследований дает определение нейробиоуправлению [209].
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)
СМИ, связанные с биологической обратной связью, на Викискладе?