Взаємозв`язок еег-характеристик з рівнем неспання - електроенцефалограма і функціональні стану людини

Вступ

Спокійне неспання є одним з цілого спектра станів людини. Їх існування настільки очевидно, що до недавнього часу питання про особливості кожного з них, про способи їх об`єктивної ідентифікації взагалі не ставилося в практичному плані. Ситуація докорінно змінилася тоді, коли стало очевидно, що стан людини в значній мірі визначає якість протікання всіх без винятку психічних процесів, ефективність діяльності, саму можливість її реалізації.
Звертаючись до історії розвитку вітчизняної фізіологічної науки слід відзначити, що в ній протягом тривалого часу послідовно висловлювалися ідеї про визначальну роль стану для діяльності як окремих органів і їх систем, так і організму в цілому. Як відзначав, зокрема, А. А.Ухтомскій (1978, с.7), &ldquo-нормальне відправлення органу (наприклад, нервового центру) в організмі тобто не визначене, раз назавжди незмінне якість даного органу, але функція його стану&rdquo-. Ще в 1911 році, в своїй магістерській дисертації він писав: &ldquo-Нормальна кортикальная діяльність відбувається не так, ніби вона спирається на раз назавжди певну і постійну функціональну статику різних фокусів як носіїв окремих функцій-вона спирається на невпинну межцентральних динаміку збуджень в ... центрах, яка визначається мінливими функціональними станами всіх цих апаратів&rdquo-.
Розробка П. К. Анохіним (1968) теорії функціональних систем привела до наповнення відомого в фізіології терміна &ldquo-функціональний стан&rdquo- якісно новим змістом, визначила його положення в системі фізіологічних категорій.
В даний час проблеми функціонального стану в різних її аспектах присвячені численні дослідження, узагальнені в ряді монографій і тематичних збірок (М.М. Данилова, 1985- М.Н.Ліванов і ін., 1988- B. Н.Кірой, 1991 і ін .). Інтенсивно розробляються як її теоретичні аспекти, пов`язані з розумінням механізмів формування стану, так і суто прикладні, спрямовані на розробку методів і технічних засобів контролю і прогнозу функціонального стану, перш за все - людини-оператора.
На рівні буденної свідомості диференціація більшості станів людини представляється завданням тривіальної. До певної міри це дійсно так, оскільки ми щодня і досить ефективно вирішуємо цю задачу, будуючи на цій основі нашу поведінку і взаємини з іншими людьми. Для того, щоб з`ясувати, в якому стані знаходиться людина, найчастіше досить вже зовнішнього спостереження за його поведінкою. Саме таким чином ми диференціюючи стану спокійного неспання (спокою), сну, активного, в тому числі, емоційного неспання і деякі інші. І в нашій суспільній практиці поведінкові критерії, як правило, виявляються достатніми. Так, при цьому існує певна ймовірність здійснення помилки, але практично завжди є можливість перевірки та корекції своєї поведінки за результатами цієї перевірки. Та й ціна цих помилок найчастіше невелика.
Інша річ наукові спостереження і об`єктивний контроль за станом людини, діяльність якого може мати катастрофічні економічні чи соціальні наслідки - людини-оператора. У практиці наукових досліджень ідентифікація того чи іншого стану здійснюється на основі різнобічного контролю особистості з використанням комплексу якісно різних показників. Іноді для цілеспрямованого формування стану використовується включення людини в будь-яку діяльність, а результати її виконання поряд з іншими об`єктивними і суб`єктивними оцінками враховуються при оцінці його поточного стану. Традиційно в цих цілях використовуються і інтелектуальні завдання, спектр яких надзвичайно широкий.
Створення і широке впровадження в практику автоматизованих систем управління, в яких людині відводяться найбільш відповідальні функції, пов`язані з прийняттям рішень, істотно підвищило рівень вимог до його готівковим станом. Сьогодні на порядку денному стоять питання створення спеціалізованих технічних засобів об`єктивного контролю цього стану і його прогнозу з імовірністю, що представляє практичний інтерес. Для його опису стали використовуватися суто технічні терміни (такі, наприклад, як надійність, стійкість і т.д.), що не допускають якісних і імовірнісних оцінок. Абсолютно точне знання параметрів поточного стану людини стає необхідною умовою його включення в систему управління.
Незважаючи на велику кількість підходів до вирішення проблеми контролю за функціональним станом людини, в останні роки вони концентруються навколо порівняно вузького кола показників, серед яких центральне місце займають такі, як ЕКГ, КГР і деякі інші. При цьому слід зазначити зростаючий інтерес до ЕЕГ, яка традиційно використовувалася лише для вирішення завдань клінічної діагностики. Дослідження, що проводяться в цій області, зайняли міцне місце в інженерній психології і фізіології праці і значно збагатили наші уявлення про просторово-тимчасовій структурі біоелектричної активності мозку людини. Звісно ж, що вони можуть значно просунути і рішення цілого ряду завдань клінічної діагностики, розширити наші знання про механізми діяльності мозку і наблизити нас до розуміння таких складних явищ, як свідомість, підсвідомість і взагалі психіка у всіх її різноманітних проявах.
Стан будь-якого живого організму, у тому числі, і людини можна описувати на різних рівнях його життєдіяльності - від стану субклітинних утворень і одиничних клітин, органів і їх систем аж до поведінки. В даний час в фізіології і психології в цих цілях використовуються такі засадничі поняття, як &ldquo-функціональний стан&rdquo-, &ldquo-рівень активації&rdquo- і &ldquo-рівень неспання&rdquo-.
Під функціональним станом людини, як правило, розуміють &ldquo-інтегральний комплекс наявних характеристик і властивостей організму, які прямо або побічно визначають діяльність людини ... ФС є системний відповідь організму, що забезпечує його адекватність вимогам діяльності.&rdquo- (Словник фізіологічних термінів, 1987, с.408). По-суті, це потенційна можливість живої системи виконувати в конкретних умовах її життєдіяльності специфічну для неї функцію (або сукупність таких функцій). Очевидно, що функціональний стан людини визначається станом його здоров`я, умовами середовища, а також ступенем залучення до діяльності та її специфікою.
Під рівнем активації в цілому розуміється &ldquo -... положення стану активності на шкалі рівнів неспання&rdquo-. При цьому наголошується, що на відміну від стадій сну, стану пасивного (спокійного), активного і емоційного неспання, мабуть, &ldquo -... не можуть бути впорядковані в рамках одновимірної шкали, оскільки володіють специфічністю, що залежить від структури діяльності&rdquo- (там же, с. 388). Сама реакція активації розглядається при цьому як &ldquo -... сукупність єлектрографических ознак, супутніх підвищенню рівня неспання ...&rdquo-, а &ldquo -... окремим випадком реакції активації є блокада альфа-ритму&rdquo- (там же, с. 19).
Численні експериментальні дослідження, виконані на самих різних рівнях організації живих систем, показали, що між рівнем неспання і рівнем активації (в тому числі, рівнем активації нервових центрів) існує досить виражена взаємозв`язок. У загальному вигляді графічно вона представлена на схемі, запропонованій В.Блоком (МАЛЮНОК 28).
Як випливає зі схеми, підвищення рівня неспання безпосередньо (причинно) пов`язане з підвищенням рівня активації організму, хоча практично така зв`язок може бути простежено далеко не завжди, в діяльності далеко не всіх систем організму. Однак в ЕЕГ такий взаємозв`язок може бути простежено досить чітко.
Узагальнюючи фактичний матеріал, накопичений в цій області, багато дослідників прийшли до висновку про те, що зі зростанням рівня активації ЦНС відзначається підвищення частоти і зниження амплітуди і регулярності хвиль ЕЕГ. Графічно така залежність може бути простежено на схемі, запропонованій Дж. Хессет (МАЛЮНОК 29). Більш детально характеристики ЕЕГ людини в станах спокійного і активного неспання будуть проаналізовані нами нижче.

Малюнок 28.
Залежність між рівнем активації нервових центрів, рівнем неспання (1) і ефективністю поведінки (2). Цит. по В.Блоку, 1970.

Малюнок 29.
Співвідношення амплітудно-частотних характеристик мозкових хвиль і рівня неспання.
Цит. по Дж.Хессету, 1981.