Вегетативные показатели в идентификации состояний психоэмоционального напряжения.

Особое место в диагностике функциональных состояний занимают сердечно-сосудистые показатели. Использование их в практике для определения состояния человека основывается на широко известных фактах о сильной подверженности работы сердца и сосудов психическим воздействиям, о роли переживаний и психических травм в возникновении нарушений сердечного ритма.

Изменения сердечного ритма являются важным звеном в адаптации организма к условиям внешней и внутренней среды, что открывает возможности использования характеристик сердечного ритма для оценки функционального состояния организма в целом.

При проведении экспериментов исследователи обратили внимание на связь изменений частоты сердечных сокращений (ЧСС) с индивидуальной тенденцией к принятию или отвержению сенсорного воздействия, что выражалось в замедлении или ускорении частоты пульса соответственно.

Н. Е. Соколов и А. И. Станкус стали рассматривать изменения ЧСС на иформационную нагрузку как результат индивидуального реагирования по типу ориентировочного, или оборонительного, рефлекса.

В дальнейшем, развивая метод диагностики функциональных состояний на основе оценки сердечного ритма, исследователи обратились к показателям, суммарно характеризующим синусовую аритмию. В качестве такой меры обычно используют дисперсию о М1-интервалов, получаемых в процессе регистрации электрокардиограммы во втором стандартном отведении. Для характеристики вариабельности ЯЯ-интервалов часто употребляется стандартное отклонение (ЗБгг), равное квадратному корню из дисперсии.

Во многих работах было показано, что все показатели вариативности сердечного ритма по сравнению с его средними значениями являются более чувствительными к физическим и психическим нагрузкам, особенно в условиях малых напряжений (Эриксон). Реакция показателей аритмии сердечного ритма на нагрузку характеризуется устойчивостью и обычно выглядит как уменьшение вариабельности сердечных циклов.

Вместе с тем встречаются сообщения и об одно временном изменении двух показателей: вариабельности сердечного ритма и ЧСС. Чаще всего это отмечает ся при выполнении физической работы.

Реципрокные изменения этих параметров были отмечены и во время интеллектуальной нагрузки при выполнении задания, требующего выбора одной реакции из двух возможных.

Таким образом, показатель синусовой аритмии в комплексе с ЧСС или без него, казалось бы, достаточно надежно позволяет судить об изменениях функционального состояния во время деятельности человека.

Однако более тщательное исследование диагностических возможностей показателя вариативности кардиоинтервалов вскрыло его недостатки, особенно в условиях высокого физического и психического на пряжения. На фоне высокой ЧСС дополнительные физические и психические нагрузки не способны существенно изменять вариативность И1-интервалов.

На этом основании Эриксон, использовавший для оценки синусовой аритмии коэффициент вариации, предлагает рассматривать вариативность интервалов как независимый от ЧСС показатель сердечно-сосудистой системы, который, однако, чувствителен только к малым нагрузкам. Им отмечено, что наибольшее снижение вариабельности сердечного ритма наблюдается при малых нервно психических напряжениях. На изменения в условиях больших нагрузок и психического стресса он слабо реагирует. Таким образом, наибо * * ^ 'V

^ 5 д

лее эффективно данный показатель синусовой аритмии работает только на нижнем конце активационного континуума.

В 60-е годы было предложено изучать последовательность И11- интервалов в виде их гистограммы — распределения длительности кардиоинтервалов.

Асимметричные гистограммы — со «скошенностью вправо» и «левой скошенностью» — могут наблюдаться во время переходных процессов. Например, от состояния покоя к физическим нагрузкам или к психоэмоциональному напряжению.

Количественная оценка гистограммы ведется по статистическим показателям — среднеарифметическое (М), мода (Мо), амплитуда моды (АМо), вариационный размах (дХ). Малая разница между модой и средним арифметическим гистограммы свидетельствует о нормальном законе распределения, характерном для здоровых людей в состоянии покоя.

По параметрам гистограммы ЯК-интервалов вычисляют ряд следующих вторичных показателей. Индекс вегетативного равновесия (ИВР = АМо/дХ), который, как полагают, указывает на соотношение активностей симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС). Чем больше его значение, тем больше вклад

симпатической регуляции.

Вегетативный показатель ритма (ВПР = 1/Мо хдХ), который также позволяет судить о вегетативном балансе, но с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции сердечного ритма. Чем выше активность автономного контура, тем сильнее влияние парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и тем меньше значение ВПР.

Во все времена исследователей не оставляло стремление найти такие интегральные показатели функционального состояния человека, по которым можно было бы охарактеризовать его сдвиги по единой шкале активации.

Примером такого подхода является индекс напряжения (ИН = АМс/ (2дХ х Mo), предложенный в 1937 году Г. И. Сидоренко, а затем модифицированный Р. М. Баевским с сотрудниками.

Индекс напряжения является суммарной характеристикой гистограммы распределения RR-интервалов.

Под влиянием информационной нагрузки гистограмма распределения RR-трансформируется: ее центр смещается в направлении более коротких интервалов, гистограмма становится более компактной.

Однако было установлено, что возможности использования индекса напряжения для диагностики функционального состояния существенно зависят от индивидуальности человека (H. Н. Данилова, С. Г. Коршунова) и могут давать разноречивые результаты.

Из вышесказанного ясно, что различные показатели сердечного ритма (ЧСС, измерение вариабельности сердечного ритма и индекс напряжения) обладают различными возможностями при диагностике состояний. Информация о состоянии субъекта, извлекаемая из динамики ЧСС, малонадежна. Показатель вариативности сердечного ритма более устойчиво связан со сдвигами в функциональном состоянии, но только в условиях малых нагрузок. Изменения в условиях нервнопсихичес-

кого напряжения, стресса, а у лабильных субъектов — ив более спокойных ситуациях наилучшим образом оцениваются с помощью индекса напряжения.

Таким образом, используя для диагностики функциональных состояний статистические показатели сердечного ритма, непременно следует учитывать те их ограничения, которые отмечены выше.

Ограниченные возможности использования средних значений и коэффициента вариации ЯК-интер-валов в диагностике функционального состояния в определенной степени объясняются тем, что общий показатель вариативности кардиоинтервалов отражает влияние нескольких источников модуляции на пейс-мекер сердечного ритма. Они часто действуют независимо друг от друга. И один и тот же конечный эффект, выражающийся в увеличении или уменьшении общей дисперсии, может скрывать различную комбинацию влияний и тем самым различные изменения в состоянии субъекта.

В 1971 году на совещании Эргономического научного общества, посвященного вариабельности сердечного ритма и измерению умственной нагрузки, было предложено для характеристики вариабельности кардиоинтервалов использовать анализ спектральной мощности ритмограммы сердца (РГ).

Дальнейшее развитие этого подхода подтвердило, что источники модуляции сердечного ритма успешно могут быть изучены методами спектрального анализа. Они могут быть выделены с помощью частотного спектра ритмограммы сердца, дающего представение о составе модуляйующих влияний на RR-интервалы и о частотах, на которых осуществляется эта модуляция.

При графическом построении ритмограммы сердца в наших исследованиях в созданном нами программно-аппаратном комплексе по оси ординат откладыва ется длительность кардиоинтервалов в секундах, а по оси абсцисс — порядковый номер RR-интервалов ЭКГ (рис. 3). При последующей математической обработке ритмокардиограммы, в частности для построения ее ча статного спектра, используется огибающая ритмокар диограмма, отражающая динамику флуктуации RR-ин тервалов.

В синусовом ритме различают периодические и непериодические колебания. Выделение отдельных пе риодических составляющих осуществляется на основе формальных признаков — положения пика на частотной оси. Однако регистрация ЭКГ параллельно с другими вегетативными показателями, такими как артериальное давление и дыхание, позволяет связать отдель ные пики в частотном спектре РГ сердца с различными физиологическими системами, которые оказывают модулирующее влияние на RR-интервал.

При интерпретации частотных составляющих спектра РГ сердца наиболее часто обращаются к трехкомпонентной теории регуляции сердечного ритма, активно разрабатываемой Д. И. Жемайтите и ее коллегами.

С позиций трехкомпонентной теории (Д. И. Жемайтите) частотный спектр, характеризующий РГ сердца, содержит три зоны частот, на которых сердечный ритм взаимодействует с тремя системами (рис. 4).

Полагают, что система регуляции температурных и обменных процессов, использующая гуморальные ме ханизмы, представлена в спектре самой медленной со ставляющей (МС) — диапазон частот от 0 до 0,

05 Гц (В.

связан с частотными характеристиками барорецепторного рефлекса и обусловлен колебательным характером системы вазомоторного центра (S. Akselrod, D. Gordon, В. W. Hyndman, R. I. Kitney). Влияние со стороны дыхательной системы на вариа-

Рис 4. Функция спектральной плотности мгновенной частоты сердечных сокращении (ЧСС) с тремя

основными характерными максимумами:

(О 02-0,09 Гц);

в средней полосе частот (0,09Л0.15 Гц);

высокочастотный (0,35-0,44 1 ц): плотность мощности флуктуации

ЧСС, 2

_ низкочастотный максимум; 3

- максимум в области средних частот; 4

— высокочастотный максимум.

бельность RR-интервалов представлено высокочастотной составляющей (ВС) — диапазон частот от 0,11 или 0,2 до 0,5 Гц (I. Barger, R. J. Cohen).

Чем сильнее модулирующее влияние дыхания, тем больше дисперсия колебаний RR-интервалов в зоне высокочастотных составляющих или, другими словами, тем больше амплитуда пика в ритмокардиографическом спектре в зоне 0,11-0,5 Гц. Полагают, что дыхательная аритмия определяется тем, что при каждом вдохе и выдохе сигналы по парасимпатическому нерву рефлек-торно замедляют и ускоряют интервалы между ударами сердца с той частотой, с которой производится вдох и выдох.

В зоне среднечастотного спектра ритмограммы преимущественно отражается активность симпатической нервной системы, связанная с регуляцией среднего уровня артериального давления. Усиление активности в среднечастотной зоне получило название волн Траубе—Геринга, так как Траубе в 1865 году впервые описал медленные колебания артериального давления, а Геринг в 1869 г. попытался дать им объяснение.

Связь медленных составляющих в спектре ритмограммы с эндогенной модуляцией гуморального типа была подтверждена экспериментами Е. И. Соколова, Д. И. Жемайтите и Г. А. Воронецкас, которые исследовали влияние на ритм сердца фармакологической блокады, проводимой как раздельно, так и совместно для парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы с помощью атропина и пропранолона соответственно. Было показано, что эндогенная модуляция, сохраняющаяся после устранения парасимпатических и симпатических влияний, охватывает широкий диапазон частот от высокочастотных до медленных составляющих, но особенно сильно ее влияние представлено в зоне самых медленных колебаний.

Из этого следует, что уровни центрального управления, оказывая модулирующее влияние на функциональное состояние организма на различных частотах, генетически, или конституционально, предопределены. При этом по мере перехода к более высоким уровням управления период модулирующих колебаний увеличивается. Чем интенсивней модуляция сердечного ритма волнами того или иного периода, тем активней принимает участие в регуляции ритма сердца соответствующий уровень управления. Наиболее показательными в идентификации эмоционально значимых состояний являются медленные, низкочастотные составляющие частотных диапазонов как в спектре ЭЭГ (тета-ритм), так и в спектре РГ (б нчс.). На рис. 3 представлены два типа РГ сердца, которые довольно часто встречались среди наших испытуемых: с хорошо выраженной высокочастотной модуляцией RR-интервала и со значительно более стабильным кардиоинтервалом.

Как бы ни были показательны рассмотренные нами физиологические параметры, они регистрируются контактными датчиками. Это обстоятельство является одним из основных препятствий для широкого внедрения их в практику. Анализ литературных источников, касающихся контроля эмоциональных состояний человека в преломлении к проблемам психологической экспертизы, позволяет считать одной из сложных задач выбор не только наиболее информативных методик, но и таких, которые не причиняли бы неудобств и при необходимости могли быть использованы скрытно. Идеальными в этом отношении являются методы с использованием бесконтактных датчиков.

За последние годы предложено несколько таких методов (П. Гуляев, 1969; А. Н. Лукьянов и М. Ф. Фролов, 1969; В. Г. Шаронин, 1970), но в большинстве своем они очень проблематичны. Поиски бесконтактных датчиков привели к баллистокардиографии, которая позволяет бесконтактно исследовать три физиологические функции человека: сердечно-сосудистую, дыхательную деятельность и двигательную активность. Методика применяется на баллистокардиографе (Gordon, 1877), его модификации (вертикальная баллистокардиография) и еще ряде подобных устройств.

Все эти устройства, за исключением последнего («матрац тревоги» для контроля дыхания у новорожденных) применяются для кратковременного исследования (3-5 минут) при условии полного покоя испытуемого. Бесконтактные датчики могут быть рассмотрены и как актографы, ибо при движениях человека они дают информацию об общей двигательной активности. Двигательная активность является интегральным показателем функционального состояния человека, но метод актографии по ряду причин не нашел должной оценки.

Встречается описание устройства, которое позволяет одномоментно регистрировать ЧСС и дыхательные движения в состоянии покоя. Это платформа в виде кресла, между листами которой проложена вакуумная резина, а по периметру и на специальных пружинах размещены пьезокристалы. С помощью этого устройства выявлена четкая связь двигательной активности и эмоционального напряжения.

В последнее время активно разрабатываются автоматизированные системы определения эмоционального состояния человека по акустическим характеристикам речи. Речь оказывает существенное влияние на формирование психических процессов человека. И в то же время в речи находят отражение все изменения эмоционального состояния человека (Н. А. Еращенко, 1986; Носенко Э. Л. и др., 1974), которые легко воспринимаются ухом. В ряде работ было установлено, что при эмоциональном напряжении происходит изменение акустикотемпоральных характеристик речевого потока, что может быть использовано для объективной диагностики эмоционально значимых состояний.

Подводя итог сказанному, отметим, что для того чтобы использовать вышеописанные методики в конкретных условиях производства судебнопсихологической экспертизы, а также в оперативных целях при расследовании и судебном рассмотрении дел, необходимо обнаружить эмоционально значимые сигналы в однородном ряду. Наши эмоциональные реакции неспецифичны для различных поводов и потребностей. Поэтому идентификация эмоционально значимых стимулов представляет собой значительные трудности.

В настоящее время при производстве специальных полиграфических испытаний особое значение приобретает воздействие информации. Если ее использовать так, чтобы она вызывала сильную эмоциональную реакцию, —

это и будет решением задачи. Обязательным условием при проведении исследований эмоциональной значимости каких-либо раздражителей при производстве психологической экспертизы является создание обычной спокойной обстановки, так как в противном случае человек окажется в состоянии сильного эмоционального напряжения. При этом любой вопрос будет вызывать бурную эмоциональную реакцию.

При проведении экспертизы эксперту приходится многократно ставить так называемые нейтральные вопросы, не относящиеся к конфликтной ситуации. И только после того, как реакции угасают, неожиданно произносятся эмоционально значимые слова. Процесс такого обследования длителен и трудоемок и требует участия квалифицированного психофизиолога.

Зарубежная практика показывает, что использование подобной специальной аппаратуры дает от 73% до 92% правильных заключений, и в этом заключается бесспорность научного обоснования физиологических аспектов данной проблемы. Задача заключается в том, чтобы повысить диагностическую точность специальных психофизиологических испытаний, что предполагает разработку новых концептуальных подходов к интерпретации полученных данных с позиций индивидуальной нормы.

Вопросы для самоподготовки: 1.

Какие подходы существовали по поводу трактовки эмоций у представителей различных психологических школ? 2.

Какие виды эмоций выделяются в современных физиологических теориях и их особенности? 3.

Как трактуются эмоции с точки зрения потребностно- информационной теории П. В. Симонова? 4.

Какую роль выполняют первичные и вторичные эмоции в процессе приспособления индивида к условиям жизнедеятельности? 5.

Какое влияние оказывают эмоции на протекание процессов регуляции и деятельность человека? 6.

Какие существуют методики оценки состояний психоэмоционального напряжения у человека? 7.

В чем заключается суть электроэнцефалогра-фических методов исследования? 8.

Какие вегетативные показатели позволяют идентифицировать эмоционально значимые состояния?