Аппаратно-программный комплекс по определению индивидуального режима двигательной активности на основе комплексной оценки вегетативного гомеостаза

Приоритетным направлением развития современного спорта высших достижений и массовой физической культуры является максимальная дифференциация программ спортивных тренировок и занятий в соответствии с индивидуальными особенностями функционирования организма. При этом важно, чтобы в качестве индикаторов индивидуальных особенностей выступали не только текущие показатели функционирования, но и некие глобальные системообразующие параметры деятельности организма [7]. В качестве одного из таких параметров мы предлагаем использовать исходный вегетативный тонус [4]. Именно он является генетически обусловленным системообразующим фактором в деятельности вегетативной нервной системы, которая обеспечивает эффективную адаптацию человека к любым изменениям как внешней, так и внутренней среды организма [1]. Важность определения исходного вегетативного тонуса (ИВТ) обусловлена целым рядом причин. Во-первых, ИВТ детерминирует характер вегетативной реактивности и вегетативного обеспечения деятельности, а также склонность к определенному типу вегетативной дизрегуляции [6]. Во-вторых, ИВТ обуславливает предрасположенность к развитию определенных заболеваний (при ваготонии чаще встречаются бронхиальная астма и язвенная болезнь желудка, а для симпатикотоников более характерна артериальная гипертензия). В-третьих, в основе ИВТ лежит определенный нейромедиаторный фон, который служит субстратом дифференцированной фармакотерапии, фитотерапии и физиотерапии [5]. И, в-четвертых, тип исходного вегетативного тонуса определяет индивидуальные физические и психологические особенности организма, знание которых позволяет разработать индивидуализированные программы двигательной активности. Последний факт очень важен, так как нерациональное использование возможностей вегетативной нервной системы часто приводит к развитию синдрома вегетативной дистонии в процессе тренировок, тогда как ее гармоничное состояние во многом определяет сохранение хорошего функционирования организма спортсмена или человека, занимающегося физической культурой [2]. Поэтому необходимо обеспечить соответствие физической нагрузки индивидуальным особенностям вегетативной регуляции не только в количественном отношении, но и в качественном, содержательном наполнении, опираясь на комплексную характеристику физических и психологических особенностей организма в зависимости от типа исходного вегетативного тонуса (ваготония или симпатикотония). Их изучением мы, совместно с компанией «Нейрософт», занимались на протяжении последних 10 лет. При этом было проведено комплексное обследование более тысячи детей в возрасте 7–17 лет [3].

Психологические характеристики показывают, что дети с ваготоническим ИВТ чаще являются интровертами, что проявляется направленностью активности на события внутреннего мира. Преобладающий фон настроения стабильно невысокий, со склонностью к уединению. Продуманные, взвешенные формы поведения преобладают над импульсивными. В характере личности на первый план выходят высокие показатели дисциплинированности, чрезмерной аккуратности, строгой приверженности внутреннему плану действий, высокой подчиняемости. Ваготоники медленно включаются в работу, за счет медленного возникновения и развития процессов возбуждения (их трудно «раскрутить»), однако способны длительно выполнять монотонную работу при сохранении высокой степени произвольного внимания и точности. Показатели тревожности высокие, обусловлены в основном личностным компонентом. Тревожность выражается в робости, неуверенности в себе, сомнениях в правильности своих действий, высокой ранимости, чрезмерной чувствительности к замечаниям. Показатели внешних проявлений агрессивности низкие. При этом высока склонность к аутоагрессии, что проявляется в чувстве неудовлетворенности собой, завышенными требованиями к качеству выполняемой работы и болезненным переживанием необходимости соответствовать требованиям окружения (синдром «отличника»). Дети с исходной ваготонией склонны во всем обвинять себя. Их самооценка имеет тенденцию к занижению. Ваготоники лучше чувствуют себя на «вторых» ролях, отличаются потребностью в сохранении теплых отношений с небольшим, но особо значимым окружением, предпочитают партнерские формы взаимоотношений. В целом для них характерен пассивный тип социализации при высокой подчиняемости, выборе индивидуальных форм работы с избеганием малозначимых социальных контактов.

Дети с симпатикотоническим ИВТ чаще являются экстравертами, что проявляется направленностью активности на мир внешних событий. Преобладающий эмоциональный фон настроения стабильно повышен, со склонностью к быстрым и бурным реакциям. Импульсивные формы поведения преобладают над взвешенными и продуманными, чувства и эмоции преобладают над логикой (сначала делают, а потом думают). В характеристике личности на первый план выходят высокие показатели демонстративности и экзальтированности. Это проявляется в стремлении быть в центре внимания любой ценой, в переоценке своей внешности, возможностей, личности в целом. Характерна высокая подвижность процессов возбуждения при плохо развитом торможении («заводятся с половины оборота»). Симпатикотоники легко берутся за любое дело, но редко доводят его до конца. Им свойственны высокие показатели агрессивности в сочетании с низкой дисциплинированностью, что проявляется противопоставлением собственных установок влиянию среды и морали, преобладанием реакций напора, нападения, отстаивания своих интересов, вплоть до применения физической силы. Показатели тревожности относительно невысокие, обусловлены в основном ситуативным компонентом, страхом утраты лидирующих позиций, личностной исключительности, страхом показаться смешным и слабым. Эти дети склонны во всем обвинять других. Их самооценка имеет тенденцию к завышению. Симпатикотоники лучше чувствуют себя в роли лидера, готовы подчиняться только авторитарному стилю взаимодействия, демонстрируют высокую поисковую активность и напористость с целью самоутверждения. В целом для них характерен активный тип социализации при низкой подчиняемости в сочетании с избытком социальных контактов.

Выявленные различия в комплексной психологической характеристике людей связаны с тем, что исходный вегетативный тонус, являясь системообразующим фактором, определяет особенности вегетативного компонента в целостном эмоциональном ответе организма, что, в свою очередь, отражается на психологических и физических компонентах поведения.

Физические качества также имеют четкие различия в зависимости от типа исходного вегетативного тонуса: при ваготонии отмечены более низкие скоростные и силовые параметры, но более высокие значения физической работоспособности, статической выносливости и развития мелкой моторики. При симпатикотонии, напротив, преобладает развитие силы, скорости и крупной моторики.

Знание представленных особенностей позволяет обеспечить соответствие физической нагрузки типу исходного вегетативного тонуса не только в количественном отношении, но и в качественном содержательном наполнении. Этот факт очень значим, так как нерациональное использование возможностей ВНС в процессе физических тренировок часто приводит к развитию синдрома вегетативной дисфункции, тогда как ее гармоничное состояние во многом определяет сохранение хорошего функционирования организма.

На практике оценка исходного вегетативного тонуса проводится клинико-анамнестическим методом, предложенный А. М. Вейном, который включает в себя заполнение специальных анкет и опросников, их обработку, требующую сложных математических вычислений, а также трактовку полученных данных. Все вышеперечисленное требует достаточно длительного времени, что не удовлетворяет современным требованиям как медицины, так и физической культуры.

Поэтому целью нашей работы, явилось: создание аппаратно-программного комплекса для определения исходного вегетативного тонуса в автоматическом режиме, оценки текущего состояния вегетативной регуляции организма, экстраверсии-интроверсии и построения на основе полученных данных индивидуальной программы физической активности.

На первом этапе работы были автоматизированы анкеты и опросники для определения ИВТ и типа направленности психической активности. Затем в программу были введены референтные значения показателей вариабельности ритма сердца (ВРС), которые с одной стороны позволяют повысить точность определения ИВТ, а с другой стороны оценить текущее состояние ВНС. Затем были разработаны модули программ индивидуального двигательного режима для разных типов ИВТ с учетом экстраверсии-интроверсии и состояния вегетативной регуляции на момент обследования. Эти данные были включены в программный комплекс, который работает на базе компьютерных кардиографов серии «Поли-Спектр» и вегетотестера «ВНС-Ритм» (ООО «Нейрософт»).

В итоге обследование включает в себя компьютерное анкетирование по определению ИВТ и определение типа направленности психической активности личности, а также запись вариабельности ритма сердца в фоновой и ортостатической пробах.

Программное обеспечение адаптировано для выполнения основных операций персоналом без специальной подготовки в области функциональной диагностики — интуитивно понятный интерфейс, автоматизированные заключения.

В заключении описываются: исходный вегетативный тонус, индивидуальная программа двигательного режима, включающая в себя рекомендации по физической активности: оптимальное время суток для занятий; формы самостоятельной и организованной физической активности; уровень и характер нагрузок; подбор видов физической активности, наиболее соответствующих физиологическим особенностям организма и необходимые пояснения по особенностям их психологического сопровождения.

Так, например, для людей с исходной ваготонией оптимальным временем для занятий является вторая половина дня, тогда как для симпатикотоников — первая половина дня; время занятия физической культурой для ваготоника 60–80 минут, для симпатикотоников — 40–50 минут. Ваготоникам желательно заниматься преимущественно индивидуально, напротив, симпатикотоникам в группах. Для ваготоников обязательна утренняя гимнастика для включения в активную деятельность симпатического отдела нервной системы, активность которого несколько снижена; фитнес тренировки и спортивно-оздоровительные занятия, подбираются с учетом высокой выносливости ваготоников и их интровертивной направленности. Для симпатикотоников утренняя гимнастика желательна, фитнес-тренировки и спортивно-оздоровительные занятия подбираются с учетом высокой скорости и силы симпатикотоников и их экстравертивной направленности.

Для оценки эффективности программ индивидуального двигательного режима была проведена апробация аппаратно-программного комплекса на базе МЦ «Решма» ФМБА России, где были сформированы 2 основные и 2 контрольные группы, в которые вошли подростки 15–17 лет. В течение одного семестра подростки основных групп занимались по индивидуально подобранному режиму двигательной активности. Учащиеся контрольных групп посещали традиционные занятия физкультурой.

Анализ динамики показателей вариабельности ритма сердца выявил у подростков основных групп увеличение общей мощности спектра нейрогуморальной регуляции (в 1,3 раза у ваготоников и 1,8 раза у симпатикотоников) за счет роста вклада обоих отделов вегетативной нервной системы и уменьшения роли гуморальных механизмов регуляции сердечного ритма, что говорит об увеличении резервных возможностей вегетативной нервной системы (таблица 1).

Таблица 1

Динамика показателей вариабельности ритма сердца в фоновой пробе у подростков 15–17 лет в ходе занятий по индивидуально подобранным программам двигательной активности и традиционной физкультурой

Примечание: * Достоверность различий между показателями клинической группы на I и II этапах обследования (p<0,05).

При этом увеличение мощности спектра наблюдалось не только в состоянии покоя, но и при активной ортостатической пробе, что свидетельствует о повышении экономичности работы вегетативной нервной системы и росте ее тренированности (Таблица 2).

Таблица 2

Динамика показателей вариабельности ритма сердца в АОП у подростков 15–17 лет в ходе занятий по индивидуально подобранным программам двигательной активности и традиционной физкультурой

Примечание: * Достоверность различий между показателями клинической группы на I и II этапах обследования (p<0,05).

Также у подростков основных групп в фоновой пробе отмечалось выравнивание симпато-парасимпатического баланса, о чем мы судили по коэффициенту LF/HF. При этом у симпатикотоников относительный вклад LF-компонента уменьшался (с 47 % до 36 %), а у ваготоников, наоборот, повышался (с 23 % до 38 %). В результате коэффициент LF/HF в обеих основных группах стремился к единице.

Позитивные изменения наблюдались и в отношении показателей вегетативной реактивности. При исследовании реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, о которой судили по коэффициенту 30/15, у подростков с исходной ваготонией достоверной динамики не наблюдалось (1,4 и 1,5 соответственно), тогда как у симпатикотоников происходило достоверное увеличение этого коэффициента (1,2 и 1,4 соответственно), что подтверждало благоприятные изменения деятельности парасимпатического отдела ВНС. Изучение реактивности симпатического отдела вегетативной нервной системы проводили по динамике соотношения LF/HF в ортопробе к фоновому состоянию. Оно показало, что в группе ваготоников произошло достоверное уменьшение числа подростков с избыточной реактивностью симпатической нервной системы (с 50 % до 15 %). Среди симпатикотоников исходно превалировали случаи нормальной реактивности симпатического звена вегетативной нервной системы (68 %).

В контрольных группах в динамике исследования общая мощность спектра нейрогуморальной регуляции имела тенденцию к снижению как у ваготоников, так и у симпатикотоников, а в ее структуре преобладали медленноволновые компоненты. Это свидетельствует о снижении резервных возможностей вегетативной нервной системы. Другие показатели вариабельности ритма сердца в динамике у обследуемых контрольных групп достоверно не менялись.

Результаты показали, что у основных групп после занятий по индивидуально подобранному режиму двигательной активности с помощью аппаратно-программного комплекса сформировалась высокая мотивация к тренировочному процессу, что не наблюдалось в контрольных группах.

Таким образом, именно этот инновационный подход предоставления индивидуальных, психофизиологически обоснованных рекомендаций по режиму двигательной активности способствует повышению мотивации человека к регулярной двигательной активности и лежит в основе повышения резервов его здоровья.

Литература:

1.         Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение / Под. ред. А. М. Вейна. — М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2003. — 752 с.

2.         Михайлов В. М. Вариабельность сердечного ритма: опыт практического применения метода. — Иваново, 2002. — 290 с.

3.         Нежкина Н. Н. Системный анализ показателей развития и нейровегетативного статуса детей 7–17 лет с синдромом вегетативной дистонии. Дифференцированные программы немедикаментозной коррекции: дисс. д.м.н. — Иваново, 2005. — 336 с.

4.         Нежкина Н. Н. Формирование программ двигательного режима спортсменов с учетом особенностей вегетативного гомеостаза / Нежкина Н. Н., Кулигин О. В., Шубин А. Б., Фомин Ф. Ю., Чистякова Ю. В. // Европейский Исследователь. 2012. № 6–2 (24). С. 970–971.

5.         Нежкина Н. Н. Индивидуальные пути движения к здоровью. Часть 1. Рациональная двигательная активность / Н. Н. Нежкина, О. В. Кулигин, Ф. Ю. Фомин. — Иваново: ООО «Нейрософт», 2013. — 60.

6.         Спивак Е. М. Синдром вегетативной дистонии у детей / Е. М. Спивак, Н. Н. Нежкина; Ярославская гос. мед. академия, Ивановская гос. мед. академия, Ин-т развития образования Ивановской обл. — Ярославль: Александр Рутман, 2009. — 220 с.

7.         Шлык Н. И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография / Н. И. Шлык. — Ижевск: Удмуртский университет, 2009. — 255 с.