Введение

Несоответствие адаптационных возможностей подрастающего поколения высоким требованиям социума способствует нарушению их физического и нервно-психического развития [1]. В северных регионах дополнительно на организм влияют гипокомфортные климатические факторы среды, оказывающие неблагоприятное воздействие на протекание адаптационных процессов [2]. По сравнению с возрастными нормативами, у детей наблюдаются сдвиги сроков полового созревания и более позднее формирование морфофункциональной организации головного мозга [3]. При этом адаптация к школе в настоящее время предъявляет повышенные требования к психоэмоциональному состоянию учащихся. В условиях высокой учебной нагрузки увеличивается уровень стресса, тревожности, негативных эмоциональных переживаний, особенно в старших классах [4]. Для оптимального функционирования личности необходим определенный уровень тревожности, однако высокий уровень тревожности является проявлением неблагополучия личности и характеризует устойчивую склонность воспринимать большой круг ситуаций как угрожающий. В подростковом возрасте важно проводить профилактику высокой тревожности, так как именно с этого периода тревожность может закрепляться, становиться устойчивой личностной характеристикой и трансформироваться в соматические расстройства [5-7].

Известно, что показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) являются ранними прогностическими маркерами нарушений вегетативного баланса, применяются в коррекции медицинских и психологических расстройств [8]. Постоянное напряжение регуляторных систем организма приводит к дезадаптации. При этом особое внимание заслуживает высокий уровень тревожности, который ассоциирован с активацией симпатической нервной системы, с нарушениями процессов реполяризации в нервной проводящей системе миокарда и может способствовать формированию патологии [9, 10].

Одним из эффективных направлений для профилактики психосоматических нарушений является метод биологической обратной связи (БОС). Сущность метода состоит в возможности человека сознательно влиять на функции организма, способности научиться управлять непроизвольными физиологическими процессами [11, 12]. Большое распространение получил метод БОС по параметрам ВСР, которые позволяют дать интегративную оценку вегетативной регуляции организма [13, 14]. Доказано, что адаптивное биоуправление нормализует процессы вегетативной регуляции при стрессах, улучшает функцию внимания и контроля двигательной активности, психоэмоциональную сферу [8, 13—15]. Ранее была показана эффективность сеансов БОС-тренинга в снижении тревожности и улучшении когнитивных функций у школьников [16, 17].

Цель исследования — определить особенности вегетативной регуляции сердечного ритма при изменениях уровня тревожности у подростков в процессе БОС-тренинга.

Материал и методы

По согласованию с родителями в исследовании приняли участие 135 школьников, обучавшихся в 9—11 классах (15,5±0,18 года) общеобразовательных школ города Магадана (в зимний период). Среди всех обследованных был диагностирован 51 (35%) подросток с высоким уровнем личностной (ЛТ) и ситуативной тревожности (СТ) на основании тестирования по методике Спилбергера—Ханина (до 30 баллов — низкая тревожность; 31—45 — умеренная тревожность; 46 и более баллов — высокая тревожность) [5]. Однако только 29 подростков с высоким уровнем ЛТ (21 девушка, 8 юношей) согласились пройти БОС-тренинг. Среди них проводилась диагностика уровня тревожности для изучения ее динамики перед первым и после завершающего 10-го сеанса. Остальные подростки отказались от сеансов по разным причинам: отсутствие времени, желания, посещение кружков или спортивных секций.

Для коррекции высокой тревожности использовали метод БОС, реализация осуществлялась на игровом компьютерном тренажере БОС-Пульс (Новосибирск) [11]. Наряду с БОС-тренингом использовали прогрессивную мышечную релаксацию по Джекобсону с применением дыхательных техник и образов [18]. Перед школьником была поставлена цель: с помощью дыхания, мышечной релаксации, визуализации и эмоционального настроя стараться снизить частоту сердечных сокращений относительно исходных значений (фиксация датчика и регистрация осуществлялись с ногтевой фаланги пальца руки). Каждому школьнику необходимо было пройти 10 сеансов по 20—30 мин на протяжении 1,5 мес.

Регистрацию ВСР выполняли с использованием аппаратно-программных комплексов ВК 2.5-Варикард (Рязань) в два этапа: до и после первого сеанса (фон, первые 5 мин фазы восстановления) и аналогично после завершающего 10-го сеанса БОС-тренинга. Анализировались следующие общепринятые показатели ВСР: частота сердечных сокращений — HR (уд/мин); мода — Мо (мс); амплитуда моды — АМо (%); вариационный размах динамического ряда интервалов R—R — MxDMn (мс); стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов — SDNN (мс); индекс напряжения регуляторных систем — SI (усл. ед.); суммарная мощность спектра — ТР (мс²); относительная мощность спектра высокочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,4—0,15 Гц — HF (%); относительная мощность спектра низкочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,15—0,04 Гц — LF (%); относительная мощность спектра очень низкочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,04—0,015 Гц — VLF (%) [19].

Легитимность исследования подтверждена решением комиссии по биоэтике ИБПС ДВО РАН, протокол №1 от 29.03.19.

Статистический анализ данных производили в программе Statistica 6 непараметрическими методами: критериями Вилкоксона (T) и Манна—Уитни для сравнения независимых групп на первом и 10-м сеансах БОС-тренинга (U₁ и U₁₀). Результаты представлены медианой (Ме) и 25-м и 75-м процентилями [Q₂₅; Q₇₅]. За критический уровень значимости принимали значение p≤0,05.

Результаты и обсуждение

По итогу проведенных БОС-тренингов было установлено, что у 16 (55,2%) подростков (1-я группа) из 29 обследуемых сеансы оказались успешными и способствовали уменьшению ЛТ относительно исходного уровня (T=1, p<0,001) (рисунок). По показателю СТ статистически значимых различий не наблюдалось (T=33, p=0,070). У остальных 13 (44,8%) подростков (2-я группа) показатель ЛТ остался на исходном уровне (Т=22, p=0,182), однако наблюдалась положительная динамика по показателю СТ (T=16, p=0,039). Необходимо отметить, что на всех этапах БОС-тренинга подростки 1-й группы были менее тревожными, показатель ЛТ у них был меньше, чем во 2-й группе (U₁=58, p=0,046; U₁₀=1, p<0,001). По показателю СТ статистически значимых различий не наблюдалось (U₁₀=81, p=0,323).

Динамика уровня тревожности у подростков в процессе БОС-тренинга.

ЛТ — личностная тревожность; СТ — ситуативная тревожность. * — p≤0,05 при сравнении изменений показателей на первом и после 10-го сеанса БОС-тренинга.

По показателям ВСР в обеих анализируемых группах после первого сеанса БОС-тренинга изменений не было зафиксировано (табл. 1). Однако на завершающем сеансе со стороны вегетативной (автономной) нервной системы функциональный ответ в группах был разным (табл. 2). Значимых изменений частоты сердечных сокращений у школьников обеих групп не выявлено. При этом только в 1-й группе установлены статистически значимые изменения по показателям ВСР. Произошло уменьшение АМо₅₀ относительно исходных значений, что может указывать на снижение симпатических влияний в регуляции ритма сердца. О повышении активности парасимпатических влияний на ритм сердца свидетельствовали изменения показателей MxDMn и SDNN относительно исходных значений. Увеличение суммарной мощности спектра (TP) было обусловлено преобладанием LF-волн на фоне минимальной доли HF- и VLF-волн. Такую реактивность LF-волн можно связать с выраженной работой вазомоторного центра в процессе БОС-тренинга. На благоприятное влияние БОС-тренинга указывает уменьшение показателя SI, который отражает степень напряжения регуляторных систем организма и чрезвычайно чувствителен к усилению центральных механизмов в регуляции сердечного ритма [19].

Таблица 1. Показатели вариабельности сердечного ритма у подростков с разным уровнем тревожности на первом сеансе БОС-тренинга (Me [Q₂₅; Q₇₅])

Таблица 2. Показатели вариабельности сердечного ритма у подростков с разным уровнем тревожности на заключительном, 10-м сеансе БОС-тренинга (М [Q₂₅; Q₇₅])

Согласно данным исследований [13, 14], критериями эффективности адаптивного биоуправления по показателям кардиоритма считается нарастание вагусных влияний на ритм сердца, которые отражаются в увеличении ТР. Было установлено, что при успешном биоуправлении во всех вариантах изменений ЭЭГ-колебаний достоверно повышались ТР, среднее квадратичное отклонение и снижался SI по отношению к фоновым значениям. При таких изменениях показателей ВСР установлены положительные изменения ЭЭГ-колебаний [14], отражающие особенности интеграции нейронов в функциональных системах для обеспечения оптимизации баланса симпато- и ваготропных механизмов. Это приводит к улучшению состояния мозгового кровотока и биоэлектрических процессов головного мозга.

В настоящем исследовании медианы показателя SI в двух группах соответствовали нормотоническому типу вегетативной регуляции (нормо-ваготония, нормо-симпатотония), который у относительно здоровых людей находится в пределах 50—150 усл. ед. (имеются индивидуальные особенности) [19]. Однако на всех этапах обследования показатель SI оказался достоверно большим в 1-й группе по отношению ко 2-й группе (U₁=51, p=0,020; U₁₀=36, p=0,003). Аналогичные изменения наблюдались по показателю АМо₅₀ (U₁=53, p=0,025; U₁₀=50, p=0,018). Показатели MxDMn (U₁=49, p=0,016; U₁₀=34, p=0,002) и SDNN (U₁=54, p=0,028; U₁₀=39, p=0,004) были меньше соответственно. На 1-м сеансе в общей мощности спектра не установлено статистически значимых различий: HF (U₁=68, p=0,114), LF (U₁=92, p=0,598), VLF (U₁=77, p=0,236). После завершающего сеанса было зарегистрировано преобладание дыхательных волн (HF) в кардиоритме у подростков 2-й группы (U₁₀=49, p=0,016), а по остальным спектральным составляющим не выявлено статистически значимых различий: LF (U₁₀=64, p=0,079), VLF (U₁₀=93, p=0,630). Таким образом, у подростков 1-й группы исходно отмечалась более высокая активность симпатической нервной системы на сердечный ритм (нормо-симпатикотония) по отношению ко 2-й группе, для которой характерны нормативные диапазоны показателя SI (нормо-ваготония).

БОС-тренинг оказался успешным среди высокотревожных подростков, выделенных в 1-ю группу, где основную часть составляли нормо-симпатотоники. Тренинг способствовал снижению высокого уровня тревожности до категории «умеренной тревожности», что свидетельствует об улучшении психологического комфорта у подростков этой группы: уменьшились тревожные переживания, повысилась самооценка [5]. Подростками была найдена стратегия уменьшения напряжения регуляторных систем организма и снижения симпатических воздействий на сердечный ритм. В 1-й группе результаты согласуются с исследованиями [14], в которых сеансы БОС ориентированы на управляемое усиление активности вагусных влияний.

Во 2-й группе фоновые показатели ВСР не отражали напряжения регуляторных систем организма и после коррекционных сеансов остались в том же диапазоне. Подростки были изначально более тревожными по показателям СТ и ЛТ, чем их сверстники из 1-й группы, и после БОС-тренинга не было достигнуто снижения ЛТ. Отмечено, что чем выше ЛТ, тем больше проблем в социальных контактах, эмоциональной саморегуляции и подверженности стрессовым воздействиям [6, 17]. Показатель СТ у подростков 2-й группы значимо снизился (см. рисунок) до умеренной величины, однако индивидуальные значения у некоторых подростков сохранились в пределах высокого показателя тревожности. Положительная динамика СТ указывает на то, что у этих подростков эмоциональная реакция в стрессовых ситуациях, обусловленная страхом возможной неудачи, уменьшилась. Известно, что СТ — это эмоциональное состояние личности, связанное с текущей ситуацией, ожиданием плохого завершения конкретной ситуации [5, 6]. Для снижения СТ требуется приобретение навыка сознательного контроля своих эмоциональных переживаний и состояний, что и отрабатывалось во время сеансов БОС-тренинга и является подготовительным этапом к снижению ЛТ [6, 18]. По всей видимости, для нормализации тревожности у старшеклассников требуется большее число сеансов БОС-тренинга или выбор дополнительных коррекционных методик, включающих психологические установки, усиливающие волю и мотивацию подростка на достижение положительного результата, повышающие его заинтересованность в процессе. Также важно учитывать индивидуально-типологические особенности подростка для эффективности психопрофилактических мероприятий.

Заключение

В настоящем исследовании выявлены различные варианты изменения ВСР у высокотревожных подростков с разным исходом сеансов БОС-тренинга. Результат оптимизации психофизиологического состояния подростков достигался применением разных стратегий со стороны вегетативной нервной системы при БОС-тренинге. В 1-й группе при снижении тревожности до умеренных величин отмечалась оптимизация в регуляции сердечного ритма. Установлено снижение активности симпатического звена вегетативной регуляции и напряжения регуляторных систем организма. Это отражалось в следующих изменениях показателей ВСР: уменьшении АМо₅₀ и SI, увеличение MxDMn, SDNN, TP. Во 2-й группе в процессе БОС-тренинга развился навык саморегуляции, поддерживающий баланс симпато- и ваготропных механизмов. По всей видимости, для снижения уровня ЛТ требуется большее число сеансов БОС либо применение дополнительных видов психокоррекции.

Подросткам с высоким уровнем тревожности и превалированием в регуляции сердечного ритма умеренной симпатической активности (нормо-симпатотоники) можно рекомендовать метод БОС, основанный на активизации парасимпатической нервной системы посредством дыхания, наиболее податливой волевому контролю.

Для эффективной профилактической коррекционной работы с подростками необходим дифференцированный подход с учетом фонового психоэмоционального состояния, а также мотивированной работы и самостоятельного поиска стратегии поведения во время сеанса биоуправления.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — А.Н. Лоскутова, О.П. Бартош; сбор и обработка материала — А.Н. Лоскутова, О.П. Бартош, М.В. Мычко; статистическая обработка — А.Н. Лоскутова; написание текста — А.Н. Лоскутова, О.П. Бартош; редактирование — А.Н. Лоскутова, О.П. Бартош.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.