Введение
Применение нейробиоуправления по бета-ритму головного мозга преимущественно освещается при рассмотрении вопросов, связанных с улучшением функции внимания в клинических или профилактических целях [1—4]. Реализация функции внимания обеспечивается системно, имеет разный физиологический и нейрохимический базис в зависимости от деятельности [1, 2, 5]. Формирование новых нейронных сетей в процессе нейробиоуправления коркоподкоркового взаимодействия улучшает функционирование нервной системы в целом, оказывая оптимизирующее влияние на вегетативную регуляцию [6, 7]. Когнитивно-вегетативные взаимодействия, формируемые посредством немедикаментозных методов [8—11], в том числе БОС-тренингов [6, 7, 12, 13], качественно улучшают выполнение любой деятельности, в том числе и спортивной, характер которой предопределен направленностью тренировочного процесса.
Цель исследования — выявить эффекты бета-стимулирующего тренинга в восстановлении адаптационных резервов у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса.
Материал и методы
В период с 2005 по 2023 г. исследование проводилось на базах НИИ «Деятельности в экстремальных условиях» СибГУФК (Омск), ОмГУ им. Ф.М. Достоевского (Омск), СибАДИ (Омск), РУС «ГЦОЛИФК» (Москва), ФГБУ «СКФНКЦ ФМБА» России (Ессентуки). В исследование включено 1020 юношей в возрасте 18—21 года с разной направленностью тренировочного процесса: 1-я группа — циклические виды спорта (n=387); 2-я группа — скоростно-силовые виды спорта (n=255); 3-я группа — единоборства (n=31); 4-я группа — игровые виды спорта (n=173); 5-я группа — сложно-координационные виды спорта (n=174). Участники были предварительно информированы, дали добровольное согласие на участие в исследовании, проводимом с одобрения локального этического комитета ФГБУ «СКФНКЦ ФМБА» России (протокол №1 от 10.02.22).
Основная задача при прохождении спортсменами бета-стимулирующего тренинга заключалась в поиске стратегий повышения бета-ритма головного мозга, отражающего произвольное внимание, реализуемого на фоне мышечного расслабления. Длительность курса составила 10 сеансов, время каждого сеанса составило 26 мин с включением графического (10 мин) и игрового (16 мин) вариантов сессий [4, 7]. Эффективность сеансов бета-тренинга оценивалась по наименьшему значению показателя индекса внимания (θ/β, у.е.) с последующим изучением в данных периодах распределения ритмов головного мозга (альфа-ритма — α, %, бета-ритма — β, %, тета-ритма — θ, %). Адаптационные резервы сердечно-сосудистой системы спортсменов определяли по характеристикам спектрального анализа сердечного ритма (СР) (высокочастотной мощности — HF, %; низкочастотной мощности — LF, %; очень низкочастотной мощности — VLF, %; общей мощности спектра — TP, мс2; коэффициента вагосимпатического баланса —LF/HF, у.е.).
Результаты исследования подвергали статистической обработке с использованием пакета анализа Statistica 13.0. Определяли медиану (Me), первый (Q1) и третий (Q3) квартили. Нормальность распределения проверялась по тесту Шапиро—Уилка. Достоверность изменения показателей оценивали с использованием T-критерия Вилкоксона (при p≤0,05).
Результаты
Анализ индекса внимания (θ/β, у.е.) позволил определить периоды эффективности бета-стимулирующего тренинга у исследуемых спортсменов: в 1-й группе — 10-й сеанс (игровой вариант) при θ/β=0,57 (0,48; 1,3) у.е; во 2-й группе — 5-й сеанс (графический, игровой вариант) при θ/β=0,53 (0,33; 1,06) у.е. и 0,40 (0,29; 0,99) у.е. соответственно; в 3-й группе — 1-й сеанс (игровой вариант) при θ/β=0,83 (0,64; 1,02) у.е., 5-й сеанс (графический вариант) при θ/β=0,84 (0,78; 0,9) у.е; 10-й сеанс (игровой вариант) при θ/β=0,84 (0,51; 1,17) у.е.; в 4-й группе (игровой вариант) — на 1-м, 5-м и 10-м сеансах при θ/β=0,63 (0,62; 0,64) у.е., 0,53 (0,37; 0,88) у.е. и 0,66 (0,55; 1,23) соответственно; в 5-й группе (игровой вариант) — на 5-м и 10-м сеансах при θ/β=0,73 (0,73; 0,75) и 0,5 (0,47; 0,59) соответственно.
В периодах эффективности бета-стимулирующего тренинга изучено распределение ритмов головного мозга: в структуре ЭЭГ наблюдаемых групп отмечалось преобладание β-ритма от 45 до 60%; доля θ-ритма составила 20—35%, значение α-ритма варьировало от 19—25% (табл. 1).
Таблица 1. Распределение ритмов ЭЭГ в периоды эффективности бета-стимулирующего тренинга у спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса
| Группа спортсменов | № сеанса | Вариант сессий | Ритмы ЭЭГ | ||
| α, % (Q1; Q3) | β, % (Q1; Q3) | θ, % (Q1; Q3) | |||
| 1-я | 10 | 2 | 21,5 (21; 23)* | 50,6 (38; 60)* | 29 (27; 36)* |
| 2-я | 5 | 1 | 19,08 (18; 24) | 55 (42,4; 63) | 26 (20; 31)* |
| 5 | 2 | 20,91 (15; 23) | 49 (36; 65) | 20 (19,67; 32)* | |
| 3-я | 1 | 2 | 25,42 (23,83; 27)* | 45,42 (42,01;4 8,83)* | 35,067 (27,33; 44)* |
| 5 | 1 | 23,07 (21; 25,13)* | 45,77 (31,54; 60) | 34,9 (33,8; 36) | |
| 10 | 2 | 22,5 (20; 25)* | 49,5 (38; 61)* | 34 (31; 37) | |
| 4-я | 1 | 2 | 21 (20; 23,83) | 48,83 (48,1; 51) | 28 (27,33; 30,2)* |
| 5 | 2 | 20 (15,5; 23,5) | 60 (45; 64,5) | 20 (20; 31) | |
| 10 | 2 | 22,6 (21,5; 23)* | 46,5 (43,5; 61)* | 32,55 (31; 36,05)* | |
| 5-я | 5 | 2 | 21,5 (19; 24) | 45 (42,5; 54,5) | 30,5 (29; 31) |
| 10 | 2 | 21 (18; 22,5)* | 58 (49; 59)* | 29,5 (27; 34,5)* | |
Примечание. ЭЭГ — электроэнцефалограмма, α, β, θ — ритмы головного мозга; 1 — графический вариант сессии с БОС; 2 — игровой вариант сессии с БОС. * — изменения показателя при p<0,05.
Эффективные сессии курса бета-стимулирующего тренинга сопровождались изменением волновой структуры СР: в наблюдаемых группах увеличивалась активность очень низкочастотных волн (волн Майера, VLF, %); в 1, 2, 3-й группах снижался показатель HF с вариативностью в 23,3—31,59%; увеличивался вклад волн HF в 4-й группе на 1-м сеансе, в 5-й группе — на 10-м сеансе в диапазоне 32,3—39,8% (табл. 2).
Таблица 2. Распределение волновой активности СР в периоды эффективности бета-стимулирующего тренинга у спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса
| Группа спортсменов | № сеанса | Этап исследования | Волны спектрального анализа ВСР | ||
| VLF, % (Q1; Q3) | LF, % (Q1; Q3) | HF, % (Q1; Q3) | |||
| 1-я | 10 | 1 | 39,88 (24,5; 54,6) | 20,17 (14,4; 25,7) | 39,95 (19,7; 61,1) |
| 2 | 41,07 (39; 72) | 23,67 (10,3; 37,6) | 23,5 (17,7; 26,44) | ||
| 2-я | 5 | 1 | 26,34 (26,34; 34,5) | 21 (16,5; 21,81) | 51,86 (49; 51,86) |
| 2 | 54,1 (51,93; 57,5)* | 22,59 (21,9; 22,6) | 23,3 (20,6; 26,15)* | ||
| 3-я | 1 | 1 | 36,95 (34,1; 39,8) | 21,25 (16,6; 25,9) | 39,57 (29,84; 49,3) |
| 2 | 50,43 (40,05; 60,8)* | 15,57 (8,74; 22,4)* | 31,59 (30,5; 32,67) | ||
| 5 | 1 | 35,09 (30,8; 39,38) | 22,74 (16,3; 29,18) | 42,15 (31,43; 52,87) | |
| 2 | 45,01(40,45; 49,58)* | 23,47 (18,88; 28,07) | 31,52 (31,48; 31,55) | ||
| 10 | 1 | 33,2 (24,5; 41,9) | 19,96 (14,4; 25,51) | 46,17 (31,23; 61,1) | |
| 2 | 56,16 (40,31; 72) | 16,48 (10,3; 22,67)* | 26,13 (17,7; 34,56) | ||
| 4-я | 1 | 1 | 29 (20,1; 49,15) | 31 (25,5; 46,5) | 25,3(13; 50,3) |
| 2 | 33 (22,6; 55,75) | 25,55 (19; 33) | 39,8 (23,5; 50,5) | ||
| 5 | 1 | 33,7 (26,75; 37) | 33,5 (22,5; 36,8) | 32,54 (29,6; 37,9) | |
| 2 | 41,28 (31,3; 42,3) | 28,57 (23,1; 34,25)* | 32,3 (30,12; 34,6) | ||
| 10 | 1 | 31,5 (26,75; 37,2) | 30,8 (25,46; 32,9) | 36 (33,08; 37,7) | |
| 2 | 43,03 (40,02; 44,8)* | 24,03 (17,1; 35,75) | 32,85 (23,96; 38,1) | ||
| 5-я | 5 | 1 | 26,34 (20,17; 32,6) | 21,81 (21; 22,9) | 51,86 (35,5; 58,43) |
| 2 | 45,47 (36,75; 55,8) | 22,59 (21,75; 33,6) | 23,5(21,95; 37,58) | ||
| 10 | 1 | 22 (4; 24,5) | 14,4(13; 28,25) | 14,4 (13; 28,25) | |
| 2 | 34,5 (26,23; 55,5)* | 27,18 (13,4; 37,6) | 33 (20,6; 41,43)* | ||
Примечание. 1 — фон; 2 — динамика. * — изменения показателя при p<0,05.
Показатель общей мощности спектра (TP, мс2) снижался на 10-м сеансе в 1-й, 3-й и 4-й группах; на 5-м сеансе — в 5-й группе. Коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF, у.е.) в изучаемых группах находился в диапазоне нормы; значения повышались во 2-й группе на 5-м сеансе, в 3-й и 4-й группах — на 5-м и 10-м сеансах, в 5-й группе — на 5-м сеансе; LF/HF (у.е.) снижался в 3-й и 4-й группах на 1-м сеансе; LF/HF (у.е.) стабилен в 1-й и 5-й группах на 10-м сеансе бета-стимулирующего тренинга (табл. 3).
Таблица 3. Динамика общей мощности спектра и вагосимпатического баланса в периоды эффективности бета-стимулирующего тренинга у спортсменов с различной направленностью тренировочного процесса
| Группа спортсменов | № сеанса | Этап исследования | Общая мощности спектра TP, мс2, (Q1; Q3) | Коэффициент вагосимпатического баланса LF/HF, у.е., (Q1; Q3) |
| 1-я | 10 | 1 | 1900,31 (1819,1; 2115,06) | 0,83 (0,79; 0,91) |
| 2 | 1709,94 (1558; 1831,35) | 0,82 (0,59; 0,87) | ||
| 2-я | 5 | 1 | 4146 (3075; 4369,8) | 0,34 (0,31; 0,85) |
| 2 | 4753,25 (3044; 6886) | 1,07 (0,97; 1,13) | ||
| 3-я | 1 | 1 | 1703,1 (758; 2648,2) | 0,98 (0,34; 1,62) |
| 2 | 1439,6 (74,7; 2804,5) | 0,66 (0,29; 1,03* | ||
| 5 | 1 | 2655 (2389,33; 2920,67) | 0,99 (0,79; 1,2) | |
| 2 | 2293,54 (1813,3; 2773,83) | 1,45 (1,06; 1,84)* | ||
| 10 | 1 | 3357,5 (1554; 5116) | 0,59 (0,24; 0,95) | |
| 2 | 2493,42 (591; 4395,86)* | 0,77 (0,59; 0,96)* | ||
| 4-я | 1 | 1 | 4436,52 (3701; 4647,83) | 1,55 (0,67; 2,5) |
| 2 | 4618,86 (3487; 4919) | 0,74 (0,63; 0,98) | ||
| 5 | 1 | 3298,33 (2713,5; 3755) | 1,06 (0,72; 1,24) | |
| 2 | 3987 (3338,5; 442,56)* | 1,12 (0,67; 4,16)* | ||
| 10 | 1 | 5740,13 (3704; 6747) | 0,76 (0,66; 0,8) | |
| 2 | 3154 (2032; 3995,5)* | 0,89 (0,67; 1,2) | ||
| 5-я | 5 | 1 | 3610,5 (1932; 5216,9) | 0,76 (0,32; 1,61) |
| 2 | 2484 (1505,5; 4753,25) | 1,13 (0,67; 1,73) | ||
| 10 | 1 | 1778,52 (1236; 3665) | 0,85 (0,52; 1,55) | |
| 2 | 1778,52 (1236; 3665) | 0,85 (0,52; 1,55) |
Примечание. 1 — фон; 2 — динамика. * — изменения показателя при p<0,05.
Обсуждение
Выявлены периоды эффективности в курсе бета-стимулирующего тренинга по наименьшему значению показателя индекса внимания (θ/β, у.е.) у спортсменов с учетом направленности тренировочного процесса, числа пройденных сеансов и варианта сессий: в 1-й группе — 10-й сеанс (игровой вариант); во 2-й группе — 5-й сеанс (графический, игровой вариант); в 3-й группе — 1-й и 10-й сеансы (игровой вариант), 5-й сеанс (графический вариант); в 4-й группе — на 1-м, 5-м и 10-м сеансах (игровой вариант); в 5-й группе — на 5-м и 10-м сеансах (игровой вариант).
Периоды эффективности характеризуются преобладанием в структуре ЭЭГ β-ритма (%), свидетельствуя об успешности освоения подбора стратегии, направленной на его увеличение. Промежуточное положение занял θ-ритм (%), роль которого связывают с обеспечением синхронизации и совместной работы корково-подкорковых структур, с модуляцией высокочастотных ритмов в реализации систем функции внимания [5], обеспечение которой в зависимости от деятельности имеет разный физиологический и нейрохимический базис [1—3, 5]. В меньшей степени представлен α-ритм (%), депрессия которого обусловлена эффективностью тренинга, направленного на повышение внимания и выполнение задания в контуре биологической обратной связи (БОС) при открытых глазах. Эффективные сессии курса тренинга сопровождались изменением в волновой структуре СР: усилением активности волн Майера (VLF, %), связанным с активацией центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов регуляции сердечного ритма [13], сочетающейся с усилением нейромедиаторной активности при использовании нейробиоуправления [1—3, 5]. Снижение дыхательных волн (HF%) в 1-й, 2-й и 3-ей группах указывает на снижение парасимпатической и усиление симпатической активности с повышением уровня централизации в управлении СР. Повышение волн HF (%) на 1-м сеансе в 4-й группе (нестабильный эффект) и 10-м сеансе в 5-й группе указывает на снижение централизации и переход на автономный уровень управления СР.
Снижается суммарный эффект воздействия на СР всех уровней регуляции (по TP, мс2) в 1-й, 3-й, 4-й группах на 10-м сеансе, в 5-й группе — на 5-м сеансе, отражая напряжение адаптационных резервов сердечно-сосудистой системы, зачастую связанных с формированием новых адаптационных стратегий. Коэффициент вагосимпатического баланса (LF/HF, у.е.) в изучаемых группах находился в диапазоне значений нормы. Активация симпатического звена ВНС по повышению значений LF/HF (у.е.) отмечалась во 2-й, 3-й и 4-й группах на 5-м и 10-м сеансах, в 5-й группе — на 5-м сеансе. Стабилизация показателя отмечена в 1-й и 5-й группах на 10-м сеансе, указывая на устойчивость функционирования ВНС в обеспечении функционирования СР. Снижение LF/HF (у.е.) связывают с активацией парасимпатического звена ВНС в 3-й и 4-й группах на 1-м сеансе ЭЭГ-тренинга.
Заключение
Периоды эффективности бета-стимулирующего тренинга, связанные с улучшением функции внимания, по наименьшим значениям показателя θ/β (у.е.) сопровождаются изменением модуляции структуры ритмов головного мозга и волновой структуры вариабельности сердечного ритма, оптимизируя психофизиологическое состояние спортсменов в зависимости от направленности тренировочного процесса, числа пройденных сеансов и используемых вариантов сессий. Полученные результаты лягут в основу дифференцирования методики бета-тренинга в восстановлении и моделировании психофизиологического состояния спортсменов при комплексной подготовке с учетом характера спортивной деятельности.
Участие авторов: разработка материала для исследования, отбор и обследование пациентов, статистическая обработка, написание текста — Н.В Лунина; концепция и дизайн исследования, методология, научная редакция текста рукописи — Ю.В. Корягина; методология, написание и редактирование текста рукописи, анализ и интерпретация данных — О.П. Уханова; обзор публикаций по теме статьи, анализ и интерпретация данных — А.Б. Ачабаева, Т.И. Алиев, А.О. Жилокова; обзор публикаций по теме статьи — А.А. Михайлова.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.