доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории биоритмологии
Introduction: Determination of individual reactions of the nervous system during self-regulation under experimental cold conditions has a potential to contribute to better understanding of the "physiological costs" humans "pay" for adaptation to the climatic factors of the Arctic. Aim: To study the dynamics of the spectral power of the electroencephalogram (EEG) during heart rate variability biofeedback (HRV BF) sessions in experimental hypothermia. Methods: Thirty healthy male volunteers (18-20 years old) participated in the experiment. The experimental group consisted of men who performed the HRV BF session (n = 15) and the control group (n = 15). The experiment included five stages: I - rest (+20 °С); II - HRV BF session for the experimental group and rest for the control group; III - whole cooling (-20 °С) for 10 min; IV and V - states after cooling, similar to stages I and II, respectively. EEG were recorded during each stage of the study using a portable electroencephalograph "Neuron-Spectrum-SM" (Neurosoft, Russia). Results: Body temperature significantly decreased on average by 2.2-2.7 °С (p < 0.001) during cooling. An increase in the power of theta- and alpha-activity of the EEG was revealed in the subjects during HRV BF session; the most pronounced changes were observed during stage V. Desynchronization of the EEG alpha-rhythm with the greatest decrease in the right frontal-central regions was observed in subjects of the control group by stage II (p < 0.05), and at the stage of rewarming (stage V), no significant changes in theta- and alpha-activities EEG were revealed. Significant increases in theta-activity EEG during HRV BF after cooling were observed in subjects in the left frontal, central and temporal brain parts (p < 0.05-0.01), which was caused by an increase in the activity of subcortical regulatory mechanisms and an increase in parasympathetic activity during the HRV BF session. An increase in the power of the EEG alpha-activity, reflecting the combined enhanced influence of thalamic and brainstem structures, was revealed over all brain parts, the most significant increases were also noted in the left frontal, central and temporal brain parts (p < 0.05-0.01). Concluzion: HRV BF training stimulates the central structures of autonomic regulation and parasympathetic activity when exposed to cold contributing to better adaptation to the climatic conditions of the Arctic.
Введение: Определение индивидуальных реакций нервной системы при саморегуляции в экспериментальных условиях холода позволит более точно оценить «физиологическую плату» за адаптацию человека к климатическим факторам Арктики. Цель: Изучение динамики спектральной мощности электроэнцефалограммы (ЭЭГ) при кардиобиоуправлении (КБУ) в условиях экспериментального воздушного общего охлаждения. Методы: Обследованы 30 здоровых мужчин-добровольцев в возрасте 18-20 лет. Испытуемые были разделены на две группы: проходившие сеанс биоуправления, повышающего резервы парасимпатической регуляции ритма сердца (n = 15) и контроль (n = 15). Эксперимент включал пять этапов: I - пребывание в состоянии покоя при температуре +20 °С; II - сеанс биоуправления параметрами вариабельности сердечного ритма для группы КБУ (для контрольной - пребывание в состоянии покоя); III - нахождение в условиях холодовой камеры при температуре -20 °С в течение 10 мин; IV и V после охлаждения - аналогичны I и II соответственно. ЭЭГ регистрировали во время каждого этапа исследования на портативном электроэнцефалографе «Нейрон-Спектр-СМ». Результаты: Показано, что за время охлаждения температура тела испытуемых значимо снижалась в среднем на 2,2-2,7 °С (р < 0,001). Выявлено повышение мощности тета- и альфа-активности ЭЭГ у испытуемых в ходе сеансов КБУ, наибольшие изменения достигнуты в динамике сеанса, проведенного после охлаждения (V). У испытуемых группы контроля ко II этапу наблюдалась десинхронизация альфа-ритма с наибольшим снижением в правых лобно-центральных отделах (р < 0,05), на этапе согревания (V) значимых изменений тета- и альфа-активности не выявлено. Значимые приросты тета-активности при выполнении КБУ после охлаждения отмечены у испытуемых в левых лобно-центрально-височных отделах (р < 0,05-0,01), что вызвано усилением активности подкорковых регуляторных механизмов и усилением парасимпатической активности в ходе сеанса. Повышение мощности альфа-активности, отражающее сочетанное усиленное влияние таламических и стволовых структур, выявлено над всеми участками коры мозга, наиболее значимые приросты отмечены также в левых лобно-центрально-височных отделах (p < 0,05-0,01). Вывод: Проведение предварительного обучающего сеанса КБУ стимулирует центральные структуры вегетативной регуляции и парасимпатическую активность при воздействии холода, обеспечивая более успешную адаптацию к дискомфортным условиям Арктики.