Нейрофизиологические критерии модификации функциональных состояний спортсменов с помощью арома- и музыкальных воздействий

Введение. Для разработки оптимальных стратегий безопасной модификации функциональных состояний спортсменов необходимо знание физиологических механизмов регуляции психоэмоционального статуса спортсмена. В число средств управления состояниями организма входят функциональная музыка (ФМ) [1, 8] и эфирные масла (ЭМ) [5, 11]. Есть данные о центральных механизмах воздействия музыки [4, 6] и ЭМ [3, 9], имеются отдельные исследования возможности их совместного применения [2, 10]. Но механизмы и нейрофизиологические эффекты комплексных аудио-одорантных воздействий детально не исследованы, что осложняет разработку методик их практического использования. Это определило цель исследования: изучить влияние комбинаций ФМ и ЭМ различного характера на биоэлектрическую активность головного мозга, регистрируемую с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Методы и организация исследований.

В исследовании участвовало 8 бегунов на средние дистанции (мужчины-правши, возраст от 19 до 22 лет). Аудиовоздействия осуществляли фрагментами активирующей (рок-музыка) или релаксирующей (классическая) музыки. Конкретные композиции выбраны на основании данных ряда публикаций [3, 5, 6] и закодированы ведущим исследователем для ослепления исследования. Обонятельные воздействия осуществляли специально разработанными композициями ЭМ (КЭМ) [5]. Использовали КЭМ тонизирующего и расслабляющего направлений (методом холодной ингаляции). Для объективизации использовали одинаковую длительность воздействий, составлявшую 5 ми- нут, трехминутные периоды отдыха между стимулами, случайное чередование аудио- и одорантных влияний, слепой метод предъявления стимулов и обработки результатов.

Регистрацию ЭЭГ осуществляли в исходном состоянии, во время каждого сенсорного воздействия и после его окончания в 8 стандартных биполярных отведениях по международной схеме 10-20 с помощью электроэнцефалографа Нейрон-Спектр (ООО Нейрософт, г. Иваново). После удаления артефактов единичные отрезки ЭЭГ длительностью по 4 с обрабатывали методом спектрального анализа (алгоритм быстрого преобразования Фурье, реализованный в поставляемом с электроэнцефалографом ПО). Усреднение данных амплитуды и спектральной мощности шести измерений снижало влияние артефактов и индивидуальной вариабельности. Величину средней амплитуды вычисляли в стандартных дельта (∆), тета (θ), альфа (α) и бета (β) диапазонах. Для оценки латерализации ЭЭГ рассчитывался коэффициент межполушарной асимметрии (кМПА), который вычисляли по формуле:

(СпМ По- СпМ Ло) кМПА=

100, где

(СпМ По + СпМ Ло)

СпМ – спектральная мощность в исследуемом частотном диапазоне

По – правое отведение

Ло – левое отведение.

Статистическая обработка (попарный непараметрический анализ, многофакторный дисперсионный анализ) выполнялась в программе Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение.

Средняя амплитуда биоэлектрической активности наиболее выраженно изменялась в теменных отведениях: при воздействии тонизирующей КЭМ с 19±11 мкВ до

24,7±8,8 мкВ для ∆-ритма и с 12,2±4 до 14,3±5,3 мкВ для α-ритма (здесь и далее значения приведены в формате M±σ). Однако данные эффекты, как и менее выраженная динамика средних показателей при других видах воздействий, были статистически недостоверны. В связи с этим на следующем этапе проведено сравнение межполушарной асимметрии амплитуды ритмов. Выявлено превышение амплитуды θ-активности справа в теменной области и α-активности во всех используемых отведениях (Fp2, Т4, С4, О2) над значениями, полученными с симметричных точек левой гемисферы при воздействии тонизирующего ЭМ (рисунок).

Рисунок. Межполушарная асимметрия амплитуды ∆,θ,α-активности

Наряду с этим отмечалось повышение амплитуды ∆- и θ-активности слева в центральных отведениях при воздействии релаксирующей ФМ. При остальных воздействиях асимметричность межполушарных ответов была незначимой.

Данное обстоятельство подтверждает мнение о том, что обонятельные восприятия связаны с изменением межполушарной асимметрии биоэлектрической активности мозга в альфа- и тета-диапазонах [9]. Его также необходимо выделить в связи с особой ролью функциональной асимметрии мозга в организации и выполнении сложной двигательной деятельности [12].

Выявлена тенденция снижения кросскорреляции при активизирующих воздействиях (от 0,65 до 0,47) и ее повышения при релаксирующих влияниях (от 0,55 до 0,7). Изменения кросскорреляции отражают развитие генерализованных реакций (десинхронизации при снижении или синхронизации при росте неспецифических ретикулотала- мических и ретикулокортикальных влияний). Это подтверждает неспецифический характер влияния и может свидетельствовать о сходстве механизмов эффектов активирующих воздействий КЭМ и ФМ.

Наиболее вероятной причиной однонаправленности изучаемых воздействий на показатели ЭЭГ может быть общность механизмов их реализации через эмоциогенные структуры, включающих активизацию лимбической системы и, в частности, таламуса [13, 14]. Наибольшие изменения параметров ЭЭГ произошли при воздействии КЭМ, что определяется тесной связью обоняния и лимбической системы [14, 15].

Наши результаты позволяют предположить в наблюдаемых эффектах как активирующие, так и тормозные влияния на различные пейсмейкерные структуры головного мозга, в том числе на ядра промежуточного мозга, опосредованные воздействием тонизирующих и релаксирующих сенсорных раздражителей [13, 15]. Особое внимание стоит обратить на разную выраженность ответов на комбинации сенсорных воздействий, что, возможно, позволит ранжировать сенсорные влияния по объективным показателям уровня активации и более объективно обосновывать программы коррекции психоэмоциональных состояний.

Полученные результаты дают основание полагать, что именно одорантные воздействия могут играть ведущую роль в модификации функциональных состояний спортсменов. В методиках управления психоэмоциональным статусом, предназначенных для активации или релаксации организма спортсмена, необходимо использование смесей эфирных масел направленного действия [5]. Включение в такие методики однонаправленных музыкальных фрагментов, возможно, позволит оптимизировать характер межполушарной асимметрии, что окажет положительное воздействие на работоспособность в ряде видов спорта [2, 7].