Новые технологические возможности в области оптимизации ФС человека

Развитие современных технологий позволяет значительно расширить представления о возможности управления ФС. Рассмотренные методы и средства оптимизации работоспособности могут служить основой для создания новых комплексных систем, обеспечивающих их эффективное использование в реальных условиях профессиональной деятельности. Примером таких систем является комплекс «БИОС», центральным устройством которого служит специально сконструированный шлем релаксации [10].

Комплекс «БИОС» включает в себя шлем релаксации, снабженный аппаратурой регистрации показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД) и кожно-гальванической реакции (КГР), укомплектованный устройствами для предъявления аудио-, видео- и термовоздействия. Управление всеми устройствами осуществляется с помощью портативного компьютера и специального пакета программ, позволяющих в онлайн режиме осуществлять регистрацию указанных физиологических параметров и формировать с их учетом комплекс релаксирующих воздействий для пользователя (рис. 1).

Р и с. 1

Экспериментальный образец аппаратуры коррекции психической работоспособности

Принцип работы шлема строится на использовании сочетанной аудио-видео, термо- и аромостимуляции, дополняемой в ряде задач ритмическим фоно-фото воздействием. При этом зрительные и слуховые воздействия реализуются с помо­щью специально подобранных образов видео и аудиоряда. Термовоздействие осуществляется с помощью термогенераторов, излучающих тепло на носогубную область. Управляющий компьютер регулирует все виды одновременно подаваемых воздейст­вий. Благодаря кумуляции разномодальных раздражителей достигается высокая эффективность психокорректирующего воздействия. Стимуляция осуществляется по индивидуальным программам с учетом объективного контроля функционального состояния человека на основе полиэффекторной регистрации группы электрофизиологических показателей и использования этих показателей в режиме двухконтурной биологической обратной связи.

Первый контур биологической обратной связи (микроцикл БИОС) образуется на основе регистрации пневмограммы и организации системы одновременных специальных тепловых, зрительных и слуховых стимулов, повторяющих каждый дыхательный цикл. При этом, согласно «эффекту Лихтенштейна», тепловое воздействие на носогубную область осуществляется на фазе вдоха [6,7]. Второй контур биологической обратной связи (макроцикл БИОС) образуется на основе комплексной регистрации ЧСС, ЧД и КГР и получения на их основе интегрального показателя психофизиологической напряженности (ИПН), с учетом которого изменяется интенсивность и продолжительность релаксационных воздействий (рис. 2) [11].

Р и с. 2

Блок-схема работы программы психологической релаксации

с двойным контуром биологической обратной связи

Технология оценки уровня психофизиологической напряженности основана на представлении о психофизиологической напряженности как о динамическом рассогласовании стационарного и текущего (реального) состояний человеческого организма. При этом под стационарным состоянием понимается наиболее вероятное устойчивое состояние, к которому стремится организм после прекращения действия раздражителя. Оценка уровня психофизиологической напряженности осуществляется на основе системной интеграции показателей напряженности каждой из измеряемых физиологических функций.

Критерием оценки напряженности каждой физиологической функции является отклонение ее текущих показателей от стационарных характеристик [9]. При этом унифицированной мерой напряженности физиологической функции ( ) является разность текущих и стационарных показателей состояния функции, отнесенная к предельно допустимой величине этой разности:

где : - текущее значение физиологической функции;

- ее стационарное значение;

- соответственно, максимально возможное и минимальное значение этой функции.

В приведенном виде показатель изменяется от нуля, при равенстве текущих значений оцениваемой функции ее стационарному значению, до единицы, при достижении максимально допустимых значений, что создает удобство для сравнительной оценки различных физиологических функций. Напряженность организма, как функциональной системы, находится как векторная сумма этих показателей, а величина психофизиологической напряженности организма соответствует скаляру полученной векторной суммы [12].

При этом интегральный показатель психофизиологической напряженности (ИПН) вычисляется по формуле:

где - весовой коэффициент i-ой физиологической функции, при ее объединении в интегральную оценку;

n - количество использованных показателей.

Полученный таким образом интегральный показатель психофизиологической напряженности, ввиду его преимущественной чувствительности к наиболее изменяющимся локальным оценкам, позволяет демпфировать влияние индивидуальной чувствительности той или иной физиологической функции и, таким образом, является удобным и надежным инструментом измерения напряженности.