ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2013-2-43-51ssmu-271Research ArticleПСИХОФИЗИОЛОГИЯ САМОРЕГУЛЯЦИИВЛИЯНИЕ АЛЬФА-, ЭМГ-БИОУПРАВЛЕНИЯ И ТЕХНИК ПРОИЗВОЛЬНОЙ САМОРЕГУЛЯЦИИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМАINFLUENCE OF ALPHAEEG/EMG BIOFEEDBACK AND SELF-REGULATION PSYCHO TECHNIQUES ON THE HEART RATE VARIABILITY INDICESБазановаО. И.BazanovaO. M.

Базанова Ольга Михайловна – доктор биологических наук,  ведущий  научный сотрудник

bazanova@soramn.ruВернонД.VernonD.

Вернон Давид – доктор философии, ассистент профессора кафедры психологии

bazanova@soramn.ruМуравлёваК. Б.MuravlyovaK. B.

Муравлёва Ксения Борисовна – младший научный сотрудник

bazanova@soramn.ruСкораяМ. В.SkorayaM. V.

Скорая Марина Владимировна – младший научный сотрудник

bazanova@soramn.ruНаучно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики Сибирского отделения РАМН, НовосибирскРоссияInstitute Molecular Biology and Biophysics Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Science, NovosibirskRussian FederationКентерберийский университет Церкви Христа, КентербериВеликобританияCanterbury Christ Church University, CanterburyUnited Kingdom2013280420131224351Copyright © Базанова О.И., Вернон Д., Муравлёва К.Б., Скорая М.В., 20132013Базанова О.И., Вернон Д., Муравлёва К.Б., Скорая М.В.Bazanova O.M., Vernon D., Muravlyova K.B., Skoraya M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/271

C целью изучения влияния тренинга увеличения мощности в индивидуальном высокочастотном альфа-диапазоне электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с помощью альфастимулирующего нейробиоуправления (АНТ) на психометрические показатели эффективности когнитивной деятельности, характеристики альфа-активности ЭЭГ и вариабельность сердечного ритма (ВСР) были обследованы 27 здоровых мужчин в возрасте 18–34 лет до, после и через месяц после 10 сессий АНТ. Результаты показали, что курс АНТ улучшает выполнение когнитивных задач, увеличивает показатели альфа-активности ЭЭГ и ВСР только у лиц с исходно низкой (менее 10 Гц) альфа-частотой. В то же время использование обычных техник саморегуляции (ложное биоуправление) не влияет на эти показатели. АНТ снижает реакцию активации при когнитивных нагрузках, и этот эффект сохраняется через месяц.

With the purpose to study the impact of the upper frequency alpha EEG power increasing neurofeedback training (ANFT) on the cognitive performance, EEG alpha-activity and heart rate variability (HRV) 27 healthy men aged 18–34 years in pre, post and follow up one month 10 sessions ANFT time were investigated. The AFNT enhanced the fluency in cognitive performance, alpha frequency and power in upper frequency range and HRV only in participants with low baseline alpha frequency. While mock AFNT did change neither cognitive performance, nor alpha-activity, nor HRV indices. ANT reduces activation in cognitive load, and this effect persists for a month.

когнитивная нагрузкахарактеристики альфа-активности ЭЭГвариабельность сердечного ритматренинг альфастимулирующего нейробиоуправленияcognitive performance characteristicalpha EEG indicesheart rate variability HRVupper alpha increasing neurofeedback trainingReferencesАлексеева М.В., Балиоз Н.В., Муравлева К.Б. и др. Использование тренинга произвольного увеличения альфа-мощности ЭЭГ для улучшения когнитивной деятельности // Физиология человека. 2012. T. 38, № 1. C. 51–60.Alekseyeva M.V., Balioz N.V., Muravlyova K.B. et al. Human Physiology, 2012, vol. 38, no 1, pp. 51–60 (in Russian).Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения // Ультразвуковая функциональная диагностика. 2001. T. 3. C. 108.Bayevsky R.M., Ivanov G.G. Ultrasonic and Functional Diagnostics, 2001, vol. 3, pp. 108 (in Russian).Базанова О.М. Современная интерпретация альфа- активности ЭЭГ // Успехи физиол. наук. 2009. № 3. С. 32.Bazanova O.M. Achievements of physiological Sciences, 2009, no 3, pp. 32 (in Russian).Базанова О.М., Mерная Е.М., Штарк М.Б. Биоуправление в психомоторном обучении: электрофизиологическое обоснование // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2008. Т. 94, № 5. С. 539.Bazanova O.M., Mernaya Ye.M., Shtark M.B. Russian Physiological Journal named after I.M. Sechenov, 2008, vol. 94, no 5, pp. 539 (in Russian).Базанова О.М., Афтанас Л.И. Успешность обучения и индивидуальные частотно-дианамические характеристики альфа-активности электроэнцефалограммы // Вестн. РАМН. 2006. № 6. С. 30–43.Bazanova O.M., Aftanas L.I. Herald of the Russian Academy of Medical Sciences, 2006, no 6, pp. 30–43 (in Russian).Базанова О.М., Афтанас Л.И. Индивидуальные характеристики альфа-физиологический активности электроэнцефалограммы и невербальная креативность // Рос. журн. им. И.М. Сеченова. 2007. Т. 93, № 1. С. 14.Bazanova O.M., Aftanas L.I. Russian Physiological Journal named after I.M. Sechenov, 2007, vol. 93, no 1, pp. 14 (in Russian).Губкина Д.Г., Кайко С.А., Сеттарова З.С., Павленко В.Б. Изменение показателей вариационной пульсометрии под влиянием сеансов обратной связи по ЭЭГ // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». 2009. Т. 22 (61), № 4. С. 36–40.Gubkina D.G., Kaiko S.A., Settarova Z.S., Pavlenko V.B. Scientific Notes of Taurida National University named after V.I. Vernadsky. Series «Biology, chemistry». 2009, vol. 22 (61), no 4, pp. 36–40 (in Russian).Вариабельность сердечного ритма. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования / Рабочая группа Европейского кардиологического общества и Северо-Американского общества стимуляции и электрофизиологии. СПб.: ИНКАРТ, 2001. 64 с.Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. The working group of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. St. Petersburg, INRART Publ., 2001. 64 p. (in Russian).Agnihotri H., Paul M, Sandhu S.J. Heart rate changes associated with biofeedback training // Calicut Medical Journal. 2008. V. 6, № 3. P. e3.Agnihotri H., Paul M, Sandhu S.J. Heart rate changes associated with biofeedback training. Calicut Medical Journal. 2008. vol. 6, no. 3. P. e3.Bazanova O. EEG Alpha Activity Enhances as a Result of Heart Rate Biofeedback Game Training //Applied Psych ophysiology and Biofeedback. 2011. V. 36, № 4. P. 293.Bazanova O. EEG Alpha Activity Enhances as a Result of Heart Rate Biofeedback Game Training. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 2011, vol. 36, no. 4, pp. 293.Chang L.J., Lin J.F., Lin C.F. et al. Effect of body position on bilateral EEG alterations and their relationship with autonomic nervous modulation in normal subjects // Neurosci Lett. 2011. V. 490, № 2. P. 96.Chang L.J., Lin J.F., Lin C.F. et al. Effect of body position on bilateral EEG alterations and their relationship with autonomic nervous modulation in normal subjects. Neurosci Lett., 2011, vol. 490, no. 2, pp. 96. 12. Chisholm R.C., DeGood D.E., Hartz M.A. Effects of Alpha Feedback Training on Occipital EEG, Heart Rate, and Expe- riential Reactivity to a Laboratory Stressor. Psychophysiology, 1977, V. 14, no. 2, pp. 157.Chisholm R.C., DeGood D.E., Hartz M.A. Effects of Alpha Feedback Training on Occipital EEG, Heart Rate, and Experiential Reactivity to a Laboratory Stressor // Psychophysiology. 1977. V. 14, № 2. P. 157.Egner T., Gruzelier J.H. Ecological validity of neurofeedback: Modulation of slow wave EEG enhances musical performance. Neuroreport, 2003. vol. 14, no. 9, pp. 1221.Egner T., Gruzelier J.H. Ecological validity of neurofeedback: Modulation of slow wave EEG enhances musical performance // Neuroreport. 2003. V. 14, № 9. P. 1221.Einthoven W. The discovery of the mechanism of the electrocardiogram. Nobel Lectures. Physiology or Medicine, Amsterdam, Elsevier Publishing Company, 1965. 1922 p.Einthoven W. The discovery of the mechanism of the electrocardiogram // Nobel Lectures. Physiology or Medicine, Amsterdam, Elsevier Publishing Company. 1965. 1922 p.Guggisberg A.G., Mathis J., Herrmann Uli.S., Hess Ch.W. The functional relationship between yawning and vigilance. Behavioural Brain Research, 2007, vol. 179, pp. 159.Guggisberg A.G., Mathis J., Herrmann Uli.S., Hess Ch.W. The functional relationship between yawning and vigilance // Behavioural Brain Research. 2007. V. 179. P. 159.Hanslmayr S., Sauseng P., Doppelmayr M. Increasing individual upper alpha power by neurofeedback improves cognitive performance. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 2005, no. 30, p. 1.Hanslmayr S., Sauseng P., Doppelmayr M. Increasing individual upper alpha power by neurofeedback improves cognitive performance // Applied Psychophysiology and Biofeedback. 2005. № 30. P. 1.Hess W.R. Cerebral organization of somatomotor performances. I. Physical preliminary remarks and analysis of concrete examples. Arch. Psychiatr. Nervenkr., 1965, vol. 207, no. 1, pp. 33.Hess W.R. Cerebral organization of somatomotor performances. I. Physical preliminary remarks and analysis of concrete examples // Arch. Psychiatr. Nervenkr. 1965. V. 207, № 1. P. 33.Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr S., EEG alpha oscillations: The inhibition-timing hypothesis. Brain Researching Review, 2007, no. 53, pp. 63.Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr S. EEG alpha oscillations: The inhibition–timing hypothesis // Brain Researching Review. 2007. № 53. P. 63.Kraepelin E. Fragestellungen der klinischen Psychiatric. Cbl. Nervenheilk Psychiat., 1905, no. 8, pp. 573.Kraepelin E. Fragestellungen der klinischen Psychiatric // Cbl. Nervenheilk Psychiat. 1905. № 8. P. 573.Lehrer, P.M. Psychophysiological effects of progressive relaxation in anxiety neurotic patients and of progressive relaxation and alpha feedback in nonpatients. Journal of Consulting and Clinical Psychology, 1978, vol. 46, no. 3, pp. 389–404.Lehrer P.M. Psychophysiological effects of progressive relaxation in anxiety neurotic patients and of progressive relaxation and alpha feedback in nonpatients // Journal of Consulting and Clinical Psychology. 1978. V. 46, № 3. P. 389–404.Merletti R. Standards for Reporting EMG data. Journal of Electromyography and Kinesiology, 1999, vol. 9, no. 1, pp. 3.Merletti R. Standards for Reporting EMG data // Journal of Electromyography and Kinesiology. 1999. V. 9, № 1. P.3.McFarland D.J., Sarnacki W.A., Vaughan T.M., Wolpaw J.R. Brain-computer interface (BCI) operation: signal and noise during early training sessions. Clin. Neurophysiol., 2005,McFarland D.J., Sarnacki W.A., Vaughan T.M., Wolpaw J.R. Brain-computer interface (BCI) operation: signal and noise during early training sessions // Clin. Neurophysiol. 2005. V. 116, № 1. P. 56.vol. 116, no. 1, pp. 56.Noguchi H., Sakaguchi T. Effect of illuminance and color temperature on lowering of physiological activity // Appl. Human Sci. 1999. V. 18, № 4. P. 117–123.Noguchi H., Sakaguchi T. Effect of illuminance and color temperature on lowering of physiological activity. Appl. Human Sci., 1999, vol. 18, no. 4, pp. 117–123.Rice K.M., Blanchard E.B., Purcell M. Biofeedback treat ments of Generalized Anxiety Disorder: Preliminary results // Biofeedback and Self-Regulation 1993. V. 18, № 2. P. 93– 105.Rice K.M., Blanchard E.B., Purcell M. Biofeedback treatments of Generalized Anxiety Disorder: Preliminary results. Biofeedback and Self-Regulation, 1993, vol. 18, no. 2, pp. 93–105.Ryu K., Myung R. Evaluation of mental workload with a combined measure based on physiological indices during a dual task of tracking and mental arithmetic // International Journal of Industrial Ergonomics. 2005. V. 35, № 11. P. 232.Ryu K., Myung R., Evaluation of mental workload with a combined measure based on physiological indices during a dual task of tracking and mental arithmetic. International Journal of Industrial Ergonomics, 2005, vol. 35, no. 11, pp. 232.Slutsker B., Konichezky A., Gothelf D. Breaking the cycle: cognitive behavioral therapy and biofeedback training in a case of cyclic vomiting syndrome // Psychol. Health. Med. 2010. V. 15, № 6. P. 625–631.Slutsker B., Konichezky A., Gothelf D. Breaking the cycle: cognitive behavioral therapy and biofeedback training in a case of cyclic vomiting syndrome. Psychol. Health. Med., 2010, vol. 15, no. 6, pp. 625–631.Streitberger K., Steppan J., Maier C. et al. Effects of verum acupuncture compared to placebo acupuncture on quantitative EEG and heart rate variability in healthy vo lunteers // J. Altern. Complement Med. 2008. V. 14, № 5. P. 505.Streitberger K., Steppan J., Maier C. et al. Effects of verum acupuncture compared to placebo acupuncture on quantitative EEG and heart rate variability in healthy volunteers. J. Altern. Complement Med., 2008, vol. 14, no. 5, pp. 505.Travis F., Wallace R.K. Autonomic and EEG patterns during eyes-closed rest and transcendental meditation (TM) practice: the basis for a neural model of TM practice // Conscious Cogn. 1999. V. 8, № 3. P. 302.Travis F., Wallace R.K. Autonomic and EEG patterns during eyes-closed rest and transcendental meditation (TM) practice: the basis for a neural model of TM practice. Conscious Cogn., 1999, vol. 8, no. 3, pp. 302.Vecchiato G., Astolfi L., De Vico Fallani F. et al. Changes in brain activity during the observation of TV commercials by using EEG, GSR and HR measurements // Brain Topogr. 2010. V. 23, № 2. P. 165.Vecchiato G., Astolfi L., De Vico Fallani F. et al., Changes in brain activity during the observation of TV commercials by using EEG, GSR and HR measurements. Brain Topogr., 2010, vol. 23, no. 2, pp. 165.Yu X., Zhang J., Xie D., et al. Relationship between scalp potential and autonomic nervous activity during a mental arithmetic task // Auton. Neurosci. 2009. V. 146, № 1–2. P. 81.Yu X., Zhang J., Xie D., et al. Relationship between scalp potential and autonomic nervous activity during a mental arithmetic task. Auton. Neurosci., 2009, vol. 146, no. 1–2, pp. 81.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.