Физиологические основы психофизиологического исследования с применением полиграфа

Фрагмент монографии: Иванов Р.С. Особенности динамики вегетативных реакций в ситуации психофизиологического исследования с применением полиграфа .


Физиологические основы психофизиологического исследования с применением полиграфа


Нервную систему человека принято условно делить на центральную (ЦНС) и периферическую, на соматическую и вегетативную (ВНС), а также на симпатическую и парасимпатическую.

Центральная нервная система состоит из головного мозга, ствола мозга и спинного мозга. Спинной мозг – представляет собой тяж из нервных волокон, идущий посередине тела и защищенный костной структурой позвоночника. Он служит связующим звеном между головным мозгом и периферической нервной системой; его волокна передают информацию от головного мозга к телу и обратно. В обычных условиях головной мозг контролирует все реакции. Головной мозг состоит из ряда концентрических слоев. Самую сердцевину его составляют наиболее древние системы, обеспечивающие поддержание жизни. Спинной мозг, входя в череп, расширяется и образует ствол мозга, в котором лежат структуры, ответственные за основные физиологические процессы: дыхание, работу сердца, пищеварение и т.д. В эту центральную область входит также ретикулярная формация.

Центральный стержень окружен лимбической системой, с которой связана эмоциональная сфера человека. И наконец, все эти структуры охватывает кора мозга, которая отвечает за высшие когнитивные функции [Николаева, 2003, с. 12-13; Судаков, 2006, с. 143-168; Физиология и психофизиология …, 2013, с. 133-191; Хессет, 1981, с. 24-25; Шульговский, 2005, с. 19-26; и другие.].

В продолговатом мозге расположены нервные центры, тормозящие деятельность сердца (ядра блуждающего нерва). В ретикулярной формации продолговатого мозга находится сосудодвигательный центр, состоящий из двух зон: прессорной и депрессорной. Возбуждение прессорной зоны приводит к сужению сосудов, а возбуждение депрессорной зоны – к их расширению. Сосудодвигательный центр и ядра блуждающего нерва постоянно посылают импульсы, благодаря которым поддерживается постоянный тонус: артерии и артериолы несколько сужены, а сердечная деятельность замедлена.

В продолговатом мозге находится дыхательный центр, который, в свою очередь, состоит из центров вдоха и выдоха. На уровне моста находится центр дыхания более высокого уровня, который приспосабливает дыхание к изменениям физической нагрузки. Дыхание у человека может управляться также произвольно со стороны коры больших полушарий, например, во время речи или при противодействии в ситуации ПФИ (задержка дыхания, форсированный вдох и т.п.).

В продолговатом мозге находятся центры, возбуждающие секрецию слюнных, слезных и желудочных желез. В среднем мозге под передними буграми четверохолмия находятся парасимпатические центры аккомодации глаза и зрачкового рефлекса. Все перечисленные выше центры симпатической и нервной парасимпатической системы подчинены высшему вегетативному центру – гипоталамусу, который подвержен влиянию ряда других центров головного мозга. Все эти центры образуют лимбическую систему [Николаева, 2003, с. 13; Судаков, 2006, с. 150-180; Физиология и психофизиология …, 2013, с. 144-172; Хессет, 1981, с. 24-25; Шульговский, 2005, с. 82-83; и другие].

Через гипоталамус большинство лимбических структур объединено в целостную систему, регулирующую мотивационно-эмоциональные реакции человека на внешние стимулы и формирующую адаптивное поведение, построенное на основе доминирующей биологической мотивации. К лимбической системе относят три группы структур головного мозга. Первая группа включает филогенетически более старые структуры коры: гиппокамп (старая кора), обонятельные луковицы и обонятельный бугорок (древняя кора). Вторая группа представлена областями новой коры: лимбической корой на медиальной поверхности полушария, а также орбито-фронтальной корой на базальной части лобной доли мозга. К третьей группе относят структуры конечного, промежуточного и среднего мозга: миндалину, перегородку, гипоталамус, переднюю группу ядер таламуса, центральное серое вещество среднего мозга [Судаков, 2006, с. 164-166; Физиология и психофизиология …, 2013, с. 172-176; Филимонов, 2003, с. 63-64; Хомская, 2014, с. 54-77; Шульговский, 2005, с. 85].

Лимбическая система головного мозга выполняет очень важную функцию, которая называется мотивационно-эмоциональной. Так, в ситуации ПФИ любое исследуемое лицо испытывает биологическую потребность в безопасности, и оценка значимости стимула происходит с точки зрения возможности её удовлетворения. На основе этой потребности формируется соответствующая мотивация. Общая эффективность мотивации зависит от уровня тревоги, которая служит показателем силы мотивации.

Также организм имеет механизм для оценки значимости биологической мотивации – эмоции. «Эмоции – особый класс психических процессов и состояний, связанных с инстинктами, потребностями и мотивами. Эмоции выполняют функцию регулирования активности субъекта путем отражения значимости внешних и внутренних ситуаций для осуществления его жизнедеятельности» (Леонтьев, 1970). Биологическим субстратом для осуществления этих важнейших функций организма служит группа мозговых структур, объединенных между собой тесными связями и составляющих лимбическую систему головного мозга [Шульговский, 2005, с. 84-85]. Эмоции являются регулирующим механизмом мотивации. Сила эмоции пропорциональна недостатку информации о способе удовлетворения актуальной потребности.

Функция лимбической системы головного мозга не ограничивается только эмоциональными реакциями, но также принимает участие в поддержании постоянства внутренней среды (гомеостаза), регуляции цикла сон – бодрствование, процессах обучения и памяти, регуляции вегетативных и эндокринных функций [Шульговский, 2005, с. 85-86].

Вегетативная нервная система регулирует обмен веществ, возбудимость и автономную работу внутренних органов, а также физиологическое состояние тканей и отдельных органов (в том числе головного и спинного мозга), приспосабливая их деятельность к условиям окружающей среды.
ВНС делится на симпатическую и парасимпатическую. В большинстве органов возбуждение симпатической и нервной парасимпатической вегетативной системы вызывает противоположные эффекты. Симпатический отдел ВНС выполняет активирующую функцию. Он включается в моменты напряжения для мобилизации специальных ресурсов организма, обеспечивая готовность к дополнительным активным действиям (катаболизм). Это происходит в момент возникновения опасности, угрожающей ситуации и т.п. ВНС организма реагирует на угрозу комплексом оборонительных реакций в виде учащения дыхания, сердцебиения, активации потовых желез. Основная функция парасимпатического отдела ВНС – сохранение и поддержание основных ресурсов организма (анаболизм), восстановление равновесия и постоянства внутренней среды организма. Для этого необходимо непрерывно подправлять сдвиги, вызванные влияниями симпатического отдела, восстанавливать и поддерживать гомеостаз. В этом смысле деятельность этих отделов нервной вегетативной системы в ряде реакций проявляется как антагонистическая [Психофизиология …, 2016, с. 142, 146; Судаков, 2006, с. 181-199; Филимонов, 2003, с. 83; Физиология и психофизиология …, 2013, с. 201-220; Шульговский, 2005, с. 76-77].

Вегетативные реакции. В психофизиологических исследованиях широко применяются методы регистрация вегетативных реакций: изменения проводимости кожи, сосудистые реакции, частота сердечных сокращений, артериальное давление, активность дыхательной системы и проч. Эту регистрацию нельзя отнести к прямым способам измерения информационных процессов мозга. Вегетативные реакции представляют собой некую суммарную и неспецифическую характеристику информационных процессов. Так, хорошо известно, что кожно-гальванический рефлекс может быть связан с самыми разными информационными процессами: эмоциями, вниманием, ориентировочным и оборонительным рефлексами и т.д.
Вегетативные реакции не могут быть использованы в качестве прямого метода изучения психических процессов, поскольку они:
- слишком медленны и протекают с задержкой;
- тесно связаны с изменением функционального состояния и эмоциями;
- неспецифичны в отношении стимулов и задач.
Однако несомненным достоинством вегетативных реакций является то, что они обладают высокой чувствительностью [Данилова, 2012, с. 16].

Дыхательная система. Совокупность органов, обеспечивающих функцию дыхания. Система состоит из дыхательных путей и лёгких. Основной двигательный аппарат дыхательной системы составляют межреберные мышцы, диафрагма и мышцы живота. Воздух, поступающий в легкие во время вдоха, снабжает протекающую по легочным капиллярам кровь кислородом. Одновременно из крови выходят двуокись углерода и другие вредные продукты метаболизма, которые выводятся наружу при выдохе.
В психофизиологических исследованиях в целях регистрации физиологической активности дыхательной системы применяется пневмография – метод регистрации дыхательных движений грудной клетки с помощью датчика пневмографа. Он состоит из надувной камеры-пояса, плотно оборачиваемой вокруг грудной клетки испытуемого, и отводящей трубки, соединенной с манометром и регистрирующим устройством. Возможны и другие способы регистрации дыхательных движений, но в любом случае обязательно должны присутствовать датчики натяжения, фиксирующие изменение объема грудной клетки [Марютина, Ермолаев, 2014, с. 65]. В современных полиграфах используются датчики, одновременно регистрирующие грудное и диафрагмальное дыхание.
Показатели активности дыхательной системы являются важными информативными признаками вегетативной реакции в ситуации применения полиграфа. Наиболее типичными являются: изменение амплитуды дыхательного цикла, изменение частоты дыхательного цикла, соотношение времени вдоха ко времени выдоха, апноэ и проч.
Другой важной функцией контроля дыхательной системы в ходе ПФИ является выявление артефактов [Хессет, 1981, с. 97; Гамза, Холодный, 2004, с. 39], связанных с гипервентиляцией лёгких. Глубокий вдох, превышающий в два и более раз текущее дыхание человека, вызывает рефлекторные изменения в активности сердечно сосудистой системы и электрическом сопротивлении кожи.

Кожно-гальваническая реакция является одним из известных видов электрической активности кожи [Хессет, 1981, с. 54].
Причина возникновения колебаний КГР заключается в усилении нервной активности человека, что сопровождается повышением секреции пота. Экспериментальные исследования этого вопроса показали, что потоотделение зависит от уровня водно-солевого обмена, состояния просвета кровеносных сосудов, но, прежде всего, от функционального состояния ЦНС, а также от баланса между её симпатическим и парасимпатическим отделами. Однако только потовыделением объяснить динамику КГР невозможно.
КГР – это в высшей степени неспецифическая реакция, поскольку ее возникновение может быть связано как со сложными нейроэндокринными сдвигами, так и с изменениями информационных потоков в ЦНС. Ключевыми структурами, определяющими ее возникновение и характер протекания, являются ретикулярные образования таламуса, гипоталамуса и ряд других структур ЦНС [Кирой, 2003, с. 101].
КГР может быть зарегистрирована двумя способами. Первый, был предложен С. Фере в 1988 г., он представляет собой измерение сопротивления поверхности кожи. Второй открыл И.Р. Тарханов (1989), он измеряет разность потенциалов между двумя точками на поверхности кожи. В современных полиграфах регистрации КГР осуществляется по методу Фере. Как правило, электроды представляют собой прямоугольные пластины площадью около 6 см², они закрепляются на тыльной поверхности пальцев руки.
КГР имеет фазический и тонический компонент. Динамика характеристик фазической КГР надёжно отражает быстротекущие процессы в нервной системе. Тонический компонент характеризует медленные изменения кожной проводимости, которые развиваются вследствие динамики функционального состояния человека.
В психофизиологических исследованиях с применением полиграфа регистрируется и фазический и тонический компонент КГР. Показатели динамики КГР являются важными информативными признаками вегетативной реакции в ситуации применения полиграфа. Наиболее типичными признаками являются: изменения амплитуды, продолжительности реакции, её многофазность, отрицательная волна и пр.

Сердечно сосудистая система (ССС) состоит из сердца и кровеносных сосудов. Она образует замкнутую систему, по которой кровь движется благодаря сокращениям сердечной мышце. Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от сердца, венами, по которым кровь течёт к сердцу и микроциркулярным руслом, расположенным между артериями и венами. Сосуды постоянно находятся в некотором напряжении – тонусе. Основным фактором, формирующим сосудистый тонус, является эфферентная иннервация сосудистой стенки, создающая вазоконстрикторный – сосудосуживающий и вазодилататорный – сосудорасширяющий эффект [Филимонов, 2003, с. 119-122].
ССС является основной в обеспечении практически всех вегетативных функций организма. Она обеспечивает транспорт питательных и биологически активных веществ, газообмен в тканях организма, иммунные реакции и т.д. Любые изменения функционирования этой системы тем или иным образом сказываются на деятельности всех других систем и организма в целом. Оценка параметров функционирования сердечно-сосудистой системы человека представляется чрезвычайно важной для решения целого комплекса прикладных задач [Кирой, 2003, с. 82].
Артериальный приток крови к органу и его кровенаполнение находятся в тесной зависимости от работы сердца, и происходит синхронно с сердечными сокращениями. Эти пульсовые изменения объёма, связанные с кровенаполнением органа и динамику сосудистого тонуса можно зарегистрировать с помощью метода плетизмографии.
Плетизмография – регистрация изменений объёма органа или части тела, связанных с изменениями кровенаполнения их сосудов. Объём органа слагается из объёма всех его тканей и крови, заполняющей сосуды. Первая величина остаётся постоянной на небольшом отрезке времени, а вторая – непрерывно меняется в связи с процессом кровообращения. Эти изменения объёма крови могут быть зарегистрированы плетизмографом. Плетизмограф состоит из трёх основных узлов: датчика, преобразующего изменения объёма в электрический сигнал, усилителя и регистратора. Датчик находится непосредственно на исследуемой части тела и трансформирует механические колебания в электрический сигнал, а регистрирующая аппаратура отмечает их в виде непрерывной кривой на ленте [Смирнов, 2013, с. 6].
В ПФИ широкое распространение получили датчики в виде пневмоманжеты, которая надевается на плечо, и датчики, закрепляющиеся на тыльной поверхности пальца руки исследуемого лица.
Показатели динамики ССС являются важными информативными признаками вегетативной реакции в ситуации применения полиграфа. Наиболее типичными признаками являются: изменения ЧСС, амплитуды сердечного цикла, сдвиг его изолинии, положение на диастоле дикротического зубца и пр.



Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Новости по теме