Гэвин Претор-Пинни - Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас

• Название: Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас
• Автор: Гэвин Претор-Пинни
• Издательство: Лайвбук
• Жанр: Физика
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-904584-33-7

Приготовьтесь: вас ждет кругосветное путешествие по всевозможным волнам: от серферских океанических до мозговых, радио-, микро-, инфракрасных, акустических, световых и многих прочих.

Претор-Пинни предлагает нам заново взглянуть на наш постоянно взволнованный мир.

---

Но поскольку у Бергера была еще и дочь четырнадцати лет, Илзе, он задействовал в эксперименте и ее. Ученый прикрепил электроды к голове дочери и дал ей задание: разделить число 196 на 7. Пока она в уме производила вычисления, интервалы между ритмичными сигналами сократились. Уж не знаю, что у них там в итоге произошло — может, отец окончательно достал подростков своими экспериментами, — только вскоре он занялся исследованием новорожденных и детей от года до трех у самых маленьких ритм не обнаружился, из чего Бергер сделал вывод: на стадии формирования (первые два месяца жизни) мозг младенца не испускает сколько-нибудь различимых импульсов. Очевидно, исследования настолько увлекли Бергера, что он взялся измерять пульсацию головного мозга у всех и вся. Прикрепив электроды к голове издыхающего пса, Бергер выяснил: по мере того, как жизнь одряхлевшей дворняги угасала, зубчатая линия, обозначавшая пульсацию ее мозга, постепенно вытягивалась в прямую.

В 1924 году Ганс Бергер продемонстрировал ритмичность импульсации нейронов, прикрепив к голове сына электроды и записав импульсы его мозга 

Выявленный Бергером ритм — 10 циклов в секунду — оказался лишь одним из диапазонов частот, на которых работает мозг человека. Доминирующая частота этих мозговых волн зависит от места размещения электродов, а также от общего состояния испытуемого: бодрствует он или спит, открыты у него глаза или закрыты, решает ли в уме задачу или смотрит по телеку какое-нибудь реалити-шоу. Ученые разделяют эти частоты на четыре диапазона.

* * *

Дельта-волны, самые низкочастотные мозговые волны, составляют всего четыре и менее циклов в секунду. В основном дельта-волны наблюдаются во время глубокого сна, если только вы не младенец — в таком случае они преобладают и во время бодрствования. Дельта-волны регистрируются также у больных в состоянии комы. Четыресемь циклов в секунду характерны для частотного диапазона тета-волн, которые чаще всего присутствуют в момент дремы. Именно тета-волны чаще всего повинны в конфузе, который случается с дремлющим в электричке по дороге на работу пассажиром — его голова безвольно падает на грудь, а из открытого рта текут слюни. Зрелище, прямо скажем, неприглядное. Альфа-волны, для которых характерна частота в 8-12 циклов в секунду, преобладают, когда вы спокойны, расслаблены. Под частотой, превышающей 12 циклов в секунду, мы подразумеваем бета-волны. Частота от 15 до 18 циклов в секунду говорит о том, что вы сосредоточены на чем-то довольно сложном, например вникаете в смысл этого предложения.[10]

В 1970-х годах доктор Барри Стерман из Института медицины при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе продемонстрировал, что те эпилептики, которые научились менять ритм волновой активности в определенной области головного мозга, добились значительного сокращения числа приступов.{23},{24},{25} Во время эпилептического припадка мозговые волны больного меняют свое поведение. И хотя существуют разные типы эпилептических припадков, они зачастую сопровождаются высокоамплитудной ЭЭГ, захватывающей весь мозг, — импульсы всех областей синхронизируются. Это разительно отличается от нормальной деятельности головного мозга, при которой каждому отделу, выполняющему свою работу, свойственна определенная частота волны. Таким образом, эпилептический приступ здорово смахивает на приливную волну электрической активности, накрывающую весь мозг. Известно, что у взрослых синхронизированные импульсы передаются в частотном диапазоне тета-волн (4-7 циклов в секунду); Стерман, применяя метод нейробиологической обратной связи, обучал пациентов блокировать эти синхронизированные тета-волны.

Ученый прикрепил электроды над сенсомоторной областью мозга — этот участок находится ниже темени и отвечает за управление движениями. У большинства людей, когда они активно расслабляют мышцы, возникают вспышки активности мозговых волн именно в этой части головного мозга; определяются они частотой в 12-15 циклов в секунду. Такой частотный диапазон, низкие бета-волны, настолько характерен для данной области в состоянии расслабленности, что получил название сенсомоторного ритма. Стерман рассуждал следующим образом: если управление мышечной деятельностью соотносится с 12-15 циклами в секунду в этой области, а эпилептические приступы — с 4-7 циклами в секунду в любой области мозга, пациентов можно обучить технике, с помощью которой они будут генерировать больше волн одного частотного диапазона и меньше волн другого частотного диапазона. Стерман учил больных эпилепсией контролировать свои мозговые волны с помощью прибора: зеленая лампочка загоралась при возникновении сенсомоторного ритма в сенсомоторной области мозга, красная — когда частота колебаний снижалась до уровня тета-волн.

Тренируясь, пациенты старались усиливать мозговые волны, соотносимые с управлением мышечной деятельностью, хотя с трудом могли объяснить, как именно им удается менять мозговые ритмы. Стерман пояснял: чтобы загорелась зеленая лампочка, необходимо добиться состояния активного расслабления, то есть сосредоточиться на расслаблении тела. «Мы сами себе даем команду расслабиться — так бытовой прибор нажатием кнопки «пауза» приводится в режим ожидания».{26} На каждом сеансе больные тренировались — учились зажигать зеленую лампочку и выключать красную — и в самом деле научились увеличивать частоту сенсомоторного ритма и подавлять частоту тета-волн, существенно улучшив свое здоровье.

Эффективность метода нейробиологической обратной связи при лечении больных эпилепсией демонстрируется снова и снова.{27},{28},{29} В 2000 году Стерман проанализировал все исследования по методу нейробиологической обратной связи, какие только проводились в мире, и обнаружил: везде отмечались «крайне положительные результаты». Восемь из десяти больных, не находясь на медикаментозном лечении, благодаря использованию метода добились снижения частоты приступов на пятьдесят процентов. У пяти процентов больных приступы не возникали потом в течение целого года.{30} В настоящее время нейробиологическая обратная связь считается убедительным, хорошо зарекомендовавшим себя методом, альтернативным медикаментозному лечению.{31}

Данный метод применяется и при лечении неврологических заболеваний, таких как синдром дефицита внимания и гиперактивности у детей.{32} Вот только как от детей с подобным синдромом добиться сосредоточенности? Легко сказать, да трудно сделать. Поэтому были разработаны такие программы нейробиологической обратной связи, в которых дети получают обратную связь от своего головного мозга не через загорающиеся лампочки, а через компьютерные игры. Когда ребенку удается повысить частоту мозговых волн до нужной величины, он переходит на следующий уровень игры; возвращаясь к частоте, вызывающей проблемы со здоровьем, он остается на прежнем уровне.

«У большинства детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности низкочастотные тета-волны, возникающие в передней части головного мозга, превалируют над высокочастотными бета-волнами», — пояснила мне Мелисса Фокс, работающая в Лондоне и практикующая метод нейро-биологической обратной связи. Но разве тета-волны не возникают в момент дремы? Разве это не тот самый тип волн, которого так не хватает гиперактивным детям?

«Представьте, что вы ведете машину, — сказала Мелисса. — Наступила глубокая ночь, вы отчаянно боретесь со сном: опускаете боковое стекло, чтобы проветриться, включаете радио погромче, распеваете во весь голос… Чего вы только ни делаете, чтобы прогнать сонливость». Так и гиперактивный ребенок — он борется с погружающими в дрему тета-волнами. Вот почему больным, страдающим синдромом дефицита внимания и гиперактивности, часто прописывают именно стимулирующие препараты, например риталин, который действует на них парадоксальным образом — успокаивает. «Такие дети, сопротивляясь состоянию спокойствия, чего только ни вытворяют, — заметила Мелисса. — Их поведение в классе доставляет много неудобств».

Только что, на примере многочисленных клинических исследований, мы убедились в пользе применения метода нейробиологической обратной связи при лечении синдрома дефицита внимания и гиперактивности. Однако существуют и другие заболевания, вылечиваемые с помощью данного метода, например расстройства аутистического спектра, травмы головы, наркотическая зависимость, депрессивные состояния. Но тут свидетельства, подтверждающие эффективность метода, не так многочисленны, скорее единичны, а этого для науки недостаточно.

Впрочем, метод нейробиологической обратной связи применяется не только для лечения мозговых нарушений. Несколько игроков победившей в мировом чемпионате 2006 года итальянской футбольной команды прошли тренинг по данному методу. Целью тренинга было поддержание нервной системы в тонусе во время послематчевых пенальти. Правда, тут нам не с чем сравнивать, так что едва ли можно утверждать, что положительный эффект дало использование именно метода нейробиологической обратной связи.