Экспериментальноеисследование «психических моделей» гапер- и гиповесомости
Ощущенияреального изменения веса тела, как в сторону его повышения, так и снижениявстречаются в повседневной жизни человека нередко. Значительные, хотя и оченькратковременные, колебания весомости имеют место при полетах на самолетах,пользовании скоростными лифтами, при нахождении в водных бассейнах и вособенности при различного рода прыжках. Так, например, при рекордном прыжке В. Брумеляневесомость продолжалась около одной секунды. При прыжке парашютиста саэростата в первые несколько секунд падение происходит с ускорением, затем скоростьпадения становится постоянной. В течение тех секунд, когда его движение внизускоренно, возникает сила инерции – направленная вертикально вверх перегрузка,которая обусловливает кратковременное состояние невесомости. Находясь вжидкости, человек также может не ощущать внешнего давления па поверхность тела.В этом случае субъективные ощущения будут напоминать одну из особенностейневесомости.
Ещечаще в повседневной жизни человек испытывает перегрузки, связанные слокомоциями, Каждое движение начинается и заканчивается возникновениемускорений, а следовательно, и перегрузок. Обычно их длительность и величинаневелики. Однако в отдельных случаях испытываемые перегрузки могут быть весьмазначительными. Так, по данным Нейлера, разрывы мышц и переломы костей, нередконаблюдаемые у спринтеров и прыгунов, происходят в тех случаях, когдавозникающие в связи с локомоциями ускорения превышают 12^. По его же данным,футболисты при падении на землю в некоторых случаях испытывают перегрузку до 20g.
Вместес тем тогда, когда описанные выше кратковременные ощущения невесомости илиперегрузки сопровождаются сильным эмоциональным напряжением, в сознании обычноне остается достаточно ярких воспоминаний об этом вследствие проявления эффектаретроактивного торможения. Однако в долговременной памяти сохраняются энграммыс запечатленным опытом субъективных переживаний, вызванных колебаниямивесомости, и соответствующих вегетативных реакций. Можно утверждать, что каждыйвзрослый человек имеет определенный опыт субъективной оценки состояния,испытываемого при изменении весомости собственного тела.
Впсихиатрической практике также известны случаи субъективных переживанийизменения веса собственного тела. Как правило, они возникали под действиемнекоторых психически активных веществ. Так, И.А. Сикорский приводитнесколько примеров отравления гашишем с развитием состояний, сопровождающихсяощущением утраты веса, чувством «всплывания». У больных с деперсонализационнымисиндромами нередко встречаются стойкие иллюзии невесомости, что позволило Р.Я. Голантвыделить деперсонализационный синдром, в котором ведущим является чувствоневесомости. Логично допустить, что подобные случаи гипогравитационных иллюзийвозникают вследствие временной активизации в коре головного мозга тех этограмм,в которых запечатлен жизненный опыт субъективных ощущений при кратковременныхизменениях весомости тела. Разумеется, непременным условием такой активизациидолжно быть нарушение контроля и регуляции, связанных с высшими психическимифункциями. Вместе с тем следует иметь в виду, что «содержание клиническойкартины любой болезни, особенно на начальных этапах, формируется из материалапрошлого жизненного опыта».
Сцелью экспериментальной проверки наличия у взрослого человека таких этограмм ивыяснения их действенности при соответствующей активизации была проведена серияспециальных опытов с репродуктивным внушением в гипнотическом состоянииразличных гравитационных воздействий. В экспериментах участвовало 12 испытуемыхв возрасте от 20 до 22 лет, у которых не было нарушений опорно-двигательногоаппарата. Каждый из них имел опыт обычных полетов на пассажирских самолетах илиже передвижения на скоростном лифте. Одним из основных требований, которымдолжны были удовлетворять испытуемые, являлась высокая степень гипнабильности.Формула внушения в экспериментах строилась на основе воспоминания ранеепережитой ситуации. Например: «Сейчас Вы в скоростном лифте. Он стремительноопускается. Ваше тело, все органы стали во столько-то раз легче». После этогоиспытуемому представлялась возможность с открытыми глазами стоять,передвигаться. Запись физиологических показателей производилась, как правило, впозе сидя, в покое, с закрытыми глазами.
Особенностипозы при репродуктивном внушении сниженной весомости тела
Увсех испытуемых при репродуктивном внушении частичной весомости наблюдаютсявесьма характерные изменения статической позы: осанка уплощается, нередко испытуемыйприподнимается на носках, его руки несколько сгибаются в локтевых суставах иотходят от туловища. Аналогичные изменения наблюдаются и в позе сидя. Этиособенности сохраняются и при ходьбе, которая осуществляется в замедленномтемпе, с ограниченным биодинамическим участием рук.
Согласнословесному отчету испытуемых, они действительно ощущали необычайно приятноесостояние легкости, пониженной весомости тела, что делало их движения плавнымии свободными. Нередко это субъективное переживание сопровождалось мимикойудовольствия и улыбкой. Лишь в единичных случаях отмечались жалобы на умереннуюслабость, неустойчивость при стоянии и ходьбе, головокружение и поташнивание.
Сравнительныйанализ основных биомеханических характеристик произвольных движенийпроизводился на основе двигательных тестов, выполняемых в удобном дляиспытуемого темпе. Такими тестами являлись: ходьба, поднимание до уровня плеч иопускание правой вытянутой руки, сгибание и разгибание в локтевом суставеправой опущенной руки.
Типичныеизменения вертикальных слагаемых тестового движения «поднимание руки до уровняплеч и опускание» в удобном темпе представлены на рис. 30. Анализируемыедвижения производились в состоянии гипноза при ощущении обычной весомости, атакже при репродуктивном внушении l/6g. Средние данные изменения параметровдвижений представлены в табл. 2,
Основные параметры тестового движения в состоянии гипнозаВид движения Условия эксперимента Время движения Средняя скорость Максимальная скорость Среднее ускорение Максим, ускорение Поднимание руки и 1,0 0,9 27,4 6,6 31,0 i/6g 1,7 0,5 14,0 3,6 13,5 Опускание руки is 0,56 1,7 41,0 13,2 58,5 2,3 0,35 8,8 1,8 11,5
Каквидно из таблицы, при репродуктивном внушении частичной гравитации времявыполнения активной части тестового движения увеличивается в 1,7 раза,пассивной – в 4,1 раза. При этом средняя и максимальная скорости уменьшилисьсоответственно при поднимании руки в 18 и 1,9 раза, при опускании – в 4,8 и 4,6раза; среднее и максимальное ускорения в первом случае уменьшились в 1,8 и 2,3раза, во втором – в 7,3 и 5,0. Судя по этим цифрам, можно сказать, чтопервоначальный биомеханический эффект при частичной гравитации в большейстепени проявляется в пассивной части локомоторного акта и в меньшей степени – вего активной фазе, отличающейся большей произвольностью. Сравнительный анализгоризонтальных слагаемых здесь не проводится, поскольку они в значительноменьшей степени отражают взаимодействие двигательного анализатора с внешнимсиловым полем, т.е. функциональную роль мышечной системы во взаимодействии ссилами гравитации.
Исследованиевегетативных реакций на репродуктивное внушение гравитационных воздействийпоказало, что частота пульса возрастает как при внушении перегрузок, так и впервый период внушения частичной весомости, хотя в последнем случае онаостается значительно более низкой.
/>
График изменения вертикальных скоростей и ускорении вриподнимании и опускании руки в обычном состоянии и при внушении пониженнойвесомости тела
I – вертикальнаяскорость при весомости Jgi 2 – вертикальная скорость при весомости 1/6 g; з – ускорение0) при весомости lg; 4 – ускорениеШ привесомости 1/6 g
Характерно,что последовательное«нарастание» весомости тела сопровождается прогрессивным увеличением частотыпульса. Для сравнения на этом же рисунке представлены усредненные цифры частотыпульса при реальном воздействии на организм гравитационных изменений, имевшихместо во время тренировок космонавтов Ю.А. Гагарина, Г.С. Титова, В.В. Терешковойи В.Ф. Быковского на центрифуге и при полетах «на невесомость» в самолете.Как видно на рис, изменения пульса в том и в другом случае однонаправлены, хотяабсолютное их значение не совпадает. В большей степени это проявляется привоздействии перегрузок: репродуктивное внушение дает значительно меньшийприрост частоты пульса, чем реальное влияние.
Вэксперименте отсутствовали физические факторы гравитационного воздействия ввиде деформации и смещения внутренних органов, изменения гидростатическогодавления в кровеносных сосудах и пр. Следовательно, наблюдаемая реакциясердечнососудистой системы на репродуктивное внушение гравитацииобусловливается повышением общего психического напряжения, а также повышениемили перераспределением общего мышечного тонуса. Косвенным подтверждением этогоявляются данные кожно-гальванической реакции и актографии. Однаконепосредственное отражение функционального состояния различных групп мышц приуказанных воздействиях могли дать лишь специальные миографические исследования.
Регистрацияэлектрических потенциалов, отводимых от двуглавой и трехглавой мышц плеча вовремя сгибания опущенной правой руки в локтевом суставе, показала интереснуюособенность. При внушении частичной весомости сгибание предплечьясопровождается значительным нарастанием электропотенциалов, отводимых отдвуглавой мышцы плеча, и снижением электроактивности соответствующего антагониста.Это свидетельствует о том, что в момент движения субъективное переживаниеуменьшения веса предплечья сопровождается неосознаваемым дополнительнымприростом тонуса мышц-сгибателей. Этот прирост усилий и расходуется напреодоление неизменного действия сил тяжести, причем большая часть обратнойафферентации, поступающей от проприорецепторов, оказывается заторможенной, аосознается лишь ее меньшая часть. Таким образом, происходит своеобразноевычитание части усилий, необходимых для преодоления неизменно действующих силтяжести.
Какуже отмечалось, при одном из способов моделирования частичной весомости тела, втом числе и рук, используется частичное вывешивание локомоторных звеньевсоответствующими грузами. Специальная система таких грузов с подвесками,перекинутыми через блоки, снимает часть собственного веса локомоторных звеньевконечностей. При репродуктивном внушении частичной весомости аналогичноеявление, как об этом свидетельствует ЭМГ, создается за счет прироста тонусаантигравитационных мышц. Однако в этом случае обратная афферентация, которая накаком-то уровне должна сигнализировать об изменениях функционального состоянияданной группы мышц, подвергается частичному торможению. Сигналы о приростетонуса не воспринимаются сознанием, а импульсация, необходимая для управлениядвижением, в новых условиях, естественно, формирует ощущение сниженнойвесомости конечностей.
Характерно,что частичное затормаживание афферентной импульсации системы антигравитационныхмышц приводит к снижению электрофизиологической активности тех мышц, функциякоторых в меньшей степени связана с гравитационными силами. Так, например, нарис. 32 достаточно четко видно, что относительное повышениеэлектрофизиологической активности двуглавой мышцы плеча при сгибании опущеннойруки в локтевом суставе сопровождается значительным снижением миографическихпоказателей трехглавой мышцы. На рис. 33 можно видеть, что снижениеэлектрофизиологической активности при внушении частичной весомости наблюдаетсяпри статической нагрузке мышц голени: передней болыпеберцовой и камбаловидной,функция которых в большей мере связана с преодолением гравитационных влияний.Тем не менее субъективное переживание частичной весомости снижает активностьэтих мышц при выполнении двигательного теста.
Следовательно,мышцы конечностей не являются ведущими в формировании уровняэлектрофизиологической активности в связи с изменением гравитационныхвоздействий. Наоборот, их активность определяется афферентацией, поступающей,по-видимому, из тех групп мышц, которые непосредственно и постояннопротивостоят гравитационным силам. К этим мышцам относятся, надо полагать,мышцы спины и шеи, поддерживающие в вертикальном положении все тело. Их тонуспрежде всего и сказывается на особенностях кинематики конечностей за счетпостоянного функционирования моторно-моторных рефлексов. Несомненно, что этирефлексы являются первым уровнем регуляции движений, важнейшим центром которойслужат органы равновесия с их кинестетическими клетками.
Специальнаясерия экспериментов показывает, что описанные ранее изменения ЭМГ являютсязакономерными. Кроме того, данные миографии подтверждают результатыбиомеханического анализа локомоций, показавшего, что время выполнениядвигательных актов при субъективном переживании частичной гравитацииувеличивается.
Функциональнаяперестройка двигательного анализатора в процессе снижения афферентации,сопровождающей субъективное переживание уменьшения весомости, определеннымобразом сказывается и на электроэнцефалограмме. На рис. 35 представленыданные, характеризующие динамику частотного спектра ЭЭГ при внушениипостепенного снижения веса тела испытуемых до 5 кг. Количественный анализданных показал, что этот процесс сопровождается нарастанием активности ипостепенным снижением остальных частотных компонентов ЭЭГ.
Характери кинематические особенности тестовых движений при репродукции перегрузок свидетельствуюто том, что усиление афферентации за счет внушения повышенной тяжести телаприводит к значительному нарастанию всех параметров ЭМГ, особенно в активнойфазе движения. И если при репродукции частичной весомости удлинение временивыполнения тестового движения сопровождается уменьшением электрофизиологическойактивности функционирующих мышц, то при перегрузках, наоборот, замедлениетестовых движений происходит на фоне значительного увеличения параметров ЭМГ.
Какпоказали исследования, субъективные переживания сниженной весомости существеннымобразом сказываются на динамике сердечнососудистых реакций при ортостатическихнагрузках. В ряду воздействий на течение ортостатических реакций, о которых шларечь в главе III, внушенную «гравитационную гипостезию» по силе влияниянеобходимо поставить на первое место.
/>
Изменение показателей ЭМГ при выполнении тестовых движенийи условиях внушении различных гравитационных воздействий
Так,до сравнению с данными контрольных ортостазов, частота сердечных сокращений всостоянии «гравитационной гипостезии» увеличивалась на 1–27% 0>0,01).Систолическое артериальное давление почти во всех случаях было ниже значенийконтрольных ортостазов на 3–50%. Следует подчеркнуть, что даже внушенная полнаярелаксация мышц дает менее выраженные изменения указанного параметра. Этопозволяет утверждать, что «гравитационная гидостезия» выступает в качествефактора,
воздействующегоне только на мышечную систему, обеспечивающую произвольные двигательные акты,но прежде всего на позную мускулатуру, которой необходимо отводить одно изведущих мест в формировании соответствующих гемодинамических сдвигов в условияхневесомости. Значительное снижение лроприодептивной импульсацииантигравитационных мышц при внушенной «гравитационной гипостезии» за счетмоториокардинальных рефлексов приводит к заметному снижению тонуса кровеносныхсосудов и сократительной способности миокарда, что в свою очередь вызываетпадение систолического давления крови.
Диастолическоедавление крови при субъективном переживании сниженной весомости тела вортостазе по сравнению с контрольными значениями также снижалось? на3–50%. При внушенной релаксации мышц этот показатель в большинстве случаевпревышал контрольные цифры. Следовательно, уровень ттроприоцептивнойимпульсации позной мускулатуры в значительной степени определяет тонус сосудистойсистемы. Пульсовое давление в этом состоянии снижалось ниже контрольныхзначений гга 2–62%, но в последние минуты ортостаза наблюдались и случаипревышения. Данный показатель при внушенной «гравитационной гипостезии» такжебыл более выраженным, чем при общей мышечной релаксации. Индекс «К» практическиу всех испытуемых увеличивался на 3–290 условных единиц по сравнению сконтрольными значениями. Это свидетельствует о том, что состояние«гравитационной гипостезии» вызывает более напряженные ортостатические реакции.На рис. представлен типичный случай изменения гемодинамических реакций присубъективном переживании невесомости в состоянии пассивного ортостаза.
/>
Динамика частотного спектра электроэнцефалограммы привнушении постепенного снижения веса ЧП – частотапульса
Результатыэкспериментов, изложенные в настоящем разделе, свидетельствуют о том, что укаждого человека в долговременной памяти сохраняются энграммы состояний,связанных с пережитыми ранее ощущениями сниженной весомости тела. Эти энграммымогут быть активированы в гипнозе посредством репродуктивного внушения ипослужить основой для «психической модели» соответствующего состояния. Какследует из экспериментов, действенность модели проявляется не только на уровнепсихических процессов, но и на физиологических показателях, на теченииортостатических реакций и локомоторных функциях.
Представлялосьважным выяснить также, будет ли с течением времени иметь место естественнаядеактивация модели. Не исключалась возможность того, что реальная импульсация,свидетельствующая о неизменном весе, станет постепенно снижать уровеньактивности энграмм гиповесомости. Вместе с тем можно было рассчитывать и на то,что при определенных условиях их активность сможет сохраняться устойчиво и впостгипнотическом периоде. В этом случае модель можно было бы использовать дляисследования работоспособности оператора на фоне специфического состояния.