Адаптивная саморегуляция речевого дыхания по показателю респираторной синусовой аритмии

Актуальность исследования Последнее десятилетие в России отмечается рост речевых и голосовых нарушений среди детей дошкольного и младшего школьного возраста (Кор-нев, 1997; Волкова, Шаховская, 1998 и др.). Данные нарушения распространены также и среди взрослых. Значительную группу риска при этом составляют профессионалы голоса и речи: певцы, актёры, дикторы радио и телевидения, лекторы, преподаватели, воспитатели (Орлова, Василенко, 1993; Аникеева с соавт., 1995; Степанова, 2001 и др.).

Нарушения голоса и речи отрицательно влияют на психосоматические показатели здоровья человека, на способность и желание общаться с другими людьми и, в конечном счёте, на эффективность учебы, профессиональной деятельности и уровень социальной адаптации.

Основными причинами развития речевой патологии являются наследственная предрасположенность и неблагоприятная внешняя среда, повреждения или нарушения созревания мозга, минимальные мозговые дисфункции, энцефалопатии (Волкова, Шаховская, 1998; Лохов, Фесенко, 2000 и др.). Немаловажное влияние на увеличение числа речевых дисфункций оказывает ухудшение здоровья детей в целом (Роговцева, 2001). Среди многочисленных факторов, отрицательно влияющих на качество голоса и речи, также выделяются стрессы, избыточное психоэмоциональное напряжение, количественная и качественная перегрузка речеобразующего аппарата, отсутствие правильной техники голосоведения и речи, нарушения речевого и фонационного дыхания, высокие энергетические затраты организма на речеголосовую деятельность (Дмитриев с соавт., 1990; Вильсон, 1990; Аникеева с соавт., 1995; Матвеева, 1996; Степанова, 1999, 2000; №хоп, 1987). Как правило, данные факторы сочетаются с различными вегетативными дисфункциями и невротическими нарушениями (тревога, страх, речевая неуверенность, нарушенная самооценка и др.).

Известно, что физиологической и энергетической основой речи является речевое дыхание, отличающееся своими физиологическими механизмами и * характерологическими особенностями от обычного дыхания (более глубокое и редкое, с коротким вдохом и удлиненным выдохом, зависит от произносимого речевого материала, подчинено воле и т. д.). Важную роль в формировании правильного паттерна речевого дыхания играет полноценное диафраг-мальное дыхание, которое, наряду с: обеспечением необходимого для организма газообмена в процессе речи: способствует развитию, координации и нормальной деятельности речевых функций, применяется для устранения избыточного психоэмоционального и мышечного напряжения, явлений гипои гипервентиляции (Жинкин, 1958; Гранстрем, Кожевников, 1973; Максимов, 1987; Ихоп, 1987; Бреслав, 1994; Дмитриев с соавт., 1990 и др:).

Обучить человека речевому диафрагмальному дыханию традиционными методами сложно, так как данный процесс требует длительного времени и объективных критериев (Дмитриев с соавт., 1990; Аникеева с соавт., 1995). Давно известно, что субъективный самоконтроль не исключает ошибок при выработке этого вида дыхания (Левидов, 1939). В свою очередь, неправильное его формирование способствует сохранению уже имеющихся патологических стереотипов речевого дыхания, речи и поведения, обеспечивает поддержание невротических нарушений и психопатологии.

Анализ литературных данных свидетельствует, что в настоящее время проблемы речевого дыхания остаются актуальными и нерешенными, а работы, посвященные изучению физиологических механизмов речевого дыхания в норме и при патологии, в последнее десятилетие крайне немногочисленны. В существующих же работах не учитываются такие важные функциональные показатели организма, позволяющие расширить возможности изучения, диагностики и оптимизации речевого дыхания, как кардиореспираторные отношения и респираторная синусовая аритмия (РСА). Редко оценивается влияние уровня тревожности, невротизации и стресса. Между тем данные показатели играют важную роль в оценке функционального состояния, внутрисистемных и межсистемных отношений, адаптивных возможностей организма человека (Конради, 1980; Котельников, Ноздрачев с соавт., 2002; По-тягайло, Покровский, 2003 и др.).

Сегодня в научно-исследовательской и лечебно-профилактической практике растет применение метода адаптивной саморегуляции с внешней обратной связью по показателям регулируемой функции. В отечественной литературе данный метод встречается под названиями биоуправление, нейробио-управление, биологическая обратная связь, а в зарубежной — biofeedback, self-regulation. Среди многочисленных его видов и направлений заслуженное внимание исследователей и практиков привлекают знакопеременное биоуправление по частоте сердечных сокращений (Ващилло с соавт., 1983; Суворов с соавт., 1998, 2002, 2003) и внешняя обратная связь по респираторной синусовой аритмии (Сметанкин с соавт., 1998, 2001; Вовк, 1999, 2002; Фролова, 2000; Lehrer, Vaschillo, 2000 и др.), доказавшие за многие годы практического использования свою правомочность и эффективность.

Для решения проблем формирования у пациентов навыков свободной речи без усилий и речевых судорог нами был разработан новый способ коррекции речевого дыхания и речи с использованием адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии. Получено два патента РФ на изобретение (Сметанкин, Вовк, Бурмистров, 1998; Сметанкин, Бурмистров, Вовк, 2000). Апробация метода показала его эффективность.

Настоящее исследование посвящено обоснованию целесообразности использования объективного физиологического показателя межсистемной интеграции — РСА, для изучения и оптимизации речевого дыхания и речеобра-зования, возможности применения его в качестве критерия эффективности и опорного параметра внешней обратной связи при адаптивной саморегуляции речевого дыхания у здоровых испытуемых, профессионалов речи (логопедов) и лиц с заиканием.

Цель работы. Исследование динамики психологических и физиологических показателей организма человека в процессе оптимизации речевого дыхания методом адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии у практически здоровых испытуемых (подростков и взрослых), профессионалов речи (логопедов) и лиц с нарушениями речевого дыхания и речи (подростков и взрослых с заиканием).

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать временную структуру дыхания, его особенности, а также динамику психологических и физиологических показателей у испытуемых в течение курса адаптивной саморегуляции речевого дыхания по показателю респираторной синусовой аритмии.

2. Описать последовательное (от простого к сложному) формирование нового динамического стереотипа речевого диафрагмального дыхания и речи при использовании адаптивной саморегуляции с внешней обратной связью по респираторной синусовой аритмии у исследуемых лиц.

3. Выявить эффективность применения объективного физиологического показателя — респираторной синусовой аритмии — для оптимизации, коррекции и формирования речевого дыхания и речи. Обосновать целесообразность использования его при изучении физиологических механизмов речевого дыхания и речи.

4. Исследовать влияние нормализации речевого дыхания и сформированной свободной речевой активности на психологические и физиологические показатели функционального состояния испытуемых.

Научная новизна.

Впервые для изучения, оптимизации, коррекции и формирования речевого диафрагмального дыхания предложен и применен на практике объективный физиологический показатель вариабельности сердечного ритма, внутрии межсистемной интеграции сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма — респираторная синусовая аритмия.

Использование объективного физиологического показателя — респираторной синусовой аритмии — позволило выявить новые кардиореспираторные характеристики речевого дыхания в норме и при его нарушениях, обусловленных заиканиемвегетативными дисфункциями, высокими физиологическими затратами организма на речевую деятельность, высоким уровнем нев-ротизации, тревожности, стресса и психоэмоционального напряжения.

Установлено, что в целенаправленной коррекции речевого/дыхания и речевых расстройств путем выработки новой условнорефлекторной связи с использованием физиологического критерия — респираторной синусовой аритмии, происходит тонкая настройка кардиореспираторных отношений, приводящая к углублению регуляторного^диапазона и формированию: нового устойчивого навыка произвольного контроля речевого дыхания на системном уровне.

Впервые показано, что адаптивная саморегуляция речевого диафраг-мального дыхания с внешней обратной связью по респираторной синусовой аритмии способствует восстановлению и усилению внутрии межсистемных связей кардиореспираторной и речеобразующей систем, тренировке взаимодействия данных систем, а также объединению их общим выработанным, биоритмом.

Выявлено, что в условиях адаптивной саморегуляции с внешней обратной связью по респираторной синусовой аритмии, организм человека, модулируя диафрагмальное: дыхание, получает возможность максимизировать амплитуду респираторной синусовой аритмии при различных по сложности функциональных речевых нагрузках, сокращая при этом частоту дыханий в минуту и нормализуя средние значения частоты сердечных сокращений.

Показано, что включение в звено внешней обратной связи объективного физиологического показателя респираторной синусовой аритмии позволяет выработать у обучаемого новый динамический стереотип речевого диафрагмального дыхания, который соответствует параметрам речевого дыхания в норме.

Новый динамический стереотип дыхательной активности и поведения, сформированные по показателю респираторной синусовой аритмии у лиц с нарушениями дыхания и речеобразования, способствует коррекции и оптимизации речевого дыхания, формированию слитной, эмоционально-окрашенной, свободной речи без усилий и речевых судорог, нормализации психологических и физиологических показателей испытуемых.

Практическая значимость работы.

Разработана программа курса занятий по формированию, коррекции и оптимизации речевого дыхания и речеобразования с применением адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии.

Применение данного метода оснащает специалистов объективными количественными критериями при коррекции речевого дыхания и речи, обучении технике чтения и речи, проведении профилактики нарушений со стороны голосообразующих и речеобразующих систем организма.

Адаптивная саморегуляция речевого дыхания по показателю респираторной синусовой аритмии может использоваться для работы с речевым дыханием, голосои речеобразованием: а) в учреждениях образования (школах, детских домах, средних и высших учебных заведениях) — б) в учреждениях здравоохранения и социальной защиты (центрах оздоровительного, компенсирующего, коррекционного и развивающего типовдетских и взрослых поликлиникахцентрах восстановительного лечения и медицинской реабилитациисоциально-психологических и медико-педагогических центрахпсихоневрологических отделениях и диспансерахотделениях неврозов и речевой патологиисанаториях и профилакториях, специализирующихся на коррекции речи) — в) в учреждениях культуры (музыкальных школах и студияхтеатрах, консерваториях, филармониях).

Положения, выносимые на защиту.

1. Использование респираторной синусовой аритмии в качестве объективного физиологического показателя межсистемной интеграции расширяет возможности изучения физиологических механизмов речевого дыхания, речевых процессов и оценки психофизиологического состояния человека.

2. Применение адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии для коррекции функции внешнего дыхания позволяет последовательно (от простого к сложному) сформировать у испытуемых новый динамический стереотип речевого диафрагмального дыхания.

3. Новый динамический стереотип речевого диафрагмального дыхания, выработанный по объективному критерию респираторной синусовой аритмии, способствует нормализации психологических и физиологических показателей организма в процессе речи, оптимизирует речевое дыхание, восстанавливает координацию речевых функций, способствует формированию слитной, эмоционально-окрашенной, свободной речи без усилий и речевых судорог.

4. Устранение нарушений речевого дыхания и речевой моторики способствует излечению от невроза, нормализует социализацию, коммуникативные отношения, мобилизует резервные и повышает адаптивные возможности человека.

Внедрение в практику.

Результаты настоящего исследования используются в научно-исследовательской деятельности ГУ НИИ экспериментальной медицины РАМНнаучно-исследовательской и преподавательской деятельности ЗАО «Биосвязь» и НОУ «Институт биологической обратной связи» (Санкт-Петербург) — научно-исследовательской и практической деятельности отделения патологии голоса и речи Санкт-Петербургского НИИ уха, горла, носа и речинаучно-исследовательской и практической работе при реабилитации детей с различными нарушениями речи, задержкой психического развития, умственной отсталостью в 11 общеобразовательных и специализированных дошкольных и школьных учреждениях, детских домах Санкт-Петербурга, являющихся базовыми для Института специальной педагогики и психологии международного университета семьи и ребенка им. Р. Валленбергадля лечения моторных афазий на 14-м нейрохирургическом отделении Александровской больницы (Санкт-Петербург)-, в медико-педагогических учреждениях и учреждениях социальной защиты городов России (Москва и Московская обл., Сургут, Тюмень и Тюменская область, Ноябрьск, Псков, Курск, Смоленск, Мурманская обл., Пермь, Краснодар и др.).

Личный вклад соискателя состоял, в сборе материалов^ проведении обследования различных групп населения (всего 349 человек) и сеансовобучения (более 2500) с применением адаптивной саморегуляции речевого дыхания по показателю РСАразработке двух патентов РФ по новому способу коррекции речевого? дыхания, и речи с использованием внешней обратной связи по РСА (Сметанкин, В овк, Бурмистров, 1998; СметанкинБурмистров, Вовк, 2000) — обучении 248 специалистов по голосу и речи новому способу коррекции речи в Учебно-методическом центре и НОУ «Институт биологической обратной связи» (ЗАО «Биосвязь», С.- Петербург).

Апробация работы.

Материалы диссертации, были представлены с 1997 по 2003 гг. наIIIXVI Всероссийских и Международных конгрессах «Метод биологической обратной связи», «Здоровье России и биологическая обратная связь», (Санкт-Петербург и г. Сочи) — II Межрегионарной научно-практической конференции «90 лет обученияслепоглухих детей в России: история и современность» (Москва^ 1999) — семинаре «Реабилитация пациентов с расстройствами речи (Санкт-Петербург, 2000) — III Всемирном конгрессе «Fluency disorders: theory, research,.treatment and self-help» (Nyborg, Denmark, 2000) — 5-й международной конференции «Открытая образовательная среда» (Санкт-Петербург, 2002) — научно-практической конференции «Современные аспекты диагностики и реабилитации детей с задержкой речевого и психического развития» (Санкт-Петербург, 2002) — научно-методическом семинаре «Биоэтика в системе экологического образования» (Санкт-Петербург, 2002).

Диссертационная работа апробирована на научном заседании Физиологического отдела им. И. П. Павлова ГУ НИИ ЭМ РАМН 22 декабря 2004 года.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 15 работ, получено два патента РФ на изобретение.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), материалов и методов исследования (глава 2), двух глав содержащих результаты собственных исследований (главы 3 и 4), заключения, выводов, приложения и библиографического списка. Работа изложена на 193 страницах, иллюстрирована 8 таблицами и 35 рисунками. Библиографический список включает 339 источников.

выводы.

1. Нарушения речевого дыхания, обусловленные заиканием, вегетативными дисфункциями, высокими психофизиологическими затратами организма на речевую деятельность (особенно в условиях высокого уровня невротизации, тревожности и стресса), характеризуются снижением участия диафрагмы в дыхательных актах, сдвигом вегетативного баланса в сторону симпатикотонии, отсутствием изменений биоритмологической структуры сердечных сокращений, синхронных с фазами дыхания (нарушение респираторной синусовой аритмии), ухудшением качества речи.

2. Применение адаптивной саморегуляции дыхания по респираторной синусовой аритмии — объективному количественному физиологическому показателю, позволяет восстановить и усилить механизмы функционирования внутрии межсистемной синхронизации кардиореспираторной и речеобра-зующей систем, необходимой для обеспечения нормальной деятельности речевого дыхания, речи, социального поведения и, адекватного нагрузкам, функционального состояния.

3. Курс адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии позволяет последовательно (от простого к сложному) сформировать новый устойчивый динамический стереотип речевого диафрагмального дыхания, адекватный функции голосо — и речеобразования.

4. Новые сформированные навыки диафрагмального дыхания (в процессе речевых нагрузок и без них) характеризуются особыми кардиореспираторны-ми параметрами:

• синхронизацией изменений частоты сердечных сокращений с фазами дыхательного цикла (увеличение частоты сердечных сокращений на вдохе и уменьшение её на выдохе);

• восстановлением соответствия возрастной норме средних за минуту показателей частоты сердечных сокращений;

• частотой дыханий от 6 до 8 (реже 5) в минуту;

• увеличением амплитуды респираторной синусовой аритмии в 1,5 и более раза по сравнению с исходным уровнем;

• проявлением респираторной синусовой аритмии в низкочастотной части спектра ритма сердца.

5. Оптимизация и коррекция речевого дыхания на основе нового навыка диафрагмального дыхания обеспечивает координацию речевых функций, формирование слитной, эмоционально окрашенной, свободной речи без усилий и речевых судорог.

6. Нормализация речевого дыхания, речи и психоэмоционального состояния, происходящая в результате применения адаптивной саморегуляции по показателю респираторной синусовой аритмии, сопровождается разрушением тревожного комплекса, устранением логоневротических нарушений, формиро ванием уверенного речевого поведения, повышением уровня социальной адаптации.

7. Использование объективного количественного физиологического критерия межсистемной интеграции — респираторной синусовой аритмии эффективно и правомочно для диагностики, оптимизации, коррекции и изучения речевого дыхания, речи, речевого поведения и функционального состояния человека в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований разработанные количественные критерии рассогласования нейрофизиологических механизмов управления психических, эмоциональных и вегетативных функций у лиц с нарушениями речевого дыхания.

Выявленные во время первичного обследования с помощью объективного физиологического количественного критерия межсистемной интеграцииреспираторной синусовой аритмии, нарушения речевого дыхания, обусловленные заиканием, вегетативными дисфункциями, высокими психофизиологическими затратами организма на речевую деятельность (особенно в условиях высокого уровня невротизации, тревожности, стресса), характеризуется рядом признаков. Основными из них являются: снижение участия диафрагмы в дыхательных актах, сдвиг вегетативного баланса в сторону симпатикото-нии, отсутствие изменений биоритмологической структуры сердечных сокращений, синхронных с фазами дыхания (нарушение РСА), ухудшение качества речи.

Сочетание низких значений амплитуды РСА с высокими показателями ЧСС и увеличением частоты дыханий (как компенсаторный механизм на дефицит СОг в крови), а также пароксизмальный характер изменений ЧСС с резкими перепадами от максимальных значений к минимальным, не связанное с фазами дыхательного цикла, указывало на развитие гипервентиляционного синдрома, как проявления защитной реакции на гипоксические изменения мозга, нейроэндокринные и вегетативные дисфункции организма.

Ключевым звеном формирования патологического стереотипа речевого дыхания являются нарушения в эмоциональной и психической сфере. На это указывает невротические, тревожные и личностные нарушения, а также расстройства эмоционального поведения.

Важным патофизиологическим механизмом формирования патологического паттерна речевого дыхания является нарушение внутрисистемных и межсистемных механизмов саморегуляции и интеграции физиологических систем, необходимых для развития и нормальной деятельности речеобра-зующего аппарата (кардиореспираторной и речеобразующей). Кроме этого, патологические реакции речевого дыхания обусловлены, по-видимому, диз-регуляцией иерархически сложной координированной деятельности центрально-периферических, внутрикорковых, корково-подкорковых и межпо-лушарных взаимодействий, реализующих согласованное управление сенсорных, моторных, мотивационных, ассоциативных структур и вегетативных структур.

В результате длительного нарушения структурно-функциональной организации речевого дыхания и его паттерна в ЦНС формируется устойчивый патологический стереотип (УПС) речевого дыхания, речи и поведения со своими функционально ригидными связями и низкой способностью к обучению. Усугублению данного сформированного УПС способствуют такие факторы риска как акцентуированные и психопатологические черты характера, нейроциркуляторная дистония, гормональные дисфункции. УПС и усугубляющие его неблагоприятные факторы риска отчасти объясняют низкую эффективность (особенно в катамнестических наблюдениях) многих методологических подходов логопедов, фониатров и психотерапевтов, пытавшихся решить проблему речевого дыхания, без учета количественной оценки системных механизмов регуляции нарушенных функций до и после лечения.

Настоящим исследованием показано, что для дестабилизации и разрушения сформировавшегося УПС речевого дыхания, речи и поведения, целесообразно применять адаптивную саморегуляцию речевого дыхания с внешней обратной связью по объективному физиологическому показателю РСА.

Введение

в контур управления внешней обратной связи физиологического параметра межсистемной интеграции — РСА, позволяет испытуемому, используя свои резервные возможности, произвольно (целенаправленно), контролировать текущее состояние управляемой функции речевого дыхания. При этом в процессе речевого дыхания тонкая согласованная координация различных физиологических функций переводится с неосознанной сферы на уровень когнитивного контроля.

Выработка новых навыков и целенаправленного поведения обеспечивалась наличием положительной мотивации к обучению, волевого компонента, а также положительного и отрицательного эмоционального подкрепления, как главного условия активизации резервных возможностей, выработки нового условного рефлекса и фиксации временной связи в мозговых структурах. Важную роль при этом играют механизмы памяти и внимания, тесно связанные с ассоциативными структурами мозга и системными механизмами саморегуляции.

В основе формирования новых временных связей и навыков с использованием адаптивной саморегуляции по показателю РСА лежат механизмы внутрисистемной и межсистемной интеграции кардиореспираторной и рече-образующей систем организма, необходимые для обеспечения нормального состояния речевого дыхания, речи и социального поведения.

В формировании нового навыка речевого дыхания одновременно участвовали механизмы произвольного контроля и инструментального обуславли-вания. Эти механизмы, взаимно дополняя друг друга, способствуют ускорению вырабатываемого навыка.

Исследование показало, что необходимым условием приобретения нового навыка речевому дыханию является последовательность формирования различных стереотипов дыхания от простых к более сложным. Поэтому на первом этапе работы проводился адаптивный тренинг на выработку по показателю РСА нового устойчивого навыка диафрагмального дыхания с удлиненным, равномерным, плавным выдохом. В последующем, на базе этого сформированного навыка, вырабатывался новый динамический стереотип диафрагмального речевого дыхания по показателю РСА.