Физиология биоуправления в Отделе экологической физиологии ФГБНУ «ИЭМ»



Цитировать

Полный текст

Аннотация

В обзоре представлена история становления физиологии биоуправления как одного из научных направлений отдела экологической физиологии Института экспериментальной медицины. Изучение возможностей биоуправления нейрональной активностью стало основой для формулирования принципов биоуправления медленной биоэлектрической активностью, состоянием двигательного анализатора, системным артериальным давлением животных. Сознательное с помощью биологической обратной связи управление активностью мышц и параметрами электроэнцефалограммы и сердечного ритма исследовалось с участием человека. В исследованиях участвовали здоровые испытуемые. Больные обследовались в лечебных учреждениях Санкт-Петербурга. Технология биологической обратной связи рассматривается как одно из средств психофизиологической поддержки традиционного лечения. Планируется объединение методов биологической обратной связи с искусственным интеллектом и разработка персонализированных программ реабилитации, основанных на анализе комплекса индивидуальных физиологических данных.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Николай Борисович Суворов

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: nbsuvorov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2363-6012
SPIN-код: 6164-5994
Scopus Author ID: 16521673300
ResearcherId: E-8718-2014

доктор биологических наук, профессор, эксперт лаборатории физиологии биоуправления

Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12

Тимофей Владимирович Сергеев

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Email: stim9@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9088-0619
SPIN-код: 4952-5143
Scopus Author ID: 57201501819
ResearcherId: E-2469-2014
https://iemspb.ru/department/eco-phys-dep/neuroeco-lab/

канд. биол. наук, заведующий лабораторией физиологии биоуправления

Россия, Санкт-Петербург

Елизавета Александровна Агапова

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: agapova.ea@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0002-0767-2120
SPIN-код: 3383-9600
Scopus Author ID: 57215663447

научный сотрудник лаборатории физиологии биоуправления

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Livanov MN, Zhadin MN, Kreitzer GP, et al. Use of a digital computer for carrying out a controlled electrophysiological experiment. Biofizika. 1966;11(2):306 313. (In Russ.)
  2. Суворов Н.Б. Устройство для автоматического подкрепления в зависимости от уровня импульсной активности нейрона в условиях выработки оборонительного условного рефлекса // Материалы к Научной конференции молодых ученых. Институт экспериментальной медицины; Апрель, 1967; Ленинград. С. 66 68.
  3. Ампилов Б.А., Василевский Н.Н., Меницкий Д.Н., и др. Методики управляемого эксперимента в нейрофизиологии. // Труды II Всесоюз. традиц. науч.-техн. семинара «Развитие физиологического приборостроения для научных исследований в биологии и медицине». Москва : 1968. С. 54 55.
  4. Конорски Ю. Интегративная деятельность мозга. 1970. Москва : Мир 412 с.
  5. Купалов П.С. Учение о рефлексе и рефлекторной деятельности и перспективы его развития. // В кн: Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. Москва : Издательство Академии наук СССР. 1963. С. 106 155.
  6. Эволюция, экология и мозг / под ред. Н.Н. Василевского. Ленинград : Медицина. 1972. 312 с.
  7. Vasilevskiĭ NN, Trubachev VV, Suvorov NB. Changes in the impulse activity of cortical neurons with selective reinforcement of a chosen diapason of their interspike intervals. Neirofiziologiia. 1972;4(4):339 48. (In Russ.)
  8. Vasilevskiĭ NN, Suvorov NB, Trubachev VV. Elaboration of steady changes in firing rate of cortical neuron assemblies. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1972;58(5):639 646. (In Russ.)
  9. Vasilevskiĭ NN, Suvorov NB, Trubachev VV. Stable changes in frequency and synchronism of cortical neuronal population dischargs in experiments with feedback. Dokl Akad Nauk SSSR. 1972;206(2):510 512. (In Russ.)
  10. Vasilevskiĭ NN, Suvorov NB, Trubachev VV. Endogenic rhythm of neuronal populations and adaptive regulation. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1973;59(12):1852 1859. (In Russ.)
  11. Vasilevskiĭ NN, Soroko SI. Tracing processes and cellular memory mechanisms. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1969;55(8):957 965. (In Russ.)
  12. Суворов Н.Б., Сороко С.И., Кутуев В.Б. Саморегуляция импульсной активности сенсорных нейронов при автостимуляции рецептивных полей. В кн.: Биологическая и медицинская кибернетика (Материалы второй Всесоюз. конф. АН СССР). Ч. 3: Нейрокибернетика. Москва; 1974. С. 180 183.
  13. Vasilevskiĭ NN, Suvorov NB, Soroko SI, et al. Trace processes of cortical neurons during rhythmic and self-regulation stimulation of peripheral receptive fields. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1976;62(12):1745 1752. (In Russ.)
  14. Bundzen PV, Katinas VIa, Ur'iash VV. Adaptive regulation of the bioelectrical activity of the brain under conditions of alimentary auto-reinforcement. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1972;58(8):1196 1200. (In Russ.)
  15. Suvorov NB, Ur'iash VV, Katinas VIa. Adaptive modification of neurophysiologic and vegetative processes during positive food and negative taste autoreinforcement. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1979;65(10):1431 1440. (In Russ.)
  16. Vasilevskiĭ NN. Adaptive self-regulation of functions and its relationship to dynamic control by endogenous biorhythms. Zh Evol Biokhim Fiziol. 1973;9(4):374 82. (In Russ.)
  17. Алексанян З.А., Сидоров Ю.А. Инструментальная регуляция системного артериального давления // В кн.: Адаптивная саморегуляция функций (под ред. Н.Н. Василевского). Москва : Медицина; 1977. С. 78 106.
  18. Alexanyanĭ ZA, Vasilevskiĭ NN, Sidorov IuA, et al. Stable shifts in systemic arterial pressure in a controlled experiment with feedback. Zh Vyssh Nerv Deiat Im I P Pavlova. 1979;29(6):1172 1179. (In Russ.)
  19. Vasilevskiĭ NN, Aleksanian ZA. Adaptive control of autonomic processes. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1982;68(7):948 952. (In Russ.)
  20. Богданов О.В. Адаптивная саморегуляция в раннем онтогенезе. // В кн.: Адаптивная саморегуляция функций (под ред. Н.Н. Василевского). Москва : Медицина; 1977. С. 249 273.
  21. Василевский Н.Н., Яковлев Н.М., Цукерман А.С. Системы с биорегулируемыми обратными связями в клинике. // В кн. Адаптивная саморегуляция функций (под ред. Н.Н. Василевского). Москва : Медицина; 1977. С. 274 306.
  22. Богданов О.В., Яковлев Н.М., Сметанкин А.А. Опыт применения автономных сигнализаторов и нейрофизиологическая оценка их эффективности при реабилитации больных детским церебральным параличом. // В кн.: Теоретические основы патологических состояний (под ред. Н.П. Бехтеревой). Ленинград : Наука; 1980. С. 138 143.
  23. Авторское свидетельство СССР №938929/ 30.06.82. Бюллетень № 4. Василевский Н.Н., Гаврилов М.Н., Богданов О.В., и др. Корректор движений. Доступно из: https://patenton.ru/patent/SU938929A1
  24. Авторское свидетельство СССР №982700/ 28.12.82. Бюллетень № 47. Василевский Н.Н., Богданов О.В., Яковлев Н.М., и др. Способ управления сокращениями двигательных мышц человека. Доступно из: https://patenton.ru/patent/SU982700A1
  25. Bundzen PV. Autoregulatory mechanisms of the central nervous system during photostimulation in the rhythm of biopotentials. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1968;54(6):683 691. (In Russ.)
  26. Soroko SI, Suvorov NB, Kutuev VB, et al. Individual characteristics of voluntary regulation of bioelectrical activity of the brain. Hum Physiol. 1975;1(5):746 755. (In Russ.)
  27. Черниговская Н.В., Кнорозова И.Л., Мовсисянц С.А., и др. Метод активного управления деятельностью физиологических систем человека. // Физиология человека. 1975. Т. 1, № 6. С. 1070 1075.
  28. Мовсисянц С.А., Кайданова Е.А. Адаптивное регулирование как метод активного управления патологической биоэлектрической активностью мозга при эпилепсии // В кн.: Теоретические основы патологических состояний (под ред. Н.П. Бехтеревой). Ленинград : Наука; 1980. С. 156 160.
  29. Святогор И.А. Некоторые аспекты нейрофизиологических механизмов биоуправления потенциалами мозга при неврозах // В кн.: Биоуправление. Теория и практика. Новосибирск : Наука; 1988. С. 108 119.
  30. Bogdanov OV, Smetankin AA, Inin YS, et al. Voluntary control of heart rate by external feedback in normal children and children with infantile cerebral palsy. Hum Physiol. 1983;9(5):319 322. (In Russ.)
  31. Ващилло Е.Г., Зингерман А.М., Константинов М.А., и др. Направленная саморегуляция частоты сердечных сокращений как метод оценки и прогноза устойчивости функциональных состояний. // В кн.: Прогнозирование функциональных состояний в физиологии. Фрунзе : Илим; 1980. С. 129.
  32. Ващилло Е.Г., Зингерман А.М., Константинов М.А. Исследование резонансных характеристик сердечно-сосудистой системы // Физиология человека. 1983. Т. 9, № 2. С. 257 265.
  33. Zingerman AM, Nikitina SB, Nikiforova OV. Alternative biocontrol as a psychophysiological mechanism of functional adaptive self-regulation. Fiziol Zh Im I M Sechenova. 1994;80(6):41 49. (In Russ.)
  34. Vashchillo EG, Konstantinov MA, Menitskii DN. Individual typologic features in ability to control the cardiovascular system. Hum Physiol. 1984;10(6):402 408. (In Russ.)
  35. Василевский Н.Н., Мигаловская Н.А., Никитина С.Б., и др. Метод альтернативного биоуправления с обратной связью и критерий эффективности тренинга // В кн.: Биоуправление – 2. Теория и практика. Новосибирск. 1993. С. 65 76.
  36. Бабич С.С., Белов А.В., Бочкарев Д.Н., и др. Функциональная коррекция артериального давления с помощью адаптивной компьютерной системы «Кардиотренинг» // Артериальная гипертензия. 1997. Т. 3, № 1. С. 19 20.
  37. Suvorov NB. Biofeedback Control and Functional State Correction. In: Klonowski W, editor. Attractors, Signals and Synergetics. Berlin: Pabst Science Publishers; 2002. Р:547 552.
  38. Suvorov NB. Biofeedback of human heart rate: Adaptive module. Biomedical Engineering. 2005;(2):24 27. EDN: MPUSXV
  39. Суворов Н.Б. Адаптивные системы знакопеременного биоуправления // В кн.: Телемедицина. Санкт-Петербург : СПИИ РАН; 1998. С. 253 272.
  40. Суворов Н.Б., Меницкий Д.Н., Фpолова Н.Л. Знакопеpеменный каpдиотpенинг: пpактика применения // В кн.: Биоупpавление – 3. Теоpия и пpактика. Новосибирск. 1998. С. 69 79.
  41. Суворов Н.Б., Фролова Н.Л. Биоуправление: ритмы кардиореспираторной системы и ритмы мозга // Биоупpавление – 4. Теоpия и пpактика. Новосибирск. 2002. С. 35 44.
  42. Суворов Н.Б., Фролова Н.Л., Федоров А.А. Психофизиологические воздействия в коррекции состояния человека. // Медицинский академический журнал. 2003. Т. 4, № 4. С. 3 13.
  43. Patent RUS №2249427/ 10.04.2005. Byul. №10. Suvorov NB, Boldueva SA, Karpov IA, et al. Method for correcting vegetative balance in patients suffering from acute myocardial infarction. Available from: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2249427&TypeFile=html EDN: KSMONA
  44. Yarmosh IV, Boldueva SA, Suvorov NB. Cardiotraining influence on dynamics of some indicators of variability of cardiac rhythm in patients with acute myocardial infarction. Vestnik Sankt-Peterburgskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii im. I.I. Mechnikova. 2009;4(33):170 172. EDN: NRLWGF (In Russ.)
  45. Ярмош И.В., Суворов Н.Б., Болдуева С.А. Применение кардиореспираторного тренинга у пациентов с острым инфарктом миокарда. // Усовершенствованная медицинская технология. ГОУ ВПО СЗГМУ им. И. И. Мечникова. Санкт-Петербург. 2011. 28 с.
  46. Yarmosh IV, Boldueva SA, Suvorov NB. Influence of cardiorespiratory training on heart rate variability and psychological condition in patients with acute myocardial infarction. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2011;11(3):85 92. EDN: TKPTCT (In Russ.)
  47. Boldueva S, Yarmosh I, Suvorov N, et al. The biofeedback training as a method of rehabilitation after myocardial infarction. European Journal of Preventive Cardiology. 2013;20(S1):137. EDN: SKITOZ
  48. Семченков А.А., Ульяновский А.В., Суворов Н.Б., и др. Кардиотренинг с функцией анализа вариабельности сердечного ритма. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2013661210. 2013. Доступно из: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2013661210&TypeFile=html
  49. Suvorov NB, Ngô TN, Vu TL, et al. Training in the Rehabilitation of Victims of «Agent Orange». Biomedicinskaja radiojelektronika. 2017;(2):71 86. – EDN YHVAQV. (In Russ.)
  50. Suvorov NB, Sergeev TV, Yarmosh IV. Physiological basics of cardiorespiratory biofeedback control of oscillatory postural load. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2018;18(2):78 88. doi.org/10.17816/MAJ18278-88 EDN: VAIAKU (In Russ.)
  51. Patent RUS №2655883/ 29.05.2018. Byul. №16. Suvorov NB, Yarmosh IV, Sergeev TV, et al. Method of functional psycho-physiological correction of a person's condition. Available from: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2655883&TypeFile=html EDN: GNEBSM
  52. Sergeev TV, Suvorov NB, Tikhonenkova OV, et al. Multipurpose medical hardware-software complex. Biomedical Radioelectronics. 2024;27(1):27-35. doi.org/10.18127/j15604136-202401 EDN: TBIWHZ (In Russ.)
  53. Patent RUS №2833544/ 23.01.2025. Byul. №3. Suvorov NB., Sergeev TV, Agapova EA, et al. Method of rehabilitation of a person in a state of psychophysiological stress. Available from: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2833544&TypeFile=html EDN: XNTXYB
  54. Lovibond SH, Lovibond PF. Manual for the Depression Anxiety Stress Scales. Sydney: Psychology Foundation of Australia. 1996. 42 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.