Российские ученые использовали аппаратно-программный комплекс для борьбы с депрессией

❋ 4.5

Иван Петрович Павлов был большим любителем велопрогулок, как основы здорового образа жизни. Почти сто лет спустя в Институте физиологии, основанном Павловым и носящим его имя, был разработан интерактивный аппаратно-программный комплекс, в состав которого входит велотренажер. Этот комплекс применяют для восстановления когнитивных и эмоциональных нарушений у пациентов с психоневрологической патологией, в том числе — с депрессией.

Когнитивный тренинг в виртуальной среде в условиях физических нагрузок: i-Pavlovian
Когнитивный тренинг в виртуальной среде в условиях физических нагрузок: i-Pavlovian / © Пресс-служба Института физиологии имени Павлова

Сотрудники лаборатории физиологии зрения Института физиологии имени И. П. Павлова РАН Светлана Муравьева и Владислав Лебедев провели серию исследований, в основе которого – сеансы тренингов на аппаратно-программном комплексе «Когнитивный тренинг в виртуальной среде в условиях физических нагрузок: i-Pavlovian». В основе методики – целенаправленная деятельность в виртуальной среде с когнитивными задачами в условиях движения. В исследованиях принимали участие пациенты, страдающие депрессивным расстройством. Цель – оценка влияния когнитивного тренинга на зрительную систему и эмоциональную сферу пациентов.

Депрессивное расстройство – тяжелое расстройство настроения, ведущее к инвалидности с высокими показателями заболеваемости и смертности, характерное для всех возрастов и расовой принадлежности. Неотъемлемой чертой этой болезни является минимум двухнедельный период подавленного настроения с нарушениями нейро-вегетативных функций (изменение аппетита, потеря веса, нарушения сна), психомоторной активности (например, потеря энергии и интересов, возбуждение или заторможенность), когнитивных функций (чувство самоуничижения, безнадежности или неадекватной виновности), также периоды тревоги, возникновение суицидальных мыслей. Симптомы наблюдаются почти ежедневно, большую часть дня. Депрессивное расстройство может начаться в любом возрасте, в том числе в детском и подростковом, хотя существуют периоды наибольшего риска – 20 и 40 лет.

Известно, что многие психоневрологические патологии, в том числе депрессивные проявления, сопровождаются нарушениями когнитивных функций. Для их восстановления необходимо применение методов, стимулирующих работу головного мозга на различных ее этапах, а также отвлекающих внимание пациентов от их эмоционального переживания, что будет способствовать улучшению качества жизни и более длительному сохранению трудоспособности. На основании этого подхода в лаборатории физиологии зрения ИФ РАН под руководством Юрия Шелепина был разработан «Когнитивный тренинг в виртуальной среде в условиях физических нагрузок: i-Pavlovian».

Исследования были начаты в Институте мозга человека РАН на пациентах с шизофренией еще десять лет назад. В дальнейшем когнитивный тренинг был усовершенствован и адаптирован для пациентов с депрессией. В настоящее время сотрудниками лаборатории С. В. Муравьевой и В. С. Лебедевым метод активно внедряется в клинику в реабилитационном центре Психоневрологического диспансера №1 для восстановления нарушенных функций пациентов с депрессией и тревогой.

Динамика спектральной мощности волн ЭЭГ у группы контроля при первом тренинге
Динамика спектральной мощности волн ЭЭГ у группы контроля при первом тренинге / © Пресс-служба Института физиологии имени Павлова

Этот метод обладает многими характеристиками, нацеленными на улучшение общего состояния пациентов. В связи с клиническими особенностями депрессивного расстройства, важное значение имеет естественный характер стимуляции (без шлема и очков), не вызывающий нежелательного эмоционального напряжения и побочных физиологических эффектов. Поэтому в используемом аппаратно-программном комплексе применяют программы с видеорядом природных пейзажей, обработанный таким образом, что осуществляется погружение в виртуальную среду.

Динамические фоны на панорамном мониторе, которые наблюдают пациенты – разнообразны и богаты нюансами, что позволяет стимулировать зрительно-пространственное восприятие. Кроме того, сочетание видеоряда со слуховыми стимулами, звуками природы, повышает уровень концентрации зрительного и слухового внимания во время тренинга. Программное обеспечение позволяет не только синхронизировать движение пациента с предъявляемым видеорядом природных сцен, но также запрограммировать ряд когнитивных задач, которые исследуемый решает в ходе виртуальной велопрогулки – например, нажатие рычага при появлении объектов с определенными характеристиками и красного сигнала светофора.

В основе метода – нейропластичность, способность головного мозга образовывать новые и обходные нейронные связи вместо разрушенных. Важным также является поведенческий подход, согласно которому целенаправленная деятельность пациента становится эффективным регулятором его эмоционального состояния. Игровая, интерактивная форма исследования в сочетании с целенаправленной деятельностью испытуемого вовлекает его в процесс решения различных когнитивных задач, отвлекающих внимание от эмоциональных переживаний.

Во время сессий ведется мониторинг электрической активности мозга и регистрация пульса. Пациенты следят за показателями собственной успешности, подкрепление идет за счет появления на экране поощряющих надписей при прохождении определенного этапа. Все это происходит на фоне активного движения, что улучшает кровообращение всего организма и способствует выработке гормонов удовольствия (эндорфинов). Когнитивный тренинг состоит из 10-12 сеансов продолжительностью 20-25 минут и занимает 3 недели при условии регулярного посещения сеансов.

Для оценки эффективности метода, были проанализированы данные электроэнцефалограммы и теста психодиагностики. Показатели спектральной мощности волн электроэнцефалограммы у пациентов были максимальны в первый день тренинга в затылочной и затылочно-височной области слева (рисунок 3), а у группы контроля (здоровые люди) – в лобной области справа (рисунок 2). На рисунках хорошо видно, как в зависимости от дня тренировки, у пациентов наблюдается положительная динамика – уменьшение амплитуды в затылочной области и увеличение в области лобной. Таким образом, видно, что показатели свидетельствует о приближении состояния пациента к норме.

Динамика спектральной мощности волн ЭЭГ у группы пациентов в зависимости от номера тренинга
Динамика спектральной мощности волн ЭЭГ у группы пациентов в зависимости от номера тренинга / © Пресс-служба Института физиологии имени Павлова

Полученные данные были подкреплены клиническим тестом психодиагностики депрессии, тревоги и стресса DASS-21. Особенностями этого теста являются три группы вопросов, связанные с оценкой уровня депрессии, тревоги и стресса, расположенные в случайном порядке. Максимальное количество баллов было зарегистрировано в первый день, минимальное – в последний тренинга. Таким образом, у пациентов с депрессивным расстройством при оценке спектральной мощности высокочастотных волн ЭЭГ и оценке по Шкале DASS-21 наблюдается положительная динамика от первого сеанса тренинга к десятому сеансу. Полученные данные говорят в пользу эффективности предложенного метода когнитивного тренинга.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Институт физиологии Павлова
Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН — один из институтов Отделения физиологических наук Российской академии наук. Институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, направленные на раскрытие механизмов высшей нервной деятельности, функционирования сенсорных и висцеральных систем организма.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
22 сентября, 12:52
Марк Чернов

Американские исследователи впервые смогли напрямую увидеть «квантовый скачок» звука — скачкообразный переход фонона, минимальной единицы звуковой энергии, между энергетическими уровнями в реальном времени. Это наблюдение завершило столетнюю историю поисков, начатую еще на заре квантовой физики, и открыло дорогу к созданию устойчивых квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

22 сентября, 08:31
Марк Чернов

Человеческий мозг оказался двумя разными органами, которые объединились в процессе эволюции сотни миллионов лет назад. Исследователи доказали, что передняя и задняя части мозга формируются из совершенно разных стволовых клеток. Это открытие опровергло давнюю научную теорию и позволило впервые вырастить нейроны ствола мозга в лаборатории.

21 сентября, 09:24
Елизавета З.

Европейское космическое агентство опубликовало снимок галактики NGC 4698, расположенной в созвездии Дева. Хотя на фотографии, сделанной телескопом «Хаббл», галактика кажется безмятежной, она хранит удивительную тайну: находящиеся в центре звезды и газ вращаются под прямым углом по отношению к остальной части диска.

21 сентября, 16:52
Редакция Naked Science

Всего 20-30 лет назад большинство женщин ходили на каблуках, а большинство мужчин — в обуви, подошва которой серьезно нагружала позвоночник и мышцы спины. Если задуматься, факт поразительный: 20 тысяч лет назад, в палеолите, таких проблем человечество вообще не испытывало. Как так получилось и что новые материалы делают, чтобы все эти сложности стали прошлым?

21 сентября, 16:53
Елизавета З.

«Яндекс» опубликовал в открытом доступе Alice AI Foundation LLM — претрейн-версию новой большой языковой модели, которую разработчики обучили полностью с нуля. Она хорошо справляется с рассуждениями и задачами по программированию, а качество ответов на русском языке опережает многие зарубежные аналоги. В первую очередь это касается задач на знание фактов, интересных русскоязычной аудитории. Модель обошла даже более крупные опенсорс-модели, при этом для ее интерфейса не нужны большие вычислительные мощности. Свободная лицензия Apache 2.0. позволяет задействовать ее как в исследовательских, так и в коммерческих проектах.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Было бы очень полезно, если бы еще описали динамику самочувствия