Принцип биологической обратной связи (БОС) опробован уже в течение нескольких десятилетий и зарекомендовал себя как мощное средство лечения и реабилитации при целом ряде неврологических нарушений.

Имеется достаточно большой ассортимент коммерческих продуктов, реализующих методы функционального биоуправления (ФБУ). Для более широкого применения метода целесообразно расширять набор БОС-образов, чтобы иметь возможность создавать более разнообразные и интересные процедуры, не надоедающие пациентам в течение всего реабилитационного курса. Расширение набора БОС-образов включает в себя использование различных модальностей сенсорного восприятия и использование не только элементарных форма представления, но и более сложных и завлекательных, в том числе и игровых.

Процедуры могут предоставлять информацию об изменениях физиологических показателей в зрительной, слуховой и сенсорной модальности и иметь разные типы зависимостей от регулируемых физиологических показателей (бинарная, прямо пропорциональная, обратно пропорциональная). Представление информации о состоянии и динамике регулируемых физиологических сигналов и является сигналами БОС-тренинга.

Методы музыкотерапии сами по себе используются при лечении различных заболеваний например при наращивание ногтей, поэтому в сценарии подбираются соответствующие звуковые фрагменты, способствующие релаксации или наоборот активации пациента в зависимости от цели реабилитационной процедуры и текущего его этапа. Однако в данной статье основное внимание уделяется использованию акустических БОС-образов, параметры которых зависят от успешности выполнения пациентом задания этапа тренировки.

Акустическая биологическая обратная связь весьма полезна в тех случаях, когда пациенту трудно сосредоточиться с открытыми глазами, а так же она является практически единственным способом БОС-тренинга применительно к пациентам с существенными нарушениями зрения.

Стремительное развитие технологий цифрового мультимедиа открывает новые возможности для создания методик БОС-треннинга.

Биологическая акустическая обратная связь может осуществляться на основе следующих методик:

1. Проигрывается музыкальная MIDI-композиция, сгенерированная на основе изменения того или иного физиологического показателя. Пропорционально изменению физиологического показателя изменяется высота проигрываемой ноты. Пытаясь сознательно или подсознательно изменить темп или тональность композиции, пациент изменяет свое состояние.

2. В зависимости от изменения физиологического показателя на произвольно выбранную аудиозапись накладывается шум разной интенсивности.

3. У проигрываемой аудиозаписи, в зависимости от выбранной привязки к физиологическому показателю, может изменяться громкость и стереобаланс.

Таким образом, процесс лечения можно облегчить, приблизив его к игровому и заинтересовав им пациента, что является одним из важных факторов, влияющих на эффективность БОС-треннинга.

Описанные методики используются в составе реабилитационного психофизиологического комплекса "РЕАКОР" (разработка НПКФ "Медиком МТД", г. Таганрог) и позволяют проводить реабилитационные курсы на основе ФБУ с БОС.

Разнообразить процесс проведения процедур БОС-треннига позволяет обширный набор настроек. Так, для методики, основанной на генерации музыкальных композиций, возможна настройка диапазона высот проигрываемых звуков, выбор инструментов, выбор эффектов воспроизведения, выбор гаммы и тональности воспроизведения, настройка интервала проигрывания ноты при неизменном значении показателя.

Выбор музыкальной гаммы определяет характер воспроизведения MIDI композиции. Например, звучание может быть мажорным, минорным, блюзовым и т.д. Каждая гамма обладает своей эмоциональной окраской. Набор инструментов состоит из 16 групп, таких как пианино, органы, гитары, струнные, духовые, ударные и т.п. Выбор тональности может быть использован для настройки аккордового звучания.

Для повышения эффективности БОС-процедур и упрощения технологии работы с ними программа "Реакор" автоматически учитывает большую индивидуальную вариабельность физиологических показателей, путем вычисления статистических характеристик регулируемых физиологических показателей и использования относительных целевых порогов тренинга, применительно к конкретному пациенту с его исходным состоянием. Так, например, для акустической БОС динамический частотный диапазон генерируемых MIDI-композиций приводится в оптимальное соответствие с исходной вариабельностью и средними значениями регулируемого физиологического показателя.

В состав комплекса "Реакор" может входить "акустическое кресло", используемое в качестве исполнительного устройства для любых видов БОС-тренинга и объединяющее две модальности - слуховую и сенсорную. Акустическое кресло имеет 16 встроенных акустических излучателей, воздействующих на пациента паравертебрально. Наиболее эффективно использование акустического кресла для процедур, предполагающих циклический (фазный) или квазипериодический закон управления. К таковым, прежде всего, относится респираторный БОС-тренинг и тренинг на дыхательную аритмию сердечных циклов (ДАС). Громкость каждого из динамиков изменяется по своему закону, что позволяет генерировать пространственные характеристики звучания музыкальных и шумовых фрагментов (перемещающийся по определенному закону вдоль позвоночного столба источник акустических колебаний).

Для респираторных процедур и процедур с повышением ДАС часто используется знакопеременное управление значениями БОС-образа, для этого формируются специальные квазипериодические законы. Начальные значения параметров навязываемого квазипериодического процесса зависят от исходных значений физиологических показателей, затем навязываемые параметры постепенно изменяются в нужную сторону, и пациент должен подстраиваться под них. Респираторный тренинг используется для формирования диафрагмально-релаксационного типа дыхания и оптимизации характеристик дыхательного паттерна (фазы вдоха и выдоха, урежение и углубление дыхания и пр.), что способствует реабилитации различных вегетативных дисфункций. Звуковая волна на фазе вдоха перемещается по спине пациента вверх, а на фазе выдоха - вниз. Пациент спиной ощущает звуковое давление пространственно перемещающегося акустического паттерна.

Мультимедийные технологии, применяемые для осуществления ФБУ с БОС, дают гибкие возможности по отображению сигналов БОС в виде различных образов средствами компьютерной графики и синтеза звука, что значительно повышает эффективность процедур функционального биоуправления. Акустическая модальность БОС-тренинга является одной из важных ее составляющих.