Методы исследования работы сердечно-сосудистой системы

Если работа потовых желез может в обыденной жизни показаться несущественным явлением, а иногда даже и фактором дискомфорта, с которым призваны бороться различные дезодоранты и прочие гигиенические препараты, то вряд ли кто-нибудь усомнится в важнейшей роли сердечно-сосудистой системы (ССС). С древнейших времен сердце почиталось как главный орган нашего тела. В Древнем Египте и Междуречье сердце считалось ответственным за наши чувства. Античные авторы приписывали ему большую часть функций, которые, как мы теперь знаем, связаны с мозгом. Да и сейчас еще мы сферу наших чувств относим к «делам сердечным».

Первым крупнейшим шагом на пути научного познания ССС был сделан в 1628 г. Уильямом Гарвеем, открывшим кровообращение и два круга его циркуляции (большой и малый). Сложность системы кровообращения настолько потрясла Гарвея, что он вернулся к античным представлениям о крови как вместилище души. Примерно через сто лет английский священник Стефан Хейлс сумел измерить артериальное давление (правда, не у человека, а у лошади). Итальянский криминалист и один из основоположников физиогномики Чезаре Ломброзо (XIX в.) высказал идею о связи кровяного давления с психическими явлениями. И в частности, имел в виду возможность на этом основании уличать преступников во лжи. В настоящее время получена масса убедительных доводов значительных изменений в работе ССС под действием стрессоров и мышечных усилий. В первую очередь, это учащение ритма сердцебиений (PC), рост артериального давления (АД) и перераспределение крови (например, румянец смущения).

Как и в случае ЭАК (КГР), изменения в деятельности ССС связаны с изменениями общей активации организма. Разница в том, что КГР вызывается даже умеренными по силе психическими раздражителями, а показатели работы ССС изменяются только при сильных воздействиях. То есть ССС менее чувствительна к психогенным факторам, чем ЭАК. Но концепция общей активации – лишь первое приближение в объяснении психофизиологических явлений. Следующий шаг – это дифференциация типов сердечно-сосудистых реакций в зависимости от вида психогенного фактора (и соответствующих обстоятельств). И здесь исследователи столкнулись с большими трудностями. Во-первых, потому, что разные факторы приводят зачастую к сходным физиологическим сдвигам. Во-вторых, сложность моделирования необходимых эмоционально напряженных ситуаций в лабораторных условиях без нанесения психологического, физического или нравственного ущерба испытуемому. Тем не менее некоторые успехи в этом вопросе имеются. Так, считается, что повышение ди-астолического АД и замедление PC более характерно для состояния ярости, чем страха.

Для характеристики работы ССС используют следующие основные показатели:

1) ритм сердца (PC) – частота сердцебиений;

2) сила сокращения сердца (сила накачивания крови);

3) минутный объем сердца (количество крови, проталкиваемое за 1 мин.);

4) артериальное давление (АД);

5) кровоток (локальные показатели распределения крови).

Понятно, что все эти показатели связаны. В настоящее время наибольшее внимание психофизиологи обращают на PC, АД и кровоток (точнее, объем кровотока).

Как и в ЭАК, здесь очень важно различать тонические показатели, относящиеся кдлительным временным интервалам (например, число сокращений сердечной мышцы за 1 мин.), и показатели фазические, характеризующие быструю адаптацию кданному моменту (например, интервалы между двумя и тремя последовательными сокращениями сердца). В общем можно считать, что тонические показатели PC и АД отражают степень мобилизации организма. По поводу фазических показателей мнения противоречивы и обобщению пока не поддаются.

В арсенале психофизиологии наиболее популярными методами являются электрокардиография, измерение артериального дав~ пения и вазомоторные методы.

Электрокардиография (ЭКГ). В 1903 г. голландский ученый В. Эйнтховен открыл электрическую активность сердца и сумел записать его биотоки в виде графика, который получил название электрокардиограммы (ЭКГ). После многочисленных опытов выяснилось, что удобнее всего записывать эти биотоки от конечностей (руки-ноги), так как сюда от работающего сердца доходят хорошо улавливаемые импульсы. Со времен Эйнтховена основными считаются три варианта расположения датчиков. Их называют первым, вторым и третьим отведением. При первом биотоки отводят; от обеих рук, при втором – от правой руки и левой ноги, при третьем – от левой руки и левой ноги. В современной практике к этим основным добавляют еще другие дополнительные схемы, доводя их суммарное число до 12. Половина из них связана с грудной клеткой, а другая половина – с конечностями. При заболеваниях сердца в одном (или нескольких) отведениях обнаруживаются отклонения от нормы, позволяющие устанавливать диагноз. При исследовании психических явлений (чаще всего эмоциональных состояний) сравниваются показатели ЭКГ, снятые в спокойном состоянии (фоновые показатели) и при психическом воздействии (эмоциональное напряжение, решение сложной интеллектуальной задачи, сильное сенсорное воздействие, мышечное усилие и т. п.).

Кардиограмма – это запись электрических процессов, связанных с сокращением сердечной мышцы. ЭКГ имеет вид волнисто-зубчатой кривой (см. рисунок 15), участки которой соответствуют работе различных отделов сердца.

Рис. 15. Схема электрокардиограммы

В каждом отведении эти кривые несколько отличаются друг от друга, но общий графический комплекс, отображающий одно сокращение сердца, одинаков. Этот комплекс включает три положительных зубца Р, R и Т и два отрицательных – Q и S. Положительные – это отклонения вверх от горизонтальной линии общего хода графика. Отрицательные – отклонения вниз от этой же горизонтали. Буквы латинского алфавита для обозначения этих зубцов были предложены еще Эйнтховеном и используются поныне. Зубец Р характеризует силу, активность сокращающихся предсердий. Восходящая ветвь зубца соответствует возбуждению правого предсердия, а нисходящая – левого. Зубцы Q, R, S и Т объединяются в понятие «желудочковый комплекс». Участок Q-R-S соответствует сокращению желудочков, а зубец Т – их расслаблению. Последующая прямая Т-Р соответствует периоду покоя сердца (диастоле – паузе). К сожалению, форма ЭКГ не дает информации о влиянии на работу сердца психических воздействий. Поэтому психодиагностическую информацию извлекают из временных интервалов между зубцами, т. е. частоты PC. Так, при высоком эмоциональном напряжении частота сокращений достигает у взрослого человека 150-180 ударов в мин. Однако есть и обратные данные: уменьшение частоты при переживании некоторых эмоций.

Измерение артериального давления. Артериальное давление (АД) – это сила, создающаяся в артериях, когда кровь встречает сопротивление. В периферических сосудах АД достигает максимума во время систолы (сокращение сердечной мышцы) и падает до минимума в диастоле (расслабление сердечной мышцы). Обычно величина АД указывается в виде дроби, в числителе которой дается систолическое значение, а в знаменателе диастоли-ческое. Измеряется АД в мм ртутного столба, как и любое другое (например, атмосферное) давление. В норме у взрослого человека АД равно 130/90 мм рт. ст., несколько варьируя в зависимости от физического и психического состояния и возраста. Третьим показателем, изредка используемым исследователями, выступает пульсовое давление: разность между систолическим и диасто-лическим давлением. В норме оно равно примерно 40-60 мм рт. ст. АД считается повышенным, если в покое оно превышает 140/90. Тогда говорят о гипертонии, одной из наиболее распространенных болезней в современном обществе с его обилием стрессоров. Именно психологические факторы являются причиной гипертонии в подавляющем числе случаев (по некоторым данным до 90%). Этот эффект называется «эссенциальной гипертонией». Многочисленные наблюдения показали, что эмоциональное напряжение может значительно повысить актуальное АД. Есть сведения об изменении под действием эмоциогенных факторов систолического АД с 90 до 190 мм.

Прямой способ измерения АД – это введение в крупную артерию чувствительного датчика давления. Но это болезненно и даже опасно для пациента. Поэтому на практике используется менее точный, но безопасный прием. Он основан на открытии русского врача В. Короткова (1906), который с помощью прижатого к артерии стетоскопа обнаружил ее пульсацию, при создании препятствия для периферического кровообращения. Слыши-мые при этом звуки назвали тонами Короткова.

Обычно на руку или ногу надевают манжет, наполняемый воздухом. По мере накачивания воздуха создается препятствие кровотоку и коротковские тоны исчезают. Это говорит о том, что давление стало выше систолического и кровь больше по сосуду не проходит. Последующее медленное спускание давления в манжете позволяет уловить первые тоны Короткова, что соответствует систолическому (верхнему) давлению, регистрируемому на манометре. Дальнейшее выпускание воздуха из манжета проводится до исчезновения тонов. Этот момент соответствует диастоличес-кому (нижнему) давлению. Из-за сильной чувствительности показателей АД к изменениям в уровне давления от одного сокращения сердца к другому необходима серия замеров и определение среднего арифметического.

Вазомоторные измерения. Вазомоторика {лат. vas – сосуд) – это изменение диаметра кровеносных сосудов. Уменьшение диаметра – вазоконстршция, расширение – вазодилятация. Сужение периферических артерий в результате симпатической активации ведет к понижению температуры соответствующих участков кожи и уменьшению объема соответствующего участка тела или органа. Расширение артерий в результате снижения симпатического тонуса ведет к повышению температуры и увеличению объема тех же участков тела.

Температурные измерения показали, что кожа реагирует изменением своей температуры не только на тепловые воздействия среды, но и на психологические факторы. Например, смущение, тревога, депрессия связаны с похолоданием пальцев; состояния расслабления и эротического возбуждения повышают температуру пальцев. «Приятные» мысли вызывают потепление кожи в области рта, «грустные» – понижение температуры тех же участков кожи. Были обнаружены разительные половые различия по температурным показателям. Крайняя трудность точного и однозначного измерения кожной температуры обусловила редкое использование этого метода в психофизиологических исследованиях. Амплитуда измеряемых температурных колебаний обычно не превышает ГС, и сложности возникают даже из-за движения воздуха в помещении. Наиболее используемый прибор при таких измерениях – термистор. Указанных трудностей можно избежать, используя радиометрические устройства. Но они громоздки и дороги, вследствие чего имеют небольшое распространение.

Плетизмография – отражает изменения в объеме органа, вызванные изменениями количества крови в нем. Обычно измерению подлежат пальцы или рука, помещаемые в датчик плетизмографа. Плетизмограф представляет собой герметически закрытое пространство. Любое изменение объема в нем (например, руки) тут же сказывается на растяжении (сжатии) его стенок (или специальных мембран), что регистрируется соответствующими приборами.

Эмоциональное напряжение проявляется в виде сужения периферических сосудов. При анализе показателей плетизмографии учитывают амплитуду реакции, латентный период ее появления и скорость нарастания.