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 овлиянии 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, ав 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.