BIOFEEDBACK CORRECTION FOR OPTIMIZATION OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN ORGANISM DURING HIGH-ALTITUDE CLIMBING


Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the work was the approbation of a method for correcting the functional state of participants in a high-altitude expedition using biofeedback (BF) technologies. Methods. A study of the dynamics of heart rate (HR) variability during the sessions of biofeedback training in the highlands (F. F. Konyuhov Everest expedition) was carried out. The sessions were held before the mountain climbing (session 1) and during the acclimatization at 6 400 m (session 2) and 5 300 m (session 3) above sea level. Two climbers close in age, physique and athletic skills participated in the experiment. Each session of BF training included several computer game trials. The purpose of trial was to decelerate the HR. The trial continued for 80-105 seconds. All sessions were held in the late evening between 22.00 and 24.00. Results. Both participants achieved effective the HR fall during all sessions of BF training and demonstrated certain dynamics of HR variability in each session. Based on the revealed dynamics we assumed that before climbing the HR fall was achieved by an increase in sympathetic activity (increase in LF/HF ratio) with a decrease in the overall level of autonomic activity (total power spectrum, TP). As BF training (with consolidation of a new skill) for the session 3 deceleration the HR in both participants was accompanied by an increase in the overall level of autonomic activity (TP) and a decrease in the stress index. The changes in autonomic balance sheet (the LF/HF ratio) during session 3 were oppositely directed. Conclusion. The data received suggest that the achievement of the final goal in the sessions of BF correction (deceleration of the HR) in two participants of the experiment was accompanied by shifts in the level of activity of autonomic regulation systems. In this case, the direction of the shifts depended on the stage of formation of the skill and was specific for each subject.

About the authors

A V Latanov

M. V. Lomonosov Moscow State University

Department of Higher Nervous Activity, Biological Faculty Moscow, Russia

N B Pankova

Research Institute of General Pathology and Pathophysiology

Email: nbpankova@gmail.com
Laboratory of Physical, Chemical and Ecological Pathophysiology Moscow, Russia

References

  1. Баевский Р. М., Берсенева А. П. Введение в донозологическую диагностику. М.: Слово, 2008. 174 с
  2. Войнов В. Б., Вербицкий Е. В. Исследование сомнологических аспектов острой адаптации человека к высокогорью // Физиология человека. 2014. Т. 40, № 6. С. 46-57. doi: 10.7868/S013116461405018X
  3. Дёмин Д. Б., Поскотинова Л. В., Кривоногова Е. В. ЭЭГ-реакции в динамике кардиобиоуправления у подростков с различным вегетативным тонусом, проживающих на северных широтах // Экология человека. 2016. № 10. С. 23-30
  4. Дерягина Л. Е., Цыганок Т. В., Рувинова Л. Г., Гудков А. Б. Психофизиологические свойства личности и особенности регуляции сердечного ритма под влиянием трудовой деятельности // Медицинская техника. 2001. № 3. С. 40-44
  5. Панкова Н. Б., Качалова Л. М., Джафарова О. А., Чмыхова Е. В., Латанов А. В. Показатели вариабельности сердечного ритма во время высокогорного восхождения (экспедиция Ф. Ф. Конюхова на Эверест) // Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы VI Международной научно-практической конференции. Челябинск, 8-9 ноября 2016 г. Челябинск: Изд-во Юж.-Урал. гос. гуманит.-педаг. ун-та, 2016. С. 290-294. URL: http://elib.cspu.ru/xmlui/ handle/123456789/1086 (дата обращения: 08.02.2017)
  6. Панкова Н. Б., Котенёв А. В., Латанов А. В. Вегетативные корреляты адаптации к условиям БОС-тренингов // Нейронаука для медицины и психологии. 11-й Международный междисциплинарный конгресс. Судак, Крым, Россия, 2-12 июня 2015 г. М.: МАКС Пресс, 2015. С. 303-304
  7. Пивцов В. Т., Пак Г. Д., Олейникова Е. В. Изменения общего спектра мощности вариабельности ритма сердца в динамике восхождения на пик Эверест // Вестник КазНУ, серия биологическая. 2011. № 3 (48). С. 104-106
  8. Попова Н. В., Попов В. А., Гудков А. Б. Возможности тепловидения и вариабельность седечного ритма при прогностической оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы // Экология человека. 2012. № 11. С. 33-37
  9. Сайт Фёдора Конюхова. URL: http://konyukhov. ru/news.html?lastnews_all_page = 31 (дата обращения: 08.02.2017)
  10. Электронный учебник по статистике. URL: http:// statsoft.ru/home/textbook/default.htm (дата обращения: 06.02.2017)
  11. Billman G. E. The LF/HF ratio does not accurately measure cardiac sympatho-vagal balance. Front Physiol. 2013, 4 (26). http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2013.00026
  12. Boos C.J., Bakker-Dyos J., Watchorn J., Woods D.R., O'Hara J.P., Macconnachie L., Mellor A. A comparison of two methods of heart rate variability assessment at high altitude. Clin. Physiol. Funct. Imaging. 2016. doi: 10.1111/cpf.12334. [Epub ahead of print] http://dx.doi.org/10.1111/cpf.12334
  13. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Eur. Heart Journal. 1996, 17, pp. 354-381.
  14. Long M., Qin J., Huang L., Tian K., Yu S., Yu Y. [Comparison of heart rate variability in healthy young men during exposure to different altitudes]. Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi. 2006, 23 (6), pp. 1 195-1 197. [Article in Chinese]
  15. Montano N., Porta A., Cogliati C., Costantino G., Tobaldini E., Casali K.R., Iellamo F. Heart rate variability explored in the frequency domain: a tool to investigate the link between heart and behavior. Neurosci Biobehav Rev. 2009, 33 (2), pp. 71-80. http://dx.doi.org/10.1016/j. neubiorev.2008.07.006
  16. Painschab M. S., Malpartida G. E., Davila-Roman V. G., Gilman R. H., Kolb T. M., Leôn-Velarde F., Miranda J. J., Checkley W. Association between serum concentrations of hypoxia inducible factor responsive proteins and excessive erythrocytosis in high altitude Peru. High Alt. Med. Biol. 2015, 16 (1), pp. 26-33. http://dx.doi. org/10.1089/ham.2014.1086
  17. Perini R., Milesi S., Biancardi L., Veicsteinas A. Effects of high altitude acclimatization on heart rate variability in resting humans. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1996, 73 (6), pp. 521-528.
  18. Perini R., Veicsteinas A. Heart rate variability and autonomic activity at rest and during exercise in various physiological conditions. Eur. J. Appl. Physiol. 2003, 90 (3-4), pp. 317-325. http://dx.doi.org/10.1007/s00421-003-0953-9
  19. Royston J. P. Algorithm AS 181: The W Test for Normality. Applied Statistics., 1982, 31 (2), pp. 176-180.
  20. Saito S., Tanobe K., Yamada M., Nishihara F. Relationship between arterial oxygen saturation and heart rate variability at high altitudes. Am. J. Emerg. Med. 2005, 23 (1), pp. 8-12.
  21. Sevre K., Bendz B., Hank0 E., Nakstad A.R., Hauge A., Kâsin J.I., Lefrandt J.D., Smit A.J., Eide I., Rostrup M. Reduced autonomic activity during stepwise exposure to high altitude. Acta Physiol. Scand. 2001, 173 (4), pp. 409-417.
  22. Wilson D.F., Roy A., Lahiri S. Immediate and long-term responses of the carotid body to high altitude. High Alt. Med. Biol. 2005, 6 (2), pp. 97-111. http://dx.doi.org/10.1089/ ham.2005.6.97

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Human Ecology


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».