Спосіб зміни функціонального стану організму при здійсненні циклічних тренуючих рухів з використанням біологічного зворотнього зв’язку та система для його здійснення

Изобретение относится к способам и системам изменения функционального состояния человека на основе использования биологической обратной связи, например, при проведении физических тренировок посредством дололнения циклических движений, в частности, с преодолением нагрузки мышечными, усилиями тренирующегося. Известны способы и системы изменения функционального состояния человека с использованием биологической обратной связи, предусматривающие проведение физических тренировок (упражнений) посредством выполнения циклических движений, в частности, с преодолением нагрузки мышечными усилиями тренирующихся, с контролем одоления нагрузки мышечными усилиями тренирующихся, с контролем частоты сердечных сокращений. Вместе с тем, недостатком этих известных способов и систем является сложность формирования сигнала обратной связи, а также отсутствие приемов и, технических средств, осуществляющи х реализацию дополнительных воздействий на тренирующегося, обеспечивающих совместно с эффектом от тренировки - синергическое повышение эффективности изменения функционального состояния человека в результате проведения тренировки. Принимая во внимание изложенное, задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации мер, обеспечивающих одновременно с упрощением формирования сигнала обратной связи повышение эффективности изменения функционального состояния тренирующегося за счет синергизма, реализации дополнительных воздействий на тренирующихся и собственно эффекта от физических тренировок. Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. При проведении физических тренировок посредством выполнения тренирующимся циклических движений, контролируют фазы вдо ха и выдо ха дыхательных циклов тренирующегося, например, посредством контроля движений его частей тела, перемещения которых соответствуют фазам вдоха и выдоха в дыхательных циклах, и в соответствии с фазами вдоха и/или выдоха дыхательных циклов тренирующегося циклически изменяют скорость перемещения воздушной среды относительно тренирующегося и/или параметры, и/или состав воздушной среды. Циклические изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося и/или состава воздушной среды осуществляют в соответствии с циклическими движениями конечностей и/или туловища тренирующегося, перемещения которых тренирующийся производит синхронна и синфазно с фазами вдоха и выдоха дыха тельных циклов. При осуществлении циклических изменений скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося в соответствии с фазами вдоха и выдоха его дыхательных циклов циклически изменяют направление перемещения воздушной среды. Изменение направления движения воздушной среды относительно тренирующегося в соответствии с фазами вдоха и выдоха его ды хательных циклов производят посредством формирования потока воздушной среды, направленного к лицу тренирующе гося в фазах вдо ха и в обратном направлении - в фазах выдоха. Изменение параметров воздушной среды производят посредством изменения концентрации отрицательных аэроинов, при этом увеличение концентрации отрицательных аэроинов производят в фазах вдоха дыхательных циклов тренирующегося, а изменение состава воздушной среды производят посредством выделения в воздушн ую среду летучих биологически активных ароматических веществ. Выделение в воздушн ую среду ле тучи х биологически активных ароматических веществ производят в фазах вдо ха ды хательных циклов тренирующегося. Циклические изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося и/или параметров, и/или состава воздушной среды дополнительно осуществляют до и/или после периода проведения тренировки. В системе для изменения функционального состояния человека с использованием биологической обратной связи, преимущественно пр%1 проведении физических тренировок посредством выполнения циклических движений, содержащей блок контроля фаз вдоха и выдоха ды хательных циклов тренирующегося, соединенный с формирователем сигналов обратной связи, имеются устройства циклического изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося и/или устройство изменения параметров воздушной среды и/или устройство изменения состава воздушной среды, а также элемент задания режимов, блок управления и регуляторы, при этом входы блока управления подключены к формирователю сигналов обратной связи и к элементу задания режимов, а выходы блока управления соединены с входами управления регуляторов соответствующи х устройств. Устройство для циклического изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося может быть выполнено в виде двух вентиляторов, один из которых установлен перед тренирующимся, а другой - позади тренирующегося. Устройство для циклического изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося может быть выполнено в виде реверсивного вентилятора. В устройство для циклического изменения скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося может быть дополнительно введен блок изменения температуры и/или влажности воздушной среды. Результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в существенном расширении функциональных возможностей способа и системы, что достигается благодаря реализации одновременно с проведением физических тренировок - воздействия на тренирующегося физическими факторами, эффект которых существенно усиливает эффект от собственно тренировок, что приводит к увеличению эффективности изменения функционального состояния тренирующихся (вследствие синергизма действия указанных эффектов). Это обусловлено, в частности, тем, что синхронно и синфазно с выполняемыми тренирующимся циклическими движениями и фазами вдоха и выдоха ды хательных циклов тренирующегося реализуются воздействия на термо- и тактильные рецепторы, а также на обонятельный анализатор тренирующегося, способствуя, в частности, повышению его работоспособности и улучшению психофизиологического состояния. Заявляемый способ поясняется приводимым ниже описанием примера реализации системы для осуществления этого способа. На чертеже представлена блок-схема системы. Система для изменения функционального состояния тренирующегося 1 в зоне 2 тренировки включает в себя блок 3 контроля фаз вдоха и выдоха ды хательных циклов, содержащий первичный измерительный преобразователь 4 и передатчик 5 и приемник 6 дистанционной передачи информации, формирователь 7 сигналов обратной связи, блок 8 управления, элемент 9 задания режимов и вентиляторы 10, 11, блок 12 ионизации, блок 13 выделения летучи х биологически активных ароматических ве ществ и блок 14 изменения температуры и/или влажности воздушной среды, которые через соответствующие регуляторы 15, 16, 17 и 18 соединены с источником питания 19. При этом входы управления регуляторов 15-18 соединены с выходами блоке 8 управления. Вентилятор 10, блок ионизации, блок 13 выделения летучи х биологически активных ароматических веществ и блок 14 изменения температуры и/или влажности воздушной среды размещены в передней стойке 20, а вентилятор 11 размещен в задней стойке 21 (в указанных стойках имеются отверстия соответственно 22 и 23). В процессе тренировки тренирующийся 1 располагается в зоне 2 тренировки лицом к передней стойке 20. Первичный измерительный преобразователь 4 устройства 3 контроля фаз вдоха и выдоха ды хательных циклов может быть выполнен одним из известных способов, например, в виде размещаемого на грудной клетке тренирующегося упруго-эластичного поясе с преобразователем деформации последнего в электрический сигнал, а дистанционная передача информации (передатчик 5 и приемник 6) может быть выполнена, например, на основе использования либо электромагнитного излучения в радиочастотном диапазоне, либо оптического излучения в инфракрасном диапазоне. Наряду со структурой системы, описанной в данном примере ее реализации, возможен ряд других модификаций системы. В частности, возможно выполнение устройства для циклического изменения скорости перемещении воздушной среды относительно тренирующегося в виде одного реверсивного вентилятора. Система функционирует следующим образом. При выполнении тренирующимся 1 циклических движений, например, с преодолением нагрузки мышечными усилиями, в процессе дыхания тренирующегося 1 сигналы, соответствующие фазам вдоха и выдоха дыха тельных циклов, из блока 3 поступают в формирователь 7 сигналов обратной связи, которые поступают в блок 8 управления (наряду с сигналами, вводимыми из элемента 9 задания режима). В соответствии с указанными сигналами в блоке І управления формируются сигналы управления, поступающие на входы управлений регуляторов 15, 16, 17 и 18, изменяющих режимы функционирования соответственно вентиляторов 10, 11, блока 12 ионизации, блока 13 выделения летучих биологически активных ароматических веществ и блока 14 изменения температуры (и/иди влажности) воздушной среды, при атом упомянутые режимы функционирования изменяются циклически и синхронизированы по частоте - с частотой дыхательных циклов - и по фазе - с фазами вдоха (и выдоха) ды хательных циклов тренирующегося. При этом заявляемые способ и система изменения функционального состояния тренирующегося предусматривают возможности реализации нескольких модификаций их выполнения. Так, например, возможны режимы, основанные либо на циклических изменениях скорости однонаправленного перемещения воздушной среды, направленного к лицу тренирующегося, и реализуемые в фазы вдоха его дыхательных циклов, либо на циклическом изменении направления и скорости перемещения воздушной среды относительно тренирующегося (с синхронизацией по частоте и фазе указанным выше образом), Одновременно с этим возможно в фазах вдоха ды хательных циклов тренирующегося увеличение концентрации отрицательных аэроинов и/или летучих биологически активных ароматических веществ, выделяемых в воздушн ую среду. Таким образом, в процессе выполнения тренирующимся физической тренировки дополнительно реализуются - на основе формирования биологической обратной связи - циклические воздействия указанными выше факторами на термо- и тактильные рецепторы поверхности тела, а также на дыхательные пути и обонятельный анализатор тренирующегрся. При этом устанавливается режим взаимосинхронизации процесса дыхания и движений тренирующегося и процесса модуляции интенсивности и/или изменения направления перемещения воздушной среды относительно тренирующегося. Вместе с 'этим воздействие на кожные поверхности лицевой зоны туловища тренирующегося воспринимается им как естественный и комфортный стимул реализации фаз вдохов дыхательных циклов, что обусловлено как циклическими воздействиями потока воздушной среды на термо- и тактильные рецепторы указанных зон открытых поверхностей тела, так и циклическими воздействиями на обонятельный анализатор тренирующегося циклически выделяемых в воздушн ую среду ароматических веществ, а также воздействием на дыхательные пути тренирующегося циклически вводимых в воздушную среду отрицательных аэроионов. Синхронизированная по частоте с частотой дыхательных циклов - и фазе - с фазами вдоха - циклическая модуляция скорости м направления перемещения воздушной среды способствует повышению ритмичности и увеличению глубины дыхания тренирующегося, а также - с учетом кардидреспираторной синхронизации - к повышению эффективности функционирования кардиореспираторной системы и увеличению работоспособности тренирующегося. Одновременно обеспечивается улучшение терморегуляции организма тренирующегося при выполнении движений с преодолением нагрузки - вследствие улучшения условий испарения влаги с поверхности тела и отвода избытка тепла, что также способствует увеличению работоспособности тренирующегося и повышению эффективности физических тренировок.