Научная проблема, на решение которой направлен проект.
Целью данного проекта является интегративная оценка стресса и эмоций человека, а также их коррекции на основе психологических и нейрофизиологических методов (междисциплинарный подход). Основной мишенью проекта является понимание влияния стресса на психоэмоциональное состояние взаимодействия когнитивных и моторных систем мозга. Мы предполагаем, что вынесение эффектов изменения эмоционального состояние только в область когнитивных функций (искажение внимания, снижение исполнительных функций и др.) или только в область физиологических реакций (учащение сердцебиения, выделение гормонов и др.) не совсем верно. В данном проекте будет оценено влияние стресса на взаимосвязь данных систем (моторной и когнитивной)в динамике, а также при использовании интервенций для снижения стресса и улучшения психоэмоционального состояния. Также будет произведена оценка корреляции субъективных и объективных показателей психоэмоционального статуса человека.
Актуальность проблемы, научная значимость решения проблемы.
На данный момент в мире имеется большой спрос на помощь профессиональных психологов для коррекции эмоционального статуса, например, во время стресса, особенно в свете растущего осознания важности психического здоровья человека (Canady, V.A, 2022). Однако при оценке эффективности психологических методик остро стоит проблема субъективности, поскольку основным инструментом оценки является опрос самого объекта воздействия (De Los Reyes et.all, 2019).
Субъективная оценка — недостаточно надежный инструмент, поскольку человек может быть предвзят или не иметь объективного понимания своего психического состояния. Кроме того, некоторые люди могут не быть полностью открытыми или иметь ограниченные способности к интроспективному взгляду, что может исказить результаты опросов. Также хорошо известен феномен социальной желательности, когда человек отвечает на вопросы так, как следует ответить, а не так, как он думает, чтобы избежать стигматизации или порицания. У других методов верификации психотерапевтических интервенций так же имеются ограничения (Jahedi S et.all, 2014). Все эти факторы сильно затрудняют четкую диагностику текущего психоэмоционального состояния человека. Особенно это актуально для состояния стресса. Правильное определение его глубины и изменений в мозге человека, испытывающего стресс, являются критическими для выведения из этого состояния.
Однако на данный момент активно развиваются методики объективной оценки психоэмоционального состояния личности в процессе психотерапии. Такие методики основаны на использовании физиологических и нейрофизиологических показателей, которые позволяют получить объективную информацию о психическом состоянии человека (Fastame, M.C, 2012).
Например, в области нейрофизиологии разработаны методы, основанные на регистрации электроэнцефалограммы (ЭЭГ), функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), магнитоэнцефалографии (МЭГ), чтобы оценить активность различных областей мозга и связанные с ними психологические процессы. Эти методы позволяют получить более объективную информацию о психоэмоциональном состоянии и реакциях человека, что может помочь в оценке эффективности психотерапии в целом. Следует подчеркнуть, что наряду с появлением более точных приборов, демонстрирующих лучшее отношение, сигнал-шум появляются новые подходы к обработке данных. Например, сейчас можно при помощи ТМС/ЭЭГ лучше понимать взаимодействие той или иной системы мозга в конкретной задаче. Например, все больше работ показывают важность моторных систем мозга в решении различных когнитивных задач (Nazarova M, Blagovechtchenski E, 2016). Возможно, в коррекции эффектов стресса данное взаимодействие может иметь важное значение.
Также разработаны методы оценки в реальном времени физиологических параметров, таких как уровень сердечного ритма, кожного сопротивления и других физиологических показателей, связанных с эмоциональным состоянием. Эти методики могут предложить дополнительную объективную информацию о состоянии человека, которая может быть использована для более точной оценки эффективности психологических методов оценки состояния личности и ее изменениях в процессе терапии (Frost, N.D. et.all, 2022).
Однако, несмотря на прогресс в разработке объективных методик контроля психоэмоционального состояния, они все еще находятся на стадии исследований и требуют дальнейшей проверки и разработки. Кроме того, важно учитывать, что интерпретация результатов данных методик также требует профессиональной экспертизы и контекстного анализа.
Таким образом, на наш взгляд требуется:
• Верификация подходов оценки эмоционального состояния и стресса, исходя из новых возможностей мультидисциплинарного подхода
Изучение взаимодействия когнитивных и моторных систем мозга для коррекции стресса. Конкретная задача в рамках проблемы, на решение которой направлен проект, ее масштаб.
Данный проект направлен на решение проблемы наиболее объективных методов оценки психоэмоционального состояния человека, а также его коррекции. Планируется произвести следующие исследования:
1. Корреляция эффектов стресса с возбудимостью кортикоспинальной системы (сочетание психометрических инструментов и оценки ЭМГ при помощи ТМС).
2. Изучение взаимодействия когнитивных и моторных систем мозга во время стресса, их динамика на разных стадиях стресса.
3. Оценка эффективности психологических подходов коррекции стресса через объективную оценку возбудимости моторной коры
4. Выявление возможности определить сочетание объективных и субъективных факторов для оценки конкретных эмоциональных проявлений.
5. Оценка возможности коррекции эффектов стресса на основе неинвазивной стимуляции моторной коры мозга человека.
О масштабе решаемых задач (диагностика и коррекция психоэмоционального статуса/стресса) можно судить по по статистике, опубликованной Всероссийским Центром Изучения Общественного Мнения: 57 процентов жителей страны испытали стресс за шесть месяцев 2022-го года, при этом, 26 процентов респондентов сталкивались со стрессом несколько раз в месяц. Как оказалось, с возрастом россияне нервничают реже: на стресс пожаловались всего 42 процента представителей старшего поколения против 79 процентов молодежи.”
Научная новизна поставленной задачи, обоснование достижимости решения поставленной задачи и возможности получения запланированных результатов.
Как было указано выше, научная новизна заключается в оценке эффектов взаимодействия когнитивных и моторных систем мозга на проявление изменения психоэмоционального статуса человека, в частности на стресс и конкретные эмоции.
У коллектива имеются все возможности для реализации поставленных задач. Это выражается в следующих факторах:
1. Имеется все необходимое оборудование
2. Имеются готовые протестированные модели для использования в поставленных исследованиях
3. Имеется коллектив, обученный работе на необходимом оборудовании
4. Имеется значительный опыт публикационной активности
Современное состояние исследований по данной проблеме.
Данный пункт освещен в разделе «Актуальность проблемы»
Предлагаемые методы и подходы, общий план работы на весь срок выполнения проекта.
Как было указано выше, все методы делятся на две категории: психологические и нейрофизологические.
Психологические тесты, обладающие высокими надежностью и валидостью:
1. Большая пятерка (Калугин и др., 2005) – для оценки личностных (устойчивых) эмоциональных паттернов
2. Шкала позитивного и негативного аффекта (Осин, 2012), шкала дифференциальных эмоций (Леонова и Капица, 2003) – для оценки субъективного компонента эмоционального состояния
3. Шкала воспринимаемого стресса (Золотарева и др., 2023), Личностная и ситуативная тревожность (Ханин, 1978) – для оценки напряженности текущей ситуации участника.
4. Тест Струпа, методика «Джек и Джилл» (Цигеман и др., 2021) – когнитивные тесты для оценки исполнительных функций.
Нейрофизиологические:
1. Тест на возбудимость кортикоспинальной системы ТМС/ЭМГ – представительство мышц FBI и APB в первичной моторной коре (навигационная система ТМС)
2. ЭЭГ в покое (анализ мощности спектров, латерализации, нейродинамические показатели – длинновременные корреляции в ЭЭГ), вызванные потенциалы – в парадигме с ответом испытуемого и пассивные тесты (oddball парадигма – приятные/неприятные аудио/видео стимулы)
3. Кожногальваническая реакция (КГР)
4. Стимуляционные методы для изменения возбудимости моторной коры – транскраниальная электрическая стимуляция (ТЭС) постоянным и переменным током.
Дополнительно будут апробированы и использованы экспериментальные методы индукции стресса в лабораторных условиях: погружение руки в воду температурой ниже 5 градусов на 3 минуты (согласно протоколам Cold Pressure Task), инъекция кортизола, социальные методы
Общий план работ:
1. Установление корреляции между эффектами стресса (психологическая метрика, КГР) и динамикой изменения возбудимости кортикоспинальной системы (ТМС/ЭЭГ), при помощи данной методики можно оценивать динамику изменения возбудимости системы проводя тесты каждые 10 минут
2. Оценка возможности дифференциации эмоционального статуса по ЭЭГ/ВП в разных парадигмах
3. Оценка возможности повлиять на динамику выхода из стресса с помощью психологических интервенций (например, через индуцирование положительных эмоций - показ различных картинок, показ различных эмоциональных видеорядов)
4. Оценка возможности повлиять на эффекты стресса при помощи стимуляции моторной коры с помощью ТЭС. Мы предполагаем, что ТЭС постоянным током (анодная 1.5 мА) и переменным (10 Гц) до начала индукции стресса может изменить силу эффекта последующей индукции.
Имеющийся у коллектива исполнителей научный задел по проекту.
Руководитель проекта, Евгений Благовещенский, является ведущим специалистом в области трансспинальной и транскраниальной стимуляции, а также в области обработки ЭЭГ сигнала. Он с коллегами интенсивно разрабатывает новые протоколы стимуляции как спинного, так и головного мозга (Blagovechtchenski et.al., 2023; Popyvanova et.al., 2023), а также практические инструменты для анализа моторных ответов и новейших методов обработки ЭЭГ (зарегистрированы несколько РИД). Исследования Евгения Дмитриевича внесли значимый вклад в выявление факторов, влияющих на различия в эффектах неинвазивной стимуляции кортико-спинальной системы (Pomelova et al.,. 2023). Кроме 2023 году научный коллектив под его руководством выиграл грант на изучение психофизиологических коррелятов эмоций: в рамках выполнения этого проекта уже разработано несколько парадигм для индукции эмоций в лабораторных условиях, которые могут быть использованы при реализации настоящего проекта (Благовещенский и коллеги, in review). Исполнители проекта Дмитрий Бредихин, Александр Кирсанов, Мария Корякина, Екатерина Помелова, Алена Попывянова, Ксения Барцева участвовали в реализации данного гранта. Кроме того, в своих исследованиях они рассматривают разные аспектов связи между моторными и когнитивными процессами (Blagoveshchensky et al, 2023; Bredikhin et al., 2023; Koryakina et al., 2022; Bartseva et al., 2024), используют методы транскраниальной электрической и магнитной стимуляции (Попыванова и др., 2022).
Детальный план работы на первый год выполнения проекта.
1. Тестирование парадигмы индуцированного стресса при помощи погружения руки в ледяную воду (психологическая оценка эффективности при помощи различных психометрических инструментов) – 10 испытуемых
2. Тестирование парадигмы динамики индуцированного стресса при помощи погружения руки в ледяную воду (ТМС/ЭМГ/КГР исследования) – 10 испытуемых
3. Проведение полноценной серии экспериментов с оценкой динамики изменений возбудимости кортикоспинальной системы в предыдущей парадигме – 25 испытуемых
4. Оценка возможности детектирования эмоций при помощи oddball парадигмы, где в категории входят позитивные и негативные стимулы. Корреляция ВП с психометрикой испытуемого (25 испытуемых).
5. Написание 5 статей
6. Участие в 2 конференциях
Ожидаемые научные и (или) научно-технические результаты (без перечисления указанных в пп. 4.3.11, 4.3.13, 4.3.14) и их научная новизна и значимость (например, оценка соответствия запланированных результатов мировому уровню исследований, возможность практического использования запланированных результатов).
Планируется получить принципиально новые данные о взаимодействии когнитивных и моторных систем в условиях изменения психоэмоционального состояния человека, что существенно продвинет понимание эффектов стресса и эмоциональной реакции человека. Это, возможно, позволит построить комплекс для точной диагностики и коррекции стресса человека.
Нашего Партнера интересует протокол ТМС тестирования человека до/во время/после стресса. Наш Партнер является одной из ведущих компаний в РФ и представляет ведущую компанию в мире по производству магнитных стимуляторов MagVenture. Эти компании обладают собственными научными центрами для разработки протоколов использования их оборудования. Таким образом, данное исследование является крайне интересно для них и имеет существенную ценность для внедрения новых методов диагностик стресса на мировом уровне.
Планируемый объем дополнительно привлеченных средств из внешних по отношению к СПбГУ источников за весь период выполнения проекта.
Партнер готов привлечь к реализации проекта в первый год от 2 до 3 млн. руб. По результатам реализации проекта в первый год будет принято решение об увеличении финансирования до требования условий конкурса.
