Стимуляция в физиологии и медицине¶

Стимуляция — в физиологии и медицине воздействие на живую ткань, орган или организм, вызывающее изменение их состояния или активности: возбуждение, усиление функции, ускорение процессов. Термин применяется как к естественным (внутренним) механизмам регуляции, так и к внешним воздействиям — электрическим, химическим, механическим, световым, звуковым. В широком смысле понятие охватывает также психологическую и социальную стимуляцию — побуждение к деятельности через внешние раздражители, мотивацию и подкрепление.

¶Общее понятие

В основе стимуляции лежит раздражимость — способность живых систем отвечать на воздействие. Раздражитель (стимул) — фактор, вызывающий реакцию; стимуляция — сам процесс и результат такого воздействия. Ключевое условие — превышение порога: слабые воздействия ниже порога реакции не вызывают, а чрезмерно сильные могут её угнетать (запредельное торможение). Реакция зависит от силы, длительности и частоты стимула, а также от исходного состояния ткани.

¶Виды стимуляции

¶По природе воздействия

• Электрическая — импульсы тока через электроды; основной метод в физиологии и клинике.
• Химическая — действие медиаторов, гормонов, лекарств, ионов.
• Механическая — давление, растяжение, вибрация, удар.
• Световая (фотостимуляция) — воздействие светом, в том числе лазерным.
• Термическая — нагревание или охлаждение.
• Акустическая — звуком и ультразвуком.
• Магнитная — переменным магнитным полем (транскраниальная магнитная стимуляция).

¶По характеру

• Прямая — воздействие непосредственно на ткань.
• Непрямая (рефлекторная) — через рецепторы и нервные пути.
• Ритмическая — повторяющиеся импульсы с заданной частотой.
• Пороговая, подпороговая, надпороговая — по отношению к порогу возбуждения.

¶Физиологические механизмы

При электрической стимуляции нервной или мышечной ткани ток деполяризует мембрану клетки. При достижении критического уровня деполяризации возникает потенциал действия, распространяющийся по волокну. Для возбудимых тканей действует закон «всё или ничего»: ответ либо возникает в полную силу, либо не возникает. Сила сокращения мышцы при этом регулируется не амплитудой импульса, а числом вовлечённых волокон и частотой импульсов (суммация, тетанус).

Важное понятие — рефрактерность: после возбуждения ткань на короткое время теряет возбудимость, что ограничивает максимальную частоту стимуляции. Оптимум и пессимум частоты (по Н. Е. Введенскому) описывают зависимость реакции от ритма раздражения.

¶Методы в медицине и науке

• Электростимуляция — применяется при парезах, атрофии мышц, нарушениях моторики желудочно-кишечного тракта, в кардиостимуляции.
• Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) — неинвазивное воздействие на кору головного мозга; используется в неврологии, психиатрии и нейронауках.
• Глубокая стимуляция мозга (DBS) — имплантация электродов при болезни Паркинсона, эссенциальном треморе, некоторых формах эпилепсии.
• Фотостимуляция и лазеротерапия — световое воздействие в физиотерапии, офтальмологии.
• Фармакологическая стимуляция — применение препаратов, усиливающих функцию органа (например, стимуляторы центральной нервной системы).
• Стимуляция яичников — гормональная терапия в репродуктивной медицине при лечении бесплодия и в программах ЭКО.

¶Стимуляция в психологии

В психологии стимуляция понимается как предъявление стимула, вызывающего реакцию, — базовое понятие бихевиоризма (схема «стимул — реакция»). Сенсорная стимуляция необходима для нормального развития: её недостаток (сенсорная депривация) ухудшает восприятие, внимание и эмоциональное состояние. Различают внешнюю (средовую) и внутреннюю (мотивационную) стимуляцию. Когнитивная стимуляция — поддержание умственной активности, значимое для профилактики возрастного снижения функций.

¶Применение в технике

Понятие заимствовано техническими дисциплинами. Стимуляция скважин в нефтегазодобыче — комплекс методов повышения притока: гидроразрыв пласта, кислотная обработка, тепловое воздействие. В электронике стимулированное излучение лежит в основе работы лазеров. В экономике и управлении стимулирование — система поощрений, направленная на повышение производительности труда.

¶Ограничения и риски

Стимуляция не универсальна: её эффект зависит от состояния объекта, дозы и режима. Передозировка электрических или фармакологических воздействий вызывает повреждение тканей, судороги, нарушения ритма сердца. Гормональная стимуляция яичников сопряжена с риском гиперстимуляции. В психологии избыточная стимуляция ведёт к перегрузке, стрессу и снижению работоспособности. Поэтому в медицине и науке параметры стимуляции строго дозируются и контролируются.

¶Значение

Стимуляция — фундаментальное понятие физиологии возбудимых тканей и одновременно рабочий инструмент клинической медицины, нейронауки, психологии, техники и экономики. Методы электрической и магнитной стимуляции позволяют диагностировать и корректировать нарушения нервной и мышечной систем; представления о стимуле и реакции лежат в основе изучения поведения; в прикладных областях стимулирование служит средством управления процессами — от добычи нефти до организации труда.

Источники: учебники по нормальной физиологии (А. Г. Камкин, И. А. Камкинский; В. Н. Яковлев), руководства по клинической нейрофизиологии, материалы по транскраниальной магнитной стимуляции и глубокой стимуляции мозга, словари по психологии, технические справочники по нефтегазовому делу.