sechenovSechenov Medical JournalСеченовский вестник2218-73322658-3348Сеченовский Университетsechenov-723Research ArticlePHYSIOLOGYФИЗИОЛОГИЯThe unevenness of respiratory rhythm as an indicator of emotional stressНеравномерность ритма дыхания как показатель эмоционального напряженияВагинЮ. Е.VaginYu. E.

Юрий Евгеньевич Вагин, профессор кафедры нормальной физиологии

117588, г. Москва, ул. Тарусская, д. 22, корп. 1

Телефон: 8 (916) 839–24–53

Yurij Evgenievich Vagin, prof. of the chair of normal physiology

22–1 Tarusskaya str., Moscow, 117588

Tel.: 8 (916) 839–24–53

YuVaguine@yandex.ruПервый МГМУ им. И.М. СеченоваРоссияI.M. Sechenov First MSMURussian Federation201530062015021323Copyright © Vagin Y.E., 20152015Вагин Ю.Е.Vagin Y.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sechenovmedj.com/jour/article/view/723

External respiration consists of relatively independent cycles. During each breath cycle the respiratory center makes a decision about how to meet the respiratory necessity of the body. The infl uence of previous respiratory cycles for the next leads to the formation of the breath cycles continuum.

The method was developed for analysis of unevenness of respiratory rhythm, which takes into account the relative independence of each breathing cycle and the impact of previous respiratory cycles later. It was found that the unevenness of respiratory rhythm refl ects the degree of emotional stress and is not associated with the physical strain of the organism. The uneven rhythm of breathing increased when dietary behavior, mental activity, pain reactions, acute emotional stress, fatigue in real productive activity. Uneven breathing rhythm changed unilaterally with blood pressure (r=0.66) and galvanic skin response (r=0.81). Uneven breathing rhythm changed from 0 to 20 % in diff erent functional states of the body. The increasing irregularity of the rhythm of breathing more than 30 % was short-lived, and was a harbinger of the imminent death of the body. The unevenness of respiratory rhythm was possible to predict the survival of animals in acute experimental emotional stress. Assessment of the degree of analgesia using the uneven rhythm of breathing helped to develop the microwave refl ex therapy. Study of the uneven breathing rhythm in actual work activity contributed to the prevention of the workers morbidity. The hunger motivation in humans was investigated in olfactory stimuli with the unevenness of breathing rhythm. The unevenness of respiratory rhythm has characterized the magnitude of the animals’ emotional reactions over itself stimulation of the brain.

Внешнее дыхание состоит из относительно самостоятельных циклов. В ходе каждого цикла дыхания дыхательный центр принимает решение о способах удовлетворения дыхательной потребности организма. Влияние предыдущих дыхательных циклов на последующие приводит к образованию континуума циклов дыхания.

Был разработан метод анализа неравномерности ритма дыхания, который учитывал относительную самостоятельность каждого дыхательного цикла и влияние предыдущих дыхательных циклов на последующие. Было установлено, что неравномерность ритма дыхания отражает степень эмоционального напряжения и не связана с физическим напряжением организма. Неравномерность ритма дыхания увеличивалась при пищевом поведении, мнестической деятельности, болевых реакциях, остром эмоциональном стрессе, утомлении при реальной производственной деятельности. Неравномерность ритма дыхания изменялась однонаправленно с артериальным давлением (r=0,66) и кожно-гальванической реакцией (r=0,81). Неравномерность ритма дыхания изменялась от 0 до 20% при различных функциональных состояниях организма. Увеличение неравномерности ритма дыхания более 30% происходило кратковременно и было предвестником скорой гибели организма. Неравномерность ритма дыхания позволила предвидеть выживаемость животных при остром экспериментальном эмоциональном стрессе. Оценка степени обезболивания с помощью неравномерности ритма дыхания способствовала разработке микроволновой рефлексотерапии. Исследование неравномерности ритма дыхания в условиях реальной трудовой деятельности способствовало профилактике заболеваемости рабочих. Мотивация голода у людей была исследована при обонятельных раздражениях с помощью неравномерности ритма дыхания. Неравномерность ритма дыхания характеризовала величину эмоциональных реакций животных при самораздражении мозга.

Неравномерность ритма дыханиячастота дыханиядыхательный циклэмоциональное напряжениесистемное квантование поведенияUnevenness of respiratory rhythmrespiratory raterespiratory cycleemotional stresssystem quantization of behaviorReferencesСредневский В.В. Испуг и его влияние на некоторые физические и психологические аспекты. Дисс. М. 1906. 328 с.Srednevsky V.V. Funk and its influence on some of the physical and psychological aspects. Diss. M. 1906. 328 p.Маршак М.Е. Регуляция дыхания у человека. М. Медгиз. 1961. 267 с.Marshak M.E. Regulation of respiration in human. M. Medgiz. 1961. 267 p.Анохин П.К. Эмоции // БМЭ. М. «Медицина». 1964. Т. 35. С. 339.Anokhin P.K. Emotions // GME. M. «Meditsina». 1964. V. 35. P. 339.Шингаров Г.Х. Эмоции и чувства как форма отражения действительности. М. «Наука». 1971. 223 с.Shingarov G.Kh. Emotions and feelings as a form of refl ection of reality. M. «Nauka». 1971. 223 p.Сафонов В.А., Ефимов В.Н., Чумаченко А.А. Нейрофизиология дыхания. М. «Медицина». 1980. 223 с.Safonov V.A., Efimov V.N., Chumachenko A.A. Neurophysiology of breathing. M. «Meditsina». 1980. 223 p.Сафонов В.А., Тарасова Н.Н. Нервная регуляция дыхания // Физиология человека. 2006; 32(4): 64–76.Safonov V.A., Tarasova N.N. Nervous regulation of breathing // Fiziologiya cheloveka. 2006; 32(4): 64–76.Бреслав И.С., Ноздрачев А.Д. Регуляция дыхания: висцеральная и поведенческая составляющие // Успехи физиологических наук. 2007; 38(2): 26–45.Breslav I.S., Nozdrachev A.D. Regulation of respiration: visceral and behavioral components // Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2007; 38(2): 26–45.Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М. «Медицина». 1968. С. 349-380.Anokhin P.K. Biology and neurophysiology of the conditioned reflex. M. «Meditsina». 1968. P. 349–380.Анохин П.К. Системные механизмы высшей нервной деятельности. М. «Наука». 1979. С. 63, 80–99, 279–289, 354–366, 372.Anokhin P.K. System mechanisms of higher nervous activity. M. «Nauka». 1979. P. 63, 80–99, 279–289, 354–366, 372.Карсен Г.Г., Брейтшер И.Л. Функциональная система дыхания и движения рысистых лошадей // Системный анализ механизмов поведения. М. «Наука». 1979. С. 160-168.Karsen G.G., Breitsher I.L. A functional system of breathing and movement of trotting horses // System analysis of mechanisms of behavior. M. «Nauka». 1979. P. 160–168.Вальдман А.В., Игнатов Ю.Д. Центральные механизмы боли. Л. «Наука». 1976. 192 с.Valdman A.V., Ignatov Yu.D. The central mechanisms of pain. L. «Nauka». 1976. 192 p.Линдсли Д.Б. Эмоции // Экспериментальная психология / Под ред. С.М. Стивенса. М. «ИЛ». 1960. 629 с.Lindsly D.B. Emotions // Experimental psychology / Ed. By S.M. Stevens. M. «IL». 1960. 629 p.Ольнянская Р.П. Регуляция дыхания при работе // Руководство по физиологии труда / Под ред. М.И. Виноградова. М. «Медицина». 1969. С. 171–174.Olnyanskaya R.P. Regulation of breathing at work // Manual for labor physiology / Ed. by M.I. Vinogradov. M. «Meditsina». 1969. P. 171–174.Смирнов К.М. Внешнее дыхание при мышечной деятельности // Физиология мышечной деятельности, труда и спорта. Л. «Наука». 1969. С. 227–241.Smirnov K.M. External respiration during muscular activity // Physiology of muscular activity, labor and sport. L. «Nauka». 1969. P. 227–241.Горшков С.И., Золина З.М., Мойкин Ю.В. Методики исследования в физиологии труда. М. «Медицина». 1974. С. 245–248.Gorshkov S.I., Zolina Z.M., Mojkin Yu.V. Methods of research in the physiology of labor. M. «Meditsina». 1974. P. 245–248.Костандов Э.А. Восприятие и эмоции. М. «Медицина». 1977. 248 с.Kostandov E.A. Perception and emotions. M. «Meditsina». 1977. 248 p.Sebej F. Relationship between respiration characteristics and their changes during psychological load personality traits // Archive news super. 1980. V. 22, N 2. P. 122–123.Sebej F. Relationship between respiration characteristics and their changes during psychological load personality traits // Archive news super. 1980. V. 22, N 2. P. 122–123.Хессет Д. Введение в психофизиологию. М. «Мир». 1981. С. 248.Hesset D. Introduction to psychophysiology. M. «Mir». 1981. P. 248.Grubin D., Madsen L. Lie detection and the polygraph: A historical review // J. of forensic psychiatry and psychology. 2005. V. 16. Issue 2. P. 357–369.Grubin D., Madsen L. Lie detection and the polygraph: A historical review // J. of forensic psychiatry and psychology. 2005. V. 16. Issue 2. P. 357–369.Haack S. Evidence matters: science, proof, and truth in the law. Cambridge Univ. press. 2014. 416 p.Haack S. Evidence matters: science, proof, and truth in the law. Cambridge Univ. press. 2014. 416 p.Ramanathan N.L. Reliability of estimation of metabolic levels from respiratory frequency // J. appl. physiology. 1964. V. 19. P. 497–502.Ramanathan N.L. Reliability of estimation of metabolic levels from respiratory frequency // J. appl. physiology. 1964. V. 19. P. 497–502.Крыжановский Г.Н. Биоритмы и закон структурнофункциональной временной дискретности биологических процессов // Биологические ритмы в механике компенсаторных нарушении функции. М. 1973. С. 20–23.Kryzhanovsky G.N. Biorhythms and the law of structural and functional time is discrete biological processes // Biological rhythms in mechanics of compensatory dysfunction. M. 1973. P. 20–23.Климовицкий В.Г., Колодежный А.В., Вертыло Н.А. Применение математической статистики в медикобиологических исследованиях. Донецк. «Донеччина». 2004. 216 с.Klimovitsky V.G., Kolodezhny A.V., Vertylo N.A. An application of mathematical statistics in biomedical researches. Donetsk. «Donechchina». 2004. 216 p.Трухачева Н.В. Математическая статистика в медикобиологических исследованиях с применением пакета statistica. М. «ГЭОТАР-Медиа». 2012. 379 с.Trukhacheva N.V. Mathematical statistics in biomedical researches using packet statistica. M. «GEOTAR-Media». 2012. 379 p.Shahbaba B. Biostatistics with R: An introduction to statistics through biological data. N. Y. Springer. 2012. 352 p.Shahbaba B. Biostatistics with R: An introduction to statistics through biological data. N. Y. Springer. 2012. 352 p.Судаков К.В. Функциональные системы. М. РАМН. 2011. 320 с.Sudakov K.V. Functional systems. M. RAMS. 2011. 320 p.Судаков К.В., Вагин Ю.Е., Андрианов В.В., Зилов В.Г., Киселев И.И. Кванты жизнедеятельности / Под ред. К.В. Судакова. М. Моск. мед. академия. 1993. 260 с.Sudakov K.V., Vagin Yu.E., Andrianov V.V., Zilov V.G., Kiselev I.I. Quanta of life activity / Ed. by K.V. Sudakov. M. Mosk. med. academy. 1993. 260 p.Судаков К.В., Агаянц Г.Ц., Вагин Ю.Е., Толпыго С.М., Умрюхин Е.А. Системокванты физиологических процессов / Под ред. К.В. Судакова. М. Междунар. гуманитарн. фонд арменоведения. 1997. 152 с.Sudakov K.V., Agayants G.Ts., Vagin Yu.E., Tolpygo S.M., Umryukhin E.A. System-quanta of physiological processes / Ed. by K.V. Sudakov. M. Intern. Hum. Fund of arm. Study. 1997. 152 p.Вагин Ю.Е. Физиология — теоретическая основа медицины // Сеченовский вестник. 2013; 4(14): 18–24.Vagin Yu.E. Physiology as the theoretical basis of medicine // Sechenovsky vestnik. 2013; 4(14): 18–24.Вагин Ю.Е. Взаимосвязь длительности смежных дыхательных циклов // Физиология человека. 1995; 21(2): 168–170.Vagin Yu.E. The correlation between length of adjacent breaths // Fiziologiya cheloveka. 1995; 21(2): 168–170.Чернышев М.К. Резонансно-поисковые вычислительные методы анализа скрытых колебательных процессов в живых системах // Теоретические и прикладные аспекты анализа временной организации биосистем. М. «Наука». 1976. С. 11–34.Chernyshev M.K. Resonant search computational methods for analyzing the hidden oscillatory processes in living systems // Theoretical and applied aspects of the analysis of temporal organization of biological systems. M. «Nauka». 1976. P. 11–34.Вагин Ю.Е. Ритм дыхания как один из показателей напряженности мотивационно – эмоциональных реакций кроликов // Высшая нервная деятельность. 1982; 32(5): 875–878.Vagin Yu.E. Respiratory rate as an indicator of intensity of motivation — emotional reactions of rabbits // Vysshaya nervnaya deyatelnost. 1982; 32(5): 875–878.Вагин Ю.Е., Вагина Л.В., Бацюро С.Г. Оценка эффективности лечения пояснично-крестцового болевого синдрома по степени неравномерности ритма дыхания при наклоне туловища // Невропатология и психиатрия. 1986. Т. 86. В. 8. С .1155-1158.Vagin Yu.E., Vagina L.V., Batsyuro S.G. Evaluation of the effectiveness of treatment of lumbosacral pain for the degree of unevenness in the rate of breathing torso // Nevropatologiya i psikhiatriya. 1986; 86(8): 1155–1158.Вагин Ю.Е., Шурыгина А.П., Бацюра С.Г. Анализ значения неравномерности ритма импульсной активности при действии медиаторов на нейроны виноградной улитки // Высшая нервная деятельность. 1985; 35(2): 322–329.Vagin Yu.E., Shurygina A.P., Batsyura S.G. Analysis of the value of uneven rhythm of pulse activity under the action of mediators on snail neurons // Vysshaya nervnaya deyatelnost. 1985; 35(2): 322–329.Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 1964; 8(4): 71–78.Montsevichyute-Eringene E.V. Simplified mathematical and statistical methods in medical research // Patologicheskaya fiziologiya i eksperimentalnaya terapiya. 1964; 8(4): 71–78.Вагин Ю.Е., Заузолкова И.И. Опознание запаха человеком в зависимости от предшествующего опыта // Физиология человека. 1993; 19(3): 167–170.Vagin Yu.E., Zauzolkova I.I. The identifi cation of human odor depending on previous experience // Fiziologiya cheloveka. 1993; 19(3): 167–170.Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации // Вестник аритмологии. 2001; 24: 65–87.Baevsky R.M., Ivanov G.G., Chireikin L.V. et al. Analysis of heart rate variability using different electrocardiographic systems: Guidelines // Vestnik aritmologii. 2001; 24: 65–87.Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма: история и философия, теория и практика // Клиническая информатика и телемедицина. 2004. С. 54–64.Baevsky R.M. Analysis of heart rate variability: the history and philosophy, theory and practice // Clinical Informatics and telemedicine. 2004. P. 54–64.Вагин Ю.Е. Исследование ритма дыхания при раздражении пульпы зуба у кроликов // Стоматология. 1986; 4: 9–11.Vagin Yu.E. Research of breathing rhythm at the dental pulp irritation in rabbits // Stomatologiya. 1986; 4: 9–11.Кассиль Г.Н. Наука о боли. М. «Наука». 1975. 400 с.Kassil G.N. Science about pain. M. «Nauka». 1975. 400 p.Кукушкин М.Л., Хитров Н.К. Общая патология боли. М. «Медицина». 2004. 144 с.КKukushkin M.L., Khitrov N.K. General pathology of pain. M. «Meditsina». 2004. 144 p.Вагин Ю.Е., Вагина Л.В. Бацюро С.Г. Изучение соматовегетативных функций у кроликов при действии электромагнитного поля сверхвысокой частоты на точки акупунктуры // Научные доклады высшей школы. Биологические науки. 1985; 10: 50–55.Vagin Yu.E., Vagina L.V., Batsyuro S.G. A study of somatic-vegetative functions in rabbits under the influence of ultra-high frequency of electromagnetic fields on acupuncture points // Nauchnye doklady vysshey shkoly. Biologicheskie nauki. 1985; 10: 50–55.Вагин Ю.Е., Коплик Е.В., Ведяев Д.Ф. Исследования ритма дыхания у крыс в условиях острого эмоционального стресса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1984; 5: 524–526.Vagin Yu.E., Koplik E.V., Vedyaev D.F. Studies of respiratory rate in rats with acute emotional stress // Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny. 1984; 5:524–526.Вагин Ю.Е. Информационное значение частоты и неравномерности ритма дыхания при физическом и эмоциональном напряжении человека // Высшая нервная деятельность. 1987; 37(5): 975–978.Vagin Yu.E. Data of frequency and uneven rhythm of breathing during physical and emotional stress of man // Vysshaya nervnaya deyatelnost. 1987; 37(5): 975–978.Шеррер Ж. Физиология труда (эргономика). М. «Медицина». 1973. С. 190–191.Sherrer Zh. Physiology of work (ergonomics). M. «Meditsina». 1973. P. 190–191.Руководство по физиологии труда / Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измеровой. М. «Медицина». 1983. 524 с.Guide to the physiology of labor / Ed. by Z.M. Zolina, N.F. Izmerova. M. «Meditsina». 1983. 524 p.Шестиперов В.А. Новые направления использования сверхвысоких частот в области биологии и медицины // Электронная промышленность. 1982; 8(114): 56–63.Shestiperov V.A. New ways of using microwaves in the field of biology and medicine // Elektronnaya promyshlennost. 1982; 8(114): 56–63.Вагин Ю.Е. Информационное значение частоты и аритмичности дыхания у работниц, занятых сборкой мелких деталей // Гигиена труда и профессиональных заболеваний. 1985; 10: 51–52.Vagin Yu.E. Data of arrhythmia frequency of breathing in female workers engaged in assembling of small parts // Gigiena truda i professionalnykh zabolevany. 1985; 10: 51–52.Вагин Ю.Е., Теребенкова И.А. Оценка динамики работоспособности работниц в течении смены по степени неравномерности ритма дыхания и длительности производственной операции // Актуальные вопросы физиологии труда. Горький. 1982. Ч. 1. С. 24–25.Vagin Yu.E., Terebenkova I.A. An assessment of the dynamics of health workers during the shift in the degree of unevenness of the rhythm of the breath and length of the production operation // Topical issues of the physiology of labor. Gorky. 1982. P. 1. P. 24–25.Бадиков В.И. Механизмы динамического взаимодействия положительных и отрицательных эмоций в поведенческих актах. Дисс. д.м.н. М. 1986. 305 с.Badikov V.I. Mechanisms of dynamic interaction of positive and negative emotions in behavioral acts. MD Diss. M. 1986. 305 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.