способ оценки подвижности нервных процессов человека

Формула изобретения

Способ оценки подвижности нервных процессов человека путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, отличающийся тем, что точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, совершая один оборот за 3 с, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливают движение точечного объекта по окружности на заданное время, равное 1 с, вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания, взятое с положительным знаком, и время ошибки упреждения, взятое с отрицательным знаком, отмечают ошибку несовпадения точечного объекта и метки в координатах «значение ошибки несовпадения - номер попытки совмещения точечного объекта с меткой», и возобновляют движение точечного объекта по окружности; описанную процедуру повторяют, строят график функции R_i=f(t), где R _i - ошибка несовпадения точечного объекта и метки в i-й попытке совмещения с соответствующим знаком, до получения установившегося режима, когда переходной процесс приспособления закончен, определяют номер попытки совмещения, соответствующий окончанию переходного процесса, время переходного процесса Т вычисляют по формуле

T=nt+(n-1) t,

где n - номер попытки совмещения, соответствующей окончанию переходного процесса, t - время движения объекта по окружности, t -заданное время останова точечного объекта на окружности при нажатии кнопки «Стоп»; время переходного процесса принимают за оценку подвижности нервных процессов человека.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для оценки подвижности нервных процессов человека.

Известен способ оценки подвижности нервных процессов человека с использованием теста Стреляу. По данному способу испытуемый поочередно отвечает на каждый из 134 вопросов. Затем производится оценка подвижности путем подсчета баллов по ответам на вопросы [1].

Известен способ оценки подвижности нервных процессов на основе дифференцирования по трем категориям коротких слов. Испытуемому предъявляют отдельные короткие (3-4 буквы) слова, длительность экспозиции отдельного слова варьируется в пределах от 0,5 до 4 с. В случае, если прочтенное слово обозначает животное испытуемый должен нажать левой рукой левую кнопку, если растение - правой кнопку правой рукой. Если прочитанное испытуемым слово обозначает неодушевленный предмет, то кнопки не нажимаются. Для определения степени подвижности путем постепенного укорочения экспозиции находят такую длительность, которая для данного испытуемого является предельно короткой. Эта длительность принимается за меру уровня подвижности данного испытуемого [2].

Недостатком способов является длительность оценки подвижности нервных процессов, необходимость использования мнестических функций, в частности обращения к долговременной логико-смысловой памяти, зависимость результатов оценки от культурных, языковых, образовательных и профессиональных навыков испытуемых.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки подвижности нервных процессов с использованием теста реакции человека на движущийся объект (РДО). По данному способу испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для обеспечения движения курсора по окружности испытуемый удерживает щупом кнопку пульта управления в нажатом состоянии. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой испытуемый отжимает щупом кнопку пульта. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о реакции человека на движущийся объект [3]. Индивидуальная тенденция в РДО связана с типологическими свойствами нервной системы, рассматривается, как признак уравновешенности сдерживания импульсных действий и связана с подвижностью нервной системы [4].

Недостаток способа заключается в том, что оценка подвижности нервных процессов является качественной. Это не позволяет определить точность оценки и сравнить количественно подвижности нервных процессов испытуемых.

Известно, что подвижность нервных процессов определяется по легкости и скорости приспособления к новым условиям [5], то есть временем приспособления к этим условиям. Тогда подвижность нервных процессов определяется временем переходного процесса, необходимого для приспособления к новым условиям, то есть временем до начала установившегося режима.

Технический результат предлагаемого способа оценки подвижности нервных процессов человека заключается в увеличении точности оценки за счет получения количественной оценки подвижности путем определения времени переходного процесса приспособления испытуемого к решению задачи останова движущегося объекта в заданной точке.

Технические результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, причем новым является то, что точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливают движение точечного объекта по окружности на заданное время, вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания, взятое с положительным знаком, и время ошибки упреждения, взятое с отрицательным знаком, отмечают ошибку несовпадения точечного объекта и метки в координатах «значение ошибки несовпадения - номер попытки совмещения точечного объекта с меткой», и возобновляют движение точечного объекта по окружности; описанную процедуру повторяют, строят график функции R _i=f(t), где R_i - ошибка несовпадения точечного объекта и метки в i-й попытке совмещения с соответствующим знаком, до получения установившегося режима, когда переходной процесс приспособления закончен, определяют номер попытки совмещения, соответствующий окончанию переходного процесса, время переходного процесса Т вычисляют по формуле:

T=nt+(n-1) t,

где n - номер попытки совмещения, соответствующей окончанию переходного процесса, t - время движения объекта по окружности, t - заданное время останова точечного объекта на окружности при нажатии кнопки «Стоп»; время переходного процесса принимают за оценку подвижности нервных процессов человека.

Задача испытуемого, пытающегося точно остановить движущийся объект в указанной точке, состоит в нахождении некоторой величины упреждения с учетом оставшегося расстояния и скорости своей двигательной реакции. Действие человека в подобной ситуации соответствует управлению в системах регулирования, основанному на непрерывных коррекциях, которые осуществляются после каждого очередного акта и базируются на текущей информации. При этом по окончании переходного процесса система находится в установившемся состоянии [6, 7].

Время переходного процесса определяется временем, после которого имеет место неравенство [7, 8]:

|х(t)-х ₀| /2,

где x(t) - текущее значение регулируемой величины; x₀ - значение регулируемой величины в установившемся режиме; - вариабельность значений отклонений регулируемой величины в установившемся режиме.

Процесс тестирования реакции РДО характеризуется наличием переходного процесса приспособления, по окончании которого наблюдается установившейся режим. В этом режиме оценка среднего значения несовпадения точечного объекта и метки x₀=(х_зап.max +|х_упр.max|)/2, где х_зап.max - максимальное значение ошибки запаздывания в установившемся режиме, х_упр.max - максимальное значение ошибки упреждения в установившемся режиме; вариабельность значений ошибок запаздывания и упреждения в установившемся режиме =х_зап.max+|х_упр.max |.

На фиг.1 представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - метка для остановки точечного объекта, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности.

На фиг.2-3 представлены индивидуальные графики значений ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки двух испытуемых.

Предлагаемый способ оценки подвижности нервных процессов человека осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещена метка и точечный объект, совершающий один оборот по окружности за заданное время, равное 3 с. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности на заданное время, равное 1 с. Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания, взятое с положительным знаком, и время ошибки упреждения, взятое с отрицательным знаком, отмечают ошибку несовпадения точечного объекта и метки в координатах «значение ошибки несовпадения - номер попытки совмещения точечного объекта с меткой», и движение точечного объекта по окружности возобновляют. Описанную процедуру повторяют, строят график функции R_i=f(t), где R_i - ошибка несовпадения точечного объекта и метки в i-й попытке совмещения с соответствующим знаком, до получения установившегося режима, когда переходной процесс приспособления закончен. Определяют номер попытки совмещения, соответствующий окончанию переходного процесса. Время переходного процесса Т вычисляют по формуле:

Т=nt+(n-1) t,

где n - номер попытки совмещения, соответствующей окончанию переходного процесса, t - время движения объекта по окружности, t- заданное время останова точечного объекта на окружности при нажатии кнопки «Стоп». Время переходного процесса принимают за оценку подвижности нервных процессов человека.

Таким образом, заявляемый способ оценки подвижности нервных процессов обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1

Испытуемому У., 18 лет, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили окружность, на которой помещена метка. По окружности по часовой стрелке двигался точечный объект, совершающий один оборот по окружности за заданное время, равное 3 с.

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта с положением метки подавал сигнал остановки движения с помощью кнопки «Стоп» пульта управления. Компьютер в момент нажатия кнопки «Стоп» останавливал движение точечного объекта по окружности на заданное время, равное 1 с, вычислял ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки, время ошибки запаздывания с положительным знаком и время ошибки упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком и номер попытки совмещения в запоминающее устройство. Ошибку несовпадения точечного объекта и метки в координатах «значение ошибки несовпадения - номер попытки совмещения точечного объекта с меткой» компьютер выводил на экран ЭВМ и продолжал движение точечного объекта по окружности.

Описанную процедуру повторили, строя график функции R _i=f(t), где R_i - ошибка несовпадения точечного объекта и метки в i-й попытке совмещения с соответствующим знаком, до получения установившегося режима, когда переходной процесс приспособления закончен.

При этом испытуемый выполнил 9 остановок движения точечного объекта в области положения метки. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки: -58, -53, -14, 17, -12, 13, -6, 8, -7, которые представлены в виде графика на фиг.2, где x₀=(х_зап.max +|х_упр.max|)/2 - оценка среднего значения несовпадения точечного объекта и метки, х_зап.max - максимальное значение ошибки запаздывания в установившемся режиме, х_упр.max - максимальное значение ошибки упреждения в установившемся режиме; =х_зап.max+|х_упр.max | - вариабельность значений ошибок запаздывания и упреждения в установившемся режиме.

По графику определили номер попытки совмещения 6, соответствующий окончанию переходного процесса. Время переходного процесса Т вычислили по формуле:

Т=nt+(n-1) t=6·3+(6-1)·1=23 с,

где n - номер попытки совмещения, соответствующей окончанию переходного процесса, t - время движения объекта по окружности, t - заданное время останова точечного объекта на окружности при нажатии кнопки «Стоп».

Время переходного процесса приняли за оценку подвижности нервных процессов человека.

Таким образом, подвижность нервных процессов испытуемого У. равна 23 сек.

Пример 2

Испытуемый М., 20 лет, аналогично испытуемому У., выполнил тест по оценке подвижности нервных процессов. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и метки: 68, 61, 64, 44, 13, 25, 6, -7, 9, 1,-9, 6, представленные в виде графика на фиг.3, где x₀=(х_зап.max+|х _упр.max|)/2 - оценка среднего значения несовпадения точечного объекта и метки, х_зап.max - максимальное значение ошибки запаздывания в установившемся режиме, х _упр.max - максимальное значение ошибки упреждения в установившемся режиме; =х_зап.max+|х_упр.max | - вариабельность значений ошибок запаздывания и упреждения в установившемся режиме.

По графику определили номер попытки совмещения 7, соответствующий окончанию переходного процесса. Время переходного процесса Т вычислили по формуле:

T=nt+(n-1) t=7·3+(7-1)·1=27 с,

где n - номер попытки совмещения, соответствующей окончанию переходного процесса, t - время движения объекта по окружности, t - заданное время останова точечного объекта на окружности при нажатии кнопки «Стоп».

Время переходного процесса приняли за оценку подвижности нервных процессов человека.

Таким образом, подвижность нервных процессов испытуемого М. равна 27 сек.

Предлагаемый способ оценки подвижности нервных процессов человека позволяет увеличить повысить точность оценки за счет получения количественной оценки подвижности путем определения времени переходного процесса приспособления испытуемого к решению задачи останова движущегося объекта в заданной точке.

Положительный эффект предлагаемого способа оценки подвижности нервных процессов человека подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.

Таким образом, предлагаемый способ оценки подвижности нервных процессов человека позволяет повысить точность оценки и сравнить количественно подвижности нервных процессов испытуемых.

Источники информации

1. Стреляу Я. Роль темперамента в психическом развитии. - М.: Прогресс, 1982. - 231 с.

2. Хильченко А.Е. Методика исследования подвижности основных нервных процессов у человека. // Журн. высш. нервн. деятельности. - 1958. - Т.VIII. - Вып.6. - С.945-948.

3. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста. // Медицинская техника. - 2005. - №1. - С.7-13.

4. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека. / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов. /Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

5. Пейсахов Н.М. Закономерности динамики психических явлений. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1984. - 235 с.

6. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Наука, 1972. - 768 с.

7. Солодовников В.В., Плоников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. - М.: Машиностроение, 1985. - 536 с.

8. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. М.: Машгиз, 1962. - 628 с.