Спосіб “діма” визначення екстремального інформаційного навантаження людини

УКРАЇНА (19) UA (11,34958 из, А . (5ії 6А61В5/16 МІНГСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ОПИС ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54, СПОСІБ ЛЮДИНИ "ДІМА" ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО ІНФОРМАЦІЙНОГО видається під відповідальність власника патенту НАВАНТАЖЕННЯ f (21)99074238 (22,2107 1999 (24)15.03.2001 (46, 15 03 2001. Бюл № 2, 2001 р (72, Седаков ігор Олександрович, Косач Олексій Юрійович, Байбурін Роберт Закірович, Дудко Володимир Іванович (73, СЕДАКОВ ІГОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ (57, Спосіб визначення екстремального інформаційного навантаження людини, при якому здійснюють тестування в режимі білатерального вибору із трьох подразників з поступовим збільшенням темпу їх, демонстрування на 10 за хвилину кожні ЗО с, реєструють і підсумовують неправильні відповіді, основу яких складають події відсутності реагування даною рукою на позитивний подразник для неї, І фігури, які демонструються, виявляють показник перепускної спроможності людини і від повідний до неї темп, який визначають як темп екстремального інформаційного навантаження людини, який відрізняється тим, що встановлюють норму функціонального стану, демонструють геометричні фігури, реєструють і підсумовують окремо для кожної руки неправильні ВІДПОВІДІ, а також помилки активації, основу яких складають події' реагування даною рукою на подразники для іншої руки, виявляють за сумою помилок обох рук функціональну рухливість, після якої підраховують асиметрії внесків латеральних функціональних систем «рука-півкуля мозку» до перепускної спроможності людини по точності і по швидкості переробки інформації, для цих асиметрій з початкового темпу на 20 фігур за хвилину вище рівня функціональної рухливості виявляють максимуми, темп другого з яких визначають як темп екстремального інформаційного навантаження. Винахід належить до психофізіології і може бути використаний для прогнозування успішності професійної' діяльності людини в екстремальних умовах і надзвичайних ситуаціях за показниками найбільшої величини перепускної спроможності людини (Сп) і відповідним до неї темпом Перелік термінів та скорочень, які зустрічаються в подальшому тексті Тест Хільченка - іспит, побудований на демонструванні двох позитивних подразників (копо, квадрат, і одного гальмуючого (трикутник); тест є основою способу, який пропонується, ДІМА - Динамізм Інверсійно-фізіологічної Мануально-міжпівкульової Асиметрії, ЕІН • екстремальне інформаційне навантаження людини, ТЕМП - темп демонстрування, (подразників за хвилину,, ніт/хвип; Темп ЕІН - темп, який відповідає ЕІН; Ш - швидкість демонстрування подразників, ніт/сек; ФР - функціональна рухливість (нервових процесів,, ніт/хвил; ЛФС -' латеральна функціональна система "рука - півкуля мозку"; Сп - перепускна спроможність людини, ніт/сек, ПАпр - кількість помилок активації, які підсумовані дня лівої руки на даному темпі (ПАлр=Зл+Ґп+ЗпГп), HIT; ПАпр - кількість помилок активації, які підсумовані для правої руки на даному темпі (ПАпр^Зп+Гл+ЗлГп,, ніт, Зп - помилкове реагування правою рукою на трикутник (Збудження,; Зл - те ж саме, але лівою рукою, Гп - помилкова відсутність, реагування правою рукою на квадрат (Гальмування,; Гл - те ж саме лівою рукою на коло; ГпЗл - помилкова відсутність реагування правою рукою на квадрат при наявності помилкового реагування на цей подразник лівою рукою, ГлЗп - те ж саме, але лівою рукою на коло, при наявності реагування на цей подразник правою рукою, ФД - КІЛЬКІСТЬ фігур, які демонструють на да ному темпі за ЗО с, ніт (ніт - належить до множини коло, квадрат, трикутник,; ТД - темп демонстрування подразників, ніт/ /хвил; ТДД - темповий діапазон досліджень; 00 ю о *t со 34958 Шпі - швидкість переробки Інформації; Шпі-внесок - внесок ЛФС по Шпі в Сп; ПрСпш - Шпі-внесок ЛФС «права рука - ліва 2 півкуля мозку» інформації в Сп, ніт'10 /сек, ЛрСпщГпах - максимальна величина ПрСпш, 2 ніт*10 /сек; ЛрСП ш - Шпі-енесок ЛФС «ліва рука - права півкуля мозку» інформації в Сл, нїт* 10 /сек; ЛрСпшГпах - максимальна величина ЛрСп ш , ніт * 10 /сек, НВпр - кількість неправильних відповідей (помилок реагування), які підсумовані для правої руки на даному темпі, основою яких є події відсутності реагування правою рукою на позитивний подразник (квадрат),причому, HIT; НВлр - КІЛЬКІСТЬ неправильних відповідей (помилок реагування), які підсумовані для лівої руки на даному темпі, основою яких є події відсутності реагування лівою рукою на позитивний подразник (коло), причому НВпр=Зл+Гл+ГлЗп, ніт , Тпі - точність переробки Інформації, ТпІ-виесок - внесок ЛФС по Тлі в Сп; • ПрСп - показник Тпі-внеску ЛФС правої1 руки (і лівої півкулі) до Сп, нІт*102/сек; ЛрСп - показник Тпі-внеску ЛФС лівої руки (і правої півкулі), до Сп, нгг'102/сек, ММА - мануально-міжпшкульова асиметрія; Тпі • точність переробки інформації'; Тпі-внесок - внесок по Тпі; ММАштзх І ММАттах максимуми показників ММА Шпі- та Тпі-внесків ЛФС до Сп Рівень техніки Характеристика аналога. Відомий спосіб визначення екстремального інформаційного навантаження (ЄІН), при якому здійснюють тестування в режимі білатерального вибору із трьох подразників з поступовим збільшенням їх темпу в діапазоні 30-120 за хвилину, реєструють неправильні ВІДПОВІДІ (НВ), які підсумовують на кожному темпі, виявляють показник ЕІН, який має назву «функціональна рухливість» (ФР) - граничний темп, на якому зроблено не більше 5-5,5% помилок від кількості подразників, які були продемонстровані /Хильченко А Є. Методика исследования подвижности основных нервных процессов у человека // Журн Высш. Нерв. Деятельности. -1958. -8. Вып 6. -T.VLU - С. 945-948/. Недолік аналогу. Вказаний тест, відомий як. тест Хільченка, не був створений для визначення найвищого темпу (більшого, ніж ФР) і моделювання екстремальних умов, тому критерій темпу Е1Н відповідає тільки рівню ФР, не більше. Характеристика прототипу. За прототип обраний спосіб визначення ЕІН, при якому здійснюють тестування в режимі білатерального вибору із трьох подразників у вигляді слів з поступовим збільшенням їх темпу демонстрування на десять за хвилину кожні ЗО с в діапазоні 30-160 подразників за хвилину, реєструють НВ (помилки реагування), які підсумовують на кожному темпі разом для лівої та правої руки, підраховують показник Сп за сумою НВ на обох руках, виявляють найбільшу величину показника Сп і відповідний до неї темп. який визначають як темп ЕШ /Горбунов В В . Макаренко Н В , Досычее В В. Физиологическая оценка возможностей переработки возрастающих объемов зрительной информации человеком-опера тором // Журнал высшей нервной деятельности им. Павлова - Москва - 19ВЗ. - №6. - С.10281033/. Недолік прототипу Недостатня точність визначення темпу ЕІН (темп ЕІН визначається тільки на рівні ФР). Між ІНШИМ, ДЛЯ екстремальних умов реальна величина темпу повинна бути більшою, ніж ФР Це підтверджується теоретичним прогнозом за результатами визначення показника складності роботи (Т), який характеризує фізіологічну ціну виконання завдання на кожному з темпів Для визначення показника Т були використані дані електроміографії, дихання, електрокардю- та енцефалографії Негативні наслідки недоліку прототипу. З нашого аналізу результатів досліджень, які отримані авторами способу-прототипу, випливає, що верхня границя ТДД повинна бути більшою, ніж ФР на 1060 (у середньому - на 35) подразників за хвилину. Виходячи з цього, для осіб з ФР 120 та більше подразників за хвилину, які мають темп ЕІН ФР+50 та більше, екстремальне Інформаційне навантаження не можна визначити, отже одна група людей при темпі 160 подразників за хвилину має перенавантаження, для другої групи - не вистачає діапазону темпів Причини недоліку: по-перше, неоптимальність процедури по-шуку границь ТДД, тобто відсутність Індивідуального визначення верхньої його границі (що не гарантує наявність реальної величини темпу ЕІН в межах цього діапазону), тому що для всіх обстежених ТДД встановлений однаковим (нагадаємо, що в способі-прототипі тестування всіх обстежених здійснюють при верхній границі діапазону 160 подразників за хвилину); по-друге, показник найбільшої величини Сп вказує на значення ФР, яке не є реальним (більшим ніж ФР), значенням темпу ЕІН, тому що показник Сп визначається за кількістю НВ, яка підсумована для обох рук Задача винаходу. В способі визначення ЕІН поставлена задача - шляхом знаходження найвищого темпу ЕІН підвищити точність визначення ЕІН. Пошук шляху вирішення задачі. Можна показати, що для знаходження найвищого темпу ЕІН важливо врахувати функціональний стан, раніше невідомий науковий факт про те, що найвищий темп ЕІН пов'язаний з максимумами внесків латеральних функціональних систем (ЛФС) до Сп, ЯКІ Є максимальними в не менш, як 50% випадків по швидкості переробки інформації (Шпі-внески), а в Інших випадках по точності переробки інформації (Тпі-внески); раніше невідомий науковий факт про те, що найвищий темп ЕІН знаходиться в безпосередній близькості від другого максимуму асиметрії' liintабо Тпі-внесків, що відображає раніш встановлений нами феномен ДІМА - феномен динамізму інверсійно-фізіологічної мануально-міжпівкульовоі асиметрії, який викладено в нижченаеедених матеріалах1. Явление знакопеременности функционально-двигательной асимметрии . • Заявка на открытие /И.А Седаков - Заявп 13 12 88, 34958 2. Седаков И.А., Дудин Н,П. Возрастные проявления маятника знакопеременной асимметрии ...: Стендовый доклад: Первая научно-практическая конференция научно-исследовательского сектора КГИФК. Программа докладов - К , 1988. С. 5; 3. Динамопреобразователь (Инверсоасиммометр) «ДИМА»: Пат. России № 2023422 /И А. Седаков. - Заявка N» 4737270/14, Заявл. 12.09.89.Опубл. 30.11.94. - БИ № 22. - 7 с. Суть винаходу У способі «ДІМА» визначення ЕІН, при якому здійснюють тестування в режимі білатерального вибору із трьох подразників з поступовим збільшенням темпу їх демонстрування на 10 подразників за хвилину кожні ЗО с, реєструють і підсумовують на кожному темпі НВ, основу яких складають події відсутності реагування даною рукою на позитивний подразник для неї, і ФД, виявляють показник Сп І відповідний до нього темп, який визначають як темп ЕІН, поставлена задача вирішена тим, що встановлюють норму ФС, демонструють геометричні фігури, реєструють і підсумовують окремо для кожної руки НВ, а також помилки активації (ПА), основу яких складають події реагування даною рукою на подразник для іншої руки. Виявляють за сумою помилок для обох рук величину ФР, після якої підраховують асиметрію Тпі- та Шпі-внесків ЛФС до Сп. Починаючи з темпу ФР+20 виявляють максимуми показників мануально-міжпівкульових асиметрій (ММА) Шпі- та Тпі-вНЄСКІ9 (ММАттаж І ММАшта*)- СервД ПОКаЗНИКІВ ПА ПрСп ш =Ш 1,1 + пр ФД 2ФД ММА знаходять другий максимум, темп якого визначають як ЄІН Конкретніше суть способу «ДІМА» відповідно винаходу пояснюється нижче. Тестування здійснюється на основі комп'ютерного варіанту тесту Хільченка /Седаков І.О, Глоба ЛМ., Вовченко О А. Спосіб визначення функціонального стану мозку людини // Патент України № 10194, МПК А61В 5/16, 1996 С.3-6/, модифікованому відповідно до винаходу, у якому діапазон демонстрування фігур складає ЗО - 200 фігур за хвилину. Внесок кожної з ЛФС оцінюється за відомою формулою для перепускної спроможності Сп /Горбунов В В , Досычев В.В., Макаренко Н В. Оценка надежности человека-оператора по данным физиологических исследований // Физиология человека.-1982. - Т 8 - №2 - С 217/, яка була використана для оцінки Сп в способі-прототипі, з заміною в цій формул» логарифму за основою 2 логарифмом за основою е, при цьому у вищезгаданій математичній формулі в деяких випадках замість суми помилок для обох рук використовують НВ для кожної руки, а в інших випадках - ПА для кожної руки. Ці формули у спрощеному вигляді для визначення внеску ЛФС правої («права рука - ліва півкуля мозку») та лівої («ліва рука - права півкуля мозку») рук до Сп мають в нашому випадку такий вигляд: *100 •+1 сек ніт* 10 ФД 2ФД t ФД j [ ФД 2 ніт * 10 2 сек ММАш =ПрСпш - ЛрСпш; ПрСп =Ш ЛрСп я Ш 1, ФД ФД 2ФД ФД ФД • 100 *100 ніт* 10 2 сек ніт* 10 -г сек ММАт =ПрСп - ЛРСп, 60 швидкість демонстрування фігур, ніт/сек; ФД - кількість фігур, які демонструють на даному темпі за ЗО секунд, ніт; ПАпр - кількість помилок активації, які підсумовані для правої руки на даному темпі, ніт; ПАлр - кількість помилок активації, які підсумовані для лівої руки на даному темпі, ніт; НВпр - кількість неправильних відповідей (помилок реагування), які підсумовані для правої руки на даному темпі, ніт; НВлр - кількість неправильних відповідей (помилок реагування), які підсумовані для лівої руки на даному темпі, ніт; ПрСпш - показник Шпі-внеску ЛФС, до якої належить права рука, до Сп, ніт* 1О'г/сек, ЛрСпш - показник Шпі-внеску ЛФС, до якої належить ліва рука, до Сп, ніт* 10г/сек; ПрСп - показник ТпІ-внєску ЛФС, до якої належить права рука, до Сп, ніт* 10"2/сек; ЛрСп - показник Тпі-внеску ЛФС, до якої належить ліва рука, до Сп, ніт* 10 /сек; ММАШ - мануально-міжпівкульова" асиметрія по швидкості переробки інформації, ніт' 1О'г/сек; : 34958 ММАт • мануально-міжпівкульова асиметрія по точності переробки інформації, ніт * 1О"г/сек. Технічний результат. Технічний результат пояснюється даними таблиці 1, де відображені взаємозв'язок суттєвих ознак винаходу та безпосереднього технічного результату. •Таблиця 1 Зв'язок між ознаками винаходу та технічним результатом Безпосередній технічний результат Ознаки винаходу Встановлюють норму ФС. Демонструють гури геометричні В результаті забезпечується темп переробки інформації, який більше наближається до ЕІН, ніжпри погіршеному ФС. фі- В результаті забезпечується темп переробки інформації, який більш наближається до ЕІН, ніж при демонструванні слів. Реєструють та підсумовують кількість НВ, а також ПА окремо для кожної руки. В результаті забезпечується виявлення Шпі- та Тпі-внесків ЛФС в Сп, тобто забезпечується визначення такого показника перепускної спроможності, найбільше значення якого в функціональній системі правої чи лівої руки за статистикою на 10-60 фігур за хвилину більше, ніж в способу-прототипу (темп найбіпьшої Сп В прототипі співпадає з темпом, який відповідає рівню ФР). Виявляють ФР, за сумою помилок на обох руках, після якої підраховують абсолютну величину і асиметрію ШпІ- та Тпі-внесків ЛФС в Сп. Починаючи з темпу ФР+20 виявляють ММАттах І ММАщтвх- СврЄД показників ММА знаходять другий максимум, темп якого визначають як ЕІН. В результаті забезпечуються однакові умови для виявлення величини і асиметрії' Шпі- та Тпі-внесків ЛФС в Сп у всіх досліджуваних незалежно від їх Індивідуально-типологічних особливостей. В результаті забезпечується таке оптимальне визначення верхньої границі ТДД, яке гарантує наявність в ньому максимальних вказаних внесків. Забезпечується запобігання перевантаженню людини від'надмірного обсягу інформації (завдяки тому, що тестування своєчасно завершується на відміну від тестування відповідно способу-прототипу, при якому продовжують надмірно навантажувати людину незважаючи нате, що вона вже не може адекватно реагувати, а реагує випадковим чином, і у відповідь на запитання бажає відмовитися від продовження тестування). З таблиці можна побачити, що досягнутий технічний результат полягає в підвищенні точності і надійності визначення ЕІН шляхом знаходження його найвищого темпу одночасно за декількома показниками різної природи з урахуванням раніше невідомого' феномену ДІМА {Динамізму Інверсійно-фізіологічної Мануально-міжлівкульової Асиметрії). Матеріали, які пояснюють винахід Винахід пояснюється прикладом та таблицями 2 і 3, де в таблиці 2 наведені результати тестування обстежуваної Г-к відповідно запропонованому способу, а в таблиці 3 - дані порівняння темпу ЕІН за показником найбільшого внеску однієї з ЛФС в Сп на моделі екстремальних умов відповідно винаходу з даними, які були здобуті на іншій моделі екстремальних умов (модель з відмовою від продовження тестування, п = 54 осіб, ФР=75 ніт/хвил). Приклад. Обстежувана Г-к, 21 рік. правша (+24 бала за результатами тесту ЧупрІкова А.П., 1985). Об'єктивно ФС в нормі. Досліджувана Г-к була протестована за процедурою, яка викладена в розділі "Суть винаходу". Результати тестування відображені у таблиЦІ2. Таблиця 2 Результати тестування згідно з винаходом правші Г-к (ФР=60) в залежності від темпу демонстрування зростаючих обсягів зорової інформації (зорова інформація = подразники = геометричні фігури - ніти) . Показники Значення показників Ш, ніт/сек. • 1.0 1,17 1,33 60 ФР 70 ФР+10 80 ФР+20 90 ФР+30 ФД, ніт ЗО 35 НВпр, ніт НВлр, ніт 0 0 0 3 tio 129 110 90 1,67 1,5 ТД, ніт/хвил ФР + (ТД - ФР), ніт./хвил ПрСп, ніт* 10"г/сек 2 ЛрСп, ніт* 10' /сек , 40 • Г 1,83 2,0 100 ФР+40 110 ФР+50 120 ФР+60 50 55 60 6 6 3 2 8 10 11 9 15 101 92 154 90 114 77 121 90 83 74 3 45 • 34958 Продовження табл 2 Показники 2 MMAf, ніт*10 /сек ПАпр, ніт ПАлр, ніт Значення показників 0 -29 + 12 -10 +51 0 +40 0 3 3 3 6 12 12 0 0 6 6 4 9 12 ПрСПц, ніт*10 7сек 110 90 101 121 110 76 92 ЛрСпш. ніт* 10 2 /сек 110 129 77 92 128 99 92 ММАш, нгг*10"г/сек 0 -39 +24 +20 -18 -23 0 ММАтта» №1 ММАщтах №1 Як видно з таблиці 2, зареєстрований тільки один ММАшмах, який має місце на темпі 80 (ФР+20) ніт/хвил і не є визначальним По показнику ММАтта* зареєстровано два максимуми, другий з-яких на темпі 100 (ФР+40) ніт/хвил вказує на темп, при якому досягається ЕІН. Це підтверджується наявністю максимальних значень внесків в ЛФС Сп на темпі 100 (ФР+40): ПрСпт=154 ніт*10"2/сек, ЛрСп,=128 ніт х 2 х 10' /сек Висновок за результатами тестування обстеженої Г-к темп ЕІН визначений, як 100 (ФР+40) ніт/хвил тому, що темп другого ММАттах складає 100 (ФР+40) ніт/хвил. Достовірність висновка підтверджується тим, що внески в ЛФС Сп складають максимальне значення (ПрСпт=154 ніт'10'2/сек, ЛрСп,=128 ніт*10 2/сек) саме на темпі 100 (ФР+40) ніт/хвил. Матеріали, які підтверджують винахідницький рівень Неочевидність, як критерій винахідницького рівня. Автори способу-прототипу мали можливість урахувати внесок кожної' з ЛФС в Сп, оскільки під час розробки способу-прототипу вже існувало достатньо знань у цьому напрямку, тобто, для авторів прототипу пошук шляху вирішення задачі був неочевидним. Так учениця Антона Єрофейовича Хільченка роэглядал? у своїй роботі НВ окремо для правої та лівої руки /Кольчен №2 ко Н В Функциональная подвижность нервных процессов и ее значение для некоторых видов трудовой деятельности Дисс к м н Киев. 1977С 115/ Макаренко Н В., як один з авторів способу-прототипу, знав про цю роботу Кольченко Н В. /Макаренко Н В Психофизиологические функции и операторский труд К , Наукова Думка. 1991.-С 202/, але не запропонував підхід до визначення Сп з урахуванням окремих внесків ЛФС правої та лівої руки по Тпі та Шпі. Позитивний ефект результатів досліджень як критерій винахідницького рівня Було проведене тестування, у якому брали участь добровольці - абітурієнти Української Військово-Медичмої академії Була надана інструкція, коли вже обстежені будуть відчувати, що вони не в змозі реагувати невипадково, то вони повинні проінформувати про це дослідника. Всього було протестовано 54 особи, які у той момент, коли вони відчували, що не можуть реагувати адекватно повідомляли про це дослідника Дослідник реєстрував цей темп, а обстежуваний продовжував реагувати. Це дозволило більш впевнено з'ясувати найбільше значення з вказаних внесків до Сп Після цього було необхідно натиснути на клавішу «Вихід з програми тестування» (Escape). Результати проведеного експерименту відображені у Таблиці З Таблиця З Дані порівняння темпу EtH за показником, який пропонується з даними, які були здобуті на ІНШІЙ моделі екстремальних умов з відмовою від продовження тестування (п= 54 осіб, ФР=75ніт/хвил) Показник Значення показника відповідно винаходу Значення показника відповідно експерименту з передбаченою відмовою від продовження тестування Додаткова величина темпу, на яку темп ЕІН перебільшує ФР, ніт/хвил М±м 41.0 ±3.0 М±1 36.0 ±4.0 Різниця між показниками за абсолютним значенням 5.0 Критерій достовірності різниці за Стьюдентом 1.0 Оцінка значимості різниці Достовірна чи недостовірна різниця р > 0.05 Різниця недостовірна , і 34958 Як випливає з таблиці 3, середнє значеннп темпу ЕІН по групі з 54 осіб, при ВІДМОВІ ВІД продовження тестування складав (ФР + 36) ніт/хвил, а по показнику другого ММАттах темп ЕІН складав (ФР + 41) ніт/хвил Але різниця між вказаними значеннями (ФР + 36) і (ФР + 41) не може вважатися статистично достовірною (р > >0.05). Таким чином, результати вказаного експерименту дозволяють вважати, що дані, які отримані за другим максимумом асиметрії Тш-внеску ЛФС в Сп, не є випадковими, а відображають реальну ситуацію Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03