Спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи

Реферат: Винахід належить до психофізіології і стосується способу визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи, при якому обстежуваному за UA 106028 C2 (12) UA 106028 C2 допомогою технічних засобів пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду простої реакції, після чого пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох та визначають швидкість центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи як різницю між середнім значенням латентного періоду складної реакції вибору та середнім значенням латентного періоду простої реакції, при цьому середнє значення латентного періоду складної реакції вибору визначають як середнє значення часу реакції на подразники, які пред'являють в режимі зворотного зв'язку, при якому встановлюють визначену початкову експозицію подразника, кожну наступну експозицію подразника змінюють залежно від характеру відповіді: після вірної відповіді, яку реєструють у період експозиції подразника або в період паузи між подразниками, що дорівнює 200 мс, наступну експозицію скорочують на 20 мс, а після помилкової відповіді наступну експозицію збільшують на 20 мс. UA 106028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до психофізіології, а саме до способів функціонального дослідження для аналізу оцінки індивідуальних нейродинамічних властивостей вищої нервової діяльності людини, та може використовуватися для психофізіологічної діагностики, визначення ефективності лікування і профілактики неврологічних ускладнень, функціональних розладів ЦНС, визначення професійної орієнтації, професійного та спортивного відбору і оцінки професійних якостей. Для встановлення індивідуальних психофізіологічних відмінностей поміж людей широко застосовуються способи дослідження нервової системи людини, які спрямовані на визначення детермінованих типологічних властивостей вищої нервової діяльності, до яких відносять функціональну рухливість, силу, врівноваженість нервових процесів. Додатковим критерієм встановлення індивідуальних психофізіологічних відмінностей можна вважати нейродинамічні властивості кори головного мозку, зокрема швидкість центральної обробки інформації (ШЦОІ) вищими відділами нервової системи. Показник швидкості та якості обробки різних за складністю сенсомоторних реакцій широко використовують для оцінки сенсорної чутливості центральної нервової системи людини. Відомий спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації, який полягає в розрахунку різниці визначених часових значень реакції вибору та простої сенсомоторної реакції (Філімонова Н., Куценко Т., Макарчук М., Попова О. Варіабельність швидкості центральної обробки інформації" "Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка", Біологія, 49-50/2007, - С. 89-92). Цей спосіб дозволяє виявити лише загальні потенційні можливості центральної нервової системи. Недоліком цього способу є те, що визначення часу реакції вибору відбувається при заданому темпі демонстрування подразників, і, таким чином, не враховується індивідуальна швидкість переробки інформації, а крім того, помилкові реакції не впливають на визначення часу реакції вибору, і, таким чином, не враховуються індивідуальнотипологічні особливості організації нервової системи людини, що впливає на точність та достовірність отриманих результатів. В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи, при якому за рахунок застосування режиму "зворотного зв'язку" при визначенні латентного періоду складних реакцій вибору забезпечити точність та достовірність визначення швидкості центральної обробки інформації з урахуванням генетично детермінованої властивості нервової системи людини, якою є функціональна рухливість. Заявлений спосіб, як і всі інші технічні рішення в цій галузі, полягає в реєстрації рухової реакції людини на зовнішні подразники, так як це є одним з основних способів дослідження центральної нервової системи людини. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи, при якому обстежуваному за допомогою технічних засобів пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду простої реакції, після чого пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох та визначають швидкість центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи як різницю між середнім значенням латентного періоду складної реакції вибору та середнім значенням латентного періоду простої реакції, згідно винаходу, середнє значення латентного періоду складної реакції вибору визначають як середнє значення часу реакції на подразники, які пред'являють в режимі зворотного зв'язку, при якому встановлюють визначену початкову експозицію подразника, кожну наступну експозицію подразника змінюють залежно від характеру відповіді: після вірної відповіді, яку реєструють у період експозиції подразника або в період паузи між подразниками, що дорівнює 200 мс, наступну експозицію скорочують на 20 мс, а після помилкової відповіді наступну експозицію збільшують на 20 мс. Доцільно як подразники пред'являти зорові подразники та встановлювати початкову експозицію в 900 мс. При цьому як зорові подразники пред'являють подразники у вигляді геометричних фігур або зображень предметів, або слів. Крім того, як подразники пред'являють слухові подразники та встановлюють початкову експозицію в 1000 мс. При цьому як слухові подразники пред'являють подразники у вигляді чистих тонів високої, низької та середньої частоти в межах акустичного діапазону, який сприймається людиною, або озвучених слів. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється, та результатами, які досягаються при її реалізації, полягає в наступному. Визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи як різницю між середнім значенням латентного періоду складної реакції вибору та середнім значенням латентного періоду простої реакції, з використанням для визначення середнього 1 UA 106028 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох подразників режиму зворотного зв'язку, дозволяє забезпечити точність визначення швидкості реакції людини за рахунок впровадження індивідуальної швидкості пред'явлення подразників для переробки інформації. Пред'явлення подразників та їх диференціювання відбувається в межах оптимальної готовності вищих відділів нервової системи до збудження та гальмування, властивої індивідуально для кожної людини. Дії людини при такому режимі відповідають оптимальним аналітико-синтетичним процесам у мозку та перебігу збудження і гальмування у вищих відділах нервової системи, які постійно корегуються в залежності від поточної інформації і функціонального стану нервових центрів та здійснюються після кожного чергового рухового акту. Пред'явлення подразників відбувається на максимальній швидкості для кожного обстежуваного, яка залежить від індивідуального рівня функціональної рухливості основних нервових процесів людини, завдяки режиму зворотного зв'язку. Саме при індивідуально високій швидкості пред'явлення інформації для її диференціювання досягається максимальна концентрація уваги та найвища працездатність вищих відділів головного мозку. Переробка інформації у такому режимі пред'явлення подразників створює умови, коли обстежуваний встигає сприймати, аналізувати і правильно відповідати на інформаційне навантаження, що забезпечує точність та достовірність визначення середнього значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох. Тривалість початкового подразника визначена в 900 мс для зорового подразника і в 1000 мс для слухового подразника, як необхідний час для сприйняття подразника з урахуванням часу на впрацьовування. Така тривалість початкових подразників визначена на підставі проведених досліджень, забезпечує на самому початку психоемоційну комфортність проведення тесту, що впливає на точність визначення латентного періоду складної реакції вибору з урахуванням генетично детермінованої властивості нервової системи людини - функціональної рухливості. Реєстрація вірної відповіді у період тривалості подразника або в період паузи між подразниками, що визначається як оптимальний час переходу від збудження до гальмівного процесу, дозволяє врахувати індивідуальні нейродинамічні властивості вищої нервової діяльності обстежуваного і, тим самим, забезпечити достовірність зміни тривалості наступного подразника. Зміна тривалості наступного подразника на 20 мс (величина порогу чутливості та швидкості поширення збудження по нейросистемах) у бік збільшення або зменшення тривалості подразника в залежності від вірної або помилкової відповіді на пред'явлений подразник дозволяє уникнути обстежуваному перевтоми та нервового зриву з огляду на те, що він працює в такому режимі, який сам собі встановлює в залежності від наявного функціонального стану нервових центрів вищих відділів нервової системи, зорового або слухового аналізатора та з урахуванням генетично детермінованої властивості нервової системи - функціональної рухливості, що забезпечує достовірність визначення латентного періоду складної реакції вибору. Використання графічних подразників у вигляді геометричних фігур або зображень предметів, або слів є найбільш зручним в реалізації тестування та дозволяє швидко та якісно провести його, що також впливає на достовірність отриманих результатів. Для визначення рівня швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи дітей, підлітків та дорослих з вадами зору застосовуються слухові подразники у вигляді чистих тонів високої, низької та середньої частоти в межах акустичного діапазону, який сприймається людиною, або озвучених слів. Таким чином, визначення індивідуальної швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи запропонованим способом забезпечує точність та достовірність показників з урахуванням генетично детермінованої властивості нервової системи людини функціональної рухливості. Спосіб реалізують наступним чином. Обстежуваній особі на екрані монітора персонального комп'ютера послідовно подають завдання у вигляді визначеної кількості (оптимальна кількість - 30) зорових подразників (це можуть бути геометричні фігури, або зображення предметів, або слова). В іншому випадку, обстежуваній особі через наушники або динаміки, під'єднанні до персонального комп'ютера, послідовно подають завдання у вигляді слухових подразників (оптимальна кількість подразників - 30, це можуть бути чисті тони високої, низької та середньої частоти в межах акустичного діапазону, який сприймається людиною, або звукова інформація у вигляді слів). Обстежувана особа при появі будь-якого подразника швидко натискає кнопку пристрою (комп'ютерного маніпулятора), за яким реєструють час реакції на подразник. 2 UA 106028 C2 5 10 15 20 25 30 35 Після пред'явлення визначеної кількості подразників для визначення середнього значення латентного періоду простої реакції (ЛППР), який визначається як загальний час реакції на подразники поділений на кількість подразників, обстежуваній особі на екрані пред'являють завдання для дослідження складних реакцій вибору - двох з трьох подразників. Для цього на екран монітора персонального комп'ютера послідовно подають завдання у вигляді визначеної кількості подразників (оптимальна кількість - 120, в тому числі два різновиди збуджувальних подразників, по 40 кожного, та 40 гальмівних). Подразниками можуть бути геометричні фігури або зображення предметів, чи слова. В іншому випадку, обстежуваній особі через наушники або динаміки, з'єднанні з персональним комп'ютером, послідовно пред'являють завдання у вигляді слухових подразників (це можуть бути чисті тони високої, низької та середньої частоти в межах акустичного діапазону, який сприймається людиною, або звукова інформація у вигляді слів). Обстежувана особа при появі одного виду збуджувального подразника, наприклад квадрата, натискає кнопку пристрою (комп'ютерного маніпулятора) правою рукою, при цьому реєструють час реакції на подразник. При появі іншого виду збуджувального подразника, наприклад кола, натискає кнопку пристрою (комп'ютерного маніпулятора) лівою рукою, при цьому реєструють час реакції на подразник, а при появі гальмівного подразника, наприклад трикутника, не натискає жодної кнопки. Початкову експозицію (час демонстрування) зорового подразника встановлюють 900 мс, а для слухового подразника початкову експозицію встановлюють 1000 мс. Пред'явлення кожного наступного подразника здійснюється з урахуванням відповіді (реакції на подразник) на попередній подразник: після вірної відповіді, яку реєструють у період експозиції подразника або в період паузи між подразниками, наступну експозицію подразника скорочують на 20 мс, а після помилкової відповіді наступну експозицію збільшують на 20 мс, при цьому період паузи між подразниками дорівнює 200 мс. Після пред'явлення всіх подразників для визначення середнього значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох (ЛПСРВ 2-3), який визначається як загальний час реакції на збуджувальні подразники поділений на кількість збуджуваних подразників, розраховують швидкість центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи як різницю між середнім значенням латентного періоду складної реакції вибору в режимі "зворотного зв'язку" та середнім значенням латентного періоду простої реакції. Спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації (ШЦОІ) вищими відділами нервової системи було реалізовано при проведенні тестів для визначення професійної орієнтації, спортивного відбору та професійного відбору операторів по керуванню рухомими об'єктами та системами. Тестування проводилось на персональному комп'ютері відповідно до запропонованого способу та за відомим способом-прототипом. В таблиці представлені результати тестувань обстежуваного А., які проводилися упродовж 5 днів за винаходом та за прототипом. Таблиця Дні Вид подразника Слухові Зорові Слухові 2 Зорові Слухові 3 Зорові Слухові 4 Зорові Слухові 5 Зорові Сер. арифмет. слух Сер. арифм. зір Сер. квадр. відх. слух Сер. квадр. відх. зір 1 Спосіб визначення ШЦОІ за прототипом Спосіб визначення ШЦОІ за винаходом ЛПСРВ ЛППР ШЦОІ 2-3 202 387 185 205 377 172 185 392 207 214 378 164 174 395 221 169 373 204 216 422 206 199 383 184 226 443 217 220 395 175 202 205 185 214 174 169 216 199 226 220 ЛПСРВ 2-3 423 407 440 421 451 448 453 390 378 370 200,6 429 228,4 200,6 407,8 207,2 201,4 407,2 205,8 201,4 381,2 179,8 21,4196172 30,89498 47,52683 21,41962 23,91025 13,9714 19,8317927 29,72709 46,65512 19,83179 8,497058 15,30359 ЛППР ШЦОІ 221 202 255 207 277 279 237 191 152 150 3 UA 106028 C2 Продовження таблиці Коеф. варіац. слух (%) Коеф. варіац. зір (%) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 10,6777753 7,201628 20,8086 10,67778 5,863229 6,742953 9,84696756 7,300366 22,67013 9,846968 2,229029 8,511454 Відповідно за даними таблиці визначений коефіцієнт варіації за результатами тестування за прототипом з використанням слухових подразників становив 20,8086, визначений коефіцієнт варіації за результатами тестування за прототипом з використанням зорових подразників становив 22,67013, визначений коефіцієнт варіації за результатами тестування за заявленим способом з використанням слухових подразників становив 6,742953, визначений коефіцієнт варіації за результатами тестування за заявленим способом з використанням зорових подразників становив 8,511454. Таким чином, менший коефіцієнт варіації свідчить про те, що заявлений спосіб, який враховує поточний функціональний стан вищих відділів нервової системи, забезпечує підвищення точності та достовірності визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи. Крім того, індивідуальні характеристики швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи у кожного обстежуваного корелюють з іншими психофізіологічними особливостями людини, а саме: з функціональною рухливістю та силою нервових процесів, властивостями пам'яті, уваги, сприйняття, а тому їх доцільно використовувати як спосіб індивідуальної оцінки типологічних властивостей людини при масових обстеженнях. Запропонований спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи людини дозволяє отримати надійні і точні результати, що підвищує якість психофізіологічної діагностики, професійного та спортивного відбору, поліпшує контроль за ефективністю лікування та профілактикою неврологічних ускладнень, функціональних розладів центральної нервової системи. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб визначення швидкості центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи, при якому обстежуваному за допомогою технічних засобів пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду простої реакції, після чого пред'являють визначену кількість подразників, визначають середнє значення латентного періоду складної реакції вибору двох з трьох та визначають швидкість центральної обробки інформації вищими відділами нервової системи як різницю між середнім значенням латентного періоду складної реакції вибору та середнім значенням латентного періоду простої реакції, який відрізняється тим, що середнє значення латентного періоду складної реакції вибору визначають як середнє значення часу реакції на подразники, які пред'являють в режимі зворотного зв'язку, при якому встановлюють визначену початкову експозицію подразника, кожну наступну експозицію подразника змінюють залежно від характеру відповіді: після вірної відповіді, яку реєструють у період експозиції подразника або в період паузи між подразниками, що дорівнює 200 мс, наступну експозицію скорочують на 20 мс, а після помилкової відповіді наступну експозицію збільшують на 20 мс. 2. Спосіб за п. 1 який відрізняється тим, що як подразники пред'являють зорові подразники та встановлюють початкову експозицію в 900 мс. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що як зорові подразники пред'являють подразники у вигляді геометричних фігур або зображень предметів, або слів. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як подразники пред'являють слухові подразники та встановлюють початкову експозицію в 1000 мс. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що як слухові подразники пред'являють подразники у вигляді чистих тонів високої, низької та середньої частот в межах акустичного діапазону, який сприймається людиною, або озвучених слів. 50 4 UA 106028 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5