СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ТОРМОЖЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ Российский патент 2010 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе.

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния на основе определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе [1, 2].

Простым и достаточно точным способом определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе является определение времени реакции на движущийся объект [1], которое является сложным пространственно-временным рефлексом.

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект с использованием обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 с. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при определении времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для определения средней величины ошибок запаздывания подсчитывается сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величины ошибок запаздывания или упреждения, то есть о реакции на движущийся объект [3], что позволяет определить соотношение процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе.

Недостатком способа является необходимость многократного нажатия кнопки для пуска и останова секундомера, что приводит к усталости пальцев руки и, как следствие, к снижению точности останова стрелки секундомера при достижении ею заданного деления на циферблате.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оценки соотношения процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещены метка и точечный объект, когда в момент предполагаемого совпадения движущегося по окружности точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Фиксация» фиксирует положение точечного объекта относительно метки, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается без остановки, в момент нажатия кнопки «Фиксация» вычисляют ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания или упреждения, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего определяют среднюю величину ошибок запаздывания, подсчитанную как сумму отклонений с положительным знаком, деленную на их количество, и среднюю величину ошибок упреждения, подсчитанную как сумму отклонений с отрицательным знаком, деленную на их количество, сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о соотношении процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе [4].

Недостатком известных способов являются их низкие функциональные возможности, обусловленные тем, что они позволяют определить только уровень взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга, и не позволяют определить способность к предвидению хода событий, так как положение движущегося объекта относительно метки известно в любой момент времени.

Технический результат предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся объект заключается в расширении функциональных возможностей способа, за счет определения способности к предвидению хода событий.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены метка и точечный объект, когда в момент предполагаемого совпадения движущегося по окружности точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Фиксация» фиксирует положение точечного объекта относительно метки, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается без остановки, в момент нажатия кнопки «Фиксация» вычисляют ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания или упреждения, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего определяют среднюю величину ошибок запаздывания, подсчитанную как сумму отклонений с положительным знаком, деленную на их количество, и среднюю величину ошибок упреждения, подсчитанную как сумму отклонений с отрицательным знаком, деленную на их количество, сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о соотношении процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, причем новым является то, что движущийся по окружности точечный объект за заданное время до достижения метки исчезает с экрана видеомонитора, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается, при нажатии кнопки «Фиксация» через заданное время после прохождения метки точечный объект появляется на экране видеомонитора.

На чертеже представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - метка, 2 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности, 3 - траектория, на которой движущийся по окружности точечный объект видим для испытуемого, 4 - траектория, на которой движущийся по окружности точечный объект невидим для испытуемого.

Предлагаемый способ определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены метка и точечный объект, движущийся по окружности с заданной скоростью.

Точечный объект, передвигаясь по окружности, за заданное время до достижения метки исчезает с экрана видеомонитора. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта до момента его исчезновения, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой фиксирует положение точечного объекта относительно метки нажатием кнопки «Фиксация», при этом движение точечного объекта по окружности продолжается без остановки.

В момент нажатия кнопки «Фиксация» вычисляют ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания или упреждения.

Через некоторое заданное время после прохождения метки точечный объект снова появляется на экране монитора в области, расположенной за меткой.

Описанную процедуру повторяют заданное число раз.

На основе полученных значений ошибок несовпадения вычисляют среднюю величину ошибок запаздывания и среднюю величину ошибок упреждения, средняя величина ошибок запаздывания подсчитывается как сумма отклонений с положительным знаком, деленная на их количество, средняя величина ошибок упреждения подсчитывается как сумма отклонений с отрицательным знаком, деленная на их количество.

Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о соотношении процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе и способности к предвидению хода событий.

Таким образом, заявляемый способ определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1.

Испытуемому А., 20 лет, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили окружность, на которой помещена метка и точечный объект, который движется по окружности с заданной скоростью.

Точечный объект двигался по окружности по часовой стрелке с заданной скоростью, а за заданное время 2 с до достижения метки исчез с экрана видеомонитора, при этом движение точечного объекта по окружности продолжалось. Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения точечного объекта с положением метки нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Фиксация», при этом движение точечного объекта по окружности продолжалось без остановки.

Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» вычислял ошибку не совпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки в запоминающее устройство.

Через заданное время 2 с после прохождения метки точечный объект, движущийся по окружности, снова отображался на экране видеомонитора.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [5] выполнил 13 попыток фиксации положения точечного объекта с положением метки в момент предполагаемого совпадения их положения, результаты первых трех из которых считались пробными и при определении соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе не учитывались.

В результате тестирования получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта с положением метки: -72; 65; -34; 54; -32; -76; -45; 33; 50; 8.

По результатам тестирования вычислены:

- средняя величина ошибок запаздывания: 42,0 мс;

- средняя величина ошибок упреждения: 51,8 мс.

Сопоставление указанных величин свидетельствует о преобладании процессов возбуждения над процессами торможения в центральной нервной системе испытуемого.

Пример 2.

Испытуемый Л., 20 лет, аналогично испытуемому А., выполнил тест по определению соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе.

В результате тестирования получены следующие значения ошибок не совпадения положений точечного объекта с положением метки: 46; 80; 43; -40; -77; -53; 38; 49; -22; 11.

По результатам тестирования вычислены:

- средняя величина ошибок запаздывания: 44,5 мс;

- средняя величина ошибок упреждения: 48,0 мс.

Сопоставление указанных величин свидетельствует о состоянии, близком к сбалансированности нервных процессов в центральной нервной системе испытуемого.

Таким образом, установлено, что предлагаемый способ определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе позволяет определить уровень взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга и способность к предвидению хода событий.

Предлагаемый способ определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе позволяет расширить функциональные возможности способа за счет определения способности к предвидению хода событий.

Положительный эффект предлагаемого способа определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.

Таким образом, предлагаемый способ определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе позволяет расширить функциональные возможности способа и определить способность к предвидению хода событий.

Литература

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых. // Физиология человека. - 2001. - Т.27, №4. - С.56-60.

2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки. // Физиология человека. - 1982. - Т.8, №4. - С.653-60.

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. Патент РФ №2322187 Способ оценки соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе. / А.В.Песошин, И.В.Петухов, В.В.Роженцов. - 7 с.

5. 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.

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии. Предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены метка и точечный объект. Когда в момент предполагаемого совпадения движущегося по окружности точечного объекта с меткой испытуемый фиксирует положение точечного объекта относительно метки. При этом движение точечного объекта по окружности продолжается без остановки. Вычисляют ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания или упреждения. Описанную процедуру повторяют неоднократно. После этого определяют среднюю величину ошибок запаздывания, как сумму отклонений с положительным знаком, деленную на их количество, и ошибок упреждения, как сумму отклонений с отрицательным знаком, деленную на их количество. Сопоставляют полученные величины и определяют соотношение процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе. При этом движущийся по окружности точечный объект за заданное время до достижения метки исчезает с экрана видеомонитора и через заданное время после прохождения метки точечный объект появляется на экране видеомонитора. Способ расширяет арсенал средств определения соотношения процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе. 1 ил.

Способ определения соотношения процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещены метка и точечный объект, когда в момент предполагаемого совпадения движущегося по окружности точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Фиксация» фиксирует положение точечного объекта относительно метки, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается без остановки, в момент нажатия кнопки «Фиксация» вычисляют ошибку несовпадения положений точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания или упреждения, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего определяют среднюю величину ошибок запаздывания, подсчитанную как сумму отклонений с положительным знаком деленную на их количество и среднюю величину ошибок упреждения, подсчитанную как сумму отклонений с отрицательным знаком деленную на их количество, сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о соотношении процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе, отличающийся тем, что движущийся по окружности точечный объект за заданное время до достижения метки исчезает с экрана видеомонитора, при этом движение точечного объекта по окружности продолжается, при нажатии кнопки «Фиксация» через заданное время после прохождения метки точечный объект появляется на экране видеомонитора.