СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ ПЕРЦЕПТИВНЫХ ЗВЕНЬЕВ В СТРУКТУРЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ, РЕАЛИЗУЮЩИХ ПРОЦЕССЫ ВНИМАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A61B5/16 

Заявляемый способ относится к области психологии познавательных способностей, в частности к методам изучения природных предпосылок когнитивных способностей, и может быть использован в диагностике причин разного уровня развития основных свойств произвольного внимания (избирательности, устойчивости, концентрации, распределения, переключения) в психологической и педагогической практике.

Известно, что все психические процессы человека реализуются сложными функциональными системами, которые не локализованы в узких ограниченных участках мозга, а осуществляются при участии сложных комплексов совместно работающих мозговых структур (сенсорных, моторных, вегетативных и регулирующих), каждый из которых вносит свой собственный вклад в организацию этой функциональной системы. Учитывая, что необходимыми компонентами этапа реализации любого познавательного процесса являются перцептивные механизмы (зрение, слух и кожная чувствительность), логично представить их в качестве элементов структурной организации функциональных систем познавательных способностей. Анализ структуры функциональной системы, которая реализовывала конкретную познавательную способность, расширит возможности решения проблемы структуры и природы способностей и позволит подойти к выявлению факторов, определяющих разный уровень развития познавательных способностей.

Заявляемый способ позволяет измерять время реакции на сигналы, предъявляемые с правой и левой стороны, что позволяет оценивать функциональное состояние сенсорных зон (активность сенсорных зон) в правом и левом полушариях в процессе выполнения пробы на внимание.

Прототипом заявляемого способа является исследование звеньев функциональных систем, реализующих процессы внимания с помощью методики электроэнцефалограммы (Данилова Н.Н. Внимание. В кн.: Психофизиология, М., 1999, с.55-93). В литературе имеется упоминание о том, что измерение времени сенсомоторной реакции на разные по модальности стимулы при попарном их предъявлении до и после нагрузки может использоваться для изучения уровня академической успеваемости (Савченко А.А., Никишина Н.А. Сенсорные и сенсомоторные корреляты психических состояний и свойств личности. М., 2006, с.100-308), однако из литературы не известен расчет показателей, которые приведены в заявке, что сделало их практически применимыми для изучения причин низкой эффективности конкретных познавательных способностей, в частности процессов внимания.

Отличие предлагаемого способа заключается в том, что до и после исследования процесса внимания производится измерение времени простой сенсомоторной реакции на зрительные, слуховые и кожные сигналы, предъявляемые в правое и левое полушария, сигнал каждой модальности предъявляют дважды с интервалом времени; при этом определяют следующие показатели: разницу средних значений времени реакции на все раздражители, как на первое, так и на второе предъявление сигнала, усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций, внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон с определением показателя доминирующего анализатора, характер и величину активации показателей времени реакции на умственную нагрузку и показатели межполушарной асимметрии.

Таким образом, принципиальная новизна заявленного способа заключается в том, что расчет пяти сенсомоторных показателей сделал возможным определение причин низкого уровня развития процессов внимания.

Целью заявляемого способа является повышение эффективности диагностики причин разного уровня развития основных свойств процессов внимания.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе изучения структуры функциональных систем, реализующих процессы внимания, содержащем измерение эффективности процессов внимания, имеются следующие отличия: до и после изучения свойств внимания производится измерение времени простой сенсомоторной реакции на зрительные, слуховые и кожные сигналы, предъявляемые в правое и левое полушария, сигнал каждой модальности предъявляют дважды с интервалом времени; после чего рассчитывают сенсомоторные показатели, отражающие структурную организацию функциональных систем, реализовывавших процесс внимания: разницу средних значений времени реакции на все раздражители, как на первое, так и на второе предъявление сигнала, усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций, внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон с определением показателя доминирующего анализатора, характер и величину активации показателей времени реакции на умственную нагрузку и показатели межполушарной асимметрии.

Сущность предложенного способа изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания с помощью сенсомоторных показателей, заключается в раздельном измерении право- и левополушарных двигательных реакций на зрительные, кожные и звуковые стимулы. Время реакции измеряется до и после исследования свойств внимания. Такой методический прием, при котором производится сопоставление продолжительности реакций, моторные и регуляторные компоненты которых, независимо от модальности стимула, остаются неизменными, что способствует вычленению сенсорной компоненты времени реакции, которая определяет различия измеряемых показателей и отражает функциональное состояние конкретной сенсорной зоны мозга.

На фиг.1 изображена схема устройства для изучения перцептивных звеньев функциональных систем познавательных способностей, где панель экспериментатора (1) включает три пары кнопок (2-7), предназначенных для последовательного предъявления световых, тактильных и звуковых раздражителей с левой стороны панели испытуемого (адресуемые в правое полушарие) и с правой стороны (адресуемые в левое полушарие). Панель экспериментатора содержит счетчик времени реакции испытуемого в мс (10) и кнопки для ручного управления его работой (остановка (8) и обнуление (9)).

Подаваемый с панели экспериментатора (1) сигнал по цепи запускает счетчик времени (10) и одновременно идет на панель испытуемого (11), где вызывает предъявление сигнала определенной модальности.

Панель испытуемого является складной и состоит из двух частей, вертикальной и горизонтальной, размерами 40 × 30 см каждая. Структурной особенностью панели испытуемого (11) являются вмонтированные источники световых (12, 13), звуковых (14, 15) и кожных (16, 17) сигналов, что, сокращая диапазон варьирования стимулов, значительно уменьшает вес и размеры устройства, делая его портативным. На панели испытуемого (11) располагаются две кнопки для правой и левой руки (18), нажатие на которые приводит к остановке счетчика времени (10) на панели экспериментатора (1).

На вертикальной части панели испытуемого закреплены два световых экрана площадью 0,036 м² каждый (12, 13). Взор испытуемого фиксируется согласно инструкции по центру вертикальной части панели на светящейся точке (19). Звуковые раздражители предъявляются моноурально через наушники (14, 15) от звукового генератора (встроен в панель экспериментатора). Громкость звука регулируется с панели экспериментатора (1) с помощью двух реостатов (20, 21). Частота предъявляемого звукового сигнала 1000 Гц.

В качестве кожных раздражителей используются плотно прилегающие к ладони вибрирующие пластинки (16, 17), под которыми вмонтированы и звукоизолированы электромоторчики (вид стимула прямоугольный).

Третьим элементом устройства является блок питания (22). Блок питания создает потенциал на правом и левом вибрационном устройствах (16, 17), встроенных в горизонтальную часть панели испытуемого. На блоке питания располагается тумблер «ВКЛ/ВЫКЛ» (23) и тумблер регулировки яркости ламп (24).

Работа с устройством осуществляется по следующей схеме. Испытуемый с одетыми наушниками сидит перед панелью (11), фиксируя взор по средней линии на специальной светящейся точке (19). Каждая рука испытуемого располагается на горизонтальной части панели (11), касаясь ладонью вибрирующих пластин (16, 17), в то время как указательные пальцы располагаются на кнопках (18), позволяющих останавливать счетчик времени (10) после получения сигнала.

Предъявление сигналов испытуемому осуществляется путем нажатия кнопок (2-7) на панели экспериментатора (1). После нажатия кнопки происходит одновременное предъявление сигнала определенной модальности на панели испытуемого и запуск счетчика времени на панели экспериментатора. Время реакции испытуемого регистрируется в миллисекундах.

Адресация сигналов отдельно в правое и левое полушарие совершается путем их монолатерального предъявления. Зрительные стимулы предъявляются на разные поля зрения, что, благодаря анатомическим особенностям зрительных проводящих путей, обеспечивает их преимущественное поступление в определенное полушарие. Вибрационное раздражение наносится отдельно на правую и левую руку. Звуковой сигнал подается раздельно на правый и левый наушники.

Двукратное предъявление раздражителей каждой модальности объясняется необходимостью более точно оценить функциональное состояние сенсорных зон. Нейрофизиологические механизмы, определяющие скорость реакций на 1-е и 2-е предъявление одного и того же сигнала являются неодинаковыми. Реакция на 1-е предъявление во многом зависит от механизмов, определяющих скорость переключения активности с одних центров на другие. Величина реакции на 1-е предъявление стимула связана с динамичностью процессов возбуждения и торможения. Реакция на повторное предъявление сигнала в большей степени зависит от уровня реактивности соответствующих сенсорных центров головного мозга.

Интервал между предъявляемыми сигналами при измерении времени реакции составляет 4-5 с. При таком интервале явление задержки времени реакции на последующий сигнал исчезает, а сохраняющееся «остаточное возбуждение» позволяет судить о возбудимости изучаемых сенсорных центров при подаче повторного сигнала той же модальности.

Этапы осуществления способа

С целью выявления активности сенсорных зон в процессе познавательной деятельности способ изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем осуществляется в 2 этапа.

1-й этап состоит из трех последовательных циклов, каждый из которых включает в себя измерение показателей времени право- и левополушарных реакций на попарное предъявление зрительных, кожных и звуковых сигналов (этап «фон») (табл.1). Логично допустить, что на этом этапе регистрируются показатели активности зрительных, кожных и слуховых зон правого и левого полушарий, определяющих перцептивные процессы в состоянии относительного покоя.

Следующий этап эксперимента - «умственная нагрузка», заключается в регистрации показателей времени реакции (BP) в промежутках между диагностикой одного из свойств внимания (табл.1). Число таких циклов должно быть не меньше трех. Только при таком условии предлагаемое тестовое задание (корректурная проба) приводит к формированию в центральной нервной системе новой функциональной системы.

Логично ожидать, что данная функциональная система, сформированная тестированием познавательной способности, приведет к созданию относительно устойчивой «констелляции» активности сенсорных зон в правом и левом полушариях, характер которой определяется особенностями выполняемого тестового задания.

Результаты выполнения психологических тестов позволяют оценить характеристики различных свойств внимания, а разница между сенсомоторными показателями, зарегистрированными до и после тестирования познавательной способности, позволит выявить изменения функционального состояния сенсорных зон правого и левого полушарий в процессе реализации данной познавательной способности.

Таблица 1 Протокол осуществления способа изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания Исследуемое полушарие Правополушарные реакции Левополушарные реакции Модальность и порядок предъявления сигналов Свет Кожн Звук Свет Кожн Звук 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Нумерация циклов                         ЭТАП «ФОН» 1-й цикл                         2-й цикл                         3-й цикл                         Средние показатели                         ЭТАП «УМСТВЕННАЯ НАГРУЗКА» 1-я нагрузка. Работа с корректурной пробой в течение 3-х минут. 1-й цикл                         2-я нагрузка. Работа с корректурной пробой в течение 3-х минут. 2-й цикл                         3-я нагрузка. Работа с корректурной пробой в течение 3-х минут. 3-й цикл                         Средние показатели                        

Перед исследованием у испытуемых проводится регистрация пульса и артериального давления, учитывается самочувствие, состояние здоровья, длительность предшествующего сна и время после приема пищи. Реализация способа осуществляется в звукоизолированном помещении при постоянном световом фоне.

Перед началом исследования предъявляется стандартная для всех испытуемых инструкция, предъявление которой сопровождается предварительной демонстрацией раздражителей, ознакомлением с регистрирующими приборами и характером ответных реакций.

Инструкция испытуемому: «Сядьте прямо. Положите руки на панель так, чтобы указательные пальцы лежали свободно на кнопках. Смотрите прямо по центру на красную светящуюся точку. Сигналы будут предъявляться в определенной последовательности. Сначала с левой стороны: свет, вибрация, звук, а затем эти же сигналы, в той же последовательности будут предъявляться с правой стороны. Каждый сигнал будет предъявляться по два раза. Ваша задача: на сигналы с левой стороны как можно быстрее нажимать на кнопку левой рукой, на сигналы с правой стороны - на правую кнопку».

На основании показателей право- и левополушарных реакций на зрительные, кожные и слуховые сигналы на этапах «фон» и «умственная нагрузка» рассчитываются следующие группы показателей структурной организации функциональных систем, реализующих процессы внимания:

1. Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявление сигналов на этапе «умственная нагрузка» по сравнению с этапом «фон».

2. Усредненные показатели времени лево- и правополушарных реакций на зрительные, кожные и звуковые сигналы.

3. Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон.

4. Характер и величина активации показателей времени реакции на умственную нагрузку.

5. Показатели межполушарной асимметрии зрительных, слуховых и кожных сенсорных зон.

Для расчета сенсомоторных показателей используются показатели времени право- и левополушарных реакций на зрительные, кожные и звуковые сигналы (табл.2).

На основании данных табл.2 рассчитывается усредненное время реакции на 1-е предъявление сигналов в правом полушарии на этапе «фон»:

Среднее BP на 1-е предъявление сигналов_{(фон, правое полушарие)}=(BP свет 1_{(фон, правое полушарие)}+BP кожн 1_{(фон, правое полушарие)}+BP звук 1_{(фон, правое полушарие)})/3.

Таблица 2 Показатели право- и левополушарных реакций (M±m) на зрительные, кожные и слуховые сигналы на этапах «фон» и «умственная нагрузка» при изучении перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания   Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) Этапы свет кожн звук свет кожн звук эксперимента 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Фон (N=230) 293,1±20,76 253,3±19,22 240,1±17,02 227,2±17,28 237,1±16,78 211±19,95 254,2±18,22 250,6±19,76 217,7±21,16 210,1±18,41 198,7±19,1 196,1±19,26 Умственная нагрузка
(N=230) 234±15,39 224,2±16,22 188±18,46 183±19,51 186±19,47 182,4±18,93 233,2±17,97 199,6±16,98 214,2±16,3 208,3±15,28 181,6±18,66 177,2±17,97

Аналогично рассчитывается:

- среднее BP на 2-е предъявление сигналов_{(фон, правое полушарие)};

- среднее BP на 1-е предъявление сигналов_{(фон, левое полушарие)};

- среднее BP на 2-е предъявление сигналов_{(фон, левое полушарие)};

- среднее BP на 1-е предъявление сигналов_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- среднее BP на 2-е предъявление сигналов_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- среднее BP на 1-е предъявление сигналов_{(умственная нагрузка, левое полушарие)};

- среднее BP на 2-е предъявление сигналов_{(умственная нагрузка, правое полушарие)}.

Результаты расчетов вносятся в табл.3.

1-я группа показателей. Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявление сигналов на этапе «умственная нагрузка» по сравнению с этапом «фон»

Расчет показателей

На основании данных табл.3 рассчитывается изменение времени реакции (Δ BP) как разница показателей времени реакции на этапе «умственная нагрузка» по сравнению с этапом «фон»:

ΔBP 1 пп = Среднее BP 1 пп_(фон) - Среднее BP 1 пп_{(умственная нагрузка)}

Аналогично рассчитывается:

Δ BP 2 пп;

Δ BP 1 лп;

Δ ВР 2 лп.

Таблица 3 Изменение времени реакций (Δ BP) на 1-е и 2-е предъявление сигналов на этапе «умственная нагрузка» по сравнению с этапом «фон» (M±m) Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) BP 1 пп ВР 2 пп BP 1 лп BP 2 лп Фон (N=230) 256,7±15,34 230,5±16,08 223,5±15,93 218,7±15,01 Умственная нагрузка (N=230) 202,6±16,71 196,5±15,21 209,6±15,39 195±15,37 Δ BP 54,1±6,5 33,9±5,3 13,8±1,8 23,7±5,02

Оценка показателей

В подавляющем большинстве случаев после предупредительного сигнала повторное его предъявление сопровождается значительным ускорением ответных реакций. В общей цепи измеряемых сенсомоторных реакций механизмы, принимающие участие в реализации двигательных ответов на парное предъявление одномодальных сигналов, не являются идентичными.

Величина реакции на 1-е предъявление стимула связана с динамичностью нервных процессов. Основным содержанием этого свойства является легкость и быстрота генерации мозговыми структурами нервных процессов в ходе формирования временных связей. Поэтому величина реакции на 1-е предъявление сигналов имеет положительную корреляцию со скоростью образования условных реакций и отрицательную - со скоростью образования дифференцировки.

Для лиц с высокой динамичностью возбуждения характерна более легкая переключаемость внимания. Динамичность нервной системы лежит в основе способности к научению.

Предъявление сигнала новой модальности неизбежно удлиняет время реакции, что связано с определенными процессами «перепрограммирования» и внесением корректив в основную программу. Логично предположить, что то дополнительное время, на которое удлиняется BP на 1-е предъявление стимула новой модальности и отражает продолжительность процесса экстренного перехода с одной подпрограммы действий на другую.

Степень замедления реакций на 1-е предъявление стимулов зависит от функциональных возможностей механизмов программирования поведения, находящихся преимущественно в конвекситальных отделах префронтальных зон коры.

Повторное предъявление сигнала попадает на «подготовленную» почву, когда не только закончилась перенастройка программы, но и включаются процессы срочной дополнительной «мобилизации» корковых ресурсов.

Основной функцией этих отделов мозга является не столько обеспечение связи с внешним миром (получение и переработка информации, программирование действий), сколько регуляция состояний мозга и модификация тонуса коры.

В этом смысле медиальные отделы больших полушарий рассматриваются как структуры, надстроенные над образованиями лимбической системы и ретикулярной формации мозга. Центральными признаками, характеризующими поражение этой зоны, является снижение тонуса коры, их быстрая истощаемость, замедление всех сознательных (двигательных и речевых) реакций.

Следствием снижения общего тонуса коры являются расстройства памяти, которые не имеют определенных специфических особенностей, присущих локальным повреждениям конвекситальных отделов мозга, и выступающие в какой-либо одной сфере (зрительной или слуховой), а носят модально-неспецифический характер. Эти дефекты приводят к первичной слабости следов «памяти» и пониженной работоспособности.

Патология лобных долей, затрагивающая ее медиобазальные отделы, сопровождается нарушением механизмов экстренной активации, опосредованной речью и лежащей в основе произвольного внимания.

Схематическое изображение показателей

На схеме перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процесс внимания (фиг.2), Δ BP 1 обозначается буквой «П» (префронтальные зоны), Δ BP 2 обозначается буквой «М» (медиобазальные зоны), при активации показателей фон круга белый, при замедлении - серый.

2-я группа показателей. Усредненные показатели времени лево- и правополушарных реакций на зрительные, кожные и звуковые сигналы

Расчет показателей

На основании данных табл.2 расчет показателей осуществляется следующим образом:

BP свет_{(фон, правое полушарие)}=(BP свет 1_{(фон, правое полушарие)} + BP свет 2_{(фон, правое полушарие)})/2

Аналогично рассчитываются:

- BP кожн_{(фон, правое полушарие)};

- BP звук_{(фон, правое полушарие)};

- BP свет_{(фон, левое полушарие)};

- BP кожн_{(фон, левое полушарие)};

- ВР звук_{(фон, левое полушарие)};

- BP свет_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- BP кожн_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- BP звук_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- BP среднее_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

- BP свет_{(умственная нагрузка, левое полушарие)};

- BP кожн_{(умственная нагрузка, левое полушарие)};

- BP звук_{(умственная нагрузка, левое полушарие)}.

BP пп_(фон)=(ВР свет_{(фон, правое полушарие)}+BP кожн_{(фон, правое полушарие)}+BP звук_{(фон, правое полушарие)})/3

Аналогично рассчитываются:

- BP лп_(фон);

- BP пп_{(умственная нагрузка)};

- BP лп_{(умственная нагрузка)}.

Результаты расчетов вносятся в табл.4.

Таблица 4 Усредненные показатели времени лево- и правополушарных реакций на зрительные, кожные и звуковые сигналы (M±m) Этапы эксперимента BP пп (в мс) BP лп (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее Фон (N=230) 273,2±17,62 233,7±17,09 224,1±18,14 243,6±17,26 252,1±17,82 213,9±17,08 197,4±17,67 221,3±17,64 Умственная нагрузка
(N=230) 229,1±17,79 185,5±17,55 184,2±17,3 199,6±17,79 216,4±18,47 211,3±17,15 179,4±17,33 202,3±17,93

Оценка показателей

Показатели времени реакции отражают реактивность нервной системы и являются критериями «базального» уровня активации. Эти показатели являются устойчивыми индивидуальными характеристиками тонического уровня возбудимости кортикальных центров, связаны с уровнем бодрствования головного мозга и определяются восходящими активирующими влияниями стволовых образований.

Активированность нервной системы является одной из интегральных ее характеристик, на основе которой формируется сила, подвижность и динамичность. Являясь энергетической характеристикой уровня работы организма, активированность определяет организацию нервных процессов и влияет на работоспособность человека.

Высокая активность коры больших полушарий способствует большей скорости сенсомоторного реагирования и более высокой эффективности познавательных способностей.

Таким образом, усредненные показатели полушарных реакций, независимо от модальности, латеральности и порядка предъявления являются важными сенсомоторными показателями структуры функциональных систем познавательных способностей, отражающими состояние энергетического блока мозга.

Схематическое изображение показателей

На схеме перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания (фиг.2), показатели времени реакции на световые сигналы обозначаются буквой «З», показатели времени реакции на кожные сигналы - буквой «К», показатели времени реакции на звук - буквой «С». Степень реактивности зоны пропорциональна диаметру круга (чем выше реактивность зоны, тем больше диаметр круга на схеме).

3-я группа показателей. Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон

Расчет показателей

На основании данных табл.4 на этапах «фон» и «умственная нагрузка» сопоставляется активность 3-х сенсорных зон (зрительной, кожной и слуховой) в правом и левом полушариях. Результаты расчетов вносятся в табл.5.

Таблица 5 Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон Этапы эксперимента Правое полушарие (в мс) Левое полушарие (в мс) Фон (N=230) ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет Умственная нагрузка (N=230) ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет

Оценка показателей

В норме у лиц зрелого возраста соотношение скорости реакций на стимулы разной модальности имеет следующий вид: ВР_звук<ВР_кож<ВР_свет.

Сравнительный анализ активности сенсорных зон позволяет выделить показатель доминирующего анализатора, который оказывает определяющее влияние на характер восприятия и особенности протекания остальных когнитивных процессов. Доминирующим анализатором является самая реактивная сенсорная зона.

Схематическое изображение показателей

Активность сенсорной зоны отражается диаметром круга (фиг.2). Чем короче время реакции, тем выше реактивность сенсорной зоны, тем больше диаметр круга на схеме.

4-я группа показателей. Характер и величина активации показателей BP на умственную нагрузку

Расчет показателей

На основании данных табл.4 величина активации показателей времени реакции (Δ BP) рассчитывается следующим образом:

Δ BP свет_{(правое полушарие)}=BP свет_{(фон, правое полушарие)} - BP свет_{(умственная нагрузка, правое полушарие)};

Аналогичным образом рассчитываются:

- Δ BP кожн_{(правое полушарие)};

- Δ BP звук_{(правое полушарие)};

- Δ BP_{(правое полушарие)};

- Δ BP свет_{(левое полушарие)};

- Δ BP кожн_{(левое полушарие)};

- Δ BP звук_{(левое полушарие)};

- Δ BP_{(левое полушарие)}.

Результаты расчетов вносятся в табл.6.

Таблица 6 Характер и величина активации показателей BP на умственную нагрузку (M±m) Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее Фон (N=230) 273,2±17,62 233,7±17,09 224,1±18,14 243,6±17,26 252,1±17,82 213,9±17,08 197,4±17,67 221,3±17,64 Умственная нагрузка (N=230) 229,1±17,79 185,5±17,55 184,2±17,3 199,6±17,79 216,4±18,47 211,3±17,15 179,4±17,33 202,3±17,93 Δ BP 44,1±3,2 48,2±3,6 39,9±2,9 44,1±4,2 35,7±4,2 2,6±0,3 18,2±1,3 19,1±1,9

Оценка показателей

Выраженное и достоверное ускорение изучаемых полушарных реакций на этапе предъявления умственной нагрузки свидетельствует об активации сенсорных центров. Средний показатель полушарной активации можно охарактеризовать по усредненной величине ускорения полушарных реакций.

Данный показатель позволяет говорить о «мобилизационном» потенциале исследуемых сенсорных функций. Характер активации связан с особенностями перераспределения уровня активности в различных мозговых образованиях.

Существует несколько вариантов полушарной активации. При этом каждый из вариантов определяет специфику когнитивных способностей испытуемых. Тип активации является биологически детерминированным.

Высокая эффективность познавательных способностей чаще сопровождается преимущественной активацией левополушарных сенсорных образований. Прогностически наиболее неблагоприятным представляется вариант, при котором предъявление корректурной пробы или не сопровождается ускорением времени реакций, или даже вызывает их угнетение. Несколько лучше обстоит ситуация с уровнем развития свойств произвольного внимания у лиц, реагирующих на предъявление корректурной пробы генерализованным ускорением всех реакций (но в большей степени - правополушарных). Можно предположить, что в данном случае речь идет, с одной стороны, о слабовыраженной специализации полушарий, а с другой, о значительных усилиях, затрачиваемых ЦНС на выполнение предъявляемых заданий.

Величина активации является показателем «мобилизационного» потенциала коры и указывает на величину усилий, затрачиваемых испытуемым («цену» деятельности) при выполнении предъявляемого задания.

Схематическое изображение показателей

На схеме перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процесс внимания (фиг.2), характер и величина активации обозначаются стрелками от ретикулярной формации (РФ) ствола мозга. При этом ускорение на каждые 20 мс обозначается одной стрелкой. Ускорение показателей BP обозначается стрелками белого цвета, торможение показателей времени реакции - стрелками серого цвета.

5-я группа показателей. Показатели межполушарной асимметрии зрительных, слуховых и кожных сенсорных зон.

Расчет показателей

На основании данных табл.4 расчет показателей межполушарной асимметрии зрительных, слуховых и кожных сенсорных зон осуществляется следующим образом:

Асимметрия BP свет_(фон)=BP свет_{(фон, правое полушарие)} - BP свет_{(фон, левое полушарие)}.

Аналогично рассчитываются:

- асимметрия BP кожн_(фон);

- асимметрия BP звук_(фон);

- асимметрия BP среднее_(фон);

- асимметрия BP свет_{(умственная нагрузка)};

- асимметрия BP кожн_{(умственная нагрузка)};

- асимметрия BP звук_{(умственная нагрузка)};

- асимметрия BP среднее_{(умственная нагрузка)}.

Результаты расчетов вносятся в табл.7.

Таблица 7 Асимметрия времени реакции на зрительные, кожные, слуховые сигналы и асимметрия полушарных реакций на этапах «фон» и «умственная нагрузка» (M±m) Этапы эксперимента BP свет (в мс) BP кожн (в мс) BP звук (в мс) BP (в мс) Фон (N=230) 21,1±2,3 19,8±2,7 26,7±2,8 22,3±2,1 Умственная нагрузка (N=230) 12,7±1,8 -25,8±3,1 4,8±0,3 -2,7±0,2

Оценка показателей

Характер межполушарных соотношений активности сенсорных зон является одним из наиболее информативных показателей когнитивных способностей.

Функциональные системы, реализующие различные свойства внимания, будут иметь разные межполушарные соотношения показателей реактивности афферентных зон коры, т.е. определенный «функциональный узор» - паттерн уровней возбудимости изучаемых центров.

Объяснение полученных данных проводится с учетом целесообразности рассматриваемых вариантов нейропсихологической организации изучаемых функциональных систем.

Схематическое изображение показателей

На схеме перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания (фиг.2), доминирующий анализатор при межполушарном сопоставлении активности сенсорных зон в правом и левом полушариях обозначается жирной оболочной круга.

Заявляемый способ изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания, поясняется чертежами. На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для изучения перцептивных звеньев функциональных систем, реализующих процессы внимания; на фиг.2 - схема перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания у испытуемых 19 лет; на фиг.3 - схема перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания у испытуемой М.Е.; на фиг.4 - схема перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания у испытуемого К.Е., где введены следующие условные обозначения. Локализация активности сенсорных зон обозначена буквами: К - кожные сенсорные зоны; С - слуховые сенсорные зоны; З - зрительные сенсорные зоны. Ретикулярная формация ствола обозначена буквами - РФ.

Показатели структурной организации функциональной системы.

1-й показатель: П - конвекситальные зоны префронтальных долей; М - медиобазальные зоны фронтальных долей. 2-й и 3-й показатели: Величина активности сенсорной зоны на схеме обозначается диаметром круга (чем выше активность, тем больше диаметр круга). Светлым фоном обозначены зоны, активирующиеся в процессе умственной нагрузки, темно-серым цветом - зоны, заторможенные предъявленной умственной нагрузкой. 4-й показатель: Активация полушарий отражается количеством стрелок от ретикулярной формации (РФ). Ускорение BP на каждые 20 мс обозначается одной стрелкой (белый фон стрелки означает процесс активации, серый фон - процесс торможения). 5-й показатель: Доминирующий анализатор при межполушарном сопоставлении обозначается жирной оболочкой круга.

Таким образом, заявляемый способ изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания, может использоваться в диагностике психофизиологических причин низкого уровня развития свойств внимания. Знание индивидуальных особенностей структурной организации функциональных систем процессов внимания позволит, не ограничиваясь констатацией факта их низкой эффективности, выявить в этой системе звенья, затрудняющие обучение испытуемых. Полученная в процессе психодиагностики информация дает возможность выстроить адекватную способностям испытуемого стратегию и тактику психолого-педагогических мероприятий, направленных на коррекцию познавательных способностей в случае их низкого уровня развития.

Данный способ может быть использован в плане профотбора и профориентации, в области возрастной психологии, а также в психологии труда для изучения продуктивности процессов внимания при различных функциональных состояниях (в условиях монотонии, стресса, утомления и т.п.).

Пример 1. Особенности структурной организации функциональной системы в процессе исследования внимания у испытуемой М.Е. 19 лет

Таблица 9 Показатели право- и левополушарных реакций на зрительные, кожные и слуховые сигналы на этапах «фон» и «умственная нагрузка»   Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) Этапы свет кожн звук свет кожн звук эксперимента 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Фон 344 323 371 335 333 280 371 316 333 320 327 287 Умственная нагрузка 371 297 304 305 312 292 351 316 321 279 303 251

Эффективность внимания оценивалась работой с корректурной таблицей (3 цикла по 3 минуты каждый)

Таблица 10 Показатели эффективности внимания у испытуемой М.Е. 19 лет Показатели продуктивности Объем (кол-во знаков) точность эффективность 1-я нагрузка 1037 0,85 881,45 2-я нагрузка 1187 0,87 1032,69 3-я нагрузка 1455 0,79 1149,45

1. Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявление сигналов

Таблица 11 Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявления сигналов Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) Среднее BP на 1-е предъявление Среднее BP на 2-е предъявление Среднее BP на 1-е предъявление Среднее BP на 2-е предъявление Фон 349,33 312,66 343,66 307,66 Умственная нагрузка 329 298 325 282 Δ BP 20,3 14,6 18,6 25,6

В процессе работы с корректурной пробой у испытуемой М.Е. включаются механизмы программирования и активации в обоих полушариях. Показатели активации префронтальных зон соответствуют норме для данного возраста.

2. Усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций

Таблица 12 Средние значения право- и левополушарных реакций на этапах «фон» и «умственная нагрузка» этапы Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее фон 333,5 353 306,5 324,875 343,5 326,5 307 325,66 умственная нагрузка 334 304,5 302 310,625 333,5 300 277 303,5

Показатели право- и левополушарных реакций на все предъявляемые сигналы ниже средних значений по группе в целом.

3. Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон

Таблица 13 Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон Этапы эксперимента Правое полушарие (в мс) Левое полушарие (в мс) фон ВР_звук<ВР_свет<ВР_кожн ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет умственная нагрузка ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет ВР_звук<ВР_кожн<ВР_свет

Ведущей сенсорной системой является слуховая зона левого полушария. Внутриполушарные соотношения соответствуют норме.

4. Характер и величина активации показателей BP на умственную нагрузку

Таблица 14 Изменение показателей времени реакции после предъявления умственной нагрузки по сравнению с этапом «фон» Этапы эксперимента Правополушарные
реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее BP фон 333,5 353 306,5 324,87 343,5 326,5 307 325,66 BP умственная нагрузка 334 304,5 302 310,62 333,5 300 277 303,5 Δ BP -0,5 48,5 4,5 14,25 10 26,5 30 22,16

Процесс работы с корректурной пробой у испытуемой М.Е. сопровождался преимущественной активацией левополушарных сенсорных зон. При этом в правом полушарии активировались преимущественно кожные сенсорные зоны, в левом слуховые. Характер и величина активации полушарий соответствуют норме.

5. Показатели межполушарной асимметрии зрительных, слуховых и

кожных сенсорных зон

Таблица 15 Асимметрия времени реакции на зрительные, кожные, слуховые сигналы и асимметрия полушарных реакций в целом на этапах «фон» и «умственная нагрузка» Этапы эксперимента BP свет (в мс) BP кожн (в мс) BP звук (в мс) BP среднее (в мс) фон -10 26,5 -0,5 -0,79 умственная нагрузка 0,5 4,5 25 7,12

В процессе работы с корректурной пробой у испытуемой М.Е. изменился профиль межполушарной асимметрии, левое полушарие является доминирующим.

Схема перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания у испытуемой М.Е., изображена на фиг.3.

Вывод: Уровень развития избирательности внимания выше среднего. Механизмы программирования и регуляции деятельности развиты хорошо. Сформировавшаяся в процессе тестирования «констелляция» активности перцептивных зон является рациональной с точки зрения ее нейропсихологических механизмов и соответствует норме. Внутриполушарное соотношение сенсорных зон в норме. Ведущий анализатор - слуховая сенсорная зона левого полушария. Величина активации полушарий на уровне средних значений по группе. Доминирует активность левого полушария.

Пример 2. Особенности структурной организации функциональных систем в процессе исследования внимания у испытуемого К.Е. 18 лет

Таблица 16 Показатели право- и левополушарных реакций на зрительные, кожные и слуховые сигналы на этапах «фон» и «умственная нагрузка» Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) свет кожн звук свет кожн звук 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Фон 325 321 299 296 254 248 319 316 301 292 250 244 Умственная нагрузка 320 316 295 290 251 244 317 312 299 278 233 230

Эффективность внимания оценивалась работой с корректурной таблицей (3 цикла по 3 минуты каждый)

Таблица 17 Показатели эффективности внимания у испытуемого К.Е. 18 лет Показатели продуктивности Объем (кол-во знаков) точность эффективность 1-я нагрузка 654 0,79 516,66 2-я нагрузка 689 0,81 558,09 3-я нагрузка 573 0,77 441,21

1. Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявления сигналов

Таблица 18 Изменение времени реакций на 1-е и 2-е предъявления сигналов Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) Среднее BP на 1-е предъявление сигналов Среднее BP на 2-е предъявление сигналов Среднее BP на 1-е предъявление сигналов Среднее BP на 2-е предъявление сигналов Фон 347 327 345 304 Умственная нагрузка         328 321 345 341         Δ BP 19,3 5,3 0,33 -37

Величина изменения реакции на 1-е предъявление сигнала в правом полушарии имеет положительное значение и находится в пределах нормы. Ускорение времени реакции на 1-е предъявление сигналов, предъявляемых в левое полушарие, ниже нормы.

Величина изменения реакции на 2-е предъявление сигнала в левом полушарии имеет отрицательные значения. Признак является неблагоприятным для нормальной умственной работоспособности.

Т.о. у испытуемого К.Е. снижены функциональные возможности префронтальных и медиобазальных зон левого полушария. В правом полушарии снижены функциональные возможности медиобазальных зон.

2. Усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций

Таблица 19 Усредненные показатели право- и левополушарных реакций на зрительные, кожные и слуховые сигналы на этапах «фон» и «умственная нагрузка» Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные
реакции (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее фон 350 300 362 337 360 290 375 341 умственная нагрузка 340 285 350 325 375 270 385 343

Показатели времени сенсомоторных реакций ниже средних значений по группе, что свидетельствует о низком базальном уровне активности сенсорных зон коры в правом и левом полушариях.

3. Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон

Таблица 20 Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) Фон ВР_кожн<ВР_свет<ВР_звук ВР_кожн<ВР_свет=ВР_звук Умственная нагрузка ВР_кожн<ВР_свет<ВР_звук ВР_кожн<ВР_свет=ВР_звук

Для данного возраста характерно следующее соотношение активности сенсорных зон: BP_звук<BP_кожн<BP_свет. У испытуемого Е.К. доминирующим является кожный анализатор. Данное соотношение активности сенсорных зон определяет доминирование наглядно-действенного типа мышления.

4. Характер и величина активации показателей BP на умственную нагрузку

Таблица 21 Изменение показателей времени реакции после предъявления умственной нагрузки по сравнению с этапом «фон» Этапы эксперимента Правополушарные реакции (в мс) Левополушарные реакции (в мс) свет кожн звук среднее свет кожн звук среднее фон 350 300 362 337 360 290 375 341 умственная нагрузка 340 285 350 325 375 270 385 343 активация 10 15 12 12 -15 20 -10 -2

У испытуемого К.Е. работа с корректурной пробой вызывает активацию правого полушария и торможение левого за счет вытормаживания слуховых и зрительных сенсорных зон. Подобная реакция на умственную нагрузку является неблагоприятным признаком.

5. Показатели межполушарной асимметрии зрительных, слуховых и кожных сенсорных зон

Таблица 22 Асимметрия времени реакции на зрительные, кожные, слуховые сигналы и асимметрия полушарных реакций в целом на этапах «фон» и «умственная нагрузка» Этапы эксперимента BP свет (в мс) BP кожн (в мс) BP звук (в мс) BP среднее (в мс) фон -10 10 -13 -4 умственная нагрузка -35 15 -35 -38

В состоянии относительного покоя и в процессе работы с корректурной пробой у испытуемого К.Е. доминирует активность правого полушария, что позволяет предположить наличие у испытуемого «художественного» типа высшей нервной деятельности.

Схема перцептивных звеньев в структуре функциональной системы, реализующей процессы внимания у испытуемого К.Е., приведена на фиг.4.

Вывод

Уровень развития избирательности внимания ниже средних значений для данного возраста. Низкий «базальный» уровень активности головного мозга. Низкие функциональные возможности механизмов программирования деятельности и активации, осуществляемые лобными долями. Тонус сенсорных зон снижен (особенно слуховых и зрительных сенсорных зон в левом полушарии). Внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон не соответствует норме. Ведущий анализатор - кожный. Доминирует активность правого полушария.

Изобретение относится к области психологии. Измеряют время простой сенсомоторной реакции на зрительные, слуховые и кожные сигналы, предъявляемые в правое и левое полушария до и после умственной нагрузки. При этом сигнал каждой модальности предъявляют дважды с интервалом времени и определяют следующие показатели: разницу средних значений времени реакции на все раздражители, как на первое, так и на второе предъявление сигнала, усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций, внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон с определением показателя доминирующего анализатора, характер и величину активации показателей времени реакции на умственную нагрузку и показатели межполушарной асимметрии. Способ расширяет арсенал средств для изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания. 22 табл., 4 ил.

Способ изучения перцептивных звеньев в структуре функциональных систем, реализующих процессы внимания, включающий измерение времени простой сенсомоторной реакции на зрительные, слуховые и кожные сигналы, предъявляемые в правое и левое полушария до и после умственной нагрузки, отличающийся тем, что сигнал каждой модальности предъявляют дважды с интервалом времени; при этом определяют следующие показатели: разницу средних значений времени реакции на все раздражителя, как на первое, так и на второе предъявление сигнала, усредненные показатели скорости лево- и правополушарных реакций, внутриполушарное соотношение активности сенсорных зон с определением показателя доминирующего анализатора, характер и величину активации показателей времени реакции на умственную нагрузку и показатели межполушарной асимметрии.