ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ БАЗОВЫХ КОГНИТИВНЫХ ФУНКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2019 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к психофизиологии и может быть использовано для оценки базовых когнитивных функций человека.

Известны психофизиологические способы исследования функционального состояния человека и его готовности к различным видам деятельности, например, с помощью психофизиологических тестов [Ильин Е.П. Дифференциальная психология профессиональной деятельности. - М: 2003. - 307 с.].

Недостатком подобных способов является относительно узкая область их применения, не позволяющая, например, оценить базовые когнитивные функции человека.

Известен психофизиологический способ определения функционального состояния человека [RU 2268650, C1, А61В 5/16, 27.01.2006.], заключающийся в предъявлении ему сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей его реакции на предъявленные сигналы и оценке работоспособности по относительному отклонению значений измеренных показателей, при этом, сигналы формируют в виде требующих решения тестов, условия и результаты решения которых выводят на экран видеоконтрольного устройства, количество тестов для отдохнувшего и утомленного состояний задают одинаковым и предъявляют их человеку-оператору в случайной последовательности с частотой, изменяемой пропорционально частоте их решения, измеряют суммарное полное время от начала до конца решения заданного количества тестов, измеряют суммарное время запаздывания вывода на экран видеоконтрольного устройства предъявленных человеку-оператору условий тестов и результатов их решений с учетом исправлений, определяют количество правильно решенных тестов и суммарное чистое время решения заданного количества тестов, а оценку работоспособности производят по относительному изменению среднего времени правильного решения теста в соответствии с заданным выражением.

Недостатком этого способа является относительно узкая область его применения, не позволяющая оценить, в частности, базовые когнитивные функции человека.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ [RU 2546090, C1, А61В 5/16, 10.04.2015], включающий предъявление человеку в случайном порядке различающихся по характеристикам стимулов и регистрацию времени сенсомоторной реакции нажатием на кнопку, причем, предъявляют различающиеся по цвету и длительности свечения зрительные стимулы в виде цветовых пятен, перемещаемых по дискретным позициям на экране нейтрального фона с остановками, причем, единовременно на текущей дискретной позиции предъявляют только одно пятно, цвет которого отличен от цвета пятна на предыдущей и последующей позициях, а длительность свечения пятен характеризуется первой и, увеличенной относительно первой, второй длительностью, при этом, регистрируют время реагирования только на предъявление пятна с увеличенной длительностью посредством нажатия на кнопку, соответствующую цвету текущего пятна, определяют число ошибок, среднеарифметическое время реагирования на сигналы за весь тест, по которым оценивают состояния человека.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкая область его применения, поскольку оно не позволяет оценить, в частности, базовые когнитивные функции человека.

Задачей, которая решается в изобретении, является расширение арсенала технических средств, используемых для оценки базовых когнитивных функций человека, путем расширения области применения известного способа.

Требуемый технический результат заключается в расширения области применения способа путем применения арсенала технических средств, обеспечивающих оценку базовых когнитивных функций человека.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в способе, согласно которому испытуемому предъявляют зрительные стимулы в виде кружков на сенсорном экране с нейтральным фоном и регистрируют время его реагирования с последующим вычислением показателей функционального состояния испытуемого, согласно изобретения, предъявление зрительных стимулов в виде кружков на сенсорном экране производят последовательно в четыре серии, в первой из которых испытуемому многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора и испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, после чего кружок выводят на другое место экрана, и по результатам первой серии определяют число промахов испытуемого и среднее время свободной реакции, во второй серии изменяют цвет кружка, многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора испытуемому, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, постепенно сокращают время предъявления и по результатам второй серии определяют среднее время свободной реакции на измененный по цвету кружок и максимальное ускорение относительно среднего времени свободной реакции, в третьей серии в случайной последовательности предъявляются кружочки двух различных цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, один из которых, который соответствует основному цвету, при нажатии убирают с экрана, а при нажатии на другой формируют короткий звуковой сигнал и по результатам третьей серии определяют количество промахов при нажатии, количество повторных нажатий и среднее время свободной реакции, а в четвертой серии, последовательно предъявляют три матрицы с кружками двух и четырех цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружков, при нажатии исключают кружки заданного цвета и по результатам четвертой серии определяют количество промахов при нажатии, количество нажатий на кружки не основного цвета и среднее время свободной реакции.

Предложенный психофизиологический способ оценки базовых когнитивных функций человека реализуется следующим образом.

Для его реализации используется компьютерная техника для измерения временных характеристик реакции испытуемого в ситуации свободного выбора для исследования базовых когнитивных функций человека. Это позволяет провести дифференциальную диагностику когнитивных нарушений и психофизиологические исследования индивидуальных различий в составе комплексных психофизиологических исследований.

Предложенный способ не имеет возрастных ограничений, не зависит от социокультурных особенностей испытуемого, не требует развернутой инструкции и контакта с экспериментатором, что дает возможность использовать способ в работе с людьми с нарушениями речевых и коммуникативных функций, исследования занимают от 5 до 15 минут и позволяют количественно оценить базовые когнитивные функции человека и/или их нарушения.

Объектом исследования являются измеряемые характеристики процесса восприятия, интерпретации и решения простейшей когнитивной задачи. Сама задача является латентной, поскольку цель не задается извне, а формируется самим испытуемым в процессе деятельности, а алгоритм подбора параметров предъявления зрительных стимулов учитывает индивидуальные темповые характеристики деятельности испытуемого.

Способ реализуется в форме проведения последовательно четырех серий, в ходе которых испытуемый действует самостоятельно. Во всех сериях фиксируется время, точность и последовательность всех реакций. Серии следуют друг за другом без перерывов и дополнительных инструкций.

Первая серия. Испытуемому предъявляется кружок на экране сенсорного монитора (например, кружок синего цвета на светлом фоне) и предлагается нажать на него. После нажатия кружок исчезает и появляется в другом месте экрана. Время предъявления стимула не ограничивается. Измеряемые параметры: точность нажатий (количество промахов) - КП1 и время свободной реакции ВСР, которое определяется, например, по временам реакции по 15 последним точным нажатиям при количестве предъявлений, равном 20. Возможные причины промахов: нарушения зрительно-моторных координаций, опережение, ложный прогноз, снижение внимания и др.

Вторая серия. Изменяется цвет стимула, время предъявления ограничивается и постепенно уменьшается (интервал вычисляется автоматически с учетом данных первой серии). Время предъявления ограничивается, например, после пятого стимула время по логарифмической зависимости с основание 0,5. Предъявление продолжается до пяти последовательных промахов Измеряемые параметры: время реакции на новый стимул ВН, время реакции - BP, максимальное ускорение махУ в процентах, относительно среднего BP. Этот показатель отражает относительное уменьшение времени реакции по сравнению со свободной реакцией.

Третья, дифференцировочная, серия - в случайной последовательности предъявляются кружочки двух цветов, исчезающий при нажатии (как в серии 1) и «блокированный», при нажатии на которой подается звуковой сигнал. Время предъявления блокированного стимула определяется алгоритмически по результатам первой серии. Время предъявления блокированного стимула определяется алгоритмически по результатам первой серии. Блокированный стимул исчезает через промежуток времени, равный ВСР*2, и при нажатии на который формируют звуковой сигнал. Предъявляют, например, 20 стимулов (по 10 каждого цвета), чередующихся в случайном порядке. Время предъявления основного стимула не ограничено, он исчезает после нажатия и предъявляется следующий в другой части экрана. Измеряемые параметры: точность (КП3), количество повторных нажатий (КПН) и время реакции (ВР3), как среднее время реакции вычисляется для основного (исчезающего) стимула. КПЗ - общее количество промахов в третьей серии, КПН - количество повторных нажатий на блокированный стимул, ВР3 - среднее время нажатия на основной стимул.

Четвертая серия. Последовательно предъявляется три матрицы со стимулами двух и четырех цветов, при нажатии исчезают только кружки основного цвета. Матрица, в частном случае, это поле, в котором в виде таблицы 5×5 расположены 25 кружочков, такого же размера, как в предыдущих сериях. Первая матрица - кружки двух цветов - основного и того который был блокированным, например, синий и красный. Вторая матрица такая же по форме, но кружки четырех цветов, третья - аналогична второй, но некоторые кружки большего размера. Основной цвет тот, который предъявляется в первой серии Измеряемые параметры: точность (КП4), время реакции (ВР4), количество нажатий на блокированные стимулы (КБН).

Измеряемые показатели: Время свободной реакции (ВСР) - отражает темповые характеристики деятельности субъекта: коэффициент сенсомоторной лабильности - (вычисляется по числу промахов, зафиксированных в ходе выполнения теста отдельно для каждой серии и суммарно) - отражает общее и динамическое состояние сенсомоторной системы. Коэффициент ОР - отражает баланс ориентировочной и оборонительной реакции. Мотивационный индекс - вычисляется по формуле, учитывающей чисто повторных нажатий на блокированные стимулы.

Время свободной реакции (ВСР) - отражает темповые характеристики деятельности субъекта. Он вычисляется в первой серии и служит эталоном для вычисления параметров предъявления стимулов в последующих сериях. Коэффициент сенсомоторной лабильности вычисляется по числу промахов, зафиксированных в ходе выполнения серий отдельно для каждой из их и суммарно, что отражает общее и динамическое состояние сенсомоторной системы.

Ориентировочная и оборонительная реакция - безусловно-рефлекторный ответ на новых раздражитель. Если раздражитель опознается как несущественный, оборонительная реакция не развивается. В нашей задаче ориентировочная реакция выражается в задержке реакции (при некоторых нарушениях она отсрочена), испытуемый может задать вопрос, констатировать, что теперь другой цвет и продолжить работу. В случае преобладания оборонительной реакции, задержка очень значительная, человеку требуется подтверждение, что можно продолжать. Это соотношение отражает коэффициент баланса ОР, который вычисляется по временной задержке реакции, возникающей при первой смене цвета стимула (переход от серии 1 к серии 2. = Время первого нажатия (в % от ВСР).

На характеристики деятельности существенное влияние оказывает мотивация. Мотивационный компонент отражает внутренне стремление испытуемого выполнить задание без внешнего побуждения и вычисляется по числу чисто повторных нажатий на блокированные стимулы в сопоставлении с показателем максимального ускорения.

Помимо приведенных количественных показателей, способ позволяет качественно оценить индивидуальные различия в интерпретации латентной задачи. Эти различия связаны с индивидуально-типологическими особенностями личности испытуемого. По результатам обработки измеренных показателей выделяются четыре основных типа интерпретации латентной задачи: аналитический, экспериментальный, алгоритмический и неопределенный.

Темповые характеристики когнитивной деятельности - это реакция на новизну, реакция на препятствие, внимание, логическое и экстраполяционное мышление также позволяет оценить влияние факторов мотивации и индивидуальной интерпретации на процесс решения.

Индивидуальные интерпретации задачи.

В ходе наблюдения за испытуемыми были выявлены различные варианты восприятия и интерпретации предлагаемых задачей «событий».

При смене цвета стимула (серия 2) испытуемые либо констатировали изменения «теперь другие пошли…» либо обращались к экспериментатору с вопросами («надо ли нажимать на кружки другого цвета?»), что в большинстве случаев сопровождалась увеличением времени первой реакции. В ряде случаев наблюдалось игнорирование изменений или отсроченная констатация. Эти реакции могут отражать как уровень внимания, так и уверенность в своих действиях.

Уменьшение времени предъявления стимула также вызывало различную реакцию: от пассивной констатации «они убегают…» до активного взаимодействия «надо догонять!». Подобные варианты интерпретации могут отражать характеристики темперамента, познавательной активности и внутренней мотивации.

Звуковой сигнал при нажатии на блокированный стимул (серия 3) также воспринимался испытуемыми по-разному («сбой программы», «запрет нажатия», «необходимость повторных нажатий» и др.), чему соответствовали дальнейшие действия. Одни испытуемые ставили перед собой задачу найти способ убрать стимулы и были уверены, что решили ее. Другие, убедившись в том, что блокированные стимулы исчезают сами, больше не нажимали на них. Описанные варианты могут быть связаны с типологическими особенностями мышления и познавательной активности.

Последовательность нажатий на кружки при предъявлении матриц испытуемому свидетельствует о восприятии латентной задачи и экстраполяции полученных выводов на новую ситуацию. Так испытуемые, пришедшие к выводу о том, что при нажатии исчезают только стимулы определенного цвета, выбирали в матрицах преимущественно соответствующие этому кружки. В ряде случаев обучение происходило непосредственно при работе с матрицами, что отражалось в снижении числа нажатий на блокированные стимулы. Но были и варианты «механического» выполнения первоначальной инструкции, когда все стимулы нажимались последовательно без учета результата.

Таким образом, благодаря усовершенствованию известного способа, обеспечивается достижение требуемого технического результата, заключающегося в расширении арсенала технических средств, используемых для оценки базовых когнитивных функций человека и расширение области применения способа.

Изобретение относится к психофизиологии и может быть использовано для оценки базовых когнитивных функций человека. Согласно изобретению испытуемому предъявляют зрительные стимулы в виде кружков на сенсорном экране с нейтральным фоном и регистрируют время его реагирования с последующим вычислением показателей функционального состояния испытуемого, причем предъявление зрительных стимулов в виде кружков на сенсорном экране производят последовательно в четыре серии, в первой из которых испытуемому многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора и испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, после чего кружок выводят на другое место экрана, во второй серии изменяют цвет кружка, многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора испытуемому, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка и постепенно сокращают время предъявления, в третьей серии в случайной последовательности предъявляются кружочки двух различных цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, один из которых, который соответствует основному цвету, при нажатии убирают с экрана, а при нажатии на другой формируют короткий звуковой сигнал, а в четвертой серии последовательно предъявляют три матрицы с кружками двух и четырех цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружков, при нажатии исключают кружки заданного цвета и по результатам четвертой серии определяют количество промахов при нажатии, количество нажатий на кружки не основного цвета и среднее время свободной реакции.

Психофизиологический способ оценки базовых когнитивных функций человека, согласно которому испытуемому предъявляют зрительные стимулы в виде кружков на сенсорном экране с нейтральным фоном и регистрируют время его реагирования с последующим вычислением показателей функционального состояния испытуемого, отличающийся тем, что предъявление зрительных стимулов в виде кружков на сенсорном экране производят последовательно в четыре серии, в первой из которых испытуемому многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора и испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, после чего кружок выводят на другое место экрана, и по результатам первой серии определяют число промахов испытуемого и среднее время свободной реакции, во второй серии изменяют цвет кружка, многократно последовательно предъявляют кружок на экране сенсорного монитора испытуемому, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, постепенно сокращают время предъявления и по результатам второй серии определяют среднее время свободной реакции на измененный по цвету кружок и максимальное ускорение относительно среднего времени свободной реакции, в третьей серии в случайной последовательности предъявляются кружочки двух различных цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружка, один из которых, который соответствует основному цвету, при нажатии убирают с экрана, а при нажатии на другой формируют короткий звуковой сигнал, и по результатам третьей серии определяют количество промахов при нажатии, количество повторных нажатий и среднее время свободной реакции, а в четвертой серии последовательно предъявляют три матрицы с кружками двух и четырех цветов, испытуемый касается экрана в месте предъявления кружков, при нажатии исключают кружки заданного цвета и по результатам четвертой серии определяют количество промахов при нажатии, количество нажатий на кружки не основного цвета и среднее время свободной реакции.