Устройство для исследования функций внимания Советский патент 1992 года по МПК A61B5/16 

О

о о

N5

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для исследования функций внимания спортсменов-акробатов.

Известно устройство для исследования функций внимания, содержащее блок ввода информации, коммутатор, программный блок, таймер, блок предъявления информации, программатор, два счетчика и блок индикации. Это устройство выявляет объем внимания, но не позволяет определит формирование осознанного произвольного внимания, обеспечивающего выполнение соответствующих действий.

Известно устройство для исследования реакций, содержащий пулът испытуемого, излучатель, генератор ультразвуковой частоты, приемник, блок преобразования, пересчетную схему, блок контроля и пульт руководителя. Это устройство позволяет фиксировать время скрытого возбуждения и тормо)ения при отсутствии звуковых помех. .;.,, . ..,- .

Наиболее близkим к заявляемому изобретению является тренажер оператора систем управление, содержащий последовательно включенные пульт оператора, блок управления и блок регистрации, коммутатор, блок предъявления информации, блок задания времени экспонирования, первый выход которого соединен с управляющим входом блока предъявления информации, формирователь двоичных кодов, блок шумовых помех, первый и второй блоки сравнения и блок совпадения, первый и второй групповые входы которого соединены с соответствующими групповыми выходами блока регистрации, второй вход которого подключён к второму входу блока управления, первый выход соединен с вторыми входами блоков задания времени зкспонирования и шумовых помех, с третьим входом блока регистрации и с седьмым входом блока управления,.а второй выход т С третьим входом блока шумовых помех, с четвертым входом блока регистрации и с вторым входом формирователя двоичных кодов, первый входитретий выход которого подклю чены соответственно к первому выходу и к первому входу блока задания времени экспонирования, третий вход - к второму выходу пульта оператора, групповой выход

-к групповым входам блока предъявления информации и первого и второго блоков сравнения, первый, второй и пятый выходы

-соответственно к первому, второму и третьему входам коммутатора, четвертый выход -- к первому входу блока шумовых помех, а шестой выход - к четвертому входу коммутатора и второму входу блока управления, третий вход которого соединена вторым выходом блока задания времени экспонирования, четвертый и пятый входы - с выходами соответственно первого и второго блоков сравнения, а шестой вход связан С вторым входом пульта оператора и подключен к шестому выходу коммутатора, пятый выход которого соединен с первым входом пульта оператора, первым выходом подключенного К; пятому входу блока регистрации, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения и первым и вторым входами второго блока сравнения, третьи входы которых подключены к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с третьим входом блока совпадения.

Однако данное устройство не позволяет определить формирование осознанного произвольного внимания, характеризующего степень готовности спортсмена-акробата к выполнению ключевого элемента прыжковой комбинации, что сужает его дидактические возможности.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей путем определения степени формирования осознанного произвольного внимания, характеризующего готовность спортсмена-акробата к выполнению ключевого- элемента прыжког вой комбинации за счет выявления сосредоточенности внимания в условиях изменяющейся по силе звуковой помехи и с. учетом времени реакции при воспроизведем НИИ ключевого элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее формирователь двоичных кодов, блок предъявления информации, вход группы которого соединен с выходами группы формирователя двоичных кодов, блок управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя двоичных кодов, блок задания времени экспонирования, первый выход которого соединен с вторым .входом блока управления, блок регистрации правильных ответов, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, пуИьт обучаемого (испытуемо го), первый выход которого соединен с вторым входом блока регистрации правильных Ответов, а второй выход - с третьим входом блока управления, и блок шумовых помех, введены блок программ, блок регистрации времени ответной реакции и генератор временных меток, выход которого соединен с первым входом блока шумовых помех и с первым входом блока регистрации времени ответной реакции, второй вход которого

подключен к первому выходу пульта испытуемого, а третий вход - к второму выходу блока управления, третий выход которого соединен с входом формирователя двоичных кодов, четвертый аыход-с соответструющим входом блока регистрации времени ответной реакции и о входом блока предьлвления информации, пятый выход - с входом блока программ, выходы группы которого подключены к входам группы блрка регистрации прав ильных отв1етов и к входам группы блока регистрации времени ответной реакции, шестой выход - с входом генератора временных меток и вторым входом блока шумовых помех, а седьмой выход с третьим входом блока задания времени экспонирования, первый и второй входы которого подключены соответственно к собт,ветст вующим выходам блока управления и пульта испытуемого, а второй выход -: к четвертому входу блока управлений и входу пульта испытуемого, третий выход которогр соединен с пятым входом блока управления.

: . ;. . :,. : :..,,;V

Другое отличие сострит в том. что блок управления содержит RS-трйггер. первый и второй элементы запрета, управляющие входы которых соединены с первым и вторым (единичным и нулевым) выходами RSтриггера соответственно, последовательно включенные первый одновибратор. выход которого является вторым, выходом блока, третий элемент запрета, управляющий вход которого является четвертым входом блока. первый элемент ИЛИ. второй и третий входы которого соединены с S- и R-входами триггера и являются пятым и третьим входами блока соответственно, и генератор тактовых импульсов, выход которого является третьим выходом блока и соединен с информационным входом первого элемента запрета, выход которого является первым выходом блока, и последовательно вкдю ченные второй одновибратор, вход которого является первым входом блока и соединен с информационным входом второго элемен Та запрета, выход которого является пятым выходом блока, а выход подключен к входу второго элемента задержки, выход которого является седьмым выходом блока, второй элемент ИЛИ, второй вход которого является вторым входом блока и соедине Н с входами первого одновибратора и третьего элемента задержки, выход которого является четвертым выходом блока, и первый элемент эадержки, выход которого подключен к второму входу генератора тактовых импульсов, а второй выход триггера является шестым выходом блока.

Кроме того, блок регистрации времени ответной реакции содержит RS-триггер. R-и S-входы которого являются соответственно вторым и третьим входами блока, и последовательно включенные группу трехвходовых элементов И, первый, второй и третий входы которых являются соответственно первым, четвертым входами и входом группы блока, элемент ИЛИ, элемент запрета, управляющий вход которого соединен с выходом триггера.и счетчик.

Кроме того, блок шумовых помех содержит последовательно включенные генератор синусоидального сигнала, вход которого является вторым входом блока, ключ, второй вход которого является первым входом блока, усилитель и головные телефоны.

Эти новые признаки позволяют определить на фоне изменяющейся тональной (звуковой) помехи степень формирования осознанного произвольного внимания, т.е. готовность спортсмена-акробата к выполнению ключевого элемента прыжковой комбинации. Другие известные технические решения, обладающие аналогичной совокупностью существенных признаков, отсутствуют.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема формирователя двоичных кодов; на фиг. 3 то же блока управления; на фиг. 4 - то же блока задания времени экспонирования; на фиг. 5 - то же блока регистрации правильных ответов; на фиг. 6 - то же блока регистрации времени ответной реакции; на фиг. 7

-то же блока шумовых помех; на фиг. 8 - то же блока программ; на фиг. 9 - то же блока предъявления информации; на фиг. 10 - то же пульта испытуемого; на фиг. 11 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для исследования функций внимания содержит формирователь 1 дво ичных кЬдов, блок 2 управления, блок 3 задания времени экспонирования, блок 4 регистрации правильных ответов, блок 5 регистрации времени ответной реакций, блок 6 шумовых помех, блок 7 программ, генератор 8 временных меток (частота следования 1000 Гц), блок 9 предъявления информации и пульт 10 испытуемого.

Выход группы формирователя 1 соединен с входом группы блока 9. а выход и вход

-с первым входом и третьим выходом блока 2, первый выход которого подключен «соответствующим входам блоков 3 и 4, второй выход - к третьему входу блока 5, четвертый выход - к соответствующему входу блока 5 и к управляющему входу блока 9, пятый выход - к входу блока 7, шестой выход - к

второму входу блока 6 и к входу генератора 8, седьмой выход и второй вход - к третьему входу и первому выходу блока 3 соответственно, а ПЯТЫЙ вход - к третьему выходу пульта 10. Второй выход блока 3 соединен с четвертым входом блока 2 и с входом пульта 10.

Выход группы блока 7 соединен с входами групп блоков 4 и 5, Выход генератора 8 соединен с первыми входами блоков 5 и 6. Второй выход пульта 10 соединен стретьим входом блока 2 и с вторым входом блока 3, а первый выход - с вторыми входами блоков 4и5.. . -;. ., , ;; : V Формирователь 1 двоичных кодов имеет генератор 11 псевдослучайной последовательности импульсов (трехраэрядный) и элемент И 12.

Блок 2 управления содержит генератор 13 тактовых импульсов, КЗ триггер 14. первый и второй одновибраторы 15 и 16, первый - третий элементы 17-19 запрета, первый и второй элементы ИЛИ 20 и 21, и первый - третий элементы 22-24 задержки.

Блок 3 задания времени экспонирования включает регистр 25 сдвига, группу элементов И 26i-26io, многовходовый одновибратор 27, элемент 28 задержки и элемент ИЛИ 29.

Блок 4регистрации правильных ответов содержит счетчик 30, дешифратор 31, группу элементов И 32i-327, элемент ИЛИ 33 и счетчик 34.

Блок 5 регистрации времени ответной реакции включает группу элементов И 35i35. элемент ИЛИ 36, элемент 37; запрета, RS триггер 38 и счетчик 39.

Блок 6 шумовых помех содержит генератор 40 синусоидальных сигналов частотой 0,5 Гц, ключ 41. усилитель 42 и головные телефоны 43.

Блок 7 программ включает светоДиоды 44i-447 и кнопки 45i-457С зрриетиром.

Блок 9 предъявления информации имеет преобразователь 46 код - код и индикатор 47.; : : ;. ;,л ;,:.;..; . : . :

Пульт 10 испытуемого содержит тумбг лер 48 включения питания, одновибратор 49 (потенциальный), кнопку 50 Пуск, кнопку 51 Ответ (формирователь одиночных импульсов) и транспарант 52 Конец.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно тренер на блоке 7 нажатием соответствующей кнопки 45 включает для запоминания и последующего воспроизведения ключевой элемент при обработке выполняемой прыжковой комбинации, например приземления, силуэт которого обозначен цифрой 5.,.

Затем испытуемый тумблером 48 пульта

10включает питание, подавай напряжение на элементы устройства.

Передний фронт единичного потенциала с выхода тумблера 48 запускает одновибратор 49, импульс с выхода которого (фиг. 11а) устанавливает регистр 25. счетчики 30, 34 и 39 в исходное состояние, и поступает на S-вход RS-триггера 14 блока 2, перебросив (подтвердив) его единичное положение (фиг. 11б)подав единичный потенциал науправляющий вход элемента 17, заблокировав выход последнего, а через элемент ИЛИ 20 - на первый вход .генератора 13, включив последний.

Тактовые импульсы с выхода генератора 13(фиг. 11в) поступают на вход генератора 11 формирователя 1, вызвав появление на его групповом выходе кодовых комбинаций, которые прикладываются к входам элемента И 12 и преобразователя 46 блока 9.

При поступлении с выходов генератора

11трех единиц на вхОды элемента И 12 на выходе последнего появится единичный потенЦиал(фиг. 11г), который подается на вход одновибратора 16 блока 2 и через информационный вход элемента 18, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с второго выхода RS-триггера 14, - на выходы светодиодов 44 блока 7, засветив отрабатываемый ключевой элементов данном случае силуэт приземления, обозначенный цифрой 5). ;. : Передний фронт импульса с выхода элемента И 12 формирователя 1 сформирует на выходе одновибратора 16 блока 2 импульс, который через элемент ИЛ И 21 поступает на вход элемента 22 (время задержки послед него равно длительности тактового импульса). Задержанный импульс с выхода элемента 22 (фиг. 11д) поступает на второй вход генератора 13, включив последний.

, Светящийся пятый светодиоД 445 на блоке 7 указывает испытуемому, что при выполнении прыжковой комбинации он должен концентрировать свое внимание на выполнении элемента, силуэт которого обозначен цифрой 5 (приземление), а в предъявляемом ряду (последовательности) цифр фиксировать нажатием кнопки 51 пульта 10 только цифру 5.

После уяснения задания испытуемый надевает головные телефоны 43 блока 6, в которых при высвечивании цифр на индикаторе 47 блока 9 будет создаваться шумовая (тональная) синусоидальная (изменяющаяся по В1еличине) помеха, и нажимает кнопку 50 Пуск пульта 10, импульс с выхода которой (фиг. Не) подается на информационный вход регистра 25 блока 3 и через элемент 28

задержки и элемент ИЛИ 29 на тактовый вход, записав единицу в первый разряд. Единичный потенциал с первого выхода регистра 25 прикладывается к первому входу элемента И 26-1.

Одновременно импульс с выхода кнопки 50 поступает на R-вход RS- триггера 14 блока 2. нулевой потенциал с выхода кото рого (фиг. 116) снимает блокировку с выхода элемента 17 запрета, а единичный потенциал с другого выхода блокирует выход элё мента 18 запрета, гасит светодиод 445 блока 5, запускает генератор 8 временных меток ii генератор 40 блока 6. помеха с выхода которого через головные телефоны 43 воздействует на слуховые анализаторы испытуемого. Этот же импульс через элемент ИЛИ 20, подается на первый вход генератора 13 блока 2, запустив последний.

Тактовый импульс (фиг. 11 в) с выхода генератора 13 поступает на вход генератора 11, вызвав появление на его выходах кодо вой комбинации, которая прикладывается к входам группы преобразователя 46 блока 9 и к входам элемента И 12 и через элемент 17 блока 2 и элемент И 261 блока 3, на первый вход которого подан единичный потенциал с выхода регистра 25. - на вход одновибратора 27, вызвав появление на его выходе импульса длительностью 2 с (фиг. 11ж). Этот импульс прикладывается к.одновибратору 15 блока 2 и элементу 24 задержки и через элемент ИЛИ 21 и элемент 2i задержки поступает на второй вход генёра тора 13, выключив последний (фиг. 11 в).

Одновременно импульс с выхода элемента 17 поступает на вход счетчика 30 блока 4, вызвав появление единичного потенциала на первом выходе дешифратора 31, который прикладывается к первым входам элементов И 32, вторые входы которых соединены с выходом кнопки 51 пульта 10; а третьи входы элементов И 32 с выходами соответствующих кнопок 45 блока 7.

Задержанный импульс с выхода элемента Й4 блока поступает на управляющий вход преобразователя 45 блока 9. высветив ; на индикаторе 47 соответствующую цифру, и на первые входы элементов И 35 блока 5, вторые входы которых соединены с выходом генератора 8 временных меток, а третьи входы - с выходами соответствующих кнопок45блока7.

Если высвеченная на индикаторе 47 Цифра не соответствует цифре, которой обозначен ключевой элемент, то испытуемый никаких действий не производит, сбответствук}щие элементы И 32 и 35 блоков 4 и 5 блокируются нулевыми потенциалами с выходов блока 7. Если же высвеченная цифра на индикаторе 47 соответствует ключево му элементу, то на третьи входы И 32 и 35 подан единичный потенциал. При предъявлении ключевой цифрь с началом высвечивания временные метки (фиг. Из) с выхода генератора 8 через соответствующий элемент И 35 (в нашем примере пятый), элемент ИЛИ 36 и элемент 37 запрета, на управляющий вход которого подан нулевой потенциQ ал с выхода RS-триггера 38, поступают на вход счетчика 39. Испытуемый в этом случае должен нажать кнопку 51 на пульте 10 с максимальной бь1стротой.

При верном ответе импульс с выхода

5 кнопки 51 (фиг. 11 и).поступает на второй пход элемента И 32 блока 4 (на всех входах соответствующего элемента И 32 - логические единицы), импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 33 поступает на вход

0 счетчика 34, зафиксировав правильный ответ, и на S-вход RS-триггера 38 блока 5, единичный потенциал с выхода которого блокирует выход элемента 37, прекращая подачу временных меток (фиг. 11з) на вход

5 счетчика 39, если испытуемый произвел ответ (нажатие кнопки 51) при свечении ключевой (заданной) цифры.

По окончании Импульса с выхода одновибрэтора 27 блока 3 на выходе одновибра0 тора 15 блока 2 за счет заднего фронта сформируется короткий импульс (фиг. 11 к), который поступит на R-вход RS-триггера 38 блока 5, перебросит последний, сняв блокиг ровку с выхода элемента 37. Одновременно

5 импульсе выхода одновибратора 15 через элемент ИЛИ 20 поступит на первый вход генератора 13, включив последний. Испытуемому предъявляется следующая цифра. Неверные ответы счетчиками 34 и 39 не

0 фиксируются.

Неверные задержанные ответы фиксируются счетчиком 39 - заполняется временными метками весь соответствующий интервал (время предъявления).

5На индикаторе 47 блока 9 в каждом цик.ле. последовательно высвечиваются семь : разных цифр, из которых испытуемый должен выбрать цифру, соответствующую ключевому элементу заданной прыжковой

0 комбинации.

По окончании первого цикла (при высвечивании седьмой цифры)-на выходе одновибратора 16 блока 2 появится короткий ч импульс, который поступит на вход элемента 23 и вход элемента ИЛ Й21. Задержанный импульс с выхода элемента 23 через элемент ИЛИ 29 поступает на тактовый вход регистра 25, переместив единицу на второй выход группы (уменьшив время экспонирования на 0.2 с).

По окончании предъявления седьмой цифры цикла короткий импульс с выхода одновибратора 15 запускает генератор 13, тактовый импульс с выхода которого подается на вход генератора 11 и через элемент 17 - на управляющий вход блока 3 (через элемент И 26 - на вход одновибратора 27) и на вход счетчика 30 блока 4, переместив, единичный потенциал на второй выход дешифратора 31, т.е. процесс повторяется аналогично описанному выше. ,

При экспонировании седьмой цифры десятого цикла импульс с выхода одновибраторс 16 блока 2, поступивший на тактовый вход регистра 25 блока 3. передвинет единицу на одиннадцатый выход, засветив транспарант 52 Конец на пульте 10 (фиг. 11л). Импульс с,одиннадцатого выхода регистра 25 поступит на управляющий вход элемента 19, предотвратив подачу короткого импульса с выхода одновибратора 15 на запуск генератора 13..

Руководитель снимает показания со счетчиков 34 и 39. по которым судит о возможностях отработки спортсменом заданного ключевого элемента прыжковой комбинации в условиях, приближенных к соревновательным. ,

Использование заявляемого изобретения в устройствах для исследования функций внимания в сравнении с прототипом позврляетопределить степень осознанного произвольного внимания, характеризующего готовность спортсмена-акробата к выполнению ключевого элемента прыжковой комбинации, дающего возможность судить о приобретении навыка раскованного сосредоточения, приводящего к появлению увлечения в процессе сознательной отработки комплекса, т.е. выработке послепроизвольного внимания. Это способствует проведению тренировок спортсменов на высоком эмоциональном уровне.

Ф о р м у л af и 3 о б р е т € и и я

1. Устройство для исследования функций внимания, содержащее формирователь Двоичных кодов, блок предъявления информации, вход группы которого соединей с выходом группы формирователя двоичных кодов, блок управления, первый вход которого соединен с выходом формирователя двоичных кодов, блок задания времени экспонирования, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, блок регистрации правильных ответов, первый вход которого соединен с соот етствующим входом блока управления, пульт испытуемого первый выход которого соединен с вторым входом блока регистрации правильных ответов, а второй выход - с

третьим входом блока управления, и блок, шумовых помех, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем определения степени

формирования осознанного произвольного внимания, в него введены блок программ, блок регистрации времени ответной реакции и генератор временных меток, выход которого соединен с первым входом блока

0 шумовых помех и с первым входом блока регистрации времени ответной реакции, второй вход которого подключен к первому выходу пульта испытуемого, а третий вход к второму выходу блока управления, третий

5 выход которого соединен с входом формирователя двоичных кодор. четвертый выход - с соответствунэщим входом блока регистрации времени ртветной реакции и с входом блока предъявления информации, пятый выход - с входом блока программ, выход группы которого подключен к входам групп блока регистрации правильных ответов и блока регистрации времени ответной реакции, шестой выход - с входом генератора

5 временных меток и вторым входом блока шумовых помех, а седьмой выход - с третьим входом блока задания времени экспонирования, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам

0 блока управления и пульта испытуемого, а второй выход - к четвертому входу блока управления их входу пульта испытуемого, третий выход которого соединен с пятым входом блока управления.

5 2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит RSтриггер, первый и второй элементы запрета, управляющие входы которых соединен с единичным и нулевым выходами RS-тригге0 ра соответственно, последовательно включенные первый одновибратор, выход которого является вторым выходом блока управления третий элемент запрета, управляющий вход кото|эого является четвертым

5 входом блока, первый элемент ИЛИ. второй и третий входы которого соединены с S- и R-входами тpиггepia и являются пятым и третьим входами блока соответственно и генератор тактовых импульсов; выход которого является третьим выходом блока и связан с информационным входом первого элемента запрета, выход которого является первым выходом блока, и последовательно включенные второй одновибратор вход которого является первым входом блока и связан с информационным входом второго элемента запрета, выход которого является пятым выходом блока, а выход подключен к входу второго элемента задержки, выход которого является седьмым выходом блока.

второй элемент ИЛИ. второй вход которого является вторым входом блока и связан с входами первого одновибратора и третьего элемента задержки, выход которого является четвертым выходом блока, и первый элемент задержки, выход которого подключен к второму входу генератора тактовых им пульсов, а второй выход триггера является шестым выходом блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ я тем, что блок регистрации времени ответной реакции содержит Я5-тригге|,Я и З входы которого являются вторым и третьим входами блока регистрации соответственно, и последовательно включенные

группу трехвходовых элементов И, первый, второй и третий входы которых являются первым, четвертым входами и входом группы блока соответственно, элемент ИЛИ.

элемент запрету, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, и счетчик.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е ес я тем. что блок шумовых прмех содержит

последовательно включенные генератор синусоидального сигнала, вход которого является вторым входом блока шумовых помех, ключ, второй вход которого является первым входом блока, усилитель и головные

телефоны.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано .для исследования функций внимания спортсменов-акробатов. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем оп ределения степени формирования осознанного произвольноговнимания. Устройство содержит формирователь 1 двоичнь1х кодов, блок 2 управления, блок 3 задания времени экспонирования, блок 4 регистрации правильных ответов,, блок 5 регистрации времени ответной реакции, блок 6 шумовых помех, блок 7 программ, генератор 8 временных меток, блок 9 предъявления информации и пульт 10 испытуемого. Введение в устройство блока 7 программ, блока 5 регистрации времени ответной реакции, генератора В временных меток, а также выполнение блока 2 управления и блока б шумовых помех дало возможность определить на фоне изменяющейся синусоидально звуковой помехи степень формирования осознанного произвольного внимания, то есть способность спортсмена- акробата к усилению внимания при выполнении ключевого элемента прыжковой комбинации. Зз.п.ф-лы, 11 ил.

Фиъ,2

Фиг.З

и

«

Фиг,

Фиг.5

иг

(ж

/

int

is

5,

..

,, г

Йгг.

Its

U/

V

Двт

.5/ Я7 I

Lbfibp.

r«««

Г

чч

ffB

7I 7

Н

Щ I

I

Ч

tJ Lr- и

. 4МШШМ(иШНВЙ

г.5

f

л

«

k

Фиг.Ю

а Ц: t W X