Устройство для исследования зрительной системы Советский патент 1980 года по МПК A61B3/00 A61B5/04 

1

Изобретение относится к классу устройств для исследования зрительной системы и может быть использовано, в частности, для исследования 5 нейрофизиологических механизмов зрительного восприятия, оценки границ цветочувствительных зон в слепом пятне, для изучения особенностей цветного зрения и др.Ю

Известно устройство для исследования зрительной системы, содержащее регистратор нейрофизиологической активности и цветостимулятор, включающий генератор стимулов в виде источ- j ника света и системы сменных диафрагм, блок окрашивания в виде набора цветных светофильтров, блок медленной развертки и информационное табло 1.20

Недостатками данного устройства являются низкая точность определения границ рецептивных полей, сложность обработки результатов при отсутствии наглядного представления 25 исследуемых рецептивных полей.

Целью изобретения является улучшение наглядности отображения зрительных рецептивных полей и увеличение точности определения их границ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем регистратор нейрофизиологической активности и цветостимулятор, включающий генератор стимулов и блок окргииивания, соединенные последовательно, блок медленной развертки и информационное табло, последнее выполнено на цветном кинескопе и в устройство введены блок паг-ити, три yпpaвляe вJX ключевых каскада и блок быстрой развертки, выход которого связан непосредственно с первым входом цветного кинескопа и через последовательно Соединенные блок медленной развертки, генератор стимулов, первый управляемый ключевой каскад со вторым его входом, второй вход первого ключевого каскада связан с выходом блока памяти, входы которого соединены с выходами двух других управляемых ключевых каскадов, причем вход одного из них подключен к регистратору нейрофизиологической активности, а входы другого связаны с выходами блоков быстрой и медленной разверток, при этом управляющие входы всех ключевых каскадов подключены

ко второму выходу блока медленной развертки.

На чертеже изображена схема убтройства для исследования зрительной системы.

Устройство содержит регистратор 1 нейрофизиологической активности, цветостимулятор, включающий генератор 2 стимулов и блок 3 окрашивания соединенные последовательно, блок 4 медленной развертки, цветной кинескоп 5, блок 6-Пс1Мяти, три управляемых ключевых каскада 7, 8 и 9 и блок 10 быстрой развертки, выход которого через последовательно соединенные блок 4 медленной развертки, генератор 2 стимулов, первый ключевой кас4 ад 7 и блок 3 окрашивания соединен с первым входом цветного кинескопа 5 Выход блока 10 связан также с одним из входов второго ключевого каскада 8 и вторым входом цветного кинескопа 5 (вход разверток). Второй вход ключевого каскада 8 соединен с выходом блока 4 медленной развертки, выход каскада 8 с адресным входом блока б памяти. Сигнальный вход блока 6 памяти через третий ключевой

каскад 9 подключен и выходу регистратора 1 нейрофизиологической активности. Выход регистратора через ключевой каскад 7 связан со входом блока 3 окрашивания. Управляющие входы ключевых каскадов 7, 8 и 9 подключены ко второму выходу блока 4 медленной развертки.

Устройство работает следунндим образом.

Один цикл исследования включает несколько последовательных этапов.

С помощью генератора 2 стимулов и блока 3 окрашивания формируется сигнал стимулирующего изображения. На экране цветного кинескопа создается визуальное изображение стимула, йедленно перемещающееся по экрану., Управление перемещением осуществляется блокгими разверток. Координаты местоположения стимула поступают в блок б памяти. Изображение стимула, воздействуя на зрительный анализатор ЖИВОТН9ГО, служит раздражителем исследуемого нейрона, вызывая его ответную реакцию. Регистратор 1 нейрофизиологической активности анализирует ответную реакцию. При появлении вызванного потенциала регистратор 1 формирует сигнал отклика, который также поступает в блок б памяти. В блоке б памяти сигналы отклика записываются в ячейки, соответствующие пространственному положению стимула, т.е. осуществляется автоматическая синхронизация координат стимула с реакцией нейрона. Для записи откликов в блок памяти и для перемещения изображен;ия стимула используется блок 4 медленной разверки. После окончания одного цикла

записи информация из блока б памяти выводится на цветной кинескоп 5 со скоростью, определяемой блоком 10 быстрой развертки. Изображение рецептивного поля окрашено при этом в J тот же цвет, что и стимул.

Для выполнения этих этапов в схему устройства введен ряд названных дополнительных управляющих блоков . и узлов.

Блок 10 быстрой развертки служит для формирования строчных и кадровых напряжений развертки для управления цветным кинескопом 5. Синхроимпульсы этих разверток поступают также на блок 4 медленной развертки, осуществляя его синхронизацию, и на один из входов ключевого каскада 8. Блок 4 медленной развертки формирует закон перемещения визуального стимула по экрану кинескопа. Для осуществления

0 последовательного сканирования всего рецептивного поля закон перемещения растровый. Скорость перемещения определяется скоростью нейрофизиологических процессов и задается блоком 4.

5 Сигналы медленной развертки с блока. 4 поступают на вход генератора 2 стимулов и второй вход каскада 8. Генератор 2 стимулов формирует около точки с координатами, определяемыми блоком медленной развертки,

сигнал изображения произвольной формы - круг, квсщрат, овал и др., который через ключевой каскад 7 поступает на блок 3 окрашивания.

В блоке окрашивания изменяется

5 амплитуда сигнала изображения для получения различных яркостей по шкале серого (при изучении влияния яркостных стимулов), либо для получения цветных изображений (для изучения

0 влияния цветных стимулов). В последнем случае блок окрашивания вырабатывает три цветоделенных сигнала, которые поступают на модуляторы цветного кинескопа.

Сигналы с блока 10 быстрой развертки управляют положением электронного луча кинескопа 5, а сигналы с блока 3 окрашивания определяют форму и окраску стимулирующего изображения и поступают на модуляторы

0 кинескопа. По экрану медленно перемещается изображение фигуры. Это изображение воздействует на зрительный анализатор животного, расположенного перед экраном кинескопа. Предварительно с помощью хирургической операции положение глаза животного фиксируется. Стимул вызывает последовательное возбуждение целого ряда нейронов в зрительной зоне головного

Q мозга животного.

Сигнал с изучаемой группы нейронов поступает через введенный в мозг электрод, регистратор 1 нейрофизиологической активности и ключевой каскад 9 на сигнальный вход блока б памяти. Адрес ячейки .блока памяти, в которую записывается информация, определяется координатами стимула, поступающими на адресный вход блока памяти через ключевой каскад 8. После завершения цикла анализа на втором выходе блока медленной развертки 4 появляется сигнал окончания записи, который поступает на управлякяцие входы ключевых каскадов 7, 8 и 9 и переключает их в режим воспроизведения.

В режиме воспроизведения выход блока 6 памяти через ключевой каскад 7 и блок 3 окрашивания подключается ко входу модуляторов цветного кинескопа. Сигнальный вход блока памяти отключается от регистратора 1 нейрофизиологической активности с помощью ключевого каскада 9, а адресный вход блока 6 памяти через ключевой каскЕщ 8 подключается к выходу блока 10 быстрой развертки. Таким образом, информация записывается в блок памяти в режиме исследования со скорость определяемой блоком 4 медленной развертки, а выводится со скоростью, определяемой блоком 10 быстрой развертки. Информация в режиме воспроизведения выводится на экран в виде цветного пятна, форма и размеры которого соответствуют рецептивному полю Цветовые параметры пятна соответствуют цвету использованного стимула.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет наглядно отобразить результат исследования в виде изображения рецептивного поля для стимулов различной формы, размеров, яркостей и цветов. Устройство исключает рутинную обработку и стыковку двух разнородных записей - координат стимула и отклик нейронов, увеличивает точность определения границ рецептивных полей, обеспечивает повторяемость эксперимента, облегчает и ускоряет сам процесс исследования.

Формула изобретения Устройство для исследования зрительной системы, содержащее регистратор нейрофизиологической активности и цветостимулятор, включающий генератор стимулов и блок окрашивания, соединенные последовательно, блок .медленной развертки и информационное табло, отличающееся тем, что, с целью улучшения наглядности отображения зрительных рецептивных полей и увеличения точности определения их границ, информационное

5 табло выполнено на цветном кинескопе, а в устройство введены блок памяти, три управляе11влх ключевых каскада и блок быстрой развертки, выxo которого связан непосредственно с первым входом цветного кинескопа и через

0 последовательно соединенные блок медленной развертки, генератор стимулов, первый управляемый ключевой каскад со вторым его входом, второй вход первого ключевого каскада свя5зан с выходом блока памяти, входы которого соединены с выходами двух других управляемых ключевых касксщов, причем вход одного из них подключен к регистратору нейрофизиологической

0 активности, а входы другого связаны с выходами блоков быстрой и медленной разверток, при этом управлягадие входы всех ключевых каскадов подключены ко второму выходу блока медленной развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шевелев И.А. и др. Универсальный фотостимулятор для исследования, зрительной системы человека и живот0ных, Методические вопросы и техническое обеспечение физиологического эксперимента, М., 1976, с. 63-66.