Устройство для психологическихиССлЕдОВАНий Советский патент 1981 года по МПК A61B5/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1

Изобретение относится к. медицинской технике и может быть использовано в диагностических целях.

Известно устройство для психологических исследований, содержащее блок управления и синхронизации, пульт экспериментатора, пульт испытуемого, шифратор, первый блок стимулов, блок измерения времени реакции, блок выделения ошибок, блок регистрации, блок задания длины предъявляемой последовательности стимулов , причем блок управления и синхронизации соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов, пультом экспериментатора, пультом испытуемого и блоком измерения времени реакции, пульт испы.туемого соединен с пультом экспериментатора, блоком измерения времени и блоком выделения ошибок, а через шифратор - с блоком регистрации,блоком вьщеления- ошибок и пультом экспериментатора, последний также соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов , блок выделения ошибок соединён с блоком регистрации-и пультом экспериментатора .

Однако известное устройство не позволяет оценивать способности усвоения испытуемым вероятностной . структуры.

Цель изобретения - оценка способности человека к вероятностному прогнозированию путем исследования способности усвоения вероятностной структуры среды и оптимального использова0ния знаний о структуре среды для организации ответной деятельности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для психологических исследований, содержащее 6JioK управ5ления и синхронизации, пульт экспериментатора, пульт испытуемого, шифратор, первый блок стимулов, блок измерения времени реакции, блок выделения ошибок, блок регистрации,блок

0 задания длины предъявляемой последовательности стимулов, причем блок управления и синхронизации соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов, пультом

5 экспериментатора,.пультом испытуемого и блоком измерения времени реакции, пульт испытуемого соединен с пультом экспериментатора, блоком измерения времени реакции и блоком вы0деления ошибок, а через шифратор с

блоком регистрации, блоком выделения ошибок и пультом экспериментатора, последний также соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов, блок выделения ошибок- соединен с блоком регистрации и пультом экспериментатора, имеет блок изменений взаимной корреляции : моментов предъявления стимулов, блок оперативной памяти, датчик случайных чисел, второй блок стимулов, причем датчик случайных чисел соединен с выходом блока управления и синхронизации и со входом блока изменения взаимной корреляции моментов лредъявления стимулов, выходы последнего соединены с блоками стимулов и блоком выделения ошибок, а через блок измерения времени реакции с регистратором, блок оперативной памяти соединен с блоком задания длины последовательности предъявляемых стимулов и блоком изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов, последние также соединены между собой.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для психологических исследований включает пульт 1 экспериментатора, пульт 2 испытуемого, шифратор 3, блок 4 задания длины предъявляемой последовательности стимулов, индикатор 5 числа стимулов , датчик б случайных чисел, блок 7 оперативной памяти, блок 3 изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов, первый блок 9 стимулов, второй блок 10 сти1у5улов, блок 11 измерения времени реакции, блок 12 выделения ошибок, блок 13 регистрации , блок 14 управления и си хронизации.,

Блок 4 задания длины предъявля- . емой последовательности стимулов включает узел 15 сравнения, узел 16 переключения и счетчик 17.

Блок 8 изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов включает регистры 18-20, схему 21 сравнения, схему 22 переключения цифровой селектор 23, дешифратор 24 регистр 25 маски. Блок 12 выделения ошибок включает блок 26 сравнения, схемы И 21-29f схему И-НЕ 30, схему НЕ 31, коммутатор 32.

Блок 13 регистрации содержит регистратор 33, узел 34 согласования, индикатор 35 ошибок , счетчик 36 ошибок .

Предлагаемое устройство может работать:

а) в режиме исследования вероятностного прогнозирования с предъявлением двух стимулов, первый из которых выбирается из некоторого множества стимулов, по вероятностному закону, задаваемому экспериментатором, а второй находится в условно-вроятностной зависимости от первого, или с предъявлением стимулов с заранее заданным экспериментатором законом распределения вероятностей появления последних или с опережающим отражением испытуемым предъявляемой последовательности стимулов;

б)в режиме исследования отражени в памяти последовательности стимулов

в)в режиме определения закономерностей предъявления стимуловi

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на пульте 1 экспериментатора устанавливают режим работы и записывают информацию, соответствующую выбранному режиму в блок 7 оперативной памяти.

В режиме исследования вероятностного прогнозирования с предъявлением двух стимулов, первый из которых выбирается из некоторого множества стимулов по вероятностному закону, задаваемому экспериментатором, а находится в условно-вероятностной зависимости от первого, цикл измерения времени реакции проводится з.а два такта с определенным интервалом времени между предупредительным и исполнительным стимулами. В первый такт формируется предупредительный , во второй такт - исполнительный .

В первый такт работы датчик 6 случайных чисел по сигналу, поступающему из блока 14 упра.вления и синхронизации, вырабатывает п-разрядно случайное двоичное число R , которое через 22 переключения поступает в регистр 19 блока 8 изменения взаимной корреляции моментов предъявления . Последний преобразует число R в единичный сигнал который появляется на г-ом выходе дешифратора 24 с вероятностью

P(i,m ,р.)

и по команде от блока 14 управления и синхронизации записывается в соответствующий разряд регистра 25 маски. При этом один из триггеров регистру 25 маски переходит в единичное состояние и возбуждает первый блок 9 стимулов, причем время экспозиции стимула определяется длительностью импульса, поступающего на первый блок 9 стимулов с блока 14 управления и синхронизации.

Предъявление данного стимула предулреждает испытуемого о том, что через заранеезаданный промежуток времени предъявлен с вероятностью т

с|,.ГЬ,П1;рс. 1 исполнительный стимул. Коды распределения q хранятся в оперативной памяти. После предъявления первого преду предительного стимула блок 14 управ ления и синхронизации устанавливае регистры 18-20 в нулевое состояние подключает к регистру 20 вторую зону блока 7 оперативной памяти, в котор записаны коды распределения q . Во втором такте указанного режима работы устройства датчик 6 случа ных чисел по сигналу, поступающему с блока 14 управления и синхронизации, вырабатывает второе случайное число, которое через схему 22 переключения поступает в регистр 19 бло ка 8 изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов. Последний преобразует число R как .описано. Результат преобразования ;числа , с выхода регистра 20 подступает на адресный вход цифрового |Селектора 23, на другую группу входов которого поступают с-игналы с триггеров регистра 25 маски. Одновременно на цифровой селектор 23 по шине С поступает стробирующий импул с блока 14 управления и синхронизации. Если результат преобразования, полученный в первом такте, совпадает с результатом, полученным во вто ром такте, то на выходе цифрового селектора 23 появляется единичный сигнал, который поступает на второй блок 10 стимулов, блок 11 измерения времени реакции и схему И-НЕ 30.При этом второй блок 10 стимулов генери рует исполнительный стимул, время экспозиции которого определяется длительностью импульса, поступающего на этот блок по шине С с блока 14 управления и синхронизации, а блок 11 измерения времени реакции начинает измерять время. При нажатии на пульте 2 испытуемого одной из кнопок, предназначенных для ответных реакций, пульт 2 испытуемого вырабатывает два сигнала, один из которых несет информацию о стимуле (такой.информацией может слу жить условный номер кнопки) и поступает на шифратор 3, а другой появляется при нажатии любой кнопки и по ступает на один из входов блока 26 сравнения, на схемы И 27 и 29 блока 12 выделения ошибок и на блок 14 управления и синхронизации. В ответ на этот сигнал, несущий информацию о факте нажатия испытуемым на кнопку ответной реакции,блок 14 управления и синхронизации вырабатывает сигнал который поступает на блок 11 изм,ерения времени реакции и прекращает измерение времени. Время, зафиксирован ное блоком 11 измерения времени реакции, представляет собой время реакции испытуемого. Для блока 12 выде ления ошибок и блока -26 сравнения си гнал, поступающий с пульта 2 испытуемого, является стробирующим. По этому сигналу блок 26 сравнения осуществляет сравнение условного номера предупредительного стимула, которЕЛй хранится в регистре 25 маски с условным номером кнопки, нажатой испытуемым. Условный номер кнопки, формируемый шифратором 3, поступает на один из входов блока 26 сравнения. Если номер кнопки не совпадает с номером предупредительного стимула, на выходе блока 26 сравнения появляется нулевой сигнал, который поступает на вход схемы НЕ 31 и один из входов схемы И-НЕ 30 блока 12 выделения ошибок. При этом на выходах схем И 27 и 26 возникает единичный сиграл, что свидетельствует о наличии ошибки, сделанной испытуемым. В случае, когда номер предупредительного стимула совпадает с номером кнопки, а исполнительный стимул при этом отсутствует, с цифрового селектора 23 на схему И-НЕ 30 блока 12 выделения ошибок поступает сигнал с нулевым уровнем, что приводит к появлению логической единицы на выходе схемы И-НЕ 30 и, как следствие - единичного уровня на выходе схемы И 27, что свидетельствует о реакции испытуемого в отсутствии исполнительного стимула (ложная тревога). Сигнал на выходе схемы И 27 возникает при любой ошибке испытуемого, а сигнал на выходе схемы и 29 появляется только при несовпадении номера предупредительного стимула с номером нажатой испытуемым кнопки. Блок выделения ошибок 12 классифицирует ошибки испытуемого . Количество ошибок фиксирует счетчик 36 ошибок и показывает индикатор 35 ошибок. Блок 14 управления и синхронизации управляет работой узла 34 согласования по шине С и обеспечивает запись регистратором 33 времени реакции испытуемого, количества сделанных им ошибок и номеров кнопок/ на которые нажимал испытуемый . Количество регистрируемых параметров определяется экспериментатором-, что обеспечивается связью между пультом 1 эксперимент.атора и узлом 34 согласования. Связь между пультом 2 испытуемого и пультом 1 экспериментатора обеспечивает возможность испытуемому, при наличии разрешения экспериментатора, управлят,ь темпом предъявления стимулов и их экспозицией. Общее количество стимулов,предъявляемых испытуемому, устанавливает блок 4 задания длины предъявляемой последовательности стимулов. Счетчик 17 подсчитывает число циклов работы устройства. Результат с выхода счетчика 17 через узел 16 переключения поступает на узел 15 сравнения, где сравнивается с числом, заранее заданным экспериментатором, и поступающим на узел 15 сравнения с пульта 1 экспериментатора. Если узел 15 сравнения фиксирует равенство чисел, поступивших на входы, то на его выходе появляется сигнал, который npcijходит на блок 14 управления и синхронизации и прекращает формирование стимулов. Одновременно осуществляется перевод устройства в исходное состояние.

Число.циклов работы устройства индицируется .индикатором 5 числа стимулов, а через узел 34 согласования записывается в регистраторе 31.

Работд устройства в режиме исследования вероятностного прогнозирования с предъявлением стимулов с заранее заданным экспериментатором законом распределения вероятностей появления последних отличается от выше рассмотренной тем, что условные стимулы с выхода второго блока 10 стимулов отсутствуют. Испытуемому предъявляют стимулы, поступающие с выхода первого блока 9 стимулов с заранее заданной вероятностью, а блок 11 измерения времени реакции запускается при предъявлении каждого стимула.

Частным случаем режимов исследования вероятностного прогнозирования с предъявлением двух стимулов является режим изменения времени сенсомоторной реакций, когда вероятность появления i-ого стимула в первом и во втором тактах задают равной единице.

В режиме исследования вероятностного прогнозирования с опережающим отражением испытуемым предъявляемой последовательности стимулов предлагаемое устройство фиксирует ошибки предугадывания испытуемым появления очередного стимула и измеряет время принятия им решения.

В этом режиме на блок 26 сравнения по шине -С с блока 14 управления и синхронизации поступает стробирующий сигнал.

При этом результат сравнения на выходе блока 26 сравнения присутствует всегда, а е только в момент нажатия кнопки ответной реакции на пульте 2 испытуемого; Формирование стимулов происходит так же,как в описанных выше режимах. В момент, появления очередного стимула включается 11 измерения времени реакции , испытуемый проверяет правильность предьвдущего своего прогноза и принимает решение о том, какой из стимулов появится в следующий раз, после чего он нажимает на пульте 2 испытуемого кнопку с условным номером этого стимула. Условный номер стимула, который запоминают триггера, находящиеся в пульте испытуемого 2, через шифратор 3 поступает на один из входов блока сравнения 26.

Одновременно пульт 2 испытуемого вырабатывает второй сигнал, появляющийся при нажатии любой из кнопок, предназначенных для ввода условного номера стимула. Этот сигнал поступает в блок 14 управления и синхронизации, который в свою очередь посылает в блок 11 измерения времени реакции импульс, прекращающий измерение времени. Зафиксированное блоком 11 измерения времени реакции значение представляет собой время принятия испытуемым решения. При появлении следующего стимула блок 26 сравнения сравнивает условный номер стимула, выбранного испытуемым, с условным номером появившегося стимула, который поступает на блок 26 сравнения с выхода регистра 25 маски Если условные номера стимулов не совпадают, блок 26 сравнения вырабатывает сигнал нулевого уровня, что приводит к появлению сигнала единичного уровня на выходе схемы НЕ 31 блока 12 выделения ошибок. Одновременно с появлением стимула блок 14 управления и синхронизации посылает сигнал на схему И 28, второй вход которой соединен с выходом схемы НЕ 31. На выходе схемы И 28 появляется единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке испытуемого. Через коммутатор 32 этот сигнал поступает на счетчик 36 ошибок и индикатор 35 ошибок.

В режиме исследования отражения в памяти последовательностей стимулов устройство для психологических исследований сначала генерирует серию стимулов, а затем, когда испытуемый ее воспроизводит, фиксирует ошибки испытуемого и измеряет время, потраченное им на воспроизведение серий.

Блок 7 оперативной памяти при это служит для запоминания закона распределения стимулов в серии для хранения предъявляемой испытуемому серии.

Экспериментатор с пульта 1 экспериметнатора через блок 14 управления и синхронизации записывает на шине С в блок 7 оперативной памяти закон распределения стимулов в серии, устанавливает темп предъявления стимулов, экспозицию и число стимулов в серии. Последнее с пульта 1 экспериментатора поступает на узел 15 сравнения блока 4 задания длины предъявляемой последовательности стимулов В течение времени предъявления испытуемому серии стимулов по шине С на схему И 28 подается сигнал нулевого уровня. На блок 26 сравнения на шине С поступает сигнал единичного уровня

После включения устройства датчик 6 случайных чисел формирует число, кторое в блоке 8 изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов преобразуется в число . по принципу/ рассмотренному для первого из рассмотренных режимов исследования вероятностного прогнозирования с предъявлением двух стимулов. Получен ное число , через регистр 25 маски поступает на первый блок 9 стимулов. На выходе последнего появляется стимул. Цифровой селектор 23 при этом заперт сигналом нулевого уровня, поступающим по шине С. Блок 11 измерения времени реакции выключен. Это же число . с регистра 20 поступает в блок 7 оперативной памяти. Адрес записи числа формируется счетчиком 17, который подсчитывает число тактов, в каждый из которых формируется сигнал. С выхода счетчика 17 число стимулов через узел 16 переклю чения поступает на узел 15 сравнения на другой вход которого с пульта 1 экспериментатора поступает число, заданное экспериментатором. Если узе 15 сравнения фиксирует равенство чисел, то на его выходе появляется сигнал, который поступает в блок 14 управления и синхронизации и прекращает процесс образования серии. Одно временно блок 14 управления и синхро низации выдает на цифровой селектор 23 по шине С единичный сигнал. Поскольку на оба входа цифрового селек тора 23 поступает одно и то же число на его выходе вырабатывается единичный сигнал, который включает блок 11 измерения времени реакции и возбужда ет второй блок 10 стимулов. При этом блок 11 измерения времени реакции на чинает измерять время, а второй блок 10 стимулов вырабатывает условный стимул, который в данном случае служит для испытуемого сигналом к началу воспроизведения серии. В момент появления этого сигнала счетчик 17 по команде, поступающей с блока 14 управления и синхронизации, переводится в исходное состояние. Длина серии может быть задана случайной. Для этого экспериментатор с помощью пульта 1 экспериментатора через блок 14 управления и синхронизации устанавливает узел переключения 16 в режим приема информации с выхода регистра 20 и набирает на сйоем пульте двоичный код одного из возможных чисел Ч . При этом образу .ющиеся в регистре 20 .числа через узел 16 переключения поступают на узел 15 сравнения, где сравниваются с числом, заданным экспериментатором. Если узел 15 сравнения фиксирует равенство чисел, то на его выходе вырабатывается сигнал, который посту пает в блок 14 управления и синхронизации и прекращает формирование серии. Длина серии в этом случае зависит от вероятности появления задан уого числа 1, . После предъявления серии испытуе.мый воспроизводит ее, нажи1 1ая на кнопки пульта 2 испытуемого. При нажатии испытуемым ,на кнопку, соответствующую требуемому стимулу, номер стимула преобразуется шифратором 3 в двоичный код и поступает на блок 2§ сравнения. Одновременно пульт 2 испытуемого вырабатывает второй сигнал, который появляется при нажатии любой из кнопок, предназначенный для выбора стимулов. Второй сигнал посту- пает в блок 14 управления и синхронизации. Последний, в свою очередь, посылает импульс на вход счетчика 17, а затем выдает команду на считывание, одного числа из 7 оперативной памяти. Адрес числа, при записи, формирует счетчик 17.Это обеспечивает считывание чисел I- . в порядке их записи. Считываемое число из блока 7 оперативной памяти поступает непосредственно в регистр 20, затем через деишфратор 24 и регистр 25 маски поступает на первый блок 9 стимулов и блок 26 сравнения. Если воспроизводимый испытуемым 1-й стимул не соответствует коду, записанному в j-й ячейке блока 7 оперативной памяти, то блок 26 сравнения вырабатывает сигнал нулевого уровня, что приводит к появлению единичного уровня на выходе схемы НЕ 31 блока 12 выделения ошибок. Одновременно на схему 28 И по шине С поступает единичный сигнал с блока 14 управления и синхронизации. На выходе схемы И 28 появляется единичный сигнал, свидетельствующий о наличии ошибки в действиях испытуемого, который через коммутатор 32 поступает в счетчик 36 ошибок и на индикатор 35 ошибок. Конец воспроизведения, серии стимулов испытуемый отмечает нажатием на специально предусмотренную для этого кнопку, расположенную на пульте 2 испытуемого. Сигнал с этой кнопки поступает на блок .11 измерения времени реакции и блок 14 управления и синхронизации. При этом измерение времени воспроизведения серии стимулов прекращается и на узел 34 согласования по шине С с блока 14 управления и синхронизации поступает разрешение на регистрацию регистратором 33 зафиксированных значений времени воспроизведения испытуемым серии стимулов, числа сделанных им ошибок иколичества воспроизведенных стимулов. В режиме определения закономерностей предъявления стимулов устройство для психологических исследований преобразует по заданному экспериментатором закону, вводимые испытуемым стимулы, каждому из которых соответствует своя кнопка, при нажатий на которую вырабатывается условный номер стимула. В этом режиме схема 22 переключения установлена на прием чисел с выхода шифратора 3, которые рассматриваются как случайные. Закон преобразования этих чисел задается в виде матрицы переходных вероятностей. Генератор темпа в блоке 14 управления и синхронизации, отключен, а на второй блок стимулов по шине С подается сигнал нулевого уровня. При нажатии кнопки, соответствующей вводимому стимулу, условный номер стиму ла переводится шифратором 3 в двоичный код и поступает на вход 22 переключения .блока 8 изменения взаим ной корреляции моментов предъявления стимулов. Одновременно пульт 2 испытуемого выдает второй сигнал,который появляется при вводе испытуемым любо го стимула. Этот сигнал поступает в блок 14 управления и синхронизации и используется там в качестве сигнала генератора аемпа, то есть посредство шины С вызывает процесс преобразования числа, поступившего на вход блока 8 изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов. Полученное в результате преобразования число Ч через регистр 25 маски поступает на первый блок 9 стимулов, где преобразуеагся в стимул, и на циф ровой селектор 23. Одновременно по шине С на цифровой селектор 23 с блока 14 управления и синхронизации поступает единичный сигнал. На выходе цифрового селектора 23 тоже появляется единичный сигнал, который включает блок 11 измерения времени реакции. После выявления закономерности преобразования стимулов испытye IЫй нажимает кнопку окончания работы на пульте 2 испытуемого, сигнал которой поступает на блок 11 измерения времени реакции и блок 14 управления и синхронизации. При этом изме рение времени прекращается, а на узел 34 согласования с блока 14 управления и синхронизации по шине С поступает разрешение на регистрацию зафиксированного времени и количества попыток с выхода счетчика 17.Ошиб ки в этом режиме не регистрируются. Предлагаемое устройство для психо логических исследований позволяет оценивать способности человека к вероятностно;.У прогнозированию путем иссле ования его способности усвоения вероятностной структуры среды и оптимального использования знаний о структуре среды для организации ответной деятельности. Формула изобретения Устройство для психологических исследований, содержащее блок управления и синхронизации, пульт экспериментатора, пульт испытуемого, шифратор, первый блок стимулов, блок измерения времени реакции, блок выделения ошибок, блок регистрации, блок задания длины предъявляемой последовательности стимулов, причем блок управления и синхронизации соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов, пультом экспериментатора, пультом испытуемого и блоком измерения времени реакции,пульт испытуемого соединен с пультом экспериментатора, блоком измерения времени реакции и блоком вьщеления ошибок, а через шифратор - с блоком регистрации,блоком выделения ошибок и пультом экспериментатора, последний также соединен с блоком задания длины предъявляемой последовательности стимулов, блок выделения ошибок соединен с блоком регистрации и пультом экспериментатора, отличающееся тем, что, с целью оценки способности человека к вероятностному прогнозированию путем исследования способности усвоения вероятностной структуры среды и оптимального использования знаний о структуре среды для организации ответной деятельности, оно имеет блок изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов, блок оперативной памяти, датчик случайных чисел, второй блок стимулов, причем датчик случайных чисел соединен с выходом блока управления и синхронизации и со входом блока изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов, выходы последнего соединены с блоками стимулов и блоком вьщеления ошибок, а через блок измерения времени реакции с регистратором, блок оперативной памяти соединен с блоком задания длины последовательности предъявляемых стимулов и блоком изменения взаимной корреляции моментов предъявления стимулов, последние также соединены между собой. Источники информации, принятые ЁО внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 204493,.-кл. А 61 В 5/16, 1964.