Устройство для определения характеристики внимания человека

Изобретение относится к области психологии, педагогики, медицины и физиологии и может использоваться для быстрой и точной оценки психоэмоционального состояния и определения характеристики внимания как критерия оценки психоневрологического и эмоционального статуса человека. Устройство для определения характеристики внимания человека выполнено с возможностью получения в результате тестирования параметров: количество ошибок, %, среднее время реакции, мс, минимальное время реакции, мс, максимальное время реакции, мс, используемых для определения характеристик внимания. Устройство содержит: видеоконтрольное устройство, выполненное с возможностью предъявления испытуемому с плавно увеличивающимся контрастом случайного набора стимулов в виде геометрических фигур, где одна из фигур является заданной и требует ответа «ДА», а все остальные – ответа «НЕТ» и где геометрическими фигурами являются: треугольник, квадрат, круг, а также их сочетания: треугольник и квадрат внутри круга, круг и треугольник внутри квадрата, круг и квадрат внутри треугольника. Кнопку «пк» для установки пальца правой руки испытуемого и кнопку «лк» для установки пальца левой руки для ответа «ДА» и для ответа «НЕТ» на предъявление стимула. Блок включения и выключения сигнала, выполненный с возможностью приема сигнала о выборе испытуемым ответа «ДА» или «НЕТ» и прерывания при этом подачи сигнала с запуском следующего сигнала на стимуляцию после поступления сигнала о предыдущем стимуле на блок обработки и хранения сигнала. Цифровой преобразователь упомянутых параметров выполнен с возможностью приема параметров одновременно с прерыванием подачи сигнала блоком включения и выключения сигнала и с возможностью последующей передачи преобразованного сигнала на блок обработки и хранения сигнала. Блок обработки и хранения сигнала выполнен с возможностью расчета характеристик внимания: дефицита внимания, сохранности внимания и свойства внимания по математическим формулам. Устройство позволяет объективно и быстро рассчитать составляющие характеристик внимания человека за счет оценки количества ошибок, среднего время реакции, минимального времени реакции, максимального времени реакции при выполнении тестирования. 1 ил.

 

Изобретение относится к области психологии, педагогики, медицины и физиологии и может использоваться для быстрой и точной оценки психоэмоционального состояния и определения характеристики внимания как критерия оценки психоневрологического и эмоционального статуса человека. Внимание наряду с дефицитом обладает рядом свойств, которые характеризуют его как самостоятельный психический процесс.

Исследованием проблемы внимания занимались многие ученые и благодаря их трудам сложились следующие определения внимания [Ухтомский А.А. Очерки физиологии нервной системы. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1945. - Т. 4. 263 с.; Выготский Л.С. История развития высших психических функций. - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1960. - 498 с.; Лурия А.Р. Основные проблемы нейролингвистики. - М.: Изд-во МГУ, 1975. 253 с.; Визель Т.Г. Основы нейропсихологии Учеб. для студентов вузов. - М.: АСТАстрель Транзиткнига, 2005. - 384 с.; Хомская Е.Д. Нейропсихология. 4-е издание. - СПб: Питер, 2005. - 496 с.; Маклаков А.Г. Общая психология. Учебник для вузов. - СПб: Питер, 2008. - 583 с.]. Характеристика внимания относится к области психологии, медицины и физиологии и может включать в себя такие понятия, как дефицит объема и свойства внимания человека.

Внимание характеризует динамику любого психического процесса; это тот фактор, который обеспечивает селективность, избирательность протекания любой психической деятельности - как простой, так и сложной.

Однако до сих пор в теоретическом осмыслении проблемы внимания нет единства, ровно, как и нет устройств для его определения. Это отражается и в определении внимания как психического явления, и в трактовке результатов, полученных при исследовании внимания, с использованием различных психологических тестов и психофизиологических методик.

Как уже упоминалось, понимание характеристики внимания включает в себя дефицит, сохранность и свойство внимания, каждый из которых в отдельности и в совокупности обладает рядом свойств, которые характеризуют их как самостоятельный психический процесс. К основным свойствам внимания относятся устойчивость, концентрация, распределение, переключение и объем внимания.

Для измерения устойчивости внимания обычно используются таблицы Бурдона, состоящие из случайного чередования отдельных букв, причем каждая буква повторяется в каждой строке одно и то же количество раз. Испытуемому предлагается в течение длительного времени (3, 5, 10 мин) вычеркивать заданные буквы (в простых случаях одну или две буквы, в сложных - заданную букву лишь в том случае, если она стоит перед другой, например гласной). Экспериментатор отмечает число букв, вычеркнутых в течение каждой минуты, и число пропусков. Аналогично измеряется устойчивость внимания с помощью таблиц Крепелина, состоящих из столбиков цифр, которые испытуемый должен складывать в течение длительного времени. Продуктивность работы и число допускаемых ошибок могут служить показателем колебаний внимания, что само по себе является субъективным, не говоря уже, с какой целью проведено само исследование, т.е. испытуемый может повлиять также на результат тестирования.

Под концентрацией и распределением внимания понимают способность человека выполнять несколько видов деятельности одновременно. Для этой цели используются так называемые таблицы Шульте (красно-черные таблицы). На этих таблицах изображены два ряда случайным образом разбросанных красных и черных цифр. Испытуемый должен называть по порядку ряды цифр, чередуя каждый раз красную и черную цифру. Иногда эксперимент усложняют: красные цифры надо назвать в прямом порядке, а черные - в обратном.

Под объемом внимания понимается количество объектов, которые мы можем охватить с достаточной ясностью одновременно. Исследование объема внимания обычно производится путем анализа числа одновременно предъявляемых элементов (чисел, букв и т.п.), которые могут быть с ясностью восприняты субъектом. Для этих целей используется тахистоскоп - прибор, позволяющий предъявить определенное число раздражителей так быстро, чтобы испытуемый не мог перевести глаза с одного объекта на другой. Это позволяет измерить число объектов, доступных для одновременного опознания. Обычно тахистоскоп состоит из окошечка, отделенного от рассматриваемого объекта падающим экраном, прорезь которого может произвольно изменяться так, что рассматриваемый объект появляется в ней на очень короткий промежуток времени (от 10 до 50-100 мс).

Показателем объема внимания является количество ясно воспринимаемых предметов. Объем внимания - величина индивидуально изменяющаяся, но обычно его показатель у людей равен 5±2, однако это лишь (неудачная) попытка стандартизировать оценку объема внимания. Под объемом внимания понимается количество объектов, которые мы можем охватить с достаточной ясностью одновременно. Следует отметить, что данное определение не отражает полный смысл объема внимания и целиком подменяет представление о памяти. Объем внимания можно рассматривать как способность мозга определять несколько объектов в быстро меняющейся сложной обстановке и принимать решение, а не запоминание объектов от 5 до 9, т.е. 7±2 или 5±2, как адаптировали советские психологи [Выготский Л.С. История развития высших психических функций. - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1960. - 498 с.; Лурия А.Р. Основные проблемы нейролингвистики. - М.: Изд-во МГУ, 1975. 253 с. и др.]. Дело в том, что изначально магическое число 7±2 элементов или «кошелек Миллера» было предложено Миллером для определения объема памяти, а не объема внимания [Miller D. The magical number seven, plus minus two: Some limits on our capacity for processing information // Psychological Review. 1956. №63. - P. 81-97]. В результате опытов он обнаружил, что кратковременная память человека способна одновременно помнить 7±2 элемента. Однако попытки адаптировать эти результаты на оценку такого свойства дефицита внимания, как объем внимания, не совсем удачны, поскольку способность только запомнить сколько-то элементов к объему внимания мало относится. Показателем объема внимания не может являться количество ясно воспринимаемых предметов.

Относительно представления о том, что объем внимания - величина индивидуально изменяющаяся, можно согласиться, но остается неясным, каким образом объем внимания для всех людей может иметь одно значение, равное 5±2, в то время как эти же авторы указывают на то, что величина объема внимания является индивидуально изменяющейся.

Проба Поппельрейтера - испытуемым при этом предъявляются 3 тематических компонента: письменные принадлежности (3 «фигуры»), мебель (4 «фигуры»), инструменты (5 фигур). За каждую «фигуру в пределах композиции присваивался 1 балл. Максимальное количество баллов - 12. В данном случае время реакции не учитывается, решение принимается по числу ошибок, также по усмотрению психолога или лица, проводимого тестирование.

Корректурная проба Бурдона оценивается по четырехбальной шкале (все верно - 4 балла, 1-2 ошибки - 3 балла, 3-4 ошибки - 2 балла, 5-6 ошибок - 1 балл, 7 и больше - 0 баллов). Задание нужно выполнять быстро и точно. Через десять минут отмечается последняя рассмотренная буква. Несмотря на то что здесь учитывается время реакции и число ошибок, решение принимается также по усмотрению психолога.

По этим же тестам пытаются определить внимание и степень утомляемости человека. Оценка степени выраженности внимания производится в основном по числу ошибок и во многом зависит от мнения психолога, который проводит тест и наблюдения за испытуемым, что является неточным и субъективным.

В другой модификации эти тесты используются для определения дефицита внимания. Проба Шульте - исследование производится с помощью специальных таблиц. На этих таблицах в беспорядке расположены числа от 1 до 25. Размер таблицы - 60×60 мм. Испытуемый находится на таком расстоянии от таблицы, чтобы видеть ее целиком. Ему дается инструкция отыскивать числа по порядку, каждое показать указкой и назвать вслух. Секундомером отмечается время, которое затрачивается на каждую таблицу. Можно отмечать количества чисел, найденных обследуемым за каждые 30 с, либо время, за которое испытуемый находит каждые пять чисел. Для оценки результатов сравнивают время, затрачиваемое испытуемым на каждую таблицу, или в пределах одной таблицы сравнивают показатели деятельности испытуемого за определенные отрезки времени, за каждую верно «отвеченную» таблицу в указанное время 3 балла, 1-2 ошибки - 2 балла, 3-4 ошибки - 1 балл, 4 и больше ошибок - 0 баллов. В этом случае оценка выполнения пробы дается по числу ошибок, косвенно и конечно учитывается и время реакции, однако во всех случаях психолог сам решает, в какой степени нарушено внимание, что является недостатком этого теста. Это является существенным и главным недостатком данного метода.

Следовательно, к настоящему времени нет стандартизированных способов и устройств для быстрой, точной и объективной оценки характеристики внимания, таких как дефицит, сохранность и свойство внимания. Для определения указанных параметров внимания используются стандартные психодиагностические тесты и психофизиологические методы. Испытуемые при каждом тестировании в ответе на предъявляемый стимул или вопрос субъективно оценивают не только свое естественное функциональное состояние, но и исходят из того, с какой целью проводится тестирование. Поэтому существующие методики устройства не могут быть использованы для объективной оценки дефицита и свойства внимания человека.

Первым шагом для этого является разработка устройства для съема психофизиологических параметров и способов расчета, которые позволят определить дефицит сохранности и свойства внимания. Для этого должны быть созданы новые тесты и устройства для объективной оценки характеристики внимания человека, не связанные с языковыми и другими трудностями при их выполнении и интерпретации [Габибов и др. Создание и внедрение мобильных устройств и новых способов для быстрой и точной оценки и биокоррекции функционального состояния лиц опасных и особо опасных профессий, работников вредных производств и профессиональных спортсменов // В сб.: Актуальные проблемы диагностики, профилактики и лечения профессионально обусловленных заболеваний. Сочи. 2015. - С. 120-122]. В основе таких устройств должны лежать геометрические фигуры либо цифры, которые подходят для всех возрастов, «времен и народов» [Габибов И.М. и др. Метод объективной оценки психического и эмоционального состояния человека // В сб.: XI Международный междисциплинарный конгресс «Нейронаука для медицины и психологии». Судак, Крым. 2015. - С. 120].

Заявленное устройство отличается от существующих возможностью быстрой, точной и объективной оценки характеристики внимания.

Технической задачей и положительным результатом предлагаемого устройства для определения характеристики внимания (УдОХВ) является обеспечение следующих возможностей: 1. Точная и объективная оценка психоэмоционального состояния и характеристики внимания человека. 2) Четкая математическая обработка результатов тестирования с учетом всех параметров, полученных в результате тестирования, - это количество ошибок, количество положительных ответов, среднее, минимальное и максимальное время реакции. 3) Формулы оценки и расчета характеристики внимания человека (формула Габибова), которые позволяют стандартизировать результатов психофизиологических исследований с применением специального теста - «тест Габибова», состоящего из набора геометрических фигур. Принцип работы устройства для получения параметров психоэмоционального «теста Габибова» основан на предъявлении геометрических фигур, состоящих из треугольника, квадрата и круга, а также в сочетании треугольник и квадрат внутри круга, круг и треугольник внутри квадрата и круг и квадрат внутри треугольника.

Несмотря на точность и объективность значений параметров, полученных с использованием «теста Габибова», для дальнейшего анализа результатов требуется разработка устройства и способа, позволяющих стандартизировать и математически описать параметры для определения всех составляющих характеристики внимания.

Указанная задача и технический результат достигается тем, что устройство для определения характеристики внимания человека основано на предъявлении геометрических фигур, состоящих из треугольника, квадрата и круга, а также в сочетании треугольник и квадрат внутри круга, круг и треугольник внутри квадрата и круг и квадрат внутри треугольника, предъявление которых состоит из трех этапов, когда положительным стимулом является треугольник, квадрат либо круг, при предъявлении набора стимулов, где положительным стимулом является треугольник, испытуемый, как только его увидит, должен нажимать кнопку "ДА", а на все остальные стимулы - "НЕТ", предъявление стимулов производится в случайном порядке, при этом устройство позволяет определять и сохранять основные критерии оценки характеристики внимания, такие как среднее, минимальное и максимальное время реакции и количество правильных ответов, которые позволяют стандартизировать результаты психофизиологических исследований и с помощью формулы произвести математический расчет с целью стандартизации результатов психофизиологических исследований, где по количеству ошибок - Е, %, среднему времени реакции - , мс, минимальному времени реакции - Tmin, мс и максимальному времени реакции - Tmax, мс, производится расчет дефицита внимания , где ΔT=Tmax-Tmin, сохранности внимания Ak=100-А и свойства внимания , где Р - количество правильных ответов, которое вычисляется как разность между 100% и количеством ошибок.

Внешний вид предлагаемого устройства в виде схемы представлен на прилагаемом чертеже.

УдОХВ компактен, масса которого не превышает массу ноутбука, удобен в применении и позволяет получить такие характеристики, как количество ошибок, количество положительных ответов, среднее, минимальное и максимальное время реакции, которые используются для расчета дефицита, сохранности и свойства внимания человека по предлагаемой формуле.

УдОХВ устроен так, что при его подключении на кнопке «пк» устанавливается палец правой руки, а на кнопке «лк» палец левой руки - 1, соответственно для ответа «ДА» - нажатие «пк» или «НЕТ» - нажатие на «лк». Предъявление стимула производится плавно с увеличивающимся контрастом на видеоконтрольном устройстве - 3, расположенном перед испытуемым. При предъявлении набора стимулов, например чистый треугольник, испытуемый, как только его увидит, должен нажимать кнопку "ДА", а на все остальные стимулы - "НЕТ". Как только испытуемый делает выбор, сигнал передается на блок включения и выключения сигнала - 2, который прерывает подачу сигнала, в это же время параметры стимуляции передаются на цифровой преобразователь параметров стимуляции - 4, далее преобразованный сигнал перелается на блок обработки и хранения сигнала - 5, после чего сигнал попадает на блок включения и выключения сигнала - 2 и запускается следующий сигнал, и так процедура повторяется для всех стимулов. Предъявление стимулов производится в случайном порядке. По окончании тестирования параметры стимуляции (количество ошибок, среднее, минимальное и максимальное время реакции и количество правильных ответов) сохраняются в виде таблицы и далее по их значениям производится по предлагаемой формуле математический расчет дефицита, сохранности и свойства внимания.

По окончании тестирования с помощью УдОХВ и расчета полученных параметров по «формуле Габибова» выдается результат с указанием сведений об испытуемом, дате и времени испытания, порядке предъявления стимулов, правильности ответов, количеству правильных ответов, среднее значение времени ответа с указанием среднеквадратичного отклонения и результаты каждого испытания сохраняются в специальной базе данных, из которой можно проследить динамику изменения указанных параметров.

Область применения УдОХВ - неврологические и психиатрические отделения (кабинеты) больниц, поликлиник, санаториев для первичной диагностики и экспресс-анализа заболеваний психоневрологического и эмоционального статуса, а также при нарушении функционального состояния различных зон головного мозга лиц, подверженных воздействию препаратов, операций, стрессовых ситуаций, а также в реабилитационных центрах, на объектах Федерального медико-биологического агентства России, сельских и труднодоступных населенных пунктах и в научно-исследовательских лабораториях для контроля за психическим и эмоциональным состоянием испытуемых во время эксперимента

Устройство для определения характеристики внимания человека, выполненное с возможностью получения в результате тестирования параметров: Е – количество ошибок, %, ∑Т_ср – среднее время реакции, мс, Т_min – минимальное время реакции, мс, Т_max – максимальное время реакции, мс, используемых для определения характеристик внимания, и содержащее: видеоконтрольное устройство для установки его перед испытуемым, выполненное с возможностью предъявления с плавно увеличивающимся контрастом случайного набора стимулов в виде геометрических фигур, где одна из фигур является заданной и требует ответа «ДА», а все остальные – ответа «НЕТ», и где геометрическими фигурами являются: треугольник, квадрат, круг, а также их сочетания: треугольник и квадрат внутри круга, круг и треугольник внутри квадрата, круг и квадрат внутри треугольника, кнопку «пк» для установки пальца правой руки испытуемого и кнопку «лк» для установки пальца левой руки, выполненные с возможностью нажатия испытуемым соответственно кнопки «пк» для ответа «ДА» и кнопки «лк» для ответа «НЕТ» на предъявление стимула, блок включения и выключения сигнала, выполненный с возможностью приема сигнала о выборе испытуемым ответа «ДА» или «НЕТ» и прерывания при этом подачи сигнала с запуском следующего сигнала на стимуляцию после поступления сигнала о предыдущем стимуле на блок обработки и хранения сигнала, цифровой преобразователь упомянутых параметров, выполненный с возможностью приема параметров одновременно с прерыванием подачи сигнала блоком включения и выключения сигнала и с возможностью последующей передачи преобразованного сигнала на блок обработки и хранения сигнала, причем блок обработки и хранения сигнала выполнен с возможностью расчета характеристик внимания: дефицита внимания А, сохранности внимания А_к и свойства внимания А_о по формулам:

А=∆Т/ΣТср × Е, где ∆Т= Тmax – Tmin,

А_к=100 – А,

А_о=∆Т/ΣТср × Р,

где Р – количество правильных ответов, вычисляемое как разность между 100% и количеством ошибок.