Способ исследования и оценки психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы человека
Изобретение относится к области психофизиологии, психологии, педагогики, медицины и может быть использовано при проведении индивидуальных и массовых исследований в психофизиологии, психологии, педагогике, медицине, для мониторинга психофизиологических состояний человека-оператора в опасных профессиях (авиадиспетчеры, летный состав, операторы энергетических систем, диспетчеры на железнодорожном транспорте и т.д.). Новизна предлагаемого способа заключается в использовании возможностей двух известных методов, Е.П. Ильина и А.К. Дроздовского, определения свойств «внешний» и «внутренний» баланс процессов возбуждения и торможения. Совокупность существенных признаков позволяет получить новый положительный результат, заключающийся в объективности оценки психофизиологических состояний, оперативности в выдаче результатов оценки состояний, что обеспечивается мобильными устройствами на основе современных цифровых технологий. Способ позволяет значительно расширить спектр научных исследований, что придаст импульс к его внедрению в практику, в частности, для обеспечения безопасности работы представителей сложных профессий (авиадиспетчеры, летный состав, операторы энергетических систем, диспетчеры на железнодорожном транспорте и т.д.). 1 ил., 8 табл.
Изобретение относится к области психофизиологии, психологии, педагогики, медицины и может быть использовано при проведении индивидуальных и массовых исследований в психофизиологии, психологии, педагогике, медицине, в спорте, для мониторинга психофизиологических состояний человека-оператора в опасных профессиях (авиадиспетчеры, летный состав, операторы энергетических систем, диспетчеры на железнодорожном транспорте и т.д.).
Большинство известных способов для оценки психофизических состояний человека основаны на тестировании путем предъявления ему разнообразных заданий, обработке результатов тестирования по определенным методикам, на основании которых и делается вывод о состоянии человека. При этом следует подчеркнуть, что практически все эти способы ориентированы на оценку психофизических, но не психофизиологических состояний, даже если в ряде случаев в названии того или иного способа (метода) фигурирует «психофизиологическое состояние». В различии терминов кроется принципиальный аспект в понимании, что именно изучается при реализации того или иного способа. И здесь следует обратиться к базовым научным понятиям. Например, известны следующие определения двух взаимосвязанных, но различающихся научных направления: психофизика и психофизиология, где у каждого свои методы и инструментарий в изучении, соответственно, психофизических и психофизиологических состояний человека.
«Психофизика - область знания, находящаяся на стыке экспериментальной психологии и физиологии сенсорных систем и устанавливающая закономерные отношения между набором физических параметров сенсорных стимулов и их субъективным отражением в сознании человека; определяет границы работы сенсорной системы при обнаружении, различении и опознании сенсорных стимулов» (А.С. Батуев, Е.П. Ильин, Л.В. Соколова, 2007, С. 457).
«Психофизиология - область физиологии и психологии, задача которой состоит в изучении объективно регистрируемых сдвигов физиологических функций, сопровождающих сложнейшие психические процессы восприятия, запоминания, мышления, эмоций и др.» (там же).
Известный специалист в области общей и дифференциальной психофизиологии Е.П. Ильин в монографии «Психофизиология состояний человека» отмечает следующее: «…когда речь идет о функциональных состояниях, имеют в виду уровень функционирования человека в целом или его отдельных функциональных систем (сенсорной, интеллектуальной, моторной), а когда говорят о психическом состоянии, то речь идет о качественной специфике (модальности переживаний) реагирования человека на ту или иную ситуацию (без учета уровня функционирования). Но поскольку в действительности в психических состояниях сочетаются и уровневые, и модальностные характеристики, то речь должна идти о психофизиологических состояниях» (Е.П. Ильин, 2005, С. 11).
В контексте обозначенной позиции, рассмотрим несколько известных Способов оценки психофизического состояния человека.
1. СПОСОБ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА (патент РФ №2414845, опубл. 27.03.2011) включает регистрацию движений глаз, измерение межсаккадических интервалов (МСИ) и их сравнение с таксонами МСИ, заданными из условия характеристик временных масштабов процессов психической регуляции на разных уровнях, а также регистрацию и измерение длительности реакций активации кожно-гальванического рефлекса (РА КГР) и их сравнение с упомянутыми таксонами МСИ. Дополнительно определяют Р-Р интервалы электрокардиограммы (СПИ ЭКГ), длительность которых меньше длительности предыдущего более чем на величину, на которую различается длительность интервалов соответствующих воздействию парасимпатической системы от интервалов соответствующих воздействию симпатической нервной системы, сравнивают их с таксонами МСИ и оценку процессов регуляции деятельности осуществляют по данным МСИ, величины таксонов которых более величин таксонов РА КГР и СПИ ЭКГ соответственно, а оценку процессов регуляции функциональных состояний определяют по данным МСИ, величины таксонов которых совпадают с величинами таксонов РА КГР и СПИ ЭКГ соответственно.
2. СПОСОБ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОГО СОСТОЯНИЯ ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ (патент РФ №2432120, оп. 27.10.2011) для мгновенного реагирования на изменения функционального, эмоционального или психофизического состояния человека и оценки этого состояния. Для реализации способа осуществляют контроль параметров движения глазного яблока, сравнивают полученные величины с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии. Определяют мгновенное психофизическое состояние оператора, для чего определяют быстроизменяющиеся параметры движений глазного яблока оператора в зоне их когнитивного изменения. Способ позволяет мгновенно оценить потерю внимания (или осознания) либо концентрации оператора вследствие усталости или внешнего воздействия, а также момент восстановления концентрации оператора. Результат достигается тем, что в способе оценки психофизического состояния операторов систем управления, включающем контроль параметров движения глазного яблока оператора и сравнение полученных величин с данными оператора, находящегося в нормальном состоянии, контролируют быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока, по результатам контроля быстроизменяющихся параметров движения глазного яблока формируют комплексный показатель мгновенного психофизического состояния оператора и сравнивают полученное значение с предварительно полученным комплексным показателем мгновенного психофизического состояния оператора, находящегося в нормальном состоянии, и по величине отклонения принимают решение о степени безопасности участия оператора в работе системы управления. При этом в качестве комплексного показателя мгновенного психофизического состояния оператора используют интеграл амплитудно-частотной характеристики, ограниченной зонами когнитивного изменения быстроизменяющихся параметров движения глазного яблока. Кроме того, быстроизменяющиеся параметры движения глазного яблока контролируют, направляя на глазное яблоко ультразвуковые колебания от источника, расположенного в очках оператора, и фиксируя допплеровскую задержку отраженного сигнала. Как следует из описания графических материалов, предлагаемый способ может осуществляться с использованием различных средств контроля за движением глазного яблока испытуемого (оператора): видеокамера со средствами обработки изображения, оптический матричный датчик или ультразвуковой локатор.
3. СПОСОБ ПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА (патент РФ №2523684, оп. 20.07.2014), заключающийся в предъявлении испытуемому сигналов переменной частоты в отдохнувшем и утомленном состояниях, измерении показателей реакции на предъявленные сигналы и оценке степени изменения состояния по относительному отклонению значений измеренных показателей, при этом сигналы формируют в виде требующих решения тестов, частоту предъявления которых изменяют пропорционально частоте их решения. Количество тестов для отдохнувшего и утомленного состояний задают одинаковым. Определяют в каждом из состояний общее время решения заданного количества тестов и количество правильно решенных тестов, оценку степени изменения утомленного состояния производят по относительному изменению среднего времени правильного решения. Последовательность предъявления тестов в отдохнувшем и утомленном состояниях человека-оператора задают одинаковой, определение среднего времени правильного решения одного теста в отдохнувшем состоянии производят по ограниченному количеству 3-5 серий по 10 тестов. В дальнейших исследованиях время правильных решений используют в качестве эталонного, а в состав требующих решения тестов включают тесты логического и динамического характера, выполняемые оператором совместно с машиной. Время выполнения каждого теста определяют с учетом повторных решений, необходимых для исправления результата и выполнения требований конкретного теста по точности. В ходе проведения психологических исследований измеряют физиологические показатели человека-оператора, и при выходе хотя бы одного из них за допустимые пределы, нагрузку снижают путем ограничения количества предъявляемых к решению тестов в утомленном состоянии, а оценку степени изменения утомленного состояния производят с учетом ограничения количества тестов по относительному изменению среднего времени правильного решения тестов, выполненных в утомленном состоянии, и соответствующих аналогичных тестов, выполненных в отдохнувшем состоянии. Способ отличается тем, что измерение физиологических показателей человека-оператора производят по частоте сердцебиений, верхнему и нижнему артериальному давлению.
4. СПОСОБ ОЦЕНКИ ПСИХОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА (патент РФ №2541822, оп. 20.02.2015) предназначен для диагностики функционального состояния человека, для оценки психоэмоционального состояния, где проводят регистрацию психофизической реакции в процессе выполнения задания на внимание и координационную моторику. Координационную моторику рук реализуют путем сближения на заданное расстояние двух постоянных магнитов одноименными полюсами в составе устройства, в котором имеется пассивная часть с постоянным магнитом для левой руки и активная часть с постоянным магнитом для правой руки. При выполнении задания испытуемый, преодолевая сопротивление магнитов, сближает активную и пассивную части устройства, так чтобы блок электронной обработки сформировал временной интервал, в течение которого испытуемый точно позиционировал части устройства. В процессе выполнения задания фиксируют отношение времени точного позиционирования к общему времени проведения эксперимента. Способ позволяет контролировать психофизическое состояние человека и оценить правдивость ответов за счет работы малогабаритного устройства. Техническим результатом изобретения является повышение степени оценки психофизического состояния человека, а также выявление степени правдивости ответов испытуемых с помощью локального малогабаритного устройства. Вербальная информация доводится до испытуемого в фоновом режиме, когда практически все ресурсы испытуемого заняты решением основной задачи - отслеживанием положения рук. Оценка вопроса, своего ответа и последствий происходит на уровне подсознания, которое испытуемый не может контролировать.
5. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА (патент РФ №2421123, оп. 20.06.2011), характеризующийся тем, что освещают глаз ИК-излучением, регистрируют зрачковую реакцию в процессе вербальной коммуникации путем раздельного покадрового измерения длины окружности зрачка глаза, отклонения зрачка от его среднего положения и определение векторной диаграммы направленности путем измерения преимущественного угла отклонения зрачка при ответах на блоки вопросов нейтрального и контрольного характера. В зависимости от векторной диаграммы определяют тип мышления испытуемого: визуальное, аудиальное или кинестетическое, вопросы контрольного характера выбирают соответствующими мышлению испытуемого, определяют среднеквадратичное отклонение измеренных параметров от начального положения, рассчитывают попадание текущих результатов измерений длины окружности и отклонения зрачка в пределы статистических погрешностей для соответствующего текущего результата при ответе на вопросы нейтрального характера. Полученные результаты разделяют на три категории психофизиологической реакции: нейтральную - при попадании обоих значений текущих результатов в пределы среднеквадратичного отклонения, среднюю - при попадании только одного из текущих результатов в пределы среднеквадратичного отклонения для длины окружности и для отклонения зрачка соответственно среднеквадратичного отклонения и высокую - при выходе обоих текущих результатов за пределы среднеквадратичного отклонения по динамическим изменениям, что позволяет судить о психофизиологическом состоянии человека.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что предварительно воздействуют на человека стимулом в виде световой вспышки, или звукового сигнала, или электрического разряда на кожу, регистрируют время возвращения зрачка в первоначальное состояние, по которому судят о психофизиологической готовности человека к тестированию.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что освещают ИК-излучением ведущий глаз, который предварительно определяют по индивидуальным параметрам подвижности зрачков.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что результаты исследований графически отображают на экране монитора и в виде таблицы, иллюстрирующей изменения трех измеряемых параметров движения зрачка человека.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что каждый кадр изображения реакции зрачка обрабатывают в реальном времени, в цифровой форме, затем преобразуют видеосигнал в бинарную форму с автоматическим определением уровня бинаризации, выделяют и измеряют длину окружности выделенного зрачка глаза, определяют координаты центра окружности, затем производят математическую обработку измеренных значений и запись их в базу данных с отображением психофизиологической реакции человека по всему массиву тестовых вопросов на экране монитора.
Обобщая особенности выше рассмотренных известных Способов оценки психофизических состояний, отметим некоторые их недостатки.
1. Характерным является внешнее воздействие на сенсорную систему человека и попытки измерения соответствующих реакций, отражающих ситуативное состояние периферической нервной системы, игнорируя при этом, в силу ограниченности возможностей применяемых способов, состояние центральной нервной системы, обуславливающей функционирование высших психических функций (память, внимание, мышление, прогнозирование, принятие решений и т.д.).
2. Используются тестовые методики, которые порой требуют значительных временных затрат, а их подбор из большого перечня субъективен и определяется предпочтениями самого исследователя.
3. Требуется специальное оборудование (видеокамера, оптический матричный датчик, ультразвуковой локатор, инфракрасный излучатель и т.д.), другие приборы для измерения физиологических показателей (кожно-гальваническая реакция, электрокардиограмма, пульсовые характеристики, артериальное давление), что в свою очередь увеличивает временные и финансовые затраты на реализацию способа.
4. Невозможность перевода на цифровые технологии, позволяющие осуществлять исследование и оценку состояний человека на современном техническом уровне с использованием мобильных устройств (планшет, мобильный телефон и т.п.), что позволило бы значительно расширить сферы их практического применения не только в лабораторных, но и в полевых условиях.
Задачей настоящего изобретения является разработка объективного инструментального способа определения психофизиологических состояний человека, характеризующих деятельность его центральной нервной системы, обуславливающей функционирование высших психических функций (память, внимание, мышление, прогнозирование, принятие решений и т.д.). Последнее особенно актуально и необходимо для обеспечения безопасности работы специалистов в опасных профессиях.
Если обратиться к уже известным исследованиям психофизиологических состояний, то наиболее близка, по целям и задачам к предлагаемому Способу, диссертационная работа «Особенности воспроизведения временных отрезков и интервалов у студентов с различным типом вегетативной регуляции и уровнем тревожности» (И.Н. Вороненко, 2005), принятая за прототип. Автор работы, в частности, отмечает, что способность оценивать (воспринимать и воспроизводить) временные отрезки большинством исследователей рассматривается как критерий адаптационных возможностей организма, как диагностический показатель при ряде заболеваний, в том числе при болезнях центральной нервной системы. Метод И.Н. Вороненко для изучения психофизиологических состояний основан на воспроизведение сложного ритмического паттерна с определением продолжительности сигналов и пауз между ними. Автор исследования ставила своей целью разработку компьютерной программы для изучения способности к восприятию и воспроизведению сложного ритма с оценкой точности воспроизведения, выявить возможности метода при оценке функционального состояния центральной и вегетативной нервной систем, уровня тревожности и психоэмоционального напряжения организма. При проведении обследований автор заранее составляла схемы, где в каждой кодировалась последовательность сигналов и пауз, частота звука, количество попыток для испытуемого.
Выводы, сделанные И.Н. Вороненко по результатам исследования, вызывают ряд вопросов. Так, автор заключает, что данные, получаемые с помощью разработанной компьютерной программы «Ритм», могут служить маркерами функционального состояния центральной и вегетативной нервной систем и использоваться в качестве информативного показателя адаптационных возможностей организма при массовых обследованиях детского и взрослого населения. И здесь же делается вывод, что программа «Ритм» может быть использована для профотбора и определения профпригодности, связанной с дифференциацией звука, ритма, такта (музыка, хореография, спорт и т.п.). По мнению исследователя, способность к воспроизведению ритма с оценкой длительности сигналов и пауз между ними может быть одной из индивидуальных характеристик личности, важных при определенных видах профессий, а для музыкантов, танцоров, гимнастов, фигуристов - профессионально значимым качеством. При этом автор работы не обозначил условия, когда способность к воспроизведению сложных ритмов следует использовать для профориентации, а когда для оценки психофизиологического состояния человека. Метод Вороненко, основанный на показателях точности воспроизведения сложного ритмического паттерна с определением продолжительности сигналов и пауз между ними, на основе чего и осуществляется оценка состояния человека, изначально ставит в неравное положение детей по отношению к взрослым испытуемым. Такое же неравенство может проявиться между детьми и взрослыми с ограничениями по слуху, с менее выраженными музыкальными способностями, в сравнении с остальными категориями испытуемых, у которых такие проблемы не выражены. Данное неравенство может проявиться в том, что для значительной части испытуемых метод Вороненко гораздо чаще, в сравнении с остальными испытуемыми, будет давать неблагоприятный диагноз по психофизиологическому состоянию. Кроме того, для метода Вороненко характерны те же недостатки, что были отмечены выше при рассмотрении известных способов оценки психофизических состояний.
Предлагаемый «Способ исследования и оценки психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы человека» лишен вышеперечисленных недостатков, характерных для известных способов и отличается следующими особенностями.
1. При проведении исследований отсутствуют какие-либо внешние воздействия на сенсорную систему (зрительную или слуховую), а измеряемые свойства нервной системы отражают состояние центральной нервной системы человека, обуславливающей функционирование высших психических функций (память, внимание, мышление, прогнозирование, принятие решений и т.д.).
2. Осуществление Способа не предполагает использование каких-либо дополнительных тестовых методик, за исключением первичных инструкций испытуемому о порядке воспроизведения пространственных отрезков и временных интервалов, а сама процедура обследования является стандартной и не зависит от предпочтений исследователя.
3. Реализация Способа не требует специального оборудования (например, кинематометр, динамометр, электроэнцефалограф, видеокамера, оптический матричный датчик, ультразвуковой локатор, инфракрасный излучатель и т.д.) и другие приборы для измерения физиологических показателей (например, кожно-гальваническая реакция, электрокардиограмма, пульсовые характеристики, артериальное давление), что в свою очередь позволяет оптимизировать временные и финансовые затраты на осуществление Способа.
4. Способ отличается тем, что изучаются особенности «внешнего» и «внутреннего» балансов как соотношение между процессами возбуждением и торможением по их величине, где о свойствах судят по интегральной характеристике, результирующей противоборства двух процессов (систем реагирования - возбудительной и тормозной). У разных людей сравниваются не отдельно выраженность возбуждения или торможения, а какой из процессов доминирует, что позволяет сохранить равные условия для всех возрастных категорий испытуемых при исследованиях и оценке психофизиологических состояний.
5. Возможность реализации Способа с использованием цифровых технологий, позволяющих проведение исследований и оценку психофизиологических состояний человека на современном техническом уровне с применением мобильных устройств (планшет, мобильный телефон и т.п.), что значительно расширяет сферу практического применения не только в лабораторных, но и в полевых условиях.
Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении точности и достоверности инструментального способа определения психофизиологических состояний человека, характеризующих деятельность его центральной нервной системы, обуславливающей функционирование высших психических функций (память, внимание, мышление, прогнозирование, принятие решений и т.д.) с одновременным его упрощением.
В настоящее время наиболее известны и используются для научных исследований в отечественной дифференциальной психофизиологии два метода измерения свойств нервной системы человека (силы, подвижности, уравновешенности), в соответствии с учением И.П. Павлова о типах высшей нервной деятельности. В настоящее время наиболее известны и используются в научных исследованиях два метода измерения СНС человека (силы, подвижности, уравновешенности). Один из методов разрабатывался в 60-х годах прошлого века Б.М. Тепловым и В.Д. Небылицыным в Научно исследовательском Институте общей и педагогической психологии АПН СССР, где в лаборатории дифференциальной психофизиологии СНС определялись на основе данных об электрической активности головного мозга с использованием электроэнцефалографа (сокращ. - ЭЭГ-метод) (Теплов, Небылицын, 1963; Небылицын, 1966; Теплов, 1985; Голубева, 2005). Очевидно, что ЭЭГ-метод является весьма затратным по времени, чрезвычайно чувствителен к психофизиологическому состоянию испытуемого, является дорогостоящим: сложное оборудование, специальное помещение, подготовленный персонал и т.д. Перечисленные ограничения стали решающим фактором, существенно ограничившим использование ЭЭГ-метода в практической работе специалистов помогающих профессий. Кроме того, ограничения в использовании ЭЭГ-метода, обуславливая относительно небольшие по объему выборки, значительно снизили темпы научных исследований, поскольку на малых выборках сложно было выявлять закономерные связи свойств нервной системы с психологическими особенностями человека. В настоящее время научные исследования на основе ЭЭГ-метода практически прекратились, что тем более объясняет трудности внедрения метода в практику, особенно в полевых условиях. Кроме того, изначально метод Теплова-Небылицына по измерению СНС человека не был предназначен для исследования и оценки психофизиологических состояний, отличающихся от состояния спокойного бодрствования.
Другой метод определения СНС (силы, подвижности, уравновешенности) человека был предложен Е.П. Ильиным, где предусматриваются три варианта его реализации, в зависимости от приборов, используемых для измерения способности человека к дифференцировке пространственных движений или мышечных усилий (Е.П. Ильин, 1972):
- кинематометрический вариант, где для оценки способности к дифференцировке пространственных движений используется кинематометр Жуковского, регистрирующий угловые амплитуды (в градусах) движений руки;
- динамометрический вариант методики, где для измерения мышечных усилий (в килограммах) кисти руки используется ручной динамометр;
- графический вариант, где при помощи карандаша, испытуемый чертит прямые линии в соответствии с задаваемым алгоритмом, а получаемый результат определяется на основе оценки воспроизведения пространственных отрезков.
В процессе эксперимента при реализации любого из трех вариантов методик Ильина, испытуемый, находящийся в состоянии спокойного бодрствования, осуществляет все движения с закрытыми глазами в соответствии с алгоритмом команд, озвучиваемых экспериментатором. При этом алгоритм команд, порядок обработки результатов измерения пространственных движений и мышечных усилий по всем трем вариантам методики, одни и те же. Автор двигательных методик отмечает в своих работах, что результаты диагностики СНС одного и того же человека, обследуемого многократной любым из методов или последовательно всеми тремя его вариантами, как правило, совпадают (Е.П. Ильин, 2001). Известно, что свойств нервной системы человека генетически обусловлены и консервативны к изменениям (Равич-Щербо, 1974, 1988). Последнее в отношении свойств «внешний» и «внутренний» балансы было подтверждено экспериментальными исследованиями. Было установлено, что если измерять балансы у испытуемого в состоянии спокойного бодрствования, то константность данной типологии для этого субъекта будет отчетливой. Коэффициенты константности «внешнего» баланса в абсолютном большинстве случаев были достоверны на уровне 0,01 в пределах 0.42-0,66. «Внутренний» баланс также проявляет большую стабильность: коэффициенты корреляции между повторными испытаниями в большинстве случаев достигали величин 0,46-0,52 и даже 0,81 при уровне достоверности от 0,05 до 0,001 (Ильин, 2001, с. 382-392). Отметим, что графический вариант двигательных методик Е.П. Ильина (далее - мотод Ильина), на основе которого осуществляется оценка воспроизведения пространственных отрезков, стал прототипом для изобретения нового «Способа определения свойств нервной системы на основе оценки воспроизведения временных интервалов» (А.К. Дроздовский, патент №2641974, оп. 23.01.2018, далее - метод Дроздовского). Новизна изобретения заключается в определении СНС человека в широком возрастном диапазоне без использования тестов-опросников, специальных механических (динамометр, кинематометр) или электронных приборов (электроэнцефалограф, активациометр и т.п.), а только на основе использования современных цифровых технологий с помощью мобильных устройств (планшет, мобильный телефон и т.д.) со встроенным таймером времени. В обосновывающей части авторского изобретения приведены данные сравнительного анализа типологических особенностей свойств, экспериментально определяемых двумя сравниваемыми Способами для каждого испытуемого: методом Ильина и методом Дроздовского. Сравнительный анализ показал высокую степень совпадения: по свойству «внешний» баланс - 80,2%; по «внутреннему» балансу - 87,0% от общего числа случаев во всей выборке испытуемых (всего - 146 человек). Можно предположить, что степень совпадения балансов, измеряемых сравниваемыми методами, где априори предполагалось, что все испытуемые находились в состояние спокойного бодрствования, была бы еще выше, если бы проводился объективный контроль психофизиологического состояния. Как будет отмечено ниже, нами предложено усилить критерии в установлении факта, что человек, в период первичных измерений СНС находится в состояния спокойного бодрствования, а это важно для измерения текущих психофизиологических состояний (ПФС) в последующие периоды времени, например, при осуществлении мониторинга ПФС сотрудников предприятий в разных сферах профессиональной деятельности.
Методы Ильина и Дроздовского имеют ряд существенных преимуществ перед другими известными методами определения свойств нервной системы:
1) просты в использовании и не требуют много временем для обследования одного испытуемого;
2) на одном инструментарии определяются все требуемые характеристики, тогда как другие методы позволяют определять только какое-либо одно из свойств;
3) не требуют от обследуемых специальных знаний, умений, опыта, что предполагает широкий возрастной диапазон испытуемых (старше 6 лет);
4) высокая надежность, повторяемость результатов обследования подтверждена научными исследованиями и практикой использования методик;
5) могут быть осуществлены на основе цифровых технологий, с использованием мобильных устройств (планшет, мобильный телефон и т.п.).
Методы Ильина и Дроздовского позволяют определять следующие свойства нервной системы:
1) подвижность процессов возбуждения и торможения, которые характеризуются скоростью исчезновения одного процесса и сменой его другим (высокой скорости соответствует подвижность, низкой - инертность нервных процессов);
2) уравновешенность нервных процессов, где выделяют «внешний» и «внутренний» балансы как соотношение процессов возбуждения и торможения по величине.
Как будет показано, для реализации заявленного «Способа исследования и оценки психофизиологического состояния на основе измерения свойств нервной системы» нами используются только два из пяти измеряемых свойств - «внешний» и «внутренний» балансы (исключены из рассмотрения «сила» и «подвижность» процессов возбуждения и торможения, которые могут использоваться для решения других задач). Отметим, что особенностью изучения баланса между возбуждением и торможением по их величине является то, что об этом свойстве судят по интегральной характеристике, результирующей противоборства двух процессов (систем реагирования - возбудительной и тормозной). У разных людей сравниваются не выраженность возбуждения или торможения, а какой из процессов доминирует.
Результаты исследования природы баланса нервных процессов позволили выдвинуть важные положения о балансах (Е.П. Ильин, 2001):
1) «внешний» и «внутренний» балансы характеризуют два разных уровня регулирования в центральной нервной системе;
2) «внешний» баланс отражает реакцию на эмоционально-мотивационные аспекты ситуации;
3) «внутренний» баланс, в отличие от «внешнего», не реагирует на изменение эмоционального состояния человека, но отражает уровень активации, связанный с потребностью в двигательной активности и с глубинными (внутренними) процессами в центральной нервной системе.
Требование, что при измерениях свойств нервной системы (силы, подвижности, уравновешенности) методом Е.П. Ильина испытуемый должен находиться в состоянии спокойного бодрствования, исторически было оправдано необходимостью выявления устойчивых связей свойств с психологическими феноменами (память, внимание, тип мышления, темперамент, стрессоустойчивость, стиль деятельности и т.д.). Поиску таких связей в течение многих десятилетий было посвящено большое количество экспериментальных исследований в дифференциальной психофизиологии. Например, в таблице 1 отражен перечень психологических феноменов, для каждого из которых исследователи выявили состав типологических комплексов свойств нервной системы, обуславливающих их выраженность (Е.П. Ильин, 2001). В этом перечне и заключается практическая значимость достижений отечественной дифференциальной психофизиологии. Отметим, что выраженность психологических феноменов, представленных в таблице 1, следует рассматривать в контексте понятий положительного и отрицательного типологического комплекса (ТК). Положительный ТК - такое сочетание типологических особенностей СНС, когда все пять свойств однонаправленно обуславливают высокую выраженность данного феномена; отрицательный ТК - все свойства однонаправленно препятствуют проявлению этого феномена, влияя на низкую его выраженность. Например, если методом Ильина определен состав индивидуального ТК СНС для испытуемого, находящегося при воспроизведении пространственных отрезков в спокойном состоянии, то, с учетом выявленных составов положительных и отрицательных ТК, можно с достаточной степенью достоверности прогнозировать высокую или низкую выраженность у данного человека любого из феноменов, представленных в таблице 1.
Если под воздействием каких-либо внешних и(или) внутренних факторов, способных заметно повлиять на глубинные процессы в центральной нервной системы, и, соответственно, на психофизиологическое состояние человека, то изменится выраженность свойств «внешний» и «внутренний» баланс в составе его индивидуального типологического комплекса (ТК), а значит другим будет прогноз выраженности некоторых психологических феноменов, представленных в таблице 1. При этом изменения возможны как в положительную, так и в нежелательную сторону, если иметь в виду проявление природных особенностей и профессионально важных качеств человека в той или иной сфере деятельности. Это означает, что данные об изменениях психофизиологических состояний человека позволяют прогнозировать нежелательные проявления определенных профессионально значимых качеств человека. Последнее может быть особенно важно, если речь идет об обеспечении безопасности работы специалистов в опасных профессиях.
В контексте обоснования предлагаемого авторского Способа, обращаем внимание на то, что за более чем полувековую историю существования отечественной дифференциальной психофизиологии опубликовано лишь небольшое число фактов, указывающих на проявление типологических особенностей СНС человека, в частности, выраженность свойств «внешний» или «внутренний» баланс в психофизиологических состояниях, отличающихся от состояния спокойного бодрствования. В отношении свойств «внешний» и «внутренний» баланс такие факты можно найти в ряде исследовательских работ:
1) наблюдаются заметные изменения свойства баланс нервных процессов, измеренного после приема испытуемыми кофеина или брома, в сравнении с показателями баланса в состоянии физиологического «покоя» (иначе - состояния спокойного бодрствования), где после приема кофеина у испытуемых возбуждение возрастает, а под влиянием брома - уменьшается (Г.И. Борягин, 1959; М.Ф. Пономарев, 1960);
2) при измерении «внешнего» баланса в середине ночи, сразу после пробуждения обследуемых, было выявлено: «возбудимые» и «тормозные» по дневным измерениям, ночью переходили в разряд уравновешенных. Если переход первых в «уравновешенные» вопросов не вызвал и соответствовал представлениям об усилении тормозных процессов во время сна, то переход «тормозных», что должно было расцениваться как усиление возбуждения, отличалось от общепринятых представлений того времени (Е.П. Ильин, М.И. Семенов, 1969);
3) испытуемые, у которых «внешний» баланс измерялся в состоянии спокойного бодрствования, затем вводились в первую стадию гипноза, во время которой они выполняли под команду экспериментатора ту же самую пробу для определения «внешнего» баланса. В этом эксперименте также подтвердились результаты эксперимента с прерыванием ночного сна (Е.П. Ильин, С.К. Малиновский, 1981);
4) в экспериментальной группе больных с психотическими отклонением, где проводилась танцевальная терапия, несмотря на действия нейролептиков, производящих затормаживающий эффект, было выявлено движение к «внешнему» возбуждению, что, по мнению исследователя, проводившего эксперименты, указывало на положительное влияние танцевальной терапии на моторику больных шизофренией (Оганесян, 2005);
5) ограничение двигательной активности учащихся в течение учебной четверти вызывает сдвиги по «внутреннему» балансу в сторону возбуждения, а во время каникул, когда двигательная активность возрастает и происходит «разрядка» возникшей потребности, наблюдается сдвиг «внутреннего» баланса в сторону торможения (Ильин, 2001).
Перечисленные факты указывают на то, что выраженность «внешнего» и «внутреннего» балансов нервных процессов, сохраняя стабильность проявлений у человека, находящегося в состоянии спокойного бодрствования, может изменяться при необычных состояниях, возникающих под воздействием различных стрессорных факторов. Вопрос, как будут меняться балансы в необычных состояниях (монотония, утомление, психическое пресыщение, эмоциональное напряжение, эмоциональное выгорание, психотические расстройства), пока остается открытым.
Объяснить скромное число научных фактов, отмеченных в пунктах 1-5 можно некоторыми обстоятельствами, имевших место в прошлый период развития дифференциальной психофизиологии, в ее подходах к исследованию состояний человека:
1) в своих поисках исследователи, использующие двигательные методики Ильина, ограничились экспериментами по изучению пограничных состояний (сноподобные, психотические), оставив без внимания другие психофизиологические состояния человека;
2) при изучении психофизиологических состояний исследователи определяли «внешний» баланс нервных процессов отдельно от свойства «внутренний» баланс, а не в их сочетаниях;
3) автор двигательных методик для измерения СНС человека Е.П. Ильин предложил три варианта их определения, в зависимости от используемого для измерений прибора: кинематометр, динамометр, графический (основан на воспроизведении временных отрезков), но при этом не была реализована возможность определения свойств на основе оценки воспроизведения временных интервалов.
Отметим, что такая возможность (см. пункт 3) была реализована А.К. Дроздовским, предложившим «Способ определения свойств нервной системы на основе оценки воспроизведения временных интервалов» (патент №2641974, оп. 23.01.2018) что, как будет показано, открыло возможность исследования психофизиологических состояний, диагностика которых важна для многих сфер жизни и деятельности человека. В психологии труда, спорта, военной и космической психологии важно знать, в каком состоянии находится человек, целесообразно по многим причинам, например, чтобы оценить уровень его активности, самочувствие, или, чтобы прогнозировать уровень работоспособности. Такое знание позволяет принять меры для повышения работоспособности путем регуляции возникшего негативного состояния или принять решение о прекращении деятельности, чтобы сохранить здоровье человека, предупредить последствия возникшего состояния.
Важность контроля психических состояний отчетливо аргументирована в работах Н.В. Якимович (2009, 2019), где автор рассматривает вопросы о связи ошибок пилотов с неблагоприятными психическими состояниями в полете и где предлагается исследовать первопричины ошибок пилотов через анализ их психических состояний, поскольку при неблагоприятных психических состояниях происходит снижение уровня работоспособности психических функций. Данный подход Н.В. Якимович применил к анализу авиационных катастроф, показав, как неблагоприятные психические состояния у пилота приводило к неправильным действиям в полете. Автор особо подчеркивает, что «…как показывает практика расследования авиационных происшествий, совершаемые пилотами ошибки являются преимущественно следствием неблагоприятного психического состояния. Если подходить к анализу пилотских ошибок именно с таких научно обоснованных позиций, то можно говорить о том, что пилот - это «жертва» неблагоприятных психических состояний» (Якимович, 2019, с. 148). Исследователь заостряет внимание на необходимость применения специальных средства инструментального контроля психических состояний, а также на повышение надежности «человеческого фактора» в полетах путем применение дополнительных тестов при профотборе, которые были бы направлены на изучение устойчивости человека к появлению неблагоприятных психических состояний.
В нашем исследовании мы исходили из определения, что «психофизиологическое состояние - это не пассивная реакция организма, его капитуляция перед действующим стимулом, а борьба за сохранение гомеостаза,… главная функция (предназначение) психофизиологических состояний - адаптация (приспособление) организма к изменяющимся условиям существования» (Ильин, 2005, с. 25).
Кроме того, можно отметить ряд обстоятельств, отражающих общее состояние отечественной психофизиологической науки прошлого периода (70-е и 80-е года прошлого столетия), что также могло ограничить исследования психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы человека.
Во-первых, представители отечественной психофизиологической науки сосредоточились на поиске инструментальных, объективных методик измерения СНС. Однако нерешенные методологические проблемы в понимании природы СНС и возможного количества этих свойств у человека, породило множество методик и соответствующих приборов для измерения одних и тех же свойств, с противоречивыми результатами их определения (B.C. Мерлин, 1973). К настоящему времени все поиски свелись только к двум научно обоснованным методам определения СНС: электроэнцефалографические методы Теплова-Небылицына (ЭЭГ-методы) и двигательные методики Ильина. Оба метода выдержали испытание временем, однако, как уже отмечалось, ЭЭГ-методы сегодня слабо представлены в научных исследованиях и не нашли практического применения в полевых условиях по причине громоздкости и дороговизны приборного обеспечения, сложностями его эксплуатации.
Во-вторых, экспериментальные исследования отечественных ученых были направлены на поиски устойчивых связей СНС с различными психологическими феноменами (память, внимание, тип мышления, темперамент, стрессоустойчивость, стиль деятельности и т.д.). Но при этом, одним из основных условий исследований было требование, чтобы во время эксперимента по определению СНС, испытуемый должен находиться в состоянии спокойного бодрствования. Очевидно, что данное требование существенно ограничило научные исследования проявлений типологических особенностей СНС человека в изменяющихся психофизиологических состояниях. Показательно, что в монографии «Психофизиологические состояния человека» (Е.П. Ильин, 2005) автором двигательных методик измерения СНС представлено описание 15-ти опросных методик изучения состояний человека, но ничего не говорится о возможности исследовать состояния на основе разработанных им же методик.
Таким образом, обобщая, можно сделать вывод о том, что известные методы Теплова-Небылицына и Ильина по измерению СНС человека не использовались для изучения психофизиологических состояний, отличающихся от состояния спокойного бодрствования (за исключением сноподобных и психотических).
Становится очевидной необходимость, с одной стороны, учитывать уже имеющиеся достижения отечественной психологической и психофизиологической науки, с другой - преодолеть отмеченные ограничения с тем, чтобы с новых позиций и возросшими техническими возможностями, осуществлять исследование и оценку психофизиологических состояний, отличающихся от состояния спокойного бодрствования.
Как уже отмечалось, «внешний» и «внутренний» балансы характеризуют два разных уровня регулирования в центральной нервной системе, где первый отражает реакцию на эмоционально-мотивационные аспекты ситуации, а второй характеризует уровень активации, связанный с потребностью в двигательной активности и с глубинными процессами в центральной нервной системе. Поэтому, необходимо изучать проявление типологических особенностей «внешнего» и «внутреннего» балансов в их сочетании, что позволит реализовать интегративный подход в исследованиях деятельности центральной нервной системы, которая отражается в показателях выраженности балансов как своеобразных маркеров, чутко реагирующих на изменения психофизиологического состояния человека.
Для реализации авторского «Способа исследования и оценки психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы» использовались методы:
1. Двигательные экспресс методики Е.П. Ильина для измерения свойств нервной системы (графический вариант, основанный на оценке воспроизведения пространственных отрезков, далее - метод Ильина).
2. Способ определения свойств нервной системы на основе оценки воспроизведения временных интервалов (патент №2641974, 23.01.2018, далее - метод Дроздовского). Методами Ильина и Дроздовского осуществляется измерение свойства уравновешенность нервных процессов, где определяется выраженность «внешнего» и «внутреннего» балансов как соотношение процессов возбуждения и торможения по величине.
Для лучшего восприятия представленных ниже результатов экспериментального исследования, необходимо обратиться к понятию «нейродинамический код», введение которого в свое время способствовало переходу на компьютерное обеспечение, сегодня - на цифровые технологии, экспериментов по измерению СНС (Дроздовский, 2003, 2008, 2018).
Нейродинамический код, в виде пятизначного числа, символически отражает комплекс типологических особенностей проявления пяти свойств нервной системы человека, диагностируемых на основе двигательных методик Е.П. Ильина. Было принято условно, что в «нейродинамическом коде» первое по порядку число отражает показатель силы нервной системы, второе и третье числа - соответственно, подвижность процессов возбуждения и торможения, четвертое и пятое числа характеризуют «внешний» и «внутренний» балансы нервных процессов. Обозначив степень типологической выраженности каждого из пяти свойств нервной системы цифрами 1,2,3, получаем следующие ряды:
1) сила нервной системы: 1 - сильная, 2 - средняя, 3 - слабая;
2) процессы возбуждения: 1 - подвижные, 2 - средняя подвижность, 3 - инертные;
3) процессы торможения: 1 - подвижные, 2 - средняя подвижность, 3 - инертные;
4) баланс «внешний»: 1 - преобладает возбуждение, 2 - уравновешенность, 3 - преобладает торможение;
5) баланс «внутренний»: 1 - преобладает возбуждение, 2 - уравновешенность, 3 - преобладает торможение.
Математически возможное число сочетаний СНС, то есть число нейродинамических кодов в предложенной системе оценки степени типологической выраженности пяти свойств нервной системы - 243. Различные варианты цифровых нейродинамических кодов могут быть записаны как 31133, 23311, 23313, 11133, 33313 и т.д. Например, код 11133 может быть расшифрован так: сильная нервная система (1), подвижность процессов возбуждения (1) и торможения (1), по «внешнему» и «внутреннему» балансам преобладает торможение (сочетание балансов - 33). Код 33313 читается: слабая нервная система (3), инертность процессов возбуждения (3) и торможения (3), по «внешнему» балансу преобладает возбуждения (1), по «внутреннему» балансу преобладает торможение (3).
Реализации предлагаемого «Способа оценки психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы» предполагает следующий порядок действий.
1. Методами Ильина и Дроздовского измеряют свойства «внешний» и «внутренний» балансы нервных процессов у человека, находящегося в состоянии спокойного бодрствования, на основании чего определяют выраженность балансов, которую обозначают двузначными цифровыми кодами, где первая цифра характеризует выраженность «внешнего», вторая - «внутреннего» баланса.
2. Выявленные в состоянии спокойного бодрствования цифровые коды балансов сопоставляют; если они совпадают, то для человека устанавливается базовый код, если коды не совпадают, то диагностику балансов повторяют в другой день, пока коды не будут сопоставимы, что явится критерием состояния спокойного бодрствования у человека в процессе измерений.
3. В последующие периоды времени методами Ильина и Дроздовского измеряют у человека текущие выраженности «внешнего» и «внутреннего» балансов, которые также обозначают двузначными цифровыми кодами.
4. Сопоставляют цифровые коды базовой и текущей выраженности «внешнего» и «внутреннего» балансов, определяют, в соответствии с заданными критериями, показатель отклонения текущего психофизиологического состояния от состояния спокойного бодрствования, принятого за условную норму.
5. Определяют, путем сложения двух показателей отклонений, определяемых, соответственно, методами Ильина и Дроздовского, общий (интегральный) показатель отклонения текущего психофизиологического состояния от нормы.
Практическая реализация Способа исследования и оценки психофизиологических состояний (ПФС) на основе измерения свойств «внешний» и «внутренний» баланс представлена в таблице 2.
Примечание к таблице 2:
1) степень отклонения (от 0 до 4 баллов) текущего психофизического состояния (двузначные цифровые коды по горизонтали) от состояния спокойного бодрствования (коды по вертикали) определяется дважды: а) по результатам измерения «внешнего и «внутреннего» балансов методом Ильина; б) по результатам измерения балансов методом Дроздовского;
2) степень отклонения текущего психофизиологического состояния от состояния спокойного бодрствования, принятого за условную норму, определяемая отдельно каждым из методов измерения балансов, характеризуется в баллах: 0 баллов - отклонения нет; 1 балл - незначительное отклонение; 2 - заметное отклонение; 4 - существенное отклонение; 4 - значительное отклонение от нормы - 4 балла.
Отметим, что одно из отклонений ПФС от нормы, определяемое методом Ильина, характеризует изменения в восприятии человеком пространственных, методом Дроздовского - временных интервалов, а их суммарный, интегральный показатель будет указывать на изменения в восприятии пространства-времени.
Степень отклонения текущего психофизиологического состояния, показанная в таблице 2 цифрами от 0 до 4 баллов, определяется следующим образом. Пусть, например, при измерении свойств «внешней» и «внутренний» баланс в состоянии спокойного бодрствования получен результат: по обоим балансам - преобладает возбуждение (в таблице по вертикали базовый код - 11).
Пусть текущий код балансов, выявленный по методу Ильина, обозначен как 12, а код по методу Дроздовского - 13 (в таблице 2 коды 12 и 13 - по горизонтали). В соответствии с критериями, представленными в таблице 2, получим: отклонение текущего состояния, измеренное по Ильину - 1 балл, по Дроздовскому - 2 балла. Тогда интегральный показатель, как сумма обоих отклонений текущего психофизиологического состояния от условной нормы, составит 3 балла (соответственно, 1+2). Интегральный показатель (ИП) отклонения ПФС от условной нормы как сумма отклонений, измеренных дважды (методами Ильина и Дроздовского), может меняться в диапазоне от 0 до значений в 8 баллов. Нами предлагаются следующие критерии общей оценки текущего ПФС состояния: от 0 до 2 баллов - состояние в норме; 3 и 4 балла - заметное отклонилось от нормы; 5 и 6 баллов - значительное отклонилось от нормы; 7 и 8 баллов - критическое отклонение от нормы. В последнем случае, если ситуация повторяется, то необходимо выявлять причины, осуществлять коррекционные мероприятия.
Важно подчеркнуть, что интегральный показатель отклонения ПФС от нормы - сумма двух отклонений: в восприятии пространства (метод Ильина) и в восприятии времени (метод Дроздовского). Своевременное выявление таких отклонений в работе человека в сложных профессиях позволит предупреждать ошибки определенного характера, связанных с изменениями в восприятии пространственно-временных отношений в окружающей человека среде.
Практической реализации метода Ильина по выявлению типологических особенностей «внешнего» баланса с использованием мобильного устройства (планшета) предполагает: выполнение испытуемым с закрытыми глазами, после предварительного ознакомления с текстовой инструкцией и в соответствии с голосовыми командами, многократное вычерчивание линий по экрану планшета указательным пальцем ведущей руки или стилусом, с последующим их точным воспроизведением. Задаются короткие и длинные отрезки. Если и на коротких и на длинных отрезках у испытуемого наблюдаются превышения, то ставится диагноз «преобладание возбуждения». Если везде преуменьшения, то преобладает торможение. В случаях, когда на малых отрезках -превышения, а на длинных - их преуменьшения, то это свидетельствует об уравновешенности неравных процессов.
Для выявления типологических особенностей «внутреннего» баланса по методу Ильина исполняются следующие команды с закрытыми глазами: начертить линию, затем ее чуть удлинить; выбрать новую линию, ее чуть укоротить. И так несколько раз на коротких и на длинных отрезках, после чего сравниваются суммы превышений и преуменьшений на коротких и длинных отрезках. Если и на коротких и на длинных отрезках сумма превышений больше, чем сумма преуменьшений, то преобладает возбуждение, если наоборот - преобладает торможение. В случае, когда на коротких отрезках доминируют превышения, а на длинных - преуменьшения, то имеет место уравновешенность нервных процессов по «внутреннему» балансу.
Для практической реализации метода Дроздовского используется таймер времени, встроенный в мобильное устройство (планшет), где испытание по выявлению типологических особенностей «внешнего» баланса предполагает, после предварительного ознакомления с текстовой инструкцией, путем касания экрана планшета указательным пальцем ведущей руки, выполнение многократного восприятия выбираемых временных интервалов с последующими попытками их точного воспроизведения. Задаются короткие и длинные временные интервалы. Если и на коротких и на длинных интервалах у испытуемого наблюдаются превышения, то ставится диагноз «преобладание торможения». Если везде преуменьшения, то преобладает возбуждение. В случаях, когда на малых отрезках - превышения, а на длинных - их преуменьшения, то это свидетельствует об уравновешенности неравных процессов.
Испытание по выявлению типологических особенностей «внутреннего» баланса по методу Дроздовского предполагает выполнение команд: выбрать временной интервал, затем его чуть удлинить; выбрать новый интервал, его чуть укоротить. И так несколько раз на коротких и на длинных временных интервалах, после чего сравниваются суммы превышений и преуменьшений на коротких и длинных интервалах. Если и на коротких и на длинных временных интервалах сумма превышений больше, чем сумма преуменьшений, то преобладает торможение, если наоборот - преобладает возбуждение. В случае, когда на коротких временных интервалах доминируют превышения, а на длинных - преуменьшения, то имеет место уравновешенность нервных процессов по «внутреннему» балансу.
Отметим, что измерение свойств нервной системы графическим (карандашным) вариантом методик Е.П. Ильина в прошлом осложнялась определенными трудностями в проведении эксперимента и обработки результатов. Сегодня таких проблем нет благодаря использованию мобильных устройств (в нашем эксперименте - планшеты), для которых группой авторов были разработаны соответствующие программы на базе операционной системы Android (А.К. Дроздовский, И.Н. Клюев, А.А. Шкомов, свидетельства Роспатента: №2017660812, 26.09.2017; №2018610313, 09.01.2018; №2018615807, 16.05.2018; №2018616685, 05.06.2018). Эти программы позволяют существенно облегчить работу, сократить временные затраты для измерения СНС человека (с необходимой точностью) и, соответственно, в режиме реального времени представлять информацию о возможных отклонениях текущих психофизиологических состояний человека от состояния спокойного бодрствования.
Указанные преимущества и возможности новых технологий в полной мере проявились при осуществлении экспериментального исследования, результаты которого рассматриваются ниже, представляя конкретный пример, подтверждающий техническую пригодность проводимых заявленным Способом измерений для оценки психофизиологических состояний человека.
Экспериментальное исследование психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы осуществлялось в рамках Пилотного проекта, целью которого была апробация технологии психофизиологического тестирования Единой системы наблюдения (мониторинга) за психофизиологическим состоянием (ЕСНПС) сотрудников ОАО «РЖД» (российские железные дороги). Полностью результаты мониторинга состояний сотрудников представлены в Отчете (не опубликован, так как предназначен для служебного пользования). Существенные части Отчета, представляющие интерес для психологической науки, отражены в авторской публикации, которая находится в портфеле редакции журнала Российской академии наук «Организационная психология и Психология труда», с положительными отзывами рецензентов и будет опубликована в одном из номеров (см. Том 4, №2, май 2019 года).
В экспериментальном исследовании принимали участие специалисты, основной функцией которых является сбор, обработка, анализ и систематизация больших потоков знаковой информации с использованием компьютеров. Исследование проходило в два этапа: 1-й этап (декабрь 2018 г) - осуществлялось измерение свойств нервной системы сотрудников (сила, подвижность возбуждения и торможения, «внешний» и «внутренний» баланс) двигательными методиками Е.П. Ильина. Сразу после измерений основных СНС испытуемые проходили еще два теста: укороченные варианты методик Е.П. Ильина и А.К. Дроздовского, где измерялись только свойства «внешний» и «внутренний» балансы (далее - методы Ильина и Дроздовского). Дополнительное обследование проводилось с целью подтвердить, что при измерении и выявлении индивидуальных комплексов СНС (силы, подвижности, уравновешенности) испытуемые находились в состоянии спокойного бодрствования, что повышало надежность выявления базового сочетания балансов, относительного которого, в дальнейшем (на 2-ом этапе исследований), методами Ильина и Дроздовского, определялось их сочетание в текущие моменты времени. На основе индивидуальных типологических комплексов СНС, для каждого сотрудника прогнозировались природные психологические особенности и психологические типы (типы - по К.Г. Юнгу, И.Б. Майерс, Д. Кейрси). Перечень прогнозируемых психологических феноменов и типов личности был подробно рассмотрен в одной из авторских публикаций (Дроздовский, 2018).
Выборка испытуемых на 1-ом этапе исследований составила 72 человека, женщин - 62, мужчин - 10 чел.
2-й этап (с 10.01.19 по 13.03.19) - мониторинг психофизиологических состояний (далее - ПФС) сотрудников осуществлялся ежедневно, в течение всего периода исследований (39 рабочих дней), как правило, в первой половине рабочего дня. Измерялись «внешний» и «внутренний» балансы нервных процессов методами Ильина и Дроздовского. Выборка составила 53 человека из числа тех, кто участвовал на 1-ом этапе исследований. Отметим, что относительно небольшая часть сотрудников в отдельные рабочие дни не участвовали в эксперименте в связи с производственной занятостью, что не могло повлиять на итоговые результаты исследования.
В соответствии с критериями, представленными в таблице 2, для каждого сотрудника ежедневно дважды определялись показатели отклонения его психофизиологического состояния от нормы, где один показатель измерялся методом Ильина, второй - методом Дроздовского. Оба показателя суммировались, образуя общий, интегральный показатель (ИП) текущего психофизиологического состояния (ПФС) в день измерений.
Для выявления закономерностей, было осуществлено ранжирование испытуемых, по принципу - от меньшего к большему отклонению ИП ПФС за весь период мониторинга (39 рабочих дней) состояний, после чего выборка испытуемых была разделена на три равные группы. Состав групп отражен в таблицах 3-5: группа 1 - испытуемые с незначительными отклонениями; группа 2 - со средними отклонениями; группа 3-е заметными отклонениями ИП ПФС от состояния спокойного бодрствования. В таблицах 3-5 также, посредством цифровых нейродинамических кодов, отражены полные составы индивидуальных типологических комплексов СНС, где две последние цифры характеризуют выраженность, соответственно, «внешнего» и «внутреннего» балансов, измеренных у испытуемых в состоянии спокойного бодрствования, принятого за условную норму.
Примечание к таблицам 3-5: выделенное шрифтом указывает на заметное доминирование (более чем на 0,5 усл. ед.) в интегральном показателе психофизиологического состояния (ИП ПФС), одного из двух отклонений состояний, где одно измерялось методом Ильина (воспроизведение пространственных отрезков), другое - методом Дроздовского (воспроизведение временных интервалов)
В таблицах 3-5 выделенное шрифтом указывают на испытуемых, у которых в показателе суммарного отклонения ИП ПФС от условной нормы (см. последний столбец), по итогам мониторинга состояний, наблюдалось заметное преобладание, либо отклонений «внешнего» и «внутреннего» балансов, измеряемых методом Ильина, либо - измеренных методом Дроздовского. Для первого случая (метод Ильина) имеем: в группе 1 - испытуемые №2, 4, 5, 6, 7, 11, 14, 15; в группе 2 - №4; в группе 3 - №1, 2, 6, 7, 12, 14. Для второго случая (метод Дроздовского): в группе 1 - №8, 16; в группе 2 - №5, 13, 17; в группе 3 - №4, 8, 11, 15, 16, 17. Таким образом, соотношение числа испытуемых с заметными отклонениями в восприятии пространства к их числу с отклонениями в восприятии времени в группах 1, 2, 3 составляет, соответственно, 8/2; 1/3; 6/6. Отсюда следует, что если в группе 1, где испытуемые, а процессе мониторинга, характеризуются низкими отклонениями ИП ПФС от нормы, всего двое испытуемых с доминирующими отклонениями в восприятии времени, то в группе 3, с относительно высокими показателями отклонений ИП ПФС от нормы, таких испытуемых уже 6 чел. (30,3% от выборки). Причины отмеченных тенденций могут быть определены в дальнейших исследованиях.
В таблице 6 отражены показатели (в %) частоты встречаемости типологических особенностей отдельных СНС (силы, подвижности, уравновешенности) в группах 1, 2, 3, соответственно, с низким, средним и относительно высоким уровнями отклонений психофизиологических состояний от состояния спокойного бодрствования.
Примечание к таблице 6: 1) испытуемые с сильной и средней по силе нервной системой, а также с высокой и средней подвижностью процессов возбуждения и торможения, объединены.
Из таблицы 6, где представлены показатели частоты (в %) встречаемости типологических особенностей СНС, заметна тенденция, указывающая, что значительное число испытуемых в группе 1 (с низкими отклонениями ПФС от нормы) имеют сильную или среднюю по силе нервную систему (83,3%) и у них преобладает торможение по «внешнему» (72,2%) и «внутреннему» (66,7) балансом. В то же время в этой группе практически отсутствуют испытуемые с преобладанием возбуждения по обоим балансам (соответственно, 0% и 5,5%).
В таблице 7, а также в графиках на фиг. 1, отражен показатель частоты встречаемости сочетаний свойств «внешний» и «внутренний» баланс нервных процессов (первая цифра в коде - выраженность «внешнего», вторая - выраженность «внутреннего» баланса) в группах 1, 2, 3 (соответственно, с низкими, средними и высокими уровнями отклонений ПФС от нормы).
Примечание к таблице 7: в двузначных цифровых кодах первая цифра указывает на «внешний», вторая - на «внутренний» баланс, выраженность которых характеризуется цифрами: 1 - преобладает возбуждение; 2 - уравновешенность процессов возбуждения и торможения; 3 - преобладает торможение.
13 12 11 21 31 32 33 23 22 сочетания балансов
На фиг 1. Приведена частота встречаемости сочетаний свойств «внешний» и «внутренний» баланс в группах 1, 2, 3
Из таблицы 7 и графиков на фиг. 1 следует, что испытуемые из группы 1, у которых в процессе мониторинга наблюдались наименьшие отклонения психофизиологических состояний от условной нормы, характеризуются сочетанием балансов: 33 - 50,0%, 32 - 22,2%, 23 - 16,6%, итого - 88,8% от объема этой выборки. Остальные варианты сочетаний балансов в группе 1 практически не представлены. В группе 3, где в процессе мониторинга наблюдались наибольшие отклонения психофизиологических состояний, доминируют другие сочетания: 13 - 27,8%, 11 - 16,6%, 21 - 22,2%, всего - 66,6% от объема выборки в данной группе испытуемых.
Результаты исследования, представленные в таблицах 3-7, позволяют ответить на вопрос (см. графики на фиг. 1) - почему испытуемые с определенными сочетаниями «внешнего» и «внутреннего» балансов нервных процессов (коды - 33, 23, 32), в процессе мониторинга состояний имели заметно меньшие отклонения психофизиологических состояний от условной нормы, чем испытуемые с сочетаниями балансов - 13, 11, 21. При этом необходимо учесть ряд обстоятельств.
Во-первых, как уже отмечалось, наше исследование осуществлялось в рамках Пилотного проекта, целью которого была апробация технологии психофизиологического тестирования Единой системы наблюдения (мониторинга) за психофизиологическим состоянием (ЕСНПС) сотрудников ОАО «РЖД», где вопрос о причинах, обуславливающих отклонение психофизиологических состояний от условной нормы, изначально не ставился. Можно полагать, что отклонения ПФС могли обуславливаться как внешними причинами (за пределами профессиональной деятельности), так и в самой деятельности (объемом и сложностью решаемых производственных задач). Во-вторых, временной интервал между двумя этапами исследования составил почти месяц, когда на 1-ом этапе, в состоянии спокойного бодрствования (норма) у испытуемых измерялись СНС, определялось базовое сочетание «внешнего» и «внутреннего» балансов, относительно которого, затем, на 2-м этапе измерялось текущее психофизиологическое состояние и его отклонение от нормы. В этот период времени сотрудники выполняли повышенный объем текущей работы (прием, обработка, анализ, систематизация знаковой информации на компьютерах), а после почти 2-х недельного новогоднего отдыха, сотрудники должны были входить в привычный ритм работы. Мониторинг ПФС позволил зафиксировать у ряда сотрудников (например, в группе 3), затруднения в адаптации к заданному ритму профессиональной деятельности, что и обусловило заметное отклонение состояний от нормы.
В соответствии с данными таблиц 3-7, можно предположить, что наиболее адаптивными к отмеченным изменениям ритма профессиональной деятельности, являются сотрудники с типологическим комплексом СНС, цифровой код которого - 11133: сильная или средняя по силе нервная система, подвижность процессов возбуждения и торможения, преобладает торможение по «внешнему» и «внутреннему» балансу. Менее адаптивные сотрудники характеризуются противоположным типологическим комплексом, код - 33311: слабая нервная система, инертность процессов возбуждения и торможения, преобладает возбуждение по «внешнему» и «внутреннему» балансам. В соответствии с этими предположениями и с учетом характера профессиональной деятельности сотрудников, участвовавших в исследовании, можно рассматривать различия в прогнозах их природных психологических особенностей. Возможность такого прогноза вытекает из результатов экспериментальных исследований, проведенных представителями отечественной дифференциальной психофизиологии, выявивших состав типологических комплексов СНС, обуславливающих выраженность большого перечня (см. таблицу 1) психологических феноменов. Как уже отмечалось, именно в перечне психологических феноменов, для которых известен состав типологических комплексов (ТК) и заключается практическая значимость научных достижений дифференциальной психофизиологии, где выраженность (высокую, среднюю, низкую) феноменов необходимо рассматривать в контексте понятий положительный и отрицательный ТК. Положительный ТК - такое сочетание типологических особенностей СНС, когда все свойства однонаправленно обуславливают высокую выраженность данного феномена; отрицательный ТК - все свойства однонаправленно препятствуют проявлению этого феномена, влияя на низкую его выраженность (Ильин, 2001, Дроздовский, 2003, 2008).
В таблице 8 представлен прогноз выраженности 29-ти психологических феноменов, обуславливаемых типологическими комплексами СНС для более адаптивного (код-11133) и менее адаптивного (код - 33311) сотрудника к сложному ритму профессиональной деятельности в организации, где проводился мониторинг ПФС. Этот прогноз характеризует их природные особенности в четырех аспектах деятельности: особенности интеллектуальной деятельности; индивидуальный стиль деятельности; устойчивость к неблагоприятным состояниям и волевые особенности; особенности психомоторики.
Степень выраженности каждого из психологических феноменов в таблице 8 характеризуется: высокая - 2 балла; средняя - 1 балл; низкая - 0 баллов. С учетом определения, сформулированного выше, можно предположить, что сочетание свойств в нейродинамическом цифровом коде 11133 образует состав положительного, противоположное сочетание - 33311 характеризует условно отрицательный типологический комплекс СНС, где первый комплекс, как представляется, более соответствует решению производственных задач в исследуемой сфере профессиональной деятельности.
В таблице 8 фоном выделены номера феноменов (6, 7, 11, 12, 13, 15, 19, 28), где наблюдается заметное преимущество (в 2 балла), в выраженности природных психологических особенностей адаптивного (нейродинамический код - 11133), над менее адаптивным, к сложному ритму профессиональной деятельности. Выделенные психологические феномены можно рассматривать как основу для отбора и развития профессионально важных качеств в рассматриваемой сфере деятельности.
Обращает на себя внимание и тот факт, что во всей выборке испытуемых (таблицы 3-5) всего четверо сотрудников имеют базовое сочетание «внешнего» и «внутреннего» балансов - 11 (по обоим балансам - преобладает возбуждение), а трое из них замыкают группу 3, отличаясь заметными отклонениями ПФС от нормы (в таблице 4 - номера 15, 16, 18). Последнее означает, что в процессе мониторинга текущее ПФС этих испытуемых часто характеризовалось сочетанием «внешнего» и «внутреннего» балансов - 33, в то время как сочетание балансов у них в состоянии спокойного бодрствования - 11. Предполагаемый переход от соотношения балансов 11 через 22 к соотношению 33, обусловливает повышенный уровень энерготрат, если иметь в виду экспериментальные данные, полученные Е.П. Ильиным (2001). С учетом сказанного, можно предположить, что у сотрудников с базовым соотношениями балансов (код - 11), при необходимости соответствовать требованиям данной профессии, через саморегуляцию и мотивационные механизмы, ситуативно формируется стиль деятельности, свойственный индивиду с базовым соотношение балансов (33). Это позволяет им достигать нужных производственных результатов, которые, возможно, не ниже, чем у индивидов с базовым соотношением балансов (33). Но сами достижения потребуют более высокую психофизиологическую «цену», что, вероятно, и наблюдалось в процессе мониторинга состояний сотрудников через показатели отклонения ПФС от нормы.
Таким образом, новизна предложенного «Способа исследования и оценки психофизиологических состояний на основе измерения свойств нервной системы человека» заключается в использовании возможностей двух известных методов определения свойств «внешний» и «внутренний» баланс возбуждения и торможения. Выраженность балансов, в их сочетании, отражает особенности работы центральной нервной систем, обуславливающей функционирование высших психических функций человека (память, внимание, мышление, прогнозирование, принятие решений и т.д.). Методы Ильина и Дроздовского представляют два разных подхода к определению свойств нервной системы человека, первый - на основе воспроизведения пространственных отрезков, второй - на основе воспроизведения временных интервалов. Оба метода, в их сопряженном применении, предназначены для исследования и оценки психофизиологических состояний человека, отличающихся от состояния спокойного бодрствования и в этом суть рассматриваемого изобретения.
Совокупность существенных признаков изобретения позволяет получить новый положительный результат, заключающийся в обеспечении объективности оценки психофизиологических состояний, в оперативности предоставления результатов мониторинга состояний человека, как в лабораторных, так и в полевых условиях. Новый способ позволяет значительно расширить спектр научных исследований, что в свою очередь, придаст импульс к его внедрению в практику, в частности, для обеспечения безопасности работы представителей сложных профессий (авиадиспетчеры, летный состав, операторы энергетических систем, диспетчеры на железнодорожном транспорте и т.д.).
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Вороненко И.Н. Особенности воспроизведения временных отрезков и интервалов у студентов с различным типом вегетативной регуляции и уровнем тревожности // Дисс.канд. психол. наук. Ставрополь, 2005.
2. Голубева Э.А. Способности. Личность. Индивидуальность. Дубна: «Феникс», 2005.
3. Дроздовский А.К. Возрастные изменения нейродинамических характеристик учащихся // Материалы 3-го съезда Российского психологического общества, Санкт-Петербург, 25-28 июня, 2003.
4. Дроздовский А.К. Исследование связей свойств нервной системы с психодинамическими характеристиками личности // Дисс…канд. психол. наук. СПб, 2008.
5. Дроздовский А.К. Современные возможности и перспективы дифференциальной психофизиологии профессиональной деятельности // Институт психологии Российской академии наук. Организационная психология и психология труда. 2018. Т. 3. №3. С. 132-175. Адрес статьи: http://work-org-psychology.ru/engine/documents/document388.pdf).
6. Ильин Е.П., Семенов Н.И. Проявление типологических особенностей в регуляции дозированных движений // Вопросы психологии и педагогики труда, трудового обучения и воспитания. Ярославль, 1969. С. 284-289.
7. Ильин Е.П. Сила нервной системы и методики ее исследования (С. 5-15); Экспресс-метод определения степени выраженности свойства «подвижность-инертность» возбуждения и торможения (С. 16-36); Свойство баланса по величине возбуждения и торможения и методы его изучения (С. 37-57) // Психофизиологические основы физического воспитания и спорта. - Ленинград: 1972.
8. Ильин Е.П., Малиновский С.К. Влияние гипноза на проявление свойств нервной системы // Психофизиологическое изучение учебной и спортивной деятельности. Л., 1981. С. 85-89.
9. Ильин, Е. П. Дифференциальная психофизиология. СПб, Изд-во Питер, 2001.
10. Ильин Е.П. Психофизиология состояний человека. СПб, Изд-во Питер, 2005.
11. Мерлин B.C. Очерки теории темперамента. Издание 2. Пермь: 1973.
12. Небылицын В.Д. Основные свойства нервной системы человека. М.: Просвещение, 1966.
13. Оганесян Н.Ю. Танцевальная терапия в реабилитации психотических расстройств // Н.Ю. Оганесян. Дисс… канд. психол. наук - СПб, 2005.
14. Равич-Щербо И.В. Генотипическая обусловленность свойств нервной системы и проблема их устойчивости // О диагностике психического развития личности. - Таллин, 1974.
15. Равич-Щербо И.В. Роль среды и наследственности в формировании индивидуальности человека / И.В. Равич-Щербо. - М.: 1988.
16. Теплов Б.М., Небылицын В.Д. Изучение основных свойств нервной системы и их значение для психологии индивидуальных различий // Вопросы психологии. 1963. №5.
17. Энциклопедический иллюстрированный словарь. Под редакцией А.С. Батуева, Е.П. Ильина, Л.В. Соколовой / Питер, 2007. С. 457-458.
18. Якимович Н.В., Белан А.С. Практическое применение комплексного метода оценки состояний у членов экипажа в полете // Труды общества независимых расследователей авиационных происшествий. Вып. 18. М., 2009. С. 39-46.
19. Якимович Н.В. Неблагоприятные психические состояния у пилотов в полете как причина авиационных катастроф // Институт психологии Российской академии наук. Организационная психология и психология труда. 2019. Т. 4. №1. С. 131-153. Адрес статьи: http://work-org-psychology.ru/engine/documents/document439.pdf
Способ исследования и оценки психофизиологических состояний человека, заключающийся в том, что измеряют у человека в состоянии спокойного бодрствования выраженность свойств «внешний» и «внутренний» баланс нервных процессов, отличающийся тем, что выраженность свойств «внешний» и «внутренний» баланс нервных процессов определяют двумя методами, а именно графическим вариантом двигательной экспресс методики Е.П. Ильина, основанным на оценке воспроизведения пространственных отрезков, и методикой, основанной на оценке воспроизведения временных интервалов, при которой свойства «внешнего» баланса определяют путем касания экрана планшета указательным пальцем ведущей руки, при этом воспроизводят выбранные временные интервалы, задают короткие и длинные временные интервалы, и если и на коротких, и на длинных интервалах у испытуемого наблюдаются превышения, то определяют преобладание торможения, если преуменьшения, то преобладает возбуждение, в случаях когда на малых отрезках - превышения, а на длинных - их преуменьшения, то определяют уравновешенность нервных процессов, свойства «внутреннего» баланса определяют путем выбора временного интервала с последующим его удлинением, а также выбором интервала с последующим его укорочением, после чего сравнивают суммы превышений и преуменьшений на коротких и длинных интервалах, и если и на коротких, и на длинных временных интервалах сумма превышений больше, чем сумма преуменьшений, то преобладает торможение, если наоборот - возбуждение, в случае когда на коротких временных интервалах доминируют превышения, а на длинных - преуменьшения, то имеет место уравновешенность нервных процессов, далее оценивают полученные результаты измерений: 1 - преобладает возбуждение; 2 - уравновешенность процессов возбуждения и торможения; 3 - преобладает торможение, обозначают выраженность балансов, в их возможных сочетаниях, цифровыми кодами 11, 12, 21, 22, 23, 32, 33, 13, 31, где первая цифра отражает выраженность «внешнего», вторая - «внутреннего» баланса, выявленные указанными методами коды сопоставляют, и если они совпадают, принимают за базовый показатель выраженности балансов, в последующем измеряют текущую выраженность балансов, которую также обозначают цифровыми кодами, базовый код выраженности балансов сопоставляют с цифровыми кодами, отражающими текущую выраженность балансов, измеренных обоими методами, определяют в баллах два показателя отклонений текущего психофизиологического состояния от состояния спокойного бодрствования, принятого за норму: 0 баллов - отклонения нет; 1 - незначительное отклонение от нормы; 2 - заметное отклонение; 3 - существенное отклонение; 4 балла - значительное отклонение, где оба показателя, суммарно, характеризуют общее текущее психофизиологическое состояние: от 0 до 2 баллов - состояние в норме; 3 и 4 балла - состояние заметно отклонилось от нормы; 5 и 6 баллов - состояние значительно отклонилось от нормы; 7 и 8 баллов - критическое отклонение от нормы.
