Устройство для исследования внимания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 13.06,80 (21) 2940832/28-13 151 М. Кл.зА 61 В 5/16 О 09 В 7/00 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.0882(72) Ав тор изобретения Ю.М, Никитин еВсесоюзный научно-исследовательский инстит тмедицинского приборостроения(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНИМАНИЯ Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в диагностических целях при психофизиологических исследованиях.Известно устройство для исследования внимания, содержащее блок предьявления световых стимулов, клавиатуру ответов, -анализатор. ответов, формирователь знаковых кодов, генератор тактовых импульсов, блок программного управления и регистратор, причем один вход анализатора ответов соединен е выходом клавиатуры ответов, а другой - с выходом формирователя знаковых кодов, выход гене- . ратора тактовых .импульсов связан со входом блока программного управления Г 1.Однако известное устройство не позволяет производить настройку параметров тестовой процедуры на оптимальные значения адаптивно, по результатам оперативной обработки текущих ответов испытуемого. Отсутствие технических средств и связей, обеспечивающих адаптивную настройку параметров, не позволяет учесть индивидуальные особенности центральной нервной системы обследуемого, стандартиэовать обследование по степени трудности тестового задания и динамике его изменения и получать точныеколичественные показатели внимания.Целью изобретения является повышение точности количественной оценки распределения, устойчивости истепени концентрации внимания путемадаптивной настройки на оптимальноезначение шага изменения величиныотличия световых стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системыобследуемых.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для исследованиявнимания, содержащее блок предъявления световых стимулов, клавиатуруответов, анализатор ответов, формирователь знаковых кодов, генератортактовых импульсов, блок программного управления и регистратор, причемодин вход анализатора ответов соединен с выходом клавиатуры ответов,а другой - с выходом формирователя 25 .знаковых кодов, выход генератора тактовых импульсов связан со входомблока программного управления, снабжено преобразователем, формирователем звуковых стимулов, блоком адаптив. ЗО ной настройки шага величины отличиястимулов, блоком регулиронания величины отличия стимулов, блоком статистической обработки иблоком индикациирезультатов, при этом выход блокапрограммного управления соединен совходами формирователя звуковых стимулов, Формирователя знаковых кодон,блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов, блока индикации результатов и блока статистической обработки" ,выход формирователя 10знаковых кодов связан с входом пре"образонателя, выход которого подключен к блоку предъявления световыхстимулов, один из входов блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов соединен с выходом анализатора ответов, другой - с выходомгенератора тактовых импульсов, а еговыход связан со входами блока регули.рования величины отличия стимулов иблока статистической обработки,один из выходов последнего подключенк входам блока индикации результатови регистраторов, а другой - к одному из входов блока регулированиявеличины отличия стимулов, другойвход которого связан с генераторомтактовых импульсов, а его выход соединен со входами преобразователя иблока статистической обработки.На чертеже изображена блок-схема устройства для исследованиявнимания.Устройство содержит блок 1 предьявления световых стимулов, клавиатуру 2 ответон, анализатор 3 ответов, 35Формирователь 4 знаковых кодов, генератор 5 тактовых импульсов, блокб программного управления, регистратор 7, формирователь 8 звуковыхстимулов, блок 9. адаптивной настройки шага величины отличия стимулов,блок 10 регулирования величины отличия стимулов, блок 11 статистической обработки, блок 12 индикациирезультатов, преобразователь 13. 45Блок 1 предъявления световых стимулон может быть выполнен, напримерв виде поля с фоновой подсветкой иравномерно распределенными по егоплоскости однородными точечными источниками света, установленными симметрично относительно центра поля.Устройство используют следующимобразом.Испытуемому предъявляют световыестимулы, отличающиеся по длительнос-.ти, на которые он дает ответы в соответствии с инструкцией.Впроцессе обследования с помощью устройства осуществляется поискрабочей области предъявления величины отличия и адаптивная настройкашага величины отличия стимулов наоптимальное значение н соответствиис индивидуальными особенностями центральной нервной системы испытуемого, 65 после чего производится оценка статистических показателй точности различения обследуемых световых стимулов, В результате обследования получают оценкИ параметров распределения величины отличия световых стимулов (среднее значение и дисперсию), которые являются исходными для вычисления коэффициентов степени концентрации (К ) и устойчивости (К ) внимания по формуламл л лМс , К 1 Ч РК л 1л )М рЧср где Мр ) 1 с - оценки соответственноматематического ожидания и коэффициента вариации, полученные длягруппы здоровых испытуемых в заданных экспериментальных условиях;М, Ч - оценки математическогоожидания и коэффициентавариации, полученные дляодного из обследуемыхв тех же экспериментальных условиях.Для количественной оценки распреде. ления внимания обследование повторяется н условиях выполнения испытуемым одновременно двух заданий: различения световых стимулов, отличающихся по длительности, и подсчета звуковых импульсов, предъявляемых последовательностями, Количество импульсов в каждой последовательности является случайным, По окончании обследования вычисляют коэффициенты устойчивости и степени концентрации внимания (К, К, ) для этого режима обследования испытуемого (в условиях выполнения одновременно двух заданий).Коэффициент распределния внимания (Кр) определяется по формуле:1 -)= - Е л.:бк-к,НК,-к,)1;РгдедСр- М 1 Е(КК-Кк)РЮ-К)Нд. д - индексы, характеризующиеизменение коэффициентов К,Кпри указанных выше различных услониях обследования,для одного и группы испытуемых;М - количество обследуемыхв группе.Работа устройства проходит последовательно в три этапа:этап - поиск, в результате которого определяется рабочая область предъявления величин отличия стимулов для конкретного испытуемого. Поиск осуществляется с постоянной величиной шага величины отличия стимулов.11 этап - адаптация, в результате которого в рабочей области предъявляемых величин отличия стимулов произ личия стимулов величина отличия стиводится настройка шага величины отли- мулов в виде импульса соответствуючия стимулов на оптимальное значение щей длительности поступает на один соответсТвующее индивидуальным харак- из входов преобразователя 13. При теристикам различения стимулов. этом на другой (многоканальный) входэтап - определение статистичес преобразователя 13 с формирователя 4 ких показателей, в результате кото- знаковых кодов поступает псевдослурого получают оценки параметров расп- чайный код, в соответствии с котоределения предъявленных величин от- рым формируются сигналы управления личия стимулов. Предъявление величин световыми стимулами, отличающиеся отличия стимулов осуществляется в 10 по длительности, С выхода преобразорабочей области, определенной на вателя 13 сигналы управления поступаэтапе поиска, и с шагом изменения ют на блок 1 предъявления световых величины отличия стимулов, опреде- стимулов, который преобразует элект:ленным на этапе адаптации. рические сигналы управления в свеДлительности каждого из этапов 15 товые стимулы.являются параметрами обследования, Устройствоработает описаннымобра которые задаются экспериментатором зом втечение и,тактов предъявления с путем выбора количества предъяв- стимулов,в результате чеговеличина ления стимулов на каждом этапе соот- отличия стимулов изменяется от начаветственно и, и , п 3, исходя из льного значения,котороелегко разликонкретных исследовательских задач чается испытуемым, до таких значений и условий обследования. при которых он делает ошибки илиНаэтапе работы устройства в пропуски. Ошибки и пропуски являют- начальный момент времени блок б "ся признаками рабочей области.программного управления, блок 9 адап Выбранное экспериментатором коли. тивной настройки шага величины от- чество тактов предъявления стимулов личия стимулов, формирователь 4 зна- на каждом этапе задается блоком б ковых кодов, формирователь 8 звуковых программного управления.стимулов, блок 11 статистической На втором этапе работы устройстобработки и блок 12 индикации резу- ЗО ва с блока б программного управлельтатов устанавливаются в исходное ния поступает команда на включение состояние. блока 9 адаптивной настройки шагаВ следующий момент времени блоком величины отличия стимулов в ре предъявления световых стимулов жим адаптивной настройки шага вепредъявляют отличающиеся по длитель- личины отличия стимулов. В соответности два множества световых стиму 35ствии с этой командой блок 9 адаплов с первоначально заданными пара- тивной настройки шага величины отметрами, а именно с начальной величи. личия стимулов производит логичесной отличия стимулов и начальнойкую обработку последовательного величиной шага. Испытуемый, в соот- кода, поступающего с анализатора 3 ветствии с инструкцией, набирает ответов,ответы на клавиатуре 2, с помощью В результате последовательного которой осуществляется их кодирова- кода навыходе блока 9 адаптивной ние. Анализатор 3 ответов осущест- настройки шага величины отличия вляет отбор правильных, неправильныХ стимулов формируется новое, более ответов и пропусков путем сравнения 45 близкое к оптимальному, значение ша сигналов, поступающих с формировате- га величины отличия стимула, котоля 4 знаковых кодов и клавиатуры .2 рое поступает на блок 10 регулироответов. С выхода анализатора 3 вания величины отличия стимулов ответов результаты анализа ответовблок 11 статистической обработки. в виде последовательного кода посту Блок 11 статистической обработки пают на блок 9 адаптивной настройки усредняет текущее значение шага.шага величины отличия стимулов, где Работа других блоков устройства на этапе поиска осуществляется фор- на этом этапе аналогична описаниомирование знака шага. Величина это- му выше режиму поиска.го шага, установленная в начале эта по окончании этапа адаптации чепа поиска в этом блоке, остается рез п тактов предъявления стиму- постоянной до окончания поиска. лов по команде с блока б программноПри каждом такте предъявления сти- го управления усредненное значение мулов величину шага отличия стимулов шага величины отличия стимулов в виде .последовательности импульсов 6 О из блока 11 статистической обработподают на блок 10 регулирования вели- ки поступает в блок 10 регулирования чины отличия стимулов, в котором в величины отличия стимуловзависимости от знака этого шага произ. В результате работы устройства водится увеличение или уменьшение ве- на этапе адаптации путем логичесличины отличия импульсов. С выхода кой обработки последовательностей блока 10 регулирования величины от 65ответов выделяются статистическическиепризнаки для формирования сигналовуправления настройкой шага величины отличия стимулов,путем статистической обработки текущих значений шага величины отличия стимуловпроизводится оценка среднего значения шага, наиболее близкого к оптимальному, соответствующему индивидуальным особенностям центральнойнервной системы испытуемого.На третьем этапе работы устройства с блока 6 программного управленияпоступает сигнал на блок 9 адаптивной настройки шага величины отличиястимулов, которым блокируется подача текущего значения шага на блок 1510 регулирования величины отличиястимулов,На этом этапе регулирования величины отличия стимулов блоком 10производится с шагом, величина которого,была определена на этапеадаптации блоком 11 статистическойобработки. Блоком 6 программногоуправления подается также командана блок 11 статистической обработкидля приема информации с его другоговхода, подключенного к блоку 10 регулирования величины отличия стимулов. При этом на вход блока 11 статистической обработки поступает зна,чение величины отличия стимулов ввиде последовательности импульсов,Количество таких последовательностей, подаваемых на блок 11 для вычисления среднего значения и дисперсии величины отличия стимулов, З 5равно количеству предъявлений стимулов на этом этапе п 1 .По окончании этапа статистической обработки с многоканального выхода блока 11 статистической обработки,на блок 12 индикации результатов и регистратор 7 поступают коды, соответствующие среднему значению и дисперсии величины отличиястимулов. Работа остальных блоков 45на этом этапе аналогична описанному для этапа поиска.В результате на этапе статистической обработки получают оценки статистических показателей точностиразличения испытуемым стимулов, отличающихся по длительности, приоптимальных для.испытуемого режимахпредъявления величины отличия стимулов.55При количественной оценке распределения внимания с блока 6 программного управления на формирователь 8 звуковых стимулов поступает разрешающий сигнал для предъявлениязвуковых стимулов. При этом устройство формирует световые стимулы и осу-: ществляет обработку данных в соотвеъ ствии с этапами работы, описанными ранее. 65 Таким образом, в устройстве дляисследования внимания путем логического анализа последовател ностейответов, адаптивной настройки шагавеличины отличия стимулов и статистической обработки его текущихзначений осуществляется определениеоптимального шага величины отличиястимулов, что обеспечивает учетиндивидуальных особенностей центральной нервной системы испытуемого.Использование оптимального шага величины отличия стимулов с режимеопределения статистических показателей позволяет создать для различ.ных испытуемых идентичные условияпо трудности различения и динамикеизменения величины отличия стимулов, что обеспечивает.стандартизацию режима предъявления стимулови повышение точности оценки статистических показателей. Кроме этого устройством обеспечивается уменьшение влияния эффекта световойадаптации зрительного анализатораиспытуемого и случайного угадыванияна результаты обследования путемвыполйения блока предъявления световых стимулов в виде поля фоновойподсветки и равномерно распределенных по его плоскости однородных точечных источников света, установленных симметрично относительно центра поля. Это также обеспечивает повышение точности получаемых показателей.Устройство для исследования внимания позволяет повысить точностьколичественной оценки распределения, устойчивости и степени концентрации внимания путем адаптивной настройки на оптимальное значение шага изменения величины отличия стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы обследуемых, стандартизовать процедуру обследования путемсоздания идентичных условий восприятия различными испытуемыми величинотличия стимулов и динамики их изменения в процессе обследования.Данное устройство может быть использовано при исследовании функционального состояния центральнойнервной системы в психоневрологии,нейрофизиологии, гигиене труда,экспертизе трудоспособности, припрофессиональной ориентации и профотборе,Формула изобретенияУстройство для исследования внимания, содержащее блок предъявле- ния световых стимулов, клавиатуру ответов, анализатор ответов, формирователь знаковых кодов, генератор95221 оставитель В ехред М.Тепер енев Решетн Редактор Н. ГунтЗаказ 6000/5 КорректПодписноСРд.4/5 Тираж 714КИПИ Государственногопо делам изобретений35, Москва, Ж, Рауш омитета открыт кая набтф, г,ужгород, ул,Нроектная илиал ПП тактовых импульсов, блок программно-аго управления и регистратор, причемодин вход анализатора ответов соединен с выходом клавиатуры ответов,а другой - с выходом формирователязнаковых кодов, выход генараторатактовых импульсов связан с входомблока программного управления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности количественной оценки распределения, устойчивости и степени концентрации внимания путем адаптивной настройки наоптимальное значение шага изменениявеличины отличия стимулов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы обследуемых, оно снабжено преобразователем, формирователем звуковых стн.мулов, блоком адаптивной настройкишага величины отличия стимулов, бло Оком регулирования величины отличиястимулов, блоком статистической обработки и блоком индикации результатов при этом выход блока программного управления соединен со входами формирователя звуковых стимулов,:формироВателя знаковых кодов, блока адаптивной настройки шага вели 5 10Фчины отличия стимулов, блока индикации Результатов и блока статистической обработки, выход формирователя знаковых кодов связан с входом преобразователя, выход которого подклюЧен к блоку предъявления световых стимулов, один иэ входов блока адаптивной настройки шага величины отличия стимулов соединен с выходом анализатора отвФ- тов, другой - с выходом генератора тактовых импульсов, а его выход связан со входами блока регулирования величины отличия стимулов и блока статистической обработки, один из выходов последнего подключен к входам блока индикации результатов и регистратора, а другой - к одному из входов блока регулирования величины отличия стимулов, другой вход которого свяэан с генератором тактовых импульсов, а его выход соединен со входами преобразователя и блока статистической обработки. Источники информации,принятые, во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 291228, кл. Б 09 В 7/00, 1969.