способ определения времени реакции человека на движущийся объект

Формула изобретения

Способ определения времени реакции человека на движущийся объект, заключающийся в предъявлении испытуемому на экране видеомонитора замкнутого контура с точечным объектом и метки, точечный объект движется с заданной скоростью по заданной траектории, испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по траектории, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, через заданное время возобновляют движение точечного объекта по траектории, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции Тр человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле



где t_i - время i-й ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число испытаний, отличающийся тем, что испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, внутри которого расположена метка - контур произвольных размеров и конфигурации, точечный объект движется внутри ограничивающего контура, отражаясь от его внутренней границы по принципу «угол падения равен углу отражения», испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта при пересечении им контура метки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения времени реакции человека на движущийся объект (РДО).

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является время реакции на движущийся объект [1]. В то же время реакция на движущийся объект является сложным пространственно-временным рефлексом и используется в качестве теста для оценки уровня взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга [2], что обусловливает необходимость точности его определения.

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект, согласно которому испытуемым предъявляют циферблат обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 сек. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при оценке времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для оценки средней величины ошибок запаздывания подсчитывается сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величины ошибок запаздывания или упреждения, то есть о реакции на движущийся объект [3].

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект, при проведении которого испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для обеспечения движения курсора по окружности испытуемый удерживает щупом кнопку пульта управления в нажатом состоянии. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой испытуемый отжимает щупом кнопку пульта. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о соотношении процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе, то есть об оценке реакции на движущийся объект [4].

Наиболее близким по технической сущности является способ оценки времени реакции человека на движущийся объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, согласно которому точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции Т_р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t_i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки [5].

Недостатком известных способов является недостоверное определение способности к предвидению хода событий, так как в известных способах движение точечного объекта осуществляется по заранее заданной траектории, которая в процессе тестирования не изменяется. В результате этого наблюдается эффект привыкания испытуемого и его адаптации к условиям тестирования.

Технический результат предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся объект заключается в повышении достоверности за счет изменения траектории движения точечного объекта.

Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур с точечным объектом и метку, точечный объект движется с заданной скоростью по заданной траектории, испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по траектории, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, через заданное время возобновляют движение точечного объекта по траектории, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции T_p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t_i - время i-й ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число испытаний.

Причем новым является то, что испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, внутри которого расположена метка - контур произвольных размеров и конфигурации, точечный объект движется внутри ограничивающего контура, отражаясь от его внутренней границы по принципу «угол падения равен углу отражения», испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта при пересечении им контура метки.

На фиг.1 представлен ограничивающий контур, предъявляемый испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - ограничивающий контур, 2 - метка - контур, 3 - точечный объект, движущийся с заданной скоростью по траектории, 4 - траектория движения точечного объекта.

Предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся объект осуществляется следующим образом.

Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, внутри которого расположена метка - контур произвольных размеров и конфигурации.

Точечный объект движется внутри ограничивающего контура, отражаясь от его внутренней границы по принципу «угол падения равен углу отражения».

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта в момент предполагаемого пересечения контура метки движущимся точечным объектом, нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по траектории.

Затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и контура метки - время ошибки запаздывания или упреждения, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по траектории.

Испытуемый выполняет описанную процедуру заданное число раз, после чего вычисляют время реакции человека на движущийся объект по формуле (1).

Таким образом, заявляемый способ определения времени реакции человека на движущийся объект обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Пример 1.

Испытуемому А., 20 лет, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили прямоугольник, являющийся ограничивающим, метку в виде контура квадрата и точечный объект, движущийся с заданной скоростью в произвольном направлении внутри ограничивающего прямоугольника. Точечный объект двигался внутри ограничивающего прямоугольника, отражаясь от его внутренней границы по принципу «угол падения равен углу отражения».

Испытуемый, наблюдая за движением точечного объекта в момент предполагаемого пересечения контура квадрата движущимся точечным объектом, нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп».

Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал движение точечного объекта по траектории, отображал положение точечного объекта на экране видеомонитора в том месте, где было остановлено его движение, вычислял ошибку несовпадения положений точечного объекта и контура метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство и через 1 с продолжал движение точечного объекта по траектории.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями [3] выполнил 13 остановок движения точечного объекта в области контура метки, первые три из которых при оценке способности к предвидению хода событий не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и контура метки: 47; 24; -32; -18; 44; 6; -25; -41; 18; 22 мс.

Время реакции человека на движущийся объект, вычисленное по формуле (1), равно 4,5 мс, что свидетельствует о незначительном преобладании процессов торможения над процессами возбуждения в нервной системе испытуемого А., то есть о состоянии, близком к сбалансированности нервных процессов.

Пример 2.

Испытуемый Б., 18 лет, аналогично испытуемому А., выполнил тест по определению времени реакции человека на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения ошибок несовпадения положений точечного объекта и контура метки: 24; 46; 16; -33; -17; 25; 51; 3; -34; 20 мс.

Время реакции человека на движущийся объект, вычисленное по формуле (1), равно 10,1 мс, что свидетельствует о запоздалом реагировании и преобладании процессов торможения над процессами возбуждения в нервной системе испытуемого Б.

Таким образом, установлено, что предложенный способ определения времени реакции человека на движущийся объект позволяет повысить достоверность способа за счет изменения траектории движения точечного объекта и устранения эффекта привыкания испытуемого.

Положительный эффект предлагаемого способа определения способности к предвидению хода событий подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.

Таким образом, предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся объект позволяет повысить достоверность способа за счет изменения траектории движения точечного объекта и устранения эффекта привыкания испытуемого.

Источники информации

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых // Физиология человека. - 2001. - Т. 27, № 4. - С.56-60.

2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки // Физиология человека. - 1982. - Т. 8, № 4. - С.653-660.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста // Медицинская техника. - 2005. - № 1. - С.7-13.

5. Патент РФ № 2326595. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. БИ 17. - 17 с.