II. Измери за галванична реакция на кожата (GSR)

Изобретението се отнася до областта на медицината и медицинските технологии, по-специално до методи и устройства за диагностициране на състоянието на жив организъм по електропроводимост на кожата, може да се използва в експерименталната и клиничната медицина, както и в психофизиологията, педагогиката и спортна медицина. Изобретението дава възможност да се елиминират смущенията, причинени от артефакти при движение на човека, както и тези, причинени от небиологични причини (различни електрически смущения и хардуерен шум). Методът се характеризира с анализиране на формата на всеки импулс в импулсната последователност в честотната лента на фазовия компонент. За да направите това, регистрирайте първата и втората производни във времето на логаритъма на електрическата проводимост на кожата. Определя се големината на тренда, дължаща се на тоничния компонент, а величината на първата производна се коригира чрез изваждане на величината на тренда от нея. След това времето на пристигане на импулса на първата производна се определя в момента, когато величината на втората производна надвиши праговата стойност, след което се анализира формата на споменатия импулс. Ако параметрите на тази форма са изпълнени, установените критерии се отнасят за импулси на фазовия компонент, а ако не - за артефакти. 2 сек. и 9 з.п.ф-ли, 6 ил.

Изобретението се отнася до областта на медицината и медицинската технология, по-специално до методи и устройства за диагностициране на състоянието на жив организъм по електропроводимостта на кожата, и може да се използва в експерименталната и клиничната медицина, както и в психофизиологията, педагогика и спортна медицина. Известно е, че електрическата проводимост на кожата на живия организъм е чувствителен индикатор за неговото физиологично и психическо състояние, а параметрите на реакцията на проводимост към външни въздействия, така наречената галванична реакция на кожата (GSR), ни позволяват за оценка на психофизиологичния статус на индивида. При изследването на GSR се разграничават показателите на тоничните и фазовите компоненти на електродермалната активност (EDA). Тоническата активност характеризира промените в проводимостта на кожата, които настъпват сравнително бавно за период от няколко минути или повече. Фазовата активност са процеси, които протичат много по-бързо на фона на тонична активност – характерните им времена са единици секунди. Именно фазовата активност в по-голяма степен характеризира реакцията на тялото към външен стимул и по-нататък се нарича фазов компонент или GSR. Известните методи за регистриране на GSR предвиждат налагането на двойка електроди върху кожата на изпитвания субект, свързани към източник на сондиращ ток и токорегистратор във веригата електроди - източник на ток. Реакцията протича, когато потните жлези изхвърлят секрет и във веригата се появяват краткотрайни импулси на електрически ток. Такива импулси се генерират или спонтанно, или в резултат на стрес или друг стимул. Известните устройства за запис на GSR включват източник на ток, свързан към електродите, както и устройство за записване на промените във времето на електрическия сигнал и неговата обработка. Обработката на сигнала се състои в изолиране на фазовия компонент на фона на тоничния компонент. Това може да бъде осигурено, например, в блок, използващ мостова верига и серия от усилватели. постоянен токс индивидуална настройка на нула. Стойността на тоничния компонент (наричан по-долу тренд) се изчислява аналогично и след това се изважда от сигнала. Основната линия се измества до нула на плотера с тази стойност. В друго известно устройство относителното ниво на фазовия компонент в сравнение с тоничния компонент на електродермалната активност се отличава с верига, съдържаща високо и нискочестотни филтри на изходите на съответните усилватели, както и верига за разделяне. Трябва да се отбележи, че в гореспоменатия метод и устройства за записване на галваничния кожен отговор не са предвидени средства за анализиране на самите импулси на фазовата съставка, докато те могат да дадат Допълнителна информацияотносно състоянието на субекта. Най-близък до заявения метод е методът за регистриране на галванична реакция на кожата, внедрен в устройството. Методът включва фиксиране на два електрода върху човешкото тяло, захранване електрическо напрежение върху тях, регистриране на промяната във времето на електрическия ток, протичащ между електродите, и фиксиране на токовите импулси в честотната лента на фазовия компонент на електродермалната активност. Прототипът на устройството за регистриране на галванични кожни реакции е устройство, което реализира горния метод. Разполага с електроди със средства за прикрепването им към кожата, свързани към входното устройство, средства за изолиране на сигнали в честотните ленти на фазовата и тоничната съставка на електродермалната активност, средства за откриване на импулси на фазовия компонент, средства за намаляване на амплитудата на импулсен шум и записващо устройство. Въпреки това, гореспоменатият метод и апаратура не са свободни от артефакти, които се наслагват върху времевата последователност на GSR сигналите и са подобни на импулсите на фазовите компоненти. Тези артефакти са например резултат от неконтролирани човешки движения по време на регистрация (т.нар. артефакти на движение (BP)). В сигнала може да се появи и шум поради промени в контактното съпротивление между електродите и човешката кожа. Споменатите по-горе смущения, включително AD, могат да имат характерни честоти, сравними с фазовия компонент, което прави идентифицирането и отчитането им специален проблем. Преди това този проблем беше решен чрез инсталиране на специални сензори, в допълнение към електродермални, върху човешкото тяло, което усложнява експеримента (R.NICULA.- „Психологични корелати на неспецифичен SCR“, – Психофизиология; 1991, том 28. No l, стр. 86-90). Освен това тонизиращият компонент има минимални характерни времена от порядъка на няколко минути. Тези промени трябва да се вземат предвид, особено в случаите, когато амплитудата и честотата на фазовия компонент са намалени, а тоничните промени са максимални. Такъв процес е характерен и за хардуерния дрейф на измервателния път и може да се интерпретира погрешно като информационен сигнал. Целта на настоящото изобретение е да създаде метод за записване на GSR и устройство за неговото изпълнение, без смущения, причинени от артефакти на човешкото движение, както и смущения, причинени от небиологични причини (техногенни и атмосферни електрически разряди и инструментален шум ). Този проблем се решава без използването на каквито и да било допълнителни устройства, подобни на описаните в гореспоменатата работа на R.NICULA. Информацията за смущенията се извлича директно от самия GSR сигнал, а техниката се основава на подробен анализ на формата на всеки електрически импулс в последователността от импулси, идващи от електродите. Известно е, че пулсът на фазовия компонент е спонтанно краткотрайно повишаване на проводимостта на кожата, последвано от връщане към първоначалното ниво. Такъв импулс има специфична асиметрия във формата: той има стръмен преден ръб и по-нежен заден ръб (вижте „Принципи на психофизиологията. Физически, социални и изводни елементи“. Ред. Джон Т. Качиопо и Луис Г. Тасинари. Cambridge University Press, 1990, стр.305). За да се определят желаните параметри на този GSR импулс, логаритъмът на входния сигнал се диференцира (например, като се използва аналогов диференциатор). Патентованият метод включва фиксиране на два електрода върху човешкото тяло, прилагане на електрическо напрежение към тях, записване на промяната във времето на електрическия ток, протичащ между електродите и фиксиране на токовите импулси в честотната лента на фазовия компонент на електродермалната активност. Методът се характеризира с анализиране на формата на всеки импулс в импулсната последователност в честотната лента на фазовия компонент. За да направите това, сигналът се записва под формата на производна по време на логаритъма на числовата стойност на електрическия ток, величината на тенденцията се определя поради промени в сигнала в честотната лента на тоничния компонент на електродермална активност, а величината на първата производна се коригира чрез изваждане на величината на тенденцията от нея. След това се записва втората производна по време на логаритъма на числената стойност на електрическия ток, началото на импулса на споменатия сигнал се определя от момента на превишаване на втората производна на праговата стойност и след това съответствието на се определя форма на импулса по установените критерии. Ако има такова съответствие, анализираният импулс се отнася към импулсите на фазовия компонент, а при липса на такова съответствие се означава като артефакти. Големината на тренда може да се определи като средна стойност на първата производна за интервал от време, характерен за тоничния компонент, главно от 30 до 120 s. В допълнение, величината на тенденцията може да се определи като средна стойност на първата производна за интервал от време от 1-2 s, при условие че стойностите на първата и втората производни са по-малки от посочените прагови стойности през този интервал от време. Времето на пристигане на импулса на първата производна може да се счита за момента, в който втората производна надвишава праговата стойност с най-малко 0,2%. При определяне на формата на импулса, стойностите на максималните (f MAX) и минималните (f min) стойности на първата производна минус стойността на тенденцията, тяхното съотношение r, интервала от време (t x) между минимума и максимума на първата производна се записват. В този случай моментите на достигане на максималните и минималните стойности на първата производна се определят от момента на промяна на знака на втората производна. Критериите за принадлежност на анализирания импулс към сигнала на фазовия компонент на електродермалната активност могат да бъдат следните неравенства (за филтрирания сигнал): 0,5< f MAX < 10; -2 < f min < -0,1; 1,8 < t x < 7; 1,5 < r < 10 Вышеприведенные существенные признаки патентуемого способа обеспечивают достижение технического результата - повышения помехозащищенности регистрации кожно-гальванической реакции в условиях реальных помех различного происхождения, а также артефактов движения самого испытуемого. Ниже описанные средства для реализации способа могут быть выполнены как приборным, так и программным путем и их сущность ясна из приведенного описания. Устройство для регистрации кожно-гальванических реакций содержит электроды со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, средства для выделения сигналов в полосах частот фазической и тонической составляющих электродермальной активности, средства для детектирования импульсов фазической составляющей и блок регистрации. Средства выделения сигнала в полосах частот тонической и фазической составляющих, средства для подавления импульсных помех и средства для детектирования импульсов фазической составляющей выполнены в виде последовательно подключенных к входному устройству фильтра нижних частот, блока преобразования логарифма входного сигнала в первую и вторую производные по времени и блока анализа формы импульсов, при этом выход последнего подключен к входу блока регистрации. Входное устройство может представлять собой стабилизированный источник электрического напряжения и резистор, подключенные последовательно к электродам, логарифмирующий усилитель с дифференциальным входным каскадом, при этом резистор шунтирует входы логарифмирующего усилителя. Блок преобразования логарифма входного сигнала в первую и вторую производные по времени может быть выполнен в виде первого и второго дифференциаторов и фильтра нижних частот, при этом выход первого дифференциатора подключен к входам второго дифференциатора и фильтра нижних частот, выходы которых являются выходами блока. Блок анализа формы может включать средства для определения максимальной скорости изменения проводимости на переднем и заднем фронтах анализируемого импульса, средства для определения асимметрии его формы, средства для определения ширины импульса, средства для сравнения упомянутых величин с установленными пределами для выработки сигнала принадлежности анализируемого импульса сигналу фазической составляющей электродермальной активности. Блок преобразования входного сигнала в первую и вторую производные по времени от его логарифма и блок анализа формы импульсов могут быть выполнены на базе компьютера, подключенного к входному устройству через аналого-цифровой преобразователь. По сведениям, которыми располагают изобретатели, технически резултат- повишаването на надеждността при избора на импулси на фазовия компонент очевидно не следва от информацията, съдържаща се в предшестващото състояние на техниката. Изобретателите не са запознати с източник на информация, който би разкрил приложената техника за анализ на формата на сигнала, която прави възможно отделянето на полезни фазови компонентни импулсни сигнали и артефакти, включително тези, причинени от движенията на субекта. Горното ни позволява да разглеждаме изобретението като удовлетворяващо условието за патентоспособност "изобретателска степен". По-долу изобретението се обяснява с описанието на специфични, но не ограничаващи, изпълнения на изобретението. На фиг. 1 е функционална диаграма на устройство за регистриране на галванични кожни реакции в съответствие с настоящото изобретение; на фиг. 2- реален примерформата на оригиналния сигнал (а) и резултатите от неговата обработка от устройството съгласно изобретението (b, c, d); на фиг. 3 - хардуерно изпълнение на блока за анализ на формата на импулса; на фиг. 4 са времеви диаграми, обясняващи работата на блока за анализ на формата; на фиг. 5 - пример за изпълнение на блока за синхронизация; на фиг. 6 - пример за компютърно изпълнение на устройството, използващо цифрова обработка на сигнали; Удобно е да се обясни патентованият метод за регистриране на галванична реакция на кожата, като се използват примери за работа на устройства за неговото прилагане. Устройството за записване на галваничната реакция на кожата (фигура 1) включва входно устройство 1, свързано към електродите 2, 3 за закрепване към човешката кожа 4. Електродите могат да бъдат направени в различни версии, например под формата на два пръстена, гривна на китката и пръстен, гривна с два електрически контакта. Единственото изискване за тях: електродите трябва да осигуряват стабилност електрически контактс кожата на субекта. Електродите 2, 3 са свързани към стабилизиран източник на напрежение 5 чрез резистор R 6, а самият резистор е свързан към входа на диференциален логаритмичен усилвател 7, чийто изход е изходът на входното устройство 1 и е свързан към входа на нискочестотния филтър 8. Изходът на филтъра 8 е свързан към входа на първия диференциатор 9. Изходът на последния е свързан към входа на втория диференциатор 10, чийто изход е свързан към входа 11 на блока 12 на импулса анализ на формата. В допълнение, изходът на първия диференциатор 9 е свързан директно към блока 12 през входа 13, а също и през нискочестотния филтър 14 към друг вход 15 на блока за анализ на формата 12. Сигналът от изхода на споменатия нискочестотен филтър 14 се използва в блок 12 за компенсиране на тоничния компонент на GSR. Граничната честота на нискочестотния филтър 8 е около 1 Hz, а граничната честота на нискочестотния филтър 14 е около 0,03 Hz, което съответства на горните граници на честотните ленти на фазовите и тоничните компоненти на EDA. Изходът на блока за анализ на формата на импулса 12 е свързан към регистрационния блок 16. Изобретението може да бъде реализирано както в хардуер, така и в софтуер. И в двата случая анализът на формата на импулсите на фазовия компонент на EDA, който прави възможно отделянето им от артефакти на движение и шум, се извършва с помощта на характерните параметри на сигнала, които след това се сравняват с приемливи граници. Тези характерни параметри включват: максималния наклон на предния и задния ръб на импулса: изразен като максимална (f MAX) и минимална (f min) стойности на първата производна на логаритъма на входния сигнал (минус тенденцията ); ширина t x импулс, определен като интервал от време между моментите на достигане на максималните и минималните стойности на първата производна; съотношението на абсолютните стойности на първата производна (минус тенденцията) на максимума и минимума: r = |(f MAX)|/|(f min)|. Тази стойност на r е мярка за асиметрията на анализирания импулс. По този начин условията за отнасяне на анализирания импулс към импулса на фазовия компонент на EDA, а не към артефакти от движение и шум, са неравенствата: m 1< f MAX < m 2 ; m 3 < f min < m 4 ; r 1 < r < r 2 ;
t1< t x < t 2 "
където
m 1 , m 2 - най-малките и най-големите допустими стойности на първата производна (минус тенденцията) при максимум, %/s;
m 3 , m 4 - най-малките и най-големите допустими стойности на първата производна (минус тенденцията) при минимум, %/s;
t 1 , t 2 - минимално и максимално време между екстремумите на първата производна, s;
r 1 , r 2 - минимум и максимална стойностотношения r. Установено е, че тези граници варират значително както от един субект до друг, така и за едно и също лице с различни измервания. В същото време по време на статистическа обработка на резултатите от изследването беше установено, че от 80 до 90% от сигналите принадлежат на самите GSR сигнали, ако се използват следните числови стойности на границите: m 1 \ u003d 0,5, m 2 = 10, m 3 = -2, m 4 = - 0,1, t 1 = 1,8, t 2 = 7, r 1 \u003d 1,5, 0 На фиг. 2 показва пример за обработка на реален GSR сигнал. Кривата а показва формата на сигнала - U = 100ln (I meas) на изхода на логаритмичния усилвател 7; на крива b - първото U", а на кривата c - второто U" производни на сигнала, показан на крива а. Тъй като веригата осигурява логаритъм на сигнала, след диференциране в елементи 9 и 10, числовите стойности на производните на сигнала U" и U"" имат размери %/s и %/s 2, съответно. На фиг. 2 крива d показва резултата от разпознаването на GSR сигнала на фона на тенденцията и смущенията съгласно патентованото изобретение. Маркировките S 1 и S 2 показват сигналите, съответстващи на времето на поява на импулси на фазов компонент. Трябва да се отбележи, че експерименталният факт, че външно подобен на маркираните марки S 1 и S 2 импулс във времевия интервал 20 - 26 s (защрихова зона) - е шум Проверка дали импулсът отговаря на четирите критерия (*) се извършва от блока за анализ на формата 12. Големината на тенденцията може да се определи като средната стойност на първата производна за интервал от време, характерен за тоничния компонент, за предпочитане от 30 до 120 s. Освен това, величината на тенденцията може да се определи като средна стойност на първата производна за интервал от време от 1-2 s pr и при условие, че стойностите на първата и втората производни са по-малки от посочените прагови стойности през този интервал от време. Във втория вариант тенденцията се определя по-точно, но когато в големи количествасмущения, горните условия може да не са изпълнени дълго време. В този случай е необходимо да се определи тенденцията по първия начин. На фиг. 3 показва като пример хардуерната реализация на блок 12. В този вариант тенденцията се определя от осреднената стойност на първата производна за време от 30 s. На фиг. 4 показва времеви диаграми, обясняващи работата на отделните елементи на този блок. Блок 12 има три входа 11, 13 и 15. Вход 11, към който се подава сигналът на втората производна U"" е сигналният вход на два компаратора 17 и 18, а нулев потенциал се прилага към референтния вход на последното. Входовете 13 и 15 са входовете на диференциален усилвател 19, чийто изход е свързан към сигналните входове на схемите за извадка и задържане 20 и 21. Изходите на компараторите 17, 18 са свързани към входовете на синхронизиращия блок 22, съответно, към входовете 23 и 24. Изходът 25 на блока 22 е свързан към тактовия вход на веригата за вземане на проби и съхранение 20, като както и към стартовия вход на генератора на трион 26. Изход 27 е свързан към тактовия вход на схемата 21 проба и задържане. Изходите на веригите 20, 21 за вземане на проби и задържане, както и генератора на трионообразно напрежение 26 са свързани към входовете на схемите за сравнение 29, 30 и 31. В допълнение, изходите на веригите 20 и 21 са свързани към входове на аналогов делител 32, чийто изход е свързан към входа на схемата за сравнение 33. Изходите на веригите 29, 30, 31, 33 са свързани към логическите входове на схемата И: 34, 35, 36, 37, 38. Освен това изходът 28 на схемата за синхронизация 22 е свързан към входа на строб 39 на схемата И 34. Компараторът 17 има вход за подаване на еталонно напрежение V S1, което задава праговата стойност на втората производна, над която започва анализът на формата на импулса. Референтните входове на схемите за сравнение 29, 30, 31, 33 също са свързани към източници на еталонни напрежения (не са показани на фиг.), които определят допустимите граници на избраните параметри. Индексите в имената на тези напрежения (V T1 , V T2 ; V M1 , V M2 ; V R1 ; V M3 , V M4) отговарят на горните граници, в които трябва да се намират тестваните стойности (вижте неравенствата (* )). В случай на такова съвпадение, на изхода 40 на веригата 34 се генерира кратък логически импулс "1". Работата на блока за анализ на формата на импулса 12, показан на фиг. 3 е илюстрирана с диаграмите на фиг. 4. Диаграма а показва пример за единичен импулс на изхода на логаритмичен усилвател 7. Блок 12 получава вход следните сигнали : първият производен сигнал към вход 131 (диаграма b), първият производен сигнал, осреднен за 30 s към вход 15, и вторият производен сигнал към вход 11 (диаграма c). Времето за усредняване се избира като най-малко, съответстващо на честотния диапазон на тоничния компонент на EDA. В резултат на това на изхода на диференциалния усилвател 19 има напрежение U", съответстващо на първата производна на логаритъма на входния сигнал, компенсирано за стойността на тренда. Стойността на U" е числено равна на напрежението увеличение в една секунда, изразено в%, спрямо стойността на тоничния компонент (виж фиг. 4б). Именно този сигнал се анализира от останалата част от веригата. Синхронизирането на елементите на блок 12 се извършва от веригата за синхронизация 22, както следва. Сигналът от изхода на компаратора 17 е положителен спад на напрежението, който възниква, когато напрежението от изхода на диференциатора 10 надвиши праговата стойност V S1 (фиг. 4, в). Числената стойност на праговото напрежение V S1 във волтове е избрана така, че да съответства на промяна във втората производна от най-малко 0,2%, което се определя експериментално. Този нарастващ ръб (фиг. 4d) е задействащият строб за синхронизиращата верига 22. Компаратор 18 (виж фиг. 4, д) генерира положителни и отрицателни спадове на напрежението на своя изход, когато входният сигнал U"" преминава през нула. След стартиране на веригата за синхронизация със строб импулс от компаратора 17, къси строб импулси се генерират на всеки ръб на сигнала от компаратора 18. Първият строб импулс се подава към изхода 25 (фиг.4, f) и след това се подава към веригата за проба и задържане 20, която фиксира стойността на U" в момента, в който се достигне максимумът (фиг.4, g). Вторият строб (фиг.4. h) влиза от изхода 27 на схемата за синхронизация 22 към входа на стробоскопа на втората схема за вземане и задържане 21, която фиксира стойността на U" на минимум (фиг. 4, i ). Първият импулс също се подава към входа на генератора на трионообразно напрежение 26, който генерира линейно нарастващо напрежение след пристигането на строб импулса (фиг. 4, j). Сигналът от изхода на генератора 26 трионообразно напрежение се подава към веригата 29 за сравнение. Изходният сигнал от верига 20 се подава към входа на схема за сравнение 30. Сигналът от изхода на верига 21 се подава към верига 31. Освен това сигналите от изходите на вериги 20, 21 се подават към входовете A и B на аналоговия делител 32. Сигналът от изхода на аналоговия делител 32, пропорционален на съотношението на входните напрежения U A /U B, се прилага към входната верига 33 за сравнение. Сигналите от изходите на всички схеми за сравнение 29, 30, 31 и 33 се подават към входовете 35, 36, 37, 38 на логическата AND схема 34, която се синхронизира от строб импулс (виж Фиг. 4, k) подава се към входа на строб 39 от изхода 28 на веригата 22. В резултат на това се генерира логически импулс "1" на изхода 40 на веригата 34, ако логически сигнал "1" се приложи към всичките четири входа 35-38 по време на постъпване на строб импулс на вход 39, чийто положителен фронт съответства на отрицателния фронт на изход 28. Схемите за сравнение (поз. 29-31.33) могат да бъдат изпълнени по всеки от традиционните начини. Те генерират логически сигнал "1", ако входното напрежение е в диапазона, определен от двете референтни напрежения. Всички вътрешни стробоскопски сигнали се осигуряват от синхронизиращата верига 22, която може да бъде реализирана, например, както следва (вижте фиг. 5). Схема 22 има два входа: 23 и 24. Входът 23 е свързан към S-входа на RS тригера 41, който се превключва в единично състояние чрез положителен фронт от компаратора 17 (фиг.4, d), т.е. когато стойността на втората производна U"" надвиши праговото ниво. Изходът Q на тригера 41 е свързан към входовете на логическите схеми И 42 и 43, като по този начин позволява на сигналите от тригера 44 и инвертора 45 да преминават през тях. Сигналът от компаратора 18 се изпраща към входа 24 (фиг. 4, д). Отрицателният фронт на сигнала от входа 24 се инвертира от инвертора 45 и през веригата 42 отива към друг еднократен 46, който генерира импулс на затвора на изхода 25 (виж Фиг.4. h). Положителен спад от вход 24 поставя тригера 44 в единично състояние, което от своя страна задейства еднократен изстрел 47, който генерира кратък положителен импулс. Този стробиращ импулс се прилага към изхода 27 на веригата за синхронизация (фиг. 4f). Същият импулс се подава към входа на инвертора 48, чийто изход е свързан към входа на едноразрядния 49. Така веригата 49 се задейства от задния фронт на импулса от изхода 47 и генерира трети кратък строб импулс (виж Фиг.4, k). Този импулс се прилага към изход 28 и се използва също за нулиране на RS-тригери 41 и 44, за което се прилага към техните R-входове. След преминаването на този импулс, веригата за синхронизация 22 отново е готова за работа, докато следващият сигнал не пристигне на входа 23. В резултат на работата на схемата за синхронизация 22, описана по-горе, на изхода 40 на блока за анализ на формата 12 (виж фиг. 3), се генерира кратък логически импулс "1" при условие, че анализираните параметри лежат в определените граници. Трябва да се отбележи, че на фиг. 2, d етикетите S 1 и S 2 са наименувани само на посочените импулси; за по-голяма яснота те са насложени върху графиките на първата и втората производни на анализирания сигнал. По-горе е описано хардуерното изпълнение на средствата за извличане на сигнали на тоничния компонент и импулсите на фазовия компонент. В същото време идентифицирането на полезен импулс на фазовия компонент на фона на шум и кръвно налягане може да се извърши и чрез софтуер. На фиг. 6 показва пример за компютърно изпълнение на устройството, използващо цифрова обработка на сигнала. Устройството включва входно устройство 1, свързано към електродите 2, 3 за свързване с човешка кожа 4. Електродите са свързани чрез резистор R6 към източник 5 на стабилизирано постоянно еталонно напрежение. Сигналът от резистора 6 се подава към входното устройство - операционен усилвател 50 с висок входен и нисък изходен импеданс, работещ в линеен режим. От изхода на усилвателя 50 сигналът се подава към входа на стандартен 16-битов аналогово-цифров преобразувател 51 (ADC), инсталиран в слота за разширение на IBM-съвместим компютър 52. Логаритъмът и всички допълнителни анализи на сигналът се изпълнява цифрово. Използвайки преобразуваните от ADC стойности на тока, протичащ между електродите (I meas)> се изчисляват първата и втората производни на стойността 100ln (I meas). Стойностите на първата производна трябва да бъдат изчислени с корекция за тенденцията. Стойността на тренда се определя като средната стойност на първата производна за период от 30 до 120 s. След това се извършва определяне на принадлежността на анализирания импулс към GSR сигнала (проверка на изпълнението на условията (*)). Ако параметрите на формата отговарят на установените критерии, споменатият импулс се нарича GSR импулси, а ако не е изпълнен, той се нарича артефакти. Описаният метод и устройство могат да се използват при различни медицински и психофизиологични изследвания, при които един от измерваните параметри е електропроводимостта на кожата. Това са например: симулатори с обратна връзка за устойчивост на кожата за развитие на умения за релаксация и концентрация, системи за професионален подбор и т.н. Освен това патентованото изобретение може да се използва например за определяне на нивото на будност на водача превозно средствов реални условия, характеризиращи се с наличието на множество смущения. Внедряването на устройства може лесно да се извърши на стандартна елементна база. Вариант на устройството с цифрова обработка на сигнала може да бъде реализиран на базата на всеки персонален компютър, както и използването на всеки микроконтролер или едночипов микрокомпютър. Свързването на измервателната част и устройството за обработка на сигнала (както аналогово, така и цифрово) може да се осъществи от всеки от известни начини, както по кабелен канал, така и безжично, например по радиоканал или IR канал. Има много различни версии на устройството, в зависимост от уменията и професионалните познания, както и от използваната елементна база, така че дадените диаграми не трябва да служат като ограничения за прилагането на изобретението.

Претенция

1. Метод за регистриране на галванични кожни реакции, включващ фиксиране на два електрода върху човешкото тяло, прилагане на електрическо напрежение към тях, регистриране на промяната във времето на електрическия ток, протичащ между електродите и фиксиране на токови импулси в честотната лента на физическото компонент на електродермалната активност, характеризиращи се с това, че анализират формата на всеки импулс в последователността от импулси в честотната лента на физическия компонент, за който сигналът се записва под формата на производна по време на логаритъма на числовата стойност на електрическия ток, величината на тренда се определя поради промени в сигнала в честотната лента на тоничния компонент на електродермалната активност и стойността на първата производна се коригира чрез изваждане от нея на стойността на тренда, регистриране на втора производна по време на логаритъма на числената стойност на електрическия ток, определете началото на импулса на споменатия сигнал до момента, в който втората производна на праговата стойност бъде превишена, и след това определете Те определят съответствието на формата на импулса с установените критерии и ако има такова съответствие, анализираният импулс се отнася към импулсите на физическия компонент, а при липса на такова съответствие се означават като артефакти. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че стойността на тренда се определя като средна стойност на първата производна за интервал от време, за предпочитане от 30 до 120 s. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че стойността на тренда се определя като средна стойност на първата производна за интервал от време от 1 - 2 s, при условие че стойностите на първата и втората производни са по-малки от посочените прагови стойности през този интервал от време. 4. Метод съгласно една от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че времето на пристигане на импулса на първата производна се счита за момента, в който втората производна надвишава праговата стойност с най-малко 0,2%. 5. Метод съгласно всяка една от претенциите от 1 до 4, характеризиращ се с това, че при определяне на формата на импулса стойностите на максималните f m a x и минималните f m i n стойности на първата производна минус стойностите на стойността на тенденцията, тяхното съотношение r, интервалът от време t x между минимума и максимума на първата производна се записват, като в този случай моментите на достигане на максималните и минималните стойности на първата производна се определят от момента на знака промяна на втората производна. 6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че критериите за принадлежност на анализирания импулс към сигнала на физическия компонент на електродермалната активност са неравенства
0,5 < f m a x < 10;
-2 < f m i n < -0,1;
1,8 < t x < 7;
1,5 < r < 10. 7. Устройство для регистрации кожно-гальванических реакций, содержащее электроды со средствами их крепления, подключенные к входному устройству, средства для подавления импульсных помех, средства для выделения сигнала в полосе частот физической составляющей электродермальной активности, средства для детектирования импульсов физической составляющей, блок регистрации, отличающееся тем, что средства выделения сигнала в полосе частот физической составляющей, средства для подавления импульсных помех и средства для детектирования импульсов физической составляющей выполнены в виде последовательно подключенных к входному устройству фильтра нижних частот, блока преобразования входного сигнала в первую и вторую производные по времени и блока анализа формы импульсов, при этом выход последнего подключен к входу блока регистрации. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что входное устройство представляет собой стабилизированный источник электрического напряжения и резистор, подключенные последовательно к электродам, логарифмирующий усилитель с дифференциальным входным каскадом, при этом резистор шунтирует входы логарифмирующего усилителя. 9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что блок преобразования входного сигнала в первую и вторую производные по времени выполнен в виде первого и второго дифференциаторов и фильтра нижних частот, при этом выход первого дифференциаторв подключен к входам второго дифференциатора и фильтра нижних частот, выходы которых являются выходами блока. 10. Устройство по любому из пп.7 - 9, отличающееся тем, что блок анализа формы включает средства для определения максимальной скорости изменения сигнала на переднем и заднем фронтах анализируемого импульса, средства для определения асимметрии его формы, средства для определения ширины импульса, средства для сравнения упомянутых величин с установленными пределами для выработки сигнала принадлежности анализируемого импульса сигналу физической составляющей электродермальной активности. 11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что фильтр нижних частот, блок преобразования входного сигнала в первую и вторую производные по времени и блок анализа формы импульсов выполнены на базе компьютера, подключенного к входному устройству через аналого-цифровой преобразователь.

Физиологичните изследвания в края на 19 век установяват, че между два електрода, директно приложени към кожата, има потенциална разлика поради локалния метаболизъм, състоянието на съдовете и хидрофилността на кожата. Области от кожата, богати на потни жлези, са електроотрицателни, докато областите, бедни на тях, са електроположителни. Под въздействието на болка, психически стрес, възбуждане на анализаторите потенциалната разлика ще се промени. Този ефект е открит от руския физиолог I.R. Tarkhanov през 1889 г. Обикновено между електродите, разположени на разстояние 1 cm един от друг, потенциалната разлика Δφ е 10 - 20 mV. Под въздействието на стимули Δφ нараства до десетки и стотици миливолта. За отстраняване на потенциали се използват електроди, изработени от цинк или сребро и имат формата на дискове с диаметър ~ 10 mm. За по-добър контакт се използва проводяща паста. Преди това пастата беше направена от каолин и наситен разтвор на ZnS във вода. В момента се използва индустриална паста. Схемата за измерване е показана на фигурата. Вижда се, че е използван методът на компенсация. Ключ 1 е затворен за измерване. Ключ 2 се включва произволно. След това реостатът намалява до нула тока, показан от амперметъра в измервателната верига. Ако не работи, превключете клавиш 2. След това се прилага стимулът на обекта и след латентен период (който е 1–3 s) се записва галваничната реакция на кожата към стимула. Тази процедура се нарича галванична кожна реакция според Тарханов.

Галваничната кожна реакция може да се запише по метода на френския лекар К. Ферет. Тази техника измерва електрическото съпротивление между две точки на кожата. Под действието на дразнител електрическото съпротивление на кожата се променя след изтичане на латентното време. И двата метода дават идентични резултати при регистриране на галваничния кожен отговор (GSR).

Информационни възможности на KGR.

Електрическата проводимост на кожата зависи от състоянието на вегетативната нервна система. Факторите, които определят електропроводимостта, са дейността на потните жлези, пропускливостта на биологичните мембрани, хидрофилността на кожата и кръвоснабдяването. Влияния, под влияние на които се променя електрическата проводимост: болка, нервно-психично напрежение, аферентни стимули (светлина, звук). Промяната в електрическото съпротивление на кожата се нарича GSR, тъй като е придружена от промяна в галваничния потенциал на кожата. Извършва се при постоянно напрежение.

Галваничните кожни реакции са силно неспецифични, тъй като могат да бъдат свързани както със сложни невро-ендокринни промени, така и с промени в информационните потоци в централната нервна система. Когато симпатиковата система е възбудена, съпротивлението на кожата намалява (или се увеличава отрицателният потенциал на електрода). При парасимпатиковите реакции се случва обратното.

Когато пилотите летят по параболата на Кеплер, се наблюдават флуктуации в електрическото съпротивление, причинени от действието на претоварвания, разпръснати със състояния на безтегловност. Шизофрениците проявяват спонтанни галванични кожни реакции. Наред с тези сравнително бързи реакции има и бавни промени в потенциалите (почасово, ежедневно). В съня съпротивлението нараства. При възбуда на вестибуларния апарат съпротивлението намалява. GSR се счита за мярка за бдителността и осведомеността на пилота. Този метод регистрира емоции – вълнение, страх, страх и т.н.

Методът RGR е използван на космически кораби в хода на медицински изследвания и наблюдение на състоянието на астронавтите. При полет на Восток 3 и Восток 4 този метод регистрира бавни флуктуации в потенциала на галваничната кожа, а на Восток 5 и Восток 6 - бързи флуктуации. Този метод също има определени трудности при прилагането. Те са свързани с растежа. електрическо съпротивлениепоради нарушение на контакта с кожата и поради поляризационни явления. За пилоти и космонавти се прилагат електроди за регистриране на GSR върху стъпалото - гърба и плантарните части. Фиксирайте електродите на еластичната превръзка. Неспецифичността на галваничните кожни реакции диктува необходимостта от постоянното им сравняване с други физиологични показатели, със запис на радиокомуникации и с телевизионно изображение. Например, при записа на галваничната реакция на кожата на V.V. Сигналът на Терешкова съвпадна със събуждането й от сън, което се контролираше от отварянето на очите. Последното е регистрирано чрез електроокулография (ЕОГ).

Кожно-галваничните явления са изследвани у нас и в чужбина от различни автори и в различни направления. В клиниката са изследвани физиологичните, рефлекторните, физикохимичните механизми на кожните електрически реакции, физикохимичната природа на електрическите потенциали на кожата и влиянието на нервната система върху тях, кожно-галваничните реакции при здрави и болни хора.
Регистрирането и фиксирането на галваничния кожен отговор (или галваничния потенциал на кожата) за инструментална детекция на лъжата се извършва с помощта на полиграф и специален софтуер. Галваничната реакция на кожата (наричана по-долу GSR) се взема с помощта на обикновен сензор, състоящ се от два електрода, които са прикрепени към повърхността на човешката кожа, по-специално към „подложките“ на нокътните (горните) фаланги на пръсти.
Въпреки наличните изследвания (Vasilyeva V.K. - 1964; Raevskaya O.S. -1985), потвърждаващи наличието на някои разлики в потенциалите на кожата, в зависимост от мястото на отстраняване на GSR (лява или дясна страна на тялото), според мен това не оказва фундаментално влияние върху резултатите от интерпретацията на полиграми при провеждане на проучвания с помощта на полиграф. Въпреки това, ако имате избор, препоръчвам да снимате GSR от пръстите на лявата ръка, тъй като традиционно се смята, че по-изразена реакция се взема от лявата ръка, която е под контрола на „по-емоционалното“ дясно полукълбо на мозъка.
В тази статия се използват изследователски материали, получени с помощта на полиграфа „КРИС” на Варламов и съответния софтуер „Шериф”.
Установено е, че електрическите явления в живите тъкани, включително човешката кожа, се дължат на йонни промени.
Изучаването на GSR започва през 19 век. Според наличните данни през 1888 г. Ферет и през 1889 г. Тарханов откриват два феномена на електрическата активност на кожата. Ферет открива, че съпротивлението (електропроводимостта) на кожата се променя при преминаване на ток от 1-3 волта през нея в динамиката на въздействието на емоционални и сензорни стимули. Феноменът GSR, открит малко по-късно от Тарханов, се състои в това, че при измерване на потенциала на кожата с галванометър се открива промяна в този потенциал в зависимост от емоционалните преживявания на човек и предоставените сензорни стимули. Очевидно при такива обстоятелства методът на Ферет измерва GSR чрез измерване на съпротивлението на кожата, а методът на Tarkhanov измерва GSR чрез измерване на потенциала на кожата. И двата метода измерват GSR в динамиката на предлагането (представянето) на стимули. Във връзка с очевидната зависимост на GSR от психичните явления, известно време GSR се нарича психогалванична реакция или ефектът на Ферет. Промяната в потенциала на кожата за известно време се нарича ефект на Тарханов.
По-късни учени (Тарханов И.Р. - 1889 г.; Буторин В.И., Лурия А.Р. -1923 г.; Мясищев В.Н. -1929 г.; Кравченко Е.А. - 1936 г.; Познанская Н.Б. - 1940 г.; Горев В.П. -1940 г. В.П. Горева -1943 г.; 1943 г. Горева В.П. -1951 г.; ; Кондор И.С., Леонов Н.А. -1980 г.; Крауклис А.А. -1982 г.; Аракелов Г.Г. -1998 г. и много други) разработиха и потвърдиха посочената йонна теория на биоелектричните потенциали. Според д.б.с. Василиева В.К. (1964), една от първите у нас йонната теория на биоелектричните потенциали и токове е обоснована от В.Ю. Чаговец (1903).
Най-простата и ясна концепция за GSR, от психологическа гледна точка, според мен, беше предложена през 1985 г. от L.A. Karpenko: „Галваничната реакция на кожата (GSR) е индикатор за електрическата проводимост на кожата. Има фазови и тонични форми. В първия случай GSR е един от компонентите на ориентировъчния рефлекс, който възниква в отговор на нов стимул и отмира при неговото повторение. Тоничната форма на GSR характеризира бавни промени в проводимостта на кожата, които се развиват, например, с умора ”(Кратък психологически речник / Съставено от L.A. Karpenko; Под общата редакция на A.V. Petrovsky, M.G. Yaroshevsky. - M.Zh Politizdat, 1985, стр. 144).
През 2003 г. Немов Р.С. даде следното определение: „Галваничната кожна реакция (GSR) е неволна органична реакциярегистрирани с подходящи инструменти върху повърхността на човешката кожа. GSR се изразява в намаляване на електрическото съпротивление на повърхността на кожата към провеждането на електрически ток с ниска сила поради активиране на потните жлези и последващо овлажняване на кожата. В психологията GSR се използва за изследване и оценка на емоционалните и други психологически състояния на човек в даден момент от време. По естеството на GSR те също преценяват представянето на дадено лице различни видоведейност "(Психология: Речник-справочник: в 2 часа - М .: Издателство ВЛАДОС-ПРЕС, 2003, част 1 стр. 220).
Най-краткото определение на GSR може да се намери в N.A. Ларченко: „Галваничната реакция на кожата е индикатор за електрическата проводимост на кожата, която се променя при различни психични заболявания“ (Речник-справочник на медицински термини и основни медицински понятия / N.A. Ларченко. - Ростов- на - Дон: Феникс, 2013, с. 228).
Има много съвременни дефиниции на GSR, докато няма строга и точна обобщаваща теория за галваничния кожен отговор. Предвид многобройните научни изследвания, извършени у нас и в чужбина, трябва да признаем, че при изучаването на ГСР остават много въпроси. „Електрическата активност на кожата (ЕК) е свързана с активността на изпотяване, но нейната физиологична основа не е напълно проучена“ (Психофизиология: учебник за университети / Под редакцията на Ю.И. Александров, Санкт Петербург: Петър, 2012 г., стр. 40). Без да навлизаме в списък с теории, трябва да се отбележи, че за целите на инструменталното откриване на лъжата, GSR е може би най-ефективният индикатор за психофизиологичната активност на човек. Най-важното за инструменталното откриване на лъжи е връзката на галваничната кожна реакция с физиологичните и психичните процеси на човек, стабилната връзка на амплитудата, дължината и динамиката на GSR с вербални и невербални стимули, които го причиняват. , както и факта, че тези връзки се отразяват в различна степен. „Многобройни изследвания, проведени от различни автори, показват, че GSR отразява общото активиране на човек, както и неговото напрежение. С повишаване на нивото на активиране или нарастване на напрежението, съпротивлението на кожата намалява, докато при отпускане и отпускане нивото на съпротивление на кожата се повишава. стр. 17).
Според Варламов V.A. „Анализът на данните за механизма на възникване и регулиране на кожната реакция, нейните информативни признаци показа, че:
- тонизиращата кожна реакция е отражение на дълбоки процеси на функционално преструктуриране в централната нервна система;
- величината на реакцията на галваничния кожен рефлекс е в пряка зависимост от новостта на стимула, типологичните особености на висшата нервна дейност, нивото на мотивация на субекта и неговото функционално състояние;
- динамиката на показателите на фазов CR може да бъде критерий за степента на емоционално пренапрежение на функционалната система на човека. Ако по-нататъшен растеж емоционален стресводи до намаляване на фазовия CR, това показва границата на функционалните възможности на субекта;
- методите за регистриране, измерване на динамиката на кожната резистентност или потенциала на кожата по отношение на информационното съдържание не се различават;
— информативните характеристики на RC кривата са общи за всички периодични криви.
При анализа на CR е необходимо да се вземат предвид характеристиките на мобилността на нервната система на хората, като се вземат предвид регионалните и национални характеристики. От кривата на CR е невъзможно да се определи кой представител на националността се тества, но фактът, че той например е представител на южните народи, темпераментен, с подвижна нервна система - можете да определите. (Варламов В.А., Варламов Г.В., Компютърно разпознаване на лъжата, Москва-2010, стр.63).
Предвид гореизложеното считам за уместно да се определят основните характеристики на GSR, необходими за отчитане и разбиране за целите на психофизиологичните изследвания (проучвания) с помощта на полиграф и т. нар. инструментална детекция на лъжата.
Галваничната реакция на кожата (GSR) е собствен показател за електрическата проводимост и съпротивлението на кожата електрически потенциалкожа. Установено е, че тези показатели се променят при човек в зависимост от външните и вътрешните условия. Най-важните, според мен, състояния включват: психологическото състояние на човек, физиологичното състояние на човека, адаптивните способности на човек, условията на околната среда, силата, честотата и интензивността на представения стимул и т.н.
Галваничният кожен отговор (GSR) има фазови и тонични компоненти. Фазичният компонент характеризира психофизиологичната реакция, свързана с разпознаването на представения стимул. Тези характеристики са свързани с разпознаването на такива компоненти на представения стимул като неговата новост, интензивност, внезапност-очакване, сила, семантично съдържание и емоционална значимост. Тоничният компонент характеризира психофизиологичното състояние на изследвания организъм, степента на адаптация към представения стимул.
Галваничният кожен отговор (GSR) при контролирани условия практически не подлежи на коригиране на съзнателния контрол. При наличие на външни или вътрешни условия, влияещи върху състоянието на GSR, по естеството на промяната на фазовите и тоничните компоненти на GSR, могат съвсем обективно да се определят качествените характеристики на влияещите фактори. Това обстоятелство дава възможност за доста обективно разграничаване на спонтанния GSR от произволния GSR.
Галваничният кожен отговор (GSR) по време на психофизиологичното изследване с помощта на полиграф може да се разглежда като индикатор за степента на разпознаване на представения стимул, индикатор за емоция, индикатор за реакция на стрес, индикатор за функционалната функция. състояние на тялото и всичко изброено по-горе едновременно.
От класическата психофизиология е известно, че GSR е свързан с таламичните и кортикалните области на мозъка. Смята се, че дейността на неокортекса се регулира от ретикуларната формация, докато хипоталамусът поддържа вегетативния тонус, активността на лимбичната система и общо нивобудност на човек. Доказано е също, че GSR е частично повлиян от човешката парасимпатикова система.
Фрагмент от книгата "Енциклопедия на полиграфа"

Сфери на практическо приложение на метода GSR В психологически и психофизиологични изследвания, изискващи интегративна оценка на функционалното състояние; За решаване на различни приложни проблеми в психологията на труда, психофизиологията, инженерната психология и др., свързани с количествената оценка на въздействието на различни фактори върху човек;

Сфери на практическо приложение на метода GSR За ускоряване на процеса на усвояване на различни методи за саморегулация на психофункционалното състояние; методи за саморегулация на психофункционалното състояние За изследвания, свързани с оптимизиране на начините за решаване на проблемни моменти и проблемни ситуации при извършване на професионални дейности.

Приложение на GSR параметри За количествено определяне на всички видове емоционални прояви, наблюдавани както в резултат на специални ефекти в експерименти, така и като индикатор за субективни преживявания; Като параметър на енергийната сигурност както на целия организъм като цяло, така и на отделните системи.

GSR модел на изпотяване Процесът на провеждане на електрически ток през кожата се определя от електрическата проводимост на течностите (потни секрети и хидратация на горния слой), а количествено електрическите параметри на кожата се определят от количествените параметри на екскрецията на течности .

Модел на изпотяване на GSR Качествените промени в състава на течността в кожата не се вземат предвид. Когато човек се активира под въздействието на импулси в нервните окончания на горните слоеве на кожата, интензивността на изпотяване в потните жлези се увеличава.

Модел на изпотяване на GSR Бързите (фазични) промени в GSR сигнала отразяват увеличаване на електрокожната проводимост и намаляване на електрическото съпротивление на кожата. По-бавните тонични промени в нивото на GSR сигнала се определят от интензивността на изпотяване и степента на хидратация (насищане на горните слоеве на кожата с течни електролити).

GSR йонен модел (В. В. Суходоев) В нормално функционално състояние значителна част от тъканните йони са в активно (свободно) състояние, което дава възможност на кожата да изпълнява функцията си на енергиен обмен на човешкото тяло с околната среда.

GSR йонен модел (VV Sukhodoev) С увеличаване на активацията (поради нервни импулси) активността на електролитните йони се увеличава и енергийният потенциал на клетъчните мембрани намалява. Йоните върху клетъчните мембрани се движат от свободно към обвързано състояниеи повишават проводимостта на кожата, т.е. наблюдава се активираща реакция под формата на фазов GSR.

GSR йонен модел С намаляване на енергийното въздействие от централната нервна система, процесите на преход на йони в по-стабилно свързано състояние се включват автоматично поради групирането им върху клетъчните мембрани (част от йонната енергия се прехвърля към клетките за вътреклетъчни процеси, свързани с натрупване на енергия на клетъчно ниво).

Три основни типа фонов GSR (L.B. Ermolaeva-Tomina, 1965) Стабилен (при фонов GSR спонтанните флуктуации напълно липсват); Стабилно-лабилен (отделни спонтанни флуктуации се записват във фоновия GSR); Лабилен (дори при липса на външни стимули, спонтанните флуктуации се записват непрекъснато).

Галванична кожна реактивност Галваничната кожна реактивност е лекотата, с която се развиват реакциите на експозиция. Според степента на реактивност всички хора се делят на ниско реактивни (реакциите не възникват дори при стимули със значителна интензивност) и силно реактивни (всяко, дори и най-незначителното външно въздействие причинява интензивна GSR). Има междинни видове. Силно реактивните хора са активни, възбудими, тревожни, егоцентрични, с голямо въображение.Ниско реактивните хора са летаргични, спокойни и склонни към депресия.

Скорост на изчезване на GSR и типологични свойства на нервната система Скоростта на изчезване на GSR при повторение на стимул е по-бавна при лица с висок динамизъм на възбуждане; при индивиди с висока динамика на инхибиране се наблюдава бързо затихване на GSR при повторение на стимула.

Метод за определяне на силата на нервната система (по V.I. Rozhdestvenskaya, 1969; V.S. Merlin, E.I. Mastvilisker, 1971) Регистрация на предизвикан GSR в отговор на многократно (30) представяне на стимул. Реакцията на първите пет презентации не се взема предвид, т.к. се счита за индикативна. Средните амплитуди на GSR се сравняват за 3-те секунди (от 6 до 8) и 3-те последни представяния на стимула. Показател за силата-слабостта на нервната система е процентът на логаритмите от средната амплитуда. Колкото по-висока е стойността на коефициента, толкова по-висока е силата на нервната система.

Стойности на амплитудата на GSR В нормално състояние амплитудата на GSR е mV/cm; С увеличаване на възбуждането амплитудата на GSR нараства до 100 mV/cm.

GSR-BFB обучение Като корелатор на психо-емоционалното състояние, GSR се използва широко в BFB веригата при лечение на заболявания на ЦНС, неврози, фобии, депресивни състояния, различни емоционални разстройства и повишаване на психичната стабилност при стресови условия. Елиминирането на прекомерната вегетативна активация в отговор на външни фактори, биофидбек - GSR обучение за практически здрави хора позволява да се намали психофизиологичната цена на дейността и да се подобри нейното качество, особено в ситуации на висока отговорност, липса на време, информация и средства, както и при условия на вероятна опасност и смущения.

GSR-BOS обучение Целта на процедурата. Формиране у пациента на стереотип за инхибиране на реакцията на автономно активиране в отговор на представяне на неочаквани звукови стимули. Показания и противопоказания. Препоръчва се при пациенти с прекомерна автономна активация в отговор на представяне на незначителен акустичен стимул. Те могат да се използват на последния етап в хода на обучението на умения за релаксация под въздействието на интерфериращи стимули. В допълнение, нормализирането на скоростта на угасване на ориентиращата реакция е един от помощните етапи в хода на повишаване на устойчивостта на психичен стрес. Този тип обучение е противопоказан при остри психотични състояния, неврозоподобни последици от травма на главата, невроинфекции и други органични мозъчни лезии.

Специфични характеристики на приложението По време на процедурата стаята трябва да се поддържа при постоянна температура от 20 ... 24 ° C и не трябва да има външни звуци. Не се препоръчва да започнете тренировка по-рано от два часа след обилно хранене. Ръката с електродите лежи свободно върху подлакътника на стола, активните движения, ако е възможно, трябва да бъдат изключени. В някои случаи при едни и същи стимули може да има разлика в амплитудите на реакциите на дясната и лявата ръка. В този случай трябва да се използва страната с по-големи стойности на амплитудата.

Сценарий на обучение по биофидбек КГР "Опознаване" Идея за сценарий. Чрез контролиране на динамиката на собствения си GSR по време на епизодично представяне на неприятни звукови стимули, пациентът намира и консолидира умение за отговор, което не е придружено от изблици на GSR и съответно прекомерно автономно активиране. Специфика на сценария. Като модел на стресови влияния се използват акустични сигнали с повишен обем и субективно неприятни за пациента. Моментите на тяхното представяне се формират на случаен принцип с помощта на сигнален генератор.

Сценарий на обучение по биофидбек GGR "Опознаване" Контролирани параметри и конфигурация на отстраняване. Като контролиран параметъризползва се абсолютната стойност на GSR (M GSR). Регистрацията на GSR се извършва от палмарната повърхност на дисталните фаланги на показалеца и средния пръст на една от ръцете. Преди поставяне на електродите кожата се третира със 70% алкохолен разтвор. На пръста, в зоната на контакт с работната част на електрода, не трябва да има ожулвания и други увреждания на кожата. Ако е налично, можете да използвате друг пръст или да преместите електрода към средната фаланга на същия пръст. Закрепването на електродите не трябва да е стегнато.

Описание на процедурата "Подобряване на устойчивостта на стрес" Целта на процедурата. Използва се за овладяване и затвърждаване на уменията за намаляване на тежестта на вегетативните прояви и емоционалното напрежение при излагане на стресови фактори. Показания и противопоказания. Препоръчва се за функционална тренировъчна терапия на пациенти с невроза с тревожно-фобични симптоми, подобряване на психичната адаптация, повишаване на психичната стабилност на човек към различни стресови фактори. Препоръчва се и преодоляване на вътрешно психическо напрежение, чувство на смътна тревожност и безпричинен страх. Процедурата може да се използва от практически здрави хора, чиято дейност протича в условия на повишена отговорност, липса на време и възможна опасност.

Описание на процедурата "Подобряване на устойчивостта на стрес" Процедурите са противопоказани при остри психотични състояния, неврозоподобни последици от черепно-мозъчна травма, невроинфекции и други органични лезии на мозъка. Трябва да се има предвид, че както при използването на всякакъв вид биофидбек, ефективността на биофидбек според GSR е намалена при пациенти с интелектуално-мнестични разстройства. Следователно, при наличието на тази патология с изразена степен, е необходимо да се разгледа въпросът за целесъобразността на предписването на описания метод. Препоръчва се при пациенти с прекомерна автономна активация в отговор на представяне на незначителен акустичен стимул.

Описание на процедурата "Подобряване на устойчивостта на стрес" Специфика на приложението. За да се провокира състояние на тревожно очакване у пациента, се използват електрокожни стимули (ES), които се генерират с помощта на електрически стимулатор. Изисква се предварителен инструктаж, съгласие на пациента и индивидуален избор на интензитета на електрическия стимул. Филцовите вложки на електродите на електростимулатора трябва да бъдат добре навлажнени с чешмяна вода. Когато изсъхнат, интензивността на стимулацията намалява, така че ако тренировката продължава повече от 30 минути, използвайте бутона "Пауза" и ги навлажнете допълнително. При една процедура не се препоръчва използването на повече от 15 ES.

Описание на процедурата "Подобряване на устойчивостта на стрес" Могат да се използват на последния етап от обучението на умения за релаксация под въздействието на интерфериращи стимули. В допълнение, нормализирането на скоростта на угасване на ориентиращата реакция е един от помощните етапи в хода на повишаване на устойчивостта на психичен стрес.

Литература 1) Дементиенко В.В., Дорохов В.Б., Коренева Л.Г. Хипотеза за естеството на електродермалните явления // Физиология на човека T C) Ivonin A.A., Popova E.I., Shuvaev V.T. и др. Методът на поведенческата психотерапия с използване на биофидбек върху галваничния кожен отговор (GSR-BFB) при лечение на пациенти с невротични фобични синдроми // Биофийдбек, 2000, 1, стр. Федотчев А. И. Адаптивна биофидбек с обратна връзка и контрол на функционалното състояние на човек / Институт по клетъчна биофизика РАН // Advances in Physiological Sciences T. 33. N 3. C

Електрическа активност на кожата - галванична реакция на кожата(GGR) - се определя по два начина. Първото, предложено от С. Фере (Fere) през 1888 г., е измерване на съпротивлението на кожата. Второто - измерването на потенциалната разлика между две точки на повърхността на кожата - е свързано с името на I.R. Тарханов (1889).

Сравнението на GSR, измерено по метода на Ферет и по метода на Тарханов, доведе до заключението, че промените в разликата в кожните потенциали и кожното съпротивление отразяват една и съща рефлекторна реакция, регистрирана при различни физически условия(Кожевников, 1955). Промените в съпротивлението винаги са представени от еднофазна вълна на намаляване на първоначалното съпротивление на кожата. Промените в потенциалите на кожата могат да бъдат изразени като вълни с различна полярност, често многофазни. Според Р. Еделберг (Edelberg, 1970) разликата в потенциала на кожата включва епидермален компонент, който не е свързан с дейността на потните жлези, докато проводимостта на кожата го няма, тоест отразява състоянието на потта. жлези.

При измерване на съпротивлението на кожата с външен източникток, свързан с отрицателен полюс към дланта, латентният период на промяна на съпротивлението се оказва с 0,4-0,9 секунди по-дълъг от латентния период на промени в потенциалната разлика. Динамичните характеристики на фазовия GSR надеждно отразяват бързите процеси в ЦНС. Естеството и формата на тоничния компонент са индивидуални показатели и не показват ясна зависимост от вида на дейността (Кузнецов, 1983).

Два основни механизма участват в възникването на GSR: периферен (свойства на самата кожа, включително дейността на потните жлези) (Biro, 1983) и трансмисионен, свързан с активиращо и задействащо действие на централните структури (Lader и Motagu, 1962 г.). Разграничаване на спонтанен GSR, който се развива при липса на външно влияние, и предизвикан - отразяващ реакцията на тялото към външен стимул.

За да регистрирате GSR, използвайте

yut неполяризирани електроди, обикновено прилагани върху дланите и задните повърхности на ръцете, върховете на пръстите, понякога върху челото или стъпалата.

GSR е най-ефективен в комбинация с

комбинация с други методи при оценка на емоционалното състояние на изследваните лица (фиг. 2.24).

Всички описани методи за получаване на психофизиологична информация имат своите предимства и недостатъци. Едновременното използване на няколко от тях в една експериментална ситуация позволява да се получат по-надеждни резултати.

Експеримент за асоцииране като инструмент за анализ

Психически феномени

За първи път асоциативен експерименте предложен през 1879 г. от Ф. Галтън, роднина на К. Дарвин. Той се доказа като новатор в различни области. човешкото познание. Ф. Галтън въвежда пръстовите отпечатъци в Скотланд Ярд, оценява значението на метода на близнаците в генетичния анализ, предлага нови статистически методи за анализ на биологични данни и създава първия тест за оценка на интелигентността. Подобно на повечето изследователи в областта на психологията от онова време, той провежда много експериментални изследвания върху себе си.

Вариантът на асоциативния метод, предложен от Ф. Галтън, изглеждаше по следния начин. Той избра 75 английски думи, написа всяка на отделна картичка и я остави настрана за няколко дни. После взе карта с една ръка и с помощта на хронометър отбеляза времето, когато прочетената дума предизвиква у него две различни мисли. Ф. Галтън отказа да публикува резултатите от експеримента, позовавайки се на факта, че „те излагат същността на човешката мисъл с такава удивителна яснота и отварят анатомията на мисленето с такава жизненост и надеждност, че е малко вероятно те да бъдат запазени, ако те се публикуват и стават собственост на света” (Miller, 1951).

Системно методът на свободните асоциации за оценка на състоянието на човек започва да се прилага от 3. Фройд (1891). В неговата интерпретация методът изглеждаше различно: пациентът, лежащ на дивана, изричаше думи, фрази в продължение на един час, изразяваше мисли по теми, които изскочиха в съзнанието му.

Понякога този вид асоциация се свързва със сънища, които удрят пациента в детството и често се повтарят в зряла възраст. 3. Фройд показа, че появата на дълги паузи или трудности в процеса на асоцииране показват, като правило, подход към областта на психически конфликт, която е несъзнавана от самия субект.

Допълнителен принос в развитието на асоциативния метод има К. Юнг (1936), който значително го модифицира и създава самия асоциативен експеримент. В същото време подобно проучване е проведено от Макс Вертхаймер (Wertheimer e. a., 1992), чиято работа е по-малко известна и има по-малко влияние върху по-нататъчно развитиепсихофизиология.

К. Юнг използва 400 различни думи, сред които 231 съществителни, 69 прилагателни, 82 глагола, 18 предлога и числителни. Специално вниманиеплатени, за да се гарантира, че всички думи са известни на болните

mu, се различаваше рязко по значение и звук, не го ограничаваше в подбора на асоциации в нито една област. С помощта на хронометър се оценяват латентният период на вербалния отговор и качествените характеристики на асоциацията. К. Юнг смята, че въпреки очевидния произвол на асоциативния процес, субектът неволно издава това, което погрешно смята за най-скрито.

К. Юнг подчертава, че при анализа на асоциацията се изучават няколко процеса наведнъж: възприятие, индивидуални характеристики на неговото изкривяване, интрапсихични асоциации, вербално формиране и двигателна проява. Той открива обективни критерии за връзката на представеното слово с комплекса, изтласкан в несъзнаваното. Тези критерии са: удължаване на латентния период на вербалния отговор, грешки, персеверации, стереотипи, подхлъзвания, цитати и др. Въпреки това, Ч. Юнг интерпретира получените резултати субективно, а неговата разклонена класификация на асоциациите е компилация на няколко принципа на анализа, преходът от един към друг, при който е изключително субективен, а самите методи идват от различни предпоставки (граматични, психологически, медицински или физиологични).

В същото време Ч. Юнг за първи път обективизира изследователската процедура доколкото е възможно. Резултатът от тази работа, в допълнение към критериите за определяне на зоната на несъзнателно съществуващ конфликт, беше откриването на факта, че асоциациите често не са най-близкото изплуващо съдържание, а резултат от редица асоциативни процеси. Той обърна внимание на трудността при намирането на здрави лица за преглед, особено сред образованите хора.

Въпросът за качествения анализ на асоциациите остава нерешен и до днес.

J. Dees (Dees, 1965), анализирайки принципите на общоприетите класификации на асоциациите, отбелязва, че те са „отчасти психологически, отчасти логически, отчасти езикови и отчасти философски (епистемологични)“. Тези класификации нямат нищо общо с асоциативния процес и са обвързани с него доста произволно. В същото време се прави опит да се притиснат асоциации в онези схеми на отношения, които се намират в граматиката, различни видове речници, психодинамични теории, както и различни идеи за организацията на физическия свят.

Една от първите класификации е предложена от Д. Хюм (1965), който отделя 3 типа асоциации: по сходство, по близост във времето и събития, свързани с причинно-следствени връзки. Най-характерна е класификацията, предложена от Дж. Милър (Miller, 1951), в която асоциациите се групират според контраст, сходство, подчинение, подчинение, обобщение, асонанс, според връзката „част – цяло” и възможността за разглеждане това като допълнение, по отношение на егоцентризма, връзки, базирани на един корен, способността да бъде представена като проекция. Д. Слобин и Дж. Грийн (1976) отбелязват, че „тези класификации са много гениални, но не е съвсем ясно до какви заключения могат да доведат, как се определят основите им и какви са техните граници.”

Експериментът за асоцииране е широко използван за анализ по-висока нервна дейностздрав и болен мозък на възрастен и дете (Иванов-Смоленски, 1963). В същото време латентният период на вербалния отговор и неговата средна вариация, видът и естеството на асоциацията в съответствие с една или друга класификация, сложните реакции, т.е. добре дефинирани реакции, причинени от афектогенни стимули.

A.R. Лурия (1928) предлага своя собствена модификация на асоциативния експеримент, която той нарича комбинирана двигателна техника.Тестван-

предлага му се стимулираща дума, в отговор на която трябва да произнесе първата асоциативна дума, която му хрумне, и в същото време да натисне пневматичната крушка. Тази процедура позволява, в допълнение към латентния период на вербалния отговор, да се измери латентния период и да се изследва формата на конюгираната двигателна реакция, записана от записващото устройство. Оказа се, че в случай, когато субектът е представен с думи, които нямат емоционално значение за него, латентният период на вербалния отговор и свързаната с него двигателна реакция съвпадат, а самата двигателна реакция има проста форма.

Когато се представят афективни думи, латентният период на асоциацията се променя значително, тъй като субектът се опитва да скрие първата възникнала асоциация, която той по една или друга причина не може да съобщи на експериментатора. Лек натиск върху крушата обаче се свързва с неизказания отговор, а на миограмата се появява изкривяване или характерно треперене. Това несъответствие между вербалния и двигателния компонент на отговора отразява особения напрегнат характер на асоциативния процес.

Провеждането на асоциативен експеримент често е придружено от a

хистрация на вегетативните реакции, по-специално GSR (Levinger, Clark, 1961; Leutin, Nikolaeva, 1988; Nikolaeva et al., 1990) и енцефалограма (Voronin et al., 1976) (фиг. 2.25).

Използването на асоциативен тест за анализиране на реакциите на спортистите към неутрални думи, думи, свързани с успех / неуспех, разкри следното: в състояние на умствена почивка латентният период на асоциации с емоционални думи се увеличава с 40%, а за индивидуалните , емоционално нестабилни спортисти - с 200 %. Преди старта, при психологически стабилни спортисти, латентният период се променя малко, леко надвишавайки първоначалните данни. Въпреки това, спортисти, които опит високо нивоемоционален стрес, увеличаването на латентния период за думите, свързани с успех/неуспех, достига 300% (Дашкевич, 1968).

По този начин асоциативният експеримент може да бъде ефективен инструмент както за анализиране на индивидуалната емоционална сфера на човек, така и за оценка на промените в това състояние под въздействието на всякакви влияния.

Артефакти -

записи на електрическа активност, които са ненужни в момента за изследователя, които са смущения.

предизвикан потенциал -

осреднен запис на активността на мозъчните вълни по време на многократно представяне на същия стимул.

Галванична реакция на кожата -

записване на електрическата активност на кожата.

CT сканиране -

съвременен метод, което позволява да се визуализират структурните особености на човешкия мозък с помощта на компютър и рентгенов апарат.