II. Metri di risposta galvanica cutanea (GSR)

L'invenzione riguarda la medicina e la tecnologia medica, in particolare metodi e dispositivi per diagnosticare lo stato di un organismo vivente mediante la conducibilità elettrica della pelle, utilizzabili in medicina sperimentale e clinica, nonché in psicofisiologia, pedagogia e medicina dello sport . EFFETTO: l'invenzione permette di eliminare le interferenze causate da artefatti del movimento umano, nonché causate da cause non biologiche (varie interferenze elettriche e rumore hardware). Il metodo è caratterizzato dall'analisi della forma di ciascun impulso nella sequenza di impulsi nella banda di frequenza della componente di fase. Per fare ciò, registrare la prima e la seconda derivata temporale del logaritmo della conduttività elettrica della pelle. Viene determinata l'entità dell'andamento dovuto alla componente tonica e l'ampiezza della derivata prima viene corretta sottraendo da essa l'entità dell'andamento. Successivamente, viene determinato il tempo di arrivo dell'impulso della derivata prima nel momento in cui l'ampiezza della derivata seconda supera il valore di soglia, e quindi viene analizzata la forma dell'impulso menzionato. Se i parametri di questo modulo sono soddisfatti, i criteri stabiliti sono indicati come impulsi della componente di fase e, in caso contrario, come artefatti. 2 sec. e 9 z.p.f-ly, 6 ill.

L'invenzione riguarda il campo della medicina e della tecnologia medica, in particolare metodi e dispositivi per diagnosticare lo stato di un organismo vivente mediante la conducibilità elettrica della pelle, e può essere utilizzata in medicina sperimentale e clinica, nonché in psicofisiologia, pedagogia e medicina dello sport. È noto che la conduttività elettrica della pelle di un organismo vivente è un indicatore sensibile del suo stato fisiologico e mentale e i parametri della risposta della conducibilità alle influenze esterne, la cosiddetta risposta galvanica della pelle (GSR), ci consentono per valutare lo stato psicofisiologico di un individuo. Nello studio del GSR si distinguono gli indicatori delle componenti toniche e fasiche dell'attività elettrodermica (EDA). L'attività tonica caratterizza i cambiamenti nella conduttività cutanea che si verificano in modo relativamente lento in un periodo di diversi minuti o più. L'attività fasica è un processo che si verifica molto più velocemente sullo sfondo dell'attività tonica: i loro tempi caratteristici sono unità di secondi. È l'attività fasica che caratterizza in misura maggiore la reazione del corpo a uno stimolo esterno ed è ulteriormente denominata componente fasica, o GSR. I metodi noti di registrazione del GSR prevedono l'applicazione di una coppia di elettrodi collegati alla sorgente della corrente di sondaggio e al registratore di corrente nel circuito elettrodi - sorgente di corrente alla pelle del soggetto in esame. La reazione avviene quando le ghiandole sudoripare espellono un segreto e nel circuito compaiono impulsi di corrente elettrica a breve termine. Tali impulsi sono generati spontaneamente o come risultato di uno stimolo stressante o di altro tipo. I dispositivi noti per la registrazione del GSR includono una sorgente di corrente collegata agli elettrodi, nonché un'unità per la registrazione delle variazioni temporali del segnale elettrico e della sua elaborazione. L'elaborazione del segnale consiste nell'isolare la componente fasica sullo sfondo della componente tonica. Questo può essere fornito, ad esempio, in un blocco utilizzando un circuito a ponte e una serie di amplificatori. corrente continua con azzeramento individuale. Analogamente viene calcolato il valore della componente tonica (di seguito denominata trend) e quindi sottratto al segnale. La linea di base viene spostata a zero sul plotter da questo valore. In un altro dispositivo noto, il livello relativo della componente fasica rispetto alla componente tonica dell'attività elettrodermica è caratterizzato da un circuito contenente filtri passa alto e passa basso alle uscite dei corrispondenti amplificatori, nonché da un circuito di divisione. Si noti che nel metodo e nei dispositivi di registrazione della risposta galvanica cutanea sopra citati non sono previsti mezzi per analizzare gli impulsi stessi della componente di fase, mentre possono dare Informazioni aggiuntive sulla condizione del soggetto. Il più vicino al metodo rivendicato è il metodo di registrazione della risposta galvanica della pelle, implementato nel dispositivo. Il metodo prevede il fissaggio di due elettrodi sul corpo umano, fornendo tensione elettrica su di essi, registrando la variazione nel tempo della corrente elettrica che scorre tra gli elettrodi e fissando gli impulsi di corrente nella banda di frequenza della componente fasica dell'attività elettrodermica. Il prototipo del dispositivo per la registrazione delle reazioni cutanee galvaniche è un dispositivo che implementa il metodo di cui sopra. Dispone di elettrodi con mezzi per attaccarli alla pelle, collegati al dispositivo di input, mezzi per isolare segnali nelle bande di frequenza delle componenti fasiche e toniche dell'attività elettrodermica, mezzi per rilevare gli impulsi della componente fasica, mezzi per ridurre l'ampiezza di rumore impulsivo e un'unità di registrazione. Tuttavia, il metodo e l'apparato sopra menzionati non sono esenti da artefatti che si sovrappongono alla sequenza temporale dei segnali GSR e sono simili agli impulsi della componente di fase. Questi artefatti sono, ad esempio, il risultato di movimenti umani incontrollati durante la registrazione (i cosiddetti artefatti di movimento (BP)). Il rumore può anche apparire nel segnale a causa delle variazioni della resistenza di contatto tra gli elettrodi e la pelle umana. Le interferenze sopra menzionate, compreso l'AD, possono avere frequenze caratteristiche paragonabili alla componente di fase, il che rende la loro identificazione e contabilizzazione un problema particolare. In precedenza, questo problema veniva risolto installando sensori speciali, oltre a quelli elettrodermici, sul corpo umano, il che complica l'esperimento (R.NICULA.- "Psychological Correlates of Nonspecific SCR", - Psychophysiology; 1991, vol.28. No l, pp 86-90). Inoltre, la componente tonica ha tempi caratteristici minimi dell'ordine di alcuni minuti. Questi cambiamenti devono essere presi in considerazione, specialmente nei casi in cui l'ampiezza e la frequenza della componente fasica sono ridotte e le variazioni toniche sono massime. Tale processo è anche caratteristico della deriva hardware del percorso di misura e può essere interpretato erroneamente come segnale di informazione. Scopo della presente invenzione è creare un metodo per la registrazione del GSR e un dispositivo per la sua attuazione, esente da interferenze causate da artefatti del movimento umano, nonché da interferenze causate da cause non biologiche (scariche elettriche tecnologiche e atmosferiche e rumore strumentale ). Questo problema viene risolto senza l'utilizzo di dispositivi aggiuntivi simili a quelli descritti nel suddetto lavoro di R.NICULA. Le informazioni sull'interferenza vengono estratte direttamente dal segnale GSR stesso e la tecnica si basa su un'analisi dettagliata della forma di ciascun impulso elettrico nella sequenza degli impulsi provenienti dagli elettrodi. È noto che l'impulso della componente fasica è un aumento spontaneo a breve termine della conduttività della pelle, seguito da un ritorno al livello iniziale. Tale impulso ha una specifica asimmetria nella forma: ha un bordo d'attacco ripido e un bordo d'uscita più dolce (vedi "Principi di psicofisiologia. Elementi fisici, sociali e inferenziali". Ed. John T. Cacioppo e Louis G. Tassinary. Cambridge University Press, 1990, p.305). Per determinare i parametri desiderati di questo impulso GSR, viene differenziato il logaritmo del segnale di ingresso (ad esempio, utilizzando un differenziatore analogico). Il metodo brevettato prevede il fissaggio di due elettrodi sul corpo umano, l'applicazione di una tensione elettrica ad essi, la registrazione della variazione nel tempo della corrente elettrica che scorre tra gli elettrodi e il fissaggio degli impulsi di corrente nella banda di frequenza della componente fasica dell'attività elettrodermica. Il metodo è caratterizzato dall'analisi della forma di ciascun impulso nella sequenza di impulsi nella banda di frequenza della componente di fase. Per fare ciò, viene registrato un segnale come derivata temporale del logaritmo del valore numerico della corrente elettrica, viene determinata l'entità della tendenza a causa delle variazioni del segnale nella banda di frequenza della componente tonica dell'attività elettrodermica, e la grandezza della derivata prima viene corretta sottraendo da essa la grandezza della tendenza. Successivamente si registra la seconda derivata temporale del logaritmo del valore numerico della corrente elettrica, l'inizio dell'impulso di detto segnale è determinato dal momento in cui viene superata la seconda derivata del valore di soglia, e quindi la corrispondenza della viene determinata la forma dell'impulso secondo i criteri stabiliti. Se esiste una tale corrispondenza, l'impulso analizzato viene riferito agli impulsi della componente di fase e, in assenza di tale corrispondenza, viene indicato come artefatti. L'entità del trend può essere determinata come valore medio della derivata prima su un intervallo di tempo caratteristico della componente tonica, principalmente da 30 a 120 s. Inoltre, l'entità del trend può essere determinata come valore medio della prima derivata in un intervallo di tempo di 1-2 s, a condizione che i valori della prima e della seconda derivata siano inferiori ai valori di soglia specificati durante questo intervallo di tempo. Il tempo di arrivo dell'impulso della derivata prima può essere considerato il momento in cui la derivata seconda supera il valore di soglia di almeno lo 0,2%. Quando si determina la forma dell'impulso, i valori dei valori massimo (f MAX) e minimo (f min) della derivata prima meno il valore di tendenza, il loro rapporto r, l'intervallo di tempo (t x) tra il minimo e il massimo della derivata prima sono registrati. In questo caso, i momenti di raggiungimento dei valori massimo e minimo della derivata prima sono determinati dal momento del cambio di segno della derivata seconda. I criteri di appartenenza dell'impulso analizzato al segnale della componente fasica dell'attività elettrodermica possono essere le seguenti disuguaglianze (per il segnale filtrato): 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, risultato tecnico- l'aumento dell'affidabilità nella selezione degli impulsi della componente di fase non deriva ovviamente dalle informazioni contenute nella tecnica nota. Gli inventori non sono a conoscenza di una fonte di informazioni che sveli la tecnica di analisi della forma del segnale applicata, che rende possibile separare segnali utili di impulso componente di fase e artefatti, compresi quelli causati dai movimenti del soggetto. Quanto sopra consente di ritenere l'invenzione soddisfatta della condizione di brevettabilità "fase inventiva". Nel seguito, l'invenzione è spiegata dalla descrizione di forme di realizzazione specifiche, ma non limitative, dell'invenzione. Nella FIG. 1 è uno schema funzionale di un dispositivo per la registrazione di reazioni cutanee galvaniche secondo la presente invenzione; in fig. 2- vero esempio la forma del segnale originale (a) ei risultati della sua elaborazione da parte del dispositivo secondo l'invenzione (b, c, d); in fig. 3 - implementazione hardware dell'unità di analisi della forma dell'impulso; in fig. 4 sono diagrammi temporali che spiegano il funzionamento dell'unità di analisi della forma; in fig. 5 - un esempio dell'implementazione del blocco di sincronizzazione; in fig. 6 - un esempio di implementazione informatica del dispositivo che utilizza l'elaborazione di segnali digitali; È conveniente spiegare il metodo brevettato per registrare una risposta galvanica della pelle utilizzando esempi del funzionamento dei dispositivi per la sua implementazione. Il dispositivo per la registrazione della risposta galvanica cutanea (figura 1) comprende un dispositivo di input 1 collegato agli elettrodi 2, 3 per l'attacco alla pelle umana 4. Gli elettrodi possono essere realizzati in varie versioni, ad esempio a forma di due anelli, un braccialetto al polso e un anello, un braccialetto con due contatti elettrici. L'unico requisito per loro: gli elettrodi devono fornire una stalla contatto elettrico con la pelle del soggetto. Gli elettrodi 2, 3 sono collegati a una sorgente di tensione stabilizzata 5 attraverso un resistore R 6, e il resistore stesso è collegato all'ingresso di un amplificatore logaritmico differenziale 7, la cui uscita è l'uscita del dispositivo di ingresso 1 ed è collegata all'ingresso del filtro passa basso 8. L'uscita del filtro 8 è collegata all'ingresso del primo differenziatore 9. L'uscita di quest'ultimo è collegata all'ingresso del secondo differenziatore 10, la cui uscita è collegata all'ingresso 11 del blocco 12 dell'impulso analisi della forma. Inoltre, l'uscita del primo differenziatore 9 è collegata direttamente al blocco 12 tramite l'ingresso 13, ed anche tramite il filtro passa basso 14 ad un altro ingresso 15 del blocco di analisi della forma 12. Il segnale proveniente dall'uscita di detto filtro passa basso 14 viene utilizzato nel blocco 12 per compensare la componente tonica del GSR. La frequenza di taglio del filtro passa basso 8 è di circa 1 Hz, e la frequenza di taglio del filtro passa basso 14 è di circa 0,03 Hz, che corrisponde ai limiti superiori delle bande di frequenza delle componenti fasica e tonica dell'EDA. L'uscita dell'unità di analisi della forma dell'impulso 12 è collegata all'unità di registrazione 16. L'invenzione può essere implementata sia in hardware che in software. In entrambi i casi l'analisi della forma degli impulsi della componente di fase EDA, che permette di separarli dagli artefatti da movimento e dal rumore, viene effettuata utilizzando i parametri caratteristici del segnale, che vengono poi confrontati con limiti accettabili. Questi parametri caratteristici includono: la pendenza massima dei fronti di salita e di discesa dell'impulso: espressa come i valori massimo (f MAX) e minimo (f min) della derivata prima del logaritmo del segnale di ingresso (meno l'andamento ); larghezza t x impulso, definito come l'intervallo di tempo tra i momenti di raggiungimento dei valori massimo e minimo della derivata prima; il rapporto tra i valori assoluti della derivata prima (meno il trend) al massimo e al minimo: r = |(f MAX)|/|(f min)|. Questo valore di r è una misura dell'asimmetria dell'impulso analizzato. Pertanto, le condizioni per riferire l'impulso analizzato all'impulso della componente di fase EDA, e non agli artefatti da movimento e al rumore, sono le seguenti disuguaglianze: m 1< f MAX < m 2 ; m 3 < f min < m 4 ; r 1 < r < r 2 ;
t1< t x < t 2 "
dove
m 1 , m 2 - i valori minimi e massimi consentiti della derivata prima (meno il trend) al massimo, %/s;
m 3 , m 4 - i valori minimi e massimi consentiti della derivata prima (meno la tendenza) al minimo, %/s;
t 1 , t 2 - tempo minimo e massimo tra gli estremi della derivata prima, s;
r 1 , r 2 - minimo e valore massimo relazioni r. È stato stabilito che questi limiti variano molto sia da un soggetto all'altro, sia per la stessa persona con misure diverse. Allo stesso tempo, durante l'elaborazione statistica dei risultati della ricerca, si è riscontrato che dall'80 al 90% dei segnali appartengono ai segnali GSR stessi, se si utilizzano i seguenti valori numerici dei limiti: m 1 \ u003d 0,5, m 2 \u003d 10, m 3 \u003d -2, m 4 \u003d - 0,1, t 1 \u003d 1,8, t 2 \u003d 7, r 1 \u003d 1,5, r 2 \u003d 10. Nella FIG. 2 mostra un esempio di elaborazione di un segnale GSR reale. La curva a mostra la forma del segnale - U = 100ln (I meas) all'uscita dell'amplificatore logaritmico 7; sulla curva b - la prima U", e sulla curva c - la seconda U" derivate del segnale mostrato sulla curva a. Poiché il circuito prevede il logaritmo del segnale, dopo differenziazione negli elementi 9 e 10, i valori numerici delle derivate del segnale U" e U"" hanno dimensioni rispettivamente di %/s e %/s 2 In Fig. 2, la curva d mostra il risultato del riconoscimento del segnale GSR sullo sfondo dell'andamento e dell'interferenza secondo l'invenzione brevettata.I segni S 1 e S 2 mostrano i segnali corrispondenti al tempo di comparsa degli impulsi di la componente di fase. Il fatto sperimentale è degno di nota che esternamente simile ai segni contrassegnati S 1 e S 2 impulso nell'intervallo di tempo 20 - 26 s (area ombreggiata) - è un disturbo Verificare se l'impulso soddisfa i quattro criteri (*) è eseguita dall'unità di analisi della forma 12. L'entità dell'andamento può essere determinata come valore medio della derivata prima su un intervallo di tempo caratteristico della componente tonica, preferibilmente da 30 a 120 s. Inoltre, l'entità dell'andamento può essere determinato come valore medio della derivata prima in un intervallo di tempo di 1-2 s pr e a condizione che i valori della prima e della seconda derivata siano inferiori ai valori di soglia specificati durante questo intervallo di tempo. Nella seconda variante, invece, l'andamento è determinato con maggiore precisione quando in gran numero interferenza, le condizioni di cui sopra potrebbero non essere soddisfatte a lungo. In questo caso, è necessario determinare l'andamento nel primo modo. Nella FIG. 3 mostra a titolo esemplificativo l'implementazione hardware del blocco 12. In questa variante, l'andamento è determinato dal valore medio della derivata prima su un periodo di 30 s. Nella FIG. 4 mostra diagrammi di temporizzazione che spiegano il funzionamento dei singoli elementi di questo blocco. Il blocco 12 ha tre ingressi 11, 13 e 15. L'ingresso 11, a cui è applicato il segnale della derivata seconda U"", è l'ingresso del segnale di due comparatori 17 e 18, e all'ingresso di riferimento del più recente. Gli ingressi 13 e 15 sono gli ingressi di un amplificatore differenziale 19, la cui uscita è collegata agli ingressi di segnale dei circuiti di campionamento e mantenimento 20 e 21. Le uscite dei comparatori 17, 18 sono collegate agli ingressi del blocco di sincronizzazione 22, rispettivamente, agli ingressi 23 e 24. L'uscita 25 del blocco 22 è collegata all'ingresso di clock del circuito di campionamento e memorizzazione 20, in quanto nonché all'ingresso di avvio del generatore a dente di sega 26. L'uscita 27 è collegata all'ingresso di orologio del circuito 21 di campionamento e mantenimento. Le uscite dei circuiti 20, 21 di campionamento e mantenimento, nonché il generatore di tensione a dente di sega 26 sono collegate agli ingressi dei circuiti di confronto 29, 30 e 31. Inoltre, le uscite dei circuiti 20 e 21 sono collegate al ingressi di un divisore analogico 32, la cui uscita è collegata all'ingresso del circuito di confronto 33. Le uscite dei circuiti 29, 30, 31, 33 sono collegate agli ingressi logici del circuito AND: 34, 35, 36, 37, 38. Inoltre, l'uscita 28 del circuito di sincronizzazione 22 è collegata all'ingresso stroboscopico 39 del circuito AND 34. Il comparatore 17 ha un ingresso per l'alimentazione di una tensione di riferimento V SI, che imposta il valore di soglia della seconda derivata, al di sopra del quale inizia l'analisi della forma dell'impulso. Gli ingressi di riferimento dei circuiti di confronto 29, 30, 31, 33 sono inoltre collegati a sorgenti di tensioni di riferimento (non mostrate in Fig.), che determinano i limiti ammissibili dei parametri selezionati. Gli indici nei nomi di queste tensioni (V T1 , V T2 ; V M1 , V M2 ; V R1 ; V M3 , V M4) corrispondono ai limiti di cui sopra, entro i quali devono rientrare i valori testati (vedi disuguaglianze (* )). In caso di tale corrispondenza, viene generato un breve impulso logico "1" sull'uscita 40 del circuito 34. Il funzionamento dell'unità di analisi della forma dell'impulso 12 mostrata in FIG. 3 è illustrato dai diagrammi di FIG. 4. Il diagramma a mostra un esempio di un singolo impulso all'uscita dell'amplificatore logaritmico 7. Il blocco 12 riceve l'ingresso seguenti segnali : il primo segnale derivato all'ingresso 131 (diagramma b), il primo segnale derivato ha una media di 30 s all'ingresso 15 e il secondo segnale derivato all'ingresso 11 (diagramma c). Il tempo di media viene scelto come il più piccolo, corrispondente alla gamma di frequenza della componente tonica dell'EDA. Di conseguenza, all'uscita dell'amplificatore differenziale 19 è presente una tensione di U", corrispondente alla derivata prima del logaritmo del segnale di ingresso, compensata per il valore di trend. Il valore di U" è numericamente uguale alla tensione incremento in un secondo, espresso in %, rispetto al valore della componente tonica (vedi Fig. 4b). È questo segnale che viene analizzato dal resto del circuito. La temporizzazione degli elementi del blocco 12 viene effettuata dal circuito di sincronizzazione 22 come segue. Il segnale proveniente dall'uscita del comparatore 17 è una caduta di tensione positiva che si verifica quando la tensione proveniente dall'uscita del differenziatore 10 supera il valore di soglia V SI (Fig. 4, c). Il valore numerico della tensione di soglia V S1 in volt è scelto in modo che corrisponda ad una variazione della derivata seconda di almeno 0,2%, che è determinata sperimentalmente. Questo fronte di salita (FIG. 4d) è lo strobo di trigger per il circuito di temporizzazione 22. Il comparatore 18 (vedi Fig. 4, e) genera cadute di tensione positive e negative alla sua uscita quando il segnale di ingresso U"" passa per zero. Dopo aver avviato il circuito di sincronizzazione con un impulso stroboscopico dal comparatore 17, vengono generati brevi impulsi stroboscopici su ciascun fronte del segnale dal comparatore 18. Il primo impulso di strobo viene inviato all'uscita 25 (Fig. 4, f) e quindi alimentato al circuito di campionamento e mantenimento 20, che fissa il valore di U "al momento del raggiungimento del massimo (Fig. 4, g). Il secondo strobo (Fig. 4. h) entra dall'uscita 27 del circuito di sincronizzazione 22 all'ingresso strobo del secondo circuito sample-and-hold 21, che fissa al minimo il valore U" (FIG. 4, i ). Il primo impulso viene alimentato anche all'ingresso del generatore di tensione a dente di sega 26, che genera una tensione linearmente crescente dopo l'arrivo dell'impulso stroboscopico (Fig. 4, j). Il segnale dall'uscita del generatore 26 di tensione a dente di sega viene immesso nel circuito di confronto 29. Il segnale di uscita dal circuito 20 viene inviato all'ingresso del circuito di confronto 30. Il segnale dall'uscita del circuito 21 viene inviato al circuito 31. Inoltre, i segnali dalle uscite dei circuiti 20, 21 vengono inviati agli ingressi A. e B del divisore analogico 32. Il segnale proveniente dall'uscita del divisore analogico 32, proporzionale al rapporto delle tensioni di ingresso U A /U B alimentate al circuito di ingresso 33 di confronto. I segnali dalle uscite di tutti i circuiti di confronto 29, 30, 31 e 33 vengono inviati agli ingressi 35, 36, 37, 38 del circuito AND logico 34, che è sincronizzato da un impulso stroboscopico (vedi Fig. 4, k) fornito all'ingresso dello stroboscopio 39 dall'uscita 28 del circuito 22. Di conseguenza, viene generato un impulso "1" logico all'uscita 40 del circuito 34 se viene applicato un segnale "1" logico a tutti e quattro gli ingressi 35-38 durante l'arrivo di un impulso di stroboscopio all'ingresso 39, il cui fronte positivo corrisponde al fronte negativo all'uscita 28. Gli schemi di confronto (pos. 29-31.33) possono essere implementati in uno qualsiasi dei modi tradizionali. Generano un segnale logico "1" se la tensione di ingresso rientra nell'intervallo specificato dalle due tensioni di riferimento. Tutti i segnali stroboscopici interni sono forniti dal circuito di temporizzazione 22, che può essere implementato, ad esempio, come segue (si veda la FIG. 5). Lo schema 22 ha due ingressi: 23 e 24. L'ingresso 23 è collegato all'ingresso S del flip-flop RS 41, che viene commutato in un unico stato da un fronte positivo dal comparatore 17 (Fig.4, d) , cioè. quando il valore della derivata seconda U"" supera il livello di soglia. L'uscita Q del trigger 41 è collegata agli ingressi dei circuiti logici AND 42 e 43, consentendo così il passaggio dei segnali del trigger 44 e dell'invertitore 45. Il segnale del comparatore 18 (Fig. 4, e) viene inviato all'ingresso 24. Il fronte negativo del segnale proveniente dall'ingresso 24 viene invertito dall'invertitore 45 e attraverso il circuito 42 passa ad un altro one-shot 46, che genera un impulso di gate all'uscita 25 (vedi Fig.4.h). Una caduta positiva dall'ingresso 24 imposta il trigger 44 ad uno stato singolo, che a sua volta attiva uno scatto 47, che genera un breve impulso positivo. Questo impulso di comando viene applicato all'uscita 27 del circuito di temporizzazione (FIGURA 4f). Lo stesso impulso viene applicato all'ingresso dell'invertitore 48, la cui uscita è collegata all'ingresso del one-shot 49. Pertanto, il circuito 49 viene attivato dal fronte di uscita dell'impulso dall'uscita 47 e genera un terzo breve impulso stroboscopico (vedi Fig.4, k). Questo impulso è applicato all'uscita 28, ed è anche usato per resettare i flip-flop RS 41 e 44, per i quali è applicato ai loro ingressi R. Dopo il passaggio di tale impulso, il circuito di sincronizzazione 22 è nuovamente pronto per il funzionamento fino all'arrivo del segnale successivo all'ingresso 23. A seguito del funzionamento del circuito di sincronizzazione 22 sopra descritto, all'uscita 40 del blocco di analisi di forma 12 (vedi Fig. 3), viene generato un breve impulso logico "1" a condizione che i parametri analizzati rientrino nei limiti specificati. Si noti che nella FIG. 2, d etichette S 1 e S 2 sono nominati solo gli impulsi indicati; per chiarezza vengono sovrapposti ai grafici della prima e della seconda derivata del segnale analizzato. L'implementazione hardware dei mezzi per estrarre i segnali della componente tonica e gli impulsi della componente fasica è stata sopra descritta. Allo stesso tempo, l'identificazione di un impulso utile della componente di fase sullo sfondo del rumore e della pressione sanguigna può essere eseguita anche tramite software. Nella FIG. 6 mostra un esempio di un'implementazione informatica del dispositivo che utilizza l'elaborazione di segnali digitali. Il dispositivo include un dispositivo di ingresso 1 collegato agli elettrodi 2, 3 per il collegamento alla pelle umana 4. Gli elettrodi sono collegati tramite un resistore R6 ad una sorgente 5 di una tensione di riferimento costante stabilizzata. Il segnale dal resistore 6 viene inviato al dispositivo di ingresso - amplificatore operazionale 50 con impedenza di ingresso elevata e bassa di uscita, funzionante in modalità lineare. Dall'uscita dell'amplificatore 50, il segnale viene inviato all'ingresso di un convertitore analogico-digitale 51 (ADC) standard a 16 bit installato nello slot di espansione di un computer compatibile con IBM 52. Il logaritmo e tutte le ulteriori analisi di il segnale viene eseguito digitalmente. Utilizzando i valori ADC-convertiti della corrente che scorre tra gli elettrodi (I meas)> si calcolano la prima e la seconda derivata del valore 100ln(I meas) I valori della prima derivata devono essere calcolati con una correzione per la tendenza. Il valore di trend è definito come il valore medio della prima derivata in un periodo compreso tra 30 e 120 s. Successivamente si procede alla determinazione dell'appartenenza dell'impulso analizzato al segnale GSR (verificando il soddisfacimento delle condizioni (*)). Se i parametri di forma soddisfano i criteri stabiliti, detto impulso è indicato come impulsi GSR e, se non è soddisfatto, è indicato come artefatti. Il metodo e il dispositivo descritti possono essere utilizzati in vari studi medici e psicofisiologici, in cui uno dei parametri misurati è la conduttività elettrica della pelle. Questi sono, ad esempio: simulatori con feedback di resistenza cutanea per lo sviluppo di capacità di rilassamento e concentrazione, sistemi di selezione professionale, ecc. Inoltre, l'invenzione brevettata può essere utilizzata, ad esempio, per determinare il livello di veglia di un guidatore veicolo in condizioni reali, caratterizzato dalla presenza di numerose interferenze. L'implementazione dei dispositivi può essere facilmente eseguita su una base di elementi standard. Una variante del dispositivo con elaborazione del segnale digitale può essere implementata in base a qualsiasi personal computer, oltre a utilizzare qualsiasi microcontrollore o microcomputer a chip singolo. Il collegamento della parte di misura e del dispositivo di elaborazione del segnale (sia analogico che digitale) può essere effettuato da uno qualsiasi dei modi conosciuti, sia su un canale cablato che wireless, ad esempio, su un canale radio o un canale IR. Esistono molte versioni diverse del dispositivo, a seconda dell'abilità e delle conoscenze professionali, nonché della base di elementi utilizzata, quindi i diagrammi forniti non devono fungere da restrizioni all'attuazione dell'invenzione.

Reclamo

1. Un metodo per registrare le reazioni galvaniche della pelle, compreso il fissaggio di due elettrodi sul corpo umano, l'applicazione di una tensione elettrica ad essi, la registrazione della variazione nel tempo della corrente elettrica che scorre tra gli elettrodi e la fissazione degli impulsi di corrente nella banda di frequenza del fisico componente dell'attività elettrodermica, caratterizzata dal fatto che analizzano la forma di ciascun impulso nella sequenza di impulsi nella banda di frequenza della componente fisica, per la quale il segnale è registrato sotto forma di una derivata temporale del logaritmo del valore numerico della corrente elettrica, si determina l'entità dell'andamento a causa delle variazioni del segnale nella banda di frequenza della componente tonica dell'attività elettrodermica e si corregge il valore della derivata prima sottraendo ad essa il valore dell'andamento, si registra il seconda derivata temporale del logaritmo del valore numerico della corrente elettrica, determinare l'inizio dell'impulso del segnale menzionato nel momento in cui viene superata la seconda derivata del valore di soglia, quindi determinare Determinano la corrispondenza della forma dell'impulso ai criteri stabiliti e, se esiste una tale corrispondenza, l'impulso analizzato viene attribuito agli impulsi della componente fisica e, in assenza di tale corrispondenza, vengono indicati come artefatti. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il valore dell'andamento è determinato come valore medio della derivata prima in un intervallo di tempo, preferibilmente da 30 a 120 s. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il valore di trend è determinato come valore medio della prima derivata in un intervallo di tempo di 1 - 2 s, purché i valori della prima e della seconda derivata siano inferiori a i valori di soglia specificati durante questo intervallo di tempo. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il tempo di arrivo dell'impulso della prima derivata è considerato il momento in cui la seconda derivata supera il valore di soglia di almeno lo 0,2%. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che nel determinare la forma dell'impulso, i valori ​​del massimo f m a x e minimo f m i n dei valori ​​della derivata prima meno si registra il valore di trend, il loro rapporto r, l'intervallo di tempo t x tra il minimo e il massimo della derivata prima, con In questo caso i momenti di raggiungimento dei valori massimo e minimo della derivata prima sono determinati dal momento di cambio di segno della derivata seconda. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i criteri di appartenenza dell'impulso analizzato al segnale della componente fisica dell'attività elettrodermica sono disuguaglianze
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.

Studi fisiologici alla fine del XIX secolo hanno rilevato che tra due elettrodi applicati direttamente sulla pelle esiste una differenza di potenziale dovuta al metabolismo locale, allo stato dei vasi e all'idrofilia della pelle. Le aree della pelle ricche di ghiandole sudoripare sono elettronegative, mentre le aree povere di esse sono elettropositive. Sotto l'influenza del dolore, dello stress mentale, dell'eccitazione degli analizzatori, la differenza potenziale cambierà. Questo effetto è stato scoperto dal fisiologo russo I.R. Tarkhanov nel 1889. Di solito, tra gli elettrodi situati a una distanza di 1 cm l'uno dall'altro, la differenza di potenziale Δφ è di 10 - 20 mV. Sotto l'influenza degli stimoli, Δφ cresce fino a decine e centinaia di millivolt. Per rimuovere i potenziali vengono utilizzati elettrodi di zinco o argento e hanno la forma di dischi con un diametro di ~ 10 mm. La pasta conduttiva viene utilizzata per un migliore contatto. In precedenza, la pasta era composta da caolino e una soluzione satura di ZnS in acqua. Attualmente viene utilizzata una pasta industriale. Lo schema di misura è mostrato in figura. Si può notare che viene utilizzato il metodo di compensazione. Per la misura viene chiuso il tasto 1. Il tasto 2 viene attivato arbitrariamente. Quindi il reostato riduce a zero la corrente indicata dall'amperometro nel circuito di misura. Se non funziona, cambiare il tasto 2. Quindi viene applicato lo stimolo dell'oggetto e dopo un periodo di latenza (che è di 1–3 s) viene registrata la risposta galvanica della pelle allo stimolo. Questa procedura è chiamata reazione cutanea galvanica secondo Tarkhanov.

La reazione galvanica cutanea può essere registrata secondo il metodo del medico francese K. Feret. Questa tecnica misura la resistenza elettrica tra due punti sulla pelle. Sotto l'azione di un irritante, la resistenza elettrica della pelle cambia dopo che è trascorso il tempo di latenza. Entrambi i metodi danno risultati identici quando si registra la risposta galvanica cutanea (GSR).

Possibilità informative del KGR.

La conduttività elettrica della pelle dipende dallo stato del sistema nervoso autonomo. I fattori che determinano la conducibilità elettrica sono l'attività delle ghiandole sudoripare, la permeabilità delle membrane biologiche, l'idrofilia della pelle e l'afflusso di sangue. Influenze sotto l'influenza delle quali cambia la conducibilità elettrica: dolore, tensione neuropsichica, stimoli afferenti (luce, suono). Il cambiamento nella resistenza elettrica della pelle è indicato come GSR, poiché è accompagnato da un cambiamento nel potenziale galvanico della pelle. Viene eseguito a tensione costante.

Le reazioni cutanee galvaniche sono altamente aspecifiche, poiché possono essere associate sia a complessi cambiamenti neuroendocrini che a cambiamenti nei flussi di informazioni nel sistema nervoso centrale. Quando il sistema simpatico è eccitato, la resistenza cutanea diminuisce (o aumenta il potenziale negativo dell'elettrodo). Con le reazioni parasimpatiche accade il contrario.

Quando i piloti volavano lungo la parabola Kepler, si osservavano fluttuazioni della resistenza elettrica, causate dall'azione dei sovraccarichi, intervallate da stati di assenza di gravità. Gli schizofrenici mostrano reazioni cutanee galvaniche spontanee. Insieme a queste reazioni relativamente rapide, ci sono anche lenti cambiamenti nei potenziali (orari, giornalieri). Nel sonno, la resistenza cresce. Quando l'apparato vestibolare è eccitato, la resistenza diminuisce. GSR è considerato una misura della vigilanza e della consapevolezza del pilota. Questo metodo registra le emozioni: eccitazione, paura, paura, ecc.

Il metodo RGR è stato utilizzato su veicoli spaziali nel corso della ricerca medica e del monitoraggio delle condizioni degli astronauti. Durante il volo su Vostok 3 e Vostok 4, questo metodo ha registrato fluttuazioni lente nel potenziale galvanico della pelle e su Vostok 5 e Vostok 6 fluttuazioni rapide. Questo metodo presenta anche alcune difficoltà di implementazione. Sono associati alla crescita. resistenza elettrica per violazione del contatto con la pelle e per fenomeni di polarizzazione. Per piloti e cosmonauti, gli elettrodi per la registrazione del GSR vengono applicati al piede: la parte posteriore e quella plantare. Fissare gli elettrodi della benda elastica. La non specificità delle reazioni galvaniche cutanee impone la necessità del loro costante confronto con altri indicatori fisiologici, con la registrazione di comunicazioni radio e con un'immagine televisiva. Ad esempio, sulla registrazione della risposta galvanica cutanea di V.V. Il segnale di Tereshkova ha coinciso con il suo risveglio dal sonno, controllato dall'apertura dei suoi occhi. Quest'ultimo è stato registrato mediante elettrooculografia (EOG).

I fenomeni galvanici pelle sono stati studiati nel nostro paese e all'estero da vari autori e in varie direzioni. Sono stati studiati i meccanismi fisiologici, riflessi, fisico-chimici delle reazioni elettriche cutanee, la natura fisico-chimica dei potenziali elettrici della pelle e l'influenza del sistema nervoso su di essi, le reazioni galvaniche cutanee in persone sane e malate nella clinica.
La registrazione e la fissazione della risposta galvanica della pelle (o potenziale galvanico della pelle) per il rilevamento strumentale della bugia viene eseguita utilizzando un poligrafo e un software speciale. La risposta galvanica cutanea (di seguito denominata GSR) viene rilevata per mezzo di un semplice sensore costituito da due elettrodi, che vengono fissati alla superficie cutanea umana, in particolare ai “tamponi” delle falangi ungueali (superiori) delle dita.
Nonostante gli studi disponibili (Vasilyeva V.K. - 1964; Raevskaya OS -1985), confermando la presenza di alcune differenze nei potenziali cutanei, a seconda del luogo di rimozione del GSR (lato sinistro o destro del corpo), a mio avviso, questo non ha un'influenza fondamentale sui risultati dell'interpretazione dei poligrammi durante lo svolgimento di indagini utilizzando un poligrafo. Tuttavia, se hai una scelta, ti consiglio di sparare GSR dalle dita della mano sinistra, poiché tradizionalmente si ritiene che una reazione più pronunciata sia presa dalla mano sinistra, che è sotto il controllo dell'emisfero destro "più emotivo" del cervello.
In questo articolo, utilizziamo materiali di ricerca ottenuti utilizzando il poligrafo "KRIS" prodotto da Varlamov e il relativo software "Sheriff".
È stato stabilito che i fenomeni elettrici nei tessuti viventi, compresa la pelle umana, sono dovuti a cambiamenti ionici.
Lo studio della GSR iniziò nel 19° secolo. Secondo i dati disponibili, nel 1888 Feret e nel 1889 Tarkhanov scoprirono due fenomeni di attività elettrica della pelle. Feret ha scoperto che la resistenza (conduttività elettrica) della pelle cambia quando viene attraversata da una corrente di 1-3 volt nella dinamica dell'impatto degli stimoli emotivi e sensoriali. Il fenomeno della GSR, scoperto poco dopo da Tarkhanov, consiste nel fatto che quando si misura il potenziale della pelle con un galvanometro, viene rilevato un cambiamento in questo potenziale a seconda delle esperienze emotive di una persona e degli stimoli sensoriali forniti. Ovviamente, in tali circostanze, il metodo Feret misura il GSR misurando la resistenza cutanea e il metodo Tarkhanov misura il GSR misurando il potenziale cutaneo. Entrambi i metodi misurano il GSR nella dinamica dell'offerta (presentazione) degli stimoli. In connessione con l'ovvia dipendenza della GSR dai fenomeni mentali, per qualche tempo la GSR è stata chiamata reazione psicogalvanica o effetto Feret. Il cambiamento nel potenziale della pelle è stato per qualche tempo chiamato effetto Tarkhanov.
Scienziati successivi (Tarkhanov I.R. - 1889; Butorin V.I., Luria AR -1923; Myasishchev V.N. -1929; Kravchenko E.A. - 1936; Poznanskaya N.B. - 1940; Gorev V.P. -1943; Kraeva N.P. - 1951; Vasilyeva V.K. -1960. -1974 V.A. ; Kondor I.S., Leonov N.A. -1980; Krauklis A.A. -1982; Arakelov GG -1998 e molti altri) hanno sviluppato e confermato la teoria ionica indicata dei potenziali bioelettrici. Secondo d.b.s. Vasil'eva V.K. (1964), uno dei primi nel nostro paese la teoria ionica dei potenziali e delle correnti bioelettriche è stato motivato da V.Yu. Chagovets (1903).
Il concetto più semplice e chiaro di GSR, da un punto di vista psicologico, secondo me, è stato proposto nel 1985 da L.A. Karpenko: “La risposta galvanica della pelle (GSR) è un indicatore della conduttività elettrica della pelle. Ha forme fasiche e toniche. Nel primo caso, il GSR è una delle componenti del riflesso di orientamento che nasce in risposta a un nuovo stimolo e si estingue con la sua ripetizione. La forma tonica di GSR caratterizza i lenti cambiamenti nella conduttanza cutanea che si sviluppano, ad esempio, con la fatica "(Un breve dizionario psicologico / Compilato da L.A. Karpenko; Sotto la direzione generale di A.V. Petrovsky, M.G. Yaroshevsky. - M.Zh Politizdat, 1985, pag. 144).
Nel 2003 Nemov R.S. ha dato la seguente definizione: “La risposta cutanea galvanica (GSR) è involontaria reazione organica registrati con strumenti adeguati sulla superficie della pelle umana. Il GSR si esprime in una diminuzione della resistenza elettrica della superficie cutanea alla conduzione di una corrente elettrica di bassa intensità dovuta all'attivazione delle ghiandole sudoripare e alla successiva idratazione della pelle. In psicologia, GSR viene utilizzato per studiare e valutare gli stati emotivi e altri stati psicologici di una persona in un dato momento. Per la natura del GSR, giudicano anche le prestazioni di una persona vari tipi attività "(Psicologia: dizionario-libro di riferimento: in 2 ore - M .: Casa editrice VLADOS-PRESS, 2003, parte 1 p. 220).
La definizione più concisa di GSR può essere trovata in N.A. Larchenko: "La risposta galvanica della pelle è un indicatore della conduttività elettrica della pelle che cambia con varie malattie mentali" (Dizionario-libro di consultazione di termini medici e concetti medici di base / N.A. Larchenko. - Rostov- nd - Don: Phoenix, 2013, p. 228).
Esistono molte definizioni moderne di GSR, mentre non esiste una teoria generalizzante rigorosa e precisa della risposta galvanica della pelle. Visti i numerosi studi scientifici svolti nel nostro Paese e all'estero, dobbiamo ammettere che nello studio del GSR restano molte questioni. "L'attività elettrica della pelle (EC) è associata all'attività della sudorazione, ma la sua base fisiologica non è stata completamente studiata" (Psicofisiologia: un libro di testo per le università / A cura di Yu.I. Aleksandrov, San Pietroburgo: Peter, 2012, pag. 40). Senza entrare in un elenco di teorie, va notato che ai fini della rilevazione strumentale della menzogna, il GSR è forse l'indicatore più efficace dell'attività psicofisiologica di una persona. Il più importante per il rilevamento strumentale delle bugie è la connessione della reazione galvanica cutanea con i processi fisiologici e mentali di una persona, la connessione stabile dell'ampiezza, della lunghezza e della dinamica del GSR con gli stimoli verbali e non verbali che lo causano , così come il fatto che queste connessioni si riflettono in varia misura. “Numerosi studi condotti da vari autori hanno dimostrato che il GSR riflette l'attivazione generale di una persona, così come la sua tensione. Con un aumento del livello di attivazione o un aumento della tensione, la resistenza cutanea diminuisce, mentre con il rilassamento e il rilassamento aumenta il livello di resistenza cutanea (pag. 17).
Secondo Varlamov V.A. "L'analisi dei dati sul meccanismo di insorgenza e regolazione di una reazione cutanea, i suoi segni informativi hanno mostrato che:
- la reazione cutanea tonica è il riflesso di profondi processi di ristrutturazione funzionale del sistema nervoso centrale;
- l'entità della risposta del riflesso galvanico cutaneo è direttamente dipendente dalla novità dello stimolo, dalle caratteristiche tipologiche dell'attività nervosa superiore, dal livello di motivazione del soggetto e dal suo stato funzionale;
- la dinamica degli indicatori di CR fasico può essere un criterio per il grado di sovraccarico emotivo del sistema funzionale umano. Se ulteriore crescita stress emotivo porta ad una diminuzione della CR fasica, questo indica il limite delle capacità funzionali del soggetto;
- le modalità di registrazione, di misurazione della dinamica della resistenza cutanea, o il potenziale della pelle, in termini di contenuto informativo, non differiscono;
— le caratteristiche informative della curva RC sono comuni a tutte le curve periodiche.
Quando si analizza la CR, è necessario tenere conto delle caratteristiche della mobilità del sistema nervoso delle persone, tenendo conto delle caratteristiche regionali e nazionali. È impossibile determinare dalla curva CR quale rappresentante di nazionalità viene testato, ma il fatto che, ad esempio, sia un rappresentante di popoli del sud, capriccioso, con un sistema nervoso mobile - puoi determinare. (Varlamov V.A., Varlamov G.V., Computer lie detection, Moscow-2010, p.63).
Alla luce di quanto sopra, ritengo opportuno determinare le principali caratteristiche del GSR necessarie per la contabilizzazione e la comprensione ai fini della ricerca psicofisiologica (rilevamenti) utilizzando un poligrafo e la cosiddetta menzogna strumentale.
La risposta cutanea galvanica (GSR) è un indicatore della conduttività elettrica e della resistenza della pelle, proprio Potenziale elettrico pelle. È stato stabilito che questi indicatori cambiano in una persona a seconda delle condizioni esterne e interne. Le condizioni più importanti, a mio avviso, includono: lo stato psicologico di una persona, lo stato fisiologico di una persona, le capacità adattive di una persona, le condizioni ambientali, la forza, la frequenza e l'intensità dello stimolo presentato, ecc.
La risposta cutanea galvanica (GSR) ha componenti fasiche e toniche. La componente fasica caratterizza la reazione psicofisiologica associata al riconoscimento dello stimolo presentato. Queste caratteristiche sono associate al riconoscimento di tali componenti dello stimolo presentato come novità, intensità, aspettativa-improvvisa, forza, contenuto semantico e significato emotivo. La componente tonica caratterizza lo stato psicofisiologico dell'organismo in studio, il grado di adattamento allo stimolo presentato.
La risposta galvanica cutanea (GSR) in condizioni controllate non è praticamente suscettibile di correggere il controllo cosciente. In presenza di condizioni esterne o interne che influenzano lo stato del GSR, per la natura del cambiamento nelle componenti fasiche e toniche del GSR, si possono determinare in modo abbastanza oggettivo le caratteristiche qualitative dei fattori di influenza. Questa circostanza consente di distinguere in modo abbastanza oggettivo GSR spontaneo da GSR arbitrario.
La risposta galvanica della pelle (GSR) al momento di uno studio psicofisiologico utilizzando un poligrafo può essere considerata un indicatore del grado di riconoscimento dello stimolo presentato, un indicatore di emozione, un indicatore di una reazione allo stress, un indicatore del funzionale stato del corpo e tutto quanto sopra allo stesso tempo.
È noto dalla psicofisiologia classica che la GSR è associata alle regioni talamiche e corticali del cervello. Si ritiene che l'attività della neocorteccia sia regolata dalla formazione reticolare, mentre l'ipotalamo mantenga il tono autonomico, l'attività del sistema limbico e livello generale veglia di una persona. È stato anche dimostrato che il GSR è parzialmente influenzato dal sistema parasimpatico umano.
Frammento dal libro "Enciclopedia del poligrafo"

Ambiti di applicazione pratica del metodo GSR Negli studi psicologici e psicofisiologici che richiedono una valutazione integrativa dello stato funzionale; Per risolvere vari problemi applicati in psicologia del lavoro, psicofisiologia, psicologia ingegneristica, ecc., relativi alla valutazione quantitativa dell'impatto di vari fattori su una persona;

Ambiti di applicazione pratica del metodo GSR Per accelerare il processo di apprendimento vari metodi di autoregolazione dello stato psicofunzionale; metodi di autoregolazione dello stato psicofunzionale Per la ricerca relativa all'ottimizzazione dei modi in cui una persona può risolvere i momenti problematici e situazioni problematiche durante lo svolgimento delle attività professionali.

Applicazione dei parametri GSR Per quantificare tutti i tipi di manifestazioni emotive osservate sia come risultato di effetti speciali negli esperimenti, sia come indicatore di esperienze soggettive; Come parametro di sicurezza energetica sia dell'intero organismo nel suo insieme che dei singoli sistemi.

Modello GSR di sudorazione Il processo di conduzione della corrente elettrica attraverso la pelle è determinato dalla conduttività elettrica dei fluidi (secrezioni di sudore e idratazione dello strato superiore) e quantitativamente i parametri elettrici della pelle sono determinati dai parametri quantitativi di escrezione dei fluidi .

Modello di sudorazione del GSR I cambiamenti qualitativi nella composizione del fluido nella pelle non sono presi in considerazione. Quando una persona viene attivata sotto l'influenza degli impulsi nelle terminazioni nervose degli strati superiori della pelle, aumenta l'intensità del sudore nelle ghiandole sudoripare.

Modello di sudorazione di GSR I cambiamenti rapidi (fasici) nel segnale GSR riflettono un aumento della conduttanza elettrocutanea e una diminuzione della resistenza elettrica della pelle. I cambiamenti tonici più lenti nel livello del segnale GSR sono determinati dall'intensità della sudorazione e dal grado di idratazione (saturazione degli strati superiori della pelle con elettroliti liquidi).

Modello ionico GSR (VV Sukhodoev) Nel normale stato funzionale, una parte significativa degli ioni dei tessuti si trova nello stato attivo (libero), il che consente alla pelle di svolgere la sua funzione di scambio energetico del corpo umano con l'ambiente.

Modello ionico GSR (VV Sukhodoev) Con un aumento dell'attivazione (dovuto agli impulsi nervosi), l'attività degli ioni elettroliti aumenta e il potenziale energetico delle membrane cellulari diminuisce. Gli ioni sulle membrane cellulari si spostano da liberi a stato vincolato e aumentare la conduttività della pelle, ad es. si osserva una reazione di attivazione sotto forma di GSR fasico.

Modello ionico GSR Con una diminuzione dell'impatto energetico del sistema nervoso centrale, i processi di transizione degli ioni a uno stato legato più stabile si attivano automaticamente a causa del loro raggruppamento sulle membrane cellulari (parte dell'energia ionica viene trasferita alle cellule per i processi intracellulari associati all'accumulo di energia a livello cellulare).

Tre tipi principali di GSR di fondo (LB Ermolaeva-Tomina, 1965) Stabile (in background GSR, le fluttuazioni spontanee sono completamente assenti); Stabile-labile (le fluttuazioni spontanee separate sono registrate nel GSR di fondo); Labile (anche in assenza di stimoli esterni si registrano continuamente fluttuazioni spontanee).

Reattività galvanica cutanea La reattività galvanica cutanea è la facilità con cui si sviluppano le risposte all'esposizione. In base al grado di reattività, tutte le persone si dividono in basse reattive (le reazioni non si verificano nemmeno a stimoli di notevole intensità) e altamente reattive (qualsiasi influenza esterna, anche la più insignificante, provoca un GSR intenso). Ci sono tipi intermedi. Le persone altamente reattive sono attive, eccitabili, ansiose, egocentriche, altamente fantasiose, le persone poco reattive sono letargiche, calme e inclini alla depressione.

Tasso di estinzione del GSR e proprietà tipologiche del sistema nervoso Il tasso di estinzione del GSR alla ripetizione di uno stimolo è più lento nelle persone con elevato dinamismo di eccitazione; negli individui con un'elevata dinamica di inibizione, si osserva un rapido sbiadimento del GSR quando lo stimolo viene ripetuto.

Metodo per determinare la forza del sistema nervoso (secondo V.I. Rozhdestvenskaya, 1969; V.S. Merlin, E.I. Mastvilisker, 1971) Registrazione del GSR evocato in risposta alla presentazione ripetuta (30) di uno stimolo. La reazione alle prime cinque presentazioni non viene presa in considerazione, perché. considerato indicativo. Le ampiezze GSR medie vengono confrontate per i 3 secondi (da 6 a 8) e le 3 ultime presentazioni dello stimolo. Un indicatore della forza-debolezza del sistema nervoso è la percentuale di logaritmi dell'ampiezza media. Maggiore è il valore del coefficiente, maggiore è la forza del sistema nervoso.

Valori di ampiezza del GSR Nello stato normale, l'ampiezza del GSR è mV/cm; Con l'aumento dell'eccitazione, l'ampiezza del GSR aumenta a 100 mV/cm.

Formazione GSR-BFB Come correlatore dello stato psico-emotivo, GSR è ampiamente utilizzato nel circuito BFB nel trattamento di malattie del SNC, nevrosi, fobie, condizioni depressive, vari disturbi emotivi e aumento della stabilità mentale in condizioni di stress. Eliminando l'eccessiva attivazione vegetativa in risposta a fattori esterni, la formazione biofeedback - GSR per persone praticamente sane può ridurre il costo psicofisiologico dell'attività e migliorarne la qualità, soprattutto in situazioni di elevata responsabilità, mancanza di tempo, informazioni e fondi, nonché in condizioni di probabile pericolo e interferenza.

Formazione GSR-BOS Scopo della procedura. Formazione nel paziente di uno stereotipo di inibizione della reazione di attivazione autonomica in risposta alla presentazione di stimoli sonori imprevisti. Indicazioni e controindicazioni. È raccomandato per i pazienti con eccessiva attivazione autonomica in risposta alla presentazione di uno stimolo acustico insignificante. Possono essere utilizzati nella fase finale dell'insegnamento delle abilità di rilassamento sotto l'influenza di stimoli interferenti. Inoltre, la normalizzazione del tasso di estinzione della reazione di orientamento è una delle fasi ausiliarie nel corso dell'aumento della resistenza allo stress mentale. Questo tipo di allenamento è controindicato in stati psicotici acuti, conseguenze simili a nevrosi di un trauma cranico, neuroinfezioni e altre lesioni cerebrali organiche.

Specifiche di applicazione Durante la procedura, la stanza deve essere mantenuta a una temperatura costante di 20 ... 24 ° C e non dovrebbero esserci suoni estranei. Non è consigliabile iniziare l'allenamento prima di due ore dopo un pasto pesante. La mano con gli elettrodi giace liberamente sul bracciolo della sedia, i movimenti attivi, se possibile, dovrebbero essere esclusi. In alcuni casi, a parità di stimoli, potrebbe esserci una differenza nell'ampiezza delle reazioni della mano destra e della mano sinistra. In questo caso, dovrebbe essere utilizzato il lato con i valori di ampiezza maggiori.

Scenario di formazione sul biofeedback KGR "Familiarizzazione" Idea di scenario. Controllando la dinamica del proprio GSR durante la presentazione episodica di stimoli sonori sgradevoli, il paziente trova e consolida un'abilità di risposta che non è accompagnata da esplosioni di GSR e, di conseguenza, da un'eccessiva attivazione autonomica. Specifiche dello scenario. Come modello di influenze stressanti, vengono utilizzati segnali acustici di volume maggiore e soggettivamente sgradevoli per il paziente. I momenti della loro presentazione sono formati casualmente utilizzando un generatore di segnali.

Scenario di formazione sul biofeedback GGR "Familiarizzazione" Parametri controllati e configurazione della rimozione. Come parametro controllato viene utilizzato il valore assoluto di GSR (M GSR). La registrazione GSR viene eseguita dalla superficie palmare delle falangi distali dell'indice e del medio di una delle mani. Prima di applicare gli elettrodi, la pelle viene trattata con una soluzione alcolica al 70%. Sul dito, nell'area di contatto con la parte di lavoro dell'elettrodo, non dovrebbero esserci abrasioni e altri danni alla pelle. Se disponibile, puoi usare un altro dito o spostare l'elettrodo sulla falange media dello stesso dito. Il fissaggio degli elettrodi non deve essere stretto.

Descrizione della procedura "Miglioramento della resistenza allo stress" Scopo della procedura. Viene utilizzato per padroneggiare e consolidare le abilità per ridurre la gravità delle manifestazioni vegetative e della tensione emotiva quando esposto a fattori di stress. Indicazioni e controindicazioni. Consigliato per la terapia di allenamento funzionale di pazienti con nevrosi con sintomi ansiosi-fobici, migliorando l'adattamento mentale, aumentando la stabilità mentale di una persona a vari fattori di stress. Si raccomanda inoltre di superare la tensione mentale interna, sentimenti di ansia vaga e paura senza causa. La procedura può essere utilizzata da persone praticamente sane le cui attività si svolgono in condizioni di accresciuta responsabilità, mancanza di tempo e possibile pericolo.

Descrizione della procedura "Miglioramento della resistenza allo stress" Le procedure sono controindicate in stati psicotici acuti, conseguenze simili a nevrosi di un trauma cranico, neuroinfezioni e altre lesioni organiche del cervello. Va tenuto presente che, come con l'uso di qualsiasi tipo di biofeedback, l'efficacia del biofeedback secondo GSR è ridotta nei pazienti con disturbi intellettivi-mnestici. Pertanto, in presenza di questa patologia di grado pronunciato, è necessario considerare la questione dell'opportunità di prescrivere il metodo descritto. È raccomandato per i pazienti con eccessiva attivazione autonomica in risposta alla presentazione di uno stimolo acustico insignificante.

Descrizione della procedura "Miglioramento della resistenza allo stress" Specifiche applicative. Per provocare uno stato di attesa ansiosa in un paziente, vengono utilizzati stimoli elettrocutanei (ES), che vengono generati utilizzando uno stimolatore elettrico. Sono richiesti briefing preliminare, consenso del paziente e selezione individuale dell'intensità dello stimolo elettrico. Gli inserti in feltro degli elettrodi dell'elettrostimolatore devono essere ben inumiditi con acqua del rubinetto. Man mano che si asciugano, l'intensità della stimolazione diminuisce, quindi se l'allenamento dura più di 30 minuti, utilizzare il pulsante "Pausa" e inumidirli ulteriormente. In una procedura, l'uso di più di 15 ES non è raccomandato.

Descrizione della procedura "Miglioramento della resistenza allo stress" Possono essere utilizzati nella fase finale dell'insegnamento delle abilità di rilassamento sotto l'influenza di stimoli interferenti. Inoltre, la normalizzazione del tasso di estinzione della reazione di orientamento è una delle fasi ausiliarie nel corso dell'aumento della resistenza allo stress mentale.

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Attività elettrica della pelle - risposta galvanica cutanea(GGR) - è determinato in due modi. La prima, proposta da S. Fere (Fere) nel 1888, è una misura della resistenza cutanea. Il secondo - la misura della differenza di potenziale tra due punti sulla superficie della pelle - è associato al nome di I.R. Tarkhanov (1889).

Il confronto del GSR misurato con il metodo Feret e con il metodo Tarkhanov ha portato alla conclusione che i cambiamenti nella differenza dei potenziali cutanei e della resistenza cutanea riflettono la stessa reazione riflessa registrata in diversi condizioni fisiche(Kozhevnikov, 1955). Le variazioni di resistenza sono sempre rappresentate da un'onda monofase di diminuzione della resistenza cutanea iniziale. I cambiamenti nei potenziali cutanei possono essere espressi come onde di diversa polarità, spesso multifase. Secondo R. Edelberg (Edelberg, 1970), la differenza di potenziale cutaneo include una componente epidermica che non è associata all'attività delle ghiandole sudoripare, mentre la conducibilità cutanea non ce l'ha, cioè riflette lo stato del sudore ghiandole.

Quando si misura la resistenza della pelle con fonte esterna corrente, collegata da un polo negativo al palmo, il periodo di latenza della variazione della resistenza risulta essere 0,4-0,9 secondi in più rispetto al periodo di latenza delle variazioni della differenza di potenziale. Le caratteristiche dinamiche del GSR fasico riflettono in modo affidabile processi veloci nel SNC. La natura e la forma della componente tonica sono indicatori individuali e non mostrano una chiara dipendenza dal tipo di attività (Kuznetsov, 1983).

Due meccanismi principali sono coinvolti nella comparsa del GSR: periferico (le proprietà della pelle stessa, inclusa l'attività delle ghiandole sudoripare) (Biro, 1983) e di trasmissione, associati all'azione attivante e scatenante delle strutture centrali (Lader e Motagu , 1962). Distinguere tra GSR spontaneo, che si sviluppa in assenza di influenza esterna, ed evocato, che riflette la risposta del corpo a uno stimolo esterno.

Per registrare il GSR, utilizzare

ma elettrodi non polarizzati, solitamente applicati sulla superficie palmare e posteriore delle mani, sulla punta delle dita, a volte sulla fronte o sui piedi.

GSR è più efficace in combinazione con

combinazione con altri metodi per valutare lo stato emotivo dei soggetti (Fig. 2.24).

Tutti i metodi descritti per ottenere informazioni psicofisiologiche hanno i loro vantaggi e svantaggi. L'uso simultaneo di più di essi in una situazione sperimentale consente di ottenere risultati più affidabili.

Esperimento di associazione come strumento di analisi

Fenomeni psichici

Per la prima volta esperimento associativo fu proposto nel 1879 da F. Galton, parente di C. Darwin. Ha dimostrato di essere un innovatore in vari campi. conoscenza umana. F. Galton ha introdotto il fingerprinting a Scotland Yard, ha apprezzato l'importanza del metodo gemello nell'analisi genetica, ha proposto nuovi metodi statistici per l'analisi dei dati biologici e ha creato il primo test per la valutazione dell'intelligenza. Come la maggior parte dei ricercatori nel campo della psicologia dell'epoca, condusse molti studi sperimentali su se stesso.

La variante del metodo associativo proposta da F. Galton si presentava come segue. Scelse 75 parole inglesi, le scrisse ciascuna su una scheda separata e la mise da parte per alcuni giorni. Poi prese una carta con una mano, e con l'aiuto di un cronometro annotò l'ora in cui la parola che leggeva evocava in lui due pensieri diversi. F. Galton ha rifiutato di pubblicare i risultati dell'esperimento, riferendosi al fatto che "espongono l'essenza del pensiero umano con una chiarezza così sorprendente e aprono l'anatomia del pensiero con tale vivacità e affidabilità che è improbabile che possano essere preservati se sono pubblicati e resi proprietà del mondo» (Miller, 1951).

Sistematicamente, il metodo delle libere associazioni per valutare lo stato di una persona iniziò ad essere applicato da 3. Freud (1891). Nella sua interpretazione, il metodo sembrava diverso: il paziente, sdraiato sul lettino, ha pronunciato parole, frasi per un'ora, ha espresso pensieri su argomenti che gli venivano in mente.

A volte questo tipo di associazione era associata a sogni che colpivano il paziente durante l'infanzia e spesso si ripresentavano nell'età adulta. 3. Freud ha mostrato che il verificarsi di lunghe pause o difficoltà nel processo di associazione indica, di regola, un approccio all'area del conflitto mentale che è inconscio dal soggetto stesso.

Un ulteriore contributo allo sviluppo del metodo associativo fu dato da K. Jung (1936), che lo modificò significativamente e creò l'esperimento associativo vero e proprio. Allo stesso tempo, uno studio simile è stato condotto da Max Wertheimer (Wertheimer e. a., 1992), il cui lavoro è meno noto e ha avuto una minore influenza su ulteriori sviluppi psicofisiologia.

K. Jung ha usato 400 parole diverse, tra cui 231 nomi, 69 aggettivi, 82 verbi, 18 preposizioni e numeri. Attenzione speciale pagato per garantire che tutte le parole fossero note ai malati

mu, differiva nettamente nel significato e nel suono, non lo limitava nella selezione delle associazioni a nessuna area. Con l'ausilio di un cronometro sono stati valutati il ​​periodo di latenza della risposta verbale e le caratteristiche qualitative dell'associazione. K. Jung riteneva che, nonostante l'apparente arbitrarietà del processo associativo, il soggetto tradisse inconsapevolmente ciò che erroneamente considera il più nascosto.

K. Jung ha sottolineato che nell'analisi dell'associazione vengono studiati diversi processi contemporaneamente: percezione, caratteristiche individuali della sua distorsione, associazioni intrapsichiche, formazione verbale e manifestazione motoria. Ha scoperto criteri oggettivi per la connessione della parola presentata con il complesso rimosso nell'inconscio. Questi criteri sono: l'allungamento del periodo di latenza della risposta verbale, errori, perseverazioni, stereotipi, lapsus, citazioni, ecc. Tuttavia, C. Jung ha interpretato soggettivamente i risultati ottenuti, e la sua classificazione ramificata delle associazioni è una compilazione di più principi di analisi, il passaggio dall'uno all'altro in cui è estremamente soggettivo, ei metodi stessi provengono da premesse diverse (grammaticali, psicologiche, mediche o fisiologiche).

Allo stesso tempo, C. Jung per la prima volta ha oggettivato il più possibile il procedimento di ricerca. Il risultato di questo lavoro, oltre ai criteri per determinare l'area di conflitto inconsciamente esistente, è stata la scoperta del fatto che le associazioni spesso non sono il contenuto più vicino emerso, ma il risultato di una serie di processi associativi. Ha richiamato l'attenzione sulla difficoltà di trovare soggetti sani da esaminare, soprattutto tra le persone istruite.

La questione dell'analisi qualitativa delle associazioni rimane irrisolta fino ad oggi.

J. Dees (Dees, 1965), analizzando i principi delle classificazioni generalmente accettate delle associazioni, ha osservato che sono "in parte psicologiche, in parte logiche, in parte linguistiche e in parte filosofiche (epistemologiche)". Queste classificazioni non hanno nulla a che fare con il processo associativo e vi sono legate in modo piuttosto arbitrario. Allo stesso tempo, si cerca di spremere le associazioni in quegli schemi di relazioni che si trovano nella grammatica, nei vari tipi di dizionari, nelle teorie psicodinamiche e in varie idee sull'organizzazione del mondo fisico.

Una delle prime classificazioni è stata proposta da D. Hume (1965), che ha individuato 3 tipi di associazioni: per somiglianza, per contiguità nel tempo, ed eventi connessi da relazioni causali. La più tipica è la classificazione proposta da J. Miller (Miller, 1951), in cui le associazioni sono raggruppate per contrasto, somiglianza, subordinazione, subordinazione, generalizzazione, assonanza, secondo la connessione “parte - tutto” e la possibilità di considerare esso come un'aggiunta, rispetto all'egocentrismo, alle connessioni fondate su un'unica radice, alla capacità di essere rappresentato come una proiezione. D. Slobin e J. Green (1976) osservano che "queste classificazioni sono molto ingegnose, ma non è del tutto chiaro a quali conclusioni possano portare, come siano determinate le loro basi e quali siano i loro limiti".

L'esperimento di associazione è stato ampiamente utilizzato per analizzare maggiore attività nervosa cervello sano e malato di un adulto e un bambino (Ivanov-Smolensky, 1963). Allo stesso tempo, il periodo di latenza della risposta verbale e la sua variazione media, il tipo e la natura dell'associazione secondo l'una o l'altra classificazione, reazioni complesse, ad es. reazioni ben definite causate da stimoli affettivi.

AR Luria (1928) propone una propria modifica dell'esperimento associativo, che chiama tecnica del motore accoppiato. Testato-

gli viene offerta una parola di stimolo, in risposta alla quale deve pronunciare la prima parola di associazione che gli viene in mente e contemporaneamente premere il bulbo pneumatico. Questa procedura consente, oltre al periodo di latenza della risposta verbale, di misurare il periodo di latenza e di indagare la forma della reazione motoria coniugata registrata dal registratore. Si è scoperto che nel caso in cui al soggetto vengono presentate parole che non hanno alcun significato emotivo per lui, il periodo latente della risposta verbale e la reazione motoria associata coincidono e la reazione motoria stessa ha una forma semplice.

Quando vengono presentate parole affettive, il periodo di latenza dell'associazione cambia in modo significativo, poiché il soggetto cerca di nascondere la prima associazione sorta che, per un motivo o per l'altro, non può comunicare allo sperimentatore. Tuttavia, una leggera pressione sulla pera è associata alla risposta non detta e sul miogramma appare un nodo o un tremore caratteristico. Questa discrepanza tra le componenti verbali e motorie della risposta riflette la peculiare natura tesa del processo associativo.

La conduzione di un esperimento associativo è spesso accompagnata da a

istrazione delle reazioni autonomiche, in particolare GSR (Levinger, Clark, 1961; Leutin, Nikolaeva, 1988; Nikolaeva et al., 1990) ed encefalogrammi (Voronin et al., 1976) (Fig. 2.25).

L'uso di un test associativo per analizzare le reazioni degli atleti alle parole neutre, parole associate al successo/fallimento, ha rivelato quanto segue: in uno stato di riposo mentale, il periodo di latenza delle associazioni alle parole emotive aumenta del 40%, e per i singoli , atleti emotivamente instabili - entro 200 %. Prima dell'inizio, negli atleti psicologicamente stabili, il periodo di latenza cambia poco, superando leggermente i dati iniziali. Tuttavia, gli atleti che sperimentano alto livello stress emotivo, l'aumento del periodo di latenza per le parole associate al successo/fallimento raggiunge il 300% (Dashkevich, 1968).

Pertanto, un esperimento associativo può essere uno strumento efficace sia per analizzare la sfera emotiva individuale di una persona sia per valutare i cambiamenti in questo stato sotto l'influenza di eventuali influenze.

Manufatti -

registrazioni di attività elettrica che al momento non sono necessarie per il ricercatore, che sono interferenze.

potenziale evocato -

registrazione media dell'attività delle onde cerebrali durante presentazioni ripetute dello stesso stimolo.

Risposta galvanica della pelle -

registrazione dell'attività elettrica della pelle.

TAC -

metodo moderno, che consente di visualizzare le caratteristiche strutturali del cervello umano utilizzando un computer e una macchina a raggi X.