II. Metri de răspuns galvanic al pielii (GSR)

Invenția se referă la domeniul medicinei și tehnologiei medicale, în special la metode și dispozitive de diagnosticare a stării unui organism viu prin conductivitatea electrică a pielii, care pot fi utilizate în medicina experimentală și clinică, precum și în psihofiziologie, pedagogie. si medicina sportiva. EFECT: invenția permite eliminarea interferențelor cauzate de artefactele de mișcare a omului, precum și cauzate de cauze non-biologice (diverse interferențe electrice și zgomot hardware). Metoda se caracterizează prin analiza formei fiecărui impuls din secvența de impulsuri în banda de frecvență a componentei de fază. Pentru a face acest lucru, înregistrați prima și a doua derivată de timp ale logaritmului conductivității electrice a pielii. Se determină mărimea tendinței datorate componentei tonice, iar mărimea primei derivate este corectată prin scăderea mărimii tendinței din aceasta. În continuare, se determină timpul de sosire a pulsului primei derivate în momentul în care mărimea derivatei a doua depășește valoarea de prag și apoi se analizează forma pulsului menționat. Dacă parametrii acestei forme sunt satisfăcuți, criteriile stabilite sunt denumite impulsuri ale componentei de fază, iar dacă nu - artefacte. 2 s. si 9 z.p.f-ly, 6 ill.

Invenția se referă la domeniul medicinei și al tehnologiei medicale, în special la metode și dispozitive pentru diagnosticarea stării unui organism viu prin conductivitatea electrică a pielii și poate fi utilizată în medicina experimentală și clinică, precum și în psihofiziologie, pedagogia si medicina sportiva. Se știe că conductivitatea electrică a pielii unui organism viu este un indicator sensibil al stării sale fiziologice și mentale, iar parametrii răspunsului conducției la influențele externe, așa-numitul răspuns galvanic al pielii (GSR), ne permit pentru a evalua starea psihofiziologică a unui individ. În studiul GSR, se disting indicatorii componentelor tonice și fazice ale activității electrodermice (EDA). Activitatea tonică caracterizează modificări ale conductivității pielii care apar relativ lent pe o perioadă de câteva minute sau mai mult. Activitatea fazică sunt procese care au loc mult mai rapid pe fondul activității tonice - timpii lor caracteristici sunt unități de secunde. Activitatea fazică este cea care caracterizează într-o mai mare măsură reacția organismului la un stimul extern și este denumită în continuare componenta fazică sau GSR. Metodele cunoscute de înregistrare a GSR prevăd aplicarea unei perechi de electrozi conectați la sursa curentului de sondare și la înregistratorul de curent în electrozii circuitului - sursă de curent pe pielea subiectului testat. Reacția are loc atunci când glandele sudoripare ejectează un secret și apar impulsuri de scurtă durată de curent electric în circuit. Astfel de impulsuri sunt generate fie spontan, fie ca urmare a unui stimul stresant sau de alt tip. Dispozitivele cunoscute pentru înregistrarea GSR includ o sursă de curent conectată la electrozi, precum și o unitate pentru înregistrarea modificărilor în timp ale semnalului electric și procesarea acestuia. Prelucrarea semnalului constă în izolarea componentei fazice pe fondul componentei tonice. Acesta poate fi asigurat, de exemplu, într-un bloc folosind un circuit în punte și o serie de amplificatoare. curent continuu cu setare individuală la zero. Valoarea componentei tonice (denumită în continuare tendință) este calculată în mod analog și apoi scăzută din semnal. Linia de bază este deplasată la zero pe plotter cu această valoare. Într-un alt dispozitiv cunoscut, nivelul relativ al componentei fazice în comparație cu componenta tonică a activității electrodermice se distinge printr-un circuit care conține filtre trece-înalt și trece jos la ieșirile amplificatoarelor corespunzătoare, precum și un circuit de divizare. Trebuie remarcat faptul că în metoda și dispozitivele menționate mai sus pentru înregistrarea răspunsului galvanic al pielii, nu sunt prevăzute mijloace pentru analizarea impulsurilor componentelor de fază în sine, în timp ce acestea pot da Informații suplimentare despre starea subiectului. Cea mai apropiată de metoda revendicată este metoda de înregistrare a răspunsului galvanic al pielii, implementată în dispozitiv. Metoda presupune fixarea a doi electrozi pe corpul uman, alimentare tensiune electrica pe ele, înregistrând schimbarea în timp a curentului electric care circulă între electrozi și fixând impulsurile de curent în banda de frecvență a componentei fazice a activității electrodermice. Prototipul dispozitivului pentru înregistrarea reacțiilor galvanice ale pielii este un dispozitiv care implementează metoda de mai sus. Are electrozi cu mijloace de atașare a acestora pe piele, conectați la dispozitivul de intrare, mijloace pentru izolarea semnalelor în benzile de frecvență ale componentelor fazice și tonice ale activității electrodermice, mijloace de detectare a impulsurilor componentei fazice, mijloace de reducere a amplitudinii de zgomot de impuls și o unitate de înregistrare. Cu toate acestea, metoda și aparatul menționate mai sus nu sunt lipsite de artefacte care sunt suprapuse secvenței de timp a semnalelor GSR și sunt similare cu impulsurile componente de fază. Aceste artefacte sunt, de exemplu, rezultatul mișcărilor umane necontrolate în timpul înregistrării (așa-numitele artefacte de mișcare (BP)). Zgomotul poate apărea și în semnal din cauza modificărilor rezistenței de contact dintre electrozi și pielea umană. Interferențele menționate mai sus, inclusiv AD, pot avea frecvențe caracteristice comparabile cu componenta de fază, ceea ce face ca identificarea și contabilizarea lor să fie o problemă specială. Anterior, această problemă a fost rezolvată prin instalarea unor senzori speciali, pe lângă cei electrodermici, pe corpul uman, ceea ce complică experimentul (R.NICULA.- „Psychological Correlates of Nonspecific SCR”, - Psihofiziologie; 1991, vol.28. Nr. l, p.p. 86-90). In plus, componenta tonica are timpi caracteristici minimi de ordinul a mai multor minute. Aceste modificări trebuie luate în considerare, mai ales în cazurile în care amplitudinea și frecvența componentei fazice sunt reduse, iar modificările tonice sunt maxime. Un astfel de proces este, de asemenea, caracteristic deplasării hardware a căii de măsurare și poate fi interpretat în mod eronat ca un semnal de informare. Obiectivul prezentei invenții este crearea unei metode de înregistrare a GSR și a unui dispozitiv pentru implementarea acestuia, fără interferențe cauzate de artefacte ale mișcării umane, precum și interferențe cauzate de cauze nebiologice (descărcări electrice tehnogene și atmosferice și zgomot instrumental). ). Această problemă este rezolvată fără utilizarea unor dispozitive suplimentare similare celor descrise în lucrarea sus-menționată a lui R.NICULA. Informațiile despre interferență sunt extrase direct din semnalul GSR în sine, iar tehnica se bazează pe o analiză detaliată a formei fiecărui impuls electric în succesiunea impulsurilor care vin de la electrozi. Se știe că pulsul componentei fazice este o creștere spontană pe termen scurt a conductivității pielii, urmată de o revenire la nivelul inițial. Un astfel de impuls are o asimetrie specifică în formă: are o margine anterioară abruptă și o margine posterior mai blândă (vezi „Principii de psihofiziologie. Elemente fizice, sociale și inferențiale”. Ed. John T. Cacioppo și Louis G. Tassinary. Cambridge University Press, 1990, p.305). Pentru a determina parametrii doriti ai acestui impuls GSR, logaritmul semnalului de intrare este diferentiat (de exemplu, folosind un diferentiator analogic). Metoda patentată include fixarea a doi electrozi pe corpul uman, aplicarea unei tensiuni electrice acestora, înregistrarea schimbării în timp a curentului electric care circulă între electrozi și fixarea impulsurilor de curent în banda de frecvență a componentei fazice a activității electrodermice. Metoda se caracterizează prin analiza formei fiecărui impuls din secvența de impulsuri în banda de frecvență a componentei de fază. Pentru a face acest lucru, un semnal este înregistrat sub forma unei derivate în timp a logaritmului valorii numerice a curentului electric, mărimea tendinței este determinată din cauza modificărilor semnalului în banda de frecvență a componentei tonice a activitatea electrodermică, iar mărimea primei derivate este corectată prin scăderea mărimii tendinței din aceasta. Apoi, se înregistrează a doua derivată temporală a logaritmului valorii numerice a curentului electric, începutul pulsului semnalului menționat este determinat de momentul în care derivata a doua a valorii pragului este depășită și apoi corespondența dintre se determină forma pulsului la criteriile stabilite. Dacă există o astfel de corespondență, pulsul analizat este referit la impulsurile componentei de fază, iar în absența unei astfel de corespondențe, este denumit artefacte. Mărimea tendinței poate fi determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp caracteristic componentei tonice, în principal de la 30 la 120 s. În plus, mărimea tendinței poate fi determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp de 1-2 s, cu condiția ca valorile primei și celei de-a doua derivate să fie mai mici decât valorile pragului specificate. în acest interval de timp. Timpul de sosire a pulsului primei derivate poate fi considerat momentul în care derivata a doua depășește valoarea pragului cu cel puțin 0,2%. La determinarea formei pulsului, valorile valorilor maxime (f MAX) și minime (f min) ale primei derivate minus valoarea tendinței, raportul lor r, intervalul de timp (t x) dintre minim și maxim. ale primei derivate sunt înregistrate. În acest caz, momentele de atingere a valorilor maxime și minime ale primei derivate sunt determinate de momentul schimbării semnului derivatei a doua. Criteriile de apartenență a pulsului analizat la semnalul componentei fazice a activității electrodermice pot fi următoarele inegalități (pentru semnalul filtrat): 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, rezultat tehnic- creșterea fiabilității în selecția impulsurilor componentei de fază evident că nu rezultă din informațiile conținute în stadiul tehnicii. Inventatorii nu cunosc o sursă de informaţie care să dezvăluie tehnica aplicată de analiză a formei semnalului, care face posibilă separarea semnalelor de impuls ale componentelor de fază utile şi a artefactelor, inclusiv a celor cauzate de mişcările subiectului. Cele de mai sus ne permit să considerăm invenția ca îndeplinind condiția brevetabilității „etapă inventiva”. În cele ce urmează, invenţia este explicată prin descrierea unor exemple de realizare specifice, dar nu limitative ale invenţiei. în fig. 1 este o diagramă funcţională a unui dispozitiv pentru înregistrarea reacţiilor galvanice ale pielii în conformitate cu prezenta invenţie; în fig. 2- exemplu real forma semnalului original (a) și rezultatele prelucrării acestuia de către dispozitivul conform invenției (b, c, d); în fig. 3 - implementarea hardware a unității de analiză a formei pulsului; în fig. 4 sunt diagrame de timp care explică funcționarea unității de analiză a formei; în fig. 5 - un exemplu de implementare a blocului de sincronizare; în fig. 6 - un exemplu de implementare computerizată a dispozitivului utilizând procesarea semnalului digital; Este convenabil să se explice metoda brevetată pentru înregistrarea unui răspuns galvanic al pielii folosind exemple de funcționare a dispozitivelor pentru implementarea acestuia. Dispozitivul pentru înregistrarea răspunsului galvanic al pielii (figura 1) include un dispozitiv de intrare 1 conectat la electrozii 2, 3 pentru atașarea la pielea umană 4. Electrozii pot fi realizați în diverse versiuni, de exemplu, sub formă de două inele, o brățară la încheietură și un inel, o brățară cu două contacte electrice. Singura cerință pentru ei: electrozii trebuie să ofere un stabil contact electric cu pielea subiectului. Electrozii 2, 3 sunt conectați la o sursă de tensiune stabilizată 5 printr-un rezistor R 6, iar rezistorul în sine este conectat la intrarea unui amplificator logaritmic diferențial 7, a cărui ieșire este ieșirea dispozitivului de intrare 1 și este conectată. la intrarea filtrului trece-jos 8. Ieșirea filtrului 8 este conectată la intrarea primului diferențietor 9. Ieșirea acestuia din urmă este conectată la intrarea celui de-al doilea diferențietor 10, a cărui ieșire este conectată la intrarea 11 a blocului 12 al impulsului. analiza formei. În plus, ieșirea primului diferențiator 9 este conectată direct la blocul 12 prin intrarea 13 și, de asemenea, prin filtrul trece-jos 14 la o altă intrare 15 a blocului de analiză a formei 12. Semnalul de la ieşirea filtrului trece-jos 14 menţionat este utilizat în blocul 12 pentru a compensa componenta tonică a GSR. Frecvența de tăiere a filtrului trece jos 8 este de aproximativ 1 Hz, iar frecvența de tăiere a filtrului trece jos 14 este de aproximativ 0,03 Hz, ceea ce corespunde limitelor superioare ale benzilor de frecvență ale componentelor fazice și tonice ale EDA. Ieșirea unității de analiză a formei impulsului 12 este conectată la unitatea de înregistrare 16. Invenția poate fi implementată atât în hardware cât și în software. În ambele cazuri, analiza formei impulsurilor componentei de fază EDA, care face posibilă separarea lor de artefacte de mișcare și zgomot, se realizează folosind parametrii de semnal caracteristici, care sunt apoi comparați cu limite acceptabile. Acești parametri caracteristici includ: panta maximă a marginilor de început și de ușoară ale pulsului: exprimată ca valorile maxime (f MAX) și minime (f min) ale primei derivate a logaritmului semnalului de intrare (minus tendința) ); lățimea t x impuls, definită ca intervalul de timp dintre momentele de atingere a valorilor maxime și minime ale primei derivate; raportul dintre valorile absolute ale primei derivate (minus tendința) la maxim și minim: r = |(f MAX)|/|(f min)|. Această valoare a lui r este o măsură a asimetriei pulsului analizat. Astfel, condițiile de referire a pulsului analizat la pulsul componentei de fază EDA, și nu la artefacte de mișcare și zgomot, sunt următoarele inegalități: m 1< f MAX < m 2 ; m 3 < f min < m 4 ; r 1 < r < r 2 ;
t1< t x < t 2 "
Unde
m 1 , m 2 - cele mai mici și mai mari valori admisibile ale primei derivate (minus tendința) la maxim, %/s;
m 3 , m 4 - cele mai mici și mai mari valori admisibile ale primei derivate (minus tendința) la minim, %/s;
t 1 , t 2 - timpul minim și maxim dintre extremele primei derivate, s;
r 1 , r 2 - minim și valoare maximă relații r. S-a stabilit că aceste limite variază foarte mult atât de la un subiect la altul, cât și pentru aceeași persoană cu măsurători diferite. În același timp, în timpul prelucrării statistice a rezultatelor cercetării, s-a constatat că de la 80 la 90% dintre semnale aparțin semnalelor GSR în sine, dacă se folosesc următoarele valori numerice ale limitelor: 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 \u0003d 2 \u0003d în fig. 2 prezintă un exemplu de procesare a unui semnal GSR real. Curba a prezinta forma semnalului - U = 100ln (I meas) la iesirea amplificatorului logaritmic 7; pe curba b - primul U", iar pe curba c - a doua U" derivate ale semnalului prezentat pe curba a. Deoarece circuitul asigură logaritmul semnalului, după diferențierea în elementele 9 și 10, valorile numerice ale derivatelor semnalului U" și U"" au dimensiunile %/s și, respectiv, %/s 2. În Fig. 2, curba d arată rezultatul recunoașterii semnalului GSR pe fundalul tendinței și interferențelor conform invenției brevetate. Marcajele S 1 și S 2 arată semnalele corespunzătoare timpului de apariție a impulsurilor de componenta de fază.Este de remarcat faptul că faptul experimental că în exterior similar cu marcajele marcate S 1 și S 2 pulsul în intervalul de timp 20 - 26 s (zonă umbrită) - este un zgomot Verificarea dacă impulsul îndeplinește cele patru criterii (*) este efectuată de unitatea de analiză a formei 12. Mărimea tendinței poate fi determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp caracteristic componentei tonice, de preferință de la 30 la 120 s. În plus, mărimea tendinței poate fi determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp de 1-2 s pr și cu condiția ca valorile primei și a doua derivate să fie mai mici decât valorile de prag specificate în acest interval de timp. În cea de-a doua variantă, tendința este determinată mai precis, însă, când în număr mare interferențe, este posibil ca condițiile de mai sus să nu fie îndeplinite perioadă lungă de timp. În acest caz, este necesar să se determine tendința în primul mod. în fig. 3 prezintă ca exemplu implementarea hardware a blocului 12. În această variantă, tendința este determinată de valoarea medie a primei derivate pe o perioadă de 30 s. în fig. 4 prezintă diagrame de timp care explică funcționarea elementelor individuale ale acestui bloc. Blocul 12 are trei intrări 11, 13 și 15. Intrarea 11, la care se aplică semnalul derivatei a doua U"", este intrarea semnalului a două comparatoare 17 și 18, iar potențialul zero este aplicat la intrarea de referință a din urmă. Intrările 13 și 15 sunt intrările unui amplificator diferențial 19, a cărui ieșire este conectată la intrările de semnal ale circuitelor de prelevare și menținere 20 și 21. Ieșirile comparatoarelor 17, 18 sunt conectate la intrările blocului de sincronizare 22, respectiv, la intrările 23 și 24. Ieșirea 25 a blocului 22 este conectată la intrarea de ceas a circuitului de eșantionare și stocare 20, ca precum și la intrarea de pornire a generatorului din dinți de ferăstrău 26. Ieșirea 27 este conectată la intrarea de ceas a circuitului 21 eșantionează și menține. Ieșirile circuitelor 20, 21 eșantionează și mențin, precum și generatorul de tensiune din dinți de ferăstrău 26 sunt conectate la intrările circuitelor de comparație 29, 30 și 31. În plus, ieșirile circuitelor 20 și 21 sunt conectate la intrări ale unui divizor analogic 32, a cărui ieșire este conectată la intrarea circuitului de comparație 33. Ieșirile circuitelor 29, 30, 31, 33 sunt conectate la intrările logice ale circuitului AND: 34, 35, 36, 37, 38. În plus, ieșirea 28 a circuitului de sincronizare 22 este conectată la intrarea stroboscopică. 39 al circuitului AND 34. Comparatorul 17 are o intrare pentru furnizarea unei tensiuni de referinţă VS1, care stabileşte valoarea de prag a derivatei a doua, peste care începe analiza formei impulsului. Intrările de referință ale circuitelor de comparație 29, 30, 31, 33 sunt, de asemenea, conectate la surse de tensiuni de referință (neprezentate în Fig.), care determină limitele admisibile ale parametrilor selectați. Indicii din denumirile acestor tensiuni (V T1 , V T2 ; V M1 , V M2 ; V R1 ; V M3 , V M4) corespund limitelor de mai sus, în limita cărora trebuie să se încadreze valorile testate (vezi inegalitățile (* )). În cazul unei astfel de potriviri, un impuls logic scurt „1” este generat la ieșirea 40 a circuitului 34. Funcționarea unității de analiză a formei impulsului 12 prezentată în FIG. 3 este ilustrată de diagramele din FIG. 4. Diagrama a prezintă un exemplu de un singur impuls la ieșirea amplificatorului logaritmic 7. Blocul 12 primește intrare următoarele semnale : primul semnal derivat la intrarea 131 (diagrama b), primul semnal derivat a avut o medie de peste 30 s la intrarea 15, iar cel de-al doilea semnal derivat la intrarea 11 (diagrama c). Timpul de mediere este ales ca cel mai mic, corespunzător intervalului de frecvență al componentei tonice EDA. Ca urmare, la ieșirea amplificatorului diferențial 19 există o tensiune de U", corespunzătoare primei derivate a logaritmului semnalului de intrare, compensată pentru valoarea tendinței. Valoarea lui U" este numeric egală cu tensiunea increment într-o secundă, exprimat în%, raportat la valoarea componentei tonice (vezi Fig. 4b). Acest semnal este analizat de restul circuitului. Cronometrarea elementelor blocului 12 este realizată de circuitul de sincronizare 22 după cum urmează. Semnalul de la ieșirea comparatorului 17 este o cădere de tensiune pozitivă care are loc atunci când tensiunea de la ieșirea diferențiatorului 10 depășește valoarea de prag V S1 (Fig. 4, c). Valoarea numerică a tensiunii de prag V S1 în volți este aleasă astfel încât să corespundă unei modificări a derivatei a doua de cel puțin 0,2%, care este determinată experimental. Această margine ascendentă (FIG. 4d) este stroboscopul de declanșare pentru circuitul de sincronizare 22. Comparatorul 18 (vezi Fig. 4, e) generează căderi de tensiune pozitive și negative la ieșirea sa atunci când semnalul de intrare U"" trece prin zero. După pornirea circuitului de sincronizare cu un impuls stroboscopic de la comparatorul 17, sunt generate impulsuri stroboscopice scurte pe fiecare margine a semnalului de la comparatorul 18. Primul impuls stroboscopic este alimentat la ieșirea 25 (Fig. 4, f) și apoi alimentat circuitul de eșantionare și menținere 20, care fixează valoarea lui U "în momentul în care este atins maximul (Fig. 4, g). Al doilea stroboscop (fig. 4. h) intră de la ieșirea 27 a circuitului de sincronizare 22 la intrarea stroboscopică a celui de-al doilea circuit de eșantionare și menținere 21, care fixează valoarea U" la minim (FIG. 4, i). ). Primul impuls este, de asemenea, alimentat la intrarea generatorului de tensiune din dinți de ferăstrău 26, care generează o tensiune în creștere liniară după sosirea impulsului stroboscopic (Fig. 4, j). Semnalul de la ieșirea generatorului 26 de tensiune dinți de ferăstrău este introdus în comparația circuitului 29. Semnalul de ieșire de la circuitul 20 este alimentat la intrarea circuitului de comparație 30. Semnalul de la ieșirea circuitului 21 este alimentat la circuitul 31. În plus, semnalele de la ieșirile circuitelor 20, 21 sunt alimentate la intrările A. și B al divizorului analogic 32. Semnalul de la ieșirea divizorului analogic 32, proporțional cu raportul tensiunilor de intrare U A /U B alimentate la comparația circuitului de intrare 33. Semnalele de la ieșirile tuturor circuitelor de comparație 29, 30, 31 și 33 sunt alimentate la intrările 35, 36, 37, 38 ale circuitului logic AND 34, care este tactat de un impuls stroboscopic (vezi Fig. 4, k) furnizat la intrarea stroboscopică 39 de la ieșirea 28 a circuitului 22. Ca rezultat, un impuls logic „1” este generat la ieșirea 40 a circuitului 34 dacă un semnal logic „1” este aplicat tuturor celor patru intrări 35-38 în timpul sosirii unui impuls stroboscopic la intrarea 39, a cărui margine pozitivă corespunde cu marginea negativă la ieșirea 28. Schemele de comparație (poz. 29-31.33) pot fi implementate în oricare dintre modurile tradiționale. Ele generează un semnal logic „1” dacă tensiunea de intrare se află în domeniul specificat de cele două tensiuni de referință. Toate semnalele stroboscopice interne sunt furnizate de circuitul de temporizare 22, care poate fi implementat, de exemplu, după cum urmează (vezi FIG. 5). Schema 22 are două intrări: 23 și 24. Intrarea 23 este conectată la intrarea S a flip-flop-ului RS 41, care este comutată într-o singură stare printr-o margine pozitivă de la comparatorul 17 (Fig.4, d) , adică când valoarea derivatei a doua U"" depășește nivelul pragului. Ieșirea Q a declanșatorului 41 este conectată la intrările circuitelor logice ȘI 42 și 43, permițând astfel trecerea semnalelor de la declanșatorul 44 și de la invertorul 45. Semnalul de la comparatorul 18 (Fig. 4, e) este trimis la intrarea 24. Marginea negativă a semnalului de la intrarea 24 este inversată de către invertorul 45 și prin circuitul 42 merge la un alt one-shot 46, care generează un impuls de poartă la ieșirea 25 (vezi Fig.4. h). O scădere pozitivă de la intrarea 24 setează declanșatorul 44 la o singură stare, care, la rândul său, declanșează un singur impuls 47, care generează un impuls scurt pozitiv. Acest impuls de deschidere este aplicat la ieșirea 27 a circuitului de temporizare (FIG. 4f). Același impuls este aplicat la intrarea invertorului 48, a cărui ieșire este conectată la intrarea one-shot 49. Astfel, circuitul 49 este declanșat de marginea de fugă a impulsului de la ieșirea 47 și generează un al treilea impuls stroboscopic scurt (vezi Fig.4, k). Acest impuls este aplicat la ieșirea 28 și este, de asemenea, utilizat pentru a reseta clapele RS 41 și 44, pentru care este aplicat intrărilor lor R. După trecerea acestui impuls, circuitul de sincronizare 22 este din nou gata de funcționare până când următorul semnal ajunge la intrarea 23. Ca rezultat al funcționării circuitului de sincronizare 22 descris mai sus, la ieșirea 40 a blocului de analiză a formei 12 (vezi Fig. 3), este generat un scurt impuls logic „1” cu condiția ca parametrii analizați să se încadreze în limitele specificate. Trebuie remarcat că în FIG. 2, d etichetele S1 și S2 sunt denumite doar impulsurile indicate; pentru claritate, acestea sunt suprapuse graficelor primei și a doua derivate ale semnalului analizat. Implementarea hardware a mijloacelor de extragere a semnalelor componentei tonice și a impulsurilor componentei fazice a fost descrisă mai sus. În același timp, identificarea unui puls util al componentei de fază pe fundalul zgomotului și al tensiunii arteriale poate fi efectuată și prin software. în fig. 6 prezintă un exemplu de implementare computerizată a dispozitivului utilizând procesarea semnalului digital. Dispozitivul include un dispozitiv de intrare 1 conectat la electrozii 2, 3 pentru conectarea la pielea umană 4. Electrozii sunt conectați printr-un rezistor R6 la o sursă 5 de o tensiune de referință constantă stabilizată. Semnalul de la rezistorul 6 este alimentat la dispozitivul de intrare - amplificatorul operațional 50 cu impedanțe de intrare ridicate și de ieșire scăzute, care funcționează în mod liniar. De la ieșirea amplificatorului 50, semnalul este alimentat la intrarea unui convertor analog-digital standard de 16 biți 51 (ADC) instalat în slotul de expansiune al unui computer compatibil IBM 52. Logaritmul și toate analizele ulterioare ale semnalul este realizat digital. Folosind valorile convertite în ADC ale curentului care curge între electrozi (I meas)> se calculează prima și a doua derivată a valorii 100ln(I meas).Valorile primei derivate trebuie calculate cu o corecție pentru trend. Valoarea tendinței este definită ca valoarea medie a primei derivate pe o perioadă de 30 până la 120 s. În continuare, se efectuează determinarea apartenenței impulsului analizat la semnalul GSR (verificarea îndeplinirii condițiilor (*)). Dacă parametrii de formă îndeplinesc criteriile stabilite, pulsul menționat este denumit impulsuri GSR și, dacă nu, este denumit artefacte. Metoda și dispozitivul descrise pot fi utilizate în diferite studii medicale și psihofiziologice, unde unul dintre parametrii măsurați este conductivitatea electrică a pielii. Acestea sunt, de exemplu: simulatoare cu feedback de rezistență a pielii pentru dezvoltarea abilităților de relaxare și concentrare, sisteme de selecție profesională etc. În plus, invenția brevetată poate fi folosită, de exemplu, pentru a determina nivelul de veghe al unui șofer. vehicul in conditii reale, caracterizate prin prezenta a numeroase interferente. Implementarea dispozitivelor poate fi realizată cu ușurință pe o bază de elemente standard. O varianta a dispozitivului cu procesare digitala a semnalului poate fi implementata pe baza oricarei calculator personal, precum și utilizarea oricărui microcontroler sau microcomputer cu un singur cip. Conectarea părții de măsurare și a dispozitivului de procesare a semnalului (atât analogic, cât și digital) poate fi efectuată de oricare dintre moduri cunoscute, atât pe un canal cu fir, cât și fără fir, de exemplu, printr-un canal radio sau un canal IR. Există multe versiuni diferite ale dispozitivului, în funcție de îndemânarea și cunoștințele profesionale, precum și de baza elementului utilizat, astfel încât diagramele prezentate nu ar trebui să servească drept restricții pentru implementarea invenției.

Revendicare

1. O metodă de înregistrare a reacțiilor galvanice ale pielii, inclusiv fixarea a doi electrozi pe corpul uman, aplicarea unei tensiuni electrice acestora, înregistrarea modificării în timp a curentului electric care circulă între electrozi și fixarea impulsurilor de curent în banda de frecvență a fizicului componentă a activității electrodermice, caracterizată prin aceea că analizează forma fiecărui impuls în succesiunea de impulsuri în banda de frecvență a componentei fizice, pentru care semnalul este înregistrat sub forma unei derivate în timp a logaritmului valorii numerice a curentului electric, mărimea tendinței este determinată de modificările semnalului în banda de frecvență a componentei tonice a activității electrodermice, iar valoarea primei derivate se corectează scăzând din aceasta valoarea tendinței, se înregistrează derivata a doua a logaritmului valorii numerice a curentului electric, determinați începutul pulsului semnalului menționat în momentul în care derivata a doua a valorii pragului este depășită și apoi determinați Ele determină corespondența formei pulsului cu criteriile stabilite, iar dacă există o astfel de corespondență, pulsul analizat este atribuit impulsurilor componentei fizice, iar în absența unei astfel de corespondențe, ele sunt denumite artefacte. 2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că valoarea tendinţei este determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp, de preferinţă de la 30 la 120 s. 3. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că valoarea tendinței este determinată ca valoare medie a primei derivate pe un interval de timp de 1 - 2 s, cu condiția ca valorile primei și celei de-a doua derivate să fie mai mici decât valorile prag specificate în acest interval de timp. 4. Metodă conform oricăreia dintre revendicările 1 la 3, caracterizată prin aceea că timpul de sosire a impulsului primei derivate este considerat momentul în care derivata a doua depăşeşte valoarea pragului cu cel puţin 0,2%. 5. Metodă conform oricăreia dintre revendicările 1 la 4, caracterizată prin aceea că, la determinarea formei impulsului, valorile maxime f m a x și minime f m i n ale primei derivate minus se înregistrează valoarea tendinței, raportul lor r, intervalul de timp t x dintre minimul și maximul primei derivate, cu În acest caz, momentele atingerii valorilor maxime și minime ale primei derivate sunt determinate de momentul semnului. modificarea derivatei a doua. 6. Metodă conform revendicării 5, caracterizată prin aceea că criteriile de apartenenţă a pulsului analizat la semnalul componentei fizice a activităţii electrodermice sunt inegalităţile.
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.

Studiile fiziologice de la sfârșitul secolului al XIX-lea au constatat că între doi electrozi aplicați direct pe piele, există o diferență de potențial datorată metabolismului local, stării vaselor și hidrofilității pielii. Zonele pielii bogate în glande sudoripare sunt electronegative, în timp ce zonele sărace în ele sunt electropozitive. Sub influența durerii, a stresului mental, a excitării analizatorilor, diferența de potențial se va schimba. Acest efect a fost descoperit de fiziologul rus I.R. Tarkhanov în 1889. De obicei, între electrozii aflați la o distanță de 1 cm unul de celălalt, diferența de potențial Δφ este de 10 - 20 mV. Sub influența stimulilor, Δφ crește la zeci și sute de milivolți. Pentru eliminarea potențialelor se folosesc electrozi din zinc sau argint și au forma unor discuri cu diametrul de ~ 10 mm. Pasta conductivă este folosită pentru un contact mai bun. Anterior, pasta era făcută din caolin și o soluție saturată de ZnS în apă. In prezent se foloseste o pasta industriala. Schema de măsurare este prezentată în figură. Se poate observa că se folosește metoda de compensare. Tasta 1 este închisă pentru măsurare. Tasta 2 este pornită în mod arbitrar. Apoi reostatul reduce la zero curentul indicat de ampermetru în circuitul de măsurare. Dacă nu funcționează, comutați tasta 2. Apoi se aplică stimulul obiectului și după o perioadă de latentă (care este de 1–3 s) este înregistrat răspunsul galvanic al pielii la stimul. Această procedură se numește reacție galvanică a pielii conform lui Tarkhanov.

Reacția galvanică a pielii poate fi înregistrată după metoda medicului francez K. Feret. Această tehnică măsoară rezistența electrică între două puncte de pe piele. Sub acțiunea unui iritant, rezistența electrică a pielii se modifică după trecerea timpului de latenție. Ambele metode dau rezultate identice la înregistrarea răspunsului galvanic al pielii (GSR).

Posibilitățile informative ale KGR.

Conductivitatea electrică a pielii depinde de starea sistemului nervos autonom. Factorii care determină conductivitatea electrică sunt activitatea glandelor sudoripare, permeabilitatea membranelor biologice, hidrofilitatea pielii și aportul de sânge. Influențe sub influența cărora se modifică conductivitatea electrică: durere, tensiune neuropsihică, stimuli aferenți (lumină, sunet). Modificarea rezistenței electrice a pielii este denumită GSR, deoarece este însoțită de o modificare a potențialului galvanic al pielii. Se realizează la tensiune constantă.

Reacțiile cutanate galvanice sunt foarte nespecifice, deoarece pot fi asociate atât cu schimbări neuro-endocrine complexe, cât și cu modificări ale fluxurilor de informații din sistemul nervos central. Când sistemul simpatic este excitat, rezistența pielii scade (sau crește potențialul negativ al electrodului). În cazul reacțiilor parasimpatice, se întâmplă invers.

Când piloții au zburat de-a lungul parabolei Kepler, s-au observat fluctuații ale rezistenței electrice, cauzate de acțiunea supraîncărcărilor, intercalate cu stări de imponderabilitate. Schizofrenicii prezintă reacții galvanice spontane ale pielii. Alături de aceste reacții relativ rapide, există și modificări lente ale potențialelor (orice, zilnice). În somn, rezistența crește. Când aparatul vestibular este excitat, rezistența scade. GSR este considerat a fi o măsură a vigilenței și conștientizării pilotului. Această metodă înregistrează emoții - entuziasm, frică, frică etc.

Metoda RGR a fost utilizată pe nave spațiale în cursul cercetărilor medicale și al monitorizării stării astronauților. La zborul pe Vostok 3 și Vostok 4, această metodă a înregistrat fluctuații lente ale potențialului galvanic al pielii, iar pe Vostok 5 și Vostok 6, fluctuații rapide. Această metodă are și anumite dificultăți de implementare. Ele sunt asociate cu creșterea. rezistență electrică din cauza încălcării contactului cu pielea și din cauza fenomenelor de polarizare. Pentru piloți și cosmonauți, electrozii pentru înregistrarea GSR sunt aplicați pe picior - părțile din spate și plantare. Fixați electrozii bandajului elastic. Nespecificitatea reacțiilor galvanice cutanate dictează necesitatea comparării lor constante cu alți indicatori fiziologici, cu înregistrarea comunicațiilor radio și cu o imagine de televiziune. De exemplu, la înregistrarea răspunsului galvanic al pielii lui V.V. Semnalul Tereshkovei a coincis cu trezirea ei din somn, care era controlată de deschiderea ochilor. Acesta din urmă a fost înregistrat prin electrooculografie (EOG).

Fenomenele cutanat-galvanice au fost studiate în țara noastră și în străinătate de diverși autori și în diverse direcții. Au fost studiate mecanismele fiziologice, reflexe, fizico-chimice ale reacțiilor electrice ale pielii, natura fizico-chimică a potențialelor electrice ale pielii și influența sistemului nervos asupra acestora, reacțiile pielii-galvanice la persoanele sănătoase și bolnave din clinică.
Înregistrarea și fixarea răspunsului galvanic al pielii (sau potențialului galvanic al pielii) pentru detectarea instrumentală a minciunii se realizează folosind un poligraf și un software special. Răspunsul galvanic al pielii (denumit în continuare GSR) este luat prin intermediul unui senzor simplu format din doi electrozi, care sunt atașați la suprafața pielii umane, în special, la „tampoanele” falangelor (superioare) ale unghiilor. degete.
În ciuda studiilor disponibile (Vasilyeva V.K. - 1964; Raevskaya O.S. -1985), care confirmă prezența unor diferențe în potențialele pielii, în funcție de locul de îndepărtare a GSR (partea stângă sau dreaptă a corpului), în opinia mea, aceasta nu influențează fundamental rezultatele interpretării poligramelor atunci când se efectuează sondaje folosind un poligraf. Cu toate acestea, dacă aveți de ales, vă recomand să fotografiați GSR din degetele mâinii stângi, deoarece se crede în mod tradițional că o reacție mai pronunțată este luată din mâna stângă, care se află sub controlul emisferei drepte „mai emoționale”. a creierului.
În această lucrare, folosim materiale de cercetare obținute folosind poligraful „KRIS” fabricat de Varlamov și software-ul corespunzător „Sheriff”.
S-a stabilit că fenomenele electrice din țesuturile vii, inclusiv pielea umană, se datorează modificărilor ionice.
Studiul GSR a început în secolul al XIX-lea. Conform datelor disponibile, în 1888 Feret și în 1889 Tarhanov au descoperit două fenomene de activitate electrică a pielii. Feret a descoperit că rezistența (conductivitatea electrică) a pielii se modifică atunci când trece un curent de 1-3 volți prin ea în dinamica impactului stimulilor emoționali și senzoriali. Fenomenul GSR, descoperit puțin mai târziu de Tarkhanov, constă în faptul că la măsurarea potențialului pielii cu un galvanometru, se detectează o modificare a acestui potențial în funcție de experiențele emoționale ale unei persoane și de stimulii senzoriali furnizați. Evident, în astfel de circumstanțe, metoda Feret măsoară GSR prin măsurarea rezistenței pielii, iar metoda Tarkhanov măsoară GSR prin măsurarea potențialului pielii. Ambele metode măsoară GSR în dinamica furnizării (prezentării) stimulilor. În legătură cu dependența evidentă a GSR de fenomenele mentale, de ceva timp GSR a fost numită reacție psihogalvanică sau efect Feret. Modificarea potențialului pielii a fost numită de ceva timp efectul Tarhanov.
Oameni de știință de mai târziu (Tarhanov I.R. - 1889; Butorin V.I., Luria A.R. -1923; Myasishchev V.N. -1929; Kravchenko E.A. - 1936; Poznanskaya N.B. - 1940; Gorev V.P.; V.9 -194 V.P. -194; ; Kondor I.S., Leonov N.A. -1980; Krauklis A.A. -1982; Arakelov GG -1998 și mulți alții) au dezvoltat și confirmat teoria ionică indicată a potențialelor bioelectrice. Potrivit d.b.s. Vasilyeva V.K. (1964), una dintre primele din țara noastră teoria ionică a potențialelor și curenților bioelectrici a fost fundamentată de V.Yu. Chagovets (1903).
Cel mai simplu și mai clar concept de GSR, din punct de vedere psihologic, după părerea mea, a fost propus în 1985 de L.A. Karpenko: „Răspunsul galvanic al pielii (GSR) este un indicator al conductivității electrice a pielii. Are forme fazice și tonice. În primul caz, GSR este una dintre componentele reflexului de orientare care apare ca răspuns la un nou stimul și dispare odată cu repetarea acestuia. Forma tonică a GSR caracterizează modificări lente ale conductanței pielii care se dezvoltă, de exemplu, cu oboseală ”(A Brief Psychological Dictionary / Compiled by L.A. Karpenko; Sub redactia generală a A.V. Petrovsky, M.G. Yaroshevsky. - M.Zh Politizdat, 1985, p. 144).
În 2003 Nemov R.S. a dat următoarea definiție: „Răspunsul galvanic al pielii (GSR) este un involuntar reacție organicăînregistrate cu instrumente adecvate pe suprafața pielii umane. GSR se exprimă printr-o scădere a rezistenței electrice a suprafeței pielii la conducerea unui curent electric de putere scăzută datorită activării glandelor sudoripare și hidratării ulterioare a pielii. În psihologie, GSR este folosit pentru a studia și evalua stările emoționale și alte stări psihologice ale unei persoane la un moment dat în timp. Prin natura GSR, ei judecă și performanța unei persoane diferite feluri activitate „(Psihologie: Dicționar-carte de referință: în 2 ore - M .: Editura VLADOS-PRESS, 2003, partea 1 p. 220).
Cea mai concisă definiție a GSR poate fi găsită în N.A. Larchenko: „Răspunsul galvanic al pielii este un indicator al conductivității electrice a pielii care se modifică odată cu diferite boli mintale” (Dicționar-carte de referință de termeni medicali și concepte medicale de bază / N.A. Larchenko. - Rostov- na - Don: Phoenix, 2013, p. 228).
Există o mulțime de definiții moderne ale GSR, în timp ce nu există o teorie de generalizare strictă și precisă a răspunsului galvanic al pielii. Având în vedere numeroasele studii științifice efectuate în țara noastră și în străinătate, trebuie să recunoaștem că în studiul GSR rămân multe întrebări. „Activitatea electrică a pielii (EC) este asociată cu activitatea de transpirație, dar baza sa fiziologică nu a fost studiată pe deplin” (Psihofiziologie: un manual pentru universități / Editat de Yu.I. Aleksandrov, Sankt Petersburg: Peter, 2012, p. 40). Fără a intra într-o listă de teorii, trebuie menționat că, în scopul detectării instrumentale a minciunilor, GSR este poate cel mai eficient indicator al activității psihofiziologice a unei persoane. Cea mai importantă pentru detectarea instrumentală a minciunii este legătura dintre reacția galvanică a pielii cu procesele fiziologice și mentale ale unei persoane, legătura stabilă a amplitudinii, lungimii și dinamicii RSG cu stimulii verbali și non-verbali care o provoacă. , precum și faptul că aceste conexiuni sunt reflectate în grade diferite. „Numerele studii efectuate de diverși autori au arătat că GSR reflectă activarea generală a unei persoane, precum și tensiunea acesteia. Odată cu creșterea nivelului de activare sau creșterea tensiunii, rezistența pielii scade, în timp ce odată cu relaxarea și relaxarea crește nivelul de rezistență a pielii. pag. 17).
Potrivit lui Varlamov V.A. „Analiza datelor privind mecanismul de apariție și reglare a unei reacții cutanate, semnele sale informative au arătat că:
- reactia tonica a pielii este o reflectare a proceselor profunde de restructurare functionala a sistemului nervos central;
- amploarea răspunsului reflexului galvanic al pielii este direct dependentă de noutatea stimulului, de trăsăturile tipologice ale activității nervoase superioare, de nivelul de motivație al subiectului și de starea lui funcțională;
- dinamica indicatorilor CR fazică poate fi un criteriu pentru gradul de suprasolicitare emoțională a sistemului funcțional uman. Dacă o creștere în continuare tensiune emoțională duce la o scădere a CR fazică, aceasta indică limita capacităților funcționale ale subiectului;
- metodele de înregistrare, măsurarea dinamicii rezistenței pielii, sau potențialul pielii, din punct de vedere al conținutului de informații, nu diferă;
— caracteristicile informative ale curbei RC sunt comune oricăror curbe periodice.
Atunci când se analizează CR, este necesar să se țină cont de caracteristicile mobilității sistemului nervos al oamenilor, ținând cont de caracteristicile regionale și naționale. Este imposibil să se determine din curba CR care reprezentant al naționalității este testat, dar faptul că el, de exemplu, este reprezentant al popoarele sudice, temperamentală, cu un sistem nervos mobil - poți determina. (Varlamov V.A., Varlamov G.V., Computer lie detection, Moscova-2010, p.63).
Având în vedere cele de mai sus, consider oportun să se determine principalele caracteristici ale GSR necesare contabilizării și înțelegerii în scopul cercetării psihofiziologice (sondajele) folosind poligraf și așa-numita detecție instrumentală a minciunii.
Răspunsul galvanic al pielii (GSR) este un indicator al conductivității electrice și al rezistenței pielii, proprie Potential electric piele. S-a stabilit că acești indicatori se modifică la o persoană în funcție de condițiile externe și interne. Cele mai importante, după părerea mea, condițiile includ: starea psihologică a unei persoane, starea fiziologică a unei persoane, capacitățile adaptative ale unei persoane, condițiile de mediu, puterea, frecvența și intensitatea stimulului prezentat etc.
Răspunsul galvanic al pielii (GSR) are componente fazice și tonice. Componenta fazică caracterizează reacţia psihofiziologică asociată cu recunoaşterea stimulului prezentat. Aceste caracteristici sunt asociate cu recunoașterea unor astfel de componente ale stimulului prezentat ca noutatea, intensitatea, așteptarea bruscă, puterea, conținutul semantic și semnificația emoțională. Componenta tonica caracterizeaza starea psihofiziologica a organismului studiat, gradul de adaptare la stimulul prezentat.
Răspunsul galvanic al pielii (GSR) în condiții controlate practic nu este susceptibil de a controla corect conștient. În prezența unor condiții externe sau interne care afectează starea RSG, prin natura modificării componentelor fazice și tonice ale RSG, se pot determina destul de obiectiv caracteristicile calitative ale factorilor de influență. Această împrejurare face posibilă distingerea destul de obiectivă a GSR spontană de GSR arbitrară.
Răspunsul galvanic al pielii (GSR) la momentul unui studiu psihofiziologic folosind un poligraf poate fi considerat un indicator al gradului de recunoaștere a stimulului prezentat, un indicator al emoției, un indicator al unei reacții la stres, un indicator al funcționalității. starea corpului și toate cele de mai sus în același timp.
Din psihofiziologia clasică se știe că GSR este asociat cu regiunile talamice și corticale ale creierului. Se crede că activitatea neocortexului este reglată de formarea reticulară, în timp ce hipotalamusul menține tonusul autonom, activitatea sistemului limbic și nivel general trezirea unei persoane. De asemenea, sa dovedit că GSR este parțial influențat de sistemul parasimpatic uman.
Fragment din cartea „Enciclopedia poligrafului”

Sfere de aplicare practică a metodei GSR În studiile psihologice și psihofiziologice care necesită o evaluare integrativă a stării funcționale; Să rezolve diverse probleme aplicate în psihologia muncii, psihofiziologia, psihologia ingineriei etc., legate de evaluarea cantitativă a impactului diferiților factori asupra unei persoane;

Sfere de aplicare practică a metodei GSR Pentru a accelera procesul de învățare a diferitelor metode de autoreglare a stării psihofuncționale, metode de autoreglare a stării psihofuncționale Pentru cercetări legate de optimizarea modalităților unei persoane de a rezolva momentele problematice și situatii problematice in timpul desfasurarii activitatilor profesionale.

Aplicarea parametrilor GSR Pentru a cuantifica toate tipurile de manifestări emoționale observate atât ca urmare a efectelor speciale în experimente, cât și ca indicator al experiențelor subiective; Ca parametru al securității energetice atât al întregului organism ca întreg, cât și al sistemelor individuale.

Modelul GSR de transpirație Procesul de conducere a curentului electric prin piele este determinat de conductivitatea electrică a fluidelor (secrețiile de transpirație și hidratarea stratului superior), iar cantitativ, parametrii electrici ai pielii sunt determinați de parametrii cantitativi ai excreției fluidelor. .

Modelul de transpirație al GSR Modificările calitative ale compoziției fluidului din piele nu sunt luate în considerare. Când o persoană este activată sub influența impulsurilor în terminațiile nervoase ale straturilor superioare ale pielii, intensitatea transpirației în glandele sudoripare crește.

Modelul de transpirație al GSR Schimbările rapide (fazice) ale semnalului GSR reflectă o creștere a conductanței electrocutanate și o scădere a rezistenței electrice a pielii. Modificările tonice mai lente ale nivelului semnalului GSR sunt determinate de intensitatea transpirației și de gradul de hidratare (saturarea straturilor superioare ale pielii cu electroliți lichizi).

Modelul ionic GSR (VV Sukhodoev) În starea funcțională normală, o parte semnificativă a ionilor de țesut se află în stare activă (liberă), ceea ce face posibil ca pielea să își îndeplinească funcția de schimb de energie a corpului uman cu mediul.

Model ionic GSR (VV Sukhodoev) Cu o creștere a activării (datorită impulsurilor nervoase), activitatea ionilor electroliți crește și potențialul energetic al membranelor celulare scade. Ionii de pe membranele celulare se deplasează de la liber la stare legatăși crește conductivitatea pielii, adică se observă o reacţie de activare sub formă de GSR fazic.

Modelul ionic GSR Odată cu scăderea impactului energetic din sistemul nervos central, procesele de tranziție a ionilor la o stare legată mai stabilă sunt pornite automat datorită grupării lor pe membranele celulare (o parte din energia ionică este transferată celulelor). pentru procesele intracelulare asociate cu acumularea de energie la nivel celular).

Trei tipuri principale de GSR de fond (L.B. Ermolaeva-Tomina, 1965) Stabil (în GSR de fond, fluctuațiile spontane sunt complet absente); Stabil-labil (în GSR de fundal sunt înregistrate fluctuații spontane separate); Labil (chiar și în absența stimulilor externi, fluctuațiile spontane sunt înregistrate continuu).

Reactivitatea galvanică a pielii Reactivitatea galvanică a pielii este ușurința cu care se dezvoltă răspunsurile la expunere. În funcție de gradul de reactivitate, toți oamenii sunt împărțiți în reactivi scăzuti (reacțiile nu apar nici măcar la stimuli de intensitate considerabilă) și foarte reactivi (orice influență externă, chiar și cea mai nesemnificativă provoacă GSR intens). Există tipuri intermediare. Oamenii foarte reactivi sunt activi, excitabili, anxioși, egocentrici, foarte imaginativi. Oamenii cu reacții scăzute sunt letargici, calmi și predispuși la depresie.

Rata de extincție a GSR și proprietățile tipologice ale sistemului nervos Rata de extincție a GSR la repetarea unui stimul este mai lentă la persoanele cu dinamism de excitație ridicat; la indivizii cu dinamică ridicată de inhibiție, se observă o estompare rapidă a GSR pe măsură ce stimulul se repetă.

Metoda de determinare a puterii sistemului nervos (conform V.I. Rozhdestvenskaya, 1969; V.S. Merlin, E.I. Mastvilisker, 1971) Înregistrarea GSR evocată ca răspuns la prezentarea repetată (30) a unui stimul. Reacția la primele cinci prezentări nu este luată în considerare, deoarece. privite ca orientative. Amplitudinile medii GSR sunt comparate pentru cele 3 secunde (de la 6 la 8) și 3 ultimele prezentări ale stimulului. Un indicator al puterii-slăbiciunii sistemului nervos este procentul de logaritmi ai amplitudinii medii. Cu cât valoarea coeficientului este mai mare, cu atât puterea sistemului nervos este mai mare.

Valori de amplitudine GSR În stare normală, amplitudinea GSR este mV/cm; Odată cu creșterea excitației, amplitudinea GSR crește la 100 mV/cm.

Antrenamentul GSR-BFB Ca corelator al stării psiho-emoționale, GSR este utilizat pe scară largă în circuitul BFB în tratamentul bolilor SNC, nevrozei, fobiilor, stărilor depresive, diferitelor tulburări emoționale și creșterii stabilității mentale în condiții de stres. Eliminarea activării vegetative excesive ca răspuns la factori externi, antrenamentul biofeedback - GSR pentru persoane practic sănătoase permite reducerea prețului psihofiziologic al activității și îmbunătățirea calității acesteia, mai ales în situații de mare responsabilitate, lipsă de timp, informații și fonduri, precum și în conditii de pericol probabil si interferenta .

Training GSR-BOS Scopul procedurii. Formarea la pacient a unui stereotip de inhibare a reacției de activare autonomă ca răspuns la prezentarea unor stimuli sonori neaștepți. Indicatii si contraindicatii. Se recomanda pacientilor cu activare autonoma excesiva ca raspuns la prezentarea unui stimul acustic nesemnificativ. Ele pot fi utilizate în etapa finală în cursul predării abilităților de relaxare sub influența stimulilor interferanți. În plus, normalizarea vitezei de extincție a reacției de orientare este una dintre etapele auxiliare în cursul creșterii rezistenței la stres mental. Acest tip de antrenament este contraindicat în stări psihotice acute, consecințe asemănătoare nevrozei ale unei leziuni la cap, neuroinfecții și alte leziuni organice ale creierului.

Specificații de aplicare În timpul procedurii, camera trebuie menținută la o temperatură constantă de 20 ... 24 ° C și nu trebuie să existe sunete străine. Nu este recomandat să începeți antrenamentul mai devreme de două ore după o masă copioasă. Mâna cu electrozii se așează liber pe cotiera scaunului, mișcările active, dacă este posibil, ar trebui excluse. În unele cazuri, cu aceiași stimuli, poate exista o diferență în amplitudinile reacțiilor la mâinile drepte și stângi. În acest caz, ar trebui utilizată partea cu valorile mai mari de amplitudine.

Scenariu de antrenament de biofeedback KGR „Familiarizare” Idee de scenariu. Prin controlul dinamicii propriului GSR în timpul prezentării episodice a stimulilor sonori neplăcuți, pacientul găsește și consolidează o abilitate de răspuns care nu este însoțită de explozii de GSR și, în consecință, de activare autonomă excesivă. Specificul scenariului. Ca model de influente stresante se folosesc semnale acustice de volum crescut si subiectiv neplacute pentru pacient. Momentele prezentării lor sunt formate aleatoriu folosind un generator de semnal.

Scenariul antrenamentului de biofeedback GGR „Familiarizare” Parametri controlați și configurație de îndepărtare. La fel de parametru controlat se utilizează valoarea absolută a GSR (M GSR). Înregistrarea GSR se efectuează de pe suprafața palmară a falangelor distale ale degetelor arătător și mijlociu ale uneia dintre mâini. Înainte de aplicarea electrozilor, pielea este tratată cu o soluție de alcool 70%. Pe deget, în zona de contact cu partea de lucru a electrodului, nu ar trebui să existe abraziuni și alte leziuni ale pielii. Dacă este disponibil, puteți folosi un alt deget sau puteți muta electrodul în falange medie a aceluiași deget. Fixarea electrozilor nu trebuie să fie strânsă.

Descrierea procedurii „Îmbunătățirea rezistenței la stres” Scopul procedurii. Este folosit pentru a stăpâni și consolida abilitățile de reducere a severității manifestărilor vegetative și a tensiunii emoționale atunci când sunt expuse la factori de stres. Indicatii si contraindicatii. Recomandat pentru terapia de antrenament funcțional a pacienților cu nevroză cu simptome de anxietate-fobie, îmbunătățirea adaptării mentale, creșterea stabilității mentale a unei persoane la diverși factori de stres. De asemenea, se recomandă depășirea tensiunii mentale interne, a sentimentelor de anxietate vagă și a fricii fără cauză. Procedura poate fi folosită de persoane practic sănătoase ale căror activități se desfășoară în condiții de responsabilitate sporită, lipsă de timp și posibil pericol.

Descrierea procedurii „Îmbunătățirea rezistenței la stres” Procedurile sunt contraindicate în stări psihotice acute, consecințe asemănătoare nevrozei ale unui traumatism cranian, neuroinfectii și alte leziuni organice ale creierului. Trebuie avut în vedere faptul că, ca și în cazul utilizării oricărui tip de biofeedback, eficacitatea biofeedback-ului conform GSR este redusă la pacienții cu tulburări intelectuale-mnestice. Prin urmare, în prezența acestei patologii de grad pronunțat, este necesar să se ia în considerare problema oportunității prescrierii metodei descrise. Se recomanda pacientilor cu activare autonoma excesiva ca raspuns la prezentarea unui stimul acustic nesemnificativ.

Descrierea procedurii „Îmbunătățirea rezistenței la stres” Specificul aplicației. Pentru a provoca o stare de așteptare anxioasă la un pacient, se folosesc stimuli electrocutanați (ES), care sunt generați cu ajutorul unui stimulator electric. Sunt necesare un briefing preliminar, consimțământul pacientului și selecția individuală a intensității stimulului electric. Inserțiile din pâslă ale electrozilor electrostimulatori trebuie umezite bine cu apă de la robinet. Pe măsură ce se usucă, intensitatea stimulării scade, așa că dacă antrenamentul durează mai mult de 30 de minute, folosește butonul „Pauză” și umezește-le suplimentar. Într-o procedură, nu este recomandată utilizarea a mai mult de 15 ES.

Descrierea procedurii „Îmbunătățirea rezistenței la stres” Acestea pot fi utilizate în etapa finală în cursul predării abilităților de relaxare sub influența stimulilor interferenți. În plus, normalizarea vitezei de extincție a reacției de orientare este una dintre etapele auxiliare în cursul creșterii rezistenței la stres mental.

Literatură 1) Dementienko V.V., Dorokhov V.B., Koreneva L.G. Ipoteza asupra naturii fenomenelor electrodermice // Fiziologia umană T C) Ivonin A.A., Popova E.I., Shuvaev V.T. și alții.Metoda de psihoterapie comportamentală folosind biofeedback pe răspunsul galvanic al pielii (GSR-BFB) în tratamentul pacienților cu sindroame nevrotice fobice // Biofeedback, 2000, 1, p) Fedotchev A.I. Biofeedback adaptiv cu feedback și control al stării funcționale a unei persoane / Institutul de Biofizică Celulară RAS // Progrese în Științe Fiziologice T. 33. N 3. C

Activitatea electrică a pielii - răspuns galvanic al pielii(GGR) - este determinată în două moduri. Prima, propusă de S. Fere (Fere) în 1888, este o măsurare a rezistenței pielii. A doua - măsurarea diferenței de potențial dintre două puncte de pe suprafața pielii - este asociată cu numele de I.R. Tarhanov (1889).

Compararea GSR măsurată prin metoda Feret și prin metoda Tarkhanov a condus la concluzia că modificările diferenței de potențial și rezistență a pielii reflectă aceeași reacție reflexă înregistrată în diferite conditii fizice(Kozhevnikov, 1955). Modificările rezistenței sunt întotdeauna reprezentate de un val monofazat de scădere a rezistenței inițiale a pielii. Modificările potenţialului pielii pot fi exprimate ca unde de polaritate diferită, adesea multifazice. Potrivit lui R. Edelberg (Edelberg, 1970), diferența de potențial a pielii include o componentă epidermică care nu este asociată cu activitatea glandelor sudoripare, în timp ce conductivitatea pielii nu o are, adică reflectă starea glandelor sudoripare.

La măsurarea rezistenței pielii cu sursă externă curent, conectat printr-un pol negativ la palmă, perioada latentă a modificării rezistenței se dovedește a fi cu 0,4-0,9 secunde mai lungă decât perioada latentă a modificărilor diferenței de potențial. Caracteristicile dinamice ale GSR fazic reflectă în mod fiabil procesele rapide din SNC. Natura și forma componentei tonice sunt indicatori individuali și nu arată o dependență clară de tipul de activitate (Kuznetsov, 1983).

În apariția RSG sunt implicate două mecanisme principale: periferice (proprietățile pielii în sine, inclusiv activitatea glandelor sudoripare) (Biro, 1983) și transmisie, asociată cu acțiunea de activare și declanșare a structurilor centrale (Lader și Motagu). , 1962). Distingeți între GSR spontan, care se dezvoltă în absența influenței externe, și evocat - care reflectă răspunsul organismului la un stimul extern.

Pentru a înregistra GSR, utilizați

yut electrozi nepolarizați, aplicați de obicei pe suprafețele palmare și spate ale mâinilor, vârfurilor degetelor, uneori pe frunte sau picioare.

GSR este cel mai eficient în combinație cu

combinaţie cu alte metode în evaluarea stării emoţionale a subiecţilor (Fig. 2.24).

Toate metodele descrise pentru obținerea informațiilor psihofiziologice au avantajele și dezavantajele lor. Utilizarea simultană a mai multor dintre ele într-o singură situație experimentală permite obținerea unor rezultate mai fiabile.

Experimentul de asociere ca instrument de analiză

Fenomene psihice

Pentru prima dată experiment asociativ a fost propus în 1879 de F. Galton, o rudă a lui C. Darwin. S-a dovedit a fi un inovator în diverse domenii. cunoștințe umane. F. Galton a introdus amprentarea la Scotland Yard, a apreciat importanța metodei gemene în analiza genetică, a propus noi metode statistice pentru analiza datelor biologice și a creat primul test pentru evaluarea inteligenței. La fel ca majoritatea cercetătorilor din domeniul psihologiei din acea vreme, el a efectuat multe studii experimentale asupra sa.

Varianta metodei asociative propusă de F. Galton arăta astfel. A ales 75 de cuvinte în engleză, le-a scris pe fiecare pe un card separat și l-a lăsat deoparte pentru câteva zile. Apoi a luat o carte cu o mână și, cu ajutorul unui cronometru, a notat momentul în care cuvântul pe care l-a citit îi evoca două gânduri diferite. F. Galton a refuzat să publice rezultatele experimentului, referindu-se la faptul că „ele expun esența gândirii umane cu o claritate atât de uimitoare și deschid anatomia gândirii cu atâta vioiciune și fiabilitate încât este puțin probabil să poată fi păstrate dacă sunt publicate și făcute proprietatea lumii” (Miller, 1951).

În mod sistematic, metoda asociațiilor libere pentru aprecierea stării unei persoane a început să fie aplicată de 3. Freud (1891). În interpretarea sa, metoda arăta diferit: pacientul, întins pe canapea, a rostit cuvinte, fraze timp de o oră, și-a exprimat gânduri pe subiecte care i-au apărut în minte.

Uneori, acest tip de asociere a fost asociat cu vise care lovesc pacientul în copilărie și adesea reapar la vârsta adultă. 3. Freud a arătat că apariția unor pauze lungi sau dificultăți în procesul de asociere indică, de regulă, abordarea zonei de conflict mental care este inconștientă de subiectul însuși.

O altă contribuție la dezvoltarea metodei asociative a fost adusă de K. Jung (1936), care a modificat-o semnificativ și a creat experimentul asociativ în sine. În același timp, un studiu similar a fost realizat de Max Wertheimer (Wertheimer e. a., 1992), a cărui activitate este mai puțin cunoscută și a avut o influență mai mică asupra dezvoltare ulterioară psihofiziologie.

K. Jung a folosit 400 de cuvinte diferite, printre care 231 de substantive, 69 de adjective, 82 de verbe, 18 prepoziții și numerale. Atentie speciala plătit pentru a se asigura că toate cuvintele erau cunoscute de bolnavi

mu, diferă puternic în sens și sunet, nu l-a limitat în selecția asociațiilor la nicio zonă. Cu ajutorul unui cronometru s-a evaluat perioada latentă a răspunsului verbal și trăsăturile calitative ale asocierii. K. Jung credea că, în ciuda aparentului arbitrar al procesului asociativ, subiectul trădează fără să vrea ceea ce, din greșeală, consideră cel mai ascuns.

K. Jung a subliniat că în analiza asocierii sunt studiate simultan mai multe procese: percepția, caracteristicile individuale ale distorsiunii acesteia, asociațiile intrapsihice, formarea verbală și manifestarea motrică. A descoperit criterii obiective pentru legătura cuvântului prezentat cu complexul reprimat în inconștient. Aceste criterii sunt: prelungirea perioadei de latentă a răspunsului verbal, erori, perseverențe, stereotipuri, lapsuri, citate etc. Totuși, C. Jung a interpretat în mod subiectiv rezultatele obținute, iar clasificarea sa ramificată a asociațiilor este o compilație. a mai multor principii de analiză, trecerea de la unul la altul în care este extrem de subiectivă, iar metodele în sine provin din premise diferite (gramaticale, psihologice, medicale sau fiziologice).

Totodată, C. Jung a obiectivat pentru prima dată procedura de cercetare pe cât posibil. Rezultatul acestei lucrări, pe lângă criteriile de determinare a zonei de conflict existent inconștient, a fost descoperirea faptului că asociațiile nu sunt adesea cel mai apropiat conținut, ci rezultatul unui număr de procese asociative. El a atras atenția asupra greutății de a găsi subiecți sănătoși pentru examinare, în special în rândul persoanelor educate.

Problema analizei calitative a asociațiilor rămâne nerezolvată până în prezent.

J. Dees (Dees, 1965), analizând principiile clasificărilor general acceptate ale asociațiilor, a remarcat că acestea sunt „parțial psihologice, parțial logice, parțial lingvistice și parțial filozofice (epistemologice)”. Aceste clasificări nu au nimic de-a face cu procesul asociativ și sunt legate de acesta în mod destul de arbitrar. În același timp, se încearcă strângerea asociațiilor în acele scheme de relații care se găsesc în gramatică, diferite tipuri de dicționare, teorii psihodinamice, precum și diverse idei despre organizarea lumii fizice.

Una dintre primele clasificări a fost propusă de D. Hume (1965), care a evidențiat 3 tipuri de asocieri: prin asemănare, prin contiguitate în timp și evenimente legate prin relații cauzale. Cea mai tipică este clasificarea propusă de J. Miller (Miller, 1951), în care asociațiile sunt grupate după contrast, asemănare, subordonare, subordonare, generalizare, asonanță, după legătura „parte – întreg” și posibilitatea de a lua în considerare ea ca un plus, în raport cu egocentrismul, conexiuni bazate pe o singură rădăcină, capacitatea de a fi reprezentat ca proiecție. D. Slobin și J. Green (1976) notează că „aceste clasificări sunt foarte ingenioase, dar nu este complet clar la ce concluzii pot duce, cum sunt determinate fundamentele lor și care sunt limitele lor”.

Experimentul de asociere a fost utilizat pe scară largă pentru a analiza activitate nervoasa mai mare creierul sănătos și bolnav al unui adult și al unui copil (Ivanov-Smolensky, 1963). În același timp, perioada latentă a răspunsului verbal și variația medie a acestuia, tipul și natura asociației în conformitate cu una sau alta clasificare, reacții complexe, i.e. reacţii bine definite cauzate de stimuli afectogeni.

A.R. Luria (1928) a propus propria sa modificare a experimentului asociativ, pe care l-a numit tehnica motorie cuplată. Testat-

i se propune un cuvant stimul, ca raspuns la care trebuie sa pronunte primul cuvant de asociere care ii vine in minte si in acelasi timp sa apese becul pneumatic. Această procedură permite, pe lângă perioada latentă a răspunsului verbal, măsurarea perioadei latente și investigarea formei reacției motorii conjugate înregistrate de înregistrator. S-a dovedit că în cazul în care subiectului i se prezintă cuvinte care nu au nicio semnificație emoțională pentru el, perioada latentă a răspunsului verbal și reacția motorie asociată coincid, iar reacția motorie în sine are o formă simplă.

Când sunt prezentate cuvinte afective, perioada latentă a asocierii se modifică semnificativ, întrucât subiectul încearcă să ascundă prima asociere apărută, pe care, dintr-un motiv sau altul, nu o poate comunica experimentatorului. Cu toate acestea, o ușoară presiune asupra perei este asociată cu răspunsul nerostit, iar pe miogramă apare o îndoire sau un tremur caracteristic. Această nepotrivire între componentele verbale și motorii ale răspunsului reflectă natura particulară tensionată a procesului asociativ.

Efectuarea unui experiment asociativ este adesea însoțită de a

histrarea reacțiilor autonome, în special GSR (Levinger, Clark, 1961; Leutin, Nikolaeva, 1988; Nikolaeva și colab., 1990) și encefalograme (Voronin și colab., 1976) (Fig. 2.25).

Utilizarea unui test asociativ pentru analizarea reacțiilor sportivilor la cuvinte neutre, cuvinte asociate cu succes/eșec, a scos la iveală următoarele: în starea de odihnă psihică, perioada de latentă a asocierii la cuvintele emoționale crește cu 40%, iar pentru individuale , sportivi instabili emoțional - până la 200 %. Înainte de start, la sportivii stabili din punct de vedere psihologic, perioada de latentă se modifică puțin, depășind ușor datele inițiale. Cu toate acestea, sportivii care experimentează nivel inalt stres emoțional, creșterea perioadei de latentă pentru cuvintele asociate cu succesul/eșecul ajunge la 300% (Dashkevich, 1968).

Astfel, un experiment asociativ poate fi un instrument eficient atât pentru analiza sferei emoționale individuale a unei persoane, cât și pentru evaluarea schimbărilor în această stare sub influența oricăror influențe.

Artefacte -

înregistrări ale activității electrice care nu sunt necesare în acest moment pentru cercetător, care sunt interferențe.

potential evocat -

înregistrarea medie a activității undelor cerebrale în timpul prezentărilor repetate ale aceluiași stimul.

Răspunsul galvanic al pielii -

înregistrarea activității electrice a pielii.

scanare CT -

metoda modernă, care permite vizualizarea caracteristicilor structurale ale creierului uman folosind un computer și un aparat cu raze X.