II. Meter av galvanisk hudrespons (GSR)

Uppfinningen avser området medicin och medicinsk teknologi, i synnerhet metoder och anordningar för att diagnostisera tillståndet hos en levande organism genom hudens elektriska ledningsförmåga, kan användas inom experimentell och klinisk medicin, såväl som inom psykofysiologi, pedagogik och idrottsmedicin. Uppfinningen gör det möjligt att eliminera störningar orsakade av mänskliga rörelseartefakter, såväl som de som orsakas av icke-biologiska orsaker (olika elektriska störningar och hårdvarubrus). Metoden kännetecknas av att man analyserar formen på varje puls i pulssekvensen i faskomponentens frekvensband. För att göra detta, registrera första och andra derivatan i tid av logaritmen för hudens elektriska ledningsförmåga. Storleken på trenden på grund av den toniska komponenten bestäms, och storleken på den första derivatan korrigeras genom att subtrahera storleken på trenden från den. Därefter bestäms ankomsttiden för pulsen för den första derivatan i det ögonblick då storleken på den andra derivatan överskrider tröskelvärdet, och sedan analyseras formen på nämnda puls. Om parametrarna för detta formulär är uppfyllda, hänvisas de etablerade kriterierna till som impulser från faskomponenten, och om inte - till artefakter. 2 s. och 9 z.p.f-ly, 6 ill.

Uppfinningen hänför sig till området för medicin och medicinsk teknologi, i synnerhet till metoder och anordningar för att diagnostisera tillståndet hos en levande organism genom hudens elektriska ledningsförmåga, och kan användas inom experimentell och klinisk medicin, såväl som inom psykofysiologi, pedagogik och idrottsmedicin. Det är känt att den elektriska ledningsförmågan hos huden hos en levande organism är en känslig indikator på dess fysiologiska och mentala tillstånd, och parametrarna för ledningssvaret på yttre påverkan, det så kallade galvaniska hudsvaret (GSR), tillåter oss att bedöma en individs psykofysiologiska status. I studien av GSR särskiljs indikatorer för de toniska och fasiska komponenterna av elektrodermal aktivitet (EDA). Tonic aktivitet kännetecknar förändringar i hudens konduktivitet som sker relativt långsamt under en period av flera minuter eller mer. Fasisk aktivitet är processer som sker mycket snabbare mot bakgrund av tonisk aktivitet - deras karakteristiska tider är enheter av sekunder. Det är den fasiska aktiviteten som i större utsträckning kännetecknar kroppens reaktion på en yttre stimulans och benämns vidare som den fasiska komponenten, eller GSR. Kända metoder för registrering av GSR tillhandahåller påläggning av ett par elektroder på testpersonens hud, anslutna till en källa för sonderingsström och en strömregistrator i kretselektroderna - strömkälla. Reaktionen sker när svettkörtlarna avger en hemlig och kortvariga impulser av elektrisk ström dyker upp i kretsen. Sådana impulser genereras antingen spontant eller som ett resultat av en stressande eller annan stimulans. Kända anordningar för att registrera GSR inkluderar en strömkälla ansluten till elektroderna, såväl som en enhet för att registrera förändringar i tid för den elektriska signalen och dess behandling. Signalbehandling består i att isolera den fasiska komponenten mot bakgrunden av den toniska komponenten. Detta kan tillhandahållas till exempel i ett block som använder en bryggkrets och en serie förstärkare. likström med individuell nollställning. Värdet på den toniska komponenten (nedan kallad trenden) beräknas analogt och subtraheras sedan från signalen. Baslinjen förskjuts till noll på plottern med detta värde. I en annan känd anordning särskiljs den relativa nivån av den fasiska komponenten jämfört med den toniska komponenten av den elektrodermala aktiviteten av en krets som innehåller hög- och lågpassfilter vid utgångarna av motsvarande förstärkare, såväl som en divisionskrets. Det bör noteras att i den ovan nämnda metoden och anordningarna för att registrera den galvaniska hudresponsen, finns inga medel för att analysera själva faskomponentpulserna, medan de kan ge Ytterligare information om ämnets tillstånd. Närmast den påstådda metoden är metoden för registrering av galvanisk hudrespons, implementerad i enheten. Metoden går ut på att fixera två elektroder på människokroppen, mata elektrisk spänning på dem, registrera förändringen i tiden för den elektriska strömmen som flyter mellan elektroderna och fixera strömpulserna i frekvensbandet för den fasiska komponenten av den elektrodermala aktiviteten. Prototypen av enheten för att registrera galvaniska hudreaktioner är en enhet som implementerar ovanstående metod. Den har elektroder med organ för att fästa dem på huden, anslutna till inmatningsanordningen, organ för att isolera signaler i frekvensbanden för de fasiska och toniska komponenterna av elektrodermal aktivitet, organ för att detektera pulser från den fasiska komponenten, organ för att minska amplituden impulsljud och en inspelningsenhet. Den tidigare nämnda metoden och anordningen är emellertid inte fria från artefakter som är överlagrade på tidssekvensen för GSR-signaler och liknar faskomponentpulser. Dessa artefakter är till exempel resultatet av okontrollerade mänskliga rörelser under registreringen (de så kallade rörelseartefakterna (BP)). Brus kan också förekomma i signalen på grund av förändringar i kontaktresistansen mellan elektroderna och mänsklig hud. De ovan nämnda störningarna, inklusive AD, kan ha karakteristiska frekvenser som är jämförbara med faskomponenten, vilket gör identifieringen och redovisningen av dem till ett speciellt problem. Tidigare löstes detta problem genom att installera speciella sensorer, förutom elektrodermala, på människokroppen, vilket komplicerar experimentet (R.NICULA.- "Psychological Correlates of Nonspecific SCR", - Psychophysiology; 1991, vol.28. Nej l, sid. 86-90). Dessutom har tonickomponenten minimala karakteristiska tider i storleksordningen flera minuter. Dessa förändringar måste beaktas, särskilt i de fall där amplituden och frekvensen av den fasiska komponenten reduceras, och toniska förändringar är maximala. En sådan process är också karakteristisk för mätvägens hårdvarudrift och kan felaktigt tolkas som en informationssignal. Syftet med föreliggande uppfinning är att skapa en metod för att registrera GSR och en anordning för dess implementering, fri från störningar orsakade av artefakter av mänsklig rörelse, såväl som störningar orsakade av icke-biologiska orsaker (teknogena och atmosfäriska elektriska urladdningar och instrumentellt brus ). Detta problem löses utan användning av några ytterligare enheter liknande de som beskrivs i ovan nämnda arbete av R.NICULA. Information om störningar extraheras direkt från själva GSR-signalen och tekniken bygger på en detaljerad analys av formen på varje elektrisk impuls i sekvensen av impulser som kommer från elektroderna. Det är känt att den fasiska komponentens puls är en spontan kortvarig ökning av hudens ledningsförmåga, följt av en återgång till den initiala nivån. En sådan impuls har en specifik asymmetri i formen: den har en brant framkant och en mer mild bakkant (se "Principles of Psychophysiology. Physical, Social, And Inferential Elements". Utg. John T. Cacioppo och Louis G. Tassinary. Cambridge University Press, 1990, s. 305). För att bestämma de önskade parametrarna för denna GSR-puls differentieras logaritmen för ingångssignalen (till exempel med hjälp av en analog differentiator). Den patenterade metoden inkluderar fixering av två elektroder på människokroppen, applicering av en elektrisk spänning på dem, registrering av tidsförändringen av den elektriska strömmen som flyter mellan elektroderna och fixering av strömpulserna i frekvensbandet för den fasiska komponenten av den elektrodermala aktiviteten. Metoden kännetecknas av att man analyserar formen på varje puls i pulssekvensen i faskomponentens frekvensband. För att göra detta spelas en signal in i form av en tidsderivata av logaritmen för det numeriska värdet av den elektriska strömmen, trendens storlek bestäms på grund av förändringar i signalen i frekvensbandet för den toniska komponenten i elektrodermal aktivitet, och storleken på den första derivatan korrigeras genom att subtrahera storleken på trenden från den. Därefter registreras den andra tidsderivatan av logaritmen för det numeriska värdet av den elektriska strömmen, början av pulsen för nämnda signal bestäms av det ögonblick då andra derivatan av tröskelvärdet överskrids, och sedan överensstämmelsen med pulsformen till de fastställda kriterierna bestäms. Om det finns en sådan överensstämmelse hänvisas den analyserade pulsen till faskomponentens pulser, och i frånvaro av en sådan överensstämmelse hänvisas den till som artefakter. Storleken på trenden kan bestämmas som medelvärdet av den första derivatan över ett tidsintervall som är karakteristiskt för den toniska komponenten, huvudsakligen från 30 till 120 s. Dessutom kan storleken på trenden bestämmas som medelvärdet av den första derivatan över ett tidsintervall på 1-2 s, förutsatt att värdena för första och andra derivatan är mindre än de angivna tröskelvärdena under detta tidsintervall. Tidpunkten för ankomsten av den första derivatans puls kan betraktas som det ögonblick då den andra derivatan överskrider tröskelvärdet med minst 0,2 %. Vid bestämning av pulsformen, värdena för de maximala (f MAX) och minimivärdena (f min) för den första derivatan minus trendvärdet, deras förhållande r, tidsintervallet (t x) mellan minimum och maximum av den första derivatan registreras. I det här fallet bestäms ögonblicken för att nå maximi- och minimivärdena för den första derivatan av ögonblicket för teckenändring för den andra derivatan. Kriterierna för att tillhöra den analyserade pulsen till signalen för den fasiska komponenten av den elektrodermala aktiviteten kan vara följande olikheter (för den filtrerade signalen): 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, tekniskt resultat- ökningen av tillförlitligheten i valet av pulser för faskomponenten följer uppenbarligen inte av informationen i känd teknik. Uppfinnarna är inte medvetna om en informationskälla som skulle avslöja den tillämpade signalformanalystekniken, som gör det möjligt att separera användbara faskomponentpulssignaler och artefakter, inklusive de som orsakas av motivets rörelser. Ovanstående tillåter oss att anse att uppfinningen uppfyller villkoret för patenterbarhet "uppfinnningssteg". I det följande förklaras uppfinningen av beskrivningen av specifika, men inte begränsande, utföringsformer av uppfinningen. I FIG. 1 är ett funktionsdiagram av en anordning för registrering av galvaniska hudreaktioner i enlighet med föreliggande uppfinning; i fig. 2- verkligt exempel formen på den ursprungliga signalen (a) och resultaten av dess behandling av anordningen enligt uppfinningen (b, c, d); i fig. 3 - hårdvaruimplementering av analysenheten för pulsform; i fig. 4 är tidsdiagram som förklarar funktionen hos formanalysenheten; i fig. 5 - ett exempel på implementeringen av synkroniseringsblocket; i fig. 6 - ett exempel på en datorimplementering av anordningen som använder digital signalbehandling; Det är bekvämt att förklara den patenterade metoden för att registrera en galvanisk hudrespons med hjälp av exempel på driften av enheter för dess implementering. Anordningen för att registrera den galvaniska hudresponsen (figur 1) inkluderar en inmatningsanordning 1 ansluten till elektroderna 2, 3 för fastsättning på den mänskliga huden 4. Elektroderna kan tillverkas i olika versioner, till exempel i form av två ringar, ett armband på handleden och en ring, ett armband med två elektriska kontakter. Det enda kravet för dem: elektroderna måste ge en stabil elektrisk kontakt med motivets hud. Elektroderna 2, 3 är anslutna till en stabiliserad spänningskälla 5 genom ett motstånd R6, och själva motståndet är anslutet till ingången på en differentiallogaritmisk förstärkare 7, vars utgång är utgången från ingångsanordningen 1 och är ansluten till ingången på lågpassfiltret 8. Utgången från filtret 8 är ansluten till ingången på den första differentiatorn 9. Utgången på den senare är ansluten till ingången på den andra differentiatorn 10, vars utgång är ansluten till ingången 11 på blocket 12 av pulsen formanalys. Dessutom är utgången från den första differentiatorn 9 ansluten direkt till blocket 12 via ingången 13 och även genom lågpassfiltret 14 till en annan ingång 15 på formanalysblocket 12. Signalen från utgången från nämnda lågpassfilter 14 används i block 12 för att kompensera för tonisk komponent hos GSR. Gränsfrekvensen för lågpassfiltret 8 är cirka 1 Hz, och gränsfrekvensen för lågpassfiltret 14 är cirka 0,03 Hz, vilket motsvarar de övre gränserna för frekvensbanden för fas- och toniska komponenterna i EDA. Utgången från pulsformsanalysenheten 12 är ansluten till registreringsenheten 16. Uppfinningen kan implementeras både i hårdvara och mjukvara. I båda fallen utförs analysen av formen på pulserna i EDA-faskomponenten, vilket gör det möjligt att separera dem från rörelseartefakter och brus, med hjälp av de karakteristiska signalparametrarna, som sedan jämförs med acceptabla gränser. Dessa karakteristiska parametrar inkluderar: den maximala lutningen för pulsens fram- och bakkant: uttryckt som de maximala (f MAX) och minimivärdena (f min) för den första derivatan av logaritmen för insignalen (minus trenden) ); bredd t x puls, definierad som tidsintervallet mellan ögonblicken för att nå maximi- och minimivärdena för den första derivatan; förhållandet mellan de absoluta värdena av den första derivatan (minus trenden) vid maximum och minimum: r = |(f MAX)|/|(f min)|. Detta värde på r är ett mått på asymmetrin hos den analyserade pulsen. Således är villkoren för att hänvisa den analyserade pulsen till pulsen av EDA-faskomponenten, och inte till rörelseartefakter och brus, olikheterna: m 1< f MAX < m 2 ; m 3 < f min < m 4 ; r 1 < r < r 2 ;
t1< t x < t 2 "
var
m 1 , m 2 - de minsta och största tillåtna värdena för den första derivatan (minus trenden) vid maximum, %/s;
m 3 , m 4 - de minsta och största tillåtna värdena för den första derivatan (minus trenden) som minimum, %/s;
t 1 , t 2 - minsta och maximala tid mellan den första derivatans extrema, s;
r 1 , r 2 - minimum och maximalt värde relationer r. Det har konstaterats att dessa gränser varierar mycket både från ett ämne till ett annat, och för samma person med olika mått. Samtidigt, under statistisk bearbetning av forskningsresultaten, fann man att från 80 till 90% av signalerna tillhör själva GSR-signalerna, om följande numeriska värden av gränsvärdena används: 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 3d. I FIG. 2 visar ett exempel på behandling av en verklig GSR-signal. Kurvan a visar formen på signalen - U = 100ln (I mäter) vid utgången av den logaritmiska förstärkaren 7; på kurva b - första U" och på kurva c - andra U" derivator av signalen som visas på kurva a. Eftersom kretsen tillhandahåller logaritmen för signalen, efter differentiering i element 9 och 10, har de numeriska värdena för derivatorna av signalen U" och U"" dimensionerna %/s respektive %/s 2. I fig. 2 visar kurvan d resultatet av igenkänningen av GSR-signalen mot bakgrunden av trenden och störningar enligt den patenterade uppfinningen. Märkena S 1 och S 2 visar signalerna som motsvarar tiden för uppkomsten av pulser från faskomponent.Det är anmärkningsvärt att det experimentella faktum som utåt liknar de markerade märkena S 1 och S 2 puls i tidsintervallet 20 - 26 s (skuggat område) - är ett brus Kontrollera om impulsen uppfyller de fyra kriterierna (*) utförs av formanalysenheten 12. Storleken på trenden kan bestämmas som medelvärdet av den första derivatan över ett tidsintervall som är karakteristiskt för den toniska komponenten, företrädesvis från 30 till 120 s. Dessutom kan storleken på trenden kan bestämmas som medelvärdet av förstaderivatan över ett tidsintervall på 1-2 s pr och förutsatt att värdena för första och andra derivatan är mindre än de angivna tröskelvärdena under detta tidsintervall. I den andra varianten bestäms trenden mer exakt, dock när i stort antal störningar, kanske ovanstående villkor inte är uppfyllda länge sedan. I det här fallet är det nödvändigt att bestämma trenden på det första sättet. I FIG. Som ett exempel visas hårdvaruimplementeringen av block 12. I denna variant bestäms trenden av medelvärdet av den första derivatan över en tid av 30 s. I FIG. 4 visar tidsdiagram som förklarar funktionen av individuella element i detta block. Block 12 har tre ingångar 11, 13 och 15. Ingång 11, till vilken signalen från den andra derivatan U"" tillförs, är signalingången från två komparatorer 17 och 18, och nollpotential tillförs referensingången till senare. Ingångarna 13 och 15 är ingångarna till en differentialförstärkare 19, vars utgång är ansluten till signalingångarna hos sampel-och-håll-kretsarna 20 och 21. Utgångarna från komparatorerna 17, 18 är anslutna till synkroniseringsblockets 22 ingångar till ingångarna 23 respektive 24. Blockets 22 utgång 25 är ansluten till klockingången på samplings- och lagringskretsen 20, som samt till startingången för sågtandsgeneratorn 26. Utgången 27 är ansluten till klockingången på kretsen 21 sampla och hålla. Utgångarna från kretsarna 20, 21 samplar och håller, såväl som sågtandsspänningsgeneratorn 26 är anslutna till ingångarna på jämförelsekretsarna 29, 30 och 31. Dessutom är utgångarna från kretsarna 20 och 21 anslutna till ingångarna till en analog delare 32, vars utgång är ansluten till ingången på jämförelsekretsen 33. Utgångarna från kretsarna 29, 30, 31, 33 är anslutna till OCH-kretsens logiska ingångar: 34, 35, 36, 37, 38. Dessutom är utgången 28 på synkroniseringskretsen 22 ansluten till strobeingången 39 i OCH-kretsen 34. Komparatorn 17 har en ingång för att mata en referensspänning Vs1, som ställer in tröskelvärdet för den andra derivatan, över vilken analysen av pulsformen börjar. Referensingångarna för jämförelsekretsarna 29, 30, 31, 33 är också anslutna till källor för referensspänningar (ej visade i fig.), som bestämmer de tillåtna gränserna för de valda parametrarna. Indexen i namnen på dessa spänningar (V T1 , V T2 ; V M1 , V M2 ; V R1 ; V M3 , V M4) motsvarar ovanstående gränser, inom vilka de testade värdena måste ligga (se olikheter (* )). I fallet med en sådan matchning genereras en kort logisk "1"-puls vid utgången 40 på kretsen 34. Funktionen av pulsformsanalysenheten 12 som visas i FIG. 3 illustreras av diagrammen i FIG. 4. Diagram a visar ett exempel på en enkel puls vid utgången av logaritmisk förstärkare 7. Block 12 tar emot ingång följande signaler : den första derivatsignalen till ingång 131 (diagram b), den första derivatsignalen medelvärdesvärderad över 30 s till ingång 15, och den andra derivatsignalen till ingång 11 (diagram c). Genomsnittstiden väljs som den minsta, motsvarande frekvensområdet för den toniska komponenten i EDA. Som ett resultat finns det vid utgången av differentialförstärkaren 19 en spänning på U", som motsvarar den första derivatan av logaritmen för insignalen, kompenserad för trendvärdet. Värdet på U" är numeriskt lika med spänningen ökning på en sekund, uttryckt i %, i förhållande till värdet av den toniska komponenten (se fig. 4b). Det är denna signal som analyseras av resten av kretsen. Tidsinställningen för elementen i blocket 12 utförs av synkroniseringskretsen 22 enligt följande. Signalen från komparatorns 17 utgång är ett positivt spänningsfall som uppstår när spänningen från differentiatorns 10 utgång överskrider tröskelvärdet VSI (fig. 4, c). Det numeriska värdet på tröskelspänningen VS1 i volt väljs så att det motsvarar en förändring i andraderivatan på minst 0,2 %, vilken bestäms experimentellt. Denna stigande kant (fig. 4d) är triggerstroben för tidskretsen 22. Komparatorn 18 (se fig. 4, e) genererar positiva och negativa spänningsfall vid sin utgång när insignalen U"" passerar genom noll. Efter att ha startat synkroniseringskretsen med en strobpuls från komparatorn 17 genereras korta strobpulser på varje kant av signalen från komparatorn 18. Den första strobpulsen matas till utgången 25 (fig. 4, f) och matas sedan till samplings- och hållkretsen 20, som fixerar värdet på U "i det ögonblick som maximivärdet nås (fig. 4, g). Den andra stroben (fig. 4. h) går in från utgången 27 på synkroniseringskretsen 22 till strobe-ingången på den andra samplings-och-håll-kretsen 21, som fixerar U"-värdet vid ett minimum (fig. 4, i) ). Den första pulsen matas också till ingången av sågtandsspänningsgeneratorn 26, som genererar en linjärt ökande spänning efter ankomsten av strobepulsen (fig. 4, j). Signalen från utgången från generatorns 26 sågtandsspänning matas in till jämförelsen av kretsen 29. Utsignalen från kretsen 20 matas till ingången på jämförelsekretsen 30. Signalen från utgången från kretsen 21 matas till kretsen 31. Dessutom matas signalerna från utgångarna från kretsarna 20, 21 till ingångarna A och B för den analoga delaren 32. Signalen från utgången från den analoga delaren 32, proportionell mot förhållandet mellan inspänningarna UA/UB, tillförs jämförelsen av ingångskretsen 33. Signalerna från utgångarna från alla jämförelsekretsar 29, 30, 31 och 33 matas till ingångarna 35, 36, 37, 38 på den logiska OCH-kretsen 34, som klockas av en strobpuls (se fig. 4, k). matas till strobingången 39 från utgången 28 på kretsen 22. Som ett resultat genereras en logisk "1"-puls vid utgången 40 av kretsen 34 om en logisk "1"-signal tillförs alla fyra ingångarna 35-38 under ankomsten av en strobpuls vid ingång 39, vars positiva flank motsvarar den negativa flanken vid utgång 28. Jämförelsescheman (pos. 29-31.33) kan implementeras på vilket som helst av de traditionella sätten. De genererar en logisk "1"-signal om ingångsspänningen ligger inom det område som specificeras av de två referensspänningarna. Alla interna strobesignaler tillhandahålls av tidskretsen 22, vilken kan implementeras till exempel enligt följande (se fig. 5). Schema 22 har två ingångar: 23 och 24. Ingång 23 är ansluten till S-ingången på RS-vippan 41, som kopplas om till ett enda tillstånd av en positiv flank från komparatorn 17 (fig. 4, d), dvs. när värdet av den andra derivatan U"" överstiger tröskelnivån. Utgången Q från triggern 41 är ansluten till ingångarna på de logiska OCH-kretsarna 42 och 43, vilket gör att signalerna från triggern 44 och inverteraren 45 kan passera genom dem.. Signalen från komparatorn 18 skickas till ingången 24 (Fig. 4, e). Den negativa flanken på signalen från ingången 24 inverteras av växelriktaren 45 och går via kretsen 42 till en annan one-shot 46, som genererar en grindpuls vid utgången 25 (se fig. 4. h). Ett positivt fall från ingången 24 sätter triggern 44 till ett enda tillstånd, vilket i sin tur utlöser engångssignalen 47, som genererar en kort positiv puls. Denna grindpuls matas till utgången 27 på tidskretsen (fig. 4f). Samma puls tillförs ingången till växelriktaren 48, vars utgång är kopplad till ingången på engångsenheten 49. Således triggas kretsen 49 av pulsens bakkant från utgången 47 och genererar en tredje korta stroboskoppulsen (se Fig.4, k). Denna puls matas till utgången 28 och används även för att återställa RS-vipporna 41 och 44, för vilka den tillförs deras R-ingångar. Efter passagen av denna puls är synkroniseringskretsen 22 åter redo för drift tills nästa signal anländer till ingången 23. Som ett resultat av driften av synkroniseringskretsen 22 beskriven ovan, vid utgången 40 av formanalysblocket 12 (se fig. 3), genereras en kort logisk "1"-puls under förutsättning att de analyserade parametrarna ligger inom de specificerade gränserna. Det bör noteras att i FIG. 2, d-etiketter Si och S2 benämns bara de indikerade pulserna; För tydlighetens skull är de överlagrade på graferna för första och andra derivatan av den analyserade signalen. Hårdvaruimplementeringen av organen för att extrahera signaler från den toniska komponenten och pulser från den fasiska komponenten har beskrivits ovan. Samtidigt kan identifieringen av en användbar impuls av faskomponenten mot bakgrund av buller och blodtryck också utföras av programvara. I FIG. 6 visar ett exempel på en datorimplementering av anordningen som använder digital signalbehandling. Anordningen innefattar en ingångsanordning 1 ansluten till elektroderna 2, 3 för anslutning till mänsklig hud 4. Elektroderna är anslutna genom ett motstånd R6 till en källa 5 med en stabiliserad konstant referensspänning. Signalen från motståndet 6 matas till ingångsanordningen - operationsförstärkare 50 med höga ingångs- och låga utgångsimpedanser, som arbetar i linjärt läge. Från utgången från förstärkaren 50 matas signalen till ingången på en standard 16-bitars analog-till-digital-omvandlare 51 (ADC) installerad i expansionsluckan på en IBM-kompatibel dator 52. Logaritmen och all ytterligare analys av signalen utförs digitalt. Med hjälp av de ADC-konverterade värdena för strömmen som flyter mellan elektroderna (I meas)> beräknas första och andra derivatan av värdet 100ln(I meas). Värdena för den första derivatan måste beräknas med en korrigering för trenden. Trendvärdet definieras som medelvärdet av det första derivatet under en period på 30 till 120 s. Därefter utförs bestämningen av tillhörigheten av den analyserade pulsen till GSR-signalen (kontrollerar att villkoren uppfylls (*)). Om formparametrarna uppfyller de fastställda kriterierna benämns nämnda puls som GSR-pulser, och om den inte är uppfylld hänvisas den till som artefakter. Den beskrivna metoden och anordningen kan användas i olika medicinska och psykofysiologiska studier, där en av de uppmätta parametrarna är hudens elektriska ledningsförmåga. Dessa är till exempel: simulatorer med återkoppling av hudmotstånd för att utveckla avslappnings- och koncentrationsförmåga, professionella urvalssystem etc. Dessutom kan den patenterade uppfinningen användas för att till exempel bestämma nivån av vakenhet hos en förare fordon under verkliga förhållanden, kännetecknad av närvaron av många störningar. Implementering av enheter kan enkelt utföras på en standardelementbas. En variant av enheten med digital signalbehandling kan implementeras baserat på valfri personlig dator, såväl som att använda vilken mikrokontroller eller mikrodator som helst. Anslutningen av mätdelen och signalbehandlingsanordningen (både analog och digital) kan utföras av någon av kända sätt, både över en trådbunden kanal och trådlöst, till exempel över en radiokanal eller en IR-kanal. Det finns många olika versioner av enheten, beroende på skicklighet och yrkeskunskap, såväl som elementbasen som används, så diagrammen som ges bör inte tjäna som begränsningar för implementeringen av uppfinningen.

Krav

1. En metod för att registrera galvaniska hudreaktioner, inklusive fixering av två elektroder på människokroppen, applicering av en elektrisk spänning på dem, registrering av tidsförändringen av den elektriska ström som flyter mellan elektroderna och fixering av strömpulser i frekvensbandet för det fysiska komponent av den elektrodermala aktiviteten, kännetecknad av att de analyserar formen av varje puls i sekvensen av pulser i frekvensbandet för den fysiska komponenten, för vilken signalen registreras i form av en tidsderivata av logaritmen för det numeriska värdet av den elektriska strömmen, bestäms storleken på trenden på grund av förändringar i signalen i frekvensbandet för den toniska komponenten av den elektrodermala aktiviteten, och värdet på den första derivatan korrigeras genom att subtrahera trendvärdet från den, registrera andra tidsderivatan av logaritmen för det numeriska värdet av den elektriska strömmen, bestäm början av pulsen för den nämnda signalen i det ögonblick som andra derivatan av tröskelvärdet överskrids, och bestäm sedan De bestämmer överensstämmelsen mellan pulsformen och de fastställda kriterierna, och om det finns en sådan överensstämmelse, hänvisas den analyserade pulsen till den fysiska komponentens pulser, och i frånvaro av en sådan överensstämmelse kallas de artefakter. 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att trendvärdet bestäms som medelvärdet av den första derivatan över ett tidsintervall, företrädesvis från 30 till 120 s. 3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att trendvärdet bestäms som medelvärdet av den första derivatan över ett tidsintervall på 1 - 2 s, förutsatt att värdena för första och andra derivatan är mindre än de angivna tröskelvärdena under detta tidsintervall. 4. Förfarande enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknat av att ankomsttiden för den första derivatans puls anses vara det ögonblick då den andra derivatan överskrider tröskelvärdet med åtminstone 0,2 %. 5. Förfarande enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknat av att vid bestämning av pulsens form, värdena för de maximala f m a x och minsta f m i n-värdena av den första derivatan minus trendvärde, deras förhållande r, tidsintervallet t x mellan minimum och maximum för den första derivatan registreras, med I detta fall bestäms ögonblicken för att nå maximi- och minimivärdena för den första derivatan av teckenögonblicket förändring av andraderivatan. 6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att kriterierna för att tillhöra den analyserade pulsen till signalen för den fysiska komponenten av den elektrodermala aktiviteten är ojämlikheter
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.

Fysiologiska studier i slutet av 1800-talet fann att mellan två elektroder direkt applicerade på huden finns det en potentialskillnad på grund av lokal metabolism, kärlens tillstånd och hudens hydrofilicitet. Områden av huden rika på svettkörtlar är elektronegativa, medan områden som är fattiga i dem är elektropositiva. Under påverkan av smärta, mental stress, excitation av analysatorerna kommer den potentiella skillnaden att förändras. Denna effekt upptäcktes av den ryska fysiologen I.R. Tarkhanov 1889. Vanligtvis, mellan elektroder placerade på ett avstånd av 1 cm från varandra, är potentialskillnaden Δφ 10 - 20 mV. Under påverkan av stimuli växer Δφ till tiotals och hundratals millivolt. För att avlägsna potentialer används elektroder gjorda av zink eller silver och har formen av skivor med en diameter på ~ 10 mm. Konduktiv pasta används för bättre kontakt. Tidigare gjordes pastan av kaolin och en mättad lösning av ZnS i vatten. För närvarande används en industripasta. Mätschemat visas i figuren. Man kan se att ersättningsmetoden används. Knapp 1 är stängd för mätning, knapp 2 slås på godtyckligt. Då minskar reostaten till noll strömmen som visas av amperemetern i mätkretsen. Om det inte fungerar, växla knapp 2. Därefter appliceras objektets stimulans och efter en latent period (som är 1–3 s) registreras det galvaniska hudsvaret på stimulansen. Denna procedur kallas galvanisk hudreaktion enligt Tarkhanov.

Den galvaniska hudreaktionen kan registreras enligt metoden av den franske läkaren K. Feret. Denna teknik mäter det elektriska motståndet mellan två punkter på huden. Under inverkan av ett irriterande ämne förändras hudens elektriska motstånd efter att den latenta tiden har förflutit. Båda metoderna ger identiska resultat vid registrering av galvanisk hudrespons (GSR).

KGR:s informativa möjligheter.

Hudens elektriska ledningsförmåga beror på det autonoma nervsystemets tillstånd. De faktorer som bestämmer den elektriska ledningsförmågan är svettkörtlarnas aktivitet, biologiska membrans permeabilitet, hudens hydrofilicitet och blodtillförseln. Influenser under påverkan av vilka den elektriska ledningsförmågan förändras: smärta, neuropsykisk spänning, afferenta stimuli (ljus, ljud). Förändringen i hudens elektriska motstånd kallas GSR, eftersom den åtföljs av en förändring i hudens galvaniska potential. Det utförs vid konstant spänning.

Galvaniska hudreaktioner är mycket ospecifika, eftersom de kan associeras med både komplexa neuroendokrina förändringar och förändringar i informationsflöden i det centrala nervsystemet. När det sympatiska systemet är exciterat minskar hudmotståndet (eller så ökar elektrodens negativa potential). Med parasympatiska reaktioner händer det motsatta.

När piloter flög längs Kepler-parabeln observerades fluktuationer i elektriskt motstånd, orsakade av verkan av överbelastning, varvat med tillstånd av viktlöshet. Schizofreni uppvisar spontana galvaniska hudreaktioner. Tillsammans med dessa relativt snabba reaktioner finns det också långsamma förändringar i potentialer (en gång i timmen, dagligen). I sömnen växer motståndet. När den vestibulära apparaten exciteras minskar motståndet. GSR anses vara ett mått på pilotens vaksamhet och medvetenhet. Denna metod registrerar känslor - spänning, rädsla, rädsla, etc.

RGR-metoden användes på rymdfarkoster i samband med medicinsk forskning och övervakning av astronauternas tillstånd. När man flyger på Vostok 3 och Vostok 4 registrerade denna metod långsamma fluktuationer i den galvaniska hudpotentialen och på Vostok 5 och Vostok 6 snabba fluktuationer. Denna metod har också vissa implementeringssvårigheter. De är förknippade med tillväxt. elektrisk resistans på grund av kränkning av kontakt med huden och på grund av polariseringsfenomen. För piloter och kosmonauter appliceras elektroder för registrering av GSR på foten - ryggen och plantardelarna. Fixa elektroderna på det elastiska bandaget. Ospecificiteten hos galvaniska hudreaktioner dikterar behovet av deras ständiga jämförelse med andra fysiologiska indikatorer, med inspelning av radiokommunikation och med en TV-bild. Till exempel, på inspelningen av den galvaniska hudresponsen av V.V. Tereshkovas signal sammanföll med att hon vaknade ur sömnen, vilket styrdes av att hennes ögon öppnade. Det senare registrerades med elektrookulografi (EOG).

Hudgalvaniska fenomen har studerats i vårt land och utomlands av olika författare och i olika riktningar. De fysiologiska, reflexmässiga, fysikalisk-kemiska mekanismerna för elektriska hudreaktioner, den fysikalisk-kemiska karaktären hos hudens elektriska potentialer och nervsystemets inverkan på dem, hud-galvaniska reaktioner hos friska och sjuka personer på kliniken studerades.
Registrering och fixering av galvanisk hudrespons (eller galvanisk hudpotential) för instrumentell lögndetektion utförs med hjälp av en polygraf och speciell programvara. Den galvaniska hudreaktionen (hädanefter kallad GSR) tas med hjälp av en enkel sensor som består av två elektroder, som är fästa på den mänskliga hudytan, i synnerhet till "kuddarna" på nagelns (övre) falanger. fingrar.
Trots tillgängliga studier (Vasilyeva V.K. - 1964; Raevskaya O.S. -1985), som bekräftar förekomsten av vissa skillnader i hudpotentialer, beroende på platsen för avlägsnande av GSR (vänster eller höger sida av kroppen), enligt min mening, detta inte i grunden påverkar resultatet av tolkningen av polygram vid undersökningar med hjälp av en polygraf. Men om du har ett val rekommenderar jag att du skjuter GSR från vänsterhandens fingrar, eftersom man traditionellt tror att en mer uttalad reaktion tas från vänster hand, som är under kontroll av den "mer känslomässiga" högra hjärnhalvan av hjärnan.
I detta dokument använder vi forskningsmaterial som erhållits med polygrafen "KRIS" tillverkad av Varlamov och motsvarande programvara "Sheriff".
Det har fastställts att elektriska fenomen i levande vävnader, inklusive mänsklig hud, beror på joniska förändringar.
Studiet av GSR började på 1800-talet. Enligt tillgängliga data upptäckte Feret 1888 och 1889 Tarkhanov två fenomen av hudens elektriska aktivitet. Feret upptäckte att motståndet (elektrisk ledningsförmåga) i huden förändras när en ström på 1-3 volt passerar genom den i dynamiken för inverkan av känslomässiga och sensoriska stimuli. Fenomenet GSR, upptäckt lite senare av Tarkhanov, består i det faktum att när man mäter hudens potential med en galvanometer, upptäcks en förändring i denna potential beroende på en persons känslomässiga upplevelser och de medföljande sensoriska stimulierna. Uppenbarligen, under sådana omständigheter, mäter Feret-metoden GSR genom att mäta hudmotstånd, och Tarkhanov-metoden mäter GSR genom att mäta hudpotential. Båda metoderna mäter GSR i dynamiken i utbudet (presentationen) av stimuli. I samband med GSR:s uppenbara beroende av mentala fenomen, kallades GSR under en tid för den psykogalvaniska reaktionen eller Feret-effekten. Förändringen i hudens potential kallades under en tid Tarkhanov-effekten.
Senare vetenskapsmän (Tarkhanov I.R. - 1889; Butorin V.I., Luria A.R. -1923; Myasishchev V.N. -1929; Kravchenko E.A. - 1936; Poznanskaya N.B. - 1940; Gorya V.P. -.194 V.P. -.194 V.P. -.194 V.P. -. ; Kondor I.S., Leonov N.A. -1980; Krauklis A.A. -1982; Arakelov GG -1998 och många andra) utvecklade och bekräftade den angivna jonteorin om bioelektriska potentialer. Enligt d.b.s. Vasilyeva V.K. (1964), en av de första i vårt land, den joniska teorin om bioelektriska potentialer och strömmar underbyggdes av V.Yu. Chagovets (1903).
Det enklaste och tydligaste konceptet av GSR, ur en psykologisk synvinkel, enligt min mening, föreslogs 1985 av L.A. Karpenko: "Galvanisk hudrespons (GSR) är en indikator på hudens elektriska ledningsförmåga. Den har fasiska och toniska former. I det första fallet är GSR en av komponenterna i den orienteringsreflex som uppstår som svar på en ny stimulans och dör bort med dess upprepning. Den toniska formen av GSR kännetecknar långsamma förändringar i hudens konduktans som utvecklas, till exempel med trötthet "(A Brief Psychological Dictionary / Sammanställd av L.A. Karpenko; Under allmän redaktion av A.V. Petrovsky, M.G. Yaroshevsky. - M.Zh Politizdat, 1985, s. 144).
2003 gjorde Nemov R.S. gav följande definition: "Galvanisk hudrespons (GSR) är en ofrivillig organisk reaktion registreras med lämpliga instrument på ytan av mänsklig hud. GSR uttrycks i en minskning av det elektriska motståndet hos hudytan mot ledning av en elektrisk ström med låg styrka på grund av aktiveringen av svettkörtlarna och efterföljande återfuktning av huden. Inom psykologi används GSR för att studera och utvärdera de känslomässiga och andra psykologiska tillstånden hos en person vid ett givet ögonblick. På grund av GSR:s natur bedömer de också en persons prestation olika sorter aktivitet "(Psykologi: Ordboksuppslagsbok: om 2 timmar - M .: Förlag VLADOS-PRESS, 2003, del 1 s. 220).
Den mest kortfattade definitionen av GSR finns i N.A. Larchenko: "Galvanisk hudrespons är en indikator på hudens elektriska ledningsförmåga som förändras med olika psykiska sjukdomar" (Ordbok-referensbok för medicinska termer och grundläggande medicinska begrepp / N.A. Larchenko. - Rostov- na - Don: Phoenix, 2013, s. 228).
Det finns många moderna definitioner av GSR, medan det inte finns någon strikt och exakt generaliserande teori om det galvaniska hudsvaret. Med tanke på de många vetenskapliga studier som utförts i vårt land och utomlands måste vi erkänna att många frågor kvarstår i studien av GSR. "Hudens elektriska aktivitet (EC) är förknippad med aktiviteten av svettning, men dess fysiologiska grund har inte studerats fullt ut" (Psychophysiology: a textbook for universities / Redigerad av Yu.I. Aleksandrov, St. Petersburg: Peter, 2012, s. 40). Utan att gå in på en lista med teorier bör det noteras att för instrumentell lögndetektion är GSR kanske den mest effektiva indikatorn på en persons psykofysiologiska aktivitet. Det viktigaste för instrumentell upptäckt av lögner är kopplingen av den galvaniska hudreaktionen med en persons fysiologiska och mentala processer, den stabila kopplingen av amplituden, längden och dynamiken hos GSR med verbala och icke-verbala stimuli som orsakar det , samt det faktum att dessa samband återspeglas i varierande grad. "Många studier utförda av olika författare har visat att GSR återspeglar den allmänna aktiveringen av en person, såväl som hans spänning. Med en ökning av aktiveringsnivån eller en ökning av spänningen minskar hudmotståndet, medan vid avslappning och avslappning ökar nivån av hudmotstånd sid 17).
Enligt Varlamov V.A. "Analys av data om mekanismen för förekomst och reglering av en hudreaktion, dess informativa tecken visade att:
- tonisk hudreaktion är en återspegling av djupa processer av funktionell omstrukturering i centrala nervsystemet;
- Storleken på svaret hos den galvaniska hudreflexen är direkt beroende av stimulansens nyhet, de typologiska egenskaperna hos högre nervös aktivitet, motivationsnivån hos ämnet och hans funktionella tillstånd;
- dynamiken hos indikatorerna för fasisk CR kan vara ett kriterium för graden av känslomässig överbelastning av det mänskliga funktionssystemet. Om ytterligare tillväxt känslomässig stress leder till en minskning av fasisk CR, detta indikerar gränsen för ämnets funktionella kapacitet;
- Metoderna för registrering, mätning av dynamiken i hudmotstånd eller hudens potential när det gäller informationsinnehåll skiljer sig inte åt;
— informativa egenskaper hos RC-kurvan är gemensamma för alla periodiska kurvor.
När man analyserar CR är det nödvändigt att ta hänsyn till egenskaperna hos rörligheten i människors nervsystem, med hänsyn till regionala och nationella egenskaper. Det är omöjligt att utifrån CR-kurvan avgöra vilken nationalitetsrepresentant som prövas, men det faktum att han t.ex. är representant för sydliga folk, temperamentsfull, med ett mobilt nervsystem - du kan bestämma. (Varlamov V.A., Varlamov G.V., Computer lie detection, Moscow-2010, s.63).
Med tanke på ovanstående anser jag att det är lämpligt att fastställa de viktigaste egenskaperna hos GSR som är nödvändiga för redovisning och förståelse för psykofysiologisk forskning (undersökningar) med hjälp av en polygraf och den så kallade instrumentella lögndetektionen.
Galvanisk hudrespons (GSR) är en indikator på hudens elektriska ledningsförmåga och motstånd, dess egen elektrisk potential hud. Det har fastställts att dessa indikatorer förändras hos en person beroende på yttre och interna förhållanden. De viktigaste, enligt min mening, tillstånd inkluderar: det psykologiska tillståndet hos en person, det fysiologiska tillståndet hos en person, en persons anpassningsförmåga, miljöförhållanden, styrkan, frekvensen och intensiteten hos den presenterade stimulansen, etc.
Galvanisk hudrespons (GSR) har fasiska och toniska komponenter. Den fasiska komponenten karakteriserar den psykofysiologiska reaktionen i samband med erkännandet av den presenterade stimulansen. Dessa egenskaper är förknippade med erkännandet av sådana komponenter i den presenterade stimulansen som dess nyhet, intensitet, plötslighet-förväntning, styrka, semantiskt innehåll och känslomässig betydelse. Den toniska komponenten karakteriserar det psykofysiologiska tillståndet hos organismen som studeras, graden av anpassning till den presenterade stimulansen.
Den galvaniska hudresponsen (GSR) under kontrollerade förhållanden är praktiskt taget inte mottaglig för att korrigera medveten kontroll. I närvaro av externa eller interna förhållanden som påverkar tillståndet för GSR, genom arten av förändringen i de fasiska och toniska komponenterna i GSR, kan man ganska objektivt bestämma de kvalitativa egenskaperna hos de påverkande faktorerna. Denna omständighet gör det möjligt att ganska objektivt skilja spontan GSR från godtycklig GSR.
Den galvaniska hudresponsen (GSR) vid tidpunkten för den psykofysiologiska studien med hjälp av en polygraf kan betraktas som en indikator på graden av igenkänning av den presenterade stimulansen, en indikator på känslor, en indikator på en stressreaktion, en indikator på den funktionella kroppens tillstånd och allt ovanstående samtidigt.
Det är känt från klassisk psykofysiologi att GSR är associerat med thalamiska och kortikala regionerna i hjärnan. Man tror att aktiviteten hos neocortex regleras av retikulär bildning, medan hypotalamus bibehåller autonom tonus, aktiviteten i det limbiska systemet och allmän nivå en persons vakenhet. Det har också bevisats att GSR delvis påverkas av det mänskliga parasympatiska systemet.
Fragment från boken "Encyclopedia of the polygraph"

Sfärer för praktisk tillämpning av GSR-metoden I psykologiska och psykofysiologiska studier som kräver en integrativ bedömning av funktionstillståndet; Att lösa olika tillämpade problem inom arbetspsykologi, psykofysiologi, ingenjörspsykologi, etc., relaterade till den kvantitativa bedömningen av olika faktorers inverkan på en person;

Sfärer för praktisk tillämpning av GSR-metoden För att påskynda processen att lära sig olika metoder för självreglering av det psykofunktionella tillståndet; metoder för självreglering av det psykofunktionella tillståndet För forskning relaterad till optimering av sätt för en person att lösa problemögonblick och problemsituationer under utförandet av yrkesaktiviteter.

Tillämpning av GSR-parametrar Att kvantifiera alla typer av känslomässiga manifestationer som observeras både som ett resultat av specialeffekter i experiment och som en indikator på subjektiva upplevelser; Som en parameter för energisäkerhet för både hela organismen som helhet och individuella system.

Svettning GSR-modell Processen för ledning av elektrisk ström genom huden bestäms av vätskors elektriska ledningsförmåga (svettutsöndring och hydrering av det övre lagret), och kvantitativt bestäms hudens elektriska parametrar av de kvantitativa parametrarna för vätskeutsöndring .

Svettmodell av GSR Kvalitativa förändringar i sammansättningen av vätska i huden beaktas inte. När en person aktiveras under påverkan av impulser i nervändarna i de övre skikten av huden, ökar intensiteten av svett i svettkörtlarna.

Svettmodell av GSR Snabba (fasiska) förändringar i GSR-signalen återspeglar en ökning av elektrokutan konduktans och en minskning av elektriskt hudmotstånd. Långsammare toniska förändringar i nivån på GSR-signalen bestäms av intensiteten av svett och graden av hydrering (mättnad av hudens övre lager med flytande elektrolyter).

GSR jonmodell (VV Sukhodoev) I det normala funktionella tillståndet är en betydande del av vävnadjonerna i det aktiva (fria) tillståndet, vilket gör det möjligt för huden att utföra sin funktion av energiutbyte av människokroppen med miljön.

GSR jonmodell (VV Sukhodoev) Med en ökning av aktiveringen (på grund av nervimpulser) ökar aktiviteten hos elektrolytjoner och cellmembranens energipotential minskar. Joner på cellmembran rör sig från fria till bundet tillstånd och öka hudens ledningsförmåga, dvs. en aktiveringsreaktion i form av fasisk GSR observeras.

GSR jonmodell Med en minskning av energipåverkan från det centrala nervsystemet, kopplas processerna för övergång av joner till ett mer stabilt bundet tillstånd automatiskt på på grund av deras gruppering på cellmembran (en del av jonenergin överförs till cellerna för intracellulära processer associerade med ackumulering av energi på cellulär nivå).

Tre huvudtyper av bakgrunds-GSR (L.B. Ermolaeva-Tomina, 1965) Stabil (i bakgrunds-GSR är spontana fluktuationer helt frånvarande); Stabil-labil (separata spontana fluktuationer registreras i bakgrunds-GSR); Labil (även i frånvaro av yttre stimuli registreras spontana fluktuationer kontinuerligt).

Galvanisk hudreaktivitet Galvanisk hudreaktivitet är den lätthet med vilken reaktioner på exponering utvecklas. Beroende på graden av reaktivitet delas alla människor in i lågreaktiva (reaktioner inträffar inte ens på stimuli av betydande intensitet) och mycket reaktiva (vilken som helst, även den mest obetydliga yttre påverkan orsakar intensiv GSR). Det finns mellantyper. Mycket reaktiva människor är aktiva, upphetsade, oroliga, egocentriska, mycket fantasifulla. Lågreaktiva människor är slöa, lugna och benägna att depression.

Hastighet av GSR-extinktion och typologiska egenskaper hos nervsystemet Graden av GSR-extinktion vid upprepad stimulans är långsammare hos personer med hög excitationsdynamik; hos individer med hög hämningsdynamik observeras en snabb blekning av GSR när stimulansen upprepas.

Metod för att bestämma styrkan hos nervsystemet (enligt V.I. Rozhdestvenskaya, 1969; V.S. Merlin, E.I. Mastvilisker, 1971) Registrering av framkallad GSR som svar på upprepad (30) presentation av en stimulus. Reaktionen på de första fem presentationerna tas inte med i beräkningen, eftersom. betraktas som vägledande. De genomsnittliga GSR-amplituderna jämförs under de 3 sekunderna (från 6 till 8) och de 3 sista presentationerna av stimulansen. En indikator på styrka-svagheten i nervsystemet är procentandelen logaritmer av medelamplituden. Ju högre koefficientens värde är, desto högre styrka har nervsystemet.

GSR-amplitudvärden I normalt tillstånd är GSR-amplituden mV/cm; Med ökande excitation ökar GSR-amplituden till 100 mV/cm.

GSR-BFB-träning Som en psyko-emotionell tillståndskorrelator används GSR flitigt i BFB-kretsen vid behandling av CNS-sjukdomar, neuroser, fobier, depressiva tillstånd, olika emotionella störningar och ökad mental stabilitet under stressiga förhållanden. Att eliminera överdriven vegetativ aktivering som svar på externa faktorer, biofeedback - GSR-träning för praktiskt taget friska människor gör det möjligt att minska det psykofysiologiska priset för aktivitet och förbättra dess kvalitet, särskilt i situationer med stort ansvar, brist på tid, information och pengar, såväl som i förhållanden för trolig fara och störningar.

GSR-BOS utbildning Syftet med proceduren. Bildande hos patienten av en stereotyp av hämning av den autonoma aktiveringsreaktionen som svar på presentationen av oväntade ljudstimuli. Indikationer och kontraindikationer. Det rekommenderas för patienter med överdriven autonom aktivering som svar på presentationen av en obetydlig akustisk stimulans. De kan användas i slutskedet av undervisningen av avslappningsfärdigheter under påverkan av störande stimuli. Dessutom är normaliseringen av utsläckningshastigheten för den orienterande reaktionen ett av hjälpstadierna i loppet av ökande mental stressmotstånd. Denna typ av träning är kontraindicerad vid akuta psykotiska tillstånd, neurosliknande konsekvenser av en huvudskada, neuroinfektioner och andra organiska hjärnskador.

Specifikationer för applicering Under proceduren måste rummet hållas vid en konstant temperatur på 20 ... 24 ° C och det bör inte finnas några främmande ljud. Det rekommenderas inte att börja träna tidigare än två timmar efter en tung måltid. Handen med elektroderna ligger fritt på stolens armstöd, aktiva rörelser bör om möjligt uteslutas. I vissa fall, med samma stimuli, kan det finnas en skillnad i amplituderna för reaktioner på höger och vänster hand. I detta fall bör sidan med de större amplitudvärdena användas.

Scenario för biofeedback-träning KGR "Familiarization" Scenario idé. Genom att kontrollera dynamiken i sin egen GSR under episodisk presentation av obehagliga ljudstimuli, hittar och konsoliderar patienten en responsförmåga som inte åtföljs av utbrott av GSR och följaktligen överdriven autonom aktivering. Scenario detaljer. Som en modell av stressande influenser används akustiska signaler av ökad volym och subjektivt obehagliga för patienten. Momenten i deras presentation bildas slumpmässigt med hjälp av en signalgenerator.

Scenario för biofeedback träning GGR "Familiarization" Kontrollerade parametrar och konfiguration av borttagning. Som kontrollerad parameter det absoluta värdet av GSR (M GSR) används. GSR-registrering utförs från handflatan av de distala falangerna i index och långfingrar på en av händerna. Innan elektroderna appliceras behandlas huden med en 70% alkohollösning. På fingret, i kontaktområdet med den arbetande delen av elektroden, bör det inte finnas några skrubbsår och andra hudskador. Om tillgängligt kan du använda ett annat finger eller flytta elektroden till mittfalangen på samma finger. Fästningen av elektroderna bör inte vara tätt.

Beskrivning av proceduren "Förbättra spänningsbeständighet" Syftet med proceduren. Det används för att bemästra och konsolidera färdigheterna för att minska svårighetsgraden av vegetativa manifestationer och känslomässiga spänningar när de utsätts för stressfaktorer. Indikationer och kontraindikationer. Rekommenderas för funktionell träningsterapi av patienter med neuros med ångest-foba symtom, förbättra mental anpassning, öka den mentala stabiliteten hos en person till olika stressfaktorer. Det rekommenderas också att övervinna inre mental spänning, känslor av vag ångest och orsakslös rädsla. Förfarandet kan användas av praktiskt taget friska personer vars aktiviteter sker under förhållanden av ökat ansvar, tidsbrist och möjlig fara.

Beskrivning av proceduren "Förbättring av stressbeständighet" Ingreppen är kontraindicerade vid akuta psykotiska tillstånd, neurosliknande konsekvenser av en huvudskada, neuroinfektioner och andra organiska lesioner i hjärnan. Man bör ta hänsyn till att, som med användningen av alla typer av biofeedback, är effektiviteten av biofeedback enligt GSR reducerad hos patienter med intellektuella-mnestiska störningar. Därför, i närvaro av denna patologi av en uttalad grad, är det nödvändigt att överväga frågan om lämpligheten att förskriva den beskrivna metoden. Det rekommenderas för patienter med överdriven autonom aktivering som svar på presentationen av en obetydlig akustisk stimulans.

Beskrivning av tillvägagångssättet "Förbättra spänningsbeständigheten" Applikationsspecifikationer. För att framkalla ett tillstånd av orolig förväntan hos en patient används elektrokutana stimuli (ES), som genereras med hjälp av en elektrisk stimulator. Preliminär briefing, samtycke från patienten och individuellt val av intensiteten av den elektriska stimulansen krävs. Filtinsatserna på elektrostimulatorelektroderna ska vara väl fuktade med kranvatten. När de torkar minskar stimuleringsintensiteten, så om träningspasset varar mer än 30 minuter, använd "Paus"-knappen och fukta dem ytterligare. I ett förfarande rekommenderas inte användning av fler än 15 ES.

Beskrivning av proceduren "Förbättring av stresstålighet" De kan användas i slutskedet under utbildningen av avslappningsfärdigheter under påverkan av störande stimuli. Dessutom är normaliseringen av utsläckningshastigheten för den orienterande reaktionen ett av hjälpstadierna i loppet av ökande mental stressmotstånd.

Litteratur 1) Dementienko V.V., Dorokhov V.B., Koreneva L.G. Hypotes om arten av elektrodermala fenomen // Human Physiology T C) Ivonin A.A., Popova E.I., Shuvaev V.T. och andra Metoden för beteendepsykoterapi med biofeedback på galvanisk hudrespons (GSR-BFB) vid behandling av patienter med neurotiska fobiska syndrom // Biofeedback, 2000, 1, p) Fedotchev A.I. Adaptiv biofeedback med feedback och kontroll av funktionstillståndet av en person / Institute of Cell Biophysics RAS // Advances in Physiological Sciences T. 33. N 3. C

Hudens elektriska aktivitet - galvanisk hudrespons(GGR) - bestäms på två sätt. Den första, som föreslogs av S. Fere (Fere) 1888, är en mätning av hudens motstånd. Den andra - mätningen av potentialskillnaden mellan två punkter på hudens yta - är associerad med namnet på I.R. Tarkhanov (1889).

Jämförelse av GSR mätt med Feret-metoden och med Tarkhanov-metoden ledde till slutsatsen att förändringar i skillnaden i hudpotentialer och hudmotstånd återspeglar samma reflexreaktion som registrerats i olika fysiska förutsättningar(Kozhevnikov, 1955). Förändringar i motstånd representeras alltid av en enfasvåg av minskning av det initiala hudmotståndet. Förändringar i hudpotentialer kan uttryckas som vågor med olika polaritet, ofta flerfas. Enligt R. Edelberg (Edelberg, 1970) inkluderar hudpotentialskillnaden en epidermal komponent som inte är associerad med aktiviteten hos svettkörtlarna, medan hudens konduktivitet inte har det, det vill säga den återspeglar svettens tillstånd körtlar.

Vid mätning av hudmotstånd med extern källa ström, ansluten med en negativ pol till handflatan, visar sig den latenta perioden för förändringen i motståndet vara 0,4-0,9 sekunder längre än den latenta perioden av förändringar i potentialskillnaden. De dynamiska egenskaperna hos den fasiska GSR återspeglar på ett tillförlitligt sätt snabba processer i CNS. Naturen och formen av tonickomponenten är individuella indikatorer och visar inte ett tydligt beroende av typen av aktivitet (Kuznetsov, 1983).

Två huvudmekanismer är inblandade i förekomsten av GSR: perifer (egenskaper hos själva huden, inklusive aktiviteten hos svettkörtlar) (Biro, 1983) och överföring, associerade med den aktiverande och utlösande verkan av de centrala strukturerna (Lader och Motagu, 1962). Skilj mellan spontan GSR, som utvecklas i frånvaro av yttre påverkan, och framkallad - vilket återspeglar kroppens reaktion på en extern stimulans.

För att registrera GSR, använd

yut opolariserade elektroder, vanligtvis applicerade på handflatan och baksidan av händerna, fingertopparna, ibland på pannan eller fötterna.

GSR är mest effektiv i kombination med

kombination med andra metoder för att bedöma försökspersonernas känslomässiga tillstånd (Fig. 2.24).

Alla de beskrivna metoderna för att få psykofysiologisk information har sina fördelar och nackdelar. Den samtidiga användningen av flera av dem i en experimentell situation gör att man kan få mer tillförlitliga resultat.

Associationsexperiment som analysverktyg

Psykiska fenomen

För första gången associativt experiment föreslogs 1879 av F. Galton, en släkting till C. Darwin. Han visade sig vara en innovatör inom olika områden. mänsklig kunskap. F. Galton introducerade fingeravtryck vid Scotland Yard, insåg betydelsen av tvillingmetoden i genetisk analys, föreslog nya statistiska metoder för att analysera biologiska data och skapade det första testet för att bedöma intelligens. Som de flesta forskare inom dåtidens psykologi utförde han många experimentella studier på sig själv.

Varianten av den associativa metoden som föreslogs av F. Galton såg ut som följer. Han valde 75 engelska ord, skrev vart och ett på ett separat kort och lade det åt sidan i några dagar. Sedan tog han ett kort med ena handen och noterade med hjälp av en kronometer när ordet han läste väckte två olika tankar hos honom. F. Galton vägrade att publicera resultaten av experimentet, med hänvisning till det faktum att "de avslöjar essensen av mänskligt tänkande med en sådan fantastisk klarhet och öppnar tänkandets anatomi med sådan livlighet och tillförlitlighet att det är osannolikt att de kan bevaras om de publiceras och görs till världens egendom” (Miller, 1951).

Systematiskt började metoden med fria associationer för att bedöma en persons tillstånd att tillämpas av 3. Freud (1891). I hans tolkning såg metoden annorlunda ut: patienten, liggande på soffan, yttrade ord, fraser i en timme, uttryckte tankar om ämnen som dök upp i hans sinne.

Ibland förknippades denna typ av association med drömmar som drabbade patienten i barndomen och ofta återkommer i vuxen ålder. 3. Freud visade att förekomsten av långa pauser eller svårigheter i associeringsprocessen indikerar som regel ett förhållningssätt till området för mental konflikt som är omedvetet av subjektet själv.

Ytterligare ett bidrag till utvecklingen av den associativa metoden gjordes av K. Jung (1936), som avsevärt modifierade den och skapade själva det associativa experimentet. Samtidigt genomfördes en liknande studie av Max Wertheimer (Wertheimer e. a., 1992), vars arbete är mindre känt och hade mindre inflytande på ytterligare utveckling psykofysiologi.

K. Jung använde 400 olika ord, bland vilka fanns 231 substantiv, 69 adjektiv, 82 verb, 18 prepositioner och siffror. Särskild uppmärksamhet betalas för att säkerställa att alla ord var kända för de sjuka

mu, som skilde sig kraftigt åt i betydelse och ljud, begränsade honom inte i valet av föreningar till något område. Med hjälp av en kronometer bedömdes den latenta perioden för det verbala svaret och de kvalitativa egenskaperna för association. K. Jung trodde att, trots den uppenbara godtyckligheten i den associativa processen, ger subjektet ofrivilligt ut det som han av misstag anser vara mest gömt.

K. Jung betonade att i analysen av association studeras flera processer samtidigt: perception, individuella egenskaper hos dess förvrängning, intrapsykiska associationer, verbal bildning och motorisk manifestation. Han upptäckte objektiva kriterier för kopplingen av det presenterade ordet med det komplexa förträngt i det omedvetna. Dessa kriterier är: förlängningen av den latenta perioden för det verbala svaret, misstag, ihärdigheter, stereotyper, missförstånd, citat, etc. C. Jung tolkade dock resultaten subjektivt, och hans förgrenade klassificering av associationer är en sammanställning av flera principer för analys, övergången från en till en annan där den är extremt subjektiv, och själva metoderna kommer från olika premisser (grammatiska, psykologiska, medicinska eller fysiologiska).

Samtidigt objektiverade C. Jung för första gången forskningsförfarandet så mycket som möjligt. Resultatet av detta arbete, utöver kriterierna för att bestämma området för omedvetet existerande konflikt, var upptäckten av det faktum att associationer ofta inte är det närmast synliga innehållet, utan resultatet av ett antal associativa processer. Han uppmärksammade svårigheten att hitta friska försökspersoner för undersökning, särskilt bland utbildade.

Frågan om kvalitativ analys av föreningar är fortfarande olöst till denna dag.

J. Dees (Dees, 1965), som analyserade principerna för allmänt accepterade klassificeringar av föreningar, noterade att de är "delvis psykologiska, dels logiska, dels språkliga och dels filosofiska (epistemologiska)". Dessa klassificeringar har ingenting att göra med den associativa processen och är bundna till den ganska godtyckligt. Samtidigt görs ett försök att klämma in associationer i de relationsscheman som finns i grammatik, olika sorters ordböcker, psykodynamiska teorier, såväl som olika idéer om den fysiska världens organisation.

En av de första klassificeringarna föreslogs av D. Hume (1965), som pekade ut 3 typer av associationer: efter likhet, efter angränsning i tid och händelser kopplade till kausala samband. Den mest typiska är den klassificering som J. Miller (Miller, 1951) föreslagit, där föreningar grupperas efter kontrast, likhet, underordning, underordning, generalisering, assonans, enligt sambandet "del - helhet" och möjligheten att överväga det som ett tillägg, i förhållande till egocentrism, kopplingar baserade på en enda rot, förmågan att representeras som en projektion. D. Slobin och J. Green (1976) noterar att "dessa klassificeringar är mycket geniala, men det är inte helt klart vilka slutsatser de kan leda till, hur deras grunder bestäms och vilka deras gränser är."

Associationsexperimentet har använts flitigt för att analysera högre nervös aktivitet frisk och sjuk hjärna hos en vuxen och ett barn (Ivanov-Smolensky, 1963). Samtidigt, den latenta perioden för det verbala svaret och dess genomsnittliga variation, typen och arten av associationen i enlighet med en eller annan klassificering, komplexa reaktioner, d.v.s. väldefinierade reaktioner orsakade av affektogena stimuli.

A.R. Luria (1928) föreslog sin egen modifiering av det associativa experimentet, som han kallade kopplad motorteknik. Testad-

han erbjuds ett stimulansord, som svar på vilket han måste uttala det första associationsordet som kommer att tänka på och samtidigt trycka på den pneumatiska glödlampan. Denna procedur tillåter, förutom den latenta perioden för det verbala svaret, att mäta den latenta perioden och att undersöka formen av den konjugerade motoriska reaktionen som registreras av skrivaren. Det visade sig att i det fall då ämnet presenteras med ord som inte har någon emotionell betydelse för honom, sammanfaller den latenta perioden för det verbala svaret och den tillhörande motoriska reaktionen, och själva motorreaktionen har en enkel form.

När affektiva ord presenteras förändras associationens latenta period avsevärt, eftersom försökspersonen försöker dölja den första associationen som har uppstått, som han av en eller annan anledning inte kan kommunicera till experimentatorn. Ett lätt tryck på päronet är dock associerat med det outtalade svaret, och en kink eller karakteristisk darrning uppträder på myogrammet. Denna oöverensstämmelse mellan de verbala och motoriska komponenterna i responsen återspeglar den associativa processens säregna spända karaktär.

Att genomföra ett associativt experiment åtföljs ofta av ett

hystration av autonoma reaktioner, särskilt GSR (Levinger, Clark, 1961; Leutin, Nikolaeva, 1988; Nikolaeva et al., 1990) och encefalogram (Voronin et al., 1976) (Fig. 2.25).

Användningen av ett associativt test för att analysera idrottares reaktioner på neutrala ord, ord förknippade med framgång / misslyckande, avslöjade följande: i ett tillstånd av mental vila ökar den latenta perioden av associationer till känslomässiga ord med 40%, och för individuella , känslomässigt instabila idrottare - med 200 %. Före starten, hos psykologiskt stabila idrottare, förändras den latenta perioden lite, något överstiger de initiala uppgifterna. Däremot idrottare som upplever hög nivå emotionell stress når ökningen av den latenta perioden för ord associerade med framgång/misslyckande 300 % (Dashkevich, 1968).

Således kan ett associativt experiment vara ett effektivt verktyg både för att analysera den individuella emotionella sfären hos en person och för att bedöma förändringar i detta tillstånd under påverkan av eventuella influenser.

Artefakter -

inspelningar av elektrisk aktivitet som för tillfället är onödiga för forskaren, vilket är störningar.

framkallad potential -

genomsnittlig registrering av hjärnvågsaktivitet under upprepade presentationer av samma stimulus.

Galvanisk hudrespons -

registrerar hudens elektriska aktivitet.

Datortomografi -

modern metod, vilket gör det möjligt att visualisera den mänskliga hjärnans strukturella egenskaper med hjälp av en dator och en röntgenmaskin.