Способ оценки свойств внимания у детей
METHOD FOR ASSESSING THE PROPERTIES OF ATTENTION IN CHILDREN

Изобретение относится к психофизиологии и предназначено для ранней диагностики расстройств функций внимания у детей. Изобретение позволяет оценивать свойства внимания у испытуемых с раннего детского возраста - начиная с 2 лет, а также у испытуемых с умственной отсталостью, задержкой психоречевого развития, при СДВГ, сенсорной алалии, аутизме.
Из уровня техники известен ряд психологических тестов, в которых по количеству ошибок распознавания предъявляемых стимулов судят о различных характеристиках внимания (Психологическое тестирование интенсивности и избирательности внимания. http://www.effecton.ru/11.html)[1]. Известные тесты требуют определенного уровня развития вербальных навыков, арифметических навыков, навыков пространственного мышления, поэтому ограничены в использовании для испытуемых раннего детского возраста или с нарушениями развития.
Известен способ оценки дефицита внимания человека (Патент РФ 2672368, МПК А61В 5/16, опубл. 14.11.2018)[2], заключающийся в том, что испытуемому предъявляют с увеличивающимся контрастом набор стимулов из геометрических фигур, состоящий из треугольника, квадрата и круга и их сочетаний, посредством монитора, расположенного перед испытуемым, при этом испытуемому задают положительный стимул для узнавания - треугольник, квадрат либо круг, при предъявлении набора стимулов испытуемый нажимает на пульте кнопку "ДА" или кнопку "НЕТ", соответственно для положительного или отрицательного ответа на предъявленные стимулы, при этом оценивают количество ошибок, среднее время реакции, минимальное время реакции и максимальное время реакции, по которым производится расчет дефицита внимания по предложенной формуле. Известный способ позволяет оценить различные свойства внимания, однако неприменим к испытуемым раннего детского возраста, а также к испытуемым, имеющим нарушения в понимании обращенной речи и социальном контакте, поскольку предполагает использование вербальной инструкции, успешность усвоения которой напрямую влияет на успешность прохождения теста. Использование в известном способе визуальных стимулов - геометрических фигур в виде квадрата, круга, треугольника, а также условия положительных и отрицательных реакций, требуют наличия у испытуемых навыков пространственного мышления при восприятии геометрических фигур, что также не позволяет применять данный способ для указанной выше группы испытуемых.
Известен психофизический способ оценки работоспособности оператора (патент РФ 2546090, МПК А61В 5/16, опубл. 10.04.2015) [3]. Оператору в случайном порядке предъявляют одинаковые по характеристикам стимулы и регистрируют время сенсомоторной реакции нажатием на кнопку. Предъявляют различающиеся по цвету и длительности свечения зрительные стимулы в виде цветовых пятен, перемещаемых по дискретным позициям на экране нейтрального фона с остановками, при этом длительность свечения пятен характеризуется первой и второй, увеличенной относительно первой, длительностью. В известном способе регистрируют время реагирования только на предъявление пятна с увеличенной длительностью посредством нажатия на кнопку, соответствующую цвету текущего пятна, определяют число ошибок, среднеарифметическое время реагирования на сигналы за весь тест, по которым оценивают работоспособность оператора. Известный способ нацелен на определение концентрации внимания и позволяет оценить наличие или отсутствие утомления в момент прохождения теста, на основании чего определяется работоспособность, однако в силу своего функционала (длительность, фиксированный порядок предъявления цветов) не позволяет делать выводы об истощаемости и застреваемости внимания. Фиксированный порядок предъявления цветов создает вероятность запоминания ответов, статичность цветов кнопок для реагирования также повышает вероятность запоминания и шаблонности ответов. Способ неприменим для испытуемых с нарушениями психоречевого развития или нарушениями социального контакта, поскольку успешность его выполнения зависит от развитости вербальных навыков испытуемого, которому требуется понять и усвоить инструкцию.
Из уровня техники известно предъявление испытуемым детского возраста визуальных стимулов различных цветов - в виде цветных кубиков (Лях, Н. О. Диагностические задания на выявление знания детьми основных цветов и форм, умения их классифицировать в соответствии с заданными признаками и задания на цвето- и форморазличение / Н. О. Лях. - Текст: непосредственный // Молодой ученый. - 2019. - №47 (285). - С.35-37. - URL: https://moluch.ru/archive/285/64394/ (дата обращения: 02.07.2021)[4]. Однако известная методика направлена на оценку когнитивных способностей ребенка - в частности, для диагностики сформированности у ребенка представлений о цвете - и не обладает функционалом для оценки свойств внимания. Кроме того, методика содержит вербальную инструкцию, предполагает диалог испытуемого с диагностом - не подходит для работы с детьми, не понимающими обращенную речь и имеющими нарушения социальных контактов.
Задача изобретения заключается в создании способа оценки различных свойств внимания, доступного для применения с раннего детского возраста, а также для испытуемых с когнитивными нарушениями, в том числе при задержках психоречевого развития, умственной отсталости, специфических расстройствах речи (например, сенсорной алалии), а также при нарушениях социального взаимодействия.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении валидности способа оценки концентрации внимания, его переключаемости и устойчивости у испытуемых детского возраста как интеллектуально сохранных, так и с интеллектуальной недостаточностью и нарушенными социальными контактами.
Для достижения технического результата предлагается способ оценки свойств внимания у детей, состоящий в предъявлении испытуемому визуальных стимулов посредством экрана, расположенного перед испытуемым, реагировании на стимул нажатием на цветную кнопку; определении времени реакции, а также количества ошибок посредством управляющего модуля, отличающийся тем, что с испытуемым проводят невербальный инструктаж, после которого предъявляют последовательность визуальных стимулов, притом, что в качестве визуального стимула испытуемому предъявляют серию из сменяющих друг друга в случайном порядке неподвижных цветных полей; испытуемый реагирует нажатием на одну из цветных кнопок на пульте, причем цвет кнопок на пульте изменяют с каждым последующим визуальным стимулом, определяют медиану скорости реагирования, количество ошибок, наличие повторов в реагировании при предъявлении последующего стимула, время реакции и количество ошибок в первой и второй половине тестирования, по которым оценивают концентрацию внимания, его переключаемость и устойчивость.
Способ может включать стимулирующие заинтересованность испытуемого визуальные блоки.
Способ может включать предъявление серии из 100 сменяющих друг друга цветных полей.
Способ может включать реагирование испытуемого в виде нажатия на одну из трех кнопок красного, зеленого или синего цвета.
Способ может включать изменение цвета поля на экране и цвета кнопок на пульте после правильной реакции испытуемого.
Заявляемый способ может быть осуществлен посредством устройства для определения свойств внимания, включающего управляющий модуль с устройством для отображения визуальной информации, в качестве которых могут быть использованы персональный компьютер, планшет, смартфон с программой, управляющей предъявлением визуальных стимулов, регистрирующей время реакции и оценивающей ее правильность либо ошибочность.
Устройство также содержит пульт, соединенный с управляющим модулем, посредством беспроводной связи либо через USB-кабель. Пульт изготовлен на микросхеме Arduino Nano v 3.0. На пульте расположены кнопки, способные по команде управляющего модуля принимать любой заданный программой цвет посредством встроенных в корпусы кнопок RGB-светодиодов, а также отправлять управляющему модулю сигнал о каждом нажатии кнопки.
Для оценки свойств внимания испытуемому предъявляются случайным образом сменяющие друг друга на экране цветные поля, реагирование испытуемого заключается в нажатии на пульте кнопки, цвет которой должен совпадать с представленным на экране цветом. Каждое следующее поле появляется на экране только после нажатия испытуемым кнопки на пульте, притом, что цвет кнопок на пульте меняется случайным образом после нажатия на кнопку и не имеет закономерной последовательности. При этом цвет одной из кнопок всегда соответствует предъявляемому цветному полю. В частном случае изменение цвета поля на экране и цвета кнопок на пульте происходит только после каждой правильной реакции испытуемого. У детей с когнитивными нарушениями предпочтительнее использовать данный вариант, т.к. это исключает нецеленаправленные нажатия кнопок. Правильная реакция испытуемого заключается в нажатии на пульте кнопки того же цвета, что предъявлена на экране.
Началу работы по оценке свойств внимания предшествует инструкция - ознакомительный блок, в котором испытуемый может попробовать давать ответы (реакции) на предъявляемые цветные поля. Важным является невербальность инструктажа испытуемых, что позволяет применять заявленный способ у испытуемых с нарушениями психоречевого развития, с сенсорной алалией и социальных контактов (детским аутизмом).
Валидность способа оценки свойств внимания указанных групп детей - то есть измерение именно тех свойств, для которых он предназначен (а именно концентрации внимания, его устойчивости и переключаемости) - достигается за счет того, что в способе в качестве обязательного условиях его использования не требуются развитые когнитивные навыки, а также навыки социального взаимодействиям - таким образом, заявляемый способ направлен непосредственно на определение свойств внимания, исключая факторы, ограничивающие условия его применения.
Так невербальность инструктажа вместе с простотой визуального стимула в виде неподвижного цветного поля, распознавание которого не требует развитых вербальных, арифметических навыков, навыков пространственного мышления, реагирование в виде нахождения соответствующего цвета кнопки на пульте позволяют использовать заявленный способ для оценки внимания у испытуемых с раннего детского возраста, как интеллектуально сохранных, так и с интеллектуальной недостаточностью и нарушениями социального контакта. Последнее особенно важно, т.к. для применения существующих методик необходимо вступить в контакт с ребенком, что невозможно или крайне затруднено при детском аутизме. Случайный порядок смены цветов полей на экране и цветов кнопок на пульте делают невозможным запоминание и шаблонность ответов, каждый стимул требует сосредоточенности внимания испытуемого, что создает возможность определять заявленным способом различные свойства внимания (концентрацию, устойчивость, переключаемость).
Способ может включать серию из 100 последовательных заданий (предъявлений цветных полей) или иное количество заданий. Время выполнения заданий составляет от 3 до 10 минут.
В процессе тестирования регистрируются общее время тестирования, скорость реакций, цвет правильно и неправильно нажатых кнопок в сравнении с цветом предъявляемых полей.
По завершении тестирования получают данные об общем времени тестирования, общем количестве безошибочных нажатий (на кнопки), общем количестве ошибок и количестве повторных ошибок, максимальном и минимальном времени реакции, среднее арифметическое и медиану скорости реакции. Также получают графики, демонстрирующие время ответа и ошибочные нажатия.
Для оценки концентрации внимания используют данные о времени ответа и количестве ошибок, сравнивая их с контрольными результатами, полученными у детей без когнитивных нарушений.
Для оценки устойчивости внимания оценивается равномерность скорости нажатий (времени реакции) и количество ошибок, при этом в случае повышенной утомляемости время реакции во второй половине тестирования будет выше, а количество ошибок - больше.
Для оценки переключаемости внимания оценивается наличие повторяющейся реакции - нажатие на кнопку того же цвета, что был в предыдущем стимуле, несмотря на смену цвета.
Пример.
Произведена оценка двух испытуемых, детей 7 лет, с когнитивными нарушениями, пациентами психиатрического стационара (основная группа). Контрольные результаты получены от ребенка 7 лет, ученика массовой школы, без когнитивных нарушений (контроль).
Испытуемый размещается перед экраном компьютера, берет в руки соединенный с компьютером посредством USB-кабеля пульт с тремя кнопками, способными иметь, например, красный, зеленый, синий цвета и менять их. Испытуемый знакомится с невербальной инструкцией в виде серии последовательных цветных полей, целью которой является научить испытуемого нажимать на кнопку того цвета, который соответствует цвету, представленному на экране компьютера. После этого на экране появляется серия из 100 сменяющих друг друга цветных полей (например, в виде цветовых кругов), при появлении каждого из которых испытуемый выбирает одну из кнопок на пульте. После каждого правильного ответа происходит смена цвета кнопок на пульте. Через каждые 10-20 заданий испытуемому показывают стимулирующие заинтересованность визуальные блоки, например, в виде отрывка из мультфильма длительностью 5 с.
После окончания испытаний получены результаты, приведенные в таблице 1.
Концентрация внимания характеризуется скоростью выполнения заданий и количеством допущенных ошибок. Скорость выполнения заданий испытуемых ниже на 73% (испытуемый 1) и на 108% (испытуемый 2) по сравнению с контролем. Усредненная скорость реакции (определяемая медианой скорости реакций) ниже в основной группе на 74% и 83% соответственно. Количество правильных ответов у испытуемых 92% и 84% соответственно по сравнению с контролем, выполнившим задания правильно на 99%. Таким образом, можно заключить, что испытуемые основной группы обладают сниженной концентрацией внимания.
Переключаемость внимания определяется способностью перемещать внимание с одного зрительного стимула (цветного поля) на другой с каждым новым заданием. После завершения одного задания испытуемому необходимо сместить внимание на новый стимул и действовать (нажимать кнопку) согласно новому стимулу. В случаях наличия застреваемости внимания переключение между стимулами происходит с задержкой, что демонстрируют результаты испытаний. Так испытуемый 1 при выполнении теста из 8 ошибок 4 совершил в связи с нарушенным переключением внимания: при предъявлении стимула нового задания, он продолжал выполнять предыдущее задние, нажимая на кнопку того цвета, который был предъявлен в предыдущем задании. Так, например, в задании №31 демонстрировалось синее цветное поле, испытуемый 1 правильно нажал синюю кнопку, в задании №32 уже демонстрировалось красное цветное поле, но испытуемый нажал вновь синюю кнопку, и только потом, осознав ошибку, нажал на красную. У испытуемого 2 застреваемость внимания выражена еще в большей степени: помимо того, что из 16 ошибок 15 из них были связаны с нарушением переключаемости внимания, в двух заданиях он дважды нажимал на кнопку, цвет которой соответствовал предыдущему заданию. Таким образом, можно сделать вывод о нарушении переключаемости внимания испытуемых основной группы.
Устойчивость внимания определяется способностью в течение времени сохранять концентрацию внимания, что зависит не только от заинтересованности в прохождении теста, но и от истощаемости психических процессов. Оба испытуемых (а также испытуемый из контрольной группы) в данных примерах совершили больше ошибок во второй половине теста, что в целом можно считать нормальным, т.к. истощаемость внимания - естественный физиологический процесс. Однако, если в контрольной группе испытуемый совершил всего одну ошибку во второй половине теста, то испытуемые 1 и 2 - с когнитивными нарушениями - сделали на 4 ошибки больше во второй половине теста, что показывает более выраженное падение концентрации внимания по мере прохождения теста. Утомляемость может быть определена соотношением времени прохождения первой и второй половины теста. Так испытуемый 1 и испытуемый из контрольной группы вторую половину теста прошли быстрее, чем первую, что не свидетельствует о наличии повышенной истощаемости психических процессов. Испытуемому 2 при этом понадобилось на 17% больше времени, чтоб пройти вторую половину теста по сравнению с первой, что говорит о наличии повышенной утомляемости. Таким образом, увеличение количества ошибок и времени ответов по мере прохождения теста может быть использовано для расчета коэффициента истощения/утомления внимания, что в свою очередь будет описывать устойчивость внимания, работоспособность и истощаемость психических процессов в целом. По совокупности увеличения количества ошибок и снижении скорости реакций во второй половине теста по сравнению с первой половиной, можно говорить о нарушении устойчивости внимания у испытуемых из основной группы.
На основе экспериментов и статистической обработки полученных результатов установлены следующие нормы.
Для испытуемых 7 лет общая длительность тестирования составляет 2,5 - 3 минуты; средняя скорость реакции (медиана): 1,2 - 1,5 сек; количество допущенных ошибок: 0-3; количество ошибок, вызванных застреваемостью вследствие нарушения переключаемости внимания: 0; снижение скорости реакции во второй половине тестирования: 0- 10%, увеличение количества ошибок: до 1.
Для испытуемых 6 лет общая длительность тестирования составляет 3 - 4 минуты; средняя скорость реакции (медиана): 1,5 - 2 сек; количество допущенных ошибок: 0-4; количество ошибок, вызванных застреваемостью вследствие нарушения переключаемости внимания: 0-1; снижение скорости реакции во второй половине тестирования: 0- 15%, увеличение количества ошибок: до 2.
Для испытуемых 5 лет общая длительность тестирования составляет 4 - 5 минуты; средняя скорость реакции (медиана): 2 - 2,5 сек; количество допущенных ошибок: до 5; количество ошибок, вызванных застреваемостью вследствие нарушения переключаемости внимания: до 2; снижение скорости реакции во второй половине тестирования: 0 - 20%, увеличение количества ошибок: до 3.
При отклонении получаемых результатов от нормы, делают вывод о сниженной концентрации внимания, нарушениях переключаемости и устойчивости внимания соответственно.
Таким образом заявленный способ обеспечивает валидность способа оценки концентрации внимания, его переключаемости и устойчивости у испытуемых детского возраста, как интеллектуально сохранных, так и с интеллектуальной недостаточностью и нарушенными социальными контактами - за счет применения невербального инструктажа, простых визуальных стимулов, меняющихся в случайном порядке, сменой цвета кнопок в случайном порядке с каждым последующим стимулом. Из уровня техники неизвестна совокупность признаков заявленного изобретения, притом, что влияние отличительных признаков на возможность оценки свойств внимания указанных групп детей также не является очевидно следующим из уровня техники, что позволяет сделать вывод о патентоспособности заявленного решения в качестве изобретения.