СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА НА ДВИЖУЩИЙСЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ К НЕМУ ОБЪЕКТ
MOVING OBJECT RESPONSE TESTING TECHNIQUE

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект.
Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является время реакции на движущийся объект [1]. При этом время реакции на движущийся объект является сложным пространственно-временным рефлексом и используется в качестве теста для определения уровня взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга [2], что обусловливает необходимость точного его определения.
Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект, согласно которому испытуемым предъявляют циферблат обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 сек. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при определении времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для оценки средней величины ошибок запаздывания подсчитывается сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величины ошибок запаздывания или упреждения, то есть о реакции на движущийся объект [3].
Известен способ тестирования реакции человека на движущийся объект, при проведении которого испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для обеспечения движения курсора по окружности испытуемый удерживает щупом кнопку пульта управления в нажатом состоянии. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой испытуемый отжимает щупом кнопку пульта. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о соотношении процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе, то есть о реакции на движущийся объект [4].
р
Наиболее близким по технической сущности является способ оценки времени реакции человека на движущийся объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект; согласно известному способу точечный объект движется с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку несовпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции Т человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:
i
где t - время i-й ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число испытаний [5].
Недостатком известных способов являются их низкие технологические возможности, так как они позволяют определить время реакции на движущийся объект только в плоскости, параллельной испытуемому, в координатах «x-y».
В то же время из анализа литературных источников известно, что время реакции на движущийся объект определяют для тестирования реакции водителей транспортных средств [6]. В этом случае наибольшее значение приобретает определение реакции на объект, движущийся по направлению к испытуемому.
Технический результат предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект заключается в расширении технологических возможностей способа.
р
Технический результат достигается тем, что испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур с тестовым объектом, в момент предполагаемого слияния замкнутого контура с тестовым объектом испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение тестового объекта, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции Т человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:
i
где t - время i-й ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число испытаний; причем новым является то, что испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром; при этом после нажатия кнопки «Стоп» испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации.
На чертеже представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - окружность, границы которой являются меткой, 2 - объект, увеличивающийся в диаметре с заданной скоростью.
Известно, что удаленность объекта определяется человеком посредством анализа угловых размеров объекта. Глаз определяет удаленность объектов с помощью специальных признаков глубины: монокулярных (видение одним глазом) и бинокулярных (видение двумя глазами). Монокулярные признаки глубины работают на больших расстояниях и оценивают удаленность объекта по уменьшению его размеров. Бинокулярные признаки глубины применимы на близких расстояниях (до нескольких метров) и позволяют оценить расстояние до объекта посредством сведения зрительных осей двух глаз в одну точку (конвергенция), различия в изображениях, даваемых правым и левым глазом. Наиболее естественным способом решения задачи определения расстояния до объекта является сравнение, когда узнаваемый объект сравнивается со своим физическим размером, известным из визуального опыта и таким образом достаточно точно определяется его удаленность [7].
Тогда, увеличивая угловые размеры объекта и сравнивая их с постоянными размерами окружности, можно имитировать ситуацию приближения этого объекта к неподвижному (окружности) и оценить, что к испытуемому находится ближе.
Предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект осуществляется следующим образом.
Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, например, в виде окружности, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, например окружности.
Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому. В момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает увеличение диаметра тестового объекта. Затем вычисляют ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком и заданное время вновь предъявляют испытуемому замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации.
р
Затем вычисляют время реакции Т человека на движущийся по направлению к нему объект как среднеарифметическое значение по формуле:
i
где t - время i-й ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число испытаний.
Таким образом, заявляемый способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.
Пример 1
Испытуемому А., 19 лет, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили замкнутый контур, являющийся ограничивающим, в виде окружности. Внутри замкнутого контура концентрически располагался тестовый объект аналогичной конфигурации в виде окружности. Тестовый объект увеличивался в диаметре соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому.
Испытуемый, наблюдая за изменением размера тестового объекта, в момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта нажатием клавиши клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющей функцию кнопки «Стоп», останавливал увеличение диаметра тестового объекта.
Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал увеличение тестового объекта и вычислял ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком
Через 1 компьютер предъявлял испытуемому замкнутый контур в виде окружности, концентрически внутри которой расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации.
Испытуемый в соответствии с рекомендациями [3] выполнил 13 остановок увеличения объекта в диаметре, первые три из которых при определении времени реакции на движущийся по направлению к нему объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок несовпадения диаметров тестового объекта и замкнутого контура: -10, -11, -11, -6, -1, 0, -8, -5, +4, -6.
Время реакции испытуемого на движущийся по направлению к нему объект, вычисленное по формуле, равно -6,0 мс.
Пример 2
Испытуемый Б., 20 лет, аналогично испытуемому А. выполнил тест по определению времени реакции испытуемого на движущийся по направлению к нему объект. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок несовпадения диаметров объекта и окружности: -22; -17; +27; +6; +14; -2; +33; +11; +17; -8 мс.
Время реакции испытуемого на движущийся по направлению к нему объект, вычисленное по формуле, равно +5,9 мс.
Положительный эффект предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.
Полученные данные показали, что время реакции человека на движущийся по направлению к нему объект находится в диапазоне -45,2…+36,8 мс.
Таким образом, предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект позволяет повысить технологические возможности способа за счет осуществления движения объекта по направлению к испытуемому.
Литература
1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых. // Физиология человека. - 2001. - Т.27, №4. - С.56-60.
2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки. // Физиология человека. - 1982. - Т.8, №4. - С.653-660.
3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека. / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов. Под ред. В.М.Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.
4. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста. // Медицинская техника. - 2005. - №1. - С.7-13.
5. Патент №2326595 РФ. Способ оценки времени реакции человека на движущийся объект. / Песошин А.В., Петухов И.В., Роженцов В.В. - Опубл. 20.06.2008, Бюл. №17. - 11 с.
6. Пейсахов Н.М. Закономерности динамики психических явлений. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1984. - 235 с.
7. Лапин А.И. Плоскость и пространство или жизнь квадратом (3-е изд., исправ. и доп.). М.: Издатели Л. Гусев, М. Сидоренко, 2008. - 180 с.