RU2336016C1 - Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека - Google Patents
Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336016C1 RU2336016C1 RU2007103003/14A RU2007103003A RU2336016C1 RU 2336016 C1 RU2336016 C1 RU 2336016C1 RU 2007103003/14 A RU2007103003/14 A RU 2007103003/14A RU 2007103003 A RU2007103003 A RU 2007103003A RU 2336016 C1 RU2336016 C1 RU 2336016C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motor
- time
- emotiogenic
- cerebral
- orange
- Prior art date
Links
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title abstract 2
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000002739 subcortical effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 14
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 230000008451 emotion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 12
- 210000000225 synapse Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000002232 neuromuscular Effects 0.000 claims description 5
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000001328 optic nerve Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 27
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 5
- 210000004720 cerebrum Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008939 stimulatory process Effects 0.000 abstract 2
- 210000000715 neuromuscular junction Anatomy 0.000 abstract 1
- 210000004273 ophthalmic nerve Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 27
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 13
- 238000012549 training Methods 0.000 description 9
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 8
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 3
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 3
- 210000004126 nerve fiber Anatomy 0.000 description 3
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 3
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000003304 psychophysiological effect Effects 0.000 description 3
- 210000000278 spinal cord Anatomy 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000021542 voluntary musculoskeletal movement Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000000386 athletic effect Effects 0.000 description 2
- 210000003050 axon Anatomy 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 210000001652 frontal lobe Anatomy 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000008430 psychophysiology Effects 0.000 description 2
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 2
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 2
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 1
- 241000857945 Anita Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 230000002763 arrhythmic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007177 brain activity Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000001638 cerebellum Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 238000000537 electroencephalography Methods 0.000 description 1
- 238000002567 electromyography Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 238000002582 magnetoencephalography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000001259 mesencephalon Anatomy 0.000 description 1
- 230000001483 mobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000037023 motor activity Effects 0.000 description 1
- 210000002161 motor neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 210000001087 myotubule Anatomy 0.000 description 1
- 230000036403 neuro physiology Effects 0.000 description 1
- 210000001009 nucleus accumben Anatomy 0.000 description 1
- 210000000869 occipital lobe Anatomy 0.000 description 1
- 230000005868 ontogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 1
- 210000002442 prefrontal cortex Anatomy 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 210000004189 reticular formation Anatomy 0.000 description 1
- 230000001020 rhythmical effect Effects 0.000 description 1
- 102200075479 rs137854447 Human genes 0.000 description 1
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000000946 synaptic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области медицины, а именно к психофизиологии. Сигналы красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего цветов предъявляют через неопределенные промежутки времени в правое и левое полуполя зрения. Определяют время сенсорного и моторного компонентов двигательной реакции, рассчитывают время формирования моторных программ (ВФМП) для каждого полушария и каждого цвета отдельно по формуле: ВФМП=((ВРсенсомот-Кгн-Кнмс)+(ВРмот-2*Кнмс))/2, где ВФМП - время формирования моторных программ, ВРсенсомот - время сенсомоторного компонента реакции; ВРмот - время моторного компонента реакции, Кгн - время прохождения сигнала по афферентному глазному нерву; Кнмс - время прохождения сигнала по эфферентным нервам и нервно-мышечному синапсу. Затем рассчитывают функциональное состояния эмоциогенных структур центральной нервной системы (ЭГСцнс) отдельно для каждого цвета по формуле: ЭГСцнс=ВФМПцвет*100/ВФМПсрв, где ВФМПцвет - время формирования моторных программ на сигналы красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего цветов, ВФМПсрв - средневзвешенная величина времени формирования моторных программ на сигналы всех цветов тестирования. При высоких показателях ЭГСцнс по красному, оранжевому и желтому цветам тестирования относительно сниженных показателей ЭГСцнс по зеленому и синему цветам определяют преобладание возбудительных процессов в подкорковых эмоциогенных церебральных структурах, генерирующих положительные эмоции, а при высоких показателях ЭГСцнс по зеленому и синему цветам и относительно сниженных показателях ЭГСцнс по красному и оранжевому цветам определяют преобладание возбудительных процессов в подкорковых эмоциогенных церебральных структурах, генерирующих негативные эмоции. Способ расширяет арсенал средств для определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области медицины и касается исследований организма человека, а именно определения показателей состояния динамических церебральных структур центральной нервной системы (ЦНС) и изучения закономерностей функционирования психо- и эмоциорегулирующих структур мозга человека.
Необходимость в данном изобретении обусловлена тем, что данные о функциональном состоянии психо- и эмоциорегулирующих звеньев церебральных систем человека требуется учитывать при подготовке людей к деятельности в условиях повышенной психоэмоциональной напряженности, например, в ходе спортивных соревнований, связанных с мобилизацией физиологических и психофизиологических возможностей организма [15]. Необходимость в совершенствовании способов исследований особенностей функционального состояния психо- и эмоциорегулирующих структур его ЦНС обусловлена также проблемами научного исследования характера высшей нервной деятельности человека в экстраординарных ситуациях [3, 10].
Известны способы определения функционального состояния ЦНС человека по данным регистрации импульсной активности нервных клеток, электроэнцефалографии, магнитоэнцефалографии, позитронно-эмиссионной томографии, ядерной магнитной резонансной интроскопии, электроокулограммы, хронорефлексометрии, электромиографии и электрической активности кожи [17]. Методы сложны, трудоемки, требуют сложной аппаратуры и не позволяют оценивать функциональное состояние подкорковых эмоциогенных церебральных структур.
При использовании функционального состояния ЦНС человека методом хронорефлексометрии измеряются, как правило, так называемые сенсомоторный (ВРсенсомот) и моторный (ВРмот) компоненты двигательных реакций. Под сенсомоторным компонентом реакции (ВРсенсомот) принято понимать длительность времени от посылки сигнала (загорания лампочки) до ее отключения при нажатии соответствующей кнопки. В регистрируемый период (ВРсенсомот) объединяется время на преобразование светового сигнала в рецепторном аппарате сетчатки глаза в частотно-модулированный сигнал нервного волокна, время на принятие решения о двигательной реакции в ЦНС и время на передачу сигнала по эфферентным нервным волокнам от моторной зоны ЦНС до нервно-мышечного синапса и преобразование в нем в сигнал для собственно мышечных волокон [11].
Под моторным компонентом (ВРмот) обычно понимается время, затрачиваемое на перенос руки с одной на другую кнопку. При измерении моторного компонента сенсомоторной реакции регистрируется время на формирование двух моторных программ: на перенос пальцев рук к новой кнопке прибора и это осуществляется одной группой мышц, и на нажатие кнопки, останавливающей электрический секундомер, это осуществляется другой группой мышц. В период ВРмот входит не только время на формирование программы двигательной реакции, но и время на проход сигнала по нервам и на собственно мышечное сокращение [11, 12, 13].
Известные способы и устройства для определения функционального состояния эмоциогенных структур мозга обладают рядом недостатков, ограничивающих возможности их использования для составления обоснованного суждения о функционировании эмоциогенерирующих структур ЦНС обследуемых людей, закономерностях функционирования ЦНС в чрезвычайных ситуациях и оценки стрессоустойчивости человека. Полученные при хронорефлексометрии данные в интегральной форме и с недостаточной степенью достоверности отражают скорость процессов восприятия сигнала, выработки решения о характере двигательной реакции и осуществления самого движения [11, 13, 16].
В качестве прототипа изобретения избран известный способ определения межполушарной функциональной асимметрии ЦНС человека по заявке №98106955/14 по МКИ А61В 5/16 (решением ВНИИГПЭ признан изобретением и заявка опубликована в БИ №3 27.01.2000 г.), заключающийся в том, что для определения функционального состояния ЦНС регистрируют время реакции (ВР) на предъявление стимула в правое или левое полуполе зрения и особенности функционального состояния определяют по данным асимметрии при сравнительной оценки времени реакции, причем регистрацию времени реакции при предъявлении светового стимула в правом полуполе зрения осуществляют левой рукой, а при предъявлении в левом полуполе зрения - левой рукой; причем световые стимулы в правое и левое полуполя зрения предъявляют в случайной очередности через неопределенные промежутки времени в диапазоне 2-15 с [8].
Способ оценки функционального состояния ЦНС человека по заявке №98106955/14 (МКИ А61В 5/16) не обеспечивает возможности получения достоверных научных данных о функциональном состоянии психо- и эмоциорегулирующих звеньев церебральных структур ЦНС обследуемых людей, изучения психофизиологических закономерностей функционирования информационно-аналитических структур ЦНС и получения достоверных сведений о психоэмоциональном состоянии людей.
Предлагаемый способ определения функционального состояния подкорковых эмоциорегулирующих структур основан на современных научных данных о закономерностях функционирования психо- и эмоциорегулирующих звеньев динамических церебральных структур ЦНС человека. В частности, на установленном специалистами по нейрофизиологии факте значительного влияния светоцветовых стимулов на состояние подкорковых психо- и эмоциорегулирующих структур и, как результат, на функционирование информационно-аналитических и исполнительных структур ЦНС человека [1, 2, 3].
Дело в том, что сигнал о цвете раздражения направляется не только к корковому концу зрительного анализатора, расположенного в затылочных долях мозга, но и направляется к подкорковым эмоциорегулирующим центрам мозга [4].
Установлено, что эмоциорегулирующие структуры ЦНС человека представляют собой группу нейронов (ядро), расположенные в нижней тегментальной области среднего мозга. Аксоны нейронов тегментального ядра достигают нейронов префронтальной коры больших полушарий, т.е. лобных долей мозга, управляющих сознательной деятельностью человека. Часть аксоны от нейронов эмоциорегулирующих структур идет к нейронам моторной зоны коры головного мозга напрямую, часть проходят через прилежащее ядро, являющееся важным центром положительных эмоций. Именно эти эмоциорегулирующие структуры мозга обеспечивают формирование тех или иных эмоциональных состояний, в том числе положительных эмоций, у человека при светоцветовом воздействии [3, 16].
Импульсация из подкорковых динамических эмоциогенных структур в прецентральные зоны мозга обеспечивает формирование новых моторных программ и активизацию уже имеющихся. Инициированная подкорковыми эмоциогенными структурами импульсация в лобные и прецентральные отделы мозга обеспечивает позитивное восприятие и оценку ситуации и деятельности, приводит к активизиции нервных центров и закреплению в памяти наработанных моторных программ [11, 16].
При позитивном эмоциональном подъеме и высоком уровне мотивации ЦНС человека способна сохранять в памяти наработанные моторные программы на выполнение тех или иных упражнений, успешно активизируя их и мобилизуя на активную деятельность в стрессовых ситуациях.
В ходе спортивно-тренировочного процесса при формировании новых моторных программ мозг человека работает с информацией как поисковая система, осуществляющая активизацию имеющихся в памяти старых моторных программ, и как творец, конструирующий новые моторные программы. Успешность спортивно-тренировочного процесса зависит от того, какую информацию мозг найдет в памяти и насколько успешно протекает процесс создания новых моторных программ. Эти процессы во многом зависят от функционального состояния эмоциорегулирующих структур ЦНС, от индивидуального уровня мотивации личности и от наработанного двигательного опыта [16].
Нейрофизиологи полагают, что формирование и хранение информации о моторных программах обеспечивается активностью нейрональных сетей ЦНС. Новые знания о моторных программах подстраиваются в элементы сложившихся нейронных сетей либо формируют новые ее звенья. В ходе тренировочного процесса со спортсменами следует добиваться, чтобы информация о моторных программах хорошо усваивалась в ЦНС и эффективно использовалась в ходе спортивных соревнований высокого уровня. Качественный уровень сформированных моторных программ определяется обширностью связей нейронов, согласованностью деятельности отдельных элементов нейрональной сети, структурированием элементов программ при объединении в сеть. По-видимому, в процессе тренировочного процесса нервные клетки, отвечающие за усвоение информации, более активно контактируют друг с другом и благодаря этому складываются в клеточный ансамбль. Когда активизируется хотя бы один из этих нейрональных блоков, то возбуждается весь ансамбль [11, 16].
В системе построения сложных двигательных реакций ведущая роль принадлежит нейронам моторной зоны коры больших полушарий. В организации сложного двигательного акта участвуют различные отделы коры больших полушарий, при этом коррекция двигательных реакций осуществляется с участием коры головного мозга. В прецентральной извилине головного мозга располагается моторная зона коры, в которой формируется последовательность отдельных элементов движения, ритмические серии движений, регулируется мышечный тонус [15, 16].
Основное время получаемого при хронорефлексометрии интегрального показателя сложной сенсомоторной реакции приходится на собственно время формирования моторных программ сложных двигательных реакций в мозговых структурах ЦНС. Структуры нервных центров, где происходит формирование моторных программ, обеспечивающих нервную регуляцию движения, распределены по всей ЦНС - от коры больших полушарий до спинного мозга. При этом под временем формирования моторной программы (рефлексом) понимается изменение нейронной активности, вызываемое афферентами и приводящее к запуску двигательных программ, которые могут в широком диапазоне модифицироваться и интегрироваться, реализуясь в преднамеренное движение. В формировании моторных программ могут принимать участие многие из более чем 13 млн нейронов ЦНС, каждый из которых имеет синаптические соединения более чем с 60 тысячами других нейронов. Нейрофизиологическими исследованиями установлено, что в определении структуры произвольных движений решающее значение имеют, кроме высших отделов моторной зоны коры головного мозга, также ассоциативные поля переднелобных и нижнетеменных областей мозга [3, 6, 14]. Сам информационно-аналитический процесс формирования моторных программ весьма сложен и не может быть объяснен только передачей биоэлектрических импульсов между нейронами [16].
Осуществление управлением движениями производится с помощью исходящих из моторной зоны коры головного мозга нисходящих управляющих систем к нейронам передних рогов спинного мозга, которые в свою очередь определяют сложную координацию деятельности множества скелетных мышц: вовлечение в синхронную активность мышц-синергистов с одновременным реципрокным торможением мышц-антагонистов [15, 16].
Процессы формирования и координации моторных программ находятся под постоянным контролем головного мозга, в первую очередь - коры больших полушарий и подкорковых центров мозга. В процессе управления двигательной деятельностью в ЦНС возникает множество замкнутых циклов регулирования: между корой и ретикулярной формацией мозга, между корой и мозжечком, между мотонейронами спинного мозга и мышцами [5, 7]. В регуляции сложных произвольных движений важнейшая роль принадлежит лобным долям, в передних отделах которых происходит сознательное программирование произвольных движений, определение цели и двигательных задач [10, 15]. На временные параметры моторных программ оказывают влияние сложность формируемой программы и эмоциорегулирующих подкорковых центров мозга.
Побуждение к действию (драйв) и моторная программа движения формируются под влиянием подкорковых мотивационных и эмоциогенных центров и ассоциативной коры. Время формирования моторных программ зависит от интенсивности подкорковой психоэмоциональной стимуляции, чем она сильнее, тем раньше активизируются эффекторы [15].
В ходе мышечной деятельности, как правило, используются уже выработанные в ходе онтогенеза моторные программы, не привлекая высшие нервные центры к разработке деталей их выполнения. В процессе тренировок спортсменов моторные программы совершенствуются, обеспечивая возможность достижения высоких результатов [11].
Известному способу определения функционального состояния ЦНС обследуемых лиц по по заявке №98106955/14 (заявка опубликована БИ №3 27.01.2000 г.) свойственны определенные методические недостатки, в частности:
- показатели сенсорного и моторного компонента, отражая уровень возбудимости нервных центров, лабильность нервных процессов и доминирование тех или иных алгоритмов функционирования информационно-аналитических структур ЦНС, не позволяют установить истинную картину активности эмоциогенных структур мозга;
- невозможно с желаемой достоверностью оценить влияние функционального напряжения психо- и эмоциорегулирующих структур ЦНС на время формирования моторных программ;
- невозможно с желаемой точностью программировать спортивно-тренировочный процесс и прогнозировать ожидаемые результаты спортивной деятельности.
- невозможно с желаемой точностью составить суждение о стрессоустойчивости обследуемого человека, закономерностях изменений времени формирования моторных программ в условиях повышенного нервно-эмоционального напряжения и др.
Цель изобретения заключается в повышении достоверности получаемой информации о закономерностях влияния активности эмоциогенных структур ЦНС на формирование моторных программ в правом и левом полушариях ЦНС человека, стрессоустойчивости и спортивном потенциале и о функциональных возможностях обследуемых лиц к эффективной деятельности в условиях высокой психоэмоциональной напряженности.
Способ определения функционального состояния эмоциорегулирующих динамических церебральных систем центральной нервной системы человека, включающий регистрацию времени реакции на предъявление в поле зрения светоцветовых сигналов в случайной очередности и через неопределенные промежутки времени в правое или левое полуполе зрения, определение времени сенсорного и моторного компонентов двигательных реакций на стимулы в правом полуполе зрения левой рукой и на стимулы в левом полуполе зрения правой рукой, расчет времени формирования моторных программ, учитывающих поправочные коэффициенты на прохождение сигналов по глазному нерву до коркового конца зрительного анализатора и время прохождения сигнала по афферентным нервам до нервно-мышечных синапсов и время на преодоление нервно-мышечных синапсов, отличается тем, что дополнительно определяют время формирования моторных программ в правом и левом полушариях мозга отдельно при предъявлении сигналов белого, красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего цветов в случайном порядке, время формирования моторных программ рассчитывают для каждого полушария и каждого цвета отдельно по формуле
где ВФМП - время формирования моторных программ,
ВРсенсомот - время сенсомоторного компонента реакции,
ВРмот - время моторного компонента реакции.
Кгн - поправочный коэффициент на время прохождения биоэлектрического сигнала о световом стимуле от рецепторного аппарата сетчатки глаза по афферентным волокнам глазного нерва до коркового конца зрительного анализатора,
Кнмс - поправочный коэффициент на время прохождения сигнала о сокращении по эфферентным нервным волокнам и преодоление нервно-мышечного синапса;
а о функциональном состоянии подкорковых эмоциогенных церебральных структур судят по соотношениям времени формирования моторных программ на предъявляемые сигналы каждого цвета относительно средневзвешенного времени формирования моторных программ на сигналы белого цвета, принимаемые за 100%, по формуле
где ЭГСцнс - функциональное состояние эмоциогенных структур центральной нервной системы,
ВФМПцвет - время формирования моторных программ на сигналы разного (белого, красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего) цвета,
ВФМПсрв - средневзвешенная величина времени формирования моторных программ на сигналы всех цветов тестирования;
причем при высоких показателях ЭГС по красному, оранжевому и желтому цветам тестирования относительно сниженных показателей ЭГС по зеленому и синему цветам делают вывод о преобладании возбудительных процессов в генерирующие положительные эмоции подкорковых эмоциогенных церебральных структурах, а при высоких показателях ЭГС по зеленому и синему цветам тестирования относительно сниженных показателей ЭГС по красному, оранжевому и синему цветам делают вывод о преобладании возбудительных процессов в генерирующих негативные эмоциональные состояния подкорковых эмоциогенных церебральных структурах.
Предложенный способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем по данным времени формирования моторных программ осуществляют следующим образом.
Перед испытуемым находится пульт для предъявления тест-сигналов в виде ряда источников световых тест-стимулов (например, безинерционных светодиодов белого цвета) и кнопками для регистрации осуществления двигательных реакций. Испытуемому ставится задача нажатием кнопки включить программу, автоматического предъявления световых тест-стимулов в случайном порядке справа или слева и через неопределенные промежутки времени. При включение светового сигнала слева или справа испытуемому ставится задача отпустить соответственно нажатую левой или правой рукой подпружиненную кнопку (при этом регистрируется время сенсорного компонента в мс) и нажатием на другую кнопку завершить измерение (при этом регистрируется время переноса от первой до второй кнопки - моторный компонент, мс).
При этом с помощью компьютерной программы регистрируется время предъявляемого стимула, место его предъявления (в правом или левом полуполе зрения), сенсорный и моторные компоненты реакции. Компьютерная программа позволяет предъявлять испытуемому в случайном и аритмичном порядке тест-сигналы в правом и левом полуполях зрения и регистрации времени сенсомоторных реакций рукой, управляемой соответственно из левого и правого полушарий мозга. Регистрируют ВР сенсомоторных реакций при адресации тест-сигналов в корковых центров зрительных анализаторов, расположенных в правом и левом полушариях мозга. При этом определяют время сенсомоторных реакций при предъявлении тест-сигналов в правом или левом полуполях зрения и осуществлении двигательных реакций рукой, управляемой в основном из левого или правого полушарий мозга.
Предложенный способ определения времени формирования моторных программ позволяет получить достоверную информацию о функциональном состоянии эмоциогенных церебральных структур ЦНС, алгоритмах функционирования информационно-аналитических систем мозга и составить суждение о предполагаемом уровне успешности в том или ином виде деятельности.
Апробация известного и предлагаемого способов определения функционального состояния ЦНС проведена в исследованиях Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры с участием спортсменов молодежной сборной команды РФ по легкой атлетике - здоровых, хорошо физически развитых юношей и девушек в возрасте 16-19 лет.
Некоторые результаты исследования эффективности предложенного способа определения функционального состояния эмоциорегулирующих звеньев динамических церебральных структур ЦНС по данным определения времени формирования моторных программ (ВРсенсомот и ВРмот, мс) двигательных реакций у спортсменов молодежной сборной команды РФ по легкой атлетике приведены в таблице.
Результаты исследований, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой информативности получаемых при обследовании по предложенной методике данных о активности подкорковых эмоциогенных структур обследованных спортсменов.
Достоверные данные о влиянии эмоциогенных церебральных структур на время формирования моторных программ в ходе физических упражнений (тренировочного процесса) позволяют контролирующим процесс специалистам составить более точное представление о закономерностях функционирования структур мозга человека и научно обосновать методы повышения эффективности физической и интеллектуальной деятельности человека при высоких физических и психоэмоциональных нагрузках.
Предлагаемый способ оценки активности эмоциогенных церебральных структур человека может быть использован в физиологических и психофизиологических исследованиях, при изучении закономерностей функционирования информационно-аналитических структур мозга в случаях резкого возрастания напряженности профессиональной деятельности, при изучении эффекта воздействия на людей неблагоприятных факторов внешней среды и др.
Новизна предложенного способа определения функционального состояния эмоциорегулирующих динамических церебральных систем человека по данным времени сенсорных и моторных компонентов сенсомоторных реакций заключается в повышении достоверности.
Достоинства предложенного способа функционального состояния эмоциорегулирующих динамических церебральных систем человека заключаются в следующем:
- в возможности получения достоверных данных о функционировании глубоких эмоциогенных структурах ЦНС человека,
- в возможности установления важных закономерностей изменений в ЦНС человека при высоких спортивно-тренировочных и психоэмоциональных нагрузках,
- в возможности установления критериев психоэмоционального перенапряжения человека,
- в простоте использования показателей в практике оптимизации психоэмоционального состояния человека.
Таким образом, предложенный способ определения функционального состояния эмоциорегулирующих динамических церебральных систем ЦНС человека, в том числе готовности к эффективной профессиональной деятельности по критериям мировой новизны, полезности и технической осуществимости, удовлетворяет требованиям, предъявляемым к патентам на изобретение, а предложенная заявка заслуживает выдачи запрашиваемого охранного документа.
В использовании данного изобретения могут быть заинтересованы различные научно-исследовательские учреждения РАН, РАМН, Олимпийского комитета РФ, специалисты спортивных клубов и других ведомств, занимающихся изучением механизмов деятельности мозга, особенностей функционирования ЦНС людей в процессе трудовой и спортивной деятельности, в условиях действия неблагоприятных факторов производственной среды, монотонии, гиподинамии, для решения проблем профессионального отбора людей на занятия, связанные со значительными психоэмоциональными нагрузками, и т.п.
Источники информации
1. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Сенсорная асимметрия. // Функциональная асимметрия человека. М.: Медицина, 1981.
2. Глезер В.Д. Зрительная кора. // Частная физиология нервной системы. Л.: Наука, 1983, с.523-558.
3. Костандов Э.А. Функциональная асимметрия полушарий мозга и неосознаваемое восприятие. М.: Наука, 1983. - С.170.
4. Кравков С.В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1950. - 531 с.
5. Кратин Ю.Г., Зубкова Н.А., Лавров В.В. и др. Глава "Статическая и динамическая системы анализа сигналов, принцип фильтрации". // Зрительные пути и система активации мозга. Л.: Наука, 1982. - С.156.
6. Любимова Р.П. Динамика клинико-электрофизиологических изменений нервно-мышечной системы больных вибрационной болезнью. //Невропатология и психиатрия. 1991. №9.
7. Овчинников Н.Д. Методика количественной оценки межполушарной функциональной асимметрии мозга. // Ж. "Физиология человека", 1997, №6.
8. Овчинников Н.Д. Способ определения функционального состояния зрительного анализатора по заявке №98106955/14 по МКИ А61В 5/16 (решением ВНИИГПЭ способ признан изобретением, и заявка опубликована в БИ №3 27.01.2000 г.).
9. Овчинников Н.Д., Егозина В.И. Психофизиологические критерии оценки надежности уровня безопасности и надежности деятельности человека в экстремальных ситуациях. // Основы психофизиологии экстремальной деятельности./ Под ред. доктора пед. наук А.Н.Блеера. М.: 2006, 380 с.
10. Основы психофизиологии экстремальной деятельности. / Под ред. доктора мед. наук, проф. А.Н.Блеера. М.: Анита Пресс, 2006, 380 с.
11. Пашина А.Х., Швырков В.Б. О сокращении времени реакции при обучении. // Теория функциональных систем в физиологии и психологии. М.: Наука, 1978. - С.347-357.
12. Психофизиология. СПб.: Питер, 2007. - 464 с.
13. Способ определения импульса по нерву. Патент РФ №2077265. МКИ А61В 5/15.
14. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг. М.: Мир, 1983 г.
15. Физиология человека: Учебник для вузов физической культуры и факультетов физического воспитания для вузов. / Под общ. ред. В.И.Тхоревского. - М.: Физкультура, образование и наука, 2001. - 492 с.
16. Физиология человека. М.: Мир, 1996. /перевод с англ./ Под редакцией Р.Шмидта и Г.Тевса.
17. Филиппов М.М. Психофизиология функциональных состояний. К.: МАУП, 2006. - 240 с.
| Результаты исследования функционального состояния подкорковых эмоциогенных церебральных структур ЦНС человека | |||||||||||||||||
| Левое полушарие | Правое полушарие | ||||||||||||||||
| Субъект | Цвет | ВРс | Кгн + Кнмс | ФМПс | ВРм | 2 Кнмс | ФМПм | ВФМП | АЭС | ВРс | Кгн + Кнмс | ФМПс | ВРм | 2 Кнмс | ФМПм | ВФМП | АЭС |
| 1. П-в | красный | 245 | 17 | 228 | 176 | 30 | 146 | 41 | 65.60 | 241 | 17 | 224 | 147 | 30 | 117 | 53.5 | 90.99 |
| оранж. | 243 | 17 | 226 | 148 | 30 | 118 | 54 | 86.40 | 256 | 17 | 239 | 156 | 30 | 126 | 56.5 | 96.09 | |
| желтый | 244 | 17 | 227 | 156 | 30 | 126 | 50.5 | 80.80 | 261 | 17 | 244 | 154 | 30 | 124 | 60 | 102.04 | |
| зеленый | 292 | 17 | 275 | 134 | 30 | 104 | 85.5 | 136.80 | 268 | 17 | 251 | 158 | 30 | 128 | 61.5 | 104.59 | |
| синий | 287 | 17 | 270 | 137 | 30 | 107 | 81.5 | 130.40 | 279 | 17 | 262 | 167 | 30 | 137 | 62.5 | 106.29 | |
| М | 62.5 | 58.8 | |||||||||||||||
| Левое полушарие | Правое полушарие | ||||||||||||||||
| Цвет | ВРс | Кгн + Кнмс | ФМПс | ВРм | 2 Кнмс | ФМПм | ВФМП | АЭС | ВРс | Кгн + Кнмс | ФМПс | ВРм | 2 Кнмс | ФМПм | ВФМП | АЭС | |
| 2. М-в | красный | 246 | 17 | 229 | 133 | 30 | 103 | 63 | 106.78 | 256 | 17 | 239 | 134 | 30 | 104 | 67.5 | 125.70 |
| оранж. | 265 | 17 | 248 | 132 | 30 | 102 | 73 | 123.73 | 254 | 17 | 237 | 158 | 30 | 128 | 54.5 | 101.49 | |
| желтый | 254 | 17 | 237 | 126 | 30 | 96 | 70.5 | 119.49 | 235 | 17 | 218 | 141 | 30 | 111 | 53.5 | 99.63 | |
| зеленый | 227 | 17 | 210 | 154 | 30 | 124 | 43 | 72.88 | 239 | 17 | 222 | 156 | 30 | 126 | 48 | 89.39 | |
| синий | 232 | 17 | 215 | 154 | 30 | 124 | 45.5 | 77.12 | 246 | 17 | 229 | 169 | 30 | 139 | 45 | 83.80 | |
| М | 59 | 53.7 | |||||||||||||||
| Обозначение: ВРс - время сенсомоторного компонента реакций, мс Кгн - время прохождения сигнала по афферентному глазному нерву Кнмс - время прохождения сигнала по эфферентным нервам и нервно-мыш. синапсу ФМПс - время формирования моторной программы на сенсорный сигнал, мс ФМПм - время формирования моторной программы на движения, мс ВФМП - время формирования моторных программ, мс АЭС - активность эмоциогенных структур мозга, усл. ед. |
|||||||||||||||||
Claims (1)
- Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека, включающий предъявление в поле зрения светоцветовых сигналов в случайной очередности, отличающийся тем, что сигналы красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего цветов предъявляют неопределенные промежутки времени в правое и левое полуполя зрения, определяют время сенсорного и моторного компонентов двигательной реакции, рассчитывают время формирования моторных программ (ВФМП) для каждого полушария и каждого цвета отдельно по формулеВФМП={(ВРсенсомот-Кгн-Кнмс)+(ВРмот-2·Кнмс)}/2,где ВФМП - время формирования моторных программ;ВРсенсомот - время сенсомоторного компонента реакции;ВРмот - время моторного компонента реакции;Кгн - время прохождения сигнала по афферентному глазному нерву;Кнмс - время прохождения сигнала по эфферентным нервам и нервно-мышечному синапсу;затем рассчитывают показатели функционального состояния эмоциогенных структур центральной нервной системы (ЭГСцнс) отдельно для каждого цвета по формулеЭГСцнс=ВФМПцвет·100/ВФМПсрв,где ВФМПцвет - время формирования моторных программ на сигналы красного, оранжевого, желтого, зеленого и синего цвета;ВФМПсрв - средневзвешенная величина времени формирования моторных программ на сигналы всех цветов тестирования;и при высоких показателях ЭГСцнс по красному, оранжевому и желтому цветам тестирования относительно сниженных показателей ЭГСцнс по зеленому и синему цветам определяют преобладание возбудительных процессов в подкорковых эмоциогенных церебральных структурах, генерирующих положительные эмоции, а при высоких показателях ЭГСцнс по зеленому и синему цветам и относительно сниженных показателях ЭГСцнс по красному и оранжевому цветам определяют преобладание возбудительных процессов в подкорковых эмоциогенных церебральных структурах, генерирующих негативные эмоции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007103003/14A RU2336016C1 (ru) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007103003/14A RU2336016C1 (ru) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007103003A RU2007103003A (ru) | 2008-08-10 |
| RU2336016C1 true RU2336016C1 (ru) | 2008-10-20 |
Family
ID=39745742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007103003/14A RU2336016C1 (ru) | 2007-01-26 | 2007-01-26 | Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2336016C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2417054C1 (ru) * | 2009-09-18 | 2011-04-27 | Николай Дмитриевич Овчинников | Способ коррекции депрессивных и аутоагрессивных состояний человека |
| EP2582299A1 (en) * | 2010-10-07 | 2013-04-24 | Coskunöz Holding Anonim Sirketi | Response speed detection device |
| RU2563371C1 (ru) * | 2014-06-10 | 2015-09-20 | Федеральное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека" Федерального медико-биологического агентства | Способ оценки функционального состояния мозга человека |
| RU2650202C2 (ru) * | 2011-11-11 | 2018-04-11 | Хидео АНДО | Способ обнаружения жизнедеятельности, способ управления жизнедеятельностью и способ передачи информации, касающейся жизнедеятельности |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98106955A (ru) * | 1998-04-20 | 2000-01-27 | Н.Д. Овчинников | Способ определения межполушарной функциональной асимметрии мозга |
-
2007
- 2007-01-26 RU RU2007103003/14A patent/RU2336016C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU98106955A (ru) * | 1998-04-20 | 2000-01-27 | Н.Д. Овчинников | Способ определения межполушарной функциональной асимметрии мозга |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БАКЛАВАДЖЯН О.Г. Функциональное состояние положительных эмоциогенных структур гипоталамуса при артериальных гипертензиях - Физиологический журнал, 1988, 74, 11, с.1554-1563. LOTZE M et al. Differential cerebral activation during observation of expressive gestureand motor acts - Neuropsychologia. 2006; 44 (10): 1787-1795. * |
| КУЗНЕЦОВ О.И. и др. Особенности цветового выбора в тесте Люшера, как показателя типичного эмоционального состояния летного состава, ж.: Космическая биологич., авиакосмическая медицина, 1990, 24(2), с.15-18. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2417054C1 (ru) * | 2009-09-18 | 2011-04-27 | Николай Дмитриевич Овчинников | Способ коррекции депрессивных и аутоагрессивных состояний человека |
| EP2582299A1 (en) * | 2010-10-07 | 2013-04-24 | Coskunöz Holding Anonim Sirketi | Response speed detection device |
| RU2650202C2 (ru) * | 2011-11-11 | 2018-04-11 | Хидео АНДО | Способ обнаружения жизнедеятельности, способ управления жизнедеятельностью и способ передачи информации, касающейся жизнедеятельности |
| RU2563371C1 (ru) * | 2014-06-10 | 2015-09-20 | Федеральное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт гигиены, профпатологии и экологии человека" Федерального медико-биологического агентства | Способ оценки функционального состояния мозга человека |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007103003A (ru) | 2008-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sitaram et al. | Closed-loop brain training: the science of neurofeedback | |
| Hung et al. | The immediate and sustained effects of acute exercise on planning aspect of executive function | |
| Fox et al. | Psychophysiological methods for the study of developmental psychopathology | |
| Bălan et al. | A machine learning approach to automatic phobia therapy with virtual reality | |
| RU2336016C1 (ru) | Способ определения функционального состояния эмоциогенных церебральных систем человека | |
| RU2336020C1 (ru) | Способ коррекции психоэмоционального состояния и стимуляция активности динамических церебральных систем человека | |
| Lucia et al. | A nonpharmacologic treatment for anxiety in older adults based on cognitive-motor training with response-generated feedback | |
| Isaychev et al. | The psychophysiological diagnostics of the functional state of the athlete. Preliminary data | |
| Bai et al. | Comparison of motor execution and motor imagery brain activation patterns: A fNIRS study | |
| Runova et al. | Monitoring and distant diagnostics of sportsmen's functional state based on information technologies and telemetry in the conditions of natural activity | |
| Yukhymenko et al. | Links between system of information processing in brain and heart rate among athletes with different individual-typological characteristic | |
| Wu et al. | Analgesic effect of dance movement therapy: An fNIRS study | |
| RU2340281C2 (ru) | Способ определения скорости формирования моторных программ в центральной нервной системе человека | |
| Eskandarnejad et al. | The Effect of Physical Activity with Different Levels of Cognitive Load on Executive Control Network of Attention in Youth | |
| RU2161991C2 (ru) | Способ улучшения функций организма | |
| RU2316247C2 (ru) | Способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы | |
| Dhadse et al. | Effect of anulom vilom pranayam on visual reaction time in young adults of Indian population | |
| Saraykin et al. | Dependence of sports results on the plasticity of the central nervous system and brain asymmetry | |
| Canepa | Neural Contributions to Physical Activity: From the Brain to the Muscle and Back Again | |
| Tao et al. | Review of fNIRS Development Research | |
| Perrey | Psychophysiological Techniques Applied to Sports and Exercise | |
| RU2511250C2 (ru) | Способ определения времени установления межцентральных связей в цнс при выполнении двигательных реакций | |
| Cavey | Halo Sport ergonomic effects on older adults' cognitive, balance, and motor performance | |
| Rahman | Real-Time FNIRS Investigation of Discrete and Continuous Cognitive Demands During Dual-Task Walking | |
| Wilkes et al. | Motor Behavior and Traumatic Brain Injury |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120127 |