автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Исследование принципов построения и разработка приборов и комплексов для психофизиологических исследований

На правах рукописи

Матвеев Евгений Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И РАЗРАБОТКА ПРИБОРОВ И КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 05.11.17 " Приборы, системы и изделия медицинского назначения "

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических

Москва - 2003

Работа выполнена в ЗАО "ВНИИМП-ВИТА" (НИИ медицинского приборостроения) РАМЦ.

Научный консультант:

Академик Российской академии медицинских наук,

доктор технических наук, профессор Викторов Владимир Андреевич.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Зайченко Кирилл Вадимович. Доктор технических наук, профессор Кукушкин Юрий Александрович. Доктор физико-математических наук, профессор Селищев Сергей Васильевич.

Ведущая организация: Научно- исследовательский и конструкторский институт биотехнических систем (НИКТИ БТС) Министерства образования РФ и Российской академии наук.

Защита диссертации состоится ОКТЯБРЯ 2003 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 001.041.01 при ЗАО «ВНИИМП-ВИТА» РАМН, 127422, Москва, Тимирязевская ул., д. 1. к. 216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО "ВНИИМП-ВИТА" (НИИ медицинского приборостроения РАМН). Автореферат разослан Ок б ТрВ РЯ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

Белов С.В.

2-ооз?-_А

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение. Повышение интереса к научным и практическим проблемам получения количественных характеристик высшей нервной деятельности человека обусловлено рядом объективных обстоятельств Прошедший век (особенно его вторая половина) существенно изменил условия обитания человека. Резкое изменение (ухудшение) среды обитания, изменение образа жизни (превалирование городского населения), прогрессивное увеличение темпа жизни, существенное увеличение психических, эмоциональных, интеллектуальных нагрузок одновременно со снижением физических нагрузок на организм человека позволяют говорить о тенденции смещения научного и прикладного внимания с физического на психическое здоровье человека.

Из этого следует, что особую актуальность приобретает разработка и применение новых технологий и обеспечивающих их инженерных средств для объективного контроля психической сферы человека.

Актуальность этой проблемы определяется следующими основными факторами: ростом числа психических заболеваний, увеличением числа врожденных неврологических заболеваний, увеличением темпа жизни, увеличением эмоциональных и интеллектуальных нагрузок по сравнению с физическими, появлением профессий с повышенными требованиями к скорости и точности реакций, усилением воздействия неблагоприятных факторов среды обитания, высокой ролью нарушений работы ЦНС в генезе других групп заболеваний (сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные и др.), необходимостью контроля психоневрологического развития детей и подростков и регулирования образовательного процесса, постарением населения, социальной напряженностью, относительно низкой технической оснащенностью психоневрологии (по сравнению с другими областями медицины). На последнее обстоятельство следует обратить особое внимание - в этой области разрыв между теоретическими медико -физиологическими достижениями и удовлетворением практических потребностей отрасли наиболее разительна.

Одним из объяснений этого является недостаточное развитие теории психофизиологического приборостроения, которая должна быть мостом между новыми достижениями медико-биологических концепций и. их .реализацией.

БИБЛИОТЕКА С.Петербург ОЭ ЗМОак

С.Петербу; ОЭ 3«0|

Эта задача не возникла вдруг в конце двадцатого века. Во все времена, и особенно со времени возникновения научной медицины, изучение психической сферы человека привлекало внимание ученых. Но только возникновение практических потребностей контроля и коррекции проявления психических функций привело к возникновению области экспериментальных исследований, нацеленных на изучение и оценку количественных характеристик памяти, внимания, мышления и других функций психической деятельности.

Появление первых устройств для инструментальных исследований высших психических функций относится ко времени возникновения экспериментальной психологии. Основные задачи, которые необходимо было решать при разработке структуры исследования - это задачи стандартного предъявления стимульного материала и задачи измерения скорости и интенсивности реакций испытуемого. Потом появились задачи построения эффективных правил (алгоритмов) предъявления и анализа паттернов этих стимулов и реакций. С инженерной точки зрения важно отметить, что развитие психофизиологической аппаратуры (ПФА) естественным образом связано с общетехническим прогрессом в технике: в механике, электротехнике и электронике - механические, электромеханические, электровакуумные, полупроводниковые устройства, и далее следует применение интегральных микросхем, микропроцессоров и персональных компьютеров. Имеется многочисленная литература (Гуртовой Е.С., Боксер О .Я.) освещающая историю развития психофизиологической аппаратуры, поэтому мы кратко перечислим лишь узловые моменты их развития.

Современный этап развития ПФА характеризуется созданием широкого спектра моделей психофизиологической аппаратуры, основанного на научном и практический вкладе в психофизиологическое приборостроение ученых ВНИИМП'а (Викторов В.А., Гундаров В.П., Умрюхин Е.А., Смирнов И.П., Вишняков А.И., Надеждин Д.С., и др.), и специалистов других организаций страны (Ахутин В.М., Боксер О.Я., Зубов H.H., Жигульский Б.М., Попов Ю.Б., Попечителев Е.П., Аксюта Е.Ф. и др.), что позволяет говорить о формировании нового научно-технического направления - психофизиологического приборостроения или психоинжиниринга (Матвеев Е.В., 1986) - в отрасли медицинского приборостроения в целом. Упомянем лишь ряд наиболее

представительных приборов и комплексов последних десятилетий. Это хронорефлексометры КХР-01, комплекс КПФР-02, разработанные в Минпромсвязи, комплекс Тонус-НЦ, разработанный Минэлектронпроме, комплекс «Психофизиолог» («Медиком-МТД»), комплекс «ВИС-Спектр» (Нейрософт) и др.

За рубежом наибольшие успехи были достигнуты в американской школе экспериментальной и математической психологии в исследовании и моделировании различных форм принятия решения (Аткинсон Р., Буш Р., и др.), а основное прикладное значение получили психодиагностические методы -опросники, реализуемые в виде программного обеспечения для персональных компьютеров, и методы электрофизиологического исследования (электроэнцефалография, полиграфы и т.п. - фирмы Лафайет, Когницентр (США), Шуфрид (Австрия), Такей (Япония)).

Необходимо отметить приоритет отечественных разработок, особенно в методологии обследований. Это одна из немногих сфер, где нет превалирующего превосходства зарубежной методологии и аппаратуры. Это можно объяснить прежде всего высокой отечественной научной школой (Сеченов И.М., Павлов И.П., Бехтерев В.М. и др.) и ее современным развитием.

11елью работы-, является разработка теоретических принципов построения и медико-технических технологий психофизиологических исследований высших психических функций человека в норме и патологии.

Для ее достижения необходимо решить следующие теоретические и практические задачи:

1. Разработать системные принципы построения экспериментальных тестовых сред и моделей, служащих методической основой для разработки новых средств инструментальной оценки ВИД.

2. Разработать и проанализировать экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах.

3. Показать возможности использования математических моделей деятельности для качественной и количественной идентификации показателей выполнения тестовых заданий и построения на этой основе шкал этих показателей.

4. Исследовать особенности и возможности использования принципа биологической обратной связи в экспериментальных тестовых структурах для контроля поведенческих реакций ВКФ.

5. Исследовать и гармонизировать медико-технические требования к ПФА, определить пути их стандартизации и обеспечить их реализацию в виде серийно выпускаемых приборов и комплексов.

6. Провести практическую апробацию разработанной ПФА для определения эффективности ее применения и внедрения в клиническую практику.

7. Разработать и исследовать модель формирования адаптивного поведения при усвоении паттернов детерминированных структур стимулов.

При выполнении теоретических и экспериментальных исследований были использованы методы теории функциональных систем, экспериментальной психологии, биометрии и психометрии, теории вероятностей и математической статистики, теории принятия решений и планирования эксперимента. В качестве основного инструмента исследования использовались персональные компьютеры как для управления экспериментальными установками, так и для анализа полученных данных.

Основные нотные положения. выносимые на защиту.

Экспериментальная модель пространственно-временного прогнозирования и построения поведения, классификация и систематизация на ее основе методических и технических средств контроля ВПФ.

Количественная оценка характеристик ВПФ на основе оценки параметров математических моделей деятельности в экспериментальных средах.

Понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической обратной связи) при контроле поведенческих реакций ВКФ.

Гармонизация и обобщение медико-технических требований к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования ВПФ человека.

Принципы построения нового класса приборов и комплексов для количественной оценки ВПФ по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования.

Новые методики использования тестовых компьютерных систем в части разработки алгоритмов их работы.

Математическая модель формирования адаптивного поведения при усвоении детерминированных паттернов бинарных стимулов.

Научная новизна работы определяется следующими впервые отраженными положениями.

Предложена и исследована экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах, позволившая классифицировать и упорядочить методические и технические средства контроля ВПФ.

Введены оценки характеристик ВПФ на основе математических моделей деятельности в экспериментальных средах, что позволило наряду с популяционными оценками использовать шкальные оценки, имеющие психофизиологическую интерпретацию.

Введено понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической обратной связи) при контроле поведенческих реакций ВКФ, позволившее совместить на единой методической и приборной основе процедуры диагностики и реабилитации нарушений ВКФ.

Обобщены и гармонизированы медико-технические требования к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования ВПФ человека, определены направления и пути их стандартизации.

Построен новый класс приборов и комплексов для количественной оценки ВПФ по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования.

Предложены новые методики использования тестовых компьютерных систем в части разработки алгоритмов их работы.

Предложена и исследована математическая модель формирования адаптивного поведения при усвоении детерминированных паттернов бинарных стимулов.

Практическая иенность и реализация результатов работы заключается в том, что теоретические положения и практические результаты, представленные в работе, были использованы при выполнении свыше десяти НИОКР по созданию

нескольких поколений новой медицинской психофизиологической аппаратуры. Ниже представлен перечень изделий, разработанных на основе положений настоящей работы, и указан этап завершения работы.

1.Комплекс приборов для психофизиологических обследований ПФК-01. Серийный выпуск с 1969 до 1981г., модернизация ПФК-01М - серийный выпуск с1982 до 1987г.

2.Автоматизированная система психофизиологического отбора военных специалистов "Отбор". Приняты на снабжение Главным военно-медицинским управлением МО СССР опытные образцы в 1979г.

3.Аппарат для определения показателей перестройки стратегий выбора реакций "Бинатест". Серийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

4.Аппарат для определения показателей воспроизведения ритмических раздражителей "Ритмотест". Серийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

5.Аппарат для определения показателей воспроизведения зрительных матричных образов "Мнемотест" Серийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

6.Комплекс психофизиологический компьютерный КПФК-99 "Психомат". Серийный выпуск с 1990г. Модернизация в 1995г. и в 2002г.

7.Компьютерная технология психофизиологического отбора водителей автотранспорта "Драйвер". Опытные образцы проходят медико-физиологические испытания в кадровых подразделениях транспортных предприятий.

8.Компыотерная технология психофизиологического обследования детей и подростков "Тинэйджер". Опытные образцы проходят медико-физиологические испытания в учреждениях специального образования Министерства образования РФ.

9.Комплекс компьютерный для оценки функций центральной нервной системы по показателям устойчивости удержания вертикальной позы -постурограф "Стабилотест", серийный выпуск с 2001г.

Совместно с медицинскими соисполнителями на экспериментальном и клиническом материале показана эффективность применения созданных приборов и комплексов в научных исследованиях и в практической диагностической и

реабилитационной работе в психоневрологии, профдиагностике и отборе, разработаны методические руководства по их применению.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на 55 конференциях, симпозиумах, семинарах, из них на 19 международных (Москва, Варна, Прага, Париж, Варшава, Ницца, Флоренция, Чикаго и др.), 19 всесоюзных и всероссийских (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Тбилиси, Ташкент и др.) и на 15 региональных (Москва, Орел, Архангельск, Воронеж, Пенза, Таганрог и др.).

Публикации. Содержание диссертационной работы отражено в 165 печатных работах, в том числе в двух коллективных монографиях, в 12 авторских свидетельствах на изобретения и патентах, в 3 свидетельствах на промышленные образцы, 15 работ опубликовано на иностранных языках (английский, французский, болгарский). Свыше 100 печатных трудов опубликовано в ведущих профильных журналах, входящих в Перечень ведущих научных журналов и изданий, утвержденный Президиумом ВАК.

Принципиальные вопросы диссертации нашли отражение в следующих монографиях.

В монографии под редакцией академика РАМН Викторова В.А. и Матвеева Е.В. «Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение» М., ЗАО «ВНИИМП-ВИТА», 2002г., 228с. обобщены результаты исследований в области психофизиологического приборостроения.

В монографии под редакцией академиков РАМН Судакова К.В. и Викторова В.А. «Моделирование функциональных систем» М., РАМН, 2000г., 253с. представлены результаты разработки и исследования экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования и ее применения при разработке психофизиологических приборов и комплексов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, сдержит 39 рисунков, 21 таблицу, библиографию из 130 наименования, 11 приложений, материал изложен на 232 страницах.

Глава 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

Первая глава посвящена теоретическим исследованиям методических особенностей разработки психофизиологических приборов и комплексов. На основе теории функциональных систем академика П.К. Анохина предложена и исследована экспериментальная модель пространственно-временного прогнозирования (ЭМПВП). Приведены примеры применения модели для параметризации тестовых сред и разработки алгоритмов управления обследованием и интерпретации его результатов. Рассмотрены особенности применения концепции биоуправления, обосновано применение систем поведенческой обратной связи. Обоснованы функциональные медико-технические требования и указаны пути стандартизации психофизиологической аппаратуры.

1.1. Системные вопросы проектирования приборов и комплексов для психофизиологических обследований

Теория функциональных систем.

Опорными пунктами любой теоретической и прикладной работы являются достижения в развитии современной науки и техники. Одной из таких вех является создание и развитие теории функциональных систем (ТФС).

Укажем также системологические исследования, которые оказали наибольшее влияние на данную работу: разработка системного подхода в психологии (академик Ломов Б.Ф.); создание нейропсихологической концепции (профессор Лурия А.Р.); внедрение кибернетических систем (академик Берг А.И.); системный подходу в медицинском приборостроении (академик РАМН Викторов В.А., к.т.н. Гундаров В.П.).

Теория функциональных систем академика П.К. Анохина не только внесла несомненный пионерский вклад в развитие фундаментальной науки, но и явилась основой для создания нового поколения медицинских и медико-технических приборов, комплексов и технологий.

и

Системно-комплексный подход.

Развитие нового поколения медицинских систем связано с использованием новых медико-физиологических концепций и широким применением автоматизированных интеллектуальных средств. Принципиально важным является то, что наиболее эффективные результаты достигаются в том случае, когда происходит взаимовлияние и взаимообусловливание возникновения новых инженерных реализаций на основе новых медицинских методик, появление новых медико-физиологических фактов и идей на основе использования новых инструментальных инженерно-технических достижений.

Принципиальная необходимость применения системного подхода при проектировании психофизиологической аппаратуры обусловлена тем, что ПФА предназначена для оценки функций центральной нервной системы - наиболее сложной и наименее изученной системы человеческого организма. Сложность "устройства" центральной нервной системы (ЦНС) человека предопределяет и сложность тех инструментов, с помощью которых она может быть подвергнута функциональным обследованием.

Системные принципы разработки.

Исходя из вышеприведенного анализа можно сформулировать ряд требований к медицинским приборам и комплексам для психофизиологических обследований.

1.Процедура обследования должна быть построена на основе экспериментальной модели последовательной целенаправленной деятельности с повторяющимися узловыми этапами афферентного синтеза.

2. Должна быть обеспечена возможность выделения и идентификации отдельных целостных поведенческих целенаправленных актов для представления их в Виде последовательности квантов поведения.

3. Показатели обследования должны отражать не только кумулятивные свойства, но и последовательную организацию поведенческих квантов, их временные характеристики.

4. Необходимо предусматривать наличие в приборных реализациях достаточно гибких методических возможностей, т.е. своеобразных функциональных комбайнов.

1.2. Экспериментальная модель пространственно - временного прогнозирования

В разделе рассмотрен пример построения и реализации экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования событий (ЭМПВП), на основе которой обеспечивается возможность оценки различных форм проявления функций центральной нервной системы (ЦНС). Реализация такой модели в виде тестовых методик позволит в стандартизованной и контролируемой ситуации получать объективные характеристики высшей нервной деятельности, минимально зависимые от культурологических, социальных, языковых факторов, от навыков к письму, чтению и т. п.

Общая схема модели такова. Определяется пространство (поле) возможных стимулов 5 и поле реакций Л Требований к их взаимно однозначному соответствию не предъявляется. Событием является появление или непоявление сигнала «!>„ являющегося подмножеством полного поля стимулов, с заданными и наперед известными параметрами в заданном интервале времени. Испытуемый в соответствии с поставленной задачей (инструкцией) должен реагировать на появление (или непоявление) стимула одной из возможных реакций Яа, иЗ полного поля реакций. Описанием экспериментальной модели среды является описание временной и пространственной структуры последовательности появления событий (пространственно-временных паттернов стимулов — ПВПтС) в соответствии с реакциями исследуемого объекта (испытуемого) — формированием пространственно-временных паттернов реакций (ПВПтР).

В качестве таких признаков в настоящей работе использованы два. В качестве первого признака выделим и определим четыре формы деятельности в общей среде.

1. Деятельность (поведение) в форме генерирования реакций —свободное генерирование ПВПтР.

2. Деятельность в форме слежения за предъявляемым паттерном стимулов — поведение, при котором паттерн реакций ПВПтР должен соответствовать непосредственно предъявляемому паттерну стимулов.

3. Деятельность в форме воспроизведения ранее предъявленного пространственно-временного паттерна стимулов — поведение, которое определяется точностью совпадения ПВПтР при воспроизведении усвоенного (запомненного) ранее предъявленного (до начала воспроизведения) паттерна стимулов.

4. Деятельность в форме предсказания — формирование такого паттерна реакций, структура которого предсказывала бы структуру появляющегося паттерна стимулов на основе ранее усвоенной структуры паттерна стимулов.

Следующим признаком — является ограничение на размерность пространственного представления полей стимулов и реакций. Введем следующие пространственные представления полей.

1. Нуль-мерное представление пространства полей стимулов и реакций — это такое представление, при котором отсутствует возможность пространственного изменения положения стимула (реакции), т. е. возможности изменения их положения и выбора ограничиваются только координатой времени.

2. Одномерное представление пространства — это такая форма представления, при которой имеется возможность изменения (и выбора) стимулов и реакций только в одном направлении геометрического пространства (например, право—лево).

3. Двумерное представление — возможность изменения и выбора стимулов и реакций имеется одновременно в двух геометрических направлениях, например, вправо—влево и вверх—вниз.

Таким образом, представленная классификация разбивает общее представление среды экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования (ЭМПВП) на 12 условных классов, что, безусловно, не исчерпывает возможного многообразия классификации по многим другим признакам, например по модальности стимулов, виду реакций и т. п.

Предложенная схема, являясь, с одной стороны, абстрактной формализацией, благодаря продуктивности концепции теории функциональных систем,

являющейся мостом между физиологией (механизмами) и психологией (поведением), с другой стороны, позволила решить, как было показано, ряд практических задач медицинского приборостроения. Это в существенной мере заполняет имеющийся разрыв между общеметодологическим подходом и конкретными реализациями инструментальных методов исследования (ЦНС).

1.2. Параметризация тестовых сред с применением математических моделей

Возможности использования математических моделей деятельности дня качественной и количественной идентификации показателей выполнения тестовых заданий и построения на этой основе шкал этих показателей покажем на примере параметризации экспериментальной модели усвоения ритмических стимулов в приборе «Ритмотест» (генерация, слежение и воспроизведение ритмических стимулов).

Рассмотрим следующие модели.

1.Модель идеально равномерного темпа. Все интервалы между реакциями постоянны и равны Ти. Реальной реализацией этой модели является модель равномерного темпа с некоторой естественной флуктуацией этого темпа, отличающаяся тем, что среднее значение интервала между нажатиями по-прежнему равно Ти, а реальные интервалы неодинаковы, псевдослучайны и имеют характеристику разброса - среднеквадратичное отклонение Бе.

2.Модель идеально равномерного темпа со смещением. Отличается от модели 1 тем, что среднее значение интервала между реакциями Тм совпадает с интервалами между стимулами Тс, но момент реакции сдвинут (опережает / отстает) от момента появления стимула.

3.Модель идеального тренда. Значения интервалов между реакциями последовательно равномерно увеличиваются / уменьшаются (в пределах Тшт -Ттах).

4.Модель хаотического генерирования реакций (псевдослучайный процесс -белый шум с ограничениями интервала). Интервалы между нажатиями равномерно распределены на отрезке от Тшт до Ттах, где Ттт и Ттах соответствуют реальным экспериментальным оценкам и составляют 100 - 200 мс

для Тгшп, и 500 - 800 мс для Ттах. Среднеквадратическое отклонение для такого процесса обозначим вя. Этот разброс Бе существенно больше разброса Яе, принятого для моделей 1-3.

В соответствии с представленными моделями были сформированы показатели, отражающие характер выполнения тестового задания (таблица 1).

Показатели строятся на использовании статистических оценок одной из величин XI, измеряемых в соответствующем режиме:

й - в режиме генерирования - величины интервала между реакциями; ш - в режиме слежения - величины отклонение момента формирования реакции от момента появления стимула, положительное значение которого соответсвуют отставанию реакции от стимула, отрицательное - опережению;

VI - в режиме воспроизведения - величина отклонения интервала между реакциями ТШ от величины периода следования стимульных сигналов Твь

В каждом рЙкиме используются четыре показателя - оценки М и в измеряемой величины и оценки М и Б тренда ТгХ этой величины последовательного ее изменения: ТгХ! = XI - Х(ь1), где X - одна из величин й, ш, VI, а 1 - порядковый номер события.

Таблица 1

Значения показателей ритмической деятельности для различных моделей выполнения тестовых заданий

Вид Режим Генерирование Слежение Воспроизведение

модели теста мг ¡,811 Ми ¡.ви 1 МV ¡.вТгу 1

МТгН.ЗТП i М Тг и 1, Э Тг и ; М Тг V1, Б V 1

Модель идеального Ми, Бе О.ве О.ве

выполнения теста О.Эе О.ве О.Яе

Модель выполнения Mc.Se ±Мс, Эе ±Мс, Бе

теста со смещен. О.ве О.ве О.ве

Модель выполнения -.Бв Бв Б8

теста с трендом ±Мс, Бе ±Мс, ве ¿Mc.Se

Модель Бе Бе

случайных реакций 0. Бе 0.Бе 0. Бе

В каждой клетке в верхнем ряду приведены значения МХ1, 5X1; в нижнем ряду - МТгХь ЗТгХь е - индекс, указывающий на естественную флуктуацию величины; $ - индекс, указывающий на случайный характер флуктуации; с - индекс, указывающий на наличие значимого отклонения. ~ - прочерк означает возможность произвольного значения показателя.

Представленные значения показателей отражают различные качественные формы выполнения тестовых заданий.

В приборе "Ритмотест" на основе изложенных модельных представлений были реализованы дополнительные режимы обследования. Один из них связан с определением предельных характеристик (порогов) моторного слежения за ритмическим раздражителем. Предложенная методика показателей применяется для оценки качества выполнения тестовых заданий в реальных обследованиях.

1.4. Применение идеи обратной связи в инструментальных средствах исследования центральной нервной системы человека в норме и патологии

Идея использования биологической обратной связи (БОС, биоуправления, biofeedback - BFB) в диагностических и терапевтических медицинских приборах имеет под собой солидную теоретическую основу, большой позитивный опыт и еще большую перспективу создания с ее использованием новых медико-технических технологий в диагностике, терапии и реабилитации нарушений в работе различных систем человеческого организма (Штарк М.Б., Умрюхин Е.А. и др.). Тем более идея БОС должна быть продуктивна при исследовании наиболее сложной системы организма человека - центральной нервной системы. Исследование высшей нервной деятельности в форме целостного поведения, анализ поведенческих актов на системном уровне с использованием идеи обратной связи приводит к выделению ее особого вида - поведенческой обратной связи (ПвОС, behavioral feedback - BhFB).

ПвОС будем называть такую форму БОС, при которой в структуру процедуры исследования в состав стимульной информации, предъявляемой испытуемому, включается дополнительный канал, который позволяет пациенту оценивать один или совокупность показателей результатов его деятельности, релевантной в рамках выполнения данной процедуры. С точки зрения теории функциональных систем академика П.К. Анохина схема включения ПвОС выглядит следующим образом. В процессе афферентного синтеза при формировании акцептора действия в составе информации обратной афференгации ВА о рассогласовании результатов намеченного и актуального действий дополнительно используется информация по каналу ПвОС, содержание которой

должно прямо или косвенно указывает испытуемому на необходимость корректировки его действий в количественной и качественной форме: ВА = ВА„ + ВАвгв,

где ВА„ - естественная обратная афферентация, ВАвгв - специально сформированная обратная афферентация.

Новые возможности предоставляет использование сочетания идеи ПвОС и идеи адаптивных программ. В этом случае структура и сложность тестовой программы изменяется в зависимости от успешности действий испытуемого. При этом включение режима ПвОС позволяет дополнительно оценить влияние на характеристики поведения той информации, которую пациент получает (или не получает) в режиме ПвОС.

Особым режимом использования ПвОС является такой режим, в котором информация, представляемая испытуемому о ходе (успешности) выполнения тестового задания, не соответствует в той или иной степени действительному текущему значению (ложная ПвОС). Вид и степень этого несоответствия могут быть различными.

Предложенные различные модификации ПвОС обеспечивают существенное расширение возможностей создания различных специализированных диагностических и тренировочных программ на основе инструментальных психофизиологических методов исследования ЦНС человека. Многообразие форм ПвОС позволяет строить широкий спектр новых и модификации традиционных методов инструментального исследования ВНД человека в норме и патологии. Особенно перспективным является развитие на этой основе методов и приборов для тренировки, развития и реабилитации нарушенных, ослабленных или утраченных функций.

1.5. Гармонизация медико-технических требований и пути стандартизации психофизиологических приборов и комплексов

Необходимость стандартизации медицинских технических средств, применяемых при диагностике и лечении, является достаточно обоснованной теоретически и практически - общее число существующих и действующих

стандартов на медицинские диагностические и терапевтические приборы и аппараты весьма велико. Стандартами охвачены практически все основные области приложений техники в практической и исследовательской медицине кардиология, пульмонология и т.д.

Иная картина наблюдается в стандартизации методических и технических средств, связанных с инструментальными исследованиями высшей нервной деятельности человека в норме и патологии на уровне целостного поведения.

В качестве теоретической концепции стандартизации эффективно может быть использована теория функциональных систем академика П.К. Анохина. В общем виде с точки зрения этой теории для получения идентичных результатов стандартизации должны быть подвергнуты основные компоненты афферентного синтеза, участвующие в формировании акцептора действия. По результатам контроля характеристик формируемых действий в экспериментальной среде могут быть оценены различные проявления высшей нервной деятельности - внимание, память, лабильность и т.п.

Сформулированный подход, а также опыт разработки и применения инструментальных средств исследования ВИД в норме и патологии, анализ медико-технических требований и технических условий ряда разработок позволяют наметить основные виды тех характеристик, которые должны быть стандартизованы. Приведем основные из них.

Стандартизация стимулъного материала.

Стандартизация средств приема двигательных реакций.

- стандартизация исходного положения (руки) пред началом двигательной реакции;

- стандартизация размера и взаиморасположения кнопок приема реакций на оперативном поле;

- стандартизация интенсивности усилия и инерционности срабатывания кнопок и защиты от "дребезга";

- применение опосредованного элемента (щупа) для касания кнопок.

Стандартизация инструкций должна обеспечить четкое и однозначное

объяснение пациенту всех манипуляций во время обследования.

Стандартизация длительности теста, стандартизация необходимого и достаточного объема выборки должна обеспечить корректную оценку статистических показателей с заданной достоверностью.

Стандартизация структуры предъявляемых стимулов. В общем случае при разработке структур стимулов с заданными статистическими характеристиками необходимо контролировать качество датчиков случайных чисел, используемых для получения заданной статистической структуры на последовательностях случайных событий.

Рассмотренные принципы стандартизации были использованы при разработке медико-технических требований, технических условий, проекта стандарта СЭВ и производстве нескольких поколений психофизиологических приборов и комплексов. Это обеспечило преемственность применения методов оценки функций ЦНС на разных технических средствах, возможность сопоставления получаемйх результатов.

Глава 2. ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Во второй главе приведены основные особенности характеристик ряда психофизиологических приборов и комплексов, разработанных на основе изложенных теоретических концепций. Рассмотрены принципы проектирования программных решений, эргономические структуры и интерфейсы сопряжения «пациент - прибор - врач». Приведены примеры реализации конкретных приборов и комплексов, выпускаемых для технического оснащения психофизиологических обследований в медицине.

2.1. Особенности технической и программной реализации приборов и комплексов для психофизиологических исследований

Во ВНИИМГГе развитие психофизиологического приборостроения ведет свое начало от отечественной физиологической научной школы академика П.К. Анохина (ученика И.П. Павлова) и отечественной научной школы

радиоэлектроники и кибернетики академика А.И. Берга. Применение вышеизложенных принципов (глава 1) позволяет разрабатывать и производить психофизиологические приборы и комплексы, основными отличительными особенностями которых являются следующие:

- стандартизованы все условия и параметры проведения обследования, что позволяет практически исключить влияние случайных факторов и повысить воспроизводимость и точность получаемых результатов;

- обеспечивается возможность повторных и многократных обследований одного и того же пациента при одних и тех же условиях;

- форма стимульного материала и содержание заданий дают возможность уменьшить зависимость результатов от культурологических, языковых, образовательных и большинства специальных профессиональных (приобретенных) навыков: владения счетом, чтением, письмом, и напрямую связаны только с характеристиками высшей нервной деятельности "в чистом виде";

Прибор "Мнемотест"

Комплекс "Психомат"

Монолатеральная платформа комплекса «Стабилотест»

Прибор "Бинатест" Прибор "Ритматест"

Билатеральная платформа комплекса «Стабилотест»

Рис.1 Комплексы приборов для исследования и реабилитации высших психических функций и

двигательных нарушений

- обеспечена возможность варьирования параметров обследования (в том числе структуры, сложности и длительности тестов) в широком диапазоне, позволяющем обследовать лиц с различной степенью нарушений и развития функций высшей нервной деятельности (ВИД) (от обладающих высокими способностями до олигофренов в степени дебильности);

- практически исключена возможность влияния субъективного фактора экспериментатора, принадлежности его к какой либо психоневрологической школе;

- отсутствует жесткая интерпретация-приговор по результатам обследования, что дает возможность врачу (психологу) в необходимых случаях провести дополнительное обследование в других режимах выполнения задания или с использованием других методов.

За счет указанных факторов применение представленных технических средств в комплексе психофизиологических, экспериментально - психологических и нейропсихологических методик позволяет значительно повысить их прогностическую и реабилитационную эффективность. Работа с приборами обладает всеми достоинствами персонального компьютера: наглядность представления, возможность архивации, выдача итогового документа, наличие подсказки и т.п. Результаты обследования представляются в виде стандартизованных показателей и специально созданных шкал, отражающих качество выполнения тестового задания. Эти показатели позволяют:

- проводить функциональную диагностику нарушений функций высшей нервной деятельности;

- оценивать и контролировать ход лечебного процесса и его влияние на восстановление функций высшей нервной деятельности;

- проводить реабилитационно - тренировочные сеансы для развития нарушенных функций высшей нервной деятельности, улучшения их непроизвольной и произвольной регуляции;

-проводить скрининговые обследования (что особенно актуально для детей и подростков) с целью выявления лиц с нарушениями психомоторики или с отставанием в ее возрастном развитии, что особенно важно для детей дошкольного возраста.

2.2. Компьютерный психофизиологический комплекс «Психомат»

Основной технической концепцией комплекса является сочетание гибких и универсальных вычислительных и управляющих возможностей персонального

компьютера (рис. 1) с проблемно-ориентированными специализированными средствами предъявления стимулов и приема реакций испытуемого.

Конструктивно комплекс состоит из двух рабочих мест: автоматизированного рабочего места (АРМ) медсестры (врача, психолога) и рабочего места испытуемого (РМИ).

Центральным звеном комплекса является микрокомпьютер. К компьютеру подключаются контроллеры, осуществляющие управление периферийными устройствами. Управление работой комплекса осуществляется с клавиатуры через видеомонитор.

Разработанные средства позволяют реализовать подавляющее большинство традиционных методов исследования восприятия, внимания, памяти, мышления, личности, рефлексометрии при предъявлении моно- и билатеральных стимулов световой, звуковой, символьной и вербальной модальности; исследования психомоторики, темпа речи и т. д. Широкие возможности комплекс представляет исследователю при создании и отработке вновь созданных методик со сложными адаптивными алгоритмами управления и анализа, с применением биологической (физиологической по ЧСС и ЭКС) и поведенческой обратной связи.

В комплексе предусмотрена возможность создания пользователем «макротестов» - стандартизованных наборов последовательностей выполнения отдельных тестов с подобранными фиксированными параметрами. Это приносит существенную пользу при эксплуатации комплекса при необходимости обследования достаточно больших контингентов по некоторому набору тестов.

Предложенная программно-аппаратная конфигурация компьютерного комплекса, обладающего практически неограниченными возможностями в реализации экспериментально-психологических и психофизиологических методик обследования, удобного и простого в эксплуатации, не требующего специальной подготовки персонала, предоставляет новые возможности обладания компьютерной технологией для решения научных и практических задач исследования характеристик высшей нервной деятельности человека в норме и патологии.

2.3. Семейство приборов для исследования ритмомоторики, зрительного восприятия и памяти, адаптации и принятия решений «Ритмотест», «Мнемотест», «Бинатест»

Прибор «Ритмотест» (рис. 1) предназначен для объективной оценки механизма высшей нервной деятельности, обеспечивающего усвоение и воспроизведение ритмических стимулов внешней среды. Это необходимо для выявления и идентификации различных форм аритмии психомоторной деятельности: нарушений восприятия, слежения, усвоения и воспроизведения заданного ритма. С этой целью прибор «Ритмотест» реализует процедуру обследования, состоящую из двух последовательных этапов — этапа «Ритм» (слежение) и этапа «Теппинг» (воспроизведение). На этапе «Ритм» предъявляются световые и звуковые стимулы с заданным постоянным периодом следования Т. Испытуемый должен касаться кнопки щупом точно в моменты предъявления стимулов — не опережая и не отставая от них. На этапе «Теппинг» ритмические стимулы выключаются, а вместо них пациенту предъявляются такие же сигналы, но в моменты его ответов. Испытуемый продолжает ритмические реакции в усвоенном ранее на этапе «Ритм» темпе, т. е. по памяти.

Основными параметрами метода являются период следования ритмических стимулов (Т) и их сенсорная модальность — свет или звук. Это обеспечивает возможность сравнительной оценки показателей при различной модальности ритма и определения зависимости качества выполнения теста от задаваемого темпа в диапазоне от очень быстрого, предельного для моторики до очень медленного, при котором ритм уже не воспринимается как последовательность связанных стимулов. Предусмотрен ряд дополнительных режимов, обеспечивающий автоматическое адаптивное изменение темпа ритмических стимулов в зависимости от качества слежения за ритмическими стимулами.

Прибор «Мнемотест» (рис. 1) предназначен для объективной оценки показателей зрительной памяти и зрительного восприятия. Реализуемые аппаратом методы обследования являются развитием известного метода исследования процессов запоминания, хранения и воспроизведения зрительных матричных образов.

Предъявление и воспроизведение зрительного матричного образа осуществляются на одних и тех же элементах квантованного матричного поля.

Основными параметрами метода являются время экспозиции; объем зрительного образа, определяемый общим числом элементов предъявляемой матрицы; статистическая «сложность» образа, определяющаяся средней частотой появления подсвечиваемого элемента матрицы.

В приборе предусмотрена возможность исследования восприятия и памяти не только на пространственные зрительные образы, но и на последовательное во времени предъявление элементов зрительного образа. Особого внимания заслуживают режимы работы прибора, связанный с механизмами переработки запомненного материала: воспроизведение негативного изображения и воспроизведение изображения с поворотом на 90,180 и 270° относительно оригинала.

Прибор «Бинатест» (рис. 1) предназначен для объективной оценки механизмов принятия решений. Это — один из наиболее тонких и сложных механизмов высшей нервной деятельности.

В режиме СБ (свободный выбор) испытуемый должен многократно выбирать нажатие на одну из двух кнопок в произвольном порядке. В этом режиме аппарат оценивает качественную и количественную картину собственной стереотипии и вариативности принятия решения.

В режиме ВВ (вероятностный выбор) испытуемый должен предсказывать появление одного из двух стимулов. Последовательности стимулов носят псевдослучайный характер со специально рассчитанной стохастической структурой, с разным характером зависимости очередного стимула от предыдущего. В этом случае успешность ответов испытуемого определяется его способностью усваивать внутреннюю взаимосвязь последовательности стимулов.

В режиме УВ (управляемый выбор) испытуемый должен быстро и без ошибок реагировать на один из двух предъявляемых стимулов, которые включается на левой или правой кнопке в определенных специально рассчитанных последовательностях, структура которых такая же, как и в режиме ВВ. Эта задача требует от испытуемого быстрого переключения с одних стереотипов принятия решения на другие.

Предусмотрена возможность детерминации поведения не только текущим стимулом, но и отставленным от текущего в прошлое на один, два или большее число шагов (депозитные реакции). Это требует от испытуемого удержания в памяти скользящей последовательности стимулов и формирования реакций, детерминированных следами памяти об этих стимулах. Проведение обследования с разной глубиной депозиции позволяет определить предельную пороговую глубину депозиции, при которой теряется способность привлекать к процессам принятия решения отраженные в памяти предшествующие события.

В режиме 17В (программируемый выбор) анализируется поведение в условиях предсказания детерминированных последовательностей

подкрепляемых стимулов - последовательное прохождение заданной, но неизвестной испытуемому двухальтернативной цепочки стимулов (своего рода бинарный лабиринт). После безошибочного прохождения одного лабиринта испытуемому предъявляется следующий лабиринт, частично совпадающий с предыдущим. При этом оцениваются показатели скорости перестройки ранее выработанных стратегий при изменении внешней среды.

В различных исполнениях приборы выпускались с разными блоками управления: на жесткой логике, с унифицированным микропроцессорным блоком (УМБ) и персональным компьютером (в настоящее время).

Для предъявления стимульной световой информации использован принцип совмещения сенсорных и моторных полей.

Все приборы («Ритмотест», «Мнемотест», «Бинатест») по комплексности режимов обследования, но возможности контролируемого варьирования параметров обследования, по полноте оцениваемых показателей не имеют прямых аналогов в России и за рубежом (технические решения защищены восемью авторскими свидетельствами на изобретение) и широко применяются в решении многих научно-исследовательских и научно-прикладных задач, связанных с объективной оценкой основных механизмов высшей нервной деятельности.

2.4. Комплекс компьютерный для оценки функций центральной нервной системы по показателям устойчивости удержания вертикальной позы -постурограф "СТАБИЛОТЕСТ"

Комплекс предназначен для диагностики и реабилитации нарушений функции движения при регуляции вертикальной позы в практической медицине и проведения научных исследований в области неврологии, ортопедии, опорно -двигательного аппарата и т.п.

Стабилометрическая платформа построена на основе тензочувствительных датчиков специальной конструкции. Сигнал после усиления, предварительной фильтрации и преобразования в цифровую форму вводится в компьютер. Предусмотрены два основных исполнения платформы - традиционно применяемая моноплатформа (рис. 1), оценивающая положение проекции центра массы (ПЦМ) всего тела на горизонтальную плоскость при опоре двумя ногами; - и билатеральная платформа, позволяющая, кроме перечисленного, оценивать сагиттальное перемещение проекции центра приложения сил (и их величину) для каждой ноги отдельно (рис. 1).

Процедуры, реализованные в комплексе, можно поделить на диагностические и реабилитационные (тренировочные, восстановительные).

Программное обеспечение предусматривает возможность ручного и автоматизированного управления чередованием процедур и настройкой параметров.

Комплекс обеспечивает оценку традиционно применяющихся и новых показателей регуляции устойчивости позы:

- Показателей статического смещения.

- Показателей регуляции (устойчивости) колебания проекции центра массы:

- Амплитудные показатели;

- Временные (частотные) показатели;

- Показатели асимметрии;

- Комплексные показатели.

Комплекс обеспечивает широкие возможности визуализации процедур обследования. Представлена визуализация информации как для пациента так и для врача.

Псевдовизуализация для пациента необходима для реализации биологической обратной связи между прибором и пациентом. Примером такой связи может служить взаимное расположение изображения текущего положения проекции центра тяжести на опорную плоскость и изображения «виртуальной» мишени в режимах тренинга.

Псевдовизуализация для врача позволяет упростить процесс постановки диагноза. В описанном выше программном обеспечении реализованы следующие виды, или режимы, псевдовизуальных представлений результатов для врача.

Глава 3. КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ И КОМПЛЕКСОВ

Третья глава содержит результаты клинических исследований разработанных приборов и комплексов для психофизиологических исследований. Приведены результаты пионерских исследований особенностей высшей нервной деятельности у детей и подростков при некоторых психоневрологических нарушениях (эписиндром, головные боли, минимальные мозговые дисфункции и др.). Работа выполнена в НИИ педиатрии (директор - академик РАМН Студеникин МЛ.) НЦ здоровья детей РАМН (директор -академик РАМН Баранов A.A.) в психоневрологическом отделении (руководитель-профессор Маслова О.И.). Исследовано применение комплексов для оценки психомоторики для контроля лечения и тренировочных диагностических процедур при восстановительном лечении постинсультных больных в НИИ неврологии РАМН (директор - академик РАМН Верещагин Н.В.) в отделении реабилитации (руководитель - профессор Черникова Л.А.). Представлены результаты контроля лечения и возрастных особенностей развития детей с детским церебральным параличом в Научно -терапевтический центр лечения и профилактики психоневрологической инвалидности (руководитель - профессор Скворцов И.А.). Представлены результаты использования психофизиологических приборов и комплексов в

гериатрии для контроля нарушений высших психических функций. Работы выполнены в неврологическом отделении (руководитель профессор Дамулин И.В.) Клиники нервных болезней им. H.H. Кожевникова (руководитель член-корреспондент РАМН Яхно H.H.).

3.1. Оценка высших психических функций у детей и подростков при психоневрологических заболеваниях

Трудности клинического определения нарушений высших корковых функций (ВКФ) у детей связаны с тем, что выявление нарушений деятельности центральной нервной системы затруднено многими причинами, такими как малый возраст больного, органическим дефектом мозга, глобальносгного или минимальностью повреждения мозга, сложностью определения топики повреждения, сочетанностью симптомов, частой атипичностью клинических проявлений, поведенческими нарушениями, различными степенями умственной отсталости (от пограничных, легких до тяжело выраженных), тяжестью основного заболевания и многими другими причинами.

В клинической практике активно применяются методы психодиагностического и психокоррекционного обследования. Эффективность их применения существенно зависит от квалификации, подготовленности и школы психолога; обследование трудоемко, результаты его носят описательный характер. Была поставлена задача по оценке возможностей клинического применения инструментальных средств психофизиологического обследования в детской психоневрологической клинике для оценки нарушений высших корковых функций при различных заболеваниях.

Исследование проводилось на следующих группах детей. В первую группу вошло 60 практически здоровых (ПЗ) детей в возрасте 7-15 лет. Вторую группу составили 40 детей, страдающих головной болью (ГБ). Третья группа состояла из 50 детей, больных эпилепсией (Э). В последнюю группу вошли 25 детей с диагнозом умственная отсталость (УО).

Обследования проводились сотрудниками и аспирантами

психоневрологического отделения НИИ педиатрии РАМН И.Р.Башелхановой, С.В.Дзюба, И.Б.Немковским, Е.Э.Передерий и Н.Д.Макуловой.

Результаты и обсуждение. Были использованы следующие показатели, в обозначении которых первый символ соответствуют названию прибора (Р, М, Б).

Р1, Р2 - пороги темпа моторного слежения за звуковым и световым стимулами; РЗ - воспроизведение звукового темпа; Р4 - предельный темп психомоторных реакций.

М1, М2 - объемы внимания и памяти при воспроизведения матричного образа; МЗ - темп воспроизведения; М4 - точность воспроизведения с поворотом образа.

Б1 - серийность при предсказании появляющихся стимулов вероятностной структуры; Б2 - серийность после правильного (успешного) и неправильного предсказания; БЗ, Б4 - темп и точность слежения за текущими стимулами вероятностной структуры в максимально возможном;

Б5, Бб - темп и точность слежения за депозитными стимулами.

Анализ зависимости показателей ВКФ от возраста ребенка показал значимую зависимость от возраста большинства показателей (Я > 0,6; р < 0,01). Полученные результаты могут свидетельствовать о возможности оценки развития ВКФ у детей в возрасте 7-15 лет.

Представленные показатели можно разбить на следующие группы. К первой группе относятся показатели, значимо различающиеся во всех группах испытуемых. Эти показатели характеризуют снижение продуктивности ВКФ в следующей последовательности ПЗ - ГБ - Э - УО. К этим показателям относятся Р1, Р2, Р4, М2, М4 и Б4, Б6 (последние два за исключением различий Э - УО). Все эти показатели можно условно отнести к показателям, в которых отражаются общие проявления сложных форм деятельности. Их изменение отражает общее прогрессивное снижение продуктивности деятельности ВКФ при заболевании.

Другая группа показателей значимо отличается у практически здоровых испытуемых по сравнению со всеми группами больных, при этом межгрупповые отличия у больных относительно невелики. Это показатели РЗ, МЗ, Б2. Функции, отражаемые этими показателями, страдают при всех заболеваниях в одной степени.

Последняя группа показателей характеризуется различными отличиями между разными группами.

В результате работы были получены шкальные девятибалльные (стенайновые) оценки качества выполнения тестовых заданий, позволяющие дать количественную характеристику степени изменения показателя по сравнению с его возрастной нормой.

Рассмотренные в работе методы и средства психофизиологического обследования стали неотъемлемой и необходимой частью клинической практики психоневрологического отделения, существенно и эффективно дополнив традиционно применяемые методы обследования. Во многих сложных клинических случаях . только с их помощью удается объективно и количественно выявить и оценить степень поражения ВКФ детей. Были разработаны и опубликованы методические рекомендации по практическому применению приборов в детской психоневрологической клинике.

3.2. Исследование возможностей диагностики и восстановления двигательных функций при неврологических заболеваниях

Особую привлекательность стабилометрический метод исследований получил с введением в обиход персональных компьютеров. Это позволило визуализировать процедуру исследования, а также путем использования мощных математических программ, количественно описать изучаемые функции, их нарушения и динамику изменения. В клинике нервных болезней метод успешно используется для изучения механизмов регуляции позной устойчивости у больных с двигательными нарушениями различной этиологии, такими как постинсультные гемипарезы, паркинсонизм и др.

Компьютеризация стабилометрии позволила также осуществить разработку новых реабилитационных технологий, в основе которых лежит метод произвольного управления положением центром массы с использованием обратной связи (биоуправление).

Задачами исследования явились:

1) выявление особенностей поддержания вертикальной позы у больных с различными двигательными нарушениями (постинсультными гемипарезами, паркинсонизмом);

2) оценка эффективности применения разработанных программ тренировки устойчивости вертикальной позы в реабилитации больных с двигательными нарушениями различного генеза.

Всего было исследовано 56 больных (24 женщины и 32 мужчин) в возрасте от 22 до 75 лет (средний возраст 47,8 лет), в том числе 43 больных с постинсультными гемипарезами и 13 - с паркинсонизмом. Кроме того, для определения стандарта стабилографических показателей было обследовано 50 неврологически здоровых лиц без патологии опорно-двигательного аппарата.

У больных с гемипарезом исследования проводились в трех положениях, последовательно по 30 секунд в каждом: при спокойном стоянии (стопы параллельны на ширине равной длине стопы) с открытыми (1) и закрытыми глазами (2), и в центральном положении с обратной связью (3), при котором требовалось, равномерно распределяя вес тела на обе ноги, совместить и удерживать в течение 30 сек проекцию центра массы в геометрическом центре на экране.

Обследование больных с паркинсонизмом проводилось в четырех положениях, длительностью 20 сек каждая: при спокойном стоянии (но, в отличие от больных с гемипарезом, стопы вместе) с открытыми (1) и закрытыми (2) глазами, и при произвольных движениях - поворотах туловища вправо (3) и влево (4).

Здоровые испытуемые были распределены на две соответствующие группы: первая группа (34 человека) обследовалась по программе, разработанной для больных с гемипарезом, а вторая (16 человек) - по программе, предназначенной для больных с паркинсонизмом.

Регистрировались латеральные и сагиттальные стабилограммы общего центра масс, центра масс правой и левой ноги (ЦМП, ЦМЛ). На основе стабилограмм вычислялись следующие показатели: средняя скорость ЦМ (V мм/с); средний радиус отклонения ЦМ ( Я мм); весо-распределение ^ %), который являлся производной от математического ожидания сагиттального смещения ЦМ и

рассчитывался в % от общей нагрузки на две ноги, и средний полупериод смещения ЦМ в латеральной (Тх) и сагиттальной (Ту) плоскостях, отражающий время возвращения ЦМ в равновесное положение.

Баланс-тренинг осуществлялся с помощью компьютерных стабилографических игровых программ. В процессе игры моделировалась ситуация выведения тела из равновесия при попытке совместить проекцию центра массы, отображаемую на экране монитора, с заданной мишенью. Мишень перемещалась по кругу (или эллипсу) в первом игровом задании, или возникала в произвольной последовательности во втором игровом задании. Успешность выполнения задания оценивалась по количеству совпадений с мишенью и выражалась в баллах. Ежедневная тренировка предполагала 5-6 игровых подходов. Курс обучения состоял из 10-15 тренировок.

Результаты.

Опенка нарушений позного контроля у больных с гемипарезом.

Достоверное увеличение значений средней скорости V в удобной стойке (проба с открытыми глазами) и в условиях ограниченного сенсорного контроля (проба с закрытыми глазами) в группе больных подтверждает факт нарушения устойчивости у больных с гемипарезом (таблица 2).

Средние значения показателя весо-распределения (^ для больных, в зависимости от степени тяжести пареза, определяемой по шкале НИИ неврологии, представлены в табл. 3.

Корреляционный анализ выявил обратную зависимость степени пареза от весораспределения W (г=-0,85), что свидетельствует об информативности данного стабилографического показателя.

Таблица 2. Изменение скоростных и амплитудных показателей перемещения ЦМ в различных пробах у больных с гемипарезом и здоровых лиц.__

Пробы Средняя скорость (Умм/сек) Средний радиус (К мм)

Больные Здоровые Больные Здоровые

С опер, глазами 20,5±6,8 15,1±5,4 10,2±4,4 9,8±4,7

С закр. глазами 26,3±9,5«** 17,3±7,3 12,0±7,2 Ю,4±3,5

В центр, полож. 26,5±11,4*** 17,4+6,7 11,0+5,7 9,8±4,8

«*р<0,001

Таблица 3. Показатель весо-раслределения в % (\У) у больных с различной степенью тяжести гемипареза.

Степень пареза Легкая Умеренная Выраженная Грубая

Весо- распред.(^ 40,1±6,9*** 29,9±5,2*** 19,3±6,1*** 11,5±4,2"

♦♦*р<0,001, **рс0,01

На стороне пораженной ноги центр массы смещался вперед по направлению к носку, поэтому векторы смещения у больных с лево- и правосторонним гемипарезом были разнонаправленными, а величина угла зависела от стороны локализации очага поражения в правом или левом полушарии (р<0,001). Достоверно отличными были модули значений больных с гемипарезом от группы здоровых испытуемых (р<0,001).

Опенка нарушений позного контроля у больных с паркинсонизмом.

У больных с паркинсонизмом, помимо V, Я и Ап, оценивались также показатели среднего полупериода колебаний ЦМ по латеральной и сагиттальной плоскостям (Тх и Ту). При спокойном стоянии с открытыми глазами, в отличие от здоровых, у больных с паркинсонизмом были достоверно уменьшены Тх, Ту и достоверно увеличен Ап, в то время как показатели средней скорости (V) и среднего радиуса ( Я ) достоверно не отличились от величины у здоровых испытуемых.

При пробе с закрытыми глазами у больных с паркинсонизмом, также как у здоровых лиц, отмечалось достоверное увеличение показателя V и отсутствие изменений показателей среднего радиуса (Я ) и угла асимметрии (Ап). В то же время, в отличие от здоровых лиц, у больных с паркинсонизмом не отмечалось выраженного изменения показателей среднего полупериода (Тх и Ту), значительно уменьшающихся у здоровых.

Опенка компенсации нарушения устойчивости вертикальной позы.

С целью оценки возможности компенсации дефицита позного контроля методом баланс-тренинга, проведено сравнительное изучение стабилографических показателей до и после лечения.

Анализируя полученные данные, можно сказать, что компенсация позного дефицита связана во-первых, с уменьшением показателей асимметрии смещения ЦД - величин весо-распределения и угла асимметрии, а во-вторых, с уменьшением

. ПЛ'Д!'.;."*'.,;

( БиБ^: «ОТ СКА | С.Петербург |

, 09 ТОО акт '

средней скорости ЦД в произвольно моделируемом положении, и в условиях ограниченного сенсорного контроля.

После курса баланс-тренинга у больных с паркинсонизмом отмечалась тенденция к увеличению угла асимметрии при поворотах туловища и увеличение показателей среднего полупериода по латеральному и сагиттальному направлениях.

Таким образом, используя комплекс «Стабилотест», удалось на основании серии исследований осуществить практические разработки в области двигательной реабилитации неврологических больных:

- получены количественные характеристики нарушений позного контроля у больных с гемипарезом и паркинсонизмом, позволившие выявить ряд особенностей регуляции поддержания вертикальной позы в различных положениях;

- определены, как наиболее информативные и рекомендованы для оценки нарушения устойчивости функциональные пробы: с поворотом туловища для больных с паркинсонизмом и с произвольной регуляцией положения ОЦМ для больных с гемипарезом;

- введены и предложены для оценки инициальных нарушений устойчивости, эффекта восстановительных мероприятий, а также при прогнозировании восстановления функций показатели угла асимметрии, весо-распределения и среднего полупериода ЦМ по латеральному и сагиттальному направлениям;

- разработаны сценарии реабилитационных тренингов, позволяющие скорректировать позный дефицит больных с различными двигательными нарушениями.

3.3. Исследования двигательных функций у детей дошкольного возраста

Развитие двигательных функций - один из важных индикаторов функционального состояния мозга и физического развития в целом. Своевременное выявление нарушений психомоторного развития человека в раннем возрасте чрезвычайно важно для проведения восстановительных и коррекционных мероприятий.

Были выполнены исследования развития психомоторных функций у детей дошкольного возраста с помощью компьютерных приборов для оценки координации и тремора рук "Атакситест" (моторный пульт комплекса «Психомат») и для оценки устойчивости вертикальной позы "Стабилотест". Обследования проводилось совместно со специалистами НТЦ профилактики и лечения детской психоневрологической инвалидности и детского сада № 19 СОУ департамента образования г. Москвы д.м.н. Скворцовым И.А., к.м.н. Осипенко Т.Н., Зайцевой Г.Н., Ковалевой Е.Н.

Было обследовано 65 детей 4-6 летнего возраста (31 девочка и 34 мальчика) детского сада и 40 детей дошкольного и младшего школьного возраста, страдающих детским церебральным параличом (ДЦП) с нарушением координации движения (до и после десятидневного курса лечения).

Применяемая методика исследований на приборе «Атакситест» предусматривала исследование динамического тремора и статического тремора.

При исследовании на приборе «Стабилотест» выполнялись следующие тестовые задания без изменения позы: стойка с открытыми глазами (ОГ), с закрытыми глазами (ЗГ) (проба Ромберга), произвольная регуляция вертикальной позы с использованием поведенческой обратной связи (ОС).

Рассмотрение и анализ представленных результатов позволят выделить следующие особенности изменения характеристик психомоторики детей дошкольного возраста.

Процедуры обследования "Атакситест" и "Стабилотест" доступна пациентам детского возраста начиная с 3-4 лет. Выполнение этих процедур детьми меньшего возраста может быть затруднено неадекватным пониманием инструкции.

Показана отчетливая зависимость показателей приборов «Атакситест» и "Стабилотест" от возраста. Во всех процедурах проявляется улучшение показателей зрительно-моторной координации у детей большего возраста, что свидетельствует высокой чувствительности приборов в отношении исследования зрительно-моторной координации рук, как статической, так и динамической, в условиях звуковой обратной связи (ОС), и устойчивости вертикальной позы в

режимах произвольной и непроизвольной регуляции и зрительного контроля и без него.

Наличие различий в показаниях прибора «Стабилотест» между процедурами ОГ и ЗГ - относительные изменение скорости - свидетельствует о возможности применения этого метода при количественной оценки устойчивости позы, детей младшего школьного возраста.

Получены значимые достоверные корреляции между сходными показателями в разных (параллельных) процедурах обследования, что свидетельствует о высокой воспроизводимости полученных данных и о возможности применения метода для количественной оценки координации движений.

3.4. Возможности исследования возрастных особенностей нарушения высших

психических функций

Существующая в настоящее время тенденция к постарению населения приводит к увеличению доли гериатрических заболеваний центральной нервной системы. Наибольшее внимание в этой связи привлекает проблема деменций.

Деменция диагностируется при снижении когнитивных функций по сравнению с исходным более высоким уровнем и проявляется нарушением памяти и расстройствами ориентировки, внимания, речи, зрительно-пространственных функций и др. Диагностика осуществляется на основании клинических данных и подтверждается при нейропсихологическом тестировании.

Задачей данного исследования являлось определение количественных и структурных особенностей неврологических и нейропсихологических нарушений у лиц пожилого возраста с ДЭ II-Ш и НТГ по результатам нейропсихологического обследования и с помощью тестовых компьютерных систем. Работа выполнялась совместно с сотрудниками Клиники нервных болезней имени H.H. Кожевникова Дамулиным И.В., Орышич H.A., Шашковой Е.В. и др.

Характеристика обследованных больных_и_М£ШШ_исследования.

Обследовано 18 больных в возрасте от 53 до 79 лет (средний возраст 65,47±7,19): 9 мужчин и 9 женщин, 7 с ДЭ II (1 группа), 7 с ДЭ III (2 группа), и 4 больных с НТГ

(3 группа). Все пациенты с ДЭ III и НТГ имели деменцию, по возрасту пациенты с деменцией не отличались от пациентов с умеренным снижением ВКФ.

В программу инструментального обследования входили тестовые задания, направленные на исследование скорости психических процессов и психомоторных реакций, координации тонких движений в руках, кратковременной зрительной памяти и объема внимания.

С помощью комплекса "Психомат" производилось исследование скорости сенсомоторной реакции со стимулами разной модальности.

Обследование больных с помощью прибора "Мнемотест" включало ряд задач на матричном поле 6x6 элементов.

При обследовании с помощью комплекса "Атакситест" больным предлагалось правой рукой провести щупом по извитому узкому пазу не касаясь стенок - для оценки динамической координации в руках; удерживать правой рукой щуп в отверстии - для оценки статической координации в руках.

Обследование с помощью прибора "Мнемотест" показало, что в группе больных с НТГ и ДЭ II-III страдает зрительно-пространственная ориентация. При выполнении задания формирования зрительного образа без поворота больные допускали единичные ошибки, выполнение же задачи с поворотом образа на 90° было доступно лишь немногим пациентам с ДЭ II ст.

Результаты запоминания матричного образа зависели от времени экспозиции и от уровня снижения ВКФ. Больные с деменцией запоминали меньшее число элементов. Результаты отражают нарушение механизмов непосредственного запоминания у пациентов с деменцией. Результаты больных с НТГ и ДЭ II существенно различались: процент правильных ответов при экспозиции 1 и 10 с у больных с НТГ составлял 43,75% и 36,36% у больных с ДЭ II, объем внимания -процент правильных ответов при экспозиции 10 и 100 мс составлял 48,32% и 55,48% соответственно - это указывает на влияние различных механизмов запоминания. У больных с ДЭ III объем внимания составлял 52,15%, объем запоминания - 48,80%.

Имеющиеся у больных нарушения организации, программирования и контроля произвольного движения и зрительно-пространственной ориентации оказывали влияние и на выполнение задания на динамическую координацию.

Обследование с помощью комплекса "Атакситест" показало, что в наиболее сложных заданиях больные с НТГ значительно хуже удерживают руку в одном положении. По-видимому, при НТГ страдают и механизмы, обеспечивающие поддержание положения рук. Инструментальное обследование с помощью комплексов "Мнемотест", "Психомат" и "Атакситест" больных с ДЭ и НТГ выявило нарушения зрительно-пространственной ориентации, кратковременной зрительной памяти и психомоторной координации в руках, что характерно для лобно-подкорковой деменции.

Полученные данные свидетельствуют об определенных особенностях формирования когнитивного дефицита при НТГ: нарушение механизмов удержания позы руки и выполнения рукой точных тонких движений, снижение уровня внимания за счет функционального разобщения префронтальных областей и подкорковых структур с другими отделами головного мозга, более выражены, чем при сосудистых поражениях головного мозга.

Оценка скорости сенсомоторной реакции с элементом выбора, и оценка параметров унимануального теппинг-теста выявляют нарушения процессов планирования, программирования и контроля исполнения, как при ДЭ, так и при НТГ, что свидетельствует о нарушении функциональных связей между различными корковыми отделами и субкортикальными структурами и указывает на наличие синдрома разобщения при этих состояниях.

Представляется перспективным внедрение новых методов и комплексов в обследование пожилых пациентов с патологией центральной нервной системы.

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ПРИ УСВОЕНИИ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ПАТТЕРНОВ СТИМУЛОВ

Глава посвящена описанию, исследованию и анализу математических моделей построения стратегий поведения в условиях усвоения детерминированных паттернов стимулов. В качестве базовых рассмотрены модели случайного выбора реакций и случайного выбора стратегий. Предложена и исследована двухпараметрическая модель формирования выбора стратегий. Модель описывает выбор стратегий на основе запоминания предшествующего опыта с учетом

интенсивности забывания усвоенного и на основе собственного произвольного формирования паттернов. На основе модели проинтерпретированы изменения в показателях поведения больных шизофренией и олигофренией по сравнению с практически здоровыми пациентами как изменение актуализации привлечения ранее усвоенного опыта и скорости забывания.

4.1. Основные принципы построения модели

Метод моделирования является мощным средством изучения закономерностей функционирования сложных систем, в том числе и центральной нервной системы.

Основной задачей исследования предлагаемой модели является проверка и уточнение предположений о механизмах выбора реакций в условиях разработанных испытательных программ и интерпретация основных экспериментальных показателей на основе параметров модели, определяющих ее характеристики. Основным предположением является гипотеза о том, что процесс обучения последовательностям двигательных реакций определяется механизмами перестройки акцептора и программы действий при несовпадении намеченных и полученных результатов на основе имеющейся в памяти информации.

4.2. Экспериментальные исследования стратегий формирования поведения

На основе общей концепции ЭМПВП в приборе "Бинатест" был реализован режим ПВ (программный выбор), в основу которого была положена оценка усвоения детерминированных паттернов реакций.

В исследовании участвовали три группы испытуемых: практически здоровые учащиеся высшего специального учебного заведения - мужчины в возрасте 20-26 лет (57 чел.) - ПЗ; больные простой формой шизофрении в возрасте 19 - 26 лет (9 человек) в лаборатории патопсихологии НИИ психиатрии НЦГТЗ РАМН (руководитель лаборатории профессор Поляков Ю.Ф.) - БШ; учащиеся старшего класса вспомогательной школы интерната в возрасте 14-16 лет (23 человека) с диагнозом олигофрения в степени дебильности - БО.

Основная последовательность стимулов была разбита на цепочки (паттерны)-участки, каждый из которых состоял из сочетания нажатий на одну кнопку подряд и нажатий строго поочередно. Каждая цепочка являлась продолжением предыдущей. Если испытуемый делал ошибку, то программно он возвращался в начало текущей цепочки. Правильно выполнив последовательность реакций одной цепочки, испытуемый переключался на обучение другой цепочке. Указанный цикл повторялся четыре раза (цикла). Никаких дополнительных сигналов о смене цепочек испытуемый не получал.

На рис. 2 показаны средние значения и их среднеквадрэтические отклонения количества ошибок, которое делают испытуемые. Наибольшее количество ошибок делается в точках, соответствующих применению одной или двух основных стратегий - нажатиям кнопок строго по очереди или нажатия на одну кнопку.

В соответствии с гипотезой о формировании акцептора действия были определены следующие показатели, характеризующие скорость и точность перестройки стратегий поведения в данной экспериментальной среде.

1. Показатель Л, равный общему числу ошибок, которые делает испытуемый в тех точках, которые соответствуют продолжению применения стратегии непосредственно предшествующей цепочки.

2. Показатель Б, равный общему числу ошибок, которые делает испытуемый в тех, точках цепочек, ошибки в которых определяются применением любых стратегий, кроме усвоенных из данной экспериментальной среды - поочередного выбора и выбора только одной кнопки.

3. Показатель I, равный среднему значению числа ошибок в одной точке, сделанных подряд до коррекции (смены) применяемой стратегии.

4. Показатель В, равный общему количеству ошибок в всех точках всех цепочек без учета ошибок, сделанных подряд водной и той же точке. (Произведение А = В х 1 будет равно общему числу ошибок).

Интерпретация показателей основана на гипотезе о том, что процесс перестройки (переобучения) с одной последовательной структуры на другую определяется механизмами формирования акцептора и программы действий на основе имеющейся в памяти информации. Исходя из этого, можно предположить, что показатели Я и в отражают:

Я - степень использования испытуемым только что усвоенного опыта (стратегии предыдущей последовательности);

в - степень участия в построении поведения стратегий (паттернов), непосредственно не связанных с предшествующим опытом;

I может отражать быстроту коррекции поведения при неподкреплении (несовпадении намеченных и полученных результатов);

В - общую (интегральную) способность к выработке целесообразного поведения.

В табл. 4 приведены значения ^критерия Стьюдента достоверности различия между средними значениями показателей соответствующих групп.

Рис. 2. Распределение ошибок по точкам цепочек. О- для группы БШ; х - для группы БО; Д - для группы ПЗ.

Таблица 4. Значения I - критерия Стьюдента достоверности различия между средними значениями экспериментальных показателей для различных групп испытуемых

Значения критерия

Показатель

Здоровые- Здоровые- Шизофрения-

шизофрения олигофрения олигофрения

Я 0,84 3,6ххх 2,6х

в 2,6 3,2хх 0,97

Д 1,1 2,2х 1,3

В 2,6 4,3ххх 2,4х

х Р<0,05; хх Р<0,01; ххх Р<0,001

Как следует из рассмотрения табл. 4 и рис. 2 значения всех экспериментальных показателей, связанных с количеством ошибочных реакций.

для групп испытуемых, больных олигофренией значимо выше, чем у практически здоровых испытуемых.

Иная картина наблюдается при сравнении здоровых и больных шизофренией. В этом случае изменилось значение показателей Б и В, а среднее значение показателей Я и I значимо не отличаются от таковых у здоровых людей. Кроме того, значения показателей Я, I, В значимо выше у больных олигофренией, чем у больных шизофренией.

4.3. Модель формирования и выбора стратегий поведения

В качестве основы для оценки адекватности модели были использованы две модели случайного выбора (МСВ): - модель случайного выбора реакций (МСВР), когда в каждом акте выбора вероятность выбора одной из двух реакций равна Уг, и - модель случайного выбора гипотез (МСВГ) о структуре последовательности. В последнем случае псевдослучайно выбирается одна из N возможных гипотез о структуре последовательности, где N равно длине текущей цепочки.

4.3.1. Исследование моделей случайного выбора

Проверка распределений количества ошибок по точкам цепочек, полученных при моделировании и в эксперименте, проводится по критерию %2.

В условиях равновероятностного случайного выбора реакций при попадании в начало цепочки вероятность ошибки в первой точке цепочки, очевидно, равно 0,5, вероятность ошибки в точке { будет равна 0,5' . Сравнение по критерию %2 с суммарным распределением ошибок, полученным по экспериментальной группе дает х2 = 1140 при числе степеней свободы о равном 17. Эта величина говорит о том, что экспериментальные результаты не описываются моделью случайного равновероятностного выбора реакций.

Для модели случайного равновероятностного выбора гипотез о структуре предъявляемой последовательности предполагаем, что полное множество гипотез приводит к ошибкам во всех точках цепочки с одинаковой вероятностью, получим,

что вероятность ошибки в каждой точке цепочки будет равна 1/Ы, где N - число точек в подкрепляемой последовательности.

Для тех же экспериментальных данных значения критерия %2 соответственно равно 492 при г) = 17. Полученные величины говорят о том, что экспериментальные результаты также не описываются и моделью случайного выбора гипотез.

4.3.2. Модель обучения последовательностям двигательных реакций в условиях двоичного выбора

Общую схему формирования реакций в рассматриваемой экспериментальной ситуации можно представить следующим образом. Акцептор и программа действий (АД и ПД) строятся на основе памяти или на основе генерируемых гипотез о возможной структуре экспериментальной среды. Очередное действие из ПД реализуется в среде и приводит к положительному или отрицательному результату (подкреплению или неподкреплению). Цепочки предъявляемых реакций фиксируются в памяти. Память обладает следующими свойствами: в ней происходит забывание во времени (например, сила следа каждой цепочки уменьшается по некоторому закону), а вероятность выбора цепочки из памяти пропорциональна величине (силе) ее следа.

Математическое описание модели

Каждая цепочка извлекается из памяти с вероятностью Рт(. Механизм забывания реализуется следующим образом. Наибольшую вероятность извлечения из памяти имеет цепочка, непосредственно предшествующая той, которой происходит научение в данный момент времени. Следующая по величине вероятность соответствует применению цепочки отстоящей от текущей через одну и т.д.

Вероятность извлечения из памяти каждой последующей цепочки уменьшается по следующему закону:

РщМ)=Г*Рт, (4.1)

где у- параметр, определяющие скорость забывания (0 < у < 1).

Тогда при наличии в наборе К цепочек, которым происходит циклическое

научение, вероятности Рт( можно определить из следующей системы уравнений: ' *

ЪРт1=Х (4.2)

= у* Рм

(где к - общее количество цепочек в наборе), решением которой относительно вероятностей Рт( будет:

Таким образом для всех точек цепочки можно определить вероятность ошибок в каждой точке при извлечении стратегии из памяти Рт. Полная вероятность Ре ошибки будет равна взвешенной сумме вероятности Рт и вероятности Ре - вероятности ошибки при действии механизма формирования (генерирования) «собственных стратегий»:

РЕ=М*Рт+0-м)*Р„ (4.4)

где ц - параметр модели (0 < ц < 1), равный вероятности действия механизма выбора стратегий поведения из памяти.

Механизм формирования «собственных» стратегий можно представить как равновероятное формирование гипотез, приводящих к ошибкам в каждой цепочке, в том числе и безошибочное ее происхождение. Тогда вероятности ошибок, (включая вероятность обучения) будут иметь одинаковые значения, равные

Pt|=l/Ní

где N - количество точек в цепочке.

Для определения значений параметров, при которых имеется наилучшее соответствие модели эксперименту, применим метод минимума х2.

На рис. 3 представлена функция х2 = /(М>У)- Функция изображена проекциями линий срезов поверхности х 2=/(Р>У) при X1 -(значения уровней срезов надписаны у соответствующих линий). Из рис. 3 видно, что своего минимального значения х2 достигает в точке у = 0,75; // = 0,55. Полученное при этом значение хг =32,1 при числе степеней свободы у = 15 говорит о том, что в определенной, хотя и относительно небольшой, области значений параметров наблюдается статистическое согласие моделей с экспериментальными

данными: = 37,7для у = 15.

Рис. 3. Зависимость величины критерия согласия %2 (хи-квадрат) от параметров модели

Предложенная модель с запоминанием последовательностей существенно точнее описывает экспериментальные результаты при сопоставлении ее с моделями случайного выбора.

Для сравнения моделей между собой используют значение величины отнесенное к числу степеней свободы, а точнее говоря, отношение этих величин для соответствующих моделей:

(4'5)

Эта величина имеет Р-распределение с числом степеней свободы V] и у2 [5]. Ее значения, полученные при сравнении модели с запоминанием с моделью случайного выбора реакций и моделью случайного выбора гипотез, соответственно равны: 32,0 (V, = 17,у2 = 15,р<0,001) и 13,8 (V, = 17,у2 =15,р<0,001). Полученные значения говорят о том, что рассматриваемая модель с памятью дает значимое увеличение точности описания экспериментальных результатов по сравнению с моделями случайного выбора, хотя полностью предложенными механизмами поведения испытуемых в реальных экспериментах не исчерпывается.

На рис. 4 представлены распределения количества ошибок по точкам цепочек, полученные для модели при оптимальных значениях параметров (кружки и

сплошные линии) и в экспериментах на практически здоровых испытуемых (крестики и штриховая линия).

Рис. 4. Распределение ошибок по точкам цепочек для модели и в эксперименте

4.3.3 Анализ и интерпретация изменения формирования стратегий поведения при нарушениях психической деятельности

Анализ поведения модели

Рассмотрим изменение каждого показателя в пространстве параметров модели. Значение показателя Я увеличивается при уменьшении параметра у и при увеличении параметра //, т.е. увеличение этого показателя связано с усилением влияния на поведение памяти (параметр ц) и с более интенсивным «забыванием» цепочек (усиление забывания - уменьшение параметра у).

Значение показателя в на линиях //= 0 и /= 0 равно 1 и уменьшение показателя Б связано как с усилением памяти на все предшествующие цепочки, так и с увеличением влияния механизма памяти вообще.

Характер изменения показателя I в общих чертах сходен с изменением показателя Я. Но в большей части пространства параметров зависимости I от параметра/ слабее, чем от параметра^ (линии со значениями показателя 1 (1,25 -1,4 имеют меньший наклон к оси оу, чем к оси оц).

Изменение показателя В носит более сложный характер. При малых значениях параметра у (0 - 0,5) значение показателя В увеличивается с увеличением значения параметра ц.

«•ЮЛ.

««(■»«Гнои«

Рис. 5. Зависимость показателя 11(1), £1(2), Д(3) и В(4) сгг параметров модели. ала - значения показателя для группы ПЗ; ооо - значения показателя для группы БШ; ххх -значения показателя для группы БО.

Интерпретация изменения экспериментальных показателей на основе параметров модели

Нарушения в психической деятельности при заболевании шизофренией и олигофренией в данной экспериментальной ситуации сводятся, с точки зрения предложенной модели, к уменьшению величины параметра у и к увеличению значения параметра ц (см. рис. 5). Это, в свою очередь, позволяет интерпретировать изменение поведения сужением сферы привлечения информации для построения поведения:

- за счет более интенсивного забывания информации о предыдущих запомненных цепочках, предшествующих той, которой происходит научение (уменьшение параметра у);

- за счет превалирования поведения, построенного лишь на основе действия

механизма памяти (увеличение параметра //).

В предельном случае сужения сферы привлечения информации для построения поведения в эксперименте приводит к тому, что поведение строится лишь на основе информации о предыдущей цепочке (у —♦ 0; ц —► 1).

Таким образом, предложенная модель в целом адекватно описывает процесс научения бинарным последовательностям и позволяет интерпретировать изменения поведения при нарушении поведения как за счет более интенсивного забывания, так и за счет усиления формы построения поведения, связанной только с использованием запомненной информации, а не других форм построения гипотез о структуре экспериментальной среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение сформулируем основные научные и практические положения, представленные в работе.

1. Предложен подход к построению инструментальных автоматизированных средств контроля высших психических функций человека в норме и при патологии на основе системных принципов построения экспериментальных тестовых сред и моделей, служащих их методической основой.

2. Предложена и исследована экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах, позволившая классифицировать и систематизировать методические и технические средства инструментального контроля высших психических функций (ВПФ).

3. На основе концепции функциональных систем академика П.К. Анохина предложены тестовые экспериментальные модели, позволяющие качественно и количественно контролировать основные параметры деятельности, отражающие проявление фундаментальных механизмов целостного поведения, разработана структура психофизиологических диагностических тестов и реабилитационных программ.

4. Показаны возможности применения математических моделей деятельности для качественной и количественной идентификации показателей выполнения тестовых заданий и построения шкал этих показателей.

5. Введено понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической Обратной связи) при контроле поведенческих реакций высших корковых функций (ВКФ), позволившее совместить на единой методической и приборной основе процедуры диагностики и реабилитации нарушений ВКФ, повысить эффективность и расширить функциональный диапазон разработанных приборов и комплексов.

6. Обобщены и гармонизированы медико-технические требования к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования высших психических функций (ВПФ) человека, определены направления и пути их стандартизации, обеспечивающие их реализацию в виде серийно выпускаемых приборов и комплексов с методическими рекомендациями по их применению.

7. Построен новый класс приборов и комплексов для количественной оценки высших психических функций (ВПФ) по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования, разработаны, освоены в серийном производстве и внедрены в практику здравоохранения несколько поколений автоматизированных микропроцессорных приборов и компьютерных комплексов для психофизиологических исследований высшей нервной деятельности (ВИД) человека в норме и патологии.

8. На экспериментальном и клиническом материале совместно с медицинскими соисполнителями показана эффективность применения созданных приборов и комплексов в научных исследованиях и в практической диагностической и реабилитационной работе в психоневрологии, профдиагностике и профотборе, разработаны методические руководства по их применению.

9. Предложена и исследована двухпараметрическая математическая модель формирования целенаправленного поведения при усвоении детерминированных паттернов, отражающая степень привлеч информации из памяти и скорость забывания усвоенных паттернов.

10. На основе исследования модели дана интерпретация некоторым психическим нарушениям (олигофрения, шизофрения) как увеличение скорости забывания и степени привлечения (актуализации) информации из памяти.

Отпечатано в ЗАО «ВНИИМП-ВИТА» Заказ №212 от 22.07.2003. Тираж 100 экз.

»136 18

Q.OOJ-A

Список сокращений.

I. Введение.

Глава 1. Общие принципы и особенности построения психофизиологической аппаратуры.

1.1. Системные вопросы проектирования приборов и комплексов для психофизиологических обследований.

1.2. Экспериментальная модель пространственно-временного прогнозирования.

1.3. Параметризация тестовых сред с применением математических моделей.

1.4. Применение идеи обратной связи в инструментальных средствах исследования центральной нервной системы человека в норме и патологии.

1.5. Гармонизация медико-технических требований и пути стандартизации психофизиологических приборов и комплексов.

Глава 2. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований.

2.1. Особенности технической и программной реализации приборов и комплексов для психофизиологических исследований.

2.2. Компьютерный психофизиологический комплекс «Психомат».

2.3. Семейство приборов для исследования ритмомоторики, зрительного восприятия и памяти, адаптации и принятия решений «Ритмотест», «Мнемотест», «Бинатест».

2.4. Комплекс для контроля и реабилитации двигательных нарушений «Стабилотест».

Глава 3. Клиническое применение психофизиологических приборов и комплексов.

3.1. Оценка высших психических функций у детей и подростков при психоневрологических заболеваниях.

3.2. Исследование возможностей диагностики и восстановления двигательных функций при неврологических заболеваниях.

3.3. Исследования двигательных функций у детей дошкольного возраста.

3.4. Возможности исследования возрастных особенностей нарушения высших психических функций.

Глава 4. Математическая модель формирования поведения при усвоении детерминированных паттернов стимулов.

4.1. Основные принципы построения модели.

4.2. Экспериментальные исследования стратегий формирования поведения.

4.3. Модель формирования и выбора стратегий поведения.

4.3.1. Модели случайного выбора.

4.3.2. Модель обучения последовательностям двигательных реакций в условиях двоичного выбора.

4.3.3 Анализ и интерпретация изменения формирования стратегий поведения при нарушениях психической деятельности.

Повышение интереса к научным и практическим проблемам получения количественных характеристик высшей нервной деятельности (ВИД) человека обусловлено рядом объективных обстоятельств. Последний век (особенно его вторая половина) существенно изменил условия обитания человека. Резкое изменение (ухудшение) среды обитания, изменение образа жизни (превалирование городского населения), прогрессивное увеличение темпа жизни, существенное увеличение психических, эмоциональных, интеллектуальных нагрузок одновременно со снижением физических нагрузок на организм человека позволяют говорить о тенденции смещения научного и прикладного внимания с физического на психическое здоровье человека.

Из этого следует, что особую актуальность приобретает разработка и применение новых технологий и обеспечивающих их инженерных средств для объективного контроля психической сферы человека.

Таким образом, актуальность оценки и коррекции психического здоровья определяется следующими основными факторами: ростом числа психических заболеваний, увеличением числа врожденных неврологических заболеваний, увеличением темпа жизни, увеличением эмоциональных и интеллектуальных нагрузок по сравнению с физическими, появлением профессий с повышенными требованиями к скорости и точности реакций, усилением воздействия неблагоприятных факторов среды обитания, высокой ролью нарушений работы центральной нервной системы (ЦНС) в генезе других групп заболеваний (сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные и др.), необходимостью контроля развития детей и подростков и регулирования образовательного процесса, постарением населения, социальной напряженностью, относительно низкой технической оснащенностью психоневрологии (по сравнению с другими областями медицины). На последнее обстоятельство следует обратить особое внимание - в этой области разрыв между теоретическими медико-физиологическими достижениями и удовлетворением практических потребностей отрасли наиболее разительна.

Одним из объяснений этого процесса является недостаточное развитие теории психофизиологического приборостроения, которая должна быт мостом между новыми достижениями медико-биологических концепций и их реализацией.

Естественно, что эта задача не возникла вдруг в конце двадцатого века. Во все времена, и особенно со времени возникновения научной медицины, изучение психической сферы человека привлекало внимание ученых. Но только возникновение практических потребностей контроля и коррекции проявления психических функций привело к возникновению направленных экспериментальных исследований, нацеленных на ответы на вопросы о количественных характеристиках памяти, внимания, мышления и других функций психической деятельности.

Появление первых устройств для инструментальных исследований высших психических функций (ВПФ) относится ко времени возникновения экспериментальной психологии. Основные задачи, которые необходимо было решить - это задачи стандартного предъявления стимульного материала и задачи измерения скорости и интенсивности реакций испытуемого, и лишь потом появились задачи построения эффективных правил (алгоритмов) предъявления и анализа этих паттернов. С инженерной точки зрения важно отметить, что развитие психофизиологической аппаратуры (ПФА) естественным образом связано с общетехническим прогрессом в механике, электротехнике и электронике - механические, электромеханические, электровакуумные, полупроводниковые устройства, и далее следует применение интегральных микросхем, микропроцессоров и персональных компьютеров. Имеется многочисленная литература (Гуртовой Е.С., Боксер О.Я. [34]) освещающая историю развития психофизиологической аппаратуры (ПФА), поэтому мы кратко перечислим лишь узловые моменты их развития.

Современный этап развития психофизиологической аппаратуры (ПФА) характеризуется созданием широкого спектра моделей психофизиологической аппаратуры, основанного на научном и практическом вкладе в психофизиологическое приборостроение ученых ЗАО «ВНИИМП-ВИТА» - НИИ медицинского приборостроения РАМН (до 1992 года -Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения - ВНИИМП) (Викторов В.А., Гундаров В.П., Умрюхин

Е.А., Смирнов И.П., Вишняков А.И., Надеждин Д.С., |3уев Л.Н.) и др.), и специалистов других организаций страны (Ахутин В.М. [121], Боксер О.Я.

14], Зубов H.H., [Жигульский Б.М|., Попов Ю.Б., Попечителев Е.П. [51,88, 89], Аксюта Е.Ф. и др. [83]), что позволяет говорить о формировании нового научно-технического направления - психофизиологического приборостроения или психоинжиниринга (Матвеев Е.В., 1986 [65]) - в отрасли медицинского приборостроения в целом. Упомянем лишь ряд наиболее представительных приборов и комплексов последнего десятилетия. Это хронорефлексометры КХР-01, комплекс КПФР-02, разработанные в Минпромсвязи, комплекс Тонус-НЦ, разработанный Минэлектронпроме и др.

За рубежом наибольшие успехи были достигнуты в американской школе экспериментальной и математической психологии в исследовании и моделировании различных форм принятия решения (Аткинсон Р., Буш Р., и др. [7]), а основное прикладное значение получили психодиагностические методы - опросники, реализуемые в виде программного обеспечения для персональных компьютеров, и методы электрофизиологического исследования (электроэнцефалография, полиграфы и т.п. - фирмы «Лафайет». «Когницентр» - США, «Др. Шуфрид» - Австрия, «Такей» -Япония). [150, 154, 160, 161, 163, 165, 166, 168, 177, 185, 186, 187, 191, 192])

Необходимо отметить приоритет отечественных разработок, особенно в методологии обследований. Это одна из немногих сфер, где нет превалирующего превосходства зарубежной методологии и аппаратуры. Это можно объяснить прежде всего высокой отечественной научной школой (Сеченов И.М., Павлов И.П., Бехтерев В.М., Лурия А.Р. и др.) и ее современным развитием.

Целью работы: является разработка теоретических принципов построения и медико-технических технологий психофизиологических исследований высших психических функций человека в норме и патологии.

Для ее достижения необходимо решить следующие теоретические и практические задачи:

1. Разработать системные принципы построения экспериментальных тестовых сред и моделей, служащих методической основой для разработки новых средств инструментальной оценки ВНД.

2. Разработать и проанализировать экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах.

3. Показать возможности использования математических моделей деятельности для качественной и количественной идентификации показателей выполнения тестовых заданий и построения на этой основе шкал этих показателей.

4. Исследовать особенности и возможности использования принципа биологической обратной связи в экспериментальных тестовых структурах для контроля поведенческих реакций ВКФ.

5. Исследовать и гармонизировать медико-технические требования к

ПФА, определить пути их стандартизации и обеспечить их реализацию в виде серийно выпускаемых приборов и комплексов.

6. Провести практическую апробацию разработанной ПФА для определения эффективности ее применения и внедрения в клиническую практику.

7. Разработать и исследовать модель формирования адаптивного поведения при усвоении паттернов детерминированных структур стимулов.

Особенностью работы является ее междисциплинарный характер. При выполнении теоретических и экспериментальных исследований были использованы методы теории функциональных систем, экспериментальной психологии, биометрии [50] и психометрии [98], теории вероятностей и математической статистики, теории принятия решений и планирования эксперимента. В качестве основного инструмента исследования использовались персональные компьютеры как для управления экспериментальными установками, так и для анализа полученных данных.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

Экспериментальная модель пространственно-временного прогнозирования и построения поведения, классификация и систематизация на ее основе методических и технических средств контроля ВПФ.

Количественная оценка характеристик ВПФ на основе оценки параметров математических моделей деятельности в экспериментальных средах.

Понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической обратной связи) при контроле поведенческих реакций ВКФ.

Гармонизация и обобщение медико-технических требований к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования ВПФ человека.

Принципы построения нового класса приборов и комплексов для количественной оценки ВПФ по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования.

Новые методики использования тестовых компьютерных систем в части разработки алгоритмов их работы.

Математическая модель формирования адаптивного поведения при усвоении детерминированных паттернов бинарных стимулов.

Научная новизна работы определяется следующими впервые отраженными положениями.

Предложена и исследована экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах, позволившая классифицировать и упорядочить методические и технические средства контроля ВПФ.

Введены оценки характеристик ВПФ на основе математических моделей деятельности в экспериментальных средах, что позволило наряду с популяционными оценками использовать шкальные оценки, имеющие психофизиологическую интерпретацию.

Введено понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической обратной связи) при контроле поведенческих реакций ВКФ, позволившее совместить на единой методической и приборной основе процедуры диагностики и реабилитации нарушений ВКФ.

Обобщены и гармонизированы медико-технические требования к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования ВПФ человека, определены направления и пути их стандартизации.

Построен новый класс приборов и комплексов для количественной оценки ВПФ по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования.

Предложены новые методики использования тестовых компьютерных систем в части разработки алгоритмов их работы.

Предложена и исследована математическая модель формирования адаптивного поведения при усвоении детерминированных паттернов бинарных стимулов.

Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в том, что теоретические положения и практические результаты, представленные в работе, были использованы при выполнении свыше десяти НИОКР по созданию нескольких поколений новой медицинской психофизиологической аппаратуры. Ниже представлен перечень изделий, разработанных на основе положений настоящей работы, и указан этап завершения работы.

1 .Комплекс приборов для психофизиологических обследований ПФК-01. Серийный выпуск с 1969 до 1981г., модернизация ПФК-01М -серийный выпуск с 1982 до 1987г.

2. Автоматизированная система психофизиологического отбора военных специалистов "Отбор". Приняты на снабжение Главным военно-медицинским управлением МО СССР опытные образцы в 1979г.

3.Аппарат для определения показателей перестройки стратегий выбора реакций "Бинатест". Сорийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

4. Аппарат для определения показателей воспроизведения ритмических раздражителей "Ритмотест". Серийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

5.Аппарат для определения показателей воспроизведения зрительных матричных образов "Мнемотест" .Серийный выпуск с 1978г. Модернизация в 1992г.

6.Комплекс психофизиологический компьютерный КПФК-99

Психомат". Серийный выпуск с 1990г. Модернизация в 1995г. и в 2002г.

7.Компьютерная технология психофизиологического отбора водителей автотранспорта "Драйвер". Опытные образцы проходят медико-физиологические испытания в кадровых подразделениях транспортных предприятий.

8.Компьютерная технология психофизиологического обследования детей и подростков "Тинэйджер". Опытные образцы проходят медико-физиологические испытания в учреждениях специального образования Министерства образования РФ.

9.Комплекс компьютерный для оценки функций центральной нервной системы по показателям устойчивости удержания вертикальной позы -постурограф "Стабилотест", серийный выпуск с 2001г.

Совместно с медицинскими соисполнителями на экспериментальном и клиническом материале показана эффективность применения созданных приборов и комплексов в научных исследованиях и в практической диагностической и реабилитационной работе в психоневрологии, профдиагностике и отборе, разработаны методические руководства по их применению.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на 55 конференциях, симпозиумах, семинарах и совещаниях, из ни с на 19 международных (Москва, Варна, Прага, Париж, Варшава, Ницца, Флоренция, Чикаго и др.), 19 всесоюзных и всероссийских (Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Тбилиси, Ташкент и др.) и на 15 региональных (Москва, Орел, Архангельск, Воронеж, Пенза, Таганрог и др.).

Публикации. Содержание диссертационной работы отражено в 165 печатных работах, в том числе в двух коллективных монографиях, в 12 авторских свидетельствах на изобретения и патентах, в 3 свидетельствах на промышленные образцы, 15 работ опубликовано на иностранных языках английский, французский, болгарский). Принципиальные вопросы диссертации нашли отражение в следующих монографиях.

В монографии под редакцией академика РАМН Викторова В.А. и Матвеева Е.В. «Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Исследования, разработка, применение» М., ЗАО «ВНИИМП-ВИТА», 2002г., 228с. обобщены результаты исследований в области психофизиологического приборостроения.

В монографии под редакцией академиков РАМН Судакова К.В. и Викторова В.А. «Моделирование функциональных систем» М., РАМН, 2000г., 253с. представлены результаты разработки и исследования экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования и ее применения при разработке психофизиологических приборов и комплексов.

основные результаты экспериментальных исследований, данные которых использовались для проверки ее работоспособности.

МЕТОДИКА

Испытуемые. В исследовании участвовали три группы испытуемых:

1. Практически здоровые учащиеся высшего специального учебного заведения - мужчины в возрасте 20-26 лет (57 чел.) - ПЗ.

2. Больные простой формой шизофрении в возрасте 19-26 лет (9 человек) в лаборатории патопсихологии НИИ психиатрии НЦПЗ РАМН (руководитель лаборатории профессор Поляков Ю.Ф.) - БШ.

3. Учащиеся старшего класса вспомогательной школы интерната в возрасте 14 - 16 лет (23 человека) с диагнозом олигофрения в степени дебильности - БО.

Аппаратура. Для автоматизации исследований применялся лабораторный образец прибора "Бинатест" [68], (рис. 2.3.1).

Процедура. После предварительного подробного ознакомления с инструкцией и пультом каждый испытуемый проходил предварительный этап, во время которого выбор его реакций подкреплялся в случайном порядке. После этого поочередно подкреплялось (специальным световым сигналом, определяемым в инструкции как правильный выбор реакции) чередование одной из двух последовательностей реакций - нажатий только на одну кнопку или нажатия кнопок строго поочередно. Длина этих двух последовательностей менялась в псевдослучайном порядке в диапазоне 5-8 нажатий.

Основная последовательность была разбита на 4 цепочки - участки, каждый из которых состоял из сочетания нажатий на одну кнопку подряд и нажатий строго поочередно (1-ая иЗ-я цепочки и наоборот - 2-ая и 4-ая). Таким образом каждая цепочка являлась продолжением предыдущей. Если испытуемый делал ошибку, то программно он поле трех неподкреплений любых реакций подряд возвращался в начало текущей цепочки. Правильно выполнив последовательность реакций одной цепочки, испытуемый переключался на обучение другой цепочке. Указанный цикл из четырех цепочек повторялся четыре раза (цикла). Никаких дополнительных сигналов о смене цепочек испытуемый не получал.

РЕЗУЛЬТАТЫ Группа ПЗ

На рис. 4.2.1 показаны средние значения и их среднеквадратические 4 отклонения количества ошибок, которое делают испытуемые в ошибок делается в точках, соответствующих нажатиям кнопок строго по очереди или нажатия на одну кнопку. Отметим, что ошибки в точках, отмеченных буквой, соответствуют несовпадениям с продолжением предыдущей цепочки. Таким образом, неравномерность распределения ошибок по точкам цепочек можно объяснить на основе гипотезы о использовании сформированных стратегий, о перестройке акцептора действия на основе имеющейся в памяти информации о ранее подкрепляемых последовательностях действий.

В соответствии с этой гипотезой были определены следующие показатели, характеризующие скооость и точность перестройка стратегий -поведения в данной экспериментальной среде.

1. Показатель Я, равный общему числу ошибок, которые делает испытуемый в тех точках, которые соответствуют продолжению применения стратегии непосредственно предшествующей цепочки.

2. Показатель Б, равный общему числу ошибок, которые делает испытуемый в тех, точках цепочек, ошибки в которых определяются применением любых стратегий, кроме усвоенных из данной экспериментальной среды - поочередного выбора и выбора только одной кнопки.

Рис. 4.2.1. Распределение количества ошибок по точкам последовательностей. По оси абсцисс - точки последовательностей: первый ряд обозначений -номера точек; второй и третий ряды - вид последовательностей; четвертый ряд - обозначения точек, ошибки в которых определяли показатели Я и 8.

3. Показатель I, равный среднему значению числа ошибок в одной точке, сделанных подряд до коррекции (смены) применяемой стратегии.

4. Показатель В, равный общему количеству ошибок в всех точках всех цепочек без учета ошибок, сделанных подряд водной и той же точке. (Произведение А = В х I будет равно общему числу ошибок).

В табл. 4.2.1 показаны основные характеристики предложенных показателей. Значения коэффициентов надежности, равных коэффициентам корреляции между повторными частями обследования с учетом поправки Спирмена - Брауна [169].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение сформулируем основные научные и практические положения, представленные в книге.

1. Предложен подход к построению инструментальных автоматизированных средств контроля высших психических функций человека в норме и при патологии на основе системных принципов построения экспериментальных тестовых сред и моделей, служащих их методической основой.

2. Предложена и исследована экспериментальную модель пространственно-временного построения поведения в тестовых средах, позволившая классифицировать и систематизировать методические и технические средства инструментального контроля высших психических функций (ВПФ).

3. На основе концепции функциональных систем академика П.К. Анохина предложены тестовые экспериментальные модели, позволяющие качественно и количественно контролировать основные параметры деятельности, отражающие проявление фундаментальных механизмов целостного поведения, разработана структура психофизиологических диагностических тестов и реабилитационных программ.

4. Показаны возможности применения математических моделей деятельности для качественной и количественной идентификации показателей выполнения тестовых заданий и построения шкал этих показателей.

5. Введено понятие поведенческой обратной связи как частого случая биоуправления (биологической обратной связи) при контроле поведенческих реакций высших корковых функций (ВКФ), позволившее совместить на единой методической и приборной основе процедуры диагностики и реабилитации нарушений высших корковых функций (ВКФ), и повысить эффективность и расширить функциональный диапазон разработанных приборов и комплексов.

6. Обобщены и гармонизированы медико-технические требования к психофизиологическим приборам и комплексам для исследования высших психических функций (ВПФ) человека, определены направления и пути их стандартизации, обеспечивающие их реализацию в виде серийно выпускаемых приборов и комплексов с методическими рекомендациями по их применению.

7. Построен новый класс приборов и комплексов для количественной оценки высших психических функций (ВПФ) по скорости и точности принятия решений в тестовых средах экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования, разработаны, освоены в серийном производстве и внедрены в практику здравоохранения несколько поколений автоматизированных микропроцессорных приборов и компьютерных комплексов для психофизиологических исследований высшей нервной деятельности (ВНД) человека в норме и патологии.

8. На экспериментальном и клиническом материале совместно с медицинскими соисполнителями показана эффективность применения созданных приборов и комплексов в научных исследованиях и в практической диагностической и реабилитационной работе в психоневрологии, профдиагностике и профотборе, разработаны методические руководства по их применению.

9. Предложена и исследована двухпараметрическая математическая модель формирования целенаправленного поведения при усвоении детерминированных паттернов, отражающая степень привлечения информации из памяти и скорость забывания усвоенных паттернов.

10. На основе исследования модели дана интерпретация некоторым психическим нарушениям (олигофрения, шизофрения) как увеличение скорости забывания и степени привлечения (актуализации) информации из памяти.

1. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М., Наука, 1968.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М., Медицина, 1975,448 с.

3. Анохин П.К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. В кн: «Прогресс биологической и медицинской кибернетики», под ред. Берга А.И., Брайнеса С.Н., Медицина, М.,1974, с. 52110.

4. Анохин П.К. Системные механизмы высшей нервной деятельности. М., Медицина, 1979.

5. Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М., Медицина, 1980.

6. Аткинсон Р., Бауэр Г., Кротерс Э. Введение в математическую теорию обучения. Пер. с англ. Редькиной О.В. и Чернявского А.Л. под ред. Тихомирова O.K., М., Мир, 1969.

7. Ахутин В.М., Немирко А.П., Попечителев ЕЛ. и др. Биотехнические системы: Теория и проектирование. Ленинград, 1981.

8. Бабский Е.Б., Гурфинкель B.C., Ромель Э.Л., Якобсон Я.С. Методика исследования устойчивости стояния. Вторая научная сессия ЦНИИП. М., 1952.

9. Баранов A.A., Цыбульокая И.С., Альбицкий В.Ю. Здоровье детей1. России. М., 1999, 276 с.

10. Биоуправление-4: Теория и практика. Под ред. М.Б. Штарка, М. Шварца, Новосибирск: ЦЭРИС, 2002, 350 с.

11. Бодров В.А. Психология профессиональной пригодности. Учебное пособие для вузов. М., ПЕР СЭ, 2001, 511 с.

12. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Вып. 1, пер. с англ. Левшина А.Л. Под ред. Писаренко В.Ф., М., Мир, 1974.

13. Боксер О.Я. Биотехническая система усиления и тренировки акцептора результата действия. В кн.: "Моделирование функциональных систем" под редакцией К.В.Судакова, В.А.Викторова., М., РАМН, 2000, с. 169-192.

14. Боксер О.Я., Головко Ю.П., Зуев Л.Н., Умрюхин Е.А., Матвеев Е.В. Состояние и перспективы развития технических средств психофизиологии. Труды докладов III съезда ВНМТО. М., ВНИИИМТ, 1987г., с.114-122.

15. Бурлаков Р.И., Гальперин Ю.С., Улыбин В.И. Стандартизация аппаратов для искусственной вентиляции легких и ингаляционного наркоза. Медицинская техника, N 1, М., Медицина, 1996 г., с.15-18.

16. Бурлачук Л.Ф., Морозов С.М. Словарь-справочник по психодиагностике. СПб., Питер Ком, 1999, 528 с.

17. Ван-дер-Варден. Математическая статистика. М., Иностранная литература, 1960.

18. Вассерман Л.И., Дорофеева С.А., Меерсон Я. А. Методы нейропсихологичесой диагностики. Практическое руководство. Изд-во: Стройлеспечать, СПб, 1997.

19. Вегетативные расстройства: Клиника, диагностика, лечение. Под ред. А.М. Вейна. М., ООО «Медицинское информационное агентство», 2003, 752 с.21. "Вероятностное прогнозирование в деятельности человека" Под ред. И.М. Фейгенберга, Г.Е. Журавлева. М., 1977.

20. Викторов В.А. Приборостроение в медицине. Приборы и системы управления. 1993, № 4, с. 14-17.

21. Викторов В.А. Системно-комплексный подход к разработке медицинской техники. Медицинская техника, N 3, 1994, М., Медицина, с.3-4.

22. Викторов В.А., Гундаров В.П., Матвеев Е.В. Принципиальные вопросы создания и производства приборов и комплексы для психофизиологических исследований. Медицинская техника, № 2, М., Медицина, 1997г.

23. Вишняков А.И., Матвеев Е.В. Комплекс приборов для психофизиологических исследований. Медицинская техника, М., 1981, N 1, с.14-17.

24. Вишняков А. И., Матвеев Е. В. Микрокомпьютерный комплекс приборов до врачебного обследования, Медицинская техника, 1989, № 3, с. 61-62.

25. Выготский Л.С. Лекции по психологии. СПб, Союз, 1997, 144 с.

26. Горбунова И.М., Рокотова H.A. О ритмической организации последовательности действий человека. Управление движениями. JL, 1970.

27. Гундаров В.П. Промышленность медицинской техники на новом этапе своего развития. Медицинская техника. 1990, № 2, с. 3-4.

28. Гундаров В. П., Голомазов P.M. О сертификации изделий медицинской техники. Информационный бюллетень IAMT, № 3, 1995г., М., АОЗТ ВНИИМП-ВИТА, с.3-4.

29. Гуревич K.M. О надежности психофизиологических показателей. "Проблемы дифференциальной психофизиологии", T.IV, М., 1969.

30. Гуртовой Е.С., Боксер О.Я., Васильченко А.Г. К истории создания и применения методов и устройств для психофизиологии. Изд-во Шуйского пединститута, г. Шуя, 1995г.

31. Гурфинкель B.C., Коц Я.М., Шик M.JI. Регуляция позы человека. М.: Медицина, 1956.

32. Дамулин И.В. Сосудистая деменция. Неврологический журнал. М., ММА им. И.М. Сеченова, 1999, Т. 4, № 3, с. 4-11.

33. Дамулин И.В., Орышич H.A., Надеждин Д.С., Матвеев Е.В., Шашкова Е.В. Использование тестовых компьютерных систем при изучении возрастных особенностей нарушений высших мозговых функций. Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 2000г., с. 40-44.

34. Данилова H.H. Психофизиология: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 1998, 373 с.

35. Дауленскене Ю. Проблема раннего выявления школьной неуспеваемости. 1-я Всесоюзная конференция по неврологии и психиатрии детского возраста. М., 1991, с. 90-91.

36. Дети с нарушениями развития. Учебное пособие для студентов и слушателей спецфакультетов. Сост. В.Астапов. М., Международная педагогическая академия, 1995, с.29-72.

37. Дзюба C.B. Вестник практической неврологии. 1997, № 3, с. 107-108.

38. Доброхотова Т.А., Брагина H.H. Левши. М., Издательство: Книга, лтд, 1994, 232 с.

39. Дюк В.А. Компьютерная психодиагностика. СПб., Братство, 1994г., 368 с.

40. Закс Л. Статистическое оценивание. М., Статистика, 1976 г.

41. Ильин Е.П. Дифференциальная психофизиология. СПб., Питер, 2001, 464 с.

42. Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова. Пер. с англ. Молчанова С.А. и др. под ред. Юшкевича A.A. М., Наука, 1970.

43. Комаров Г.Д., Кучма В.Р., Носкин Л.А. Полисистемный саногенетический мониторинг. М., МИПКРО, 2001, 343 с.

44. Компьютерная биометрика. Под ред. В.Н. Носова. М.: Изд-во МГУ, 1990. 232 с.

45. Кореневский H.A., Попечителев Е.П., Филист С.А. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики и лечебных воздействий. Монография, Курская городская типография, Курск, 1999, 537 с.

46. Лебединская В.В. Нарушения психического развития у детей. М., Издательство Московского университета, 1985, с.7-27.

47. Лебединская В.В. Проблема развития в норме и патологии: 1-ая Международная конференция памяти А.Р.Лурия. Сборник докладов. Под ред. Е.Д. Хомской, Т.В. Ахутиной. М., 1998, 195 с.

48. Ломов Б. Ф. Основы инженерной психологии. М., Наука, 1986.

49. Лурия А.Р. Высшие корковые функции человека. Издательство МГУ, 1969.

50. Лурия А.Р. Нейропсихология памяти. (Нарушения памяти при локальных поражениях мозга). М., Педагогика, 1974, 312 с.

51. Маслова О.И., Сологубов Е.Г., Макулова Н.Д. Применение новых инструментальных методов оценки высших корковых функций вдиагностике интеллектуальной недостаточности у детей. М.: Медицинская техника. 1997, № 6, с.20-23.

52. Маслова О.И., Баранов A.A., Викторов В.А., Матвеев Е.В. Медико-инженерные компьютерные технологии тестирования познавательных функций у детей. Медицинская техника, N 3, М., Медицина, 2000г., с. 4-9.

53. Матвеев Е.В., Осадчев М.С., Редкин В.А. Применение ЭВМ для управления психофизиологическими исследованиями. Новости медицинского приборостроения. Вып.2, М., ВНИИМП, 1972г.

54. Матвеев Е.В. Надежность индивидуальных характеристик ЦНС при обучении человека последовательностям реакций. Новости медицинской техники. Вып. 1, М., ВНИИМП, 1976г., с.51-56.

55. Матвеев Е.В. Применение моделей обучения последовательностям для оценки значимости экспериментальных показателей. Новости медицинской техники. Вып. 1, М., ВНИИМП,- 1976г., с.90-95.

56. Матвеев Е.В., Надеждин Д.С., Зуев J1.H., Чупров П.В. Базовый ряд автоматизированных приборов для оценки функций ЦНС человека. Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 1986г., с.48-50.

57. Матвеев Е.В. Тенденции и перспективы психоинжиниринга. Тезисы Всесоюзной конференции "Современные тенденции развития медицинского приборостроения", М., ВНИИМП, 1986г.

58. Матвеев Е. В. Проблемы создания и применения приборов и комплексов для психофизиологических исследований. Медицинская техника, М., 1989, С. 5-6.

59. Матвеев Е.В., Надеждин Д.С., Калинин A.B. Компьютерный комплекс для физиологических исследований "Психомат". Медицинская техника, N 2, ,М., Медицина, 1991г., с.39-41.

60. Матвеев Е. В., Вишняков А. И., Надеждин Д. С. Зуев Jl. Н. «Ритмо-, Мнемо-, Бинатест» семейство микропроцессорных аппаратов дляисследования высшей нервной деятельности человека», Медицинская техника. 1991, №2, с. 42-45.

61. Матвеев Е.В. "Тенденции развития технических средств для психофизиологических исследований", Медицинская техника. 1991, № 4, с. 32-34.

62. Матвеев Е.В., Надеждин Д.С. Системные вопросы проектирования приборов и комплексов для психофизиологических обследований. Медицинская техника. N 4, М., Медицина, 1994, с.31-34.

63. Матвеев Е.В. Идея обратной связи в инструментальных средствах исследования центральной нервной системы человека в норме и патологии. Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 1996г., с. 12-14.

64. Матвеев Е.В. Применение экспериментальной модели пространственно-временного прогнозирования для построения инструментальных средств оценки высшей нервной деятельности человека. Медицинская техника, N 6 , М., Медицина, 1997г., с.12-15.

65. Матвеев Е.В. Стандартизация инструментальных средств психофизиологических обследований. Медицинская техника, N 1, М., Медицина, 1997г., с.40-42.

66. Матвеев Е.В., Надеждин Д.С. Параметризация экспериментальной модели усвоения ритмических стимулов в приборе "Ритмотест". Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 1997г., с. 15-19.

67. Матвеев Е.В., Надеждин Д.С. Развитие инструментальных технологий оценки высших психических функций в норме и патологии. Медицинская техника, 1999, № 1, с. 18-22.

68. Матвеев Е.В., Васильев A.A., Алешкин Д.В. Компьютерный стабилометрический диагностический и реабилитационный комплекс "Стабилотест". Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 2000г., с. 47-52.

69. Миленький A.B. Классификация сигналов в условиях неопределенности. М., Советское радио, 1975.

70. Моделирование функциональных систем. Под ред. К.В. Судакова, В.А. Викторова, М., 2000, 253 с.

71. Надеждин Д.С., Надеждина А.И. Анализ вариабельности пороговых характеристик усвоения и воспроизведения ритмических стимулов. Медицинская техника, № 2, М., Медицина, 1991 г., с.8-11.

72. Надеждин Д.С. Системные основы анализа последовательных структур поведенческих актов в приборе "Бинатест". Медицинская техника, N 4 , М., Медицина, 1994г., с.34-37.

73. Общая психодиагностика. Основы психодиагностики, немедицинской психотерапии и психологического консультирования. Учебное пособие. Под редакцией A.A. Бодалева, В.В. Столина. М., Издательство Московского университета, 1987, 304 с.

74. Основы профессионального психофизиологического отбора военных специалистов. Под общ. редакцией В.А. Пухова. Министерство обороны СССР, 1981,428 с.

75. Парин В.В., Баевский P.M. Медицина и техника, М., Знание, 1968 г., 79 с.

76. Полляк Ю.Г. Вероятностное моделирование на электронных вычислительных машинах. М., Наука, 1971.

77. Поляков Ю. Ф. Патология познавательной деятельности при шизофрении. М., Медицина, 1974.

78. Попечителев Е.П., Кореневский H.A. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника. Теория и проектирование. Учебное пособие. Под ред. Попечителева Е.П., М., Высшая школа, 2002г., 470 с.

79. Попечителев Е.П. Методы медико-биологических исследований. Системные аспекты: Учебн. пособие. Житомир, ЖИТИ, 1997, 186 с.

80. Портнов A.A., Федотов Д.Д. Психиатрия. М., Медицина, 1971.

81. Практикум по общей, экспериментальной и прикладной психологии: Учеб. пособие. В.Д. Балин, В.К.Гайда, В.К. Гербачевский и др. Под общей ред. A.A. Крылова, С.А. Маничева. СПб: Издательство: Питер, 2000, 560 с .

82. Практикум по экспериментальной и прикладной психологии. Под ред. А. А. Крылова. JL, 1990.

83. Приборы и комплексы для психофизиологических исследований. Под ред. В.А. Викторова, Е.В. Матвеева, М., ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002, 228 с.

84. Психологический словарь. Под общ. ред. Петровского A.B., Ярошевского М.Г. М, Политиздат, 1990.

85. Пятков A.B. Системно-гомеостатический анализ и эколого-психофизиологические исследования. Архангельск, Поморский государственный университет им. М.В. Ломоносова. 2002, 482 с.

86. Сертификация медицинских изделий. Под ред. В.А. Викторова, М., ЗАО "ВНИИМП-ВИТА", 2002, 90 с.

87. Сидоренко Е.В. Методы математической обработки в психологии. СПб.: ООО "Речь", 2001, 350 с.

88. Скворцов Д.В. Клинический анализ движений. Стабилометрия. М., АОЗТ "Антидор", 2000, 192 с.

89. Скворцов И.А., Ховтун J1.A., Устинова Е.В., Ильин Л.Б. Комплексная стимуляция статико-моторного и психоречевого развития детей с перинатальными напряжениями нервной системы. Журнал невропатологии и психиатрии. 1989, № 8, с. 23-27.

90. Скворцов И. А. Нейроонтогенетические аспекты детской неврологической инвалидности и новые подходы к терапии, Альманах "Исцеление". М., Тривола, 1993, с. 11-24, 15-30.

91. Скворцов И.А. Роль перивентрикулярной области мозга в нейроонтогенезе (в норме и при детском церебральном параличе), Альманах "Исцеление". М., Тривола, 1995, с. 38-61.

92. Скворцов И.А., Ермоленко H.A. Развитие нервной системы у детей в норме и патологии. М., МЕДпресс-информ, 2003, 368 с.

93. Скоморохов A.A., Косачев В.Е., Талалаев A.A. Унифицированный многопостовой комплекс оценки состояния персонала. "Известия ТРТУ". Тематический выпуск "Материалы научно-технической конференции

94. Медицинские информационные системы МИС-2002". Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002, № 5(28), с. 23-28.

95. Смирнов И.П., Шнепс-Шнеппе М.А. Медицинская системотехника, М., Медицина, 1972г., 208 с.

96. Собчик JI.H. Психология индивидуальности. Теория и практика психодиагностики. СПб., Издательство: Речь, 2003, 624 с.

97. Сохадзе Э.М., Хинченко В.И., Штарк М.Б. Биологическая обратная связь: анализ тенденций развития экспериментальных исследований и клинического применения. Биоуправление. Теория и практика. Новосибирск, Наука, 1988 г.

98. Справочник по инженерной психологии. Под ред. Б. Ф. Ломова. М., Медицина, 1982.

99. Справочник по психиатрии. Под ред. А. В. Снежневского. М., Медицина, 1985.

100. Суворов Н.Б. , Меницкий Д.Н., Фролова H.J1. Знакопеременный кардиотренинг: практика применения. В кн.: Биоуправление-3. Теория и практика. Новосибирск., 1998, с.68-79.

101. Судаков К.В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. М., НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина РАМН, 1998 г., 268 с.

102. Судаков К.В. Материализация идей. Под общей редакцией В.Г. Зилова. М., Издательский дом Русский врач, 2002, 252 с.

103. Судаков {.В. Системное квантование поведения. Успехифизиологических наук. 1983, т. 14, N 1, с. 3-26.

104. Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. М., Медицина, 1984, 224 с.

105. Судаков К.В. Рефлексы и функциональная система. НовГУ им. Ярослава Мудрого. Новгород, 1997, 399 с.

106. Судаков К.В., Умрюхин Е.А. Информационная модель системной организации психической деятельности человека ("детектор интеллекта"). В кн.: "Моделирование функциональных систем". Под редакцией К.В.Судакова, В.А. Викторова. Москва, 2000, с. 94-142.

107. Судаков К.В., Агаян Г.Ц., Вагин Ю.Е., Толпыго С.М., Умрюхин Е.А. Системокванты физиологических процессов. М., Международный гуманитарный фонд арменоведения им. Академика Ц.П. Агаяна, 1997, 152 с.

108. Судаков К.В., Вагин Ю.Е., Адрианов В.В., Зилов В.Г., Киселев И.И. Кванты жизнедеятельности. М., Издательство ММА им. И.М. Сеченова, 1993,260 с.

109. Теория и проектирование диагностической электронно-медицинской аппаратуры. Под ред. В.М. Ахутина, JL, ЛГУ, 1980 г., 148 с.

110. Умрюхин Е.А. Иерархия результатов как основа многоуровневой функциональной системы. В сб.: "Системная организация физиологических функций", М., Медицина, 1969, с. 211-219.

111. Умрюхин Е.А., Матвеев Е.В. О механизмах обучения последовательностям в эксперименте с двоичным выбором. "Управление и информационные процессы в живой природе". М., Наука, 1971 г.

112. Умрюхин Е.А. Принципы разработки приборов с обратной связью на основе теории функциональных систем. Медицинская техника, N 6, М., Медицина, 1997г., с.33-39.

113. Умрюхин Е.А. Интерпретация параметров, полученных с помощью прибора "Адаптрон". Новости медицинской техники, вып. 1, М., ВНИИМП,1976, с. 8-18.

114. Умрюхин Е.А. Механизмы мозга: информационная модель и оптимизация обучения. М., РАМН, 1999, 96 с.

115. Управление, информация, интеллект. Под ред. А.И. Берга и др. М., Мысль, 1976г., с. 6-23.

116. Фейгенберг И.М. Нарушение вероятностного прогнозирования при шизофрении. В сб.: «Шизофрения и вероятностное прогнозирование», М., ЦОЛИУВ, т. CLXXIV, 1973, с. 5-19.

117. Фейгенберг И. М. Клинические нарушения взаимодействия анализаторов. М., 1975.

118. Физиология роста и развития детей и подростков (теоретические и клинические вопросы). Под ред. A.A. Баранова, Л.А. Щеплягиной. М., 2000, 584 с.

119. Фридман Л.Н. О некоторых методических вопросах моделирования и математизации в психологии. «Вопросы психологии», № 5, 1974, с. 3-12.

120. Штульман Д.Р., Яхно H.H. Болезни нервной системы: Руководство для врачей. Под ред. H.H. Яхно, Д.Р. Штульмана, П.В. Мельничука. М., 1995., Т. 1, с. 112-114.

121. Экспериментальная психология. Под ред. Стивенса С.С. Пер. с англ. Под ред. Анохина П.К. и Артемова В.А. т.2, М., Иностранная литература, 1963.

122. Экспериментальная психология. Редакторы-составители Фресс П., Пиаже Ш.М., Прогресс, вып. 1,2, 1966, вып.З, 1970, вып.4, 1973.

123. Яхно Н.Н. Достижения в нейрогериатрии. Под ред. Н.Н. Яхно, И.В. Дамулина. М., 1995, с. 9-29.

124. Advances in Psychological Assessment. Palo Alto, "Science and Behavior Books", 1968.

125. Agarwal G.C., Logsdon J.B. Optimal principles for skilled limb movements and speed accuracy tradeoff. Proc. Ann. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 1990, 12, p. 2318-2319.

126. American Psychiatry Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders. 4-th Ed., Washington, 1994.

127. Ban T.A., Lehman H.E. Test-Retest Realiabiliti In Conditioning Test Battery In Normal and Chronic Schizophrenics. In. "Advances in Behavior Therapy", N. V., Ind., 1971, p. 1-7.

128. Beehler P.J.H., Syndulko K. Applications of human performance measurements to clinical trials to determine therapy effectiveness and safety. In: The Biomedical Engineering Handbook, Bronzino, J.D., (ed.), CRC Press, Boca Raton, FL, 1995, p. 2278-2293.

129. Behbehani K, Kondraske, G.V, Richmond J.R. Investigation of upper extremity visuomotor control performance measures. Proceedings. IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 35(7), 1988, p. 518-525.

130. Bennet Т., Bewick K., Linton В., Malia K., Raymond M. Rehabilition of Attention and Concentration deficits following brain injury. In "The Journal of Cognitive Rehabilitation", 1998, p. 8-13.

131. Bloem B.R. et al. Postural reflexes in Parkinson's disease 'resist' and 'yield' tasks. J. Neurol. Sci., 1995. 129 (2). p. 109-119.

132. Bobath B., Adult Hemiplegia: Evaluation and Treatment. London, William Heinemann, 1978.

133. Blumberger J, Sullivan S.J., Clement N. Diadochokinetic Rate in Persons with Traumatic Brain Injury. Brain Injury, vol. 9, 1995, p. 797-804.

134. Bohannon R.W., Larkin P.A. Lower extremity weight bearing under various standing conditions in independently ambulatory patients with hemiparesis. Phys. Ther.,1985. 65(9), p. 1323-1325.

135. Bowlby J. Attachment and Loss. New York, 1973. Vol. 1-2.

136. Bronzino, J.D., (editor-in-chief). The Biomedical Engineering Handbook Second Edition, CRC Press, Boca Raton, FL, 2000.

137. Dalrymple-Alford J.C., Kalders A.S., Jones R.D., Watson R.W. A central executive deficit in patients with Parkinson's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiarty, 1994, 57, p 360-367.

138. Deuschl G., Toro C., Zeffiro T. et al. Adaptation motor learning of arm movements in patients with cerebellar disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 1996, 60, p 515-519.

139. Di Fabio R.P., Badke M.B. Extraneous movement associated with hemiplegic postural sway during dynamic goal-directed weight redistribution. Arch. Phys. Med. Rehabil., 1990, May, 71(6), p. 365-371.

140. Ganapathy G., Kondraske G.V. Microprocesor-based instrumentation for ambulatory behavior monitoring. J. Clin. Engin., vol. 15(6), 1990, p. 459-466.

141. Granger C.V., Greshorn G.E. Functional Assessment in Rehabilitation Medicine. Baltimore, Williams and Wilkins, 1984.

142. Grigsby J., Rosenberg N.L., Busenbark D. Cronic pain is associatedwith defecits in information processing. Perceptual and Motor Skills, vol. 81, 1995, p. 403-410.

143. Hocherman S., Aharon-Peretz J. Two-dimensional tracing and tracking in patients with Parkinson's disease. Neurology, 1994, 44, p 111-116.

144. Hocherman S., Dickstein R., Pillar T. Platform training and postural stability in hemiplegia. Arch. Phys. Med. Rehabil., 1984, 65, p. 588-592.

145. Horak F.B. Clinical measurement of postural control in adults. Phys. Ther., 1987, 67, p. 1881-1885.

146. Jones R.D. Measurement of neuromotor control perfomance capacities. In J.D. Bronzino (ed), Handbook of Biomedical Engineering. Boca Raton, Fla, CRC, Press, 1995.

147. Jones R.D., SharmanN.B., WatsonR.W.,MuirS.R. A PC-based battery of tests for quantitative assessment of upper-limb sensory-motor function in brain discorders. Proc. Ann. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc., 1993, 15, p. 1414-1415.

148. Kauranen K., Vanharanta H. Influences of aging, gender, and handedness on motor performance of upper and lower extremities. Perceptual and Motor Skills, vol. 82, 1996, p. 515-525.

149. Kondraske G.V. A PC-based perfomance measurement laboratory system. J. Clin. Eng., 1990,15(6), 467 p.

150. Kondraske G.V. A working model for human system-task interfaces. In J.D. Bronzino (ed), Handbook of Biomedical Engineering, 2 nd ed., Boca Raton, Fla, CRC Press, 2000.

151. Kondraske G.V. A PC-based performance measurement laboratory system. J. Clin. Engineering, vol. 15(6), 1990, p. 467-478.

152. Kondraske G.V., Vasta P.J. Measurement of information processing perfomance capacities. In J.D. Bronzino (ed), Handbook of Biomedical

153. Engineering, 2nd ed., Boca Raton, Fla, CRC Press, 2000.

154. Lee M.Y., Wong A.M., Tang F.T. Clinical evaluation of a new biofeedback standing training device. J. Med. Eng. Tecnol. 1996, Mar-Apr; 20(2), p. 60-66.

155. Lehto M.R., Boose J., Sharit J., Salvendy G. Knowledge acquisition. In G. Salvendy (ed), Handbook of Industrial Engineering, 2d ed. New York, Wiley, 1992.

156. Ley P. Quatitative Aspects of Psyhological Assessment. Ind., 1972.

157. Measurement Analysis and Modeling of Human Functions. The International Symposium. ISHF2001, September 21-23, 2001, Hokkaido University, Sapporo, Japan. IMEKO/SICE/IEEE.

158. Myers J.L. Sequential Choice Behavior. In: "Psychology of learning and Motivation", v.4, 1970, p. 109-170.

159. Nashner L.M. Fixed patterns of rapid postural responses among leg muscles during standing. Exp. Brain. Res., 1977, 30, p. 13-24.

160. Neilson P.D., Neilson M.D., O'Dwyer N.J. Adaptive optimal control of human tracking. In: Motor Control and Sensory-Motor Integration: Issues and Directions, D.J. Glencross and J.P. Piek (eds), Amsterdam, Elsevier Science, 1995, p 97-140.

161. Piaget J. La genese des structures logiques elementaries. Neuchatel, Delachaux et Niestle. 1959.

162. Potvin A.R., Syndulko K., Tourtellotte W.W., Lemmon J.A., and Potvin J.H. Human neurologic function and the aging process. J. of the American Geriatrics Society, vol. 28, 1980, p. 1-9.

163. Potvin A.R., Tourtellotte W.W.T., Potvin J.H., et al. Quantitative Examination of Neurologic Function, vols I and II. Boca Raton, Fla, CRC Press,985.

164. Proceedings of the European Medical and Biological Engineering Conference. EMBEC'99, Part I, II. Edited by Peter Rehak, Helmut Hutten. Vienna, Austria, November 4-7, 1999.

165. Robson K.S. J. Child Psychol. Psychiat. 1967, vol. 8, p. 13-25.

166. Rode G., Tiliket C., Boisson D. Predominance of postural imbalance in left hemiparetic patients. Scand J. Rehabil Med., 1997. MaT, 29(1), p. 11-16.

167. Rogers M.W. Disordes of posture, balance and gait in Parkinson's disease. Clin. Geriatr. Med., 1996, 12(4), p. 825-845.

168. Saling M., Kordoba I., Hruby M., Hiavacka F. Quantitative evaluation of disorders of upright posture using stabilometry. Cesk. Neurol.,1991, 54(1), p. 14-21.

169. Seliktar R., Susak Z., Najeensjn T., et al. Dynamik features of standing and their correlationwith neurological disorders. Scan. J. Rehabil. Med., 1978, 10, p. 59-64.

170. Simmons R.W., Smith K., Erez E., Burke J.P., Pozos R.E. Balance retraining in a hemiparetic patients using center of gravity biofeedback: a single-case study. Percept. Mot. Skills., 1998, 87(2), p. 603-609.

171. Squire L.R., Butters N. Neuropsychology of Memory. New York, Guilford Press, 1992.

172. Smith S.S., Kondraske G.V. Computerized system for quantitative measurement o f s ensorimotor a spects o fhuman performance. Physical Therapy, vol. 67(12), 1987, p. 56-62.

173. Smith S.S. Measurement of neuromuscular perfomance capacities. In J.D. Bronzino (ed), Handbook o f B iomedical Engineering, 2nd ed., Boca Raton, Fla, CRC Press, 2000.

174. Stewart R.M., Levy F., Kondraske G.V., Sink M., Potvin A.R., Tourtellotte W.W. Compi ter based quantitative assessment of sensory and motorfunctions in Huntington's disease. Neurology, vol. 33(suppl 2), 1983, p. 243.

175. Swaine B.R., Sullivan S.J. Relation between clinical and instrumented measures of motor coordination in traumatically brain injured persons. Arch. Phys. Med. Rehabil., vol. 73(1), 1992, p. 55-59.

176. TooleT et al. The muiticomponent nature of equilibrium in persons with parkinsonism: a regression approach. J. Neural. Transm. G en. S ect., 1 996, 103(5), p. 561-580.

177. V anneste J .A.L. J . N eurol. N eurosurg. P sychiat. 1 994, v ol. 5 7, p. 1021-1025.

178. Vasta P.J., Kondraske G.V. Human perfomance engineering: Computer b ased d esign and analysis t ools. I n J .D. B ronzino (ed), H andbook o f Biomedical Engineering, 2nd ed., Boca Raton, Fla, CRC Press, 2000.

179. Wickens C.D. Engineering Psychology and Human Perfomance.Columbus, Ohio, Charles E. Merrill., 1984.

180. Winter D.A. Biomechanics and Motor Control of Human Movement, 2d ed. New York, McGraw-Hill, 1990.

181. Wong A.M., Lee M.Y., Kuo J.K., Tang F.T. The development and clinical evaluation of a standing biofeedback trainer. J. Rehabill. Res. Dev. 1997, 34(3), p. 322-327.

182. Wu S.H., Huang H.T., Lin C.F., Chen M.H. Effects of a program on symmetrical posture in patients with hemiplegia: A single-subject design. Am J. Occup. Ther., 1996, 50(1), p. 17-23.