«Российская Академия Наук Институт психологии ПРОБЛЕМНОСТЬ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: ...»

По мнению Ю. Я. Голикова и А. Н. Костина, исследовавших операторскую деятельность, психическая регуляция имеет уровневую структуру. Авторы называют следующие уровни: непос­редственного взаимодействия, опосредованной координации, про­граммно-целевой организации, личностно-нормативных измене­ний и мировоззренческих коррекций. Они полагают, что уровневая специфика регуляции определяется особенностями процессов возникновения и преодоления проблемностей. Поэтому назначе­ние регуляции должно стать главным основанием при выборе ее уровней. Возникновение и преодоление проблемностей различной сложности будут обеспечиваться процессами регуляции, форми­рующимися на разных уровнях, а также включать в себя обра­щение к психологическим ресурсам человека, влиять на их ис­пользование. Если степень несоответствия между объективной действительностью и ее психическим отражением минимальна, то и процессы возникновения и преодоления проблемностей должны протекать за небольшие интервалы времени, в виде не­посредственного реагирования на события.

Но при возрастании степени несоответствия будут увеличи­ваться не только временные интервалы возникновения и преодо­ления проблемностей, но и количество, а также расход задейст­вованных разнообразных психологических ресурсов, в том числе энергетических. В таких случаях от человека может потребо­ваться абстрагирование от ситуации, пересмотр жизненно важ­ных ориентиров, поиск принципиально новых знаний. Этому мо­гут способствовать такие психологические ресурсы, как жизнен­ный опыт, личностные ценности, мотивы, уверенность в себе и своих силах, креативность и т.п.

В современных моделях стресса ключевая роль отводится не­соответствию между требованиями, предъявляемыми к человеку, и его неумением воспользоваться его ресурсами для совладания со стрессом.

' еоретические основания CRIS

Теории стресса, названные теориями несоответствия, явились теоретической базой для создания метода количественной оценки

291

причин возникающего дисбаланса между требованиями внешней среды и ресурсами человека. К. Матени, В. Курлет, Д. Эйкок с коллегами (К. В. Matheny, W. L. Curlett, J, L. Pugh D. W. Aycock, H. F. Taylor (1981, 1987) создали «Опросник ре1 сурсов для совладания со стрессом» (Coping Resources Inventory for Stress (CRIS)). Опросник CRIS позволяет измерить уровень овладения ресурсами, которые помогают уменьшить негативные влияния стресса. Эти ресурсы состоят из паттерна поведения, установок, убеждений, в дополнение к телесному бытию челове­ка и финансовым возможностям.

При использовании CRIS можно оценить индивидуальные ресур­сы овладения стрессом и выявить условия, которые препятствуют здоровому образу жизни, CRIS может быть использован отдельно или совместно с другими методиками для изучения стресса. CRIS оценивает в какой степени людям кажется, что они обладают и используют ресурсы, важные в предупреждении и преодолении стрессоров. Авторы опросника полагают, что воспринимаемые ре­сурсы, измеренные при помощи CRIS, уменьшают вероятность того, что требования среды превратятся в стрессоры. Также они считают, что ресурсы предупреждают запускание стрессогенного ответа или снижают связанное с этим сверхвозбуждение.

Описание теста CRIS

Цель и задачи CRIS: Опросник CRIS задуман для того, чтобы измерить наличие ресурсов совладения, которые, как считают авторы опросника, помогают уменьшить негативные воздействия стресса.

В нем предусмотрена глобальная оценка, которая называется баллом Эффективности Ресурсов Совладавня (CRE). В допол­нение к CRE даются 12 первичных шкал, 3 составных шкалы, а также 16 утверждений, для определения обстоятельств, препят­ствующих благополучию, и 5 шкал валидности.

Двенадцать первичных шкал выведены по результатам фак­торного анализа. Их названия: Самораскрытие, Направленность на себя, Уверенность, Принятие себя и других, Социальная поддержка, Финансовая свобода, Физическое здоровье, Физи­ческая выносливость, Управление стрессом, Контроль напря­жения. Структурирование, Решение проблем. Три вторичные шкалы измеряют: Когнитивное переструктурирование, Рацио­нальную убежденность и Социальную непринужденность.

292

Щкала «Самораскрытие*. Измеряет тенденцию свободно сВрьдвать свои чувства, недостатки, волнения и тревоги, мыс-ял и мнения. Акт самораскрытия предполагает личностную про­зрачность, межличностное доверие и готовность быть близким к другим, что ведет к усилению социальной поддержки.

Шкала «Направленность на себя». Измеряет меру уваже­на, с какой респондент относится к своим суждениям и меру ориентации его в поведении на свою мудрость. Это акт говорения ог своего лица, стремление исправить несправедливость, готов­ность выступить с конструктивной критикой и умение выразить противоположное мнение.

Шкала «Уверенность». Оценивает веру в свои способности успешно овладеть стрессовой жизненной ситуацией.

Шкала «Принятие себя и других». Измеряет убеждения и поступки, показывающие на принятие себя, других и мира. Это способность смириться со своими поступками и несовершенст­вом, принятия причуд и оплошностей других людей. Принятие распространяется и на жизненные обстоятельства, когда человек ясно себе представляет, что фрустрация — нормальная часть жизни.

Шкала «Социальная поддержка*. Измеряет близость членов семьи и друзей, которые могут играть роль буфера в отношении человека к стрессовым событиям жизни.

Шкала «Финансовая свобода». Оценивает, насколько личность свободна от стресса, связанного с финансовыми трудностями.

Шкала «Физическое здоровье». Измеряет общее физическое здоровье, включая отсутствие хронических недугов и недееспособ­ности. Эта шкала отличается от шкалы «Физическая выносли­вость», так как она оценивает состояние здоровья, тогда как шка­ла «Физическая выносливость» относится к «эксплуатации» здо­ровья, особенно если это связано с упражнениями.

Шкала «Физическая выносливость». Измеряет специальную активность, направленную на личное здоровье, в особенности если это касается выполнения упражнений. Высокая степень фи­зической выносливости, по всей вероятности, может быть полез­на в предупреждении и борьбе со стрессом.

Шкала «Контроль стресса». Измеряет, насколько человек °сознает свой стресс и возрастающее напряжение, насколько он ос<>знает ситуации и события, которые могли бы оказаться стрес­совыми, и насколько он осведомлен о пределах стимуляции, оп­тимальных для себя.

293

Шкала «Контроль напряжения». Измеряет способность ть жать возбуждение, применяя процедуры релаксации и контроля уровня напряжения.

Шкала «Структурирование». Измеряет способность организо­вать и управлять ресурсами как во времени, так и по силе. Навы­ки структурирования включают планирование, постановку целей и расстановку приоритетов, выполнение действий в соответствии с собственными планами, умение поставить точку и т. п.

Шкала «Решение проблем». Измеряет способность решать личностные проблемы. Эти проблемы сами по себе являются стрессорами и их разрешение уменьшает стресс, вызванный ими. Здесь оцениваются навыки, связанные с определением проблем, умение логически подходить к проблемам, с получением необхо­димой информации, с нахождением осуществимых решений, с обдумыванием альтернатив, с прогнозированием последствий.

Вторичные шкалы:

Шкала «Когнитивное переструктурирование*. Измеряет уси­лия по изменению своих мыслей для того, чтобы редуцировать стресс. Здесь используются такие процедуры как расстановка проблем в должной перспективе, избежание ненужных жалоб и сетований, использование техник релаксации, перечисление по­следних успехов, положительная беседа с самим собой.

Шкала «Рациональная убежденность». Измеряет убежден­ность, которая полезна в предотвращении стрессовых ситуаций и в снижении стрессового возбуждения. Это убежденность в том, что мы можем быть счастливы, даже если другие порицают нас, что мир не всегда должен идти навстречу нашим желаниям.

Шкала «Социальная непринужденность». Измеряет, в какой мере человек испытывает комфорт в обществе других людей. Со­циальная непринужденность влечет за собой готовность честно обнажать свои проблемы и свободно выражать как свои чувства, так и мысли.

Шестнадцать утверждений из теста CRIS оценивают препят­ствия общему благополучию, т. е. указывают на те привычки и условия, которые вредят вашему здоровью. Утверждения позво­ляют определить склонность к риску, могут указывать на эмоцио­нальные или физические расстройства здоровья, которые могут усугубиться в результате неуправляемого стресса, а также на пе­реживание эмоционального конфликта. Пять шкал валидности из­меряют установки респондентов при выполнении теста, это шка­лы: «Социальная желательность», «Неординарность», «ПропУ*

294

утверждения» и два «Индикатора случайности от­ветов*.

Стимульный материал: Буклет теста состоят из 280 утвер­ждений (например: *Я чувствую себя непринужденно в боль­шинстве ситуаций», «Когда возникает проблема, я склонен пре­увеличивать ее последствия», «Я стараюсь поддерживать хоро­шее здоровье», «Мне тяжело сказать «нет» другим» и т.д.). респонденты отвечают на вопросы верно или неверно на специ­альном бланке, пригодном для считывания при помощи сканне-ра. Буклеты теста могут использоваться многократно.

Форма представления полученных данных и их обработка

Отчет по результатам тестирования представляет собой профиль с индивидуальными баллами по всем ресурсам совладения, а также по шкалам валидности. Каждый отчет состоит из не­скольких страниц, на которых приведены результаты по баллам, вычисленные с помощью компьютера.

Интерптетативный отчет это анализ баллов респондента. Ти­пичный интерпретативный отчет занимает примерно 20 страниц.

Форма представления полученных данных зависит от целей проведения тестирования. Результаты тестирования по CRIS могут быть даны в форме общегруппового отчета no CRIS. В общегруп­повом отчете приводятся результаты по среднему и стандартной ошибке для каждой из шкал CRIS. В обсуждении используются групповой профиль, а отдельные шкалы определяются для более углубленного анализа полученных данных. Другая форма отчета по профилю теста выдается респонденту. В одной из форм приве­дены результаты t-теста, корреляционного и факторного анализов. Цель этой формы отчета — оценить, данные каких первичных Шкал CRIS значимо отличаются от результатов, полученных по группе. Также предусмотрен углубленный анализ данных, собран­ных в общегрупповом отчете. Данные по CRIS могут быть пред­ставлены в виде файла данных. Файл данных содержит отчет по баллам (за исключением стандартных ошибок измерения) и неко­торую дополнительную информацию, недоступную по балльному отчету. Эта информация может быть предоставлена в одном из Рех форматов: на листе бумаги, дискетах и аа ленте. В случае запроса респондента возможно также проведение дополнительного статистического анализа, с использованием стандартных стати­стических пакетов, таких как Statistcal Package for the Social

295

и

Sciences (SPSS), the Biometrical Computer Programs (BMDP) the Statistical Analysis System (SAS).

Описание полученных показателей и их интерпретация

Руководство по тесту дает детальное описание технической и ис­полнительской информации по тесту.

Интерпретативный Отчет по CRIS. Интерпретативный отчет это анализ баллов респондентов, он вычисляется на компьютере, используя метод экспертных оценок. Отчет начинается в краткого введения, которое объясняет роль ресурсов овладения в смягчении связи между событиями стрессовой жизни и болезнью. Обсуждают­ся баллы респондентов по шкалам валидности в их связи с правди­востью ответов по CRIS. Затем предъявляется обобщенный балл, балл эффективности овладения (CRE), вместе с обсуждением его значимости. Баллы ответов по каждой из пятнадцати шкал обсуж­даются отдельно. Сначала сообщается о баллах по шкале, затем следует информация о силе и слабости респондента по кластерам утверждений, представляющих из себя таксономию точек шкалы. Обрисовывается связь шкалы с другими шкалами там, где нужно, предлагаются рекомендации, как улучшить дефицит ресурсов. Кроме того, респондента отсылают к литературным ссылкам для последующей самопомощи в «исправлении» этого дефицита.

В дополнение к этому обсуждается, каким образом привычки и состояния вредят благополучию респондента, а затем даются наставления либо по овладению этими состояниями, либо по из­менению привычек. В заключении приводится специально по­добранная библиография, где можно справиться как о шкалах, так и относительно вопросов, препятствующих благополучию.

Ниже приведен образец некоторых разделов интерпретатив-ного отчета по CRIS. Даны выдержки из интерпретации для шкалы «Контроль напряжения».

Пример интерпретативного отчета:

CRIS измеряет ваше восприятие ресурсов совладания. Получен­ные баллы помогут вам понять степень вашей восприимчивости болезням, индуцируемым стрессом, а также к негативным эмо­циональным состояниям. В отчете обращается внимание на сильные и слабые стороны каждого ресурса, даются рекоменда­ции по улучшению выявленных слабых сторон.

296

Пример распечатки шкалы «Контроль напряжения»:

Эта шкала измеряет, ваше умение снижать стрессовое возбужде-ние, используя процедуры релаксации и мысленного контроля. Контроль напряжения связан со способностью управлять стрес­сом. Для того, чтобы контролировать напряжение в своей жиз­ни, важно уметь справляться со стрессом уже на ранних стадиях его развития. Ваша средняя оценка по этой шкале равна 20. Это говорит о том, что вы смотрите на себя, как на человека, имею­щего навыки контроля напряжения ниже среднего.

Вы полагаете, что зачастую Вы бываете беспомощны в кон­тролировании возникающего напряжения. Из-за отсутствия со­ответствующих навыков по снижению такого напряжения, пу­гающая ситуация начинает мысленно представляться вам как все более угрожающая. Вероятно, что Вам потребуется много времени, чтобы справиться со стрессовыми событиями. Получен­ные результаты говорят о том, что Вы не достаточно хорошо умеете контролировать свои мысли для того, чтобы снять стресс. Кроме того, оставаясь неспособными контролировать свои мыс­ли, Вы увеличиваете количество стрессов.

В связи с выявленной недостаточностью Ваших ресурсов по шкале «Контроль напряжения», для Вас могут быть полезными следующие рекомендации. Существует много эффективных техник релаксации: мускульная релаксация, аутогенная тренировка, кон­тролируемое дыхание, медитация, самогипноз. Глубокая мускуль­ная релаксация включает сначала сжатие, а затем расслабление группы мышц. Так как стресс является причиной сбоев ритма дыхания, то умение регулировать его способствует релаксации.

Как правило, после такого отчета респонденту рекомендуется список литературы с целью получения дополнительной информа­ции по тому ресурсу, который измеряется данной шкалой.

Такая интерпретация возможна благодаря компьютерной программе обработки данных.

Данные о валидности и надежности теста CRIS

Методы установления валидности для любой методики можно сгруппировать по следующим категориям: валидность содержа­ния, валидность конструктов, и валидность, связанная с крите­рием. Все три типа валидности применимы к CRIS. При разра-

11 - 332 297

ботке CRIS использовались расовые и групповые различия, а также факторный анализ для отбора валидных утверждений. Коэффициент надежности альфа для каждой из этих шкал равен 0.84 или выше. Данные в подтверждение эффективности каждой из этих шкал существуют как в теоретических, так и эмпириче­ских исследованиях по совладанию со стрессом.

Шкалы валидности поставляют нам информацию о том, на­сколько поддаются интерпретации баллы, полученные по другим шкалам CRIS. Индикаторами валидности являются шкалы «Социальная желательность», «Неординарность*, «Пропущен­ные ответы* и «Индикаторы случайных ответов». Демографиче­ские вопросы, в которых спрашивается об образовательном уров­не респондента могут помочь в оценке того, не является ли по­следний слишком низким для правильного понимания утвер­ждений CRIS.

Шкала «Социальная желательность». Эта шкала измеряет тенденцию отвечать на вопросы таким образом, чтобы, по мне­нию респондента, быть социально желательным. Представляет­ся, что те личности, которые показывают высокие баллы по шкале, стараются выглядеть добродетельными в глазах других. Высокие баллы ставят под сомнение честность ответов в целом. Многие из утверждений описывают поведенческие привычки ь категоричной форме с использованием таких слов как «всегда» и «никогда». Утвердительный ответ на вопросы этой шкалы, обычно говорит о сознательном или бессознательном отречении от индивидуальных склонностей, и желании произвести хорошее впечатление на других. Низкие значения по этой шкале говорят, скорее всего об искренности ответов.

Шкала «Неординарные ответы». Эта шкала состоит из 24 утверждений, указывающих на нежелательные состояния или привычки, т. е, те, на которые указывают менее чем 20% и.. нормативной выборки. Таким образом, респонденты, заявляю­щие о таких состояниях или привычках, дают нетипичные отве ты. Значительное число таких неординарных ответов, вероятно, должно навести на мысль о невалидном профиле. Эти утвержде ния набираются из многих шкал CRIS, и поэтому баллы но этоп шкале не имеют какую-либо особую личностную интерпретацик Неординарность всех ответов по этой шкале указывает на слабые ресурсы. Низкие значение по этой шкале получаются у тех рес­пондентов, которые отвечают вычурно лишь на некоторые из ут­верждений. Чаще всего респонденты угадывают или отвечают

298

д невнимательно, и результат по этой шкале характеризу-

ется как неординарный. Иначе объясняются высокие баллы по этой шкале. Они, вероятно, типичны для лиц, которые либо прикидываются глупыми, либо чрезмерно неточны в самооценке. Шкала «Пропущенные ответы». Число пропущенных отве-[0В попросту представляет из себя количество утверждений по шкале, которые респондент упустил при ответе. Всякий раз, ко­гда число пропущенных пунктов превышает 10%, то номер шкалы или ее название распечатывается при обработке на ком­пьютере. Если шкала имеет больше, чем 10% пропущенных ут­верждений, то не следует доверять полученным данным.

Валидность содержания

Валидность содержания оценивает, действительно ли содержание инструмента репрезентативно соответствующим универсалиям поведения. Этот рациональный подход использовался при отборе шкал, составляющих CRIS, и в процессе отнесения утверждений к шкалам. Выбор утверждений для шкал CRIS основывался прежде всего на обзоре литературы по стрессу и факторном ана­лизе, и во вторую очередь на изучении групповых различий, корреляций утверждений и шкал по внешним критериям. Тот факт, что шкалы теста согласуются с ресурсами совладения со стрессом, описываемыми в литературе, является доказательст­вом валидности содержания.

Валидность конструктов

Во время разработки CRIS использовались некоторые методы для того, чтобы изучить валидность конструктов. Тремя первыми методами были: корреляция утверждений CRIS с описаниями Медицинских симптомов, изучение групповых различий и фак­торный анализ. Другие исследования, проведенные после разра­ботки инструмента, также доказали валидность конструктов.

Критерий, основанный на групповых различиях. Было про­ведено исследование групповых различий, сравнивалось, что оз­начает утверждения теста для респондентов из дисфункциональ­ных групп и для выпускников колледжей.

Корреляция теста с состоянием, здоровья. Вычислялась Корреляция каждого утверждения и каждой шкалы теста с на­тром из 20 вопросов, характеризующих болезненное состояние

и- 299

]

и психофизиологические нарушения. Была получена значимая корреляция между многими утверждениями теста (указывающи­ми на хорошие ресурсы совладания) и вопросами, определяю­щими нездоровье.

Факторный анализ. Шкалы теста были выведены на основа­нии факторного анализа. Было проведено три факторных анализа по данным тестирования 1352 респондентов. В результате фактор­ного анализа ответов было получено 13 факторов с собственным числом больше 1.

Перспективы развития

Другие данные о связи результатов CRIS с медицинскими ре­зультатами, где основное внимание уделяется физическому здо­ровью, требуют проведения дальнейших исследований. В на­стоящее время проводятся исследования на студентах-атлетах, у которых имеются нарушения в потреблении пищи; на женщи­нах, испытывающих предменструальный синдром; на почечных больных, подвергшихся диализу. Также исследуется взаимо­связь воспитания в полной и неполной семье и наличием тех или иных ресурсов. CRIS используется в исследовании людей боль­ных СПИДом. Некоторые исследователи пытаются использовать тест для оценки степени адаптации к другой культуре. Данные по некоторым шкалам опросника: таких как Структурирование, Решение проблем, Когнитивное переструктурирование, позво­лит, по-видимому, применить тест для анализа поведения чела-века в проблемных ситуациях, возникающих в профессиональ­ной деятельности. Интересны для этого и шкалы, определяющие ресурсы человека и его возможности по контролю за стрессом, особенно в условиях, когда возникают трудности во взаимодей­ствии регуляторных систем, относящихся к разным видам пси­хической деятельности. Кроме того, каждый человек может сле­довать рекомендациям теста по восстановлению своих ресурсов и способам их оптимального использования, что особенно важно для профессионалов, работающих в экстремальных условиях. Дефицит их ресурсов может вызвать ошибки в принятии реше­ния и проблемные ситуации,

300

Литература

1. Бодров В. А. Психологический стресс: развитие учение и современное состояние проблемы. М.: ИП РАН. 1995.

2. Голиков Ю. Я., Костин А. Н. Психология автоматизации управления техникой. М.: ИП РАН. 1996.

3. Кокс Т., Маккей К. Транзактный подход к изучению про­изводственного стресса. // Психология труда и организационная психология: современное состояние и перспективы. М.: Радикс. 1995.

4. Ломов Б. Ф. Вопросы общей, педагогической и инженер­ной психологии. М.: Педагогика. 1991, С. 129-156.

5. Рутман Э. М. Надо ли убегать от стресса? М.: ФиС. 1990.

6. Appley М. Н., Trumbull R. Psychological stress. N.Y.: Ар-pleton-Century-Crofts. 1967.

7. Broadbent D. E. Decision and Stress. L.: Academic Press. 1971.

8. Caplan R. D., Cobb S., French J. P. R. Van Harrison R.f Pinneau S. R. Job demands and worker health: main effects and occupational differences. Washington: US Department of Health, Education & Welfare. 1975.

9. Cox T. Stress. L.: Macmillan. 1978.

10. Cox T. People, work and stress. Prevention in mental health. L.: MIND Publications. 1980.

11. Frankenhaeuser M. Sympathetic-adreno-medullary activity, behavior and the psychological environment. // Social and psycho­logical factors in stress. J. E. McGrath (ed.). N.Y.: Holt, Rinehart & Winston. 1970.

12. Kagan A., Levi L. Adaptation of the psychosocial environ­ment to man's abilities and needs. // Society, Stress and disease. V. 1. L.Levi (eds.). L.: Oxford University Press. 1971.

13. Lazarus R. S. Psychological stress and the coping process. N.Y.: McGraw-Hill. 1966.

14. Lazarus R. S. Patterns of adjustment. N.Y.: McGraw-Hill. 1976.

15. Matheny К. В., Aycock D. W., Curlette W. L., Junker G. N. The coping Resources Inventory for Stress: a measure of perceived resourcefulness. //J. Clin. Psychol. 1993. V. 49. P. 815-830.

16. McGrath J. E. Social and Psychological Factors in Stress. N-Y.: Holt, Rinehart & Winston. 1970.

301

17. McGrath J. E. Stress and behaviour in organisations. // Handbook of Industrial & Organisational Psychology. M. Dunnette (eds.)- Ch.: Rand-McNally College Publishing. 1976.

18. McLean A. Occupational Stress. Springfield: С. С Thomas &Co. 1974.

19. Mechanic D. Students under stress. Glencoe: Free Press 1962.

20. Selye H. Stress. Montreal: Acta. 1950.

21. Weitz J. Psychological Research needs on the prohlems of human stress. // Social and psychological factors in stress. N.Y.: Holt, Rinehart and Winston. 1970.

22. Welford. A. T. Stress and performance. // Ergonomics 1973. V. 16. P. 567-580.

23. Wolff H. G. Stress and disease. Springfield: С. С. Thomas & Co. 1953.

2 9 МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ, АНАЛИЗА И ПРИМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА

В. В. Суходоев

Введение

В современных исследованиях связанных с изучением или с оцен­кой характеристик реагирования человека на различные воздейст­вия часто применяются сигналы вегетативных функций и в част­ности сигнал электро-дермальной активности (ЭДА). Известны два наиболее часто применяемых метода измерений параметров ЭДА (метод Тарханова), основанный на измерении собственных биопо­тенциалов на поверхности кожи и метод Фере, основанный на из­мерениях электрокожной проводимости (ЭКП) или электросопро­тивления кожи (ЭКС). Сигнал, получаемый по второму методу традиционно называется кожногальванической реакцией (КГР),

В настоящее время общепринято, что для большинства ис­следовательских и прикладных задач более информативным яв­ляется сигнал КГР, так как он позволяет оценивать не только переменные (динамические) параметры электродермальных про­цессов, но и параметры уровневого типа, определяемые интегра-тивными медленными изменениями в организме человека. Цель разработки методического обеспечения и определила выбор ис­пользуемого сигнала ВФ — КГР.

Данное методическое обеспечение предназначено в основном для широкого класса задач исследовательского и прикладного ха­рактера, связанных как с изучением параметров психической дея­тельности человека так и оптимизации факторов, определяющих ее эффективность, таких как параметры орудий труда и условий Деятельности во всех аспектах ее выполнения, начиная с процес­сов обучения до выполнения ее в экстремальных условиях.

Опыт применения данного методического обеспечения в мно-Голетней исследовательской практике показал, что разработан­ные методики и обеспечивающие их реализацию технические сРедства и программы могут быть эффективно использованы при Решении следующих задач:

— в психологических и психофизиологических исследованиях

б как интегративной оценки функциональных состояний

303

испытуемых, так и основных детерминирующих их компонент и специфики их регуляции;

— в исследованиях личностных характеристик испытуемого, оценке типологических параметров и их устойчивости в различ­ных условиях психической деятельности (прежде всего при стрессовых воздействиях);

— в исследованиях связанных с оптимизацией характери­стик групповой деятельности начиная с задач подбора испытуе­мых по показателям совместимости для различных видов дея­тельности до определения минимального состава группы или дублирования исполнителей для обеспечения максимальной на­дежности принятия и реализации решений в сверхсложной или ответственной деятельности;

— в инженерно-психологических или эргономических иссле­дованиях для задач по оптимизации параметров машин или ору­дий труда или проектирования систем машин с участием челове­ка и условий функционирования такого рода систем;

— в задачах обучения самым различным видам деятельности и подбора оптимальных обучающих методик (прежде всего ком­пьютерных) по критерию оптимизации энергетических и психо­физиологических затрат обучаемого.

— для исследований, связанных с оценкой компонент ПФС в психологии, физиологии и близких к ним прикладных научных направлениях;

— для решения различных прикладных задач в психологии труда, инженерной психологии, эргономике и др., связанных с количественными оценками воздействий различного рода факто­ров и условий деятельности на человека;

— для задач слежения за ПФС испытуемых в процессе тести­рования его специальными методами, например, в психотерапии;

— для ускорения процесса обучения различным методам са­морегуляции ПФС;

— для исследований, связанных с оптимизацией способов решения человеком проблемных моментов и проблемных ситуа­ций во время выполнения профессиональной деятельности.

Во всех перечисленных задачах параметры КГР могут быть успешно использованы как следующие общепризнанные показа­тели ПФС и специфики выполняемой деятельности:

— в качестве объективной количественной характеристики одного из основных компонент ПФС — активационного — и ин­дивидуально-типологических особенностей его регуляции;

304

_ для количественной оценки всех видов эмоциональных ироявлений, наблюдаемых как в результате специальных воз­действий в экспериментах, так и в качестве показателя субъек­тивных переживаний возникающих в процессе психической дея­тельности;

— в качестве параметра энергетической обеспеченности как всего организма так и определяющих деятельность систем ЦНС и их индивидуальных характеристик, например для классифи­кации типологии регуляции.

Актуальность разработки МО связана с неудовлетворитель­ным состоянием методологических подходов к вопросам исполь­зования существующих способов измерения и оценки параметров КГР основанных на устаревших представлениях о механизмах формирования сигнала КГР, а сложившаяся концепция совер­шенствования отдельных методических моментов без изменения традиционных основ методики и их взаимосвязи не приводит к существенному улучшению получаемых результатов.

Основная цель данного методического обеспечения — разра­ботка вопросов измерения и анализа параметров сигнала КГР как двух стадий единого исследовательского процесса на основе современных представлений о механизмах формирования сигна­лов ВФ человека и их регуляции на разных уровнях и дальней­шее совершенствование вопросов перехода от стадии исследова­тельской к интерпретации получаемых результатов для решения различного рода практических задач.

Поставленная задача рассмотрена на основе многолетних ис­следований по разработке новой методики измерения сигнала КГР и использованию получаемых результатов в психологичес­ких экспериментах.

Специфика задачи определила следующий состав МО: — ме­тодика измерений сигнала КГР (по Фере) и описание аппаратуры для проведения измерений КГР по новой методике (МИ); — ме­тодика анализа и применения параметров КГР (с описанием про­граммного обеспечения обработки и анализа сигнала КГР на ЭВМ).

Содержание МИ определено новым подходом к процедуре из­мерений сигнала КГР исходя из ионной модели формирования сигнала КГР, оценке сигнала по шкале натурального логарифма с наиболее удобной для оценивания единицей и соответствующей коррекцией процедуры проведения измерений и применяемых Для этого технических средств.

305

ll

Методика анализа сигнала КГР (МА) выделена в отдельный раздел в связи с большим разнообразием прикладных задач, цра решении которых сигнал КГР является информативным показа­телем как ПФС операторов так и специфики выполняемой дея­тельности и особенностей ее регуляции.

В соответствии с этим, основной особенностью МА в отличие от традиционного подхода основанного на использовании еди­ничных показателей является разработка системы параметров, предназначенной для всесторонней оценки как энергетических так и регуляторных параметров сигнала соответствующих регу. лятивно-энергетическим процессам на различных уровнях обес­печения деятельности человека.

Опыт использования данного методического обеспечения в различных экспериментах дает основание считать, что сигнал КГР позволяет оценивать энергетически регуляторные характе­ристики как проблемных моментов так и проблемных ситуаций (2-го и 3-го уровней в классификации проблемностей по Ю. Го­ликову и А. Костину).

ЧАСТЬ 1 МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧАХ

Данная методика разработана как первая часть методического обеспечения по вопросам измерения сигнала и использования параметров кожно-гальванических реакций человека в различ­ных задачах, связанных с оценкой его психофизиологических состояний (ПФС).

Несмотря на большую продолжительность использования сигнала КГР в различных исследованиях, есть основание утвер­ждать, что все еще не до конца изученными остались некоторые исходные вопросы теоретического и методического плана. Наи­более вероятно, что такое положение сложилось из-за техниче­ского несовершенства обеспечения методики измерительной и регистрирующей аппаратурой на начальном этапе ее использова­ния, а кроме того, вследствие кажущейся простоты и «очевид­ности» механизма формирования измеряемого сигнала. Эти при­чины привели к тому, что в настоящее время, когда практически нет каких-либо ограничений технического и методического пла­на, исходные положения методики измерений сигнала КГР ос-

306

ал1[сь на уровне традиционных, а необходимость их проверки и пересмотра для дальнейшего совершенствования после 100 лет использования методики кажется излишней.

Актуальность поиска новых подходов к решению такого типа задач связана с тем, что большинство вопросов по применению параметров КГР разрабатывались для исследовательских целей, решение которых было возможно по данным, получаемым на уровне качественных (не количественных) оценок. Задачи оцен­ки фС человека во время деятельности требуют принципиально иных решений с точки зрения адекватности, информативности и точности как на стадии измерений сигналов так и на стадии их обработки и анализа.

Под адекватностью измерений в данном случае имеется в ви­ду соответствие сигнала процессам регуляции ФС не только на уровне качественных изменений, но в большей степени соответ­ствие количественных параметров сигнала оцениваемому процес­су активации испытуемых.

Под информативностью измерений имеется в виду обеспече­ние регистрации всех компонентов сигнала в том числе и тех, которые прослеживаются в виде минимальных изменений сиг­нала. Это требование связано с вопросами выбора отведения сиг­нала и обеспечения максимальной чувствительности измерения.

Максимальная чувствительность может быть реализована только в том случае, если при этом не нарушается предшест­вующее требование адекватности регистрации динамики сигна­ла, что возможно только при соблюдении соответствующей точ­ности измерений.

Реализация трех перечисленных требований к методике из­мерения сигналов КГР на уровне количественных оценок потре­бовала пересмотра исходных методических вопросов, традицион­ные подходы к решению которых, изложенные вначале методи­ки, а не позволяли использовать сигнал КГР для количест­венных оценок ФС на уровне современных требований.

К такому типу вопросов относится прежде всего используе­мая для интерпретации сигнала модель его формирования, кото­рый и рассмотрен в следующем разделе данной методики.

Одним из главных практических следствий пересмотра моде­ли сигнала является используемая для измерений и оценок па­раметров сигнала шкала. Вопросы сопоставительной оценки тра­диционно используемых шкал и обоснование новой шкалы рас­смотрены во втором разделе данной методики.

307

Новая интерпретация механизма формирования сигнала дозволила иначе подойти к таким практическим вопросам выбор параметров электрического тока, пропускаемого через ко. жу, конструкция датчиков и технические параметры измери­тельной аппаратуры, которые рассмотрены в заключительно разделе методики.

1. Анализ традиционной модели формирования сигнала КГР

Большинство исследователей механизма ЭДА считает, что впол­не адекватной и теоретически обоснованной является потовыде-лительная модель (в некоторых работах потоотделительная, что не соответствует существу модели) формирования электродер. мальньгх реакций, в том числе и КГР [1, 2, 3, 8, 13, 15].

Считается, что при активации человека под воздействием усиления импульсации в нервных окончаниях верхних слоев кожи происходит усиление интенсивности потовыделений в по­товых железах. Это приводит либо к расширению сечений пото­вых проток, либо к уменьшению расстояний от поверхности по­товых выделений до поверхности кожи. Оба процесса приводят к изменению параметров «микрорезисторов», роль которых по данной модели выполняют протоки потовых желез, что приводит к уменьшению величины ЭКС и соответственно увеличению ЭКП. Интерпретируется, что данный процесс и регистрируется в виде быстрых (фазических) изменений сигнала КГР.

Существенно более медленные тонические изменения уровня сигнала КГР определяются по данной модели как интегративнои интенсивностью потовыделений так и степенью гидратации (сте­пенью насыщенности верхних слоев кожи жидкими электроли­тами).

Таким образом, в традиционной потовыделительной модели сигнала КГР косвенно предполагается, что процесс проводимости электрического тока через кожу определяется электрической проводимостью жидкостей (потовых выделений и гидратации верхнего слоя), а количественно электрические параметры кожи определяются количественными параметрами выделения жидко­стей. Вариант качественных изменений состава жидкости в коясе и связанные с этим мембранные параметры клеток верхнего слоя кожи при этом не рассматривается.

Отсюда концептуальным недостатком традиционного подхода к механизму формирования сигнала КГР является объяснение

308

электрохимических характеристик кожи на физиологическом уровне интенсивности потовыделительной функции.

Следствием указанного основного недостатка традиционного подхода к модели формирования сигнала является сомнительная обоснованность (не подтвержденная экспериментально) многих параметров методики измерений и оценки сигнала КГР, которые будут рассматриваться по мере изложения новых способов реше­ния таких вопросов.

Естественным направлением дальнейшего совершенствования дшдели сигнала КГР является рассмотрение параметров ЭДА на уровне качественных изменений в коже. Так как общепринятым механизмом проводимости кожи электрического тока являются ионные процессы (связанные с солевым составом потовых выде­лений), то и качественные изменения должны проявляться пре­жде всего на уровне ионных параметров жидкостей кожи (как потовых выделений так и межклеточной жидкости).

2. Описание основных положений ионной модели формирования сигнала КГР

Результаты опубликованных экспериментальных данных в облас­ти электрофизиологии, например, по электроплетизмографии, позволяют считать, что электрические явления в коже более объективно и обоснованно объясняются через известные положе­ния до биохимическим и биофизическим процессам [7, 14]. Ос­новными, детерминантами проводимости электрического тока при этом можно считать ионные процессы, так как разрабаты­ваемые механизмы полупроводниковой проводимости в биологи­ческих тканях [6] еще недостаточно отработаны для использова­ния в практической методике.

В настоящее время практически всегда измерения КГР вы­полняются классическим двухэлектродным способом отведения сигнала с наложением на кожу металлических контактов и под­ключением их к внешнему источнику электрического тока. При этом электроды располагаются на таком расстоянии, что элек­трический ток между контактами по поверхности кожи практи­чески отсутствует, а траектория электрического тока проходит Через следующие ткани и границы между ними: электрод — элек­тродная паста — электролиты кожи — оболочки клеток кожи — Ыикрокалиллярная и сосудистая сеть (и затем обратный порядок границ под вторым электродом).

309

При правильном выборе материала электродов и электродной пасты, переходное сопротивление «электрод — электролиты ко­жи» мало и им можно пренебречь. По аналогичной причине по­терями энергии через тело по микрокапиллярной и сосудистой сети также можно пренебречь так как их сопротивление элек­трическому току также пренебрежимо мало [7].

Таким образом, проводимость кожи определяется в основном параметрами электролитов кожи и процессами, происходящими на оболочках клеток верхних слоев кожи. Под действием элек­трического потенциала от внешнего источника электрический ток через электролиты реализуется в виде переноса (транспорта) ионов разного знака (соответствующего знаку потенциала на электроде).

Затраты энергии на такой перенос определяются электриче­скими параметрами электролитов и прежде всего химическим потенциалом ионов — p_L и их активностью — а, [14] т. е. по формуле:

но + R T In a,

(1)

где: Мо — химический потенциал ионов в начальном состоя­нии;

R — термодинамическая постоянная;

Т — температура электролита (которую можно принять за постоянную величину;

а4 — активность ионов.

Активность ионов определяется соотношением их концентра­ций в измененном состоянии — Ci к начальному состоянию — С,о. Тогда (1) принимает следующий вид:

- uo = R T In С/Со

(2)

т. е. приращение химического потенциала электролита пропор­ционально натуральному логарифму соотношений концентрации электролита в измененном состоянии к исходному.

Таким образом, изменение химического потенциала электро­лита как параметра его энергетического состояния (определяю­щего его проводимость) связано логарифмической функцией с изменениями концентрации ионов в жидкостях кожи.

Вторым компонентом, определяющим энергетические затраты внешнего источника энергии на прохождение электрического тока через кожу являются внешние оболочки клеток кожи, на которых заканчивается процесс переноса энергии ионами электролитов. Поскольку оболочки клеток являются по существу мембранами,

310

обладающими сильными поляризационными свойствами, то они имеют большой электрический потенциал и следовательно соот­ветствующее электрическое поле, на преодоление которого внеш­ний источник энергии затрачивает часть своего потенциала.

Есть основание считать, что движение электрического тока в зоне оболочек клеток кожи осуществляется по типу электронной проводимости [4]. На основании этого, за аналог энергетических потерь на оболочках клеток правомерно взять величину электрод­ного потенциала Е, как характеристику границы перехода от электролита с ионной проводимостью к проводнику с электронной проводимостью, функцию которых выполняют сосуды кожи [14].

Известно, что электродный потенциал определяется выраже­нием:

Е = Ео + К In а-/а+

(3)

где: Ео — электродный потенциал в стандартных условиях;

К — коэффициент;

а—/+ — активность ионов разного знака (пропорциональная

их концентрации).

Таким образом, энергетические потери на переход электриче­ской энергии в зоне оболочек клеток тоже определяются лога­рифмической зависимостью.

Следовательно, основные два компонента энергетических зат­рат внешнего источника энергии на прохождение электрического тока через кожу определяются логарифмической зависимостью от концентрации ионов в электролитах.

Как показали эксперименты с непрерывной многосуточной деятельностью испытуемых, уровень сигнала КГР у одного и то­го же испытуемого в зависимости от его ФС может изменяться в весьма большом диапазоне значений (с кратностью в 100 и более раз). Такой большой диапазон изменений уровня сигнала прак­тически не объясним в рамках традиционной модели сигнала, но легко описывается и как было рассмотрено выше, в первом при­ближении поддается формализации в рамках ионной модели.

Известно, что состав электролитов в жидкостях тканей (и в Консе в том числе) достаточно стабилен, но взаимодействие кле­ток с окружающими их жидкостями может изменять местную концентрацию ионов в большом диапазоне без изменения общего (интегративного) состава жидкости. Процесс взаимодействия клеток со средой (жидкостями) легко описывается в рамках тер­модинамических состояний ионов.

311

В биологических тканях наблюдаются два фазовых (стабиль­ных) состояния ионов — свободное, в котором ионы могут пере, мещаться под действием внешнего источника напряжения, а связанное, в котором ионы группируются на внешних оболочках клеток и не участвуют в переносе электрической энергии в элек­тролитах (но оказывают влияние на внутриклеточные энергети­ческие процессы) [14].

С точки зрения термодинамики ионы в свободном состоянии обладают большей энергией чем в связанном (так как при груц. пировке на оболочках клеток ионы отдают значительную часть своего электрического заряда вследствие чего происходит их «захват» электрическим полем оболочек клеток).

В обычных ФС сопровождающихся высоким уровнем актив­ности человека значительная часть ионов жидких тканей нахо­дится в активном (свободном) состоянии, что обеспечивает воз­можность выполнения кожей ее функций по энергетическому обмену тела человека с внешней средой. В тоже время поддер­жание такого состояния ионов требует непрерывной энергетиче­ской зарядки ионов, которая реализуется за счет электрических процессов импульсации нервных окончаний в коже и местных энергетических процессов в клетках кожи (например, окисли­тельных процессов связанных с основным обменом).

В рамках ионной модели все виды нервной импульсации свя­занной с увеличением активации на каком-либо уровне регуля­ции приводят к увеличению активности ионов электролитов и соответствующему уменьшению энергетического потенциала обо­лочек клеток. Этот процесс приводит к переходу ионов на обо­лочках клеток из связанного в свободное состояние и соответст­венно увеличивает проводимость кожи, т. е. наблюдается реак­ция активации в виде фазической КГР.

При уменьшении энергетического воздействия от централь­ной нервной системы автоматически включаются процессы пере­хода ионов в более устойчивое связанное состояние за счет их группировки на оболочках клеток (часть энергии ионов при этом передается клеткам на внутриклеточные процессы связанные с накоплением энергии на клеточном уровне).

Процессы фазовых переходов ионов за счет их группировки из электролитов на оболочки клеток практически ограничены только «снизу» (минимизированы) биофизическими факторами (например, тепловыми), так как они не изменяют энергетику ве­гетативных функций в основном слое кожи. Это и определяет

312

наблюдаемые гиперизменения уровневых параметров сигнала {СГР при переходе от ФС большой активности человека в состоя­ния релаксации или в начальную фазу утомления ( фазу вклю­чения защитных механизмов).

Все рассмотренные выше процессы фазовых переходов ионов 0 жидкостях верхнего слоя кожи соблюдаются только в том слу­чае, если не происходит каких-либо местных внешних воздейст­вий на кожу. К числу такого типа воздействий при измерениях JCFP следует отнести прежде всего влияние электрического тока ог внешнего источника, плотность которого (как сила тока через единицу площади поверхности кожи) должна ограничиваться такой величиной, которая не вызывает искусственную иониза­ция электролитов кожи или соответствующее разрушение собст­венных потенциалов оболочек клеток кожи.

В заключительной части описания модели необходимо рас­смотреть причинность различий в параметрах сигнала в разных отведениях, которая порождает необходимость поиска наиболее информативного отведения сигнала для оценок ФС.

В связи с перечисленными выше двумя видами регуляции ионных параметров (гуморально-гормональной как регуляции на общем для всего тела уровне и нервной импульсации на уровне местной регуляции) различия в физиологических характеристи­ках кожи по этим двум видам регуляции и определяют различия в параметрах уровня и динамики сигнала КГР в разных отведе­ниях.

Изложенные выше основные положения ионной модели фор­мирования сигнала позволяет по-новому подойти к вопросу вы­бора шкалы адекватной закономерностям изменения уровневых и динамических характеристик ионных процессов.

3. Сравнительная оценка параметров КГР по традиционным и логарифмической шкалам

fi традиционно используемых исследователями методах измере­ния КГР «по Фере» за меру сигнала принимается либо величина электрокожного сопротивления (ЭКС) — Rx (в килоОмах), либо обратные ЭКС величины электрокожной проводимости (ЭКП) — С* ( в сименсах).

В соответствии с законом Ома для постоянного тока: Rx = Ud/Jd; где Ud — напряжение на контактах датчика; Jd — величина электрического тока, пропускаемого через кожу. Соот-

313

ветственно для ЭКП формула имеет вид: Сх = Jd/Ud (обозначен те же).

Поскольку правые части обоих показателей сигнала опреде­ляются двумя переменными, то измерения могут быть проведены лишь при условии стабилизации одной из электрических вели­чин, т. е. либо величины напряжения на датчиках, либо величи­ны пропускаемого через кожу тока.

На начальном этапе использования методики применялся первый способ измерения, а оценка сигнала проводилась по шкале Rx. По мере совершенствования измерительной аппарату­ры и проведении исследований теоретического характера выяс­нилось, что данный способ имеет ряд существенных недостатков. Так, при измерениях КГР у испытуемых с небольшим уровнем ЭКС, оказалось, что величина электрического тока через кожу возрастает настолько, что при измерениях искажается как вели­чина уровня сигнала так и динамика его изменения во время реагирования (за счет образования положительной обратной свя­зи, искажающей собственные параметры кожи).

В тоже время, у испытуемых с большой величиной ЭКС, та же величина напряжения на датчиках оказывается недостаточ­ной для обеспечения необходимой точности измерений, связан­ной прежде всего с помехами от электрической сети. При суще­ственном увеличении значений ЭКС соответственно увеличивает­ся и степень влияния сетевых помех на измеряемые параметры кожи.

Во втором способе измерения КГР при постоянной величине тока, пропускаемого через кожу, влияние названных выше не­достатков измерений значительно уменьшается, если применяет­ся достаточно малая величина электрического тока (исклю­чающая эффект электростимуляции собственных ионных про­цессов в коже).

В некоторых случаях исследователи связывают каждый из способов стабилизации с соответствующей измерительной шка­лой. Первый способ измерений (при стабилизации U<0 связывается со шкалой Rx, второй (при стабилизации Jd) — со шкалой Сх.

С математической точки зрения в любом из двух названных способов измерения КГР может быть использована одна из двух шкал, в то время как более существенным моментом выбора шкалы в данной задаче является не ее метрологические особенности (ко­торые могут быть скорректированы), а выполнение требования аде­кватности получаемых оценок с активационными параметрами ФС-

314

Как уже было рассмотрено в предыдущем разделе более адек-„т моделью формирования сигнала КГР по сравнению с тра­диционной — потовыделительной является ионная модель, основ-фдд методическим следствием которой является необходимость дрцменения для оценки сигнала шкалы натурального логарифма, традиционным обозначением такой шкалы является — L.

Сопоставление оценок КГР по L с оценками по традиционным.далам по критерию адекватности можно считать основной про­веркой на адекватность двух моделей сигнала.

Задачу сопоставления различных шкал используемых для измерений одного и того же показателя ФС человека можно уп­ростить, если провести процедуру выравнивания их чувстви­тельности хотя бы в зоне наиболее часто встречаемых величин сигнала. При этом, чувствительность оценивания по разным шкалам определяется фактически выбором единицы шкалы при условии применения принципа квантовой величины единицы для всей шкалы (в пределах всей шкалы оценивание величины сигнала выполняется с дискретностью в 1 шкалы).

В соответствии с экспериментальными данными, полученны­ми при измерениях у большого числа испытуемых, можно ус­ловно принять, что у большинства испытуемых в часто наблю­даемом операциональном ФС, уровень сигнала наблюдается в области 100 кОм. А поскольку реально достижимая точность из­мерений при этом не превышает 1%, то 1 кОм удобно принять за единицу шкалы Rx.

Шкала Сх будет иметь равную чувствительность со шкалой R», в той же области значений, если ее единицей является 0,1 микросименс (10 в степени —7), при этом значения шкал Rx и Сх в точке «обычных» ФС совпадают (см. табл. 1, 4-й столбец).

Третья шкала — логарифмическая, как шкала относитель­ного оценивания, должна быть безразмерной, а для этого лога­рифмируется числовой ряд шкалы абсолютных значений сиг-Вала КГР. Такой числовой ряд получается наиболее просто че-Рез соотношение абсолютных величин сигнала к величине единицы шкалы.

По условию адекватности оценивания активации логарифми-РУЮтся числовые значения шкалы Сх, которая имеет совпадаю-1ЧУ10 с активацией направленность (при увеличении активации значения Сх увеличиваются). В соответствии с закономерностями Ионных процессов логарифмирование выполняется по шкале на­чального логарифма.

315

Е!диница шкалы натурального логарифма — Непер слишком в& лика и требование равной чувствительности оценивания с абсолют, ными шкалами выполняется, если за ее единицу принять 0.01 Не. пера — сантинепер (сНп) (известное в метрологии ограничение длц применения децимальных долей — санти — в оценках абсолютных величин [12] к данному случаю не относится, так как Непер — без-размерная единица относительного оценивания). Выбранная едини­ца шкалы L соответствует требованию равной чувствительности оценивания со шкалами Rx и С, так как 1 сНп практически равеа 1% относительных изменений сигнала по шкалам Rx, С*.

Сопоставление значений трех шкал сигнала КГР: Rx, Cx и L выполнено в таблице 1. При составлении таблицы за основную была принята шкала L, как имеющая линейную характеристику чувствительности во всем диапазоне значений сигнала. Для сравнения шкал с точки зрения достаточности иллюстрации их специфики выбран интервал значений — L — 100 сНп, а кроме того, выделена точка равной чувствительности всех трех шкал (точка значений 100 единиц для шкал Rx и Сх, 4-й столбец, как часто наблюдаемая величина сигнала).

Таблица 1

Сопоставление шкал для измерений сигнала КГР

Шкалы	Ед. нам.	Числовые значения по				разным шкалам
Rx	кОм	1353	498	183	100	67	25	9
сх	1/10 См	7,4	20	55	100	148	403	1099
L	сНп	200	300	4.00	460	500	600	700
	столбцов	1	2	3	4	5	6	7

Примечания:

1. 4-й столбец значений по всем шкалам приведен в связи с тем, что он соответствует точке равной чувствительности оценок по всем шкалам.

2. Первый столбец значений сигнала (100 по шкале L) не приведен в связи с тем, что соответствующие значения сигнала практически не наблюдаются.

Сравнение адекватности оценивания сигнала КГР по трем шкалам с объективными оценками активации испытуемых по результатам деятельности выполнено по материалам регистра­ции КГР у большого числа испытуемых во время выполнения

316

тестовой деятельности. Для уменьшения числа определяющих активацию испытуемых факторов сравнение проведено по мате­риалам измерений КГР у испытуемых одинаково успешно вы­полнявших деятельность и имевших близкие показатели по ос-ровным детерминирующим параметры реагирования факторам (таким как общее ФС, интенсивность деятельности и т. д.).

По результатам обработки параметров реагирования испы­туемых они были разделены на две группы: Н — группа с низ­ким уровнем сигнала КГР; и Б — группа с высоким уровнем сигнала по шкале L. Поскольку по объективным показателям деятельность не могла быть причиной наблюдаемых различий, то наиболее вероятной причиной различий в уровне сигнала можно считать индивидуальные особенности электродермальных параметров испытуемых.

Сравнение шкал проведено по результатам оценок наиболее час­то используемого параметра реагирования — амплитудам фазиче-ских КГР — ai. Поскольку данный параметр имеет известную сто-хастичность (определяется случайными воздействиями большого числа факторов), то для сравнения шкал использованы распреде­ления значений амплитуд КГР испытуемых двух выбранных ти­пов реагирования с оценками их по трем сравниваемым шкалам. Для анализа использованы лишь амплитуды КГР превышающие двойную точность измерений (равные или больше 2 — сНп).

Как известно, график распределений значений параметра — гистограмма — определяется делением шкалы параметра на равные интервалы, число которых должно быть не менее 11, и определением числа значений оцениваемого параметра в каждом интервале в относительных величинах (в процентах от общего оцениваемого числа значений параметра). При этом, получаемые таким образом распределения величин параметра являются лишь графической иллюстрацией статистической закономерно­сти определяемой более точно ее статистиками по соответствую­щим математическим формулам.

Результаты статистического анализа значений амплитуд КГР двух типичных представителей из групп Н и В показаны на рис. 1 (а в). Оценки амплитуд по шкале Сх (рис. 1. а) показы­вают, что при тестировании более активно реагировал испытуе­мый В (пунктирный график), так как средняя величина его ам­плитуд больше чем у испытуемого Н примерно в 3 раза. Различия в распределениях по критерию t оценивается в 100% достовер­ности (величина t равна 32).

317

Оценка амплитуд по шкале Rx (рис. 1. б) показала, что здесь более активно реагировал на процедуру тестирования испытуе-мый Н (показан сплошной линией) так как величина его средне­го значения амплитуд КГР больше чем у испытуемого В пример, но б 3 раза (т. е. данный результат является противоположны!! по сравнению с оценкой по шкале Сх).

V.

Рис, 1. Статистические многоугольники распределений амплитуд КГР испытуемых Н. И В. С оценкой их:

а) по шкале электропроводимости — Сх;

б) по шкале электрокожных сопротивлений — Rx;

в) по шкале натурального логарифма — L.

318

Таким образом, оценка амплитуд КГР испытуемых по двум традиционным шкалам дает противоположные результаты. По­казанные различия объясняются влиянием величины уровня сигнала КГР на амплитуды фазических КГР, так как по шкале Вх более активно реагировал испытуемый с большей величиной уровня Rx (-H), и аналогично по шкале Сх более активно реаги­ровал испытуемый с большей величиной С* -— (В).

Оценка амплитуд КГР двух испытуемых по шкале L (рис. 1, в) дает близкие результаты для обоих групп испытуемых. Оба распределения имеют величину t = 0.3, что подтверждает недос­товерность их различий, так как t явно меньше нормативной величины 2.

Следовательно, в отличие от рассмотренных выше случаев применения шкал Rx, Cx, оценка параметров КГР по шкале L удовлетворяет требованию адекватности оценок активации ис-яытуемых независимо от индивидуальных различий в величинах уровня сигнала КГР.

4. Отведение сигнала КГР и измерительные датчики

С самого начала применения методики измерения КГР «по Фе-ре» использовалось отведение сигнала с ладонной поверхности кистей рук испытуемых. Такой выбор отведения объяснялся тем, что кисти рук (ладонная сторона) имеют кожу с увеличенной плотностью расположения потовых желез, а следовательно, по традиционной модели имеет максимальную величину сигнала. Однако, выбираемое эмпирическим путем отведение сигнала мо­жет оказаться оптимальным не для всех ФС, так как существен­ные изменения ФС по-разному влияют на различия сигнала в разных отведениях.

Учитывая специфику проведения исследований с испытуе­мыми-операторами необходимо, чтобы отведение сигнала удовле­творяло следующим основным требованиям:

1 — оно должно обеспечивать максимальную величину сиг­нала с наиболее полным представлением всех его компонент, что необходимо, для оценки всех видов регуляции активационных процессов. При этом, процесс измерении не должен оказывать заметного влияния на естественные физиологические процессы в коже (что в основном обеспечивается специальной конструкцией датчиков и минимизацией величины пропускаемого через кожу электрического тока);

319

г

2 — отведение должно иметь стабильные параметры с точки зрения сохранения высокой чувствительности измерений в раз­личных ФС испытуемых;

3 — на величину сигнала не должны оказывать влияние артефактные воздействия, связанные с выполнением деятельности (например такие как смещения датчиков).

Учитывая специфику ионных процессов первые два из пере­численных выше требований могут быть удовлетворены только при отведении сигнала в месте максимальной иннервации кожи. Последнее требование — 3 выполняется при размещении датчиков на свободной от выполнения рабочих операций поверхности тела.

Два последних из названных условий для большинства видов операторской деятельности несовместимы, но им в наибольшей мере отвечает компромиссное отведение с ладонной поверхности мизинца и безымянного пальцев левой руки испытуемого (эти пальцы во время деятельности с рабочими органами выполняют не силовые, а гностические функции).

При проведении измерений КГР у операторов особенно в реаль­ных условиях деятельности, необходимо учитывать, что отведе­ние с пальцев дает неискаженный сигнал КГР только при доста­точно комфортной температуре воздуха (не менее 20 градусов по Цельсию). При низкой температуре воздуха и малоподвижном характере деятельности у испытуемых в ФС с ухудшенной тер­морегуляцией, например, при выраженном утомлении, адекват­ность параметров сигнала КГР активационным параметрам при отведении его с кончиков пальцев человека нарушается.

Конструкция датчиков для проведения измерений КГР у опе­раторов должна отвечать следующим требованиям:

— обеспечивать минимизацию физических воздействий на естественные физиологические процессы в коже в месте отведе­ния (это относится прежде всего к кровообращению, которое легко нарушается даже при небольшом, но продолжительном давлении на кожу);

— минимизация размеров датчика и обеспечение максималь­ных удобств для испытуемого (недопустимы неприятные ощуще­ния от датчиков, а кроме того, важна быстрота установки и съема датчиков, особенно при проведении кратковременных измерений);

— обеспечивать высокую надежность и минимальное переход­ное сопротивление между контактами датчика и кожей и сохране­ние стабильности этих характеристик при длительных измерениях.

320

Исходя из перечисленных требований была отработана и ап­робирована в практике исследований различной операторской деятельности следующая конструкция датчиков.

Основой датчиков являются упругие и прозрачные пластмас­совые полуэллипсы (клипсы) шириной 12-15 мм { в зависимости от размера датчика соответствующего размеру пальцев руки ис­пытуемого). На основу датчика наклеивается упругая пористая (из мелкоячеистого полипропилена) прокладка — микродемп­фер, на которую приклеивается собственно контакт датчика.

Контакты датчиков для физиологических измерений чаще все­го изготавливаются из серебра, которое соответствующим обра­зом обрабатывается (хлорируется).

Многолетняя практика измерений КГР у испытуемых в раз­личных условиях показала, что более удобным материалом для контактов датчиков является легкоплавкий оловянно-свинцовый припой (ПОС). Преимуществом данного материала является воз­можность формовать контакт в виде сферического полусегмента, по форме наиболее точно соответствующего поверхности кончиков пальцев человека (что улучшает надежность его фиксации).

Данный материал обладает низким поляризационным потен­циалом (не более 10 mV), а выполнение контакта с зеркальной поверхностью (что просто реализуется технологически) гаранти­рует стабильность электрохимических параметров контактов при длительных измерениях без их дополнительной обработки.

Для обеспечения точности измерений КГР как собственного показателя активации испытуемого необходимо обеспечивать на­дежность контакта датчика с кожей, применяя для этого соот­ветствующую электродную пасту и обезжиривание кожи (эти­ловым спиртом без эфира). Основное условие обеспечения адек­ватности измерений — соответствие уровня сигнала уровню ак­тивации испытуемого достигается, если предварительная обра­ботка кожи не изменяет начального уровня проводимости кожи (что исключает применение агрессивных видов электродной пас­ты, а тем более протирок кожи, нарушающих верхний ее слой).

5. Основные особенности прибора Для измерений КГР

Для проведения измерений по данной методике при решении различных задач разработана специальная модификация прибо­ра с универсальными техническими параметрами.

321

Основными особенностями приборов являются следующие:

— прибор портативен и имеет автономное питание, что обес­печивает высокую помехозащищенность и электробезопасность измерений у операторов в различных условиях их деятельности;

— во всех модификациях прибора предусмотрены измерения КГР по одинаковой логарифмической шкале L с однотипными метрологическими параметрами (по диапазону, чувствительности и разрешающей способности);

— способом преобразования аналогового сигнала КГР в циф­ровую форму является квантование по уровню с чувствительно­стью преобразования вдвое превышающей величину единицы шкалы — 1 сНп, т. е. с дискретностью 0.5 сНп.

Основной технической характеристикой измерительной схе­мы прибора является тип я величина электрического тока, про­пускаемого через кожу. В соответствии с методическими требо­ваниями о минимизации воздействий на собственные ионные процессы в электролитах кожи измерения выполняются элек­трическим током постоянной величины силой 2 мкА (что в 5 раз меньше обычно рекомендуемой величины в 10 мкА).

Операция логарифмирования выполняется с сигналом в ана­логовой форме с применением операционных усилителей средней точности и в основном диапазоне проводится с точностью не ху­же 1 шкалы, а на граничных участках шкалы (до 10% с каждой стороны шкалы) не более 2-х единиц.

Операция квантования сигнала по уровню выполняется ре­версивным АЦП с дискретностью преобразования 0.5 единиц шкалы для монотонных приращений сигнала (одного знака) и величиной ошибки в 1 шкалы в точках перегиба (при смене зна­ка приращений) отслеживаемого сигнала.

Выбранный способ преобразования сигнала существенно по­вышает надежность (помехозащищенность) регистрации сигнала цифровыми техническими средствами (на магнитные носители или телеметрические системы). Но главным преимуществом та­кого способа преобразования сигнала является существенное уп­рощение гальванической развязки измерительного прибора с ЭВМ, что обеспечивает повышенную помехозащищенность сиг­нала и упрощает алгоритм обработки и анализа сигнала вычис­лительными средствами.

В конструкции прибора предназначенного для проведения спе­циальных исследований кроме перечисленных функций, выпо­лняется измерение сигнала в аналоговой форме для регистрации

322

ва бумажной ленте (самописцами любого типа), что позволяет проводить экспертную экспресс оценку изменений активационных характеристик испытуемого в процессе проведения экспериментов. Основные узлы такого прибора показаны на блок-схеме (см. рис. 2.).

Рис. 2. Блок-схема прибора для регистрации КГР

по модифицированной методике Фере (исследовательская

модификация).

323

Рис За. Синхронная запись КГР двумя способами: I — аналоговый сигнал; II — цифровой сигнал. На записи I знаком X отмечен момент автоматической подстройки прибора. Под цифровым сигналом показаны временные параметры.

fa Описание сигнала КГР, получаемого с применением исследовательского прибора

j{a рис. 3. приведен фрагмент регистрации двух сигналов КГР, получаемых с помощью исследовательской модификации прибо­ра — в аналоговой форме (1-й канал, сверху) и цифровой (2-й ранал, 'снизу). Сигнал в аналоговой форме регистрируется в ласштабе 1 сНп на 1 мм диаграммы. Сигнал в цифровой форме регистрируется (в приведенном примере на самописце) в виде по­ложительных импульсов (направленных вверх) для фазы увели­чения активации испытуемого и в виде отрицательных импуль­сов (направленных вниз) для фазы уменьшения активации — релаксации испытуемого. Для регистрации во время экспери­ментов цифровой сигнал может быть разделен по двум не­зависимым каналам.

Сигнал в аналоговой форме интерпретируется по обычной ло­гике — увеличение активности испытуемого сопровождается увеличением сигнала (приращением сигнала вверх); — уменьше­ние активации сопровождается уменьшением сигнала (прираще­нием его вниз), что соответствует фазе релаксации. При выходе сигнала за пределы диапазона регистрации (50 сНп) прибор ав­томатически перестраивается в следующий диапазон, что сопро­вождается скачкообразным переходом сигнала сверху вниз ( при выходе за пределы диапазона в фазе активации) либо снизу вверх (при выходе за пределы диапазона в фазе релаксации рис. 3).

В цифровом сигнале величины амплитуд реагирования как в фазе активации так и в фазе релаксации закодированы числом соответствующих импульсов. В отличие от аналогового сигнала цифровой сигнал при выбранном способе преобразования не тре­бует процедуры подстройки прибора (числом импульсов кодиру­ется любая по величине реакция независимо от ее знака, которая находится в пределах измерительного диапазона прибора).

В отличие от аналогового сигнала в цифровом сигнале кроме Фаз активации-релаксации автоматически выделяются еще две фазы — переходные: фаза переключения регуляции от активации на релаксацию и противоположная ей фаза от релаксации на ак­тивацию. Обе переходные фазы имеют одну характеристику — БРеменной интервал переключения знака активации. Целесооб­разность выделения двух новых фаз реагирования подробно рас­смотрена в методике анализа сигнала.

325

Подробно вопросы анализа и количественной оценки парамет, ров сигнала КГР, регистрируемого по данной методике выделен в отдельную методику, что объясняется их сложностью и спецц. фическими особенностями взаимосвязи с прикладными задачами.

Заключение

1. Все увеличивающееся число публикаций по специфике сигнала КГР, не объяснимой с точки зрения традиционной пото. выделительной модели позволяет утверждать, что данная модель исчерпала свои возможности.

В качестве альтернативной в методике использована ионная модель сигнала КГР как показателя энергетических процессов, определяемого затратами энергии на транспорт ионов по ионным каналам верхнего слоя кожи и затем затратами на фазовые пе­реходы ионов в зоне внешних оболочек клеток. На основании предварительных экспериментальных данных можно ожидать, что ионная модель имеет большие перспективы в отношении но­вых подходов в решении следующих вопросов:

— объяснении механизма формирования сигнала КГР соот­ветственно современным данным по электрохимическим процес­сам на клеточном уровне и их регуляции на различных уровнях (от интегрального общеорганизменного до дискретной регуляции отдельными функциональными системами) с возможностью их адекватной количественной оценки;

— совершенствование методики измерений сигнала в направ­лении использования для оценок ФС всего комплекса ионных компонентов сигнала, большая информативность которых для определения количественных параметров и качественного свое­образия различных ФС по сравнению с интегративным сигналом КГР очевидна.

2. На основании известных закономерностей взаимосвязи ион­ных параметров и электрохимических характеристик электроли­тов в виде логарифмических зависимостей разработана и апро­бирована логарифмическая шкала сигнала КГР, получаемая в виде значений натурального логарифма числового ряда значений ЭКП — шкала L с единицей — сантинепер (сНп).

Сопоставление предложенной шкалы с двумя традиционными ( ЭКС — Rx и ЭПК — Сх) показало, что традиционные шкалы не позволяют получать адекватные оценки фазических КГР у испы­туемых с индивидуально различными уровнями сигнала. В то

326

вр как шкала L удовлетворяет требованию адекватности оце­нок КГР независимо от индивидуальных различий в параметрах кожи испытуемых. Выбранная по принципу равной чувстви­тельности оценок 1 шкалы L — сантинепер (сНп) удобна как с точки зрения сопоставимости с результатами ранее выполненных исследований (1 сНд практически равен 1% относительных из-ленений сигнала), так и для обеспечения необходимой чувстви­тельности оценок динамики активации во всем диапазоне ФС.

3. Для обеспечения измерений КГР по данной методике раз­работан прибор, в котором реализован принцип преобразования аналогового сигнала в импульсный (цифровой) методом кванто­вания по уровню с реверсивным отслеживанием динамики сиг­нала, что обеспечивает высокую помехозащищенность собственно сигнала КГР и дает возможность проводить регистрацию сигнала у операторов в неблагоприятных для измерений условиях (нап­ример, с повышенным уровнем помех).

Литература

1. Алдерсонс А. А. Механизмы электродермальных реакций. Рига., 1985.

2. Алдерсонс А. А. Психофизиологические реакции энерго­обмена. Рига., 1989.

3. Букзайн В. Использование электрической активности ко­жи в качестве индикатора эмоций. Иностр. психология Т. 2 № 2(4) 1994., С. 57-66.

4. Биоэлектростимулятор универсальный (СЛГ-1) «Бион-01», Инструкция. Одесса., 1988.

5. Дикая Л. Г., Суходоев В. В. Исследование структуры акти-вационного компонента деятельности оператора. // «Эргономи­ка», Вып. 1(15) М., 1983, С. 33-43.

6. Манойлов В. Е. Электричество и человек. «Энергия», 1975.

7. Науменко А. И., Скотников В. В. Основы электроплетиз­мографии. Л., Медицина, 1975, 215 с.

8. Слынько П. П. Потоотделение и проницаемость кожи че­ловека. Киев., 1973.

9. Суходоев В. В. Анализ шкал, применяемых для измерений кожно-гальванкческих реакций человека. // Физиология челове­ка. 1992. Т, 18. № 1, С. 56-63.

Ю. Суходоев В. В. Методика измерений и анализа параметров по нелинейным шкалам для оценки эмоциональных реакций

327

// Диагностика и регуляция эмоциональных состояний. Часть 1, М., 1990. С. 79-84.

11. Суходоев В. В. Определение состояний напряженности ц0 динамике параметров кожно-гальванических реакций // Мето­дики диагностики психических состояний и анализа деятельно­сти человека. М., 1994, С. 181-199.

12. Чертов А. Г. Физические величины (терминология, отгре-деления, обозначения, размерности, единицы). М., 1990.

13. Хэссет Дж. Введение в психофизиологию. М., «Мир»,1986.

14. Эдсолл Дж., Гатфренд X. Биотермодинамика. Изучение равновесных биохимических процессов. М., «Мир», 1986.

15. Martin I, Venables P. H. Techniques in psychophysiology. N. Y.r 1980.

ЧАСТЬ 2. МЕТОДИКА АНАЛИЗА И ПРИМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА КОЖНО-ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ЧЕЛОВЕКА И ЕЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Введение

Данная методика разработана как вторая часть методического обеспечения (МО) измерений, анализа и применения параметров кожно-гальванических реакций (КГР) человека для решения за­дач, связанных с определением его функциональных состояний (ФС), детерминируемых спецификой и условиями внешней среды и выполняемой деятельностью {более подробно вопросы приме­нимости МО рассмотрены в начале его описания).

Назначение методики

Методика предназначена в основном для следующих применений:

— для составления программ автоматической обработки сигнала КГР, полученного с использованием названной выше методики,-

— для применения в экспериментальной практике при обра­ботке небольших объемов экспериментальных записей сигнала КГР с регистрацией на самописцах;

— для интерпретации получаемых в результате анализа па­раметров сигнала КГР, в соответствии со спецификой решаемы* задач;

328

— для определения основных компонент ФС человека в сле­дующих задачах: — оценке и оптимизации воздействий на чело­века различного рода факторов, определяющих эффективность и аадежность его деятельности в различных условиях; — при ре­шении организационных и психологических задач, связанных с групповой деятельностью; — при разработке новых методов са­морегуляции ФС и их обучении; — в психофизиологических ис­следованиях механизмов регуляции ФС и ПФС, в исследованиях способов преодоления проблемных моментов и ситуаций при вы­полнении операторской деятельности.

В методике рассмотрены прежде всего принципиальные во­просы новых подходов к анализу такого сложного сигнала как КГР с применением достаточно универсальной системы парамет­ров, а, кроме того, проиллюстрированы возможности практиче­ского использования предложенной системы параметров (в ос­новном на примерах психологических исследований).

Принципиальным отличием данной методики от традицион­ных решений является ее совместная разработка с «Методикой измерения сигнала КГР...». В связи с этим, принципы анализа сигнала КГР в данной методике отличаются от традиционных в такой же степени, в какой отличаются принципы методики из­мерений сигнала от традиционных решений. Более конкретно эти различия будут рассмотрены в процессе изложения методики.

Существующие подходы к вопросам анализа сигнала КГР и принципы новых решений

В большинстве исследований, в которых использовались сигналы КГР применялись обычные методы поиска наиболее информа­тивного показателя оцениваемых видов воздействий на испытуе­мого [1, 10]. При выборе показателей традиционно используется обычная логика взаимосвязей силы реагирования с исследуемым типом воздействий на человека, причем, в большинстве случаев Для оценивания используются амплитудные параметры сигнала. Реже применяются способы оценки по временным параметрам КГР, или динамической вариабельности сигнала, например по бочкам перегиба» [2].

Таким образом, два основных момента оценивания — огра­ниченность числа используемых показателей и традиционный а°Дход к выбору параметра КГР обычно приводит к существен­ным недостаткам такого анализа.

В качестве методических недостатков традиционного подхода следует назвать следующие:

— ставшая практически традиционной «независимость* ме­тодик измерения и анализа КГР часто приводит к разнообраз­ным несоответствиям в вопросах применимости выбранных ко­личественных оценок сигнала КГР и обоснованности такого типа оценок по результатам выполненных измерений сигнала;

— часто наблюдается очевидная зависимость предлагаемого для оценки параметра КГР от решаемой исследовательской зада­чи, что не позволяет обоснованно использовать большинство из таких параметров для задач другого типа или сравнивать ре­зультаты различных исследований,

— используемая традиционная модель формирования сигнала КГР не позволяет проводить целенаправленный выбор оценочных параметров сигнала соответствующий специфике решаемой задачи.

Рассмотрение системы параметров КГР разработанной для дан­ной методики целесообразно начать с сопоставления аналогового и импульсного сигналов КГР, что необходимо прежде всего для иллюстрации временных параметров импульсного сигнала — Рис. 3. На рисунке импульсами направленными вверх (положи­тельными) кодируются амплитудные приращения сигнала в фазе активации, причем 1 импульс соответствует приращению ампли­туды КГР на 0,5 сНп.

Импульсами направленными вниз (отрицательными) показаны противоположные изменения сигнала в фазе релаксации, а число их соответствует амплитудным изменениям сигнала. Интервалы между импульсами в обоих фазах соответствуют обратным вели­чинам скоростей изменения сигнала (чем меньше скорость изме­нения сигнала, тем больше интервал между импульсами).

Таким образом импульсный сигнал содержит всю информа­цию о динамике КГР, представленную количеством импульсов и интервалами между ними, и может быть использован для опре­деления всех необходимых для анализа параметров КГР.

Взаимосвязь методик измерения и анализа сигнала КГР реа­лизована в виде общей системы трех принципов, сформулиро­ванных в соответствии с новыми представлениями о природе КГР. Первый и основной принцип анализа определяется взаимо­связью квантовой природы сигнала КГР как энергетического по­казателя с дискретным — фазовым механизмом его регуляции.

Квантовая природа КГР проявляется прежде всего в том, что традиционные представления о возможности использования экс-

330

тре!*альных точек сигнала для определения его временных и ам­плитудных параметров в задачах их количественных оценок не могут быть использованы. Неадекватность традиционных подхо­дов к определению параметров сигнала заключается в следую­щих моментах:

— точность измерения уровневых параметров сигнала не мо-ясет быть выше 1 %, а следовательно экстремальные точки сиг-вала являются по существу зонами часто большой продолжи­тельности во времени, в пределах которых как величина сигна­ла, так и момент изменения его знака фактически не поддаются точному определению;

— известная стохастическая неопределенность отражения процесса регуляции активационных процессов на уровне ЦНС в аналоговом сигнале КГР, например, связанная с различной вре­менной задержкой влияния психической регуляции на динамику биологических процессов, вносит еще более существенные неоп­ределенности в оценку параметров по экстремальным точкам.

На основании изложенного, в данной методике экстремаль­ные точки сигнала заменены на две переходные фазы сигнала, как фаза переходной активации (заменяющая точку максимума) и переходной релаксации (заменяющая точку минимума сигна­ла). При этом, понятия максимума и минимума относятся толь­ко к динамике сигнала за один цикл реагирования, т. е. за вре­мя одной реакции.

Как было рассмотрено выше, разделение динамики сигнала на 4-е фазы реагирования в импульсном сигнале КГР выполняет­ся автоматически во время измерений в процессе квантования сигнала. Таким образом, уже в процессе измерения сигнала вы­полняется первая и весьма существенная процедура его анализа. При этом, все количественные параметры такого анализа согла­сованы с рассмотренными в методике измерений сигнала КГР Параметрами точности измерений. Так, поскольку точность оп­ределения уровня сигнала не может быть больше 1% [8], что со­ответствует 1 сНп по шкале L, то эта величина неопределенности в динамике сигнала (при смене фаз) и определяет способ оценки обоих переходных фаз.

Процедура дискретизации (квантования) монотонных прира-Щений сигнала в одной фазе (одного знака) выполняется с вдвое Меньшей величиной дискретизации, т. е. 0.5 сНп. Это обеспечи- надежное определение амплитудных параметров фазических с точностью не менее 1 сНп, а сама величина квантования в

12»

331

этом случае определена не математическими правилами, а тех­ническими возможностями измерительного прибора.

Второй принцип анализа сигнала КГР в данной методике пол­ностью соответствует аналогичному решению в методике измерения сигнала и формулируется как обеспечение равной чувствительное-ти анализа во всем диапазоне возможных изменений величин па­раметров. Необходимость соблюдения данного принципа анализа очевидна, но как будет показано дальше, при традиционном под. ходе к вопросам анализа он во многих случаях не соблюдается.

Реализация данного принципа в методике измерений сигнала КГР выполнена через замену традиционных шкал сигнала КГР на логарифмическую — нелинейную. Подобным же способом он реализуется и в методике анализа и, прежде всего, при проведе­нии статистического анализа, связанного с дискретизацией ве­личин параметров при разбивке непрерывного ряда значений на разряды.

Наконец, третий принцип анализа — комплексность оцени­вания сигнала КГР — часто формулируется, но на практике ред­ко выполняется, так как для его реализации необходимо приме­нение системы параметров учитывающей прежде всего первые два из названных выше принципов. Данный принцип в равной мере относится и к методике измерений сигнала КГР, но его реализация в этом случае на практике в настоящее время невоз­можна из-за неразработанности соответствующего методического и технического обеспечения.

В данной методике не рассматриваются вопросы конкретного использования параметров сигнала КГР для решения всего мно­гообразия прикладных задач. Для обеспечения адекватности ис­пользования рассмотренной системы параметров дается их ос­новная интерпретация, которая соответствует ионной модели формирования сигнала КГР и учитывает результаты предвари­тельной апробации этих параметров в различных экспериментах (в основном выполненных в лабораторных условиях).

Возможности применения изложенной системы параметров для решения различных исследовательских задач показаны на примерах апробации данной методики в различных эксперимен­тах, результаты которых частично проиллюстрированы в заклю­чительном разделе.

В конце методики приведено краткое описание программ анализа сигнала КГР на IBM, разработанной в НПО «Энергия» л на факультете психологии МГУ.

332

Описание параметров сигнала КГР, алгоритмы их получения 0 основы интерпретации

Сформулированные выше принципы анализа КГР потребовали дреясде всего пересмотра системы применяемых параметров сиг­нала, что было реализовано через достаточно полную представ-ленность компонентов сигнала и их группировки по принципу 2х интегративности от параметров собственно сигнала КГР до системы параметров, оценивающих изменение ФС человека на больших отрезках времени.

Рассчитываемые параметры сигнала КГР разделены на сле­дующие четыре группы:

1 — параметры исходного сигнала КГР;

2 — дискретные параметры L-ой реакции;

3 — фазовые параметры i-ой реакции;

4 — интегральные параметры КГР за период анализа Та. При анализе сигнала выделяются следующие 4 фазы в одном

цикле реагирования: 1 фаза — активация- сопровождается нес­колькими положительными импульсами (не менее 2-х); 2 фаза — переходная активация, т. е. интервал, началом которого являет­ся последний (в серии) положительный импульс, а концом — последующий первый отрицательный импульс; 3 фаза — релак­сация, аналогичная 1-й фазе, но с противоположной направлен­ностью; 4 фаза — переходная релаксация, аналогична 2-й фазе, но началом ее является последний отрицательный импульс, а концом — последующий первый положительный импульс. Этот же импульс является концом цикла реагирования в i-й реакции и началом следующей реакции.

Определение 1~й группы параметров — исходных

В соответствии с названием, составляющие данную группу 3 ти­па параметров формируются в процессе измерения сигнала и его Преобразования из аналоговой формы в импульсную (см. описа­ние преобразования сигнала КГР из аналогового в импульсный). Измерение сигнала КГР всегда начиняется с автоматического определения начальной величины уровня сигнала — А$, которая определяется числом положительных импульсов, соответствую­щих величине сигнала от условного 0 логарифмической шкалы До значения сигнала в момент включения прибора.

333

Текущее значение сигнала As в любой последующий момент оп­ределяется алгебраическим суммированием величины Ао с полным числом импульсов активации (положительных) и релаксации (отрицательных). Кроме того, программно предусмотрено опреде­ление величины А-. в задаваемые по определенным условиям мо­менты времени.

Последующие оценки сигнала выполняются в виде логичес­кого анализа знака импульсов, интервалов между ними и сум­мирования числа импульсов, входящих в одну фазу реагирова­ния. Для обеспечения возможности статистического анализа единичных интервалов между импульсами одной фазы их вели­чины должны определяться с дискретностью не хуже 10 мсек, так как минимальная величина интервала между ними может быть порядка 20 мсек.

По параметрам 1-й группы определяются все последующие параметры сигнала КГР.

Определение параметров 2-й группы — дискретных

Данная группа параметров предназначена для оценки единич­ных фазических КГР, каждой из которых присваивается свой номер — i, а сами параметры являются характеристиками одной из 4-х фаз в цикле реагирования:

1-я фаза — активация проявляется в виде серии положи­тельных импульсов, число которых должно быть не менее 2-х. Это связано с тем, что в соответствии с принципом квантования сигнала действительными можно считать только приращения сигнала не менее 1 шкалы, которая по данной методике равна 1 сНп (что сопровождается 2-мя импульсами в сигнале). Количест­венной мерой увеличения активации в процессе i-й реакции яв­ляется ее амплитуда — al7 которая определяется числом импуль­сов — п, деленным на 2 с округлением до целого числа (в соот­ветствии с изложенными выше квантовыми принципами оценки амплитудных параметров сигнала). Случаи единичных импуль­сов относятся к числу особых. Временные параметры 1-й фазы определяются обычным способом (показаны на рис. За.).

2-я фаза — переходная активации имеет только один параметр — продолжительность t, началом которой является последний положительный импульс 1-й фазы, а концом — первый импульс следующей 3-й фазы. В связи с отсутствием амплитудных измене­ний уровень активации в процессе данной фазы не изменяется.

334

3-я фаза — релаксация — имеет противоположную с 1-й фазой отравленность изменения сигнала связанную с уменьшением ак-т#вацш1, в связи с чем ее параметры идентичны с 1-й фазой, но ллеют знак — (минус). Оговоренные для 1-й фазы условия ее оп­ределения минимум по 2-м импульсам справедливы и для данной фазы. Алгоритмы определения амплитудных и временных пара­метров в данной фазе аналогичны алгоритмам 1-й фазы.

4-я фаза — переходная релаксация — аналогична 2-й фазе, go поскольку сигнал КГР при этом имеет обратную последова­тельность сопряженных фаз, то ее продолжительность имеет знак «—» (минус). Началом ее является последний отрицатель-яьгй импульс 3-й фазы, а концом — первый положительный им-нульс следующей фазической КГР. Как и за время 2-й фазы, ак­тивация испытуемого за время 4-й фазы не изменяется.

При определении параметров сигнала КГР, если между двумя сериями импульсов одного знака наблюдаются единичные им­пульсы другого знака, то такие случаи относятся к особым и способ определения параметров сигнала при этом рассматривает­ся в конце данного раздела.

Временные параметры каждой фазы — ее продолжительность определяются по обычным правилам, т. е. по разнице между временем конца фазы и ее начала. Графическая интерпретация таких параметров проиллюстрирована на рис. 3.

Итоговый временной параметр i-й реакции — ее продолжи­тельность — Т[ определяется суммой временных параметров всех ее фаз или программно по разнице ts — to.

Определение параметров 3-й группы — фазовых

Как и рассмотренные выше, параметры данной группы являются характеристиками каждой i-й реакции, но отличаются от них тем, что определяются по параметрам 2-й группы математически в виде производных величин (т. е. не требуют анализа собствен­но сигнала КГР).

Данная группа параметров как и большинство других групп Делится на два типа; 1 — энергетические показатели интенсивности Реагирования — скорости активации и релаксации; и 2 — регуля-ториые показатели — коэффициенты, определяемые по соотноше­ниям однотипных фазовых параметров активации и релаксации.

Скорости изменения сигнала в фазе активации Vj или релак­сации — Vj определяются как средние величины за минутные

335

отрезки времени, что необходимо для обеспечения их сопостави­мости с другими энергетическими параметрами (например, па­раметрами 4-й группы). Эти два параметра характеризуют ин­тенсивность энергетических затрат на процессы активации и на их восстановление (релаксацию).

Различия интенсивности энергетических затрат их восста­новления оцениваются в виде коэффициента фазовых скоростей, который является информативным показателем типологии регу­ляции в обычных ПФС и существенных сдвигов в ПФС, форми­руемых в особых условиях.

Информативной характеристикой регуляции активации яв­ляется временной фазовый коэффициент — Kt, который опреде­ляется по соотношению продолжительности фазы релаксации к ее аналогу в фазе активации.

Все параметры релаксации, при определении коэффициентов берутся «по модулю», без алгебраического знака, что делает все коэффициенты положительными и упрощает их сопоставимость.

При использовании параметров 2-й и 3-й группы как показа­телей ПФС человека необходимо учитывать их стохастическую природу, так как они детерминируются большим числом факто­ров нестационарного характера. Следовательно, адекватную оцен­ку этих параметров можно получить только применяя методы математической статистики по числу значений не менее 30, т. е. за временной интервал оценивания от 5 до 30 мин.

Во всех случаях оценки ПФС по КГР параметры 2 и 3-й группы целесообразно дополнять параметрами следующей группы.

Определение интегративных параметров (4-я группа)

Параметры данной группы предназначены для оценки ПФС ис­пытуемых за достаточно продолжительные, определяемые экспе­риментатором отрезки времени анализа — Та. Они практически повторяют аналогичные параметры в группах 2 и 3, но отлича­ются от них способами определения. Эти отличия связаны с тем, что параметры группы 2 и 3 являются по своей природе стохас­тическими, что не всегда удобно, так как такого типа параметры не могут быть использованы для решения задач детерминиро­ванного типа.

Для оценок факторов, определяющих динамику ПФС челове­ка на достаточно больших отрезках времени, имеющих опреде­ленную динамику изменений во времени, необходимы параметры

336

в максимальной степени освобожденные от влияния стохастич-яости сигнала КГР. Такого типа параметры наиболее просто по­лучить способом осреднения дискретных значений параметров #ГР за время Та.

Эмпирически, по опыту оценки ПФС испытуемых во время деятельности, было определено, что оптимальной величиной временного отрезка анализа — Та является 1 минута. У боль­шинства испытуемых за данный отрезок времени во время дея­тельности наблюдается от 5 до 10 ( иногда и больше) фазических КГР( что вполне достаточно для уменьшения стохастичностя па­раметров за счет их осреднения. Величины Та при определении интегративных параметров могут изменяться в соответствии с изменениями динамики детерминирующих ПФС факторов. Для получения сопоставимых при разной величине отрезков Та пара­метров все значения параметров 4-й группы приводятся к вы­бранной величине времени — 1-й мин.

Входящие в данную группу первые два параметра относятся к числу энергетических. Так, средняя величина уровня сигнала — А может быть использована как характеристика средней акти-вированности испытуемого. Алгоритм ее определения может быть любым для осреднения, но наиболее просто выполнить процедуру осреднения программно через определение значений А] через 10 сек интервал и суммирование п значений А- за время Та и деление суммы на п.

Величина КГР активности — СА {использована аббревиатура термина — суммарная активация) получается как сумма ампли-гуд фазических КГР за время Та, приведенных к 1-й мин. Дан­ный параметр можно использовать как показатель динамиче-•сих процессов энерготрат, т. е. как своеобразная оценка психо­физиологических затрат на регуляцию ПФС.

К числу регуляторных параметров данной группы относятся 1 коэффициентов относительных оценок: Кб? Kt; Кг; Ка; Кщ-

— Kg — коэффициент баланса уровневых изменений в сигна-определяется отношением суммы амплитуд положительных

приращений сигнала к аналогичной сумме отрицательных при-ращений за время Та. Данный коэффициент позволяет оценить направленность динамического компонента активации в сторону Увеличения активации или ее уменьшение выраженную в отно­сительных единицах;

— Kt — коэффициент временной асимметрии КГР — опреде­ляется соотношением суммарной продолжительности фаз релак-

337

сации к аналогичной величине фаз активации. Это соотношение характеризует значимость регуляции активации со стороны выс­ших структур ЦНС по отношению к регуляции на физиологиче­ском уровне (со стороны ВНС);

— Ка — коэффициент переключаемое™ на активацию — оп­ределяется соотношением суммарного времени четвертых фаз к суммарному времени третьих фаз КГР. Данный коэффициент позволяет оценивать подвижность переключения регуляции ак-тивации на уровне ВНС на регуляцию ЦНС.

— Кг — коэффициент переключаемости на релаксацию — определяется соотношением суммарного времени вторых фаз к суммарному времени первых фаз КГР- Он позволяет оценивать подвижность процессов переключения регуляции активации вы­полняемой на уровне ЦНС на регуляцию со стороны ВНС.

— Kgr — коэффициент соотношений переходных фаз — опре- i деляется соотношением суммарного времени на четвертые фазы к аналогичному показателю для вторых фаз. Он позволяет оце­нивать временные соотношения на переходы от регуляции акти­вации на физиологическом уровне к скорости переходов на регу­ляцию со стороны ЦНС.

При определении коэффициентов все параметры используют­ся «по модулю» — без алгебраического знака, и таким образом все коэффициенты — положительные величины, что упрощает их сопоставимость.

Особые случаи анализа импульсного сигнала КГР

Во время измерений КГР могут наблюдаться случаи, когда ана­логовый сигнал изменяется на величину меньше квантовой (т. е. 1 сНп). Такие случаи проявляются в виде одиночного импульса между двумя сериями импульсов противоположного знака (активации или релаксации).

Два примера таких случаев показаны на рис. 3. б) и отнесены к типу особых, так как они означают, что в сигнале происходила кратковременная смена фаз активации, но при этом амплитудные изменения сигнала были меньше квантовой величины прираще­ний сигнала, а потому изменения такой величины не имеют амп­литудных параметров. Следовательно, особые случаи можно ин­терпретировать как незавершенные фазовые изменения сигнала.

338

Вопросы статистического анализа параметров КГР с использованием нелинейных преобразований величин

Как было отмечено выше, природа сигнала КГР имеет явно вы­раженную стохастичность, что дри анализе дроявляется в флюк-туациях большинства параметров реагирования человека на объ­ективно стабильные внешние воздействия.

Вследствие указанной особенности сигнала во всех случаях, когда имеется возможность использовать достаточные массивы данных, оценку параметров целесообразно выполнять с приме­нением методов математической статистики. Начальной проце­дурой такого анализа является получение распределений значе­ний параметров, что графически выполняется в виде построения гистограмм (многоугольников распределений).

Как известно, при построении графика распределений значе­ний параметра используется деление шкалы параметра на рав­ные интервалы, число которых должно быть не менее 11, и оп­ределением числа значений оцениваемого параметра в каждом интервале в относительных величинах (в процентах от общего числа значений параметра). При этом, получаемые таким обра­зом распределения величин параметра являются лишь графиче­ской иллюстрацией статистической закономерности, определяе­мой более точно ее статистиками по соответствующим математи­ческим формулам.

Начальной процедурой для определения распределений пара­метров является разбивка шкал значений параметра X на разряды равной величины — ДХ [9]. Если начальная величина первого разряда принимается равной Хо (исходя из начальных условий), то граничное значение интервала п определяется по формуле:

Хп = Хо + п ДХ

(1)

Практика оценки параметров КГР у испытуемых в существен­но различных ПФС показывает, что чаще всего наибольшие изме­нения в распределениях наблюдаются в области малых значений, которые при обычной разбивке на разряды попадают в первые 2-3 разряда. Вследствие этого, количественные параметры та­ких распределений для разных условий меняются несуществен-Ьо, что не соответствует результатам оценки изменений по дру­гим показателям ПФС. Попытки увеличения чувствительности малых значений дараметров через уменьшение величины

339

разрядов не изменяет статистик, а кроме того, при этом часто нарушается непрерывность распределений в области больших значений параметров.

Перечисленные и другие особенности статистического анализа параметров КГР показывают нелинейный характер их взаимосвя­зи с регуляцией НФС. К такому выводу приводят и результаты сопоставительного анализа параметров КГР с использованием тра­диционных методов с методом выравнивания чувствительности.

Выравнивание чувствительности анализа через нелинейные преобразования шкал из абсолютных значений параметров в относительные наиболее просто выполняется через процедуру взвешивания по нелинейной закономерности. Эмпирически было определено, что наиболее простой и достаточно адекватной зако­номерностью такого преобразования является логарифмическая.

Опыт статистического анализа большинства параметров КГР показал, что оптимальные параметры такого преобразования имеет логарифмическая шкала с величиной разряда в 1.1 дБ де­сятичного логарифма и начальной величиной первого разряда 1 (квантовая величина параметра). Такая шкала охватывает зна­чения параметров по абсолютным шкалам до 111 при числе раз­рядов 12, что в большинстве случаев достаточно для оценки практически всех возможных значений параметров КГР, изме­ряемых в традиционных единицах. Численные значения разря­дов по весовой логарифмической шкале приведены в табл. 2.

Приведенная разбивка разрядов приемлема для анализа боль­шинства энергетических параметров КГР (как амплитудных, так и временных). После преобразования количественные меры ста­тистического распределения становятся безразмерными, так как они определяются не абсолютными значениями параметров, а номерами разрядов, не имеющих размерности.

Примеры статистического анализа основных параметров КГР для оценки ПФС

В качестве примеров статистического анализа параметров КГР по весовым шкалам рассмотрены случаи оценки трех типов па­раметров: а — параметров исходного сигнала; б — основных па­раметров L-й реакции; в — интегративного параметра —- «КГР-активности» — СА.

В исходном сигнале КГР наиболее информативным количест­венным параметром является интервал между импульсами сиг-

340

нала, который является по существу обратной величиной скоро­сти изменения сигнала — 1/V.

Таблица 2

Величины граничных значений параметра X для статистического анализа с использованием гистограмм

	Граничные X	Величины	Граничные знач.
N, N	по линейной	разр. по	Хпо	Прим.
разр.	разб. на 9	весовой Ф	весовой Ф
		1.1 дБ
1	1 — 10	1	1 — 2
2	11 — 19	2	3—4
3	20 — 28	3	5 — 7
4	29 — 37	4	8-11
5	38 — 46	5	12 — 16
6	47 — 55	6	17 — 22
7	56 — 64	8	23 — 30
8	65 — 73	10	31 — 40
9	74 —82	12	41 — 52
10	83 — 91	16	53 — 68
11	92 — 100	20	69 — 88
12	101 - 109	24	89 - 112

Информативность анализа сигнала КГР по V проиллюстриро­вана на примере динамики параметров КГР у испытуемого, вы­полнявшего тестовую деятельность по методике «Смысл» в 3-х t суточном РНД [3, 8]. Содержание деятельности испытуемого во выполнения методики определяли две существенно разли-эщиеся по психологической нагрузке фазы — когнитивная связанная с нахождением смыслового выражения в «за­чумленном» тексте и фаза моторной деятельности по выделению юв-элементов найденного выражения на экране монитора. Как показывают приведенные на рис. 4. распределения зна-V, наиболее существенные различия в динамике КГР по деятельности наблюдались в последних трех разрядах Цхарактеризующих наиболее быстрые изменения в сигнале в фа-активации). Эти изменения были существенны как в первый нь РНД, так и еще более выражены на 3-й сутки, когда быст­рые изменения в сигнале во время моторной деятельности прак-. [тически не наблюдались.

341

Рис. 4. Распределение величин скоростей активации V и релаксации —V исп. К-а в первые — а) и на третьи сутки — б) РНД при выполнении когнитивной (сплошные) | !и моторной (пунктир) фаз деятельности. Скорости представлены I в относительных величинах (пояснения в тексте). '

Характерные для фазы активации изменения по видам дея­тельности мало изменились по фактору суток РНД. Последний фактор наиболее сильно изменил распределения значений V в фазе релаксации, а вид деятельности оказывал на данное расп­ределения значительно меньшее влияние.

Таким образом, детерминантой наиболее быстрых компонен­тов сигнала в фазе активации была мыслительная (когнитивная) деятельность, а детерминантой распределения параметров сигна­ла в фазе релаксации (восстановительной фазе) был фактор утом­ления связанного с 3-х суточной деятельностью.

Эти результаты находятся в соответствии с традиционными представлениями по интерпретации регуляции активации на разных уровнях в компонентах КГР.

Пример статистического анализа параметров фазических КГР

Из всех параметров фазических КГР наиболее часто применяются их амплитуды — ai и интервалы между реакциями — t,, которые

342

до своей природе являются в значительной степени стохастиче­скими величинами. В качестве примера статистического анализа этих величин на рис. 5. рассмотрены гистограммы значений двух параметров, полученные в том же эксперименте, что и на рис. 4. Для наглядности различий между двумя способами шкалирования параметров на рисунке сопоставлены гистограммы полученные с разбивкой значений по традиционной линейной шкале и нелиней­ной — весовой. Кроме того, рассмотрено влияние фактора утомле­ния по суткам РНД на динамику параметров.

Рис. 5. Распределение абсолютных значений амплитуд — а) и

интервалов — t) в первые сутки (сплошные) и на третьи сутки

РНД — (пунктир) — верхние графики и их относительных

оценок — нижние графики.

Из двух рассматриваемых параметров наибольшие различия между распределениями оценок параметров по двум шкалам ааблюдаются между распределениями значений амплитуд КГР испытуемых с использованием разных шкал. Так, при исполь­зовании традиционной шкалы (с применением общей для всех Испытуемых разбивкой на разряды) все значения амплитуд на­блюдались в трех первых разрядах. Причем различия между средними значениями для разных суток составили всего 0.3 Разряда.

343

Распределения этих же значений амплитуд КГР по весовой шкале удлинились до б разрядов, а различия между средними значениями по суткам РНД составили более 1-го разряда. Сравни, тельно небольшие значения амплитуд КГР у испытуемого объяс­няются индивидуальной типологией параметров активации, кото­рая проявлялась в слабой выраженности фазических КГР.

Несколько иной характер различий наблюдался в параметрах интервалов — t. Размах распределений t по обоим шкалам прак­тически мало отличался, что объясняется наличием больших абсолютных значений t, которые были равны с весовыми оцен­ками. Тем не менее различия между распределениями по суткам с оценками их по разным шкалам были очевидны: 0.7 разряда по абсолютным оценкам и 1.1 по шкале весовых значений.

Таким образом, приведенные данные анализа двух парамет­ров фазических КГР показывают, что весовая шкала выравнива­ет чувствительность анализа значений малой величины и не из­меняет ее в области больших значений параметров.

Аналогичные различия в оценках интегративных параметров КГР проиллюстрированы на примере анализа значений КГР-активности — СА полученные в том же эксперименте для того же испытуемого — рис. 6. а), б). Как следует из приведенных данных, распределения по шкале абсолютных значений СА за­метно различались по суткам, что показывает большую инфор­мативность интегративных параметров КГР по сравнению с ис­ходными параметрами КГР.

Существенно изменилась форма распределений СА после их преобразования по весовой шкале. Так вместо принципиально различных закономерностей в распределениях СА в 1-е и 3-й су­тки (что не дает возможности для адекватного сравнения их па­раметров), после преобразования форма распределений становит­ся однотипной, что дает возможность сравнивать их количест­венные параметры.

Последний пример статистического анализа параметров КГР с использованием весовых шкал показывает, что рассмотренный способ позволяет не только повысить чувствительность анализа параметров в области малых значений, но и улучшить качест­венную однородность распределений, и таким образом, обеспечи­вает обоснованность сравнения распределений получаемых в разных частях диапазона наблюдаемых значений параметров.

344

I

Рис. 6. Распределения величин КГР-активности — СА а первые

сутки (сплошные) и на 3-й сутки (пунктир) — а)

и их относительных оценок — б).

Вопросы комплексного анализа параметров КГР

Комплексный подход к анализу параметров КГР является третьим принципиальным положением данной методики, отличающим ее от традиционных.

Реализация данного принципа анализа означает не просто определение всех перечисленных в таблице параметров сигнала КГР, а использование определенных способов' группового анали­за наиболее тесно взаимосвязанных параметров, в результате че­го обычно появляется возможность получать новые информатив­ные характеристики.

С математической точки зрения наиболее очевидными спосо­бами такого типа анализа могли бы быть векторный и матричный анализ. Поскольку для этого необходима разработка определен­ных правил выполнения такого анализа и соответствующего поня­тийного аппарата для интерпретации получаемых результатов, то

345

I

на начальном этапе анализа достаточным можно считать упро­щенный — графо-аналитический метод [4, 5].

Основой метода является построение в системе прямоуголь­ных координат четырех осей — шкал параметров КГР, выбирае­мых по следующим правилам: — в систему координат могут входить параметры только одной группы из таблицы параметров (так как параметры разных групп несопоставимы по степени ин-тегративности); — каждая координатная ось является шкалой параметра строго одного знака (поскольку алгебраическим зна­ком обозначены однотипные параметры определенной фазы реа­гирования); — координаты, образующие координатную четверть, должны относиться к одной фазе реагирования, или быть одно­типными параметрами противоположных фаз,

В результате соединения вершин векторов-параметров обра­зуется четырехугольник, стороны которого и углы наклона к осям являются графической интерпретацией новой системы па­раметров. При выполнении перечисленных выше условий четы­рехугольник параметров является графической интерпретацией не менее чем 8-ми параметров, а форма и размеры полученного четырехугольника являются обобщенными характеристиками КГР и их детерминант.

В качестве примера графо-аналитического анализа парамет­ров КГР на рис. 7. показаны параметры КГР двух испытуемых полученные во время выполнения двух психологических тестов — незаконченные предложения (НП — показаны сплошной лини­ей) и личностный профиль — (ЛП — показаны пунктиром) [1, 4, 5]. Оба вида тестов были близки по процедуре выполнения свя­занной с ответами на вопросники, но отличались по темпу про­ведения (темп выполнения ЛП был в среднем в 2 раза выше).

Приведенные на рисунке многоугольники параметров пока­зывают существенные различия как в реагировании испытуемых на разные методики, так и индивидуальные различия между ис­пытуемыми, связанные с различной типологией активации. Так очевидно, что параметры энергозатрат +а, +t и параметры вос­становительных функций —а, —t во время методики НП у обоих испытуемых были существенно больше чем аналогичные пара­метры во время методики ЛП.

Оценка указанных различий реагирования на две методики вы­полнена в виде методических коэффициентов — Км, величины ко­торых проиллюстрированы в графическом виде рядом с основными графиками параметров КГР. При построении графиков Км коэф-

346

фициенты проранжированы в порядке возрастания, что иллюст­рирует наиболее «чувствительный» к различиям методик пара­метр. Так у первого испытуемого таким параметром оказалась продолжительность релаксации (— t), а у второго — амплитуда релаксации (-а).

+ в)

Рис. 7. а), б) — многоугольники яараметров КГР двух

испытуемых в фазах активации-релаксации во время проведения

методики НП (сплошная линия) и ЛП (пунктирная); в), г) —

графики коэффициентов отношений параметров КГР

в двух методиках.

347

Оценка указажных различий реагирования на две методики вы­полнена в виде методических коэффициентов — Км, величины ко­торых проиллюстрированы в графическом виде рядом с основными графиками параметров КГР. При построении графиков Км коэф­фициенты проранжированы в порядке возрастания, что иллюст­рирует наиболее «чувствительный» к различиям методик пара­метр. Так у первого испытуемого таким параметром оказалась продолжительность релаксации (-t), а у второго — амплитуда релаксации (-а).

Характерной особенностью взаимосвязи параметров и их из­менения на различную деятельность по фактору индивидуаль­ных различий является линейная закономерность. У испытуемо­го с минимальными величинами параметров КГР и относитель­ные изменения параметров при выполнении разной деятельности тоже меньше. Так у второго испытуемого средняя величина Км составляла всего 1.2, в то время как у первого (с большей выра­женностью КГР) Км превышали 2.1.

Еще одной особенностью показанных на рисунке параметров является в подавляющем большинстве случаев постоянство регу­ляторных параметров КГР, которые представлены на графиках в виде углов наклона сторон многоугольников. Так у первого испы­туемого практически все стороны обоих многоугольников парал­лельны, а следовательно, соотношения формирующих их парамет­ров в двух методиках не изменялись (в отличие от существенных изменений абсолютных величин рассмотренных параметров).

Рассмотренная стабильность регуляторных параметров по срав­нению с вариабельностью энергетических показывает их более же­сткую взаимосвязь с индивидуальными особенностями регуляции активационных процессов, а не с внешними факторами выпол­няемой деятельности.

Описание программного обеспечения методики анализа КГР

Для проведения расчетов параметров КГР по изложенной мето­дике анализа разработаны две программы: первая — в АО «Энергия», вторая — на факультете психологии МГУ. Обе прог­раммы имеют близкие характеристики, но отличаются способами ввода сигнала КГР в ЭВМ. По первой программе сигнал вводится с помощью блока АЦП, что не всегда удобно, а вторая позволяет обрабатывать сигнал через параллельный порт, что существенно удобнее для реализации.

348

Программное обеспечение информационного и диалогового взаимодействия с ЭВМ типа IBM, предоставляет исследователю следующие возможности:

— выбор в диалоговом режиме конфигурации и характери­стик регистрации сигнала КГР;

— управление режимами записи и просмотра информации;

— выделения подвижным курсором необходимых сегментов сигнала для дальнейшего просмотра и записи (считывания) в отдельные файлы; — расчет и выдача на экран или принтер (или запись в файл) результатов расчета статистических показателей КГР-информации.

В режиме записи информации производится отображение им­пульсов на экране, а также запись моментов времени, соответст­вующих появлению импульсов, в файл.

В режиме просмотра информация считывается из файла, про­изводится расчет и отображение на экране восстановленного сиг­нала. Далее имеется возможность выбора сегмента для проведения дальнейшего анализа, просмотра и записи результатов в файл.

Выводы

1. Данная методика анализа параметров КГР является за­ключительной частью методического обеспечения по использова­нию параметров КГР в исследовательских и прикладных задачах связанных с оценкой ПФС человека.

2. Обе части методического обеспечения разработаны с приме­нением единой системы принципов и новых подходов к меха­низмам формирования сигнала КГР на уровне ионных процессов в их взаимосвязи с компонентами психорегуляции.

3. Разработанная в методике система параметров КГР пред­назначена прежде всего для комплексного анализа динамиче­ских и уровневых характеристик реагирования.

4. Комплексный анализ параметров наиболее просто может быть выполнен в виде построения многоугольников взаимосвя­занных параметров, форма и размеры которых определяются факторами- детерминантами, определяемыми как выполняемой Деятельностью так и индивидуальными особенностями регуля-ЦИи активации у испытуемых.

5. Для оценок параметров за продолжительные отрезки вре­мени рассмотрены вопросы статистического анализа величин па­раметров с применением нелинейного преобразования их в без-

349

размерные относительные величины, что улучшает адекватность оценки динамики ПФС и индивидуальных особенностей регуля­ции активации испытуемых.

Литература

1. Анастази А. Психологическое тестирование. Кн. 2. М., «Пе­дагогика*, 1982., 189 с.

2. Жуков С. В. Методика измерений информативных пара­метров кожно-гальванических реакций в состоянии монотонии, // Методики исследования и диагностики ФС и работоспособно­сти человека-оператора в экстремальных условиях. М., 1987. С. 173-177.

3. Суходоев В. В. Методика диагностики активационного ком­понента ФС оператора по параметрам КГР с использованием не­линейных шкал. // Методики исследования и диагностики ФС и работоспособности человека-оператора в экстремальных условиях. М., 1987. С. 154-172.

4. Суходоев В. В., Занковский А. Н. Оценка и динамика вы- ; раженности КГР у операторов в условиях РНД. // Функциональ­ные состояния и эффективность деятельности человека-оператора

в режиме непрерывной деятельности. М., 1987., С. 261—280. '

5. Суходоев В. В. Графо-аналитический способ оценки эмо­циональной напряженности человека по параметрам КГР. //Психическая напряженность в трудовой деятельности. М., 1989, С. 117-137.

6. Суходоев В. В. Анализ шкал, применяемых для измерений, кожно-гальванических реакций человека. / Физиология челове­ка, Т. 18, № 1, 1992.

7. Суходоев В. В. Оценка компонентов активации психофизио­логического состояния человека по кожно-гальваническим реак­циям. // Психологический журнал, 1997. Т. 18 № 5, с. 112-121.

8. Дикая Л. Г., Черенкова Е. А. Роль содержания и значимо­сти умственных задач в формировании разных форм напряжен­ности.// Психическая напряженность в трудовой деятельности. М., 1989, С. 25-50.

9. Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение. Тез.УШ Всес. конф. 1986 г., М.

10. Урбах В. Ю. Биометрические методы.'М., Наука, 1964.

11. Martin I., Venables P. H. Techniques in Psychophysiology. N.Y., 1980. P. 699.

350

Основные оценочные параметры КГР

Таблица 3

JVs	Обозначение	Название и ед. измерения	Интерпретация
1	2	3	4
	1. Текущие параметры сигнала КГР
1	А,	Текущее значение сигнала по
		шкале активации, сНп
2		Единичный интервал актива-	Характеризует
		ции, с	мгновенную ско-
			рость сигнала в фазе
			активации
3	-At,	Единичный интервал	То же во в фазе
		релаксации, с	релаксации
	2. Дискретные параметры i-й реакции
4		Время фазы активации, с
5	to.	Время переходной	Подвижность пере-
		активации,с	ключения с фазы
			активации на релак-
			сацию
б	1	Время фазы релаксации, с
7	-toi	Время переходной релакса-	Подвижность пере-
		ции, с	ключения с фазы
			релаксации на акти-
			вацию в i+1 реак-
			ции
S	Ti=t5~tl	Длительность i-й реакции
9	а;= rij/2	Амплитуда активации, сНи	Приращение акти-
			вации за i-ю реак-
			цию
10	-a,- n(-j)/2	Амплитуда релаксации, сНп	Уменьшение акти-
			вации после релак-
			сации в i-й реакции
	3. Фазовые параметры i-й реакции
И	Vl=a1/ti x60	Средняя скорость активации,	«Мощность» реаги-
		сНп/мин	рования в i-реакции
12	-Vi=-ai/-ti x60	Средняя скорость релаксации,	Интенсивность вос-
		сНп/мин	становительных
			процессов в коже

351

Таблица 3 (окончание)

352

Примечание к таблице: 1) 1-я группа параметров является результатом преобразования неарерывного аналогового сигнала КГР в дискретную форму импульсного сигнала, параметры кото­рого определяются не только динамикой сигнала, но и величи­ной дискретизации — 0,5 сНп, которая принята за условную по­роговую величину, отличающую регуляцию ФС от шумовых из­менений в сигнале.

353

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Проблемы исследования психической

регуляции в триаде «деятельность-личность-состояние».

Ю. Я. Голиков, Л. Г. Дикая, А. Н. Костин...............................3

Часть I. Теория и методы анализа проблемностей в сложной операторской деятельности. Ю. Я. Голиков, А. Н. Костин........6

1. Методология и теория психологического анализа проблемностей...................................................................6

1.1. Теоретические основания исследования психической регуляции.......................................................................7

1.2. Концепция проблемностей для описания психической регуляции деятельности.................................................12

1.3. Многоуровневая структура психической регуляции деятельности и ее связь с классами проблемностей...........17

1.4. Описание динамики деятельности.............................19

2. Методы качественного и количественного анализа проблемностей и психической регуляции деятельности.......24

Назначение методов и область их применения..................24

Параметры деятельности, определяемые методами............24

Актуальность методов....................................................25

Обоснование выбора и разработки методов анализа психической регуляции деятельности..............................26

2.1. Метод анализа проблемностей в психической регуляции.....................................................................29

2.2. Метод таксономии межсаккадических интервалов движений глаз для оценки уровней психической

регуляции.....................................................................42

Опыт использования методов и интерпретация

результатов...................................................................47

Перспективы использования методов...............................53

3. Развитие концепции проблемностей для совместного исследования регуляции деятельности и функциональных состояний........................................................................54

354

3.1. Методологические основы разработки обобщенной модели психической регуляции деятельности и функциональных состояний...........................................54

3.2, Структура обобщенной модели психической

Г регуляции.....................................................................57 3.3. Методики исследования проблемностей по регуляции функциональных состояний.......................64

Литература...................................................................75

Часть II. Системная детерминация проблемностей

в деятельности и функциональном состоянии человека.....,.....80

1. Системно-деятельностная концепция ш саморегуляции психофизиологического

Н состояния человека. Л. Г. Дикая........................................ 80

к Введение.......................................................................80

1.1. Саморегуляция ПФС как определенный вид

W психической деятельности.............................................82

1.2. Системные представления на психическую саморегуляцию ПФС......................................................85

1.3. Определение проблемностей в саморегуляции

ПФС и их отражение в деятельности и ПФС.....................87

1.4. Системные детерминанты проблемностей в деятельности и функциональном состоянии

и формы их взаимовлияния............................................97

Литература.................................................................103

2. Методы анализа системных детерминант проблемностей в деятельности и состоянии.......................106

2.1. Метод определения индивидуального стиля саморегуляции психического состояния человека.

Л. Г. Дикая, В. И. Щедрое............................................106

2.2. Методика изучения стратегий адаптации человека к стрессогенным условиям профессиональной деятельности. С. А. Шапкин.........................................132

2.3. Методика построения факторной модели

для анализа личностных детерминант психических состояний. А. В. Махнач..............................................161

2.4. Методика диагностики потребностных детерминант психического состояния человека по реагированию на юмористические произведения (тест юмористических рисунков — ТЮР). Н. П. Дедов.....................................178

355

2.5. Тест для оценки мотивационной направленности личности Куля. А. М. Боковиков...................................2Ц

2.6. Адаптация РМ-метода и его использование для изучения стратегий преодоления проблемных ситуаций

в управленческой деятельности. А. Я. Занковский..........233

2.7. Отношение человека к неблагоприятным жизненным ситуациям (адаптация опросника неприятных событий Lewinson Р. М.). Н. В. Гладышева.................................252

2.8. CRIS: опросник оценки ресурсов совладания

со стрессом. А. В. Махнач, Ю. В. Постпылякова..............282

2.9. Методическое обеспечение измерений, анализа и применения параметров кожно-гальванических

реакций человека. В. В. Суходовв..................................303

Введение................................................................... 303

Часть 1. Методика измерения кожно-гальванических реакций человека в исследовательских и прикладных задачах.....................................................................306

Часть 2. Методика анализа и применения параметров сигнала кожно-гальванических сигналов человека и ее программное обеспечение............................................328

356

ПРОБЛЕМНОСТЬ

В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Редактор кандидат психологических наук Л. Г. Дикая Компьютерная верстка В. Ю. Странников

Сдано в набор 09.12.98. Подписано в печать 21.12.98.

Формат 60x90 Vie- Печать офсетная. Объем 8 печ. л.

Тираж 1000 экз.

Издательство «Институт психологии РАН».

129366, г. Москва, Ярославская ул., д. 13. Тел. 282-72-50.

Лицензия ЛР ЛГ» 021044 от 25 марта 1996 г.

Макет и диапозитивы издания изготовлены ЦИТ «Универсум»

Отлечяпко с готовых диапозивов в ППП «Типография «Наука» 121099, Москва, Шубинскмй пер, 6

Заказ J* 332