Психофизиологическое тестирование методом дихотической стимуляции с использованием программно-аппаратного комплекса Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Биология

Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2008, № 2, с. 96-99

УДК 612.882

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ МЕТОДОМ ДИХОТИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА

© 2008 г. М.К. Паренко 1, В.И. Щербаков 1, И.А. Кузнецова 1, А.А. Егоров 2, Е.Л. Агеева 3

1 Нижегородский государственный педагогический университет 2 НИИ ПМК Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского 3 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

апа1;оп@тш1. ппоу. ги

Поступила в редакцию 06.03.2008

Предлагаемый метод психофизиологического тестирования является усовершенствованной модификацией применявшейся ранее латерометрической методики. Разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет фиксировать в автоматическом режиме латерометрические показатели, автоматически обрабатывать и сохранять результаты. Описываемая система может быть использована при исследовании пространственного слуха и в психофизиологической диагностике.

Ключевые слова: психофизиологическое тестирование, дихотическая стимуляция, латерометрические показатели.

Введение

С помощью метода дихотической стимуляции накоплен огромный фактический материал, который дает возможность обсуждать механизмы формирования пространственного компонента звуковых образов [1, 2, 3]. Результаты исследований последних лет позволяют говорить о том, что узкая микропроблема локализации источника звука является лишь составной частью фундаментальной психофизиологической проблемы. Стало очевидно, что источник звука, который локализует человек, отражается его психофизиологической сферой в виде идеального, субъективного образа. Эта мнимость и нематериальность звукового образа (ЗО) особенно наглядно выступает при дихотической звуковой стимуляции. Возникновение ЗО внутри головы испытуемого, перемещение его по воле исследователя дает уникальную возможность приблизиться к пониманию того нейрофизиологического мостика, который связывает материальное и идеальное, физическое и психическое. По результатам, получаемым с помощью метода дихотической стимуляции, можно судить о качестве не только пространственного слуха, но и протекающих в мозге процессов, о скорости их развертывания, о зрелости различных путей и связей, об особенностях морфофункциональной организации мозга и его функциональном состоянии в момент исследования [4].

В связи с вышесказанным возникла необходимость совершенствования методик дихотиче-ского тестирования и приборов, с помощью которых они осуществляются [5, 6]. Усилия были направлены на увеличение вариантов амплитудно-временных комбинаций дихотических стимулов, стандартизацию процедуры обследования испытуемых, усовершенствование системы сбора информации. Все это стало возможным при использовании программно-аппаратного комплекса, который включает: ПЭВМ IBM Pentium с тактовой частотой от 200 МГ ц и оперативной памятью от 32 МБ; внешнюю звуковую карту Extigy (24 bit/96 kHz/100 dB SNR); стереофонические наушники AKG K 270 S; пакет программ, реализованный на языке С++ с помощью среды разработки Builder C++ 5.0, работающий в операционной системе Windows 9x, ME, 2000, NT; кнопку-фиксатор интерау-ральных временных различий (А?). Оригинальный пакет программ позволяет обеспечивать интерактивный режим управления азимутом звукового образа, протоколировать данные тестирования и, кроме этого, визуально контролировать регистрируемую информацию. В качестве сигналов служат звуковые щелчки.

В зависимости от задачи исследования программа дает возможность изменять параметры звуковой стимуляции, а именно: предъявлять серии звуковых щелчков или одиночные щелчки как моноурально, так и дихотически; варьировать длительность звукового щелчка от 23 до

JНовый тест

2Sl

Иванов Иван Иванович

01.03.03

нет

Ф.И.О.

~Е\ Дата рождения Диагноз

Параметры

dTmin dTmax dTpacщ сІТуравн сІТслиян

[✓ W Vt W №

v' ок

Рис. 1. Окно создания учетной записи испытуемого программы «Латерометр-2»

123 4567 8

1 ^ J Лат^рометр 2 щшш I _|п|х|

Файл / Фу^циіу Справк^ I /

МММ

Примечания: |зо движется в затылочной области

О '

П араметры щелчка

Г ромкость 1 канала

132000 ^

Длина щелчка

И е

23

Г ромкость 2 канала

132000 ^

Частота

у.е.

Гц

Параметры движения щелчка Начальная dT

F 1,

Сдвиг (шаг)

23

“I I г- НТ Г!' т :• d T р а с щ ІТ!- п.- -.н і Т г -. п -

[27Є рГГэБ [3427 [ЄЄ47 [2321

Положение 30 при dT -0: 15 градусов влево

X

min max расщ ур сл

ю/

п

12

Рис. 2. Диалоговое окно программы «Латерометр-2»: 1 - начало нового тестирования (вход в окно создания учетной записи испытуемого; 2 - сохранение общего результата в электронную таблицу Excel; 3 - закрытие программы; 4 - введение временной задержки на правый канал; 5 - введение временной задержки на левый канал; 6 - временная остановка текущего тестирования; 7 - остановка текущего тестирования; 8 - сохранение текущих результатов тестирования; 9 - индикатор интерауральной временной задержки (мкс от AT = 0); 10 - поле ввода положения ЗО при AT= 0; 11 - точечная гистограмма: по оси абсцисс - латерометрические показатели при движении ЗО влево и вправо, по оси ординат - временная задержка в мкс; 12 - величины зафиксированных интерау-ральных временных показателей

1012 мкс; изменять частоту следования дихоти-ческих пар в диапазоне от 1 до 100 Гц; подавать дихотические сигналы как одновременно (Д? = = 0), так и вводя между ними временную задержку от 0 до 100 мс; вводить интерауральную временную задержку в автоматическом режиме, с шагом от 23 до 230 мкс; изменять громкость звуковых щелчков по каждому каналу от 0 до 32000 условных единиц.

Условия эксперимента

При использовании дихотического способа стимуляции идет формирование единого ЗО, который ощущается испытуемыми внутри головы. Изменяя интерауральную временную задержку от 0 до +23 мс можно моделировать у испытуемых различные слуховые ощущения, которые напрямую зависят от величины Д?. Перед началом эксперимента проводится подготовительный этап, во время которого испытуемого знакомят с новыми звуковыми ощущениями. Для этого предъявляют серии щелчков с Д? = 0. Если испытуемый ощущает единый ЗО, то выясняют его местоположение (данные заносят в соответствующую строку программы). Затем дают несколько ознакомительных серий щелчков с нарастающей от 0 мкс межушной временной задержкой. При этом просят испытуемого зафиксировать свое внимание: на моменте смещения ЗО из центра субъективного звукового поля (СЗП), другими словами, на начале движения ЗО к правому или левому уху (Д?тт); на моменте прекращения движения ЗО от центра, т.е. когда ЗО «останавливался» в крайне латеральной точке СЗП (Д?тах); на моменте «расщепления» ЗО на два билатерализованных слуховых ощущения, т.е. когда появлялось ощущение «эха» в ухе, противоположном первоначальному смещению сигнала (Д?расщ); на моменте «уравнивания» правого и левого ЗО по громкости (Д?уравн); на моменте «слияния» двух билатерализованных ЗО в единый ЗО (Д?слиян).

После предварительных 1-2 прослушиваний испытуемого обучают отмечать перечисленные выше моменты нажатием на кнопку - фиксатор интерауральных Д?. При этом все значения фиксации Д? сразу же отображаются на экране монитора в виде таблицы и точечной диаграммы. После обучения испытуемому предлагается прослушать шесть серий звуковых щелчков, в трех из них интерауральная Д? вводится на правый канал, а в трех - на левый. Таким образом, в процессе прослушивания каждой серии звуковых щелчков испытуемый нажимает на кнопку

5 раз, после последнего нажатия подача звуковых сигналов прекращается.

В специальных окнах программы регистрируются данные об испытуемом (ФИО, возраст, примечания), о положении ЗО при одновременной стимуляции, о траектории движения ЗО и других особенностях ощущений испытуемых. Все данные, получаемые в процессе эксперимента, при нажатии на кнопку «Сохранить» автоматически заносятся в протокол исследования, который сохраняется в электронных таблицах Excel в виде отдельного файла.

Программа имеет удобный пользовательский интерфейс. Специальное окно программы (рис. 1) позволяет внести не только все необходимые сведения об испытуемом, но и выбрать необходимые для обследования латерометриче-ские показатели из пяти возможных (Atmm, Atmax,

^-расщ? ^-уравн? ^-слиянО ДиаЛ°гов°е °КН° пр°-

граммы (рис. 2) позволяет вводить необходимые параметры дихотической стимуляции, осуществлять тестирование и следить за его результатами в интерактивном режиме. По окончании теста программа сохраняет результаты в отдельный файл, в имени которого указывается фамилия и возраст испытуемого.

Заключение

С помощью разработанного программноаппаратного комплекса проведено тестирование боле 150 человек разного возраста (от 2.5 до 85 лет). В процессе экспериментов было подтверждено, что предлагаемый компьютерный вариант дихотической стимуляции существенно интенсифицирует процесс обследования за счет его автоматизации, включая обработку результатов и способ их сохранения. В связи с этим описываемая система может быть рекомендована при исследовании субъективных особенностей испытуемых в психофизиологической диагностике, при исследовании пространственного слуха.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования РФ (грант PD 02-1.4-186).

Список литературы

1. Альтман Я.А. Слуховая система. Л.: Наука, 1990. 214 с.

2. Вартанян И.А. Роль различных отделов коры головного мозга в оценке человеке изменения местоположения источника звука // Физиология человека. 1995. Т. 25. № 1. С. 43-51.

3. Варягина О.В., Радионова Е.А. Эквивалентное соотношение и сравнительная эффективность ме-жушных различий по времени и интенсивности стимуляции при латерализации движущегося звукового

образа // Сенсорные системы. 2001. Т. 15. № 4. С. 289-294.

4. Щербаков В.И., Паренко М.К., Полевая С.А., Шеромова Н.Н. Влияние интенсивности дихотиче-ской стимуляции на формирование звукового образа и его локализацию в субъективном звуковом поле // Сенсорные системы. 2003. Т. 17. № 2. С. 166-173.

5. Щербаков В.И., Паренко М.К., Егоров А.А. Способ исследования функционального состояния

6. Щербаков В.И., Паренко М.К., Шеромова Н.Н., Полевая С.А. Способ иссследования межпо-лушарной сенсорной асимметрии. Патент на изобр. № 2207041; опубл. 27.06.2003, Бюл. № 18.

7. Альтман Я.А., Радионова Е.А., Варягина О.В., Никитин Н.И. Психофизиологические особенности эффекта латерализации при восприятии движущегося звукового образа // Физиология человека. 1997. Т. 23. № 2. С. 80-90.

PHYCHOPHYSIOLOGICAL TESTING BY DICHOTOMIC STIMULATION USING A HARDWARE/SOFTWARE COMPLEX

M.K. Parenko, V.I. Shcherbakov, I.A Kuznetsova, A.A. Egorov, E.L. Ageeva

The proposed method of phychophysiological testing is an improved modification of the method of dichotic stimulation used earlier. The developed hardware/software complex permits to measure some parameters of binaural hearing, to process data and save the results automatically. The system can be used for the investigation of spatial hearing and in phychophysiological diagnostics.

мозга. Патент на изобр. № 2255649; опубл.

10.07.2005, Бюл. № 19.