4.1. Понимание реакции Первый метод диктует нам то, что стоит сделать, как только вы почувствовали прилив эмоции. В такие моменты очень эффективным будет сказать себе мысленно или вслух имя этого чувства. Узнать ее – эту эмоцию. Произнести: «Страх», или «Зависть», или

Первые реакции Так рушились иллюзии, одна за другой. И тогда явилось нечто неожиданное: черный юмор. Мы ведь поняли, что нам уже нечего терять, кроме этого до смешного голого тела. Еще под душем мы стали обмениваться шутливыми (или претендующими на это) замечаниями, чтобы

3. Реакции Изменить установку явно недостаточно. В конце концов, очень просто делать пустые заявления, полные намерения и желания расти. Намного сложнее подкреплять их действиями на протяжении лет, приносящих невзгоды и разочарования, которые наполняют новой силой наши

В 20-е годы имели место широкие дебаты по поводу того, измеряют ли тесты силы интеллекта и скорости умственных действий разные виды интеллекта или же примерно одно и то же. Тесты на скорость умственных действий содержали задания достаточно простые - почти любой испытуемый оказывался в состоянии выполнить их, имея достаточно времени. Тесты силы интеллекта, напротив, включали проблемы столь сложные, что многие участники не могли найти решения, даже располагая неограниченным временем. Практические результаты тестирования в основном подтверждали взгляд, согласно которому оба типа тестов измеряли примерно один и тот же тип интеллекта ; корреляция между результатами этих весьма отличных друг от друга видов тестов была весьма высока. Оценки результатов тестов, выполненных с ограничением времени, и тестов, когда испытуемым давалась возможность закончить решение задачи без ограничения времени, показали, что коэффициент корреляции между ними близок к единице.

В исследованиях Г.Айзенка и Д.Фурнье , эта проблема рассматривалась под несколько другим углом зрения. Было высказано мнение, что при тестировании интеллекта следует

принимать во внимание не количество набранных баллов, а характер решавшейся задачи, поскольку одно и то же количество баллов может быть набрано испытуемыми, которые выполнили, не выполнили или выполнили неверно совсем разные задания. Кроме того, помимо подсчета правильно решенных, нерешенных и неверно решенных задач, для каждой из них необходимо фиксировать время, прошедшее до получения решения или до отказа от дальнейших попыток. Если при этом время правильного выполнения заданий соотносилось с их трудностью, то можно было построить кривые (рис.5,А) или, используя логарифмы оценки времени решения, параллельные прямые (рис.5,Б), отражающие результаты тестирования. Сплошные линии соответствуют выполненным заданиям, курсивные - заданиям слишком трудным, от решения которых испытуемый отказался (при фиксации времени, затраченного на попытку решения). Анализ полученных данных выявил три основных фактора, характеризующих общий IQ: скорость умственных действий, настойчивость (время, которое испытуемый затрачивал на попытки решить трудную задачу) и ошибочность (тенденция испытуемого предлагать неверные решения).

Суммируя данные, отраженные на рис.5, можно предположить, что тесты силы интеллекта и скорости умственных действий на самом деле измеряют один и тот же тип интеллекта и что в качестве основного показателя следует рассматривать логарифм от времени, затрачиваемого испытуемым на выполнение заданий на том уровне трудности, при котором оказались решены 100% задач. Это говорит в пользу того, что скорость выполнения испытуемым простейших заданий может служить хорошим показателем интеллекта и что Ф.Гальтон был прав, предлагая использовать время реакции как характеристику биологического интеллекта.

Эта гипотеза была исследована и отвергнута К.Висслером , мнение которого воспринималось психологами как аксиома на протяжении последующих 65 лет, несмотря на явные пороки его работы: его измерения времени реакции были совершенно недостоверны; он не использовал тесты 1Q, а измерял показатели, не имеющие выраженной связи с интеллектом; группу испытуемых составляли

Рис. 5 . Время (А) и логарифм от величины времени (Б) принятия решения в зависимости от трудности задания

Рис. 6. Зависимость отношения количества информации к времени реакции для групп испытуемых с разным IQ (по В.Хику)

учащиеся, различия в интеллектуальных возможностях которых были столь невелики, что делали полученные результаты бессмысленными.

Только в последние годы возобновилось изучение связи IQ с временем реакции, что в значительной мере следует считать заслугой Е.Рота, который в своей работе использовал открытый В.Хиком закон для создания нового метода измерения времени реакции. Согласно закону Хика, если при исследовании времени реакции число выборов (1, 2, 4, 8 и т.д.) выразить в битах информации

Рис 7 . Структура интеллекта: Эрлангенская школа

путем логарифмирования по основанию 2, то, отложив их значения по оси абсцисс, а время реакции, измеренное в миллисекундах, - по оси ординат, получаем линейную зависимость между переменными. Е.Рот предположил, что угол наклона получаемых прямых окажется больше для испытуемых с низким IQ, и полученные им данные, отраженные на рис.6, как будто подтверждают эту гипотезу, хотя коэффициент корреляции составляет всего 0,39. Попытки воспроизведения эксперимента (например, ) показали действительное существование зависимости между интеллектом и временем реакции, как это предположил Е.Рот.

За новаторской работой Е.Рота последовали другие исследования: представителей немецкой Эрлангенской школы ( , , , , ) и других ученых ( , , , , , ).

Результаты работ Эрлангенской школы привели к созданию теоретической модели, основные положения которой отражены на рис.7. В ее основу легло хорошо известное положение о том, что сознание обладает ограниченной пропускной способностью для информации: оно способно обрабатывать лишь 16 бит в секунду, при том что количество сигналов, поступающих от сенсорных органов, составляет 10 10 . Информация от рецепторов поступает в краткосрочную, или рабочую, память, некоторая часть ее отбирается для хранения в долгосрочной памяти и используется в будущем для когнитивной деятельности.

Важность скорости умственных действий для эффективной когнитивной деятельности определяется тем, что она ограничивает число операций, осуществляемых с поступающей информацией одновременно. Она также ограничивает число операций, которые могут совершаться одновременно для обработки содержания долгосрочной или краткосрочной памяти. К тому же быстрое стирание следов стимула (иконическая память) делает особенно важной быструю обработку информации. Наконец, повторение и упорядочение (консолидация) информации требует времени, которое, таким образом, ограничивается для других когнитивных процессов. Поэтому даже совсем небольшие различия в скорости обработки информации могут иметь очень большие и важные последствия для решения когнитивных задач.

Суммируя основные эмпирические факты, полученные при изучении времени реакции, полезно остановиться на тех методах, которые применяются для его измерения. На рис.8 изображен прибор, сконструированный А.Йенсеном для этих целей. Испытуемый нажимает указательным пальцем центральную кнопку. При загорании одной из восьми лампочек, расположенных по периметру, нужно быстро переместить палец и нажать кнопку перед соответствующей лампочкой. При этом следует различать время реакции (ВР) и время движения (ВД): ВР - это время от поступления стимула до отпускания центральной кнопки, а ВД - время между отпусканием центральной кнопки и нажатием кнопки перед загоревшейся лампочкой. На приборе может измеряться простое время реакции, когда используется всего одна лампочка, а остальные заблокированы, а также время реакции выбора, когда используются два, или четыре, или все восемь стимулов, а неиспользуемые лампочки блокируются и не видны испытуемому.

Получаемые корреляции между временем реакции, измеренным различными методами, и IQ имеют довольно широкий разброс в зависимости от того, какие тесты IQ применяются (чаще всего векслеровская шкала интеллекта для взрослых или матрицы Равена), от того, какой уровень способностей тестируется в популяции, и от конкретных особенностей

Рис.8. Аппарат А.Йенсена для измерения времени реакции и времени движения

экспериментальной парадигмы. Некоторые исследователи использовали группы испытуемых, куда входили учащиеся с наиболее высокими значениями IQ и одновременно лица с задержкой развития, IQ которых наиболее низок; при этом получаемые корреляции неоправданно завышаются. Другие использовали только студенческие выборки, что излишне сужает границы исследуемой области. Результаты таких работ требуют корректировки с учетом этих обстоятельств, что, однако, не всегда делается; к тому же такая статистическая процедура может оказаться неприменимой, например, в случае тестирования лиц с задержкой развития, когда неясно, образуют ли их IQ нижнюю страту общего распределения или же подчиняются совсем другим закономерностям. Возможно, для обеспечения надежности результатов следовало бы исключить данные, полученные для испытуемых с задержкой развития, при исследованиях, направленных на выявление корреляции ВР и IQ в популяции.

Коэффициенты корреляции простого времени реакции обычно не превышают -0,20, а времени реакции выбора -0,30 или -0,40, как это имеет место для угла наклона графиков Хика. Изменчивость ВР (интра-индивидная изменчивость) имеет коэффициент корреляции между -0,40 и -0,50; эти оценки являются взвешенными для достаточно большого числа испытуемых в различных исследованиях и скорректированными по ограничению расхождений, но не учитывают влияние ошибок измерения. Корреляция времени реакции выбора и параметра g является функцией числа битов информации в наборе стимулов, возрастая с увеличением числа возможных выборов. Корреляция времени движения с IQ носит обратный характер.

Для иллюстрации вышеизложенного на рис.9 приведены графики для 60 одаренных и 72 не достигших этого уровня, но обладающих IQ выше среднего семиклассников; различие между группами статистически достоверно на уровне 0,001 применительно к ВР, ВД, углу наклона Хика и изменчивости. Коэффициент множественной корреляции между этими величинами равен 0,64 . Различия в коэффициентах корреляции между отдельными параметрами были бы более значительными, если бы не ограниченность различий в уровне интеллекта испытуемых.

Возникает вопрос: имеет ли отношение время реакции к центральному ядру интеллекта, измеряемому, например, первым, или общим, фактором, получаемым из интеркорреляции субтестов Векслера? Т.Хеммельгарн и Т.Келе нашли, что в группе из 59 обладавших высоким интеллектуальным уровнем учащихся начальной школы 12 субтестов коррелировали до такой степени отрицательно с наклоном Хика, что оказались нагружены на фактор g всей батареи тестов. Была выявлена зависимость индивидуальных различий в наклоне Хика с количеством баллов по каждому из субтестов, а хронологический возраст оказался исключен. Профиль этих 12 корреляций имеет коэффициент корреляции -0,83 с профилем нагрузки 12 субтестов на фактор g. Эти данные проливают достаточно яркий свет на природу связи между временем реакции и фактором g.

Другая статья, посвященная этому вопросу, основывается на анализе данных, полученных при проведении психологической программы в авиации США

Рис.9 . Время реакции и время движения у одаренных и не одаренных детей

во время второй мировой войны . По материалам программы была составлена матрица, отражающая корреляции между 65 переменными, входящими в 40 с лишним использовавшихся тестов. Как сообщил автору Р.Л.Торндайк, ему удалось составить на основании этой матрицы 6 батарей из 8 исследовательских тестов каждая, добавляя потом оставшиеся 17 тестов по одному в каждую из батарей; полученные батареи были подвергнуты факторному анализу, и для каждого теста и для каждой батареи была подсчитана g-нагрузка. Работа продемонстрировала стабильность g-нагрузки при включении данного теста в состав различных батарей, а также ее стабильность в значительной мере для разных батарей.

Особый интерес представляет тест 65, являющийся тестом-дискриминантом на время реакции. Его нагрузка на 6 батарей при факторном анализе составила 0,52; 0,55; 0,61; 0,59; 0,60 и 0,61, или в среднем 0,58. Это значение - второе по величине для всех 17 включавшихся в батареи тестов, лишь незначительно превышенное тестом на пространственную ориентацию, для которого средняя g-нагрузка составила 0,60. Факторная нагрузка теста времени реакции выбора превосходила таковую для тестов общей информированности, арифметических рассуждений, операций с цифрами, понимания прочитанного - тестов, представляющих собой хорошую меру оценки g. Таким образом, остается мало сомнений в независимости g-нагрузки конкретной используемой батареи.

Помимо тех параметров, которые были обсуждены выше, необходимо рассмотреть эксперименты, включавшие такие области, как минимальная степень суждения, кратковременная и долговременная память. Как пример исследования первого из них можно рассмотреть предложенную Г.Айзенком парадигму «третьего лишнего»: на приборе Йенсена загораются одновременно три лампочки - две рядом, третья на некотором расстоянии; она и есть «третий лишний», и испытуемый получает инструкцию нажимать соответствующую ей кнопку. Этот очень простой тест имеет коэффициент корреляции -0,60 с IQ. Эксперименты по делению времени реакции с учетом краткосрочной (С.Стернберг, ) или долговременной памяти (М.Познер, ) также обнаружили высокую корреляцию с уровнем интеллекта. Представляется, что усложнение заданий - от простого времени реакции через время реакции выбора к соответствующему парадигме Г.Айзенка эксперименту - приводит к росту зависимости с IQ, как и должно вытекать из предположения, что различия в скорости умственных действий кумулятивны.

Ясно теоретически и подтверждается эмпирически то обстоятельство, что по мере того как проблемы, связанные с временем реакции, усложняются, т.е. по мере вовлечения большего числа элементарных) когнитивных факторов требования к скорости различных npoцессов оказываются аддитивными или мультипликативными, и, таким образом, чем сложнее задание, тем лучший инструмент измерения интеллекта оно представляет. Самую нижнюю позицию занимает простое время реакции, реакции выбора имеет более высокую корреляцию в зависимости от количества используемой для выбора информации; парадигмы С.Стернберга, М.Познера и Г.Айзенка дают еще более высокую корреляцию. Представляется справедливым, что эксперименты с дискриминантным временем реакции дадут более точную оценку для g, и работы и подтверждают это. Авторами использовалась батарея из 10 тестов, включавшая матрицы Равена, тесты на словарный запас, на аналогии и т.д., для измерения g; кроме того, методами факторного анализа получены оценки вербальной, пространственной и сенсомоторной скорости.

Были использованы два задания на время реакции, в одном из которых, вербальном, использовалась процедура визуального поиска категории . При каждой попытке на экране высвечивались три названия аксиоматических категорий; на их запоминание отводилось 5 секунд. Затем испытуемому предъявлялись три слова, остававшиеся на экране до момента ответа или, если ответа не

поступало, в течение 5 секунд. Нужно было нажать на одну из трех кнопок в зависимости от положения нужного слова, единственного относившегося к одной из представленных ранее категорий. Подобное же задание было разработано для пространственных стимулов. Использовались стимулы двух уровней упорядоченности: последовательное появление цели и отвлекающего объекта или случайное. Первый эксперимент состоял из восьми двухчасовых занятий, второй - из пяти часовых, с целью изучения эффекта практики.

Как и можно было ожидать, последовательное появление цели имело меньшую корреляцию с фактором g, чем случайное, поскольку последнее требует вовлечения большего числа когнитивных процессов. Наиболее низкой корреляция была на первом занятии, сохраняя постоянный уровень на последующих. Все коэффициенты корреляции были положительны: наибольший (0,5-0,7) - для g, более низкие (0,2-0,3) - для характеристик вербальных и пространственных способностей, и минимальный (0,1-0,2) - для показателя скорости восприятия движения. Существует определенная вероятность того, что обследованная группа отличалась несколько менее выраженными различиями в способностях, чем это имело бы место для случайной выборки, но это не вполне ясно, да и возможные изменения дали бы минимальный эффект. Представляется несомненными, что дискриминантное время реакции имеет весьма высокую корреляцию с g.

Еще более сложные примеры когнитивной деятельности, требующие короткого ВР, представляют собой канцелярские задания такого типа, как применявшиеся Эрлангенской школой: сортировка карточек, называние серии из 20 букв, тест слежения, требующий от испытуемого упорядочения случайным образом разбросанных по листу бумаги чисел. Все эти тесты показывают весьма высокую корреляцию с тестами IQ .

Последним в этом обзоре исследований ВР мы упомянем изучение «времени инспекции»: под ним понимается минимальный промежуток, за который испытуемый может зафиксировать различие между двумя явно отличающимися по длине линиями . Две линии в течение краткого отрезка времени демонстрируются тахистоскопом, затем появляется иначе направленный маскирующий стимул. В качестве «времени инспекции» принимается то минимальное время, за которое испытуемый правильно определяет положение более длинной линии в 97,5% случаев. Пороговое значение значительно ниже для лиц с высоким уровнем интеллекта, чем для ограниченных испытуемых; аналогичный тест был разработан и для слуховой модальности. Как и большинство экспериментов для определения пороговых значений, данный тест требует значительного времени и преодоления трудностей с конструированием и использованием аппаратуры, в результате чего получаемые результаты варьируют в зависимости от того, кто проводит тестирование. Тем не менее обычно сообщается об успешном применении этой методики.

Можно предположить, что корреляция всех типов тестов ВР и измерений IQ должна зависеть от того, осуществляются ли последние с ограничением времени или без него. Это, однако, не соответствует действительности, как показали П.Вернон, С.Надор и Л.Кантор . Они нашли, что различия корреляции между результатами измерения ВР и IQ, определенным без ограничения времени, не носят статистически достоверного характера, то есть что тесты с ограничением времени и без такового характеризуют в целом одно и то же представление о факторе g.

Коэффициенты корреляции между ВР и IQ для различных тестов составляют от -0,3 до -0,6, и ясно, что любая комбинация наиболее удачных тестов даст значение коэффициента корреляции около -0,7 или даже выше для неселективных групп - значение, близкое к тому, которое имеет место для интеркорреляции различных тестов IQ. Таким образом, становится очевидным, что Ф.Гальтон был прав, предлагая использовать ВР для измерения интеллекта. Тесты ВР имеют неоспоримые преимущества: они гораздо

более фундаментальны, биологичны и независимы от влияния культуры, чем тесты IQ, неизбежно искажаемые культурными, образовательными и социоэкономическими факторами того или иного вида. Зависимости, обнаруженные в рассмотренных выше исследованиях, было бы очень трудно объяснить с позиций принципов А.Бине или триархической теории Р.Стернберга .

БОЙКО Е.И.

I . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТА И ЗНАЧЕНИЕ ИСТОРИИ ХРОНОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В первой главе диссертации дается общее понятие о времени реакции человека (ВР) и описывается методика его измерения. Термин «время реакции», введенный в науку З. Экснером (1823), является общепринятым в международной психофизиологической литературе. Под ним разумеется измеряемый в лабораторных условиях промежуток времени между подачей какого-либо раздражителя, воздействующего на рецептор, и началом ответного движения на этот раздражитель, обычно в форме нажимания ключа или произнесения вслух какого-нибудь слова (речевые реакции). Приведенное ходячее определение, однако, не полно. Существенно важным моментом является учет предварительной словесной инструкции, согласно которой производится двигательный ответ на тот или иной условленный пусковой сигнал. Последнее сразу переводит предмет в плоскость изучения временной характеристики собственно человеческих форм реакций, при осуществлении которых, как правило, имеет место взаимодействие словесных (второсигнальных) и «непосредственных» - зрительных, слуховых, тактильных и других раздражений.

Ввиду сказанного, значение термина «время реакции» не вполне, совпадает с тем, что обычно называют скрытым периодом или «временем рефлекса» (Экснер, Кауфман и Штейнгаузен), поскольку эти последние термины охватывают и более простые по структуре реакции животных.

По тем же самым причинам было бы неправильно называть «временем реакции» скрытые периоды каких-либо компонентов сложной реакции человека, например, блокады альфа-ритма, появления токов действия сетчатки, первичного ответа коры и т. п.

Таким образом, в более точном употреблении интересующий нас термин указывает на промежуток времени между началом того или иного сигнала к реакции и началом ответного движения на этот сигнал и на относящееся к нему словесное воздействие, ибо оно, а вовсе не действие «пускового» сигнала, как такового, в первую очередь определяет содержание, психофизиологическую структуру и продолжительность ответной реакции. Короче говоря, при употреблении этого термина имеется в виду условленная реакция на условленный сигнал. Полный скрытый период такой реакции, казалось бы, нужно отсчитывать от момента подачи словесной инструкции Однако измерение соответствующего отрезка времени, лишено всякого смысла, так как период отставления «пускового» сигнала от предварительного словесного воздействия может произвольно меняться. Важным компонентом инструкции является требование реагировать «как можно быстрее». При наиболее простых формах сигналов и ответных движений оно приближает ВР к предельному физиологическому минимуму (около 100 мсек).

Опыты по изучению ВР были начаты астрономами в первой половине прошлого века, затем были продолжены физиологами и психологами (Гельмгольц, Дондерс, Экснер, Вундт; в России- Токарский, Ланге, Корнилов и др.). В настоящее время относящиеся сюда исследования проводятся в различных лабораториях Западной Европы, Америки и Советского Союза. ВР представляет двоякий интерес для науки. Во-первых, как особый объект психофизиологического исследования, поскольку изучается влияние на быстроту реакции различного рода внешних и общеорганических факторов, например, фармакологических веществ, тренировки, утомления, условий питания, возраста, характера сигналов и рабочего места оператора, причем разрабатываются все более точные методики измерения важнейших компонентов совокупного ВР, например, скрытого времени сенсорных процессов и центральной переработки воспринимаемой человеком информации. Практическая ориентация такого рода исследований понятна сама собой. Во-вторых, как показывает история и современное состояние вопроса, ВР является очень тонким и, в известном смысле, универсальным показателем процессов высшей нервной деятельности человека, экспериментальное изучение которых представляет многосторонний практический интерес.

По словам одного из ведущих американских специалистов в области нейрокибернетики и электрофизиологии У. Розенблита (лаборатория электроники Массачузетского Технологического Института), за последние двадцать лет вновь наблюдается повышение интереса к изучению временных характеристик реакций человека. Автор связывает это обстоятельство с двумя моментами: 1) с практическими потребностями изучения систем человек-машина в целях развития промышленной и военной техники, 2) с теоретико-информационным подходом к изучению пропускной способности человеческого звена в сложных каналах связи («Психология» под ред. З. Коха, т IV, 1962, стр. 367-368). Однако более чем столетняя история разработки вопросов, связанных с измерением ВР, показывает, что интерес к этой проблеме со стороны ученых различных специальностей, в особенности со стороны психологов различных стран, никогда не угасал и, что весьма характерно, всегда открывал перед ними обширную перспективу теоретических исследований. Едва ли не самый общий теоретический вопрос, который стоял и стоит в этой области перед исследователями, заключается в том, на что именно уходит измеряемое в опыте ВР, и чем оно заполнено, или еще конкретнее, какие психофизиологические процессы развертываются во времени между началом сигнала к реакции и ответным движением исследуемого лица.

Хронометрические опыты не только вплотную подводят к этому вопросу, но и очень много дают для ответа на него, так как ВР давно уже используется и зарубежными и советскими психологами в качестве лабораторного показателя при изучении механизмов психической деятельности.

Основное содержание диссертации представляет попытку дать посильный ответ на этот сложный вопрос, а также на вопрос о зависимости ВР от различного рода факторов, опираясь как на литературные источники, так и на собственные экспериментальные данные автора и его сотрудников. При этом на всем протяжении книги предмет трактуется в историческом плане, что позволяет выделить основные направления исследований, оценить их с теоретической и практической точек зрения, обнаружить методические пути, которые заводят науку в тупик, и определить прогрессивные тенденции развития.

Во второй главе диссертации излагается история возникновения хронометрического эксперимента в начале XIX столетия (работы астрономов) и затем перенесение вопроса на физиологическую почву Гельмгольцем, Дондерсом и Экснером. Главное содержание соответствующих разделов монографии сводится к описанию фактических данных, полученных разными исследователями при различных условиях эксперимента. В третьем разделе второй главы, а также в третьей главе диссертации рассматривается история дальнейшего развития хронометрических исследований на Западе и в России, а затем в Советском Союзе (школа В. Вундта, работы А.А. Токарского, Н.Н. Ланге, К.Н. Корнилова, Л.С. Выготского и др.). В четвертой главе подводятся критические итоги этих исследований, которые сопоставляются с положениями И.П. Павлова о наличии у человека двух сигнальных систем, в результате чего намечается самая общая психофизиологическая схема реакции человека.

Материалы второй и третьей глав диссертации показывают, что многочисленные попытки соединить хронометрический эксперимент с непространственными субъективно-психологическими понятиями, а также с чисто результативными описательными категориями типа реакций «узнавания», «различения», «вы6ора» и т. д. потерпели полную неудачу. Это особенно ясно видно на провале попыток измерить «время различения», изучить особенности «мускульной» и «сенсорной» реакций (Л. Ланге), определить ВР на сходство и различие (Н. Ланге и А. Токарский). Данные, получавшиеся разными исследователями, слишком сильно расходились между собой, главным образом, по причине различного, подчас весьма произвольного, толкования природы исследуемых процессов и связанных с этим различий в методике хронометрических опытов. Поучительная история этих исследований позволила автору диссертации сформулировать в IV главе следующие выводы.

1. Вопреки известному мнению Г. Спенсера и др. психологов, оперировать понятием времени без пространства не только в применении к физическим, но и применительно к психическим процессам совершенно бессмысленно. При исключении из анализа пространственного фактора сколько-нибудь точное измерение времени протекания психических процессов практически становится невозможным.

2. Любые психологические построения, выраженные в эфемерных бессубстратных понятиях, т.е. в понятиях, не приуроченных к материальной физиологической структуре, могут иметь лишь весьма условное описательное значение. Подлинно научное понимание психических процессов требует возможно более полного учета осуществляющих их функций мозга.

3. Для того, чтобы измерить время какой-либо психической реакции, необходимо, во-первых, зарегистрировать материальное воздействие раздражителя на исследуемое лицо и на время-измерительный прибор, как начало процесса, и, во-вторых, ответное воздействие исследуемого лица на этот прибор, как конец процесса. Без учета промежуточных физиологических звеньев, связывающих эти моменты, не может быть достигнуто никакого определенного однозначного представления о психических процессах, продолжительность которых подлежит измерению.

Отсюда попытка построения исходной физиологической схемы, дающей самое общее представление о том, чем заполнено измеряемое в опыте время реакции. Отказываясь от традиционной «одноколейной» схемы произвольной реакции человека, построенной по аналогии со схемой простейшей рефлекторной дуги, автор приходит к новому, более адекватному пониманию. Любая словесно детерминированная реакция представляется при этом сложным цепным процессом, в котором происходит взаимодействие частичных условнорефлекторных реакций - кортико-ретикулярных, ориентировочно-установочных, фазных и тонических, первосигнальных и второсигнальных, причем процесс возбуждения корковых клеток, опережая развертывающуюся афферентацию действия, попеременно распространяется из непосредственных корковых проекций в словесные и обратно, все время конвергируя в общих пунктах и давая начало различного рода динамическим новообразованиям в сфере ранее выработанных связей первой и второй сигнальных систем. Принимая эту общую схему как исходную предпосылку для постановки дальнейших экспериментов, автор отдает себе полный отчет в том, что всякая рабочая схема есть всего только схема и что она ни в какой мере не представляет действительного богатства сторон стоящего за этой схемой конкретного объекта исследования.

Приведенные выше положения о беспочвенности и бесплодности хронометрических исследований, авторы которых пользовались чисто описательными психологическими понятиями безотносительно к лежащим в их основе материальным процессам, находят себе дальнейшее подтверждение в последующих главах диссертации. С другой стороны, как показывают материалы X главы, все без исключения хронометрические исследования, нашедшие себе выход в практику, в большей или меньшей степени основываются на имеющихся в науке представлениях о материальных процессах в органах чувств и в центральной нервной системе.

Содержание первых четырех глав диссертации отражено в следующих публикациях автора: 1. Вопросы методики хронометрических опытов - в статье «Опыт построения двигательной методики с учетом зрительных установочных рефлексов» («Известия АПН РСФСР», №53, 1954); 2. Обобщение итогов истории хронометрических исследований и описание физиологической схемы реакции человека - в статье «К вопросу о функциональной структуре произвольной реакции. (Сб. «Пограничные проблемы психологии и физиологии», частьII: «Время реакции человека», 1961). Кроме того, в журнале «Вопросы психологии», №6, 1963, печатается статья «Из истории хронометрического исследования реакций».

II . МЕХАНИЗМ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ РЕАКЦИИ ЧЕЛОВЕКА С ТОЧКИ

ЗРЕНИЯ НЕЙРОКИБЕРНЕТИКИ И КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ

С точки зрения нового направления в психофизиологии, которое связано с развитием кибернетики и для которого у разных исследователей имеются различные наименования («информационная психология», «информационная физиология», «нейрокибернетика» и т.д.) орган психической деятельности - мозг рассматривается как центральный механизм управления всеми периферическими эффекторами и, следовательно, всем сложным поведением человека. Через многочисленные рецепторы в мозг почти непрерывно поступает информация о событиях, совершающихся во внешнем мире и "внутри организма, а также о тех изменениях, которые закономерно происходят в среде под прямым влиянием текущей деятельности (обратная связь). Мозг целесообразно перерабатывает эту информацию и посылает соответствующие команды двигательным органам. В связи с разработкой методов количественной оценки информации перед психофизиологией открываются новые возможности логико-математического и статистического анализа.

В диссертации относящийся сюда материал подразделяется на три части. В первой части на основании экспериментальных работ автора и его сотрудников, а также данных других исследователей, выдвинется общий нейрокибернетический принцип управления афферентацией с подчеркиванием для человека момента второсигнального управления. Во второй части дается критический обзор работ о ВР, авторы которых пытались применить к анализу экспериментального материала положения шенноновской теории информации, полностью абстрагируясь от нейрофизиологии. В третьей части делается попытка расчленения изученной нами формы реакций на «элементарные» операции, а затем построения логической схемы соответствующего алгоритма. Наше участие в разработке этой проблемы по преимуществу ограничивается психофизиологическим анализом механизма реакции, дающим, как мы полагаем, небезынтересный материал для моделирования функций мозга. Остановимся на каждой части в отдетьности.

1) То, что мы называем принципом управления афферентацией, является всего лишь последним обобщением или, может быть лучше сказать, сокращенным терминологическим оформлением многих фактических данных, добытых частью нами и нашими сотрудниками при изучении механизмов человеческих реакции, частью другими исследователями - советскими (Н.А. Бернштейн, П.К. Анохин, Е.Н. Соколов, А.В. Напалков и Л.Г. Воронин, Г. Снякин и др), a также зарубежными нейрофизиологами, из которых в особенности следовало бы упомянуть Р.Б. Ливингстона (1958, 1954, 1962).

Суть дела, вкратце, заключается в следующем. Еще И.П. Павлов, выдвигая понятие второй сигнальной системы называл последнюю высшим физиологическим регулятором человеческого поведения. С другой стороны, общеизвестно, что анализ и синтез окружающей среды осуществляется мозгом человека и животных с помощью сложных специализированных аппаратов - анализаторов - зрительного, слухового, кожно-кинестетического и др. Следовательно, управление поведением, в особенности, целенаправленным поведени, происходит через анализаторы. И, если механизмы второй сигнальной системы в коре головного мозга действительно выполняют функцию высшего управления, то эти механизмы в той или иной форме должны влиять, на работу различных анализаторов. Как же это все происходит? В общей форме ответ направшивается сам собой - через избирательное отношение к раздражителям, обусловленное центральными нервными импульсами. С внешней стороны относящиеся сюда факты общеизвестны. При целенаправленном манипутировании с предметами во всех сферах жизни мы активно выделяем в них то одни, то другие элементы, сообразно меняющимся задачам действия, мы отыскиваем нужные нам объекты, ориентируемся на их различные стороны или части и в зависимости от этого по разному строим и координируем свои произвольные двигательные реакции.

Н.А. Бернштейн (1947) давно уже указал на явление «периферийного замыкания» при координации двигательных актов, предполагающее зависимость афферентации от движений. Об «активном подборе афферентации» при осушествлении «рефлекса цели» говорит П.К. Анохин (1962). «Центральный контроль сензорной активности» является предметом исследований Р.Б. Ливингстона и др. зарубежных авторов. «Настройка» и «регуляция анализаторов» стали привычными понятиями в работах Е.Н. Соколова (1958) и его сотрудников. Наконец, в самое последнее время о зависимости потока информации от активных движений при выработке сложных форм поведения вновь и притом очень настойчиво говорят С.Н. Брайнес, А.В. Напалков и В.Б. Свечинский (1962). Все это вместе взятое, а также наши исследования, проводившиеся совместно с М.М. Власовой, Э.А. Голубевой, Н.И. Крыловым, Т.Н. Ушаковой и Н.И. Чуприковой, дают достаточно оснований для того, чтобы отказаться от прежнего представления об афферентации сложных поведенческих актов, как о чисто центростремительном пассивном процессе воздействия раздражителей на мозг через рецепторы, и утверждать, что наряду (и в теснейшей связи) с построением движений и координационным управлением двигательными актами существует центральное управление потоками афферентных импульсов. Это означает, что сложная афферентация, необходимая для осуществления целенаправленных реакций, является не только (и даже не столько) результатом стихийных внешних воздействий, но и в то же время результатом работы центральной нервной системы (у человека - второй сигнальной системы), которая при посредстве центробежных импульсов и двигательных актов регулирует, контролирует и, в известном смысле, организует сложный поток восходящих афферентных импульсаций.

Средствами воздействия на афферентацию со стороны высших отделов мозга являются не одни лишь условные установочные реакции (поворот головы, глаз и вообще двигательные приспособления к раздражителям), но и особого рода положительные и тормозящие импульсы, направляющиеся из словесных отделов коры в зрительный, слуховой и др. анализаторы и позволяющие активно выделять те или иные элементы из общего афферентного потока. Опыты по изучению рторосигнальных управляющих импульсов излагаются в девятой главе диссертации.

2) ВР было одним из первых объектов, к которым психологи начали применять положения теории информации К. Шеннона. Из относящихся сюда исследований наибольшую известность получили работы Хика и Хаймена с реакцией «выбора» и работы Клеммера с «простой» реакцией. Названными авторами было найдено приблизительно линейное отношение между средней информацией стимула и ВР. Соответствующая формула Хика:

ВР (в сек.) =0,626 log 10 (n+1), где n есть число дифференцируемых раздражителей. Формула Хаймена-Бриккера:

При этом Т означает среднее количество информации (log 2 n), зависящее от числа альтернатив, либо то же самое, но при статистическом «взвешивании», когда в специальных сериях опытов относительная частота появления стимулов была разной или вводились вероятностные межстимульные зависимости. Константы сопоставлялись: а - с временем «простой» реакции; b - с величиной, обратной «скорости передачи» информации [ 1/b |. При исчислении количества информации в опытах с «простой» реакцией Клеммер сопоставлял ВР с «неопределенностью» появления пускового сигнала во времени и скоростью передачи (логарифм среднего квадратического отклонения предварительного периода минус логарифм среднего квадратического отклонения при воспроизведении заданных интервалов времени).

Наличие приблизительно пропорциональных отношений между количеством информации стимула в вышеприведенной трактовке и ВР не представляет собой чего-либо неожиданного, так как в опытах более ранних исследователей была уже установлена логарифмическая зависимость ВР как от числа дифференцируемых раздражителей (Меркель, Бланк), так и от длительности и вариативности предварительного периода (Вудроу). Бланком было предложено также выражать зависимость ВР от повторных предъявлений стимула через уравнение: , где a, b и с - константы, a d - число дней тренировки. Предстояло вскрыть физиологические механизмы, лежащие в основе вышеуказанных зависимостей, на важность чего обращали внимание многие зарубежные авторы, например, Хаймен, Бриккер и др.

Вместе с тем мы полагаем, что нет никаких оснований, ни теоретических, ни эмпирических, ставить вопрос так, как будто бы информация стимула сама по себе и, следовательно, каким то непостижимым образом причинно определяет ВР (Хаймен). Наличие высокого коэффициента линейной корреляции между информацией стимула и ВР говорит только за то, что в основе обеих этих мер лежат какие-то общие причинные отношения, которые могут быть вскрыты только через изучение мозговых механизмов процесса усвоения, центральной переработки и передачи информации. Более того, на основании павловского учения о высшей нервной деятельности уже сейчас можно с уверенностью сказать, что в основе всех испробованных зарубежными авторами способов изменения информации стимулов, которые (способы) отражались на ВР, лежат общие механизмы системности в работе коры больших полушарий. Информация стимула, как это ясно по смыслу дела, определяется не физическими свойствами того или иного единичного раздражителя, а статистически, т.е. его отношением к другим аналогичным или сходным раздражителям, на что мозг реагирует системными реакциями и при том всегда a posteriori.

Помимо теоретических соображений этот тезис подтверждается и описываемыми в V-й главе диссертации опытами автора, которые показывают, что при прочих равных условиях ВР прямо зависит от системы вырабатываемых в опыте временных связей и что вследствие этого фактора «выбор». Например, из 16 альтернатив может осуществляться быстрее, чем из 6 (соответственные количества информации равны 4 и 2,58 дв. ед.).

3) В той же, V-й главе диссертации на основе анализа вырабатывавшихся в наших опытах систем временных связей ставится вопрос о моделировании некоторых типичных форм второсигнальных реакций. Путь к этой цели, по нашему мнению, проходит через изучение общих физиологических, механизмов, посредством которых осуществляется переход от тех или иных заданных значений координат к определяемой ими точке в пространстве. При этом случай декартовых (и вообще математических) координат с психофизиологической точки зрения является лишь частным выражением очень общего механизма, неоднократно описанного в наших прежних работах под именем динамических временных связей. Переход от раздражителя к ответу, основанный на динамической нервной связи, является результатом особого взаимодействия двух или нескольких генерализованных временных связей, имеющих общие структурные элементы, причем всякая динамическая связь, в отличие от обычной условнорефлекторной или замыкательной, не предсуществует в механизме реакции, а всякий раз заново складывается по ходу ее выполнения. Все известные нам случаи динамических временных связей включают в себя воздействие словом и опосредствуются второсигнальными управляющими импульсами, поступающими из словесных отделов коры в зрительный, слуховой и двигательный анализаторы первой сигнальной системы. На этом основании мы полагаем, что механизм динамических связей является существенным для второй сигнальной системы вообще. С указанной точки зрения, каждое слово можно рассматривать как обобщенную координату в многомерном фазовом пространстве. Взаимодействие генерализованных комплексов возбуждений в коре головного мозга, соответствующих восприятию каждого отдельного слова, как обобщенного сигнала действительности, должно состоять в частичном пространственном совпадении этих комплексов и в функциональном обособлении (выделении) некоторых из их компонентов, соответственно общему содержанию слов. Образование динамических временных связей при взаимодействии слов-раздражителей дает начало всевозможным суждениям и умозаключениям, привносящим новое содержание в общий контекст мысли по сравнению с имеющимся запасом знаний, непосредственно основанных на обычных (замыкательных) временных связях.

Подобно тому как по двум численным координатам отыскивается определенная точка на плоскости, так по двум или нескольким смысловым координатам - словам определяется конкретное содержание того или иного суждения, которое никогда не может выйти за пределы объемов составляющих его понятий, но вместе с тем всегда привносит в них нечто новое.

В психофизиологическом плане оба эти случая объединяются общим механизмом динамических временных связей. Любая цепь рассуждений может рассматриваться как сложная фазовая траектория в многомерном информационном «пространстве», координатами которой являются входящие в эту цепь словесные сигналы. Замечательно, что все основные элементы этого бесконечного по многообразию содержаний механизма в предельно простой и доступной физиологическому анализу форме можно найти в изучаемых нами дифференцировочных реакциях по предварительной словесной инструкции.

В заключительном параграфе этой главы на основании анализа некоторых наиболее изученных нами систем временных связей делается попытка описать цепь «элементарных» операций и построить логическую схему алгоритма типичной второсигнальной реакции в условиях ярко выраженного избирательного отношения реагента к непосредственным раздражителям.

Содержание настоящего раздела диссертации нашло отражение в следующих печатных работах автора. 1. «Взаимодействие условнорефлекторных процессов в сложных системных реакциях». Сборник «Вопросы изучения высшей нейродинамики в связи с проблемами психологии», М. 1957. 2. «О двоякой роли установочных реакций в сложных системных реакциях». Сборник «Ориентировочный рефлекс и ориентировочно-исследовательская деятельность». М. 1958. 3. «Моделирование функций мозга и высшая нейродинамика». Печ. Кибернетический сборник, М., Изд. АН СССР, 1963. 4. «Основные положения высшей нейродинамики». Сборник «Пограничные проблемы психологии и физиологии. М., 1961. 5. «О физиологических механизмах и закономерностях второй сигнальной системы». Девятнадцатое совещание по проблемам высшей нервной деятельности. Тезисы и рефераты докладов. Часть I. Л., 1960.

III . ЗАВИСИМОСТЬ ВР ОТ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЕРВОСИЛЬНАЛЬНОГО РАЗДРАЖИТЕЛЯ И ОТ РАЗЛИЧНОГО РОДА КОСВЕННЫХ ВЛИЯНИЙ НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

В соответствии с положениями гл. IV и гл. V, согласно которым функция высшего управления реакциями осуществляется корковыми механизмами второй сигнальной системы, представлялось интересным особо рассмотреть имеющиеся в литературе данные о том, как отражается на ВР характер первосигнального «пускового» раздражителя, а также некоторые другие условия реагирования при сохранении одной и той же второсигнальной стимуляции, т. е. при вынесении ее за скобки. Конечно, работа так называемых речевых зон коры ни морфологически, ни физиологически не может быть резко противопоставлена специализированным корковым анализаторам, так как по сути дела она является результатом совместной деятельности слуховых, зрительных и моторных систем. Тем не менее между словесной и непосредственной стимуляцией коры в акте реакции, несомненно, имеют место отношения взаимодействия. С точки зрения кибернетики между высшими корковыми системами и всеми специализированными функциональными механизмами вплоть до периферии точно так же должен иметь место обмен «осведомительной» (в данном случае - непосредственной, первосигнальной) и «управляющей» (второсигнальной) информацией.

По вопросу о том, как влияет на ВР модальность первосигнального раздражителя имеются многочисленные и в основном совпадающие данные различных исследователей. В зоне средних степеней интенсивности (прибл. между 60 и 80 дб над порогом) усредненное время «простой» реакции на звук равнялось 148 мсек, а на свет - 190 мсек. При раздражении других рецепторов были получены следующие средние величины в (мсек).

Главные причины этих различий связаны, во-первых, с особенностями воздействия раздражителя на рецептор (прямое воздействие, опосредствованное фотохимическим процессом, медленное проникновение через поверхность кожи и т. п.); во-вторых, с особенностями процесса адаптации. ВР на свет при адаптации к низкой фоновой освещенности, вообще говоря, укорачивается. Наоборот, адаптация к звуковым и тактильным раздражителям очень избирательна и потому приспособление рецептора к фону не удлиняет ВР на отличный от него по качеству пусковой сигнал.

Особое место в главе VI уделено реферированию и обсуждению работ Фрелиха, Хацельхоффа и Вирсма, Пьерона и др. исследователей, пытавшихся определить ту часть ВР, которая требуется для возникновения образа ощущения и восприятия. Полученные названными авторами величины для слуховых, осязательных и зрительных образов колебались в пределах от 18 до 140 мсек, а при неблагоприятных условиях - до 900 мсек. Время восприятия геометрических форм по новым данным Читема, полученным методом «маскирования», составляло ряд от 32 до 102 мсек. Однако в целом проблема скрытого времени сенсорных процессов еще недостаточно разработана и требует дальнейших психофизиологических исследований.

Одним из важнейших факторов, влияющих на ВР, является абсолютная (физическая) и относительная (физиологическая, зависящая от состояния возбудимости анализатора) силы пускового сигнала. При прочих равных условиях и в определенных физиологических пределах чем больше энергии поступает от пускового раздражителя в центральную нервную систему, тем быстрее протекает реакция мозга во всех ее звеньях и тем энергичнее конечный рефлекторный эффект, если только не имеется каких-либо объективных причин, маскирующих действие этого закона («основного количественного закона теории условных рефлексов» по терминологии, принятой в школе И.П. Павлова). В VI главе диссертации приводится много данных, подтверждающих правильность и доказывающих универсальный характер этого по существу биофизического закона. Там же приводятся данные ряда исследователей, в том числе и сотрудников автора, о влиянии на время реакции пространственной и временной характеристики первосигнального раздражителя. В частности, при увеличении площади светового или температурного раздражителей ВР заметно убывает. Оно убывает также при перемещении зрительного сигнала от центра поля зрения к периферии, причем в неодинаковой степени по разным направлениям (Поффенбергер, Т.Н. Ушакова и др.). При очень малых длительностях светового или звукового сигналов (до 30-50 мсек) ВР убывает с удлинением раздражения, а начиная с 50 мсек, наоборот, возрастает. Обнаружена также закономерная разница в величинах ВР в ответ на появление или исчезновение, а также на увеличение или ослабление интенсивности световых и звуковых (А.Н. Васильев) раздражителей.

Начиная с работ астронома Гирша (1861 -1862) и физиолога Экснера (1873), было получено множество фактов, указывающих на прогрессивное укорочение ВР под влиянием повторных упражнений. Параллельно наблюдалась стабилизация скрытых периодов, выражавшаяся в увеличении частоты одинаково укороченных реакций и в уменьшении среднего квадратического отклонения. Влияние упражнений больше сказывалось на дифференцировочной реакции, чем на «простой» (Меркель, Бланк). Отмечалось также выравнивание ВР на свет и на звук. Так, у каждого из 6 испытуемых Бредшоу (1937) ВР на свет после 20 опытов равнялось 129 мсек (ср. откл. 1,7-2,5), а на звук - 122 мсек (ср. откл. 1,2-1,9). У тех же испытуемых в первом опыте ВР на свет равнялось 194-141 мсек (ср. откл. 10,1 - 17,9), на звук 148-131 (ср. откл. 8,2-19,6). В данном случае выступило также поразительное выравнивание индивидуальных различий в величинах ВР, не наблюдавшееся другими исследователями.

Мы обнаружили более выраженное укорачивающее и стабилизирующее влияние упражнений на ВР при выработке сложных динамических систем временных связей по сравнению с более простыми парными ассоциациями (1949, 1953). Далее, работами Н.И. Крылова и Н.И. Чуприковой, проведенными в нашей лаборатории, было показано, что реакции более высокого уровня вообще в большей мере подвержены фактору упражняемости. В частности, это обнаружилось на реакциях типа умственного сопоставления. Кажущееся исключение составляли реакции на словесные сигналы, но это объясняется относительно более высоким исходным уровнем их тренированности. В исследованиях Н.И. Козина и Л.С. Блох (1940) было обнаружено уменьшение отрицательно-индукционных задерживающих влияний на ВР в ходе тренировки (выработка «иммунности» к внешнему торможению).

Ясной и законченной физиологической теории «автоматизации» мы до сих пор не имеем. Однако в ряду причин, обусловливающих укорочение ВР в ходе тренировки, необходимо отметить прогрессирующее ускорение иррадиации и концентрации нервных процессов в коре больших полушарий и ослабление явлений отрицательной индукции, что в особенности дает себя знать при выработке сложных реакций со многими взаимодействующими компонентами.

В главе VIII диссертации собраны данные многих исследователей, касающиеся изменений ВР с возрастом, а также под влиянием различного рода фармакологических веществ, недосыпания и утомления. Не имея возможности реферировать здесь этот чрезвычайно разнообразный по характеру материал, мы вынуждены отослать читателя к нашим публикациям 1954, 1957 и 1961 гг. Материалы VI-VIII глав диссертации нашли отражение в следующих публикациях автора: 1) «Опыт разработки двигательной методики с учетом зрительных установочных рефлексов». Известия АПН РСФСР, № 53, 1954; 2) «Взаимодействие условнорефлекторных процессов в сложных системных реакциях». Сб. «Вопросы изучения высшей нейродинамики в связи с проблемами психологии». М. 1957 (Там же опубликованы относящиеся к данному разделу диссертации работы наших сотрудников М.М. Власовой, Н.И. Крылова, Т.Н. Ушаковой и Н.И. Чуприковой); 3) «Время реакции и физологический закон силы». Сб. «Пограничные проблемы психологии и физиологии». М. 1961; 4) «Возрастаные изменения времени реакции у детей и у взрослых» (там же); 5) «Зависимость времени реакции от различного рода факторов, действующих через кровь» (там же).

IV . ВР КАК ИНДИКАТОР ПРИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Использование ВР в качестве средства или показателя при разработке различного рода физиологических и психофизиологических проблем было начато исследованиями Гельмгольца (1850, 1951) и Дондерса (1868). Первый пытался применить данные ВР для определения скорости проведения возбуждения по нервам человека, а второй - для определения продолжительности сложных психических процессов.

В XX столетии психологами было проведено немало экспериментальных работ с использованием ВР в качестве показателя при исследовании проблемы внимания (Вирт и Кестнер, Вудроу, Маурер, Зальцман и Гарнер), зрительной и слуховой чувствительности (Джонсон, Штейнманн, Флинн, А.Н. Васильев), особенностей работы зрительного анализатора в связи с его анатомо-физиологической структурой (Поффенбергер, Слетер-Хаммел, Т.Н. Ушакова), восприятия формы (Слейт), памяти (Постман и Каплан, М.М. Власова), вопросов совместной работы двух полушарий (Ф.О. Смит) и многие др. Из работ последнего времени кроме многочисленных исследований, касающихся работы оператора на пультах управления (так назыв. инженерно-психологическое направление), необходимо указать на исследования советских физиологов и психологов, пытавшихся воспользоваться скрытым периодом реакции для изучения высшей нервной деятельности человека. В частности имеются в виду работы лаборатории Б.М. Теплова по изучению типологических особенностей нервной системы, некоторые работы Е.Н. Соколова, и, наконец, исследования автора и его сотрудников по проблемам высшей нейродинамики.

Термин «высшая нейродинамика» был предложен автором (1954) главным образом для того, чтобы выделить из большого числа проблем высшей нервной деятельности те вопросы, которые касаются собственно человеческих форм и закономерностей этой деятельности (если только проблему второй сигнальной системы не суживать до проблемы физиологических механизмов речи, а трактовать вслед за Павловым как высший физиологический механизм управления поведением, о чем уже говорилось в IV и V главах диссертации).

В силу исторических причин огромное большинство работ, посвященных скорости словесно-ассоциативных реакций (эти работы критически реферируются в главе VII диссертации), не имело прямого касательства к изучению механизмов второй сигнальной системы. Последнее относится также к исследованиям Н.М. Костомаровой, проводившимся в нашей лаборатории в целях изучения причин, согласно которым время словесно-ассоциативных реакций «вид-род», как правило, оказывается короче, чем ВР «род-вид» (сб. «Вопросы изучения высшей нейродинамики», 1957, стр. 103). В IХ главе диссертации сделана попытка систематизировать и там, где это представлялось возможным, обобщить данные зарубежных и советских психофизиологов, изучавших высшую нервную деятельность человека с помощью показателя ВР. Материал главы разбит на три части: 1) ВР как лабораторный индикатор при изучении общих закономерностей высшей нервной деятельности; 2) ВР как показатель специально человеческих форм высшей нервной деятельности и 3) ВР как показатель типологических особенностей высшей нервной деятельности.

Поскольку главной задачей работы автора и его сотрудников (М.М. Власовой, Э.А. Голубевой, Т.Н. Ушаковой и Н.И. Чуприковой) было изучение с помощью ВР собственно человеческих форм высшей нервной деятельности, мы подробнее изложим здесь методику и результаты этого раз дела исследований, а остальные затронем вскользь. Существенным результатом работ в области изучения общих законов высшей нервной деятельности было: 1) установление факта суммирования возбудительного процесса при взаимодействии повторяющихся реакций на зрительные раздражители, выражавшееся в прогрессивном укорочении ВР на интервалах между реакциями от 9 до 1/2 сек. (первоначально этот факт очень отчетливо выявился в опытах автора с троекратным повторением одного и того же раздражителя); 2) демонстрация в отчетливой форме законов иррадиации и концентрации нервных процессов в зрительном анализаторе человека (совместно с Н.И. Чуприковой). Ввиду неоднократно высказывавшихся в зарубежной литературе критических замечаний в адрес работ павловской школы по поводу отсутствия статистической оценки экспериментально устанавливаемых фактов, мы применили к полученным в нашей лаборатории данным об иррадиации нервных процессов обычные статистические критерии, применяющиеся при малой выборке, и показали статистическую значимость тех различий ВР, на основании которых делались выводы о движении нервных процессов.

Для изучения собственно человеческих форм реакций с помощью ВР мы разработали особую методику, которая основывается на следующих теоретических предпосылках. Еще И.М. Сеченовым было высказано положение, согласно которому течение психических реакций зависит от меняющегося соотношения возбудимости центральных нервных путей, которое в свою очередь определяется взаимодействием поступающих в мозг раздражений. Само собой разумеется, что первенствующая роль здесь должна принадлежать взаимодействию раздражений в коре больших полушарий. С указанной точки зрения, разработка конкретных методических приемов, позволяющих следить за переменными состояниями возбудимости различных корковых пунктов, есть ключ к изучению динамики высших нервных процессов.

Термин «возбудимость» употребляется здесь не в традиционном, а в павловском смысле (см. Полн собр. Трудов, III, 1949, стр. 313) и потому мы считали возможным измерять этот параметр не при пороговой силе раздражения, а при средней, и не на электрический стимул, а на адэкватный (зрительный). Более того, при указанных естественных условиях оказалось возможным применить к изучению работы высших отделов человеческого мозга те классические приемы, с помощью которых неирофизиологи изучали различные фазы возбудимости на препаратах нервов животных. Основной прием, как известно, состоял в последовательном нанесении на нерв двух раздражений, первое из которых было основным, а второе - тестирующим, т. е обнаруживающим состояние последействия от предыдущего раздражения. Если, положим, через 0,001 сек. после первого раздражения на второе раздражение нерва не получается никакого ответа или ответ очень слаб, то отсюда делается вывод, что возбудимость нерва либо вовсе отсутствует (так назыв. абсолютная рефрактерная фаза), либо резко снижена (относительная рефрактерная фаза). В принципе тот же самый прием может быть применен к изучению возбудимости различных пунктов коры в той или иной функциональной системе (П.К. Анохин), если в качестве показателя использовать скорость двигательной реакции (1/ВР),а тестирующий или «индикаторный» световой раздражитель адресовать к определенным точкам сетчатки при фиксированном взоре.

Делалось это у нас следующим образом. Испытуемому предъявлялись на экспериментальном пульте одновременные и последовательные комплексы световых сигналов в форме вспышек маленьких электрических ламп. Взор фиксировался с помощью светового пятна в центре панели. Согласно предварительной словесной инструкции, испытуемый должен был целенаправленно реагировать на световые сигналы, например, сравнивать предъявляемые парные комплексы лампы и выделять в них общий член, (т.е. лампу, входящую в оба комплекса). Если теперь на различных интервалах времени после подачи второго комплекса давать одиночные световые сигналы либо в место общего члена сравниваемых пар, либо в места несовпадающих членов, либо, наконец, в индифферентные пункты, вовсе не входившие в сигнализируемые комплексы, то, по различиям ВР на эти одиночные световые сигналы, можно следить за переменными состояниями возбудимости различных «пунктов» зрительного анализатора в ходе сложной умственной деятельности. Такова в общих чертах схема нашей методики, за деталями которой необходимо обратиться к соответствующим публикациям.

На основе ряда экспериментальных исследований, проведенных по вышеописанной методике коллективом лаборатории высшей нейродинамики в 1956-1960 гг., нами были выдвинуты и совместно с сотрудниками экспериментально обоснованы следующие общие положения.

I. Второсигнальная регуляция корковой мозаики. У человека высший анализ и синтез непосредственных раздражителей осуществляется при посредстве второсигнальных управляющих импульсов, возникающих в словесных отделах коры и избирательно меняющих возбудимость различных «пунктов» непосредственных корковых проекций, сообразно задачам и целям действия. В результате одни из наличных раздражителей получают физиологическое преимущество перед другими и через это выделяются в восприятии, мышлении, сознании, тогда как другие, наоборот, оттесняются на задний план второсигнальным («блокировочным») торможением.

II. Суммирование эффектов положительных и блокировочных второсигнальных импульсов. При повторном поступлении второсигнальных управляющих импульсов в одни и те же пункты анализатора их эффекты алгебраически складываются (повторение положительных импульсов ведет к прогрессирующему повышению возбудимости зрительных клеток, повторение блокировочных - к понижению ее, а совмещение положительных и отрицательных дает средний по величине функциональный эффект).

III. Локальная разность возбудимости. Если второсигнальные управляющие импульсы, будучи генерализованы, совмещаются в проекционных корковых зонах полностью или частично, то между общими пунктами, в которых происходит суммирование эффектов, и другими участками коры возникает более или менее резкая и длительная разность уровней возбудимости.

IV. Экстренно возникающие («динамические») временные связи. Если локальная разность возбудимости создается генерализованными второсигнальными импульсами в зоне взаимодействия двух или нескольких замыкательных полей, то по ходу осуществления сложной реакции из этих полей функционально выделяются более возбудимые элементы, а действующая временная связь экстренно преобразуется (специализируется).

В IX-й главе диссертации мы не ставили своей целью доказать приведенные общие положения, которые аргументированы в других наших работах, а пытались лишь продемонстрировать возможность успешного использования ВР при разработке проблем высшей нейродинамики. Поэтому мы ограничились описанием и разбором опытов М.М. Власовой, Н.И. Чуприковой и Т.Н. Ушаковой, из которых вышеприведенные положения следуют. Точно так же и здесь мы считаем наиболее целесообразным сослаться на два относящихся сюда опыта и показать их связь с вышеприведенными тезисами.

Первый опыт уже описывался при изложении методики. Когда испытуемому последовательно предъявляются два парных комплекса ламп, имеющих общий член, то при отсутствии инструкции выделять этот член в соответствующем «пункте» анализатора наблюдается не повышение, а, наоборот, понижение возбудимости, определяемое с помощью индикаторного ВР. Если же дается соответствующая словесная инструкция, то в «пункте» общего члена обязательно наблюдается повышение возбудимости по сравнению с «пунктами» несовпадающих членов. Отсюда с необходимостью следуют три вывода. Во-первых, очевидно, что повышение возбудимости в «пункте» общего члена было результатом словесного раздражения и, следовательно, обусловливалось импульсами из словесных отделов коры. Во-вторых, несомненно, что между «пунктами» общего и несовпадающих членов пар создалась локальная разность возбудимости, которая обусловила выделение общего члена. В-третьих, когда испытуемый, например, показывает рукой выделенную общую лампу, временная связь между этой лампой, как раздражителем, и двигательным ответом руки, который координируется выделенной лампой, очевидно, не была замкнута заранее (до выделения общей лампы) и, следовательно, является по нашей терминологии «динамической». Наконец, следует отметить, что относительное понижение возбудимости «пунктов» несовпадающих членов в сравниваемых парах по сравнению с «индифферентными» пунктами (лампы, не входящие в сравниваемые комплексы) указывает на развитие в проекционной зоне зрительного анализатора тормозящих второсигнальных влияний, названных нами «блокировочными».

Второй опыт . Испытуемому предъяляется ряд из четырех ламп, которые зажигаются парами. По инструкции требуется выделять общий член не в зажигающихся парах, а в парах, остающихся незажженными. Выделяя общую лампу в негорящих парах, испытуемый должен был удержать ее в памяти и затем показать эксперимнтатору. Кроме того, как и в предыдущем опыте, наряду с парами сигнализировались и одиночные лампы, при вспышках которых испытуемый должен был возможно быстрее реагировать на ключ. По латентным периодам этих реакций на одиночные лампы можно судить о состояниях возбудимости в «пунктах» анализатора, соответствующих:

1) выбираемой общей лампе, которая ни разу не вспыхивала, но дважды выделялась в парах, остававшихся незажжеными;

2) лампе, которая дважды зажигалась, но оба раза должна была отбрасываться, согласно инструкции, как не идущая к делу;

3) остальным лампам, которые зажигались и отбрасывались однократно.

Как и следовало ожидать, возбудимость пункта дважды не зажигавшийся, но выделяемой по инструкции лампы в силу суммирования эффектов положительных второсигнальных импульсов была наибольшей (время индикаторной реакции самое короткое). Наоборот, возбудимость пункта дважды зажигавшейся, но по инструкции дважды отбрасываемой лампы, в силу суммирования тормозящих импульсов, оказалась самой низкой (время индикаторной реакции на одиночную вспышку самое длинное).

Разумеется, можно соглашаться или не соглашаться с павловской трактовкой термина «возбудимость», а также с принятой нами мерой. Можно употреблять для этого какой-либо другой термин, например, «реактивность». Можно, наконец, спорить относительно деталей физиологического толкования описанных экспериментальных фактов, но применимость ВР в качестве показателя при исследовании специфически человеческих форм высшей нервной деятельности на основании работ, изложенных в IX главе диссертации, представляется нам несомненной.

К аналогическому выводу мы приходим на основании анализа тех работ лаборатории Б.М. Теплова, в которых ВР было использовано в качестве показателя при изучении типологических свойств нервной системы (К.М. Гуревич, Н.С. Лейтес, В.Д. Небылицын, И.В. Равич-Щербо, М.Н. Борисова и др.). То же самое можно сказать и по поводу самых первых попыток использовать этот показатель для изучения специально-человеческих типов нервной системы, условно названных Павловым «художественным» и «мыслительным». Так, например, предпринятая Н.М. Костомаровой попытка группировки испытуемых по признаку замедления ВР при переходе от простых голосовых реакций к второсигнальным реакциям называния, будучи обработана нами с помощью дисперсионного анализа, привела к положительным результатам. В еще большей степени сказанное можно отнести к описанным в данном разделе монографии опытам Н.И. Чуприковой, хотя, несомненно, что все эти попытки нуждаются в дальнейшей экспериментальной разработке.

В заключительной, X-й главе диссертации делается попытка первоначальной систематизации тех многочисленных исследований, в которых ВР было использовано в качестве показателя при лабораторной разработке различного рода практически-прикладных проблем (в области авиационной медицины, нейрохирургии, физкультуры и спорта, инженерной психологии и т. д.). Общий вывод, к которому приходит автор диссертации, заключается в том, что ВР, будучи элементом самой общей характеристики всех форм человеческой деятельности и ее основных компонентов, может изменяться под влиянием любых воздействий и, потому должно быть признано не только очень важным, но и в известном смысле универсальным ее показателем. Последнее подтверждается все возрастающим практическим значением экспериментальных работ, проводившихся с применением этого показателя на протяжении ста с лишним лет.

1. «Опыт разработки двигательной методики с учетом зрительных установочных рефлексов». «Известия АПН РСФСР», № 53, 1954.

2. «Узловые проблемы высшей нейродинамики». Сб. «Пограничные проблемы психологии и физиологии», М., 1961.

3. «Основные положения высшей нейродинамики» (там же).

4. «Некоторые результаты и переспективы экспериментальной работы в области высшей нейродинамики». Совместно с М.М. Власовой и Н.И. Чуприковой (там же).

5. «Время реакции в исследованиях практически-прикладного характера» (там же).

1. «Опыт разработки двигательной методики с учетом зрительных установочных рефлексов». «Известия АПН РСФСР», №53, 1954.

2. «На пути к изучению высшей нейродинамики». Доклады совещания по психологии, 1954.

3. «К вопросу о механизмах умственных процессов». «Вопросы психологии», № 2, 1955.

4. «О двоякой роли установочных рефлексов в сложных системных реакциях». Сб. «Ориентировочный рефлекс и ориентировочно - исследовательская деятельность», М., 1958.

5. «Взаимодействие условнорефлекторных процессов в сложных системных реакциях». Сб. под ред. автора: «Вопросы изучения высшей нейродинамики в связи с проблемами психологии», М., 1957.

6. «К вопросу о механизмах умственного сопоставления». Совместно с Н.М. Костомаровой, М.М. Власовой и Н.И. Чуприковой. Совещание по психологии, М., 1957.

7. «Проблема условнорефлекторных основ высших психических процессов». Сб. «Психологическая наука в СССР», ч. 1, М., 1959.

8. «Узловые проблемы высшей нейродинамики». Сб. под ред. автора: «Пограничные проблемы психологии и физиологии», М., 1961.

9. «Основные положения высшей нейродинамики» (Там же).

10. «Некоторые итоги и перспективы экспериментальной работы в области высшей нейродинамики. Совместно с М.М. Власовой и Н.И. Чуприковой. Сб. «Пограничные проблемы психологии и физиологии», М., 1961.

11. «К вопросу о функциональной структуре произвольной реакции» (Там же).

12. «Время реакции и физиологический закон силы», (там же).

13. «Возрастные изменения времени реакции у детей и у взрослых» (там же).

14. «Зависимость времени реакции от различного рода факторов, действующих через кровь» (там же).

15. «Время реакции в исследованиях практически-прикладного характера» (там же).

16 «О физиологических механизмах и закономерностях второй сигнальной системы». «Девятнадцатое совещание по проблемам высшей нервной деятельности. Тезисы и рефераты докладов». Л., 1960.

17. «Опыт экспериментального анализа собственно человеческих форм высшей нервной деятельности» (там же, часть II).

18. «Моделирование функций мозга и высшая нейродинамика». Печ. Кибернетический сборник, Изд. АН СССР, М., 1963.

19. «Из истории хронометрического исследования реакций». Печ. «Вопросы психологии», №6, 1963.

20. «Время реакции человека». «Сокращенный вариант всей монографии. Печатается в Медгизе, М., 1964.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект. Предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому. В момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает увеличение диаметра тестового объекта. Затем вычисляют ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком и заданное время вновь предъявляют испытуемому замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Затем вычисляют время реакции T p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле

где t i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным, знаком, мс; n - количество испытаний, при этом замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшают в диаметре с заданной скоростью, затем уменьшение диаметра замкнутого контура останавливают нажатием кнопки «Стоп», а затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера. Способ позволяет повысить технологические возможности за счет определения времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга. 1 ил., 2 пр.

Рисунки к патенту РФ 2497452

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект.

Одним из методов повышения надежности и эффективности профессиональной деятельности человека является диагностика и прогнозирование его функционального состояния. Простым и достаточно точным психофизиологическим показателем функционального состояния является время реакции на движущийся объект . При этом время реакции на движущийся объект является сложным пространственно-временным рефлексом и используется в качестве теста для определения, уровня взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга , что обусловливает необходимость точного его определения.

Известен способ определения времени реакции человека на движущийся объект, согласно которому испытуемым предъявляют циферблат обычного стрелочного секундомера, одно деление которого равно 0,01 сек. Испытуемые по команде «Можно» нажатием кнопки пускают секундомер и останавливают его в момент достижения стрелкой заданного деления на циферблате. Проводятся 13 измерений, три из которых считаются ориентировочными и при определении времени реакции на движущийся объект не учитываются. Индикатором реакции на движущийся объект является средняя величина ошибок запаздывания и средняя величина ошибок упреждения. Для оценки средней величины ошибок запаздывания подсчитываются сумма отклонений с положительным знаком и количество ошибок такого рода. Деление суммарной величины ошибок на их количество дает искомую величину. Аналогичным образом вычисляется критерий, характеризующий среднюю величину ошибок упреждения. Сопоставление рассчитанных средних величин дает представление о преобладании средней величина ошибок запаздывания или упреждения, то есть о реакции на движущийся объект .

Известен способ тестирования реакции человека на движущийся объект, при проведении которого испытуемому предъявляют на экране видеомонитора окружность, на которой помещены курсор и метка, обозначающая «Стоп». Для обеспечения движения курсора по окружности испытуемый удерживает щупом кнопку пульта управления в нажатом состоянии. В момент предполагаемого совпадения курсора с меткой испытуемый отжимает щупом кнопку пульта. По количеству опережающих, отстающих и точных реакций судят о соотношении процессов торможения и возбуждения в центральной нервной системе, то есть о реакции на движущийся объект .

Недостатком известных способов являются их низкие технологические возможности, так как они позволяют определить время реакции на движущийся объект только в плоскости, параллельной испытуемому, в координатах «х-у», а также невозможность анализа сближения двух объектов.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения время реакции человека на движущийся объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора окружности, на которой помещена метка и точечный объект, движущийся с заданной скоростью по окружности, в момент предполагаемого совпадения положения движущегося точечного объекта с меткой испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение точечного объекта по окружности, затем вычисляют ошибку не совпадения точечного объекта и метки - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, и через заданное время возобновляют движение точечного объекта по окружности, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют оценку времени реакции T p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - число остановок точечного объекта в области положения метки, отличающийся тем, что испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, при этом после нажатия кнопки «Стоп» испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации .

Недостатком известного способа является то, что он позволяет определить время реакции при движении одного объекта относительно другого, неподвижно зафиксированного.

В то же время из анализа литературных источником известно, что время реакции на движущийся объект определяют для тестирования реакции водителей транспортных средств . В этом случае наибольшее значение приобретает определение времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Технический результат предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся объект заключается в повышении технологических возможностей способа за счет определение времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Технический результат достигается путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора замкнутого контура, являющегося ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, в момент предполагаемого слияния замкнутого контура с тестовым объектом испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение тестового объекта, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, затем испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции T р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

причем новым является то, что замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшается в диаметре с заданной скоростью, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

На чертеже представлена окружность, предъявляемая испытуемому на экране видеомонитора, где 1 - замкнутый контур, границы которого являются меткой, уменьшающийся в диаметре с заданной скоростью, 2 - тестовый объект, увеличивающийся в диаметре с заданной скоростью.

Известно, что удаленность объекта определяется человеком посредством анализа угловых размеров объекта. Глаз определяет удаленность объектов с помощью специальных признаков глубины: монокулярных (видение одним глазом) и бинокулярных (видение двумя глазами). Монокулярные признаки глубины работают на больших расстояниях и оценивают удаленность объекта по уменьшению его размеров. Бинокулярные признаки глубины применимы на близких расстояниях (до нескольких метров) и позволяют оценить расстояние до объекта посредством сведение зрительных осей двух глаз в одну точку (конвергенция), различия в изображениях, даваемых правым и левым глазом. Наиболее естественным способом решения задачи определения расстояния до объекта является сравнение, когда узнаваемый объект сравнивается со своим физическим размером, известным из визуального опыта и, таким образом, достаточно точно определяется его удаленность .

Тогда, изменяя угловые размеры объекта, можно имитировать ситуацию приближения/удаления этого объекта к наблюдателю и оценить, что к испытуемому находится ближе.

Предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект осуществляется следующим образом. Испытуемому предъявляют на экране видеомонитора замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект, аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому. В момент предполагаемого совпадения размеров ограничивающего замкнутого контура и тестового объекта испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает увеличение диаметра тестового объекта. Затем вычисляют ошибку несовпадения диаметров тестового объекта и ограничивающего контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком и заданное время вновь предъявляют испытуемому замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Затем вычисляют время реакции T р человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле:

где t i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - количество испытаний,

причем испытуемому предъявляют замкнутый контур, являющийся ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации. Тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, при этом после нажатия кнопки «Стоп» испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации. Замкнутый контур уменьшается в диаметре с заданной скоростью, имитируя движение его от испытуемого, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

Таким образом, заявляемый способ определения времени реакции человека на движущийся на него объект обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.

Испытуемому А., 21 год, на экране видеомонитора персонального компьютера, совместимого с IBM PC, предъявили замкнутый контур, в центре которого помещен тестовый объект в виде окружности. Тестовый объект увеличивается в диаметре с заданной скоростью, а замкнутый контур уменьшается в диаметре с заданной скоростью. Испытуемый, наблюдая за изменением диаметра тестового объекта, в момент предполагаемого совпадения диаметров тестового объекта и замкнутого контура, нажимал клавишу клавиатуры компьютера «Пробел», выполняющую функцию кнопки «Стоп». Компьютер в момент нажатия клавиши «Пробел» останавливал увеличение тестового объекта в диаметре и уменьшение замкнутого контура в диаметре, при этом вычислял ошибку не совпадения диаметров тестового объекта и замкнутого контура - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком и заносил значение времени ошибки с соответствующим знаком в запоминающее устройство. Через 1 с предъявлял испытуемому замкнутый контур начальных размеров, в центре которой помещен тестовый объект начальных размеров.

Испытуемый в соответствии с рекомендациями выполнил 13 остановок увеличения тестового объекта в диаметре и уменьшения замкнутого контура в диаметре, первые три из которых при определении времени реакции на движущийся объект не учитывались. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок не совпадения диаметров объекта и окружности: -8, -9, -5, -4, +1, 0, -4, -8, +9, -4.

Время реакции испытуемого на движущийся по направлению от него объект, вычисленное по формуле, равно -3,2 мс.

Испытуемый Б., 19 лет, аналогично испытуемому А., выполнил тест по определению времени реакции испытуемого на движущийся объект. В результате тестирования получены следующие значения времени ошибок не совпадения диаметров объекта и окружности: -21; -7; +24; +16; +12; -10; -8; +16; +13; -18 мс.

Время реакции испытуемого на движущийся по направлению от него, вычисленное по формуле, равно +1,7 мс.

Положительный эффект предлагаемого способа определения времени реакции человека на движущийся от него объект подтвержден результатами экспериментального исследования на группе из 10 испытуемых.

Таким образом, предлагаемый способ определения времени реакции человека на движущийся объект позволяет повысить технологические возможности способа за счет определения времени реакции в условиях одновременного движения объектов относительно друг друга.

Литература

1. Сурнина О.Е., Лебедева Е.В. Половые и возрастные различия времени реакции на движущийся объект у детей и взрослых // Физиология человека. - 2001. - Т.27, № 4. - С.56-60.

2. Караулова Н.И. Возможности использования реакции на движущийся объект в оценке результатов тренировки // Физиология человека. - 1982. - Т.8, № 4. - С.653-660.

3. Методы и портативная аппаратура для исследования индивидуально-психологических различий человека / Н.М. Пейсахов, А.П. Кашин, Г.Г. Баранов, Р.Г. Вагапов/ Под ред. В.М. Шадрина. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1976. - 238 с.

4. Маслова О.И., Горюнова А.В., Гурьева М.Б. и др. Применение тестовых компьютерных систем в диагностике когнитивных нарушений при синдроме дефицита внимания с гиперактивностью у детей школьного возраста // Медицинская техника. - 2005. - № 1. - С.7-13.

5. Пат. 2400138 РФ. Способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению к нему объект / Петухов И.В., Пуртов А.В., Репин Д.С. (РФ). - опубл. 27.09.2010, Бюл. № 27.

6. Пейсахов Н.М. Закономерности динамики психических явлений. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 1984. - 235 с.

7. Лапин А.И. Плоскость и пространство, или жизнь квадратом (3-е изд., исправ. и доп.) М.: Издатели Л. Гусев, М. Сидоренко, 2008. - 180 с.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения времени реакции человека на движущийся по направлению от него объект путем предъявления испытуемому на экране видеомонитора замкнутого контура, являющегося ограничивающим, концентрически внутри которого расположен тестовый объект аналогичной конфигурации, при этом тестовый объект увеличивают соответственно заданной скорости, имитируя движение его навстречу испытуемому до момента слияния тестового объекта с ограничивающим контуром, в момент предполагаемого слияния замкнутого контура с тестовым объектом испытуемый нажатием кнопки «Стоп» останавливает движение тестового объекта, причем вычисляют ошибку несовпадения - время ошибки запаздывания с положительным знаком или упреждения - с отрицательным знаком, затем испытуемому вновь предъявляют замкнутый контур, концентрически внутри которого расположен тестовый объект начальных размеров и конфигурации, описанную процедуру повторяют заданное число раз, после чего вычисляют время реакции T p человека на движущийся объект как среднеарифметическое значение по формуле

где t i - i-я ошибка запаздывания с положительным знаком или упреждения с отрицательным знаком, мс; n - количество испытаний, отличающийся тем, что замкнутый контур одновременно с увеличением тестового объекта уменьшается в диаметре с заданной скоростью, в момент нажатия кнопки «Стоп» уменьшение диаметра замкнутого контура останавливается, затем через заданное время предъявляют испытуемому замкнутый контур начального размера.

Определение быстроты реакции

Есть ли человек, который не слышал словосочетание «быстрота реакции»? Сколько раз мы в последний момент «спасали» кружки и тарелки? Сколько раз она определяла результат соревнований, эстафет и конкурсов? С любым человеком и дома, и на улице в любую минуту могут случиться неожиданности, и тогда
его здоровье будет напрямую зависеть от быстроты реакции. Но требуется она не только для обычной жизни. Это профессионально-важное качество для космонавтов, летчиков, моряков, военных, спортсменов, водителей, операторов. Сотни профессий, тысячи ситуаций, ежедневно.

Наверное, у многих возникает желание узнать быстроту своей реакции или получить ответ на вопрос: «Смогу ли я сравняться с Шумахером». Смогу ли я стать летчиком или просто немного увеличить быcтроту реакции?
Что для этого надо сделать?

Для начала её надо измерить. Нетрудно догадаться, что быстрота или скорость реакции измеряется временем, точнее - временем простой условнорефлекторной реакции.

Измеряют его, и сложными приборами - хронорефлексометрами,

и очень простыми и доступными средствами, например, школьной линейкой. Кстати, не менее точно.
Помните, … всё гениальное - просто.

Измерение простой условнорефлекторной реакции

Простая условнорефлекторная реакция осуществляется как простое движение в ответ на простой сигнал. Соотношение сигнал - движение задается инструкцией, произносимой лаборантом.

Инструкция
«Вам предлагается тест измерения времени реакции с помощью школьной линейки. Требуется поймать её
в свободном падении.

Измерение производится стоя. Ведущую руку (для правшей - правую) держать на уровне груди. Большой
и указательный палец необходимо максимально сблизить, но не касаться поверхности линейки. Нулевая отметка должна располагаться на уровне верхнего края указательного пальца. Как только Вы увидите, что линейка падает Вам следует её схватить. Никакой дополнительной команды подаваться не будет.
Измерение проводится 3 раза. Готовы? Будьте внимательны.»

Процедура проведения
Измерение проводится вдвоём. Показания считываются у верхней границы указательного пальца.

Интерпретация результатов измерений
После измерения вычисляется среднее арифметическое трёх измерений и сравнивается с нормами.

Нормы

Видеофайл «Измерение времени реакции»

А теперь информация для тех, кто всё-таки хочет получить ответы на вопросы.

Как перевести сантиметры в миллисекунды?

Чем ограничена скорость реакции человека

Скорость реакции человека определяется работой нервной системы. Когда человек реагирует на очень сильное раздражение, опасное для жизни, например, когда отдергивает руку от горячего предмета -
в действие вступает простой рефлекс, в котором головной мозг не принимает участия. От рецептора сигнал
по нервному волокну идет в спинной мозг и затем сразу к мышце, проходя всего по трем нервным клеткам - чувствительному нейрону, вставочному нейрону в спинном мозге и двигательному нейрону. Скорость нервного импульса по отросткам нервных клеток здесь - несколько десятков метров/сек. Определяющим является время синаптической передачи - порядка 0,1 сек.

Сначала человек отдергивает руку, а затем чувствует боль. Это связано с тем, что от болевых рецепторов в
мозг сигнал идет по нервным волокнам другого типа с меньшей скоростью.

Если речь идет о реакции человека на летящий в него камень, то здесь тоже рефлекторная реакция: глаз передает сигнал о быстром движении не только в отделы головного мозга, где они обрабатываются (и мы понимаем: «летит камень»), но и по специальным нервным путям - к мышцам, что обеспечивает быструю реакцию избегания - ухода в сторону, отпрыгивания и т.п.

Если речь идет о реакции при игре в теннис, то постепенное улучшение реакции связано с формированием стереотипных рефлексов, позволяющих реагировать без участия коры больших полушарий (без размышления), и, главное, такие реакции осуществляются без обратной связи, то есть не происходит постоянной корректировки движения. А когда мы только учимся делать новое движение, идет сложное взаимодействие: мышце подается сигнал о действии, от нее обратно поступает сигнал о результате действия,
и идет корректировка, т.е. мышца движется под постоянным контролем, на что требуется много времени.
Во всех этих процессах участвуют разные области мозжечка и некоторые другие структуры головного мозга.

Как повысить скорость реакции

Скорость реакции человека можно увеличить. Можно научиться реагировать на раздражители, предшествующие действию. Например, не на удар боксёра, а на подготовку к нему - ведь прежде чем
ударить противник обязательно посмотрит на цель, сменит позу, напряжет мышцы, вдохнет... Времени более чем достаточно. Нужно только выработать условный рефлекс, заложить в подсознание новый раздражитель
и ответную реакцию на него.

В этом Вам может помочь упражнение:

Игра в хлопушки.
Первый партнер становится и располагает открытую ладонь так, чтобы второму было удобно по ней бить. Например, становится боком ко второму, открытую ладонь держит перед собой. Второй партнер бьет по
ладони первого в произвольные моменты времени. Задача первого - убрать ладонь, задача второго - попасть. Можно вести счет. Затем партнеры меняются. Принцип, заложенный в этой игре можно перенести на другие технические действия, например, на подсечки и уходы от ударов ног по нижнему уровню.

Известно, что подсознательная реакция, связанная с правым полушарием головного мозга, намного быстрее сознательной, связанной с левым полушарием. Логично предположить, что именно в подсознании должны
быть заложены ответные действия на определенный раздражитель. А это достигается путем многократного повторения движений на тренировках. Всего нужно набрать около 5-10 тыс. повторений, причем за раз не имеет смысла делать более 300 повторений. 300 цифра достаточно большая, в основном получается
не более 200 движений за тренировку, тогда выходит, что для подсознательного усвоения двигательного шаблона требуется в идеале около двух месяцев. Двигательные реакции должны осуществляться на уровне условных рефлексов, а для этого, как видите, необходима серьезная тренировка.