Нужна ли психологу психофизиология?

Нужна ли психологу психофизиология?

Трудности психологии:

1. Психологический факультет как отделение от философского факультета. Философия как наука, обобщающая все данные наук ниже.

2. Большинство психологических терминов не конкретны.

Например, "психика" имеет самые разные определения.

Дуалистическое и монистическое мышление.

o психика и мозг как параллельно существующие вещи.

o мозг - основной источник психики человека.

3. За время существования психологии на факультете не появилось единой методологической базы для психологии. Возникающие термины не совпадают у представителей разных школ.

 

Тенденция развития наук в настоящее время заключается в том, что если раньше науки пытались дифференцироваться, то в настоящее время появилась необходимость интеграции разных направлений.

 

Мнение, что дифференциация мешает прогрессу науки -> объединение языков и методов.

 

Пример. Исследование как гены влияют на природу человека. Определено местоположение каждой хромосомы. Гены человека у обезьяны и свиньи. Вывод: возникшие гены, которые по ходу эволюции помогали адаптироваться, не исчезали, а сохранялись.

Методы, которые нельзя использовать на человеке: скрещивание неродственных особей и близкородственных.

 

Пример. Гиперактивность у детей. Понимание того, как работает мозг, механизмов поведения человека. Их отклонение может быть объяснено с позиции работы мозга.

 

Особенности необходимости психофизиологии:

o единство сознания и мозга. Использование достижений нейронаук как методологическая база для понимания того, что происходит с человеком. "Всё, что делаем мы, можно объяснить с точки зрения работы мозга".

Психология как дисциплина, которая занимается искусством управления человеком. Психофизиология - наука, которая позволяет проводить эксперименты, объективные методы исследования.

o для исследования поведения нужно знать смежные дисциплины с их методами.

o необходимо конкретизировать термины.

 

Вывод: нельзя начинать исследование с высших функций человека; надо начинать с более простых вещей.

Теоремы К. Геделя (1906-1978)

Еще одно ограничение на использование методов и подходов естествознания в гуманитарных науках (психологии) следует из области гносеологии и связано с именем австрийского математика и логика Курта Геделя (1906-1978). Его работа « О формально неразрешимых предложениях Principia Mathematica и родственных систем» (1931) в решении Гарвардского университета (1952) о присуждении К.Геделю почетной докторской степени была названа одним из величайших достижений логики, проливающих свет на наше мышление и его возможности в познании себя и окружающего мира. Великий математик Д.Гильберт поставил вопрос о возможности однозначно и навсегда определить все допустимые методы математического рассуждения в пределах той или иной области знаний (вторая проблема в списке «проблем Гильберта»). Решение этой задачи означало бы, что всю науку можно представить в виде набора некоторых формальных систем.

Идеальным примером для такой процедуры всеобщей формализации может служить геометрия. Геометрия и дедуктивные науки, в целом, базируются на идее о том, что любое верное утверждение может быть получено в результате строгого логического доказательства. Первыми греки успешно использовали так называемый «аксиоматический метод» для систематического изложения основ элементарной геометрии (13 томов «Начал геометрии» Евклида). Согласно этому методу, некоторые предложения - аксиомы, или постулаты (например, «через любые две точки можно провести одну и только одну прямую»), принимаются без доказательства. Остальные же предложения – теоремы - выводятся с помощью правил вывода (логических законов) из аксиом как «надстройка» из «базиса». Такая формализация, как проверено веками, гарантирует истинность и совместимость (непротиворечивость) теорем геометрии (и не только). Отсюда, аксиоматически организованная формализация представляется в современном естествознании своего рода идеальным образцом процедуры получения нового научного знания.

Возникает вопрос (задача Гильберта): а можно ли и другие научные дисциплины, кроме геометрии, построить на такой же строгой аксиоматической основе? И как раз фундаментальный трехтомный труд А.Н.Уайтхеда и Б.Рассела «Principia Mathematica” (1910-1913), на который откликнулся своей знаменитой статьей К.Гедель,был посвящен попытке представить арифметику целых чисел как часть формальной логики. Работа Геделя показала несостоятельность такого убеждения: он доказал, что не может существовать формальной системы, которая была бы одновременно и непротиворечивой и полной.

К.Гедель представил обескураживающий вывод о существенной неполноте арифметики - ограниченности аксиоматического метода, в силу которой даже «обычная» арифметика не может быть полностью аксиоматизирована

(первая теорема Геделя о неполноте)

Первая теорема Гёделя о неполноте

Во всякой достаточно богатой непротиворечивой теории (в частности, во всякой непротиворечивой теории, включающей формальную арифметику), существует такая формула F, что ни F, ни (- F) не являются выводимыми в этой теории.

Иначе говоря, в любой достаточно сложной непротиворечивой теории существует утверждение, которое средствами самой теории невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Такое утверждение можно добавить к системе аксиом, оставив её непротиворечивой.

Более того, К.Гедель доказал, что для широкого класса дедуктивных теорий нельзя доказать их непротиворечивость, если не воспользоваться в доказательстве столь сильными методами, не принадлежащими правилам вывода данной аксиоматической системы, что их собственная непротиворечивость оказывается в еще большей степени подверженной сомнениям, нежели непротиворечивость самой рассматриваемой теории

(= вторая теорема Геделя о неполноте)

Психофизические (психометрические) методы в психофизиологии: задачи, решаемые с помощью этих методов; построение психофизических функций, методы многомерного анализа (МШ, ФА) (Презентация № 2.1).

В пФ методах обычно фикс-ся вег-е реакции, хотя они не отн к прямым методам измерения (суммарная и неспецифическая характеристика, м.б.отнесена к разным проявлениям; но м.б.использовано для определения рефлексов – Грэм и Клифтон отличали по снижению чсс ориентировочный рефлекс от оборонительного (|); по Соколову ориент.р. – расш.сосудов головы, обор-сужение). Вегетативные R медленны и протекают с задержкой, слишком тесно связаны с эмоциями\неспецифичны отн-но стимулов и задач, обл выс чувствительностью: (кгр при услышанном на дихотич.прослушивании собственного имени).

+ методы: активность желудка, кров давл, тонус соудов, серд ритм (ЧСС), время реакции, реография, импульсивная активность нервных кл. Методы полиграфической регистрации: КГР, ЭКГ, ФПГ, ЭПГ, ЭМГ, ЭОГ; развились с решением конк задач – детекцией лжи и диагностикой эм состояний (Ломброзо 1895 и Киллер 1921)

Объективность, возможность увидеть скрытые проявления активности, надежность, универсальность (единообразие для всех), точность, техн удобства (усилитель биопот-в + комп и все), рег-я без вмешательства; эл потенциалы отр-т физико-хим следствия обмена вещ-в, сопровождающие все пр жизнедеятельности.

1) ЭМГ (электромиограмма). Выс подвижность, по мио лица – эмоции. Регистрация суммы колебаний потенциалов (результат возбуждения в области нерв-мыш соединений; от двиг нейронов СМ и ГМ. А и частота (Ч) определяются кол-м возбужденных двиг-х ед и степенью синхронизации колебаний потенциала. Применяются над-(поверхностные) \подкожные (игольчатые; непросто наложить, м б травма) электроды. Биполярное отведение – 1й над сер мышцы, 2й 1-2 см дистальнее. Моно- 2й на на сухожилии\отд точке. Во время покоя скелетная муск в легком тонич напр (5-30мкв 100гц), при гот к дей ЭМГ пов; А ЭМГ нарастает градуально. Сложно анализировать (чтение про себя -> активация мышц ниж губы). Выс подвижность; эмоции по миологии.

2) ЭОГ. Электро-окулограмма (движ.глаз; исп для водителей). Микросаккады (10-20с, амп 2-50), макро- (40-60с), прослеж (150мс\300мс).

3) ЭЭГ. Электроэнцефалография. Регистрируется эл акт-ть ГМ, ритмы опр Ч-ты + А; м.б. записана на нес-х участках черепа. Далее – изучение прост-х специф паттернов ЭЭГ и их корреляции с ВПФ; отр-е колебания во времени; разности ПД между 2 электродами. За счет проводимости эл-х потенциалов фикс-ся акт-ть обл-й ГМ, сопоставляется с инф -> вывод. Нейроны, активируясь, запускают ПД, его засекают электроны, по отдельности!! соединенные с покровами кожи.  

Для расположения электронов – «схема 10-20»: назион – зат.бугор + от наруж слух прохода через вер + длина окружности. Отведения обозн буквой: F (фронт), O (ориентальный), T (темпоральный), P (париент), С (центральный) в соответствии с уч ГМ + усилительная техника.

Ритмы: Альфа (8-13Гц, А=5-100мкВ, зат и тем, медит+спок бодр; веретено а ритма увелич->уменьш от долей с до нес-х сек), В (18-30Гц, А-2-20, все обл, парадоксальная фаза сна), Гамма ((30-170, А-2-15мкВ, прецент\фронт\вис\тем\ специф.зоны, зад на макс сосредоточение), Дельта (0,5-4, 20-200, зона варьирует, сон\кома\опухоль), тета (4-7-8, 5-20-100, фронт\гип, поиск), лямбда (12-14, 20-50, вертекс, сонные веретена?), каппа (8-12, 5-40, пох на а, вис, сон), мю (8-13, роландова борозда, похож на а, но кривее, аркообразный, блокирует в ответ на проприоцепт.раздр в отсут двиг акт-ти, редко, тактильн и пропр), тау (подавляет звуковыми стимулами).

Необходимо обезжиревание+электропровод паста\гель, чтобы он не «сливался»; +неполяризующийся состав. Только низкочастотные биоэл процессы 10мс-10мин. Регистрируется суммарная эл-я акт-ть клеток мозга. Реакция на сон\бодр\изм сост\эпилепт \обморок и проч. С развитием компьютеров +методы спектрального и корреляционного анализа ЭЭГ.

ЭЭГ всегда измеряется меж 2 точками. 2 способа: би- и монополярный. 1)разность потенциалов (пато) 2)разность по отн к первой точке\т.0. В схеме «10-10» больше электродов. Акция активации – при отвлечении а-ритм заменяется низкоамп высокочаст ЭЭГ\пробуждение.    

ЭАК (электр акт-ть кожи). Показатель эмоций\действия потоотделения=КГР. Потовые железы (у ч ок 2-3 млн) обл-т выс биол сложностью. Влияние на железы – от гипоталамуса и ретикулярной формации. Поскольку потоотделение связано с эм-ми (больше всего на ладонях\стопах\лбу\подмышках), обычно пок-ли снимают с кончиков пальцев и ладони би- неполярными электродами. Спос 1: Ферре – внеш ист тока. 2 – Тарханов: без внеш ист тока. Сейчас не все, как раньше, наз-ся КГР, а 1й спос –наз-ся ПрК (пров-ть кожи), а 2 – ПК (потенциал самой кожи). Записи рез-в (т к потоотд-е циклично) им-т колебательный хар-р. Расшифровка проблематична.

ЭОГ (электроокулограмма). Рег движения глаз как показ-ль напряжения взора. Исключает контакт с глазным яблоком. Дипольное св-во глазного яблока: роговица им-т «+» заряд отн-но сетчатки. При движ-и глаза угол его электр-й оси изм-ся -> изм-ся потенциал на окруж-й такни. За 0 берется положение при неподвижном взгляде, за «+» - право, за «-» - лево. Из-за артефактов обязательно нужно дополнять ээг.

МЭГ (магнитоэнцефалограмма). Рег магнитных полей. Используются высокочувствительные датчики – сквиды (сверхчувств-е датчики для усиления поля). > связано с тангенсально напр-ми источниками тока в корк-х обл-х; перпендикулярно ЭМК полю. Магн-е токи напр-ны не так, как эл-е. дорого и энергозатратно.

ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография мозга = изотопный метод). Визуализация с пом компа. Берется изотоп (напр, О15) и вводится в кровяное русло и проток из Гм -> происходит столкновение с электроном -> уничтожение частиц, появление пары протоков под углом 180 град. Для всего исп-ся ПЭТ-камера с детекторами по кругу; лиганд F18 (ФДГ – дезоксиглюкоза).

ЯМРИ (ядерная магнитно-резонансная интроскопия=фМРТ). Для выявления мозг-х стр-р, вовлеч-х в обеспечение деят-ти и псих-х пр-в. цилинрическая труба с постоянным выс магн полем; полученную энергию ядер излучают обратно, что регистрируется как маг-рез сигнал (ЯМР); ЭДС (переменная электродвижущая сила в катушке индуктивности) -> обработка на ЭВМ -> ЯМР изображение (плотность хим-ки эквив-х ядер + релаксации, ЯМР, б\хим пр-сы обмена вещ-в, диффузия молекул и проч). за счет введения парамагнитных вещ-в контакт можно увеличить.

Регистрация импульсной акт-ти: База методов. ПД – электр-й импульс длит-ю ок нес-х миллисекунд, А до нес-х миллиВольт. Техника позв-т осущ-ть рег-ю в свободном поведении. Для рег-и нужно вплотную подвести микроэлектроды. Металлические: стержень из проволоки с заточенным концом. Или стеклянные: трубочка из пирекса с раств-м электролита. Электрод фикс-ся микроманипулятором на черепе, коммутируется с усилителем; подводится близко к нейрону, не повреждая его; подводится до тех пор, пока А импульсов не превзойдет фоновую акт-ть мозга -> получ-ся нейронограмма. Сбоку всегда нах-ся индиффирентный электрод.

Многомерный анализ (многом шкалирование).

Человек–нейрон - модель.

Обычно причинную связь устанавливают благодаря временному следствию. Идея ЧНМ: для сравнения явлений, описываемых в разных терминах, надо их оба перевести на один язык и тогда сравнивать, а потом следствия той модели распространять обратно на физиологию и психологию.

Пример. (Из сенсорной ПФ) Даем испытуемому сопоставить об-ты разной яркости, предъявляя много по-разному сочетающихся пар. В итоге получается матрица субъективных различий. Ее обрабатывают методом многомерного шкалирования. Потом от матрицы переходят к координатам стимулов и могут их наглядно как-то построить (трехмерно или двумерно), можно построить f и изменения координат. Это переход от психологии к модели. А теперь можно предположить, что за такой функцией стоит работа нейронов. Было обнаружено, что за логарифмическими функциями стоит 2 типа нейронов: яркости и темноты, то есть каждая яркость кодируется двумерно. И если модель из физиологии совпадает с моделью из психологии, то можно говорить о том, что найден механизм. Т о сравнение произошло на уровне математики.

Методы МШ: 1) для параметрических данных дают возможность понизить пространство описания множества объектов и представить его в виде, удобном для визуального анализа; 2) для данных о сходствах или связях между объектами позволяют построить общую структуру системы; 3) при анализеэкспертных оценок определяются факторы, влияющие на процесс принятия решения.

Основная задача психофизики – измерение психических процессов и состояний, представление данных в виде функций, связывающих свойства стимулов на «входе» со свойствами реакций на «выходе» («черного ящика»).

6. Исследовательский подход «Человек-Нейрон-Модель» в современной психофизиологии: базовые идеи, способы и примеры реализации.

Человек–нейрон - модель.

Обычно причинную связь устанавливают благодаря временному следствию. Идея ЧНМ: для сравнения явлений, описываемых в разных терминах, надо их оба перевести на один язык и тогда сравнивать, а потом следствия той модели распространять обратно на физиологию и психологию.

Пример. (Из сенсорной психофизиологии) Даем испытуемому сопоставить объекты разной яркости, предъявляя много по-разному сочетающихся пар. В итоге получается матрица субъективных различий. Ее обрабатывают методом многомерного шкалирования. Потом от матрицы переходят к координатам стимулов и могут их наглядно как-то построить (трехмерно или двумерно), можно построить функции изменения координат. Это переход от психологии к модели. А теперь можно предположить, что за такой функцией стоит работа нейронов. Было обнаружено, что за логарифмическими функциями стоит 2 типа нейронов: яркости и темноты, то есть каждая яркость кодируется двумерно. И если модель из физиологии совпадает с моделью из психологии, то можно говорить о том, что найден механизм. Таким, образом, сравнение произошло на уровне математики.

(схема психофиз ис-я: гены-кл-сис-повед-модель – чел\нейрон)

Ч-> М: субъективное двумерное «ахроматическое пространство» ч-ка, постр-е методом многомерного шкалирования

М->Н: расположение точек-стимулов – гипотеза об отн мех-в ахр зрения (график взаимозав-ти темноты и яркости). (Поведенческие данные по выработке дифференцировок на S разн яркости).

Один из основателей отеч ПФ Соколов, решая проб переноса рез-в с жив на ч, сформулировал принц ПФ ис: Ч-Н-М. ПФ ис нач-ся с изучения ПФ реак ч-ка, затем переходит к изуч-ю мех-в поведения с пом микроэлектродной регистрации нейр активности в опытах на жив (нейрофизиологич опыты) (а у ч-ка с исп ЭЭГ – Сум акт коры ГМ и ВП- эл реак мозга на внеш ст). Интеграция всех данных (Ф и пси) завершается путем построения математич модели из нейроподобных эл-в, образующих сеть; вся модель как целое д воспроиз-ть исслед-ю функцию и рез-ты псих-х эксп-в, а отд элементы д обладать хар-ми и св-ми реальных нейронов. F модели: перевод с яз пси на яз НейроФиз и обратно; порождение новых рабочих гипотез. Перспективы ис-й: построение моделей «специфически человеческого типа» как, напр, нейроинтеллект.

Соколов, Дельгадо(против Фултона, за Гесса) (нанонейроника). Нанообъекты фокусируют внимание на f нейрона внутрикл уровня (напр, f пресинаптических бутонов, шипикового ап дендритов, микротрубочек, генома нейрона).

 

 

 

 

Физические поля человека. Зоны Захарьина-Геда. Показатели активности вегетативной нервной системы в психофизиологии: виды (КГР, ЭКГ, ФПГ, ЭМГ, ЭОГ, пневмограмма, регистрация сигналов лицевых мышц в инфракрасном диапазоне): способы регистрации и связь с психическими состояниями. (Презентации № 2.1-2.2)

Физполя и изл-я чел-ка и жив вкл-т эл-е и маг-е поля, связанные с механич и эл-й акт-ю сердца, легких и др внут орг-в, радио - и инфракрасные тепловые излучения внутренних органов и кожи, хеми - и биолюминесценция тела в оптическом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, акустические сигналы в низкочастотном и инфразвуковом диапазонах, связанные с функционированием внутренних органов.

Дискуссия «Загадки экстрасенсорики» (1985): Физические поля, генерируемые организмом Участники дискуссии: директор НИИ экспериментальной медицины академик Н.П. Бехтерева, президент Академии медицинских наук академик Н. Ю. Блохин, ученые и специалисты из Ин-та молекулярной биологии, Ин-та радиотехники и электроники РАН (д. ф.м н. Э. Годик, академик Ю. Гуляев), 2-го Московского медицинского ин-та, психоневрологического диспансера.

Центр?: есть ли какие-то отл в прояв-и физ-х полей у людей, кот считаются экстрасенсами, и у обычных людей?

В 1980 - под рук. Гуляева Ю.В. и Годика Э.Э.: принципиально нов мет мед диагностики. Провести ис-е возм-х ос-й физ-х полей целительницы Е.Ю. Давиташвили.

Исследования включали измерение слабых физических полей человека

• электрического поля,

• магнитного поля,

• электромагнитных излучений разных диапазонов,

• акустических излучений,

• исследование химических выделений (их условно можно назвать химическим полем).

В экспериментах выяснилось, что:

• «Обычные» люди. Слабые поля и излучения, которые окружают человека, несут специфическую информацию о функционировании его органов.

• Экстрасенсы (Е. Давиташвили, «Джуна»: целительница, астролог, президент Международной академии альтернативных наук). Взаимодействие между людьми возможно лишь при непосредственном контакте посредством инфракрасного теплового излучения и, возможно, электрического поля. Откликаются на тепловой поток так называемые зоны Захарьина-Геда. Например, если у человека больна печень, то во время прохождения руки у него преимущественно нагревается область под правой лопаткой – ‘зона Захарьина-Геда печени’.

• Обнаружена удивительная вещь: человек как саморег система отвечает положительной обратной связью именно на слабые сигналы и отрицательной - на сильные. Отклик организма на слабое тепло коренным образом отличается от отклика на сильное тепло. Обычная физиотерапия, как правило, исп-т сигналы во много раз выше, чем порог чув-ти рец-в. Если так можно выразиться, рецепторы при этом "кричат", заставляя нашу систему терморегуляции бороться с внедрением тепла извне. А слабые сигналы воспринимаются как активирующие.

Зоны Захарьина - Геда (Хэда), чувствительные к физическим воздействиям. Области кожи, в которых при заболеваниях определенных внутренних органов возникают отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия (понижение порогов температурной и болевой чувствительности). Анатомо-физиол основа возник-я таких зон - метамерное стр-е сегмент-го ап-та спМ, имеющего пост анатомическую связь как с опр-ми уч-ми кожи (дерматомами), так и с внут-ми органами (спланхиотомами).

Необходимо учитывать влияние факторов внушения (самовнушения) и наличного эмоционального состояния.

Каким образом, например, зоны Захарьина-Геда сердца связаны с сердцем? Кожа мизинца связана с восьмым шейным позвонком, крылья носа через лицевой нерв - с ядрами блуждающего нерва, кожа грудины - с грудными позвонками. От этих сег-в СМ и от ядер бл-го нерва отходят осн нервные пути, рег-е f сердца. Ее изм-е (так же как f др органов) тотчас сказывается на сост кровообращения и чув-ти в соотв-х зонах кожи. Т о, на ее пов-ти постоянно имеется «отраженный образ» ФСя внут-х органов. При умелом прочтении этой функциональной "топологической карты" можно сделать заключение о скрытом заболевании или просто об изм-и f органа. Зоны З.-Г. м восп-ть тепл, мех-е, радиационные и др. возд-я и трансф-ть их в нервные сигналы, изменяющие f внут-х органов. Установлено, что рецепторы кожи способны воспринимать тепловые потоки в сотни раз меньшие, чем излучает рука человека. Упр-е зав-т от психоэмоционального сост, внушаемости, доминирующей психол-й мот-и. И доля всех этих психогенных компонентов огромна.

В 1891 – 1893 гг. Генри Хэд (Гед) уточнил описанные Г.А. Захарьиным (1889) связи между чув-ю кожных пов-й и сост внут-х органов. Хэд попросил своего коллегу, чтобы тот сделал надрез на его руке и перерезал лучевой и наружный нервы. После этого в течение последующих пяти лет он наблюдал за поэтапным восстановлением чувствительности. В период между 1903 и 1907 годами Хэд с Риверсом провёл с этой повреждённой рукой 167 многочасовых опытов. В результате Хэд обнаружил две анатомически обособленные симп-е НС, связанные с 2мя видами чувствительности: протопатической и эпикритической. Эти две системы, как оказалось, восст-ся после повреждения с разной v. Протоп-я чув-ть – более грубая и примитивная – это когда вы чувствуете прикос-е, но не можете сказать, где и с каким усилием. Эпик-я чув-ть отвечает за детали ощ-я прикосновения.

Методы.

Методы полиграфической регистрации активности вег-й НС по показателям деятельности потовыделительной (КГР), сердечно-сосудистой (ЭКГ, ФПГ), дыхательной (ЭПГ) и мышечной систем (ЭМГ, ЭОГ) раз-сь в связи реш-м конк прик-х задач – диагностикой эмоц-х сост (психоанализ: К.Г. Юнг) и выяв-м намер скрыть правд инф («детекцией лжи»)

1) В последнее время ПФги вместо термина «КГР» чаще используют термин «электрическая активность кожи» (ЭАК), объед ряд пок-й, по-разному реагир-х в зав-ти от хар-ра раздр и внут сост исп-го. К показателям ЭАК относятся: ур потенциала кожи (УПК, или SРL), R пот кожи (РПК, или SРR), спонтанная R пот кожи (СРПК, или SSРR), ур сопр кожи (УСК, или SRL), R сопр-я кожи (РСК, или SRR), ур пров-и кожи (УПрК, или SCL).

• Примеры записи ЭАК. Проще всего– с ладони и пальцев (много потовых желез: 400 желез/см2). Rи на эм знач возд-я возн-т в течение 0.1-1.0 сек и длятся 3-10 сек. Несмотря на то, что нейромедиатором для потовых желез явл-ся ацетилхолин (медиатор парасимпатической системы), они нах-ся под контролем симпатической НС (например, разрушение симпатической НС на одной стороне тела приводит к уничтожению ЭАК только на этой стороне). Это исп-т в детекторах лжи для обнаружения эм-х R на личностно знач инф-ю, сопр-ся повыш акт-ти симп НС.

2) Фотоплетизмограмма (ФПГ) - метод рег-и кровяного потока с исп-м ист-ка инфракр или светового излучения и фоторезистора. Фоторезистор меняет сопротивление в зав-ти от кол-ва поглощённого света. Чем > кровяной поток (выше давление), тем < света погл-ся в тканях орг-ма, => больше A ФПГ. ФПГ позволяет измерять объёмный пульс крови, вызванный периодическим изменением кровяного объема при каждом ударе сердца, частоту сердцебиения, вариабельность сердечного ритма. Метод применяется для лечения с пом биол-й обратной связи (БОС) при хрон-х болях, отеках, болезни Рейно, тревожности и стрессах.

3)Электрокардиограмма (ЭКГ) – мет обсл-я сердца с целью диаг-ки возм-х заб-й и откл-й в его работе. Рег-я био\эл ак-ти -> инф о сост серд мышцы. История: 1859 – Мюллер и Келликер – обнар эл-х явл-я в сокр-ся сер мышце. Ис-на на отк сер жив-х. 1903 – ЭКГ Эйнтховена со струйным гальванометром (прообр экаррдиографа). 1934 – НП. В сост покоя все кл миокарда + заряд -> разности потенциалов электродвиж-й силы меж отд-ми уч-ми миокарда нет, и на экг форм-ся прямая изоэлектр-я линия.

4) ЭОГ (электроокулография) - изменение диаметра и движ зрачка. Системы рег-и позволяют с выс точностью рег-ть движения глаз в когн-х пр-х (восприятие, мыш, вним) и ФСх (эмоции, стресс).

5) Диаг-ка эм лицевых мышц с пом инфракрасных детекторов баз-ся на следующих основных положениях: эм сопр-ся изм-ми метаболизма в мышцах лица (и теле организма, в целом); изм мет -> изм кровотока -> локальн перепады t* в поверх-х слоях кожи лица; разные эм выр-ся с пом раз мышц, что закономерно и послед-но отр-ся сначала в разных паттернах мышечного метаболизма, а затем кровотока и, как следствие, t*ы кожных лицевых покровов; паттерны tх изм-й рег-ся с пом инфракрасных детекторов.

Электроэнцефалограмма и ее использование в психофизиологии: способы регистрации и виды анализа, ритмы ЭЭГ, вызванные потенциалы мозга, дипольное моделирование источников генерации; связь с психическими процессами и состояниями. Транскраниальная электрическая стимуляция.

Бергер. Впервые зарегистрировал (1924 г.) биотоки ГМ неинвазивным способом. А Гальтон описал (1895 г.) их.

Бергер использовал игольчатые электроды, которые вводились под кожу (опыты на собственном сыне). Описал альфа- и бета-колебания, назвал из волнами Бергера. Указал на их связь с психическими состояниями.

1929 г. – статья об ЭЭГ человека.

1935 г. Адриан и Мэтьюз. Устроили демонстрацию ЭЭГ на себе. Но использовали графитовые электроды, и после этой демонстрации общественность обратила внимание на ЭЭГ.

С 80х годов интерес к ЭЭГ резко возрастает т.к. появляются новые методы анализа. Следовательно, извлекается больше информации.

Для анализа ЭЭГ используется спектральный анализ на основе Фурье-анализа.

ЭЭГ.

Суммарная электрическая активность мозга ЭЭГ, можно снять со скальпа. Суммарная значит, что ЭЭГ регистрируется с разных точек мозга, количество электродов может варьироваться (биполярное и монополярное отведение). Важное значение при регистрации ЭЭГ имеет расположение электродов, при этом электрическая активность одновременно регистрируемая с различных точек головы может сильно различаться.

При записи ЭЭГ используют два основных метода:

1.биполярный

При биполярном отведении регистрируется разность по­тенциалов между двумя активными электродами. Этот метод применяется в клинике для локализации патологического очага в мозге, но он не позволяет определить, какие колебания возникают под каждым из двух электродов и каковы их амплитудные характеристики.

 

2.монополярный

 

В психофизиологии обще­принятым считается метод монополярного отведения. При монополярном мето­де отведения регистрируется разность потенциалов между различными точками на поверхности головы по отношению к какой-то одной индифферентной точке. В качестве индифферентной точки берут такой участок на голове или лице, на ко­тором какие-либо электрические процессы минимальны и их можно принять за ноль: обычно это — мочка уха или сосцевидный отросток височной кости черепа. В этом случае с электрода, наложенного на скальп, регистрируются изменения по­тенциала с определенного участка мозга.

 

Отводящие электроды можно накладывать на самые разные участки поверхно­сти головы с учетом проекции на них тех или иных областей головного мозга. Однако потребность сопоставления электроэнцефалографических ре­зультатов, полученных у людей с разными размерами головы в разных лаборато­риях и в разных странах, привела к созданию единой стандартной системы наложения электродов, получившей название системы «10-20».

В соответствии с этой системой у испытуемого делают три измерения черепа:

а) продольный размер черепа — измеряют расстояние по черепу между точкой перехода лобной кости в переносицу (назион) и затылочным бугром;

б) поперечный размер черепа — измеряют расстояние по черепу через макушку (вертекс) между наружными слуховыми проходами обоих ушей;

в) длину окруж­ности головы, измеренной по этим же точкам.                                                      

Измеренные рас­стояния разделяют на интервалы, причем длина каждого интервала, начинающе­гося от точки измерения, составляет 10%, а остальные интервалы составляют 20% от соответствующего размера черепа. Имея эти основные размеры, поверхность черепа можно разметить в виде сетки, на пересечении линий которой накладыва­ются электроды

 

Особенность ЭЭГ — спонтанный, автономный характер. Регулярная электрическая активность мозга может быть зафиксирована уже у плода. Даже при глубокой коме и наркозе наблюдается особая характерная картина мозговых волн. Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных.

Основные типы волн:

•     Дельта (1-3)

•     Тетта (4-7)

•     Альфа (8-13),

•     Бетта (14-30)

•     Гамма (30+)

 

Название	Частота, Гц	Амплитуда, мкв	Состояния
Альфа-ритм	8-13	5-100	Спокойное бодрствание, закрывание глаза, монотонная работа. Выражена в зрительной коре. Регистрируется преимущественно в затылочной и теменной областях
Бета-ритм	14-30	2-20	обычное бодрствование. Его локализация — в прецентральной и фронтальной коре
Гамма-ритм	30-200	2	Сосредоточенность, активное внимание, решение задач. Очень серьезная нагрузка. Гамма регистрируется по всему мозгу. Их можно наблюдать в прецентральной, фронтальной, височной, теменной и специфических зонах коры
Дельта-ритм	0,5-4	20-200	3-я и 4-я стадия сна
Тета-ритм	4-7	5-100	1-ая стадия сна. Выражен в гиппокампе
Мю-ритм	8-13	50	Умственная нагрузка. Исчезает при движениях и сенсомоторной активности

 

 

Дополнительные (но не менее важные) методы регистрации электрической активности физиологических систем:

•     ЭКГ – Электрокардиограмма

•     ЭМГ – Электромиограмма

•     ЭАК – Электрическая активность кожи

•     ЭОГ – Электроокулограмма

 

Сенсорные стимулы вызывают изменения в суммарной электрической активности мозга, которые выглядят как последовательность из нескольких позитивных и негативных волн, которая длится в течение 0.5-1 с после стимула. Этот ответ получил название вызванного потенциала

Вызванные потенциалы (ВП) — биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия. У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы. Регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя.

Метод позволяет не только оценивать состояние человека, но и понять как человек реагирует на одно и тоже воздействие.

Накопленные и усреднение записей реакции на одинаковые стимулы позволяет выявлять вызванные потенциалы. На одиночных записях ВП не виден, т.к. замаскирован спонтанной активностью.

Соотношение сигнал/шум вычисляется по простой формуле: Вп и ПСС:

Более широкое понятие, в которое входят и вызванные потенциалы – это потенциалы, связанные с событиями (ПСС)

При исследовании ПСС применяют когерентное усреднение не только относительно стимула, но и относительно других событий (относительно нажания испытуемым на кнопку, перемещение направления его взора).

 

Эффекты от применения ТЭС

· Снижение выраженности невротической симптоматики, снятие напряженности, чувства тревоги, различных страхов.

· Эмоциональный фон приобретает положительную окрашенность.

· Во время сеанса пациент испытывает состояние покоя, мышечного расслабления (снимаются мышечные зажимы).

· За счет урегулирования процессов возбуждения и торможения снимается аффективное напряжение, с одной стороны, и заторможенность (депрессивное состояние), с другой.

· Блокирование механизмов психологической защиты

· Эффект анальгезии, позволяющий снять болевую симптоматику при сопутствующих соматических заболеваниях (миалгии, кардиалгии, невралгии, головные боли различного генеза и т.д.)

МЭГ. МЭГ – это регистрация магнитных полей, которые создаются электрическим током от синхронной активности множества нервных клеток.

9. Системы интерфейсов для взаимодействия человека с внешними устройствами: «Мозг-Компьютер-Интерфейс» (‘Brain-Computer-Interface’, BCI) и «Мышца-Компьютер-Интерфейс» (‘Muscle-Computer-Interface, MCI): инвазивный и неинвазивный варианты, рез-ы опытов на жив и эксп с ч (примеры), знач и перспективы ис-й в этой обл-ти (Презентации №№ 2.2-2.3)

1.1) ИМК (Мозг-к-и). система коммуникации ч-ка с машиной (ЭВМ\протез), основанная на непоср преобразовании намерений человека, отраженных в регистрируемых S Гм, в управляющие команды; сис для канала прямой связи меж акт м и тех устр и осн-я на распоз-и паттернов ээг. 1й был создан в 60е в Calif и осн на спос-ти ч-ка произвольно управлять мощностью а-ритма ЭЭГ; исп-ся для управ устройством одной бинарной командой (вкл\выкл). В кач прост-врем пат-на ээг исп-ся прост-е расп-е А-д ритмов ээг по пов-ти головы, чья перестройка отр-т доминир-е тех или иных когн-х проц-в. Обучение сходно с вкл-м инстр-в в схему тела. 2 этапа: калибровка и тестирование.

А) Неинвазивный – осн на распознавании мент-х сост, вызванных воображаемым выпол-м движ. Обесп-т форм-е дискретных управл-х команд и требует минимального времени обучения оператора при выс производительности. Вкл-т ээг, ур оксигенации крови bold, ФМРТ и спектроскопию в ближней инфракрасной обл NIRS. Раз мыслям и намер-м соотв-т раз паттерны (=рис) суммарной эл акт-ти мозга (напр, ээг; нейро-комп интерфейс: зад упр-я ->нефрофизол эф-т; снятие ээг->данные ээг\предобработка: вычис хар-х приз-в -> набор приз->классификация: какому сиг соот-т набор приз -> рез-ты класс-и -> комбин-е рез-в -> управляющий сигнал ->исполнит-е устр ->набл-е рез-в упр-я). Перспективные разработки: 1)осн-й на распознавании мент-х сост-й, вызванных вообр-м движ-м, обсп-й дискр упр-е команды (Берлинский) 2)непр упр с длит обучением БОС, тех устр как виртуальный орган, не треб ментального кодирования дискр-го набора команд.

Б) Инв. Осн на 2стор-й связи М-К посредством имплантируемых электродов. Позв-т полностью инкорпорировать внеш-е тех устр-ва во внут-ю нейронную модель схемы тела и оперировать с ними как с ест-ми органами. Вкл-т измерения локальных полевых потенциалов LFP, единич ак