Психофизиологические измерения

Непосредственная цель психофизиолог. измерения состоит в генерировании такого электрического сигнала, к-рый бы точно воспроизводил временную динамику измеряемого физиолог. феномена. После того как измеряемый феномен адекватно отображен в форме электрического сигнала, последний можно легко усилить или отфильтровать, визуализировать в виде кривой на ленте многоканального самописца или на экране осциллографа, записать на магнитную ленту для последующего воспроизведения и анализа или ввести в компьютер. Нек-рые психофизиолог. феномены, такие как электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ) и ЭКГ, уже представляют собой электрические сигналы, генерируемые в организме, и для их измерения требуется только пара электродов, помещаемых на соотв. участки тела для регистрации биопотенциалов и соединяемых со входом усилителя, к-рый делает сигнал достаточно сильным для того, чтобы его можно было записать в той или иной форме. Наиболее многофункциональным методом регистрации будет любой метод, позволяющий воспроизводить оригинальный сигнал через какое-то время, в частности магнитофонная запись, однако в большинстве психофизиолог. лабораторий применяется тж визуальная графическая регистрация электрических сигналов на специальной бумажной ленте с помощью многоканальных самописцев.

Нек-рые психофизиолог. феномены, непосредственно не генерирующие электрические сигналы, могут вызывать изменения электрических свойств ткани, к-рые можно измерить посредством пропускания через эту ткань тока от внешнего источника.

Помехи.Совр. мир буквально заполнен электрическими «помехами», такими как электромагнитное излучение от телепередатчиков, электромоторов, проезжающих автомобилей, ламп дневного света и т. д., к-рые челов. тело принимает подобно антенне. Биоэлектрические сигналы, возникающие в организме, точно так же становятся помехами, когда они не относятся к измеряемым сигналам, но при этом достаточно сильны, чтобы появиться в записях.

Помехи биолог. происхождения, как в случае движений глаз, искажающих ЭЭГ, или самой ЭЭГ, нежелательным образом сказывающейся на записи электродермальной активности, требуют специальных решений. Иногда достаточно простой перестановки электродов. Если помеха образована, в основном, частотами, выходящими за границы спектра полезного сигнала, проблему можно решить с помощью полосового фильтра. Третий подход — использовать отдельный канал для прямой регистрации и измерения помехи, а затем вычесть ее из сделанной по др. каналу записи изучаемого сигнала посредством электронной инверсии и суммации.

Регистрирующие устройства.Все совр. полиграфы имеют стандартные устройства вывода, благодаря к-рым усиленные сигналы с каждого канала могут подаваться на вход записывающих или др. устройств.

Компьютеры

В большинстве психофизиолог. лабораторий в наши дни используются малые ЭВМ для управления экспериментом в режиме реального времени и немедленного анализа данных, а тж для более сложного последующего анализа рез-тов. Имеются в наличии системы лабораторного интерфейса, к-рые делают возможным автоматизированное включение и выключение оборудования, генерирование стимулов, измерение продолжительности событий (и их синхронизацию), а тж обеспечивают ввод данных, команд и др. информ. в компьютер. С помощью компьютера можно предъявлять испытуемым графическую или буквенно-цифровую информ., отображаемую на дисплее, или подавать разнообразные звуковые сигналы, включая произносимые слова, к-рые преобразованы в цифровую форму и хранятся в памяти компьютера. Психофизиологам прошлых лет были необходимы практ. знания в области электротехники, физиол. и статистики, а тж отнюдь не элементарное представление о психологии; компетентным психофизиологам наших дней требуются еще и практ. знания в области вычислительной техники.

Анализирование данных

Дисперсию выборочной совокупности оценок нек-рой психофизиолог. переменной можно разбить на следующие компоненты:

σ²_ω = σ²_ψ + σ²_ф + σ²_ε, (1)

где σ²_ψ обусловлена индивидуальными различиями в базисной психол. переменной, интересующей исследователей, σ²_ф — ортогональный компонент дисперсии, обусловленный физиолог. различиями, а σ²_ε отображает ошибку измерения. Если измеряется уровень кожной проводимости (SCL), обозначаемый буквой со, то ψ, напр., могло бы представлять уровень возбуждения ЦНС, или уровень «мобилизации энергии»; ф — отражать индивидуальные различия в плотности и активности ладонных потовых желез, а ε — увеличиваться с вариацией чистоты кожной поверхности, загрязнения электродов, мест контакта электродов с кожей ладоней и т. д.

В основе большинства психофизиолог. измерений лежит имплицитное допущение, что ω является монотонно возрастающей функцией и, как часто надеются, к тому же простой линейной функцией от изучаемой базисной переменной:

ω = α + βψ + ε. (2)

Используя опять в качестве примера SCL, можно предположить, что коэффициент α отображает минимальный SCL данного испытуемого при полном отсутствии гидромоторной активности, а β определяется реактивностью всей электродермальной системы, т. е. увеличение электропроводимости вызывается увеличением y на единицу измерения. (Очень сходные неявные допущения лежат в основе большинства психол. измерений.) Проблема заключается в том, что коэффициенты α и β тж изменяются, часто — у одного и того же испытуемого от одного замера к др., и всегда — при переходе от одного испытуемого к др. Именно эта вариация представлена компонентом σ²_ф в уравнении (1). Задача психофизиолога — в первую очередь обеспечить, чтобы выбранная психофизиолог. переменная (ω) была линейно связана с ψ, по крайней мере, приближенно, а затем попытаться минимизировать ошибку измерения σ²_ε и часть общей дисперсии σ²_ф, обусловленную физиолог. вариабильностью как внутри одного испытуемого, так и между испытуемыми, к-рая в этом контексте тоже должна рассматриваться как дисперсия ошибок.

Допущение о линейности.Рассмотрим эксперимент, в к-ром испытуемого сначала подвергают сильному напряжению, а затем дают возможность расслабиться и лечь спать, причем на всех этапах этого эксперимента осуществляется непрерывный контроль уровня кожного потенциала (SPL). SPL будет довольно низким в условиях сильного напряжения, затем возрастет до максимума в то время, когда испытуемый будет, к примеру, слушать захватывающий рассказ, и снова упадет до минимума, когда он отправится спать. Эти индивидуальные кривые показывают, что SPL имеет инвертированную U-образную связь с возбуждением ЦНС. и, следовательно, является плохим показателем такой переменной. Предположим, что в том же самом эксперименте мы измеряем еще и электродермальные реакции: изменения кожной проводимости (SCRs)на одной руке и изменения сопротивления кожи (SRRs) — на др. Поскольку они вызываются в широко варьирующих границах тонических SCL и SRL, SCRs будут плохо коррелировать с соотв. SRRs. Существует как теорет., так и эмпирическая поддержка мнения о том, что кожная проводимость имеет более простую связь с событиями ЦНС, чем сопротивление кожи.

Минимизация внешней дисперсии.Минимизация дисперсии, обусловленной ошибкой измерения, в значительной степени является делом выбора подходящей и состоятельной методики; детали будут зависеть от измеряемой переменной. Чтобы минимизировать внешнюю дисперсию, обусловленную физиолог. различиями, нужно провести статистическую коррекцию в границах индивидуальных различий. Осн. идея состоит в том, чтобы оценить коэффиценты а и b в уравнении (2) для каждого испытуемого в отдельности и затем вычислить показатели для каждого испытуемого с поправкой на размах:

ω_ρχ = ω;

.

В случае SCL, напр., а могло бы быть минимальным SCL конкретного испытуемого, соотв. состоянию расслабления или сна. Оценка β могла бы быть получена вычитанием а из максимального SCL данного испытуемого, к-рый демонстрирует его в состоянии сильного напряжения. В случае фазных изменений, таких как SCR,а, или минимальное значение, всегда равно нулю. Значения фазной реакции можно поэтому скорректировать (по разбросу), просто разделив их на оценку максимальной амплитуды реакции данного испытуемого.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: