350 rub
Journal Biomedical Radioelectronics №8 for 2009 г.
Article in number:
Functional State and its Diagnostics: Theoretical and Applied Aspects
Keywords:
concept of the state
main functions of the state
quality of activity
emotional state
fatigue
brain potentials
super slow oscillations
speech signal
Authors:
M.V. Frolov, G.B. Milovanova, L.A. Potulova
Abstract:
A concept of functional states (FS) is suggested and the most important functions of a FS, reflective and regulatory, are determined. The reflective function postulates the dependence of the FS on a current need, external stimuli, and initial state. The regulatory function provides professional performance. The neurophysiological mechanism of the FS is presumably based on the interaction between the current motivational excitation and the afferent stream evoked by the external factor directed to the satisfaction of the current need. The systemic reaction of the body produced by this interaction serves the basis for the development of indices of the functional state.
Regular changes in performance quality and reliability as well as errors of different modes were revealed during the recognition of noisy visual patterns. It was shown that the development of fatigue and increase in the negative emotional tension lead to the dominant reaction types. In fatigue, subjects tend to recognize signals as noise, whereas in the negative emotional state, noise tends to be defined as a signal. Emotional state of a high level eliminates initial (at the beginning of an experiment) differences between the stimulus-reaction-state curves. The values and phase shifts of the temporary recognition indices can be adequately assessed on the basis of the artifact-free records of super slow oscillations (the brain potentials and the heart rate), which characterize synchronization and desynchronization processes associated with the development of fatigue in the brain areas involved in the activity. In the latter case the super slow component appears also in the recognition parameters.
Secretly recorded melodic speech parameters were shown to be efficient in quantitative estimation of the state of a female patient in the process of her depressive state treatment. Such kinds of tasks are especially important both for increasing reliability of operator-s performance and for the diagnostics and treatment of depressive diseases. On the other hand, in the extreme domain of the above mentioned functions, the emotional state of a subject becomes optimal (the reliability and quality of professional performance are maximal). Emotionally excited human operator keeps the vigilance at a rather high level for a rather long time, however, he/she begins to subjectively perceive objectively nonsignificant stimuli as significant ones
Pages: 3-13
References
- Павлов И.П. Полное собрание трудов. Т. 3. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1949.
- Симонов П.В. Эмоциональный мозг. Физиология, нейроанатомия, психология эмоций. М.: Наука, 1981. 215 с.
- Розенблат В.В. Проблема утомления. М.: Медицина. 1975. 220 с.
- Разумовский О.С. Современный детерминизм и экстремальные принципы в физике. М.: Наука. 1975. 248 с.
- Zadeh L.A., Desoer C.A. Linear system theory: The state space approach. N.Y.: McGray-Hill. 1963. 703 p.
- Ломов Б.Ф. Проблемы социального и биологического в психологии / Биологическое и социальное в развитии человека. М.: Наука. 1977. С.34 - 65.
- Симонов П.В. Высшая нервная деятельность человека: Мотивационно-эмоционалные аспекты. М.: Наука, 1975. 175 с.
- Лурия А.Р. Внимание и память. М.: Изд-во МГУ. 1975. 104 с.
- Luk'yanov A.N.and Frolov M.V. Signals of human operator state. Washington. NASA. 1970. 247 p.
- Frolov M.V. Monitoring the functional state of human operator. Moscow: Nauka.1990. 208 p.
- Ломов Б.Ф. Деятельность человека-оператора в системах «человек-машина» // Вестник АН СССР. 1975. № 1. С. 51 - 60.
- Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. М.: Сов. радио. 1974. 271 с.
- Харкевич А.А. О ценности информации / Проблемы кибернетики. М.: Физматгиз. 1960. Вып. 4. С. 53.
- Ухтомский А.А.Собрание сочинений. Л.: Изд-во ЛГУ. 1950. Т. 1. 326 с.
- Ильин Е.П. «Оперативный покой» и оптимальное регулирование работоспособности человека / Очерки психологии труда оператора. М.: Наука. 1974. С.186 - 206.
- Голиков Н.В. Физиологическая лабильность и ее изменения при основных нервных процессах. Л.: Изд-во ЛГУ. 1950. 239 с.
- Анохин П.К. Биологические аспекты кибернетики. М.: Изд-во АН СССР. 1962. С.74.
- Бассин Ф.В. Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. М.: Изд-во АН СССР. 1963. 80 с.
- Бернштейн Н.А.Очередные проблемы физиологии активности / Проблемы кибернетики. М.: Физматгиз. 1961. Вып.6. С.101 - 160.
- Ломов Б.Ф. Человек в системах управления. М.: Наука. 1967. 45 с.
- Зараковский Г.М., Королев Б.А., Медведев В.И., Шлаен П.Я. Введение в эргономику. М.: Сов. радио. 1974. 351 с.
- Медведев В.И.Теоретические и прикладные проблемы физиологии труда: ее задачи и перспективы // Физиология человека. 1981. Т. 7. № 3. С.391 - 399.
- Симонов П.В. Человек в условиях экологического
и социального стресса // Вестник РАН. 1993. Т.63. №1. С.27 - 33. - Фролов М.В., Милованова Г.Б. Особенности зависимостей вида «стимул-реакция-состояние» // Физиология человека. 2000. Т.26. № 6. С.41 - 49.
- Милованова Г.Б. Оценка надежности штатной деятельности / Методическое и техническое обеспечение психофизиологического эксперимента. М.: Наука. 1993. С. 47 - 51.
- Симонов П.В. Лекции о работе головного мозга. М.: Наука. 2001. 94 с.
- Simonov P.V., Frolov M.V. Information need of emotional stress // Acta astronaut. 1981. V.8. N. 9. P.1043-1049.
- Ellgring H., Scherer K.R.Vocal indicators of mood change in depression // Journal of Nonverbal Bechavior. 1999. V. 20. P.83 - 110.
- Фролов М.В., Милованова Г.Б., Потулова Л.А. и др. Диагностика функциональных и депрессивных состояний по характеристикам интонации и временного потока речи // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2004. № 12. С.8 - 15.
- Simonov P.V., Frolov M.V. Utilization of radio and TV-channels to control the state of pilots and cosmonauts // J. aerospace Med. 1973. N. 9. P. 1321 - 1324.
- Фролов М.В., Мехедова А.Я., Милованова Г.Б. Выделение сверхмедленных мозговых потенциалов: метод и результаты // Физиология человека. 1997. Т. 23. № 4. С.127 - 129.
- Фролов М.В., Милованова Г.Б. Особенности влияния музыки на показатели операторской деятельности // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. № 12. С.42 - 49.
- Фролов М.В., Глазкова В.А., Милованова Г.Б. и др.
БОС-обучение по комплексу вегетативных показателей / Методическое и техническое обеспечение психофизиологических исследований. М.: Наука. 1986. С.3 - 6. - Газенко О.Г., Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.: Медицина. 1979. С.7 - 9.
- Медведев В.И. Адаптация человека. М.: Изд-во Института мозга человека РАН. 2003. 584 с.
- Гримак Л.П., Хачатурьянц Л.С. Проблемы управления состоянием оператора / Деятельность космонавта в полете и повышение ее эффективности. М.: Машиностроение. 1981. С.116 - 137.