Технические науки. Электротехника и радиоэлектроники

Бугров Е.В., Бомбизов А.А., Романовский М.Н. к.т.н.

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Россия.

Аппарат психоэмоциональной коррекции

В естественном диапазоне частот ритмы головного мозга способны синхронизироваться с ритмичными воздействиями на организм импульсами слабого электрического тока (транскраниальная электростимуляция), световыми вспышками (визуальная стимуляция, ВС), звуковыми или тактильными стимулами. Ритмическая стимуляция организма успешно применяется в целях релаксации, психоэмоциональной коррекции, активизации обучения и др.

Цель проекта – разработка и исследование эффективности применения аппарата психоэмоциональной коррекции (АПЭК), подключаемого к персональному компьютеру (ПК). АПЭК предназначен для нормализации психоэмоционального состояния человека и профилактики заболеваний органов зрения. Эффект достигается за счет поочередного воздействия на периферические поля зрения левого и правого глаза световых импульсов, модулированных с частотой альфа-ритма головного мозга.

Разработан аппарат психоэмоциональной коррекции [1] с параметрами (рис. 1): длительность импульса света (ТИ) – 4 с; цвет излучения – зеленый, длина волны – 525 нм; мощность в максимуме импульса света – 7,5 мкВт; время переключения излучателей а - б (ТЗ) – 1 с; длительность импульса модуляции (ТМ) – 0,2 мс; частота следования импульсов модуляции (1/ТП) – (7,8 ÷ 10,6) Гц; глубина модуляции – 100 %. Форма импульсов света соответствует рис. 1. В данном аппарате реализована функция подстройки частоты следования импульсов модуляции в соответствии с альфа-ритмом человека. В связи с эти происходит увеличение эффективности применения аппаратов АПЭК.

Рисунок 1. Сигналы управления правым (а) и левым (б) излучателями

На виртуальной панели программы исследовательской (рис. 2) представлены: поля перестройки частоты модуляции, длительности импульса, длительности сеанса; кнопка запуска - остановки сеанса; панель, отображающую форму огибающей импульса; строку состояния приложения; кнопка включения-выключения звукового сопровождения.

Рисунок 2. Интерфейс аппарата

ПК под управлением программы пользователя генерирует цифровой код, соответствующий выбранному режиму работы излучателей. Этот код посредством USB интерфейса передается в микроконтроллер (МК). ШИМ-2 таймер МК в соответствии с полученным цифровым кодом формирует широтно-импульсно модулированные (ШИМ) сигналы управления светодиодами (рис.3). Сформированные ШИМ-сигналы поступают на фильтр нижних частот (ФНЧ) – двухполюсную каскадированную RC-цепочку с частотой среза 796 Гц.

Аналоговые сигналы на выходе ФНЧ предопределяют форму световых импульсов. ШИМ-1 таймер МК генерирует импульсы, модулирующие аналоговые сигналы с выхода ФНЧ. Результирующие сигналы после усиления поступают на светодиоды правого и левого излучателей. Коммутируются излучатели при помощи портов ввода-вывода МК.

Рисунок 3. Структурная схема аппарата

Настройка АПЭК на индивидуальную частоту альфа-ритма человека происходит в окне исследовательской программы в поле «Частота» (рис.2). Частота внутриимпульсной модуляции АПЭК входит в резонанс с собственной частотой альфа-ритма человека, тем самым происходит «навязывание» альфа-активности организму. Тем самым происходит повышение эффективности применения АПЭК.

Литература:

1 Бомбизов А.А., Бугров Е.В., Романовский М.Н. Аппарат психоэмоциональной коррекции. Электронные средства и системы управления: Материалы докладов Международной научно-практической конференции (13–16 октября 2010 г.). – Томск: В-Спектр, 2011: В 2 ч. – Ч.1 – с. 63-66.