Артемов Станислав Игоревич
Российская Федерация, Санкт-Петербург, ФГУП ГосНИИПП
Сенкевич Юрий Игоревич
Российская Федерация, Санкт-Петербург, СПИИРАН
К ВОПРОСУ О ВОСПРИЯТИИ ЗВУКОВЫХ И ВИЗУАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ЧЕЛОВЕКОМ

Биологические науки/11. Биоинженерия и биоинформатика

Выполнен анализ существующих моделей формирования электрофизиологических сигналов и методов их анализа за период с 1966 по 1988 год. С позиции воздействия воспринимаемой человеком информации на сознательном и подсознательном уровне важное значение приобретает моделирование функциональных механизмов формирования электрофизиологических сигналов мозга. В современной литературе достаточно широко представлены материалы об изменениях интенсивности сигналов ЭЭГ в процессе формирования условных рефлексов (например: Г. Уолтер (1966) [5], А. Б. Коган (1988) [4] и П. Линдсей и Д. Норман (1974) [3]). Обнаруженные изменения обнаруживались при проведении большого количества экспериментов и различались для различных стадий формирования условных рефлексов. Приведённые в тех же литературных источниках примеры применения инвазивных методов позволили авторам локализовать пути прохождения сигналов мозга при значительно меньшем количестве экспериментов. Главным недостатком инвазивных методов анализа электрофизиологических сигналов остаётся ограничение в проведении экспериментов с участием большого количества испытуемых людей. Поэтому для решения задачи обнаружения информационного воздействия на человека внимание было сконцентрировано на разработке неинвазивных методов анализа электрофизиологических сигналов с проведением минимального количества экспериментов.

В качестве базовой основы современного представления функционирования центральной нервной системы человека была выбрана информационная модель представления механизмов формирования электрофизиологических сигналов. Целью моделирования является разработка методов анализа реакций и состояний мозга при направленных аудио и визуальных (образов) стимулов специальной конструкции. В ходе исследования были приняты некоторые общие принципы, позволившие сформировать оригинальную модель формирования электрофизиологических сигналов мозга, основанные на следующих утверждениях.

Стимулирующие сигналы, воспринятые сенсорными системами после предварительной обработки в виде групп импульсов, передаются через сеть нейронов и транслируются в нейронные центры коры головного мозга, где интегрируются и в определённой степени фильтруются нелинейной средой кожного покрова черепа. В результате порождаются поверхностные токи, которые приборами фиксируются как сигналы ЭЭГ.

Каждая группа сигналов от сенсорных источников проходит последовательную переработку в определённых участках головного мозга и, по мере окончания конкретных функций обработки, передаётся следующему(-им) отделу(-ам) (участку) мозга для дальнейшей обработки.

В ходе непрерывного изменения функционального состояния человека под воздействием внешних факторов окружающей среды и изменением внутренних параметров обработке в головном мозге подвергается множество различных сигналов от различных жизнеобеспечивающих систем организма. Совместно с обработкой воспринимаемых сигналов заданного воздействия обработка сигналов поддержки жизнедеятельности вызывает меняющуюся активность отделов головного мозга, известную как спонтанная активность сигнала ЭЭГ.

При определённых условиях (функциональных состояниях организма) восприятие заданных сигналов внешнего воздействия вызывает приоритет их обработки, как показали И. Смирнов, Е. Безносюк, А. Журавлёв [1] и Э. А. Костандов [6]. Это явление описывается в психофизиологической литературе как доминанта внимания.

При возникновении последнего условия существует потенциальная возможность идентифицировать фрагменты сигнала ЭЭГ прямо связанные с заданным внешним воздействием и произвести их анализ.

Выбранная для исследования информационная модель функционирования мозга предполагает порождение в сигнале ЭЭГ упорядоченных откликов характерной фазоамплитудной структуры, которые можно рассматривать как некоторые конструктивы – кодированные представления функциональных проявлений обработки мозгом вызванных предъявляемыми аудиовизуальными воздействиями электрических потенциалов.

В рамках используемой модели предлагается применение метода исследования, основанного на энтропийно-синтаксическом анализе (Ю.И.Сенкевич (1998) [2]) последовательностей порождаемого кода, опираясь на гипотезу о лингвистическом характере структурного распределения элементов кода, т.е. о грамматике, подобной рассматриваемой в теории математической лингвистики. При этом элементы алфавита могут быть выявлены путём выделения повторяющихся конструктивов, составленных из последовательности экстремумов огибающей сигнала ЭЭГ. Составление алфавитов на определённых, синхронизированных с воздействием анализируемых интервалах времени, позволяет выявлять реакцию мозга.

Литература

1. Смирнов И., Безносюк Е., Журавлёв А. «Психотехнологии».

2. Сенкевич Ю. И. дисс. кандидата техн. наук по специальности 05.13.16 «Разработка математической модели и алгоритмов определения функционального состояния биологических объектов»

3. Линдсей П. Норман Д. «Переработка информации у человека» – «Мир», 1974

4. Коган А. Б. «Основы физиологии высшей нервной деятельности» –  М.: «Высшая школа», 1988.

5. Уолтер Г. Живой мозг. – М., 1966

6. Костандов Э. А. «Психофизиология сознательного и бессознательного»