Перейти к основному содержанию

Экспериментальная психология
2022. Том 15. № 2. С. 194–212
doi:10.17759/exppsy.2022150214
ISSN: 2072-7593 / 2311-7036 (online)

Оценка состояния пилота по данным видеоокулографии и параметрам альфа-ритмов головного мозга путем моделирования его нейронной активности

130

Куравский Л.С., Юрьев Г.А., Грешников И.И., Златомрежев В.И., Поляков Б.Ю., Орлова С.И., Юрьева Н.Е.

PDF (ENG)
GS
Информация
в Google Scholar

Аннотация

Рассматривается модель нейронной активности мозга Уилсона—Коэна, связывающая латентные (не измеряемые) параметры внешних возбуждений с доступными для наблюдения параметрами нейронной активности головного мозга, в качестве которых используются частоты альфа-ритмов. Путем вычислительного эксперимента выявляются диапазоны латентных параметров, обеспечивающие возникновение бифуркации Пуанкаре—Андронова—Хопфа (появление предельного цикла из устойчивой особой точки типа «фокус»), которая приводит, в первом приближении, к возникновению альфа-ритмов. Относительные изменения латентных параметров внешних возбуждений оцениваются через первичные показатели глазодвигательной активности (энтропию и продолжительность фиксаций взора), что позволяет оценивать близость пилота к критическому состоянию, в том числе в режиме реального времени.

Общая информация

Ключевые слова: видеоокулография, показатели глазодвигательной активности, альфа-ритм, состояние пилота

Рубрика издания: Психология труда и инженерная психология

Тип материала: научная статья

DOI: https://doi.org/10.17759/exppsy.2022150214

Получена: 28.04.2022

Принята в печать:

Тематический сетевой сборник: 25 лет научных публикаций в журналах издательства МГППУ

Для цитаты: Куравский Л.С., Юрьев Г.А., Грешников И.И., Златомрежев В.И., Поляков Б.Ю., Орлова С.И., Юрьева Н.Е. Оценка состояния пилота по данным видеоокулографии и параметрам альфа-ритмов головного мозга путем моделирования его нейронной активности // Экспериментальная психология. 2022. Том 15. № 2. С. 194–212. DOI: 10.17759/exppsy.2022150214

Литература

  1. Арнольд В.И. Дополнительные главы теории обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1978. 243 с.
  2. Барабанщиков В.А., Жегалло А.В. Регистрация и анализ направленности взора человека. М.: Институт психологии РАН, 2013. 316 с.
  3. Патент № 2539004 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/16, A61B 5/0476. Способ контроля выхода человека-оператора из контура управления: № 2013134719/14: заявл. 24.07.2013: опубл. 10.01.2015 / А.Ф. Изнак, Н.В. Чаянов. EDN GXIGRL.
  4. Патент № 2571891 C1 Российская Федерация, МПК A61B 5/16. Устройство для контроля внимания оператора в системах «человек-техника»: № 2015102929/14: заявл. 30.01.2015: опубл. 27.12.2015 / А.Ф. Изнак, Н.В. Чаянов, Е.В. Изнак. EDN MLVLDO.
  5. Borghini G., Astolfi L., Vecchiato G., Mattia D., Babiloni F. Measuring neurophysiological signals in aircraft pilots and car drivers for the assessment of mental workload, fatigue and drowsiness // Neurosc. Rev. 2014. V. 44. Р. 58—75.
  6. Greshnikov I.I., Kuravsky L.S., Yuryev G.A. Principles of Developing a Software and Hardware Complex for Crew Intelligent Support and Training Level Assessment // Modelling and Data Analysis. V. 11. № 2. Р. 5—30. DOI: 10.17759/mda.2021110201 (In Russ., аbstr. in Engl.).
  7. Hu X., Lodewijks G. Detecting fatigue in car drivers and aircraft pilots by using non-invasive measures: The value of differentiation of sleepiness and mental fatigue // Journal of Safety Research. V. 72. P. 173—187.
  8. Iznak A.F., Chayanov N.V. Subjective correlates of outbreaks of the alpha rhythm in the human EEG during visual-motor operator activity // Problems of scientific. Tests were performed. in the region. psychol. Health / Ministry of Health of the USSR Academy of Medical Sciences of the USSR, 1989. 24—30. (In Russian).
  9. Kuznetsov Yu.A. Elements of Applied Bifurcation Theory (Third ed.). New York: Springer-Verlag, 2004.
  10. Kuravsky L.S. Discriminant Analysis Based on the Approaches of Quantum Computing // Lobachevskii Journal of Mathematics. V. 41. № 12. Р. 2338—2344.
  11. Kuravsky L.S. Modeling Dynamical Behavior of Stochastic Systems: Spectral Analysis of Qubit Representations vs the Mutual Markovian Model Likelihood Estimations // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2021. V. 42. № 10. Р. 2364—2376.
  12. Kuravsky L.S., Greshnikov I.I. Optimizing the mutual arrangement of pilot indicators on an aircraft dashboard and analysis of this procedure from the viewpoint of quantum representations // Journal of Applied Engineering Science. № 4. DOI: 10.5937/jaes0-31855
  13. Kuravsky L.S., Yuryev G.A., Zlatomrezhev V.I. New approaches for assessing the activities of operators of complex technical systems // Experimental psychology (Russia). V. 12. № 4. Р. 27—49. DOI: 10.17759/exppsy.2019120403
  14. Kuravsky L.S., Yuryev G.A., Zlatomrezhev V.I., Greshnikov I.I., Polyakov B.Y. An approach to diagnostics based on video oculography data analysis. The British Institute of Non-Destructive Testing. 17th International Conference on Condition Monitoring and Asset Management, London, Virtual, 15—17 June 2021.
  15. Kuravsky L.S., Yuryev G.A., Zlatomrezhev V.I., Greshnikov I.I., Polyakov B.Y. Assessing the Aircraft Crew Activity Basing on Video Oculography Data // Experimental Psychology (Russia). V. 14. № 1. Р. 204—222. DOI: 10.17759/exppsy.2021140110
  16. Kuravsky L.S., Yuryev G.A., Zlatomrezhev V.I., Yuryeva N.E., Mikhaylov A.Y. Evaluating the Contribution of Human Factor to Performance Characteristics of Complex Technical Systems // Modelling and Data Analysis. V. 10. № 1. Р. 7—34. DOI: 10.17759/mda.2020100101
  17. Tran Y., Craig A., Craig R., Chai R., Nguyen H. The influence of mental fatigue on brain activity: Evidence from a systematic review with meta-analyses // Psychophysiology. V. 57. P. 13554. DOI: 10.1111/ psyp.13554
  18. Wilson H.R., Cowan J.D. Excitatory and inhibitory interactions in localized populations of model neurons // Biophysical J. 1972. 12(1). P. 1—24. DOI: 10.1016/S0006-3495(72)86068-5
  19. Wilson H.R. Mathematical models of neural tissue. In: Cooperative Effects, Progress in Synergetics (ed. Haken). Amsterdam: North-Holland Publ. Co., 1974.

Информация об авторах

Куравский Лев Семенович, доктор технических наук, профессор, декан факультета информационных технологий, Московский государственный психолого-педагогический университет (ФГБОУ ВО МГППУ), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3375-8446, e-mail: l.s.kuravsky@gmail.com

Юрьев Григорий Александрович, кандидат физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой, "Прикладная информатика и мультимедийные технологии" факультета "Информационные технологии", ведущий научный сотрудник молодежной лаборатории информационных технологий для психологической диагностики, Московский государственный психолого-педагогический университет (ФГБОУ ВО МГППУ), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2960-6562, e-mail: g.a.yuryev@gmail.com

Грешников Иван Игоревич, кандидат технических наук, начальник сектора, Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ФГУП «ГосНИИАС»), аспирант МГППУ (ФГБОУ ВО МГППУ), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5474-3094, e-mail: vvanes@mail.ru

Златомрежев Валентин Игоревич, заведующий лаборатории, Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем («ГосНИИАС»), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1776-6881, e-mail: vizlatomr@2100.gosniias.ru

Поляков Борислав Юрьевич, младший научный сотрудник, лаборатория математической психологии и прикладного программного обеспечения Центра информационных технологий для психологических исследований, Московский государственный психолого-педагогический университет (ФГБОУ ВО МГППУ), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6457-9520, e-mail: deslion@yandex.ru

Орлова Светлана Игоревна, кандидат психологических наук, старший научный сотрудник, Московский, Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0284-5010, e-mail: zvita@list.ru

Юрьева Наталия Евгеньевна, кандидат технических наук, заведующая молодежной лабораторией информационных технологий для психологической диагностики, научный сотрудник центра информационных технологий для психологических исследований факультета информационных технологийнаучный сотрудник, центр информационных технологий для психологических исследований факультета информационных технологий, Московский государственный психолого-педагогический университет (ФГБОУ ВО МГППУ), Москва, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1419-876X, e-mail: yurieva.ne@gmail.com

Метрики

Просмотров

Всего: 350
В прошлом месяце: 17
В текущем месяце: 4

Скачиваний

Всего: 130
В прошлом месяце: 1
В текущем месяце: 2