RU2657386C1 - Способ ранжирования спортсменов по разрешающей способности зрительных событий во времени - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для определения рейтинга спортсменов. На испытуемом закрепляют носимое устройство (шлем, очки или линзы), формирующее дополненную реальность, которое входит в состав аппаратно-программного комплекса. На устройство, формирующее дополненную реальность, подают пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с. Регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного. На первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают при каждом последующем предъявлении дискретно с постоянным шагом 0,5 мс, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно. На втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают при каждом последующем предъявлении дискретно с постоянным шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно. Время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного в момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, фиксируют. Время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, зафиксированного на втором этапе измерений. Рейтинг вычисляют как обратную величину времени инерционности зрительного анализатора, умноженную на 50. Испытуемый, имеющий более высокий рейтинг, расценивается как более перспективный и способный показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях. Способ позволяет расширить условия определения времени инерционности зрительной системы человека и выполнить ранжирование спортсменов по его значению за счет использования дополненной реальности с учетом определения времени инерционности зрительной системы человека, ограничивающей разрешающую способность зрительных событий во времени.

Description

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для определения рейтинга спортсменов.

При оценке вероятной успешности спортсмена тренеры (тренерский совет, психологи и другие специалисты) ориентируются на данные наблюдений за характером его действий в тренировочных играх, данные субъективной оценки психоэмоциональной напряженности и мотивационных установок, результаты психофизиологического тестирования и поведенческие реакции. По результатам оценки выносится суждение об ожидаемых спортивных результатах и решение о включении спортсмена в команду для участия в ответственных предстоящих соревнованиях. Однако такая оценка характеризуется выраженным субъективизмом и поэтому часто оказывается недостаточно достоверной [Патент 2316247 РФ, МПК А61В 3/06, 5/00. Способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы // Овчинников Н.Д., Егозина В.И., Квашук П.В. - №2005132276/14; заявл. 19.10.2005; опубл. 10.02.2008.].

Так точность прогнозирования спортивных результатов спортсменов-единоборцев, выступающих на соревнованиях международного уровня, на современном этапе развития спортивной науки достигает максимум 50%. Отобранные спортсмены выбывают на стадии предварительных поединков, либо в лучшем случае занимают места не соответствующие прогнозируемым [Шапошникова В.И., Таймазов В.А. Хронобиология и спорт. - М.: Советский спорт, 2005. 177 с.; Ли В.Ф., Аимбетова Н.В., Симаков A.M., Павленко А.В. Хронобиологическое прогнозирование индивидуальной успешности высококвалифицированных спортсменов-тхэквондистов на Олимпийских играх 2012 года // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. 2013. №10(104). С. 114-118.].

Значение функционального состояния центральной нервной системы для организации любой формы деятельности эмпирически уже давно нашло широкое признание, так как в иерархической структуре функциональных систем она занимает главное место [Маслов Н.Б., Блощинский И.А., Максименко В.Н. Нейрофизиологическая картина генеза утомления, хронического утомления и переутомления человека-оператора // Физиология человека. 2003. Т. 29. №5. С. 123-133.].

Для оценки функционального состояния центральной нервной системы широко применяются психофизиологические методы. Они необходимы и актуальны в связи со следующими обстоятельствами [Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск: Наука, 1980. 192 с.]:

- психофизиологическое состояние человека оказывается первым и крайне чувствительным индикатором изменений, происходящих в организме;

- состояние психофизиологической деятельности интегрально связано с функционированием человека как биосистемы в целом.

В процессе своей жизнедеятельности человек получает около 90% информации о внешнем мире через зрительный анализатор. В обработке зрительной информации участвуют 22 области головного мозга, занимающие суммарно до 54% площади коры больших полушарий, причем 25% площади составляют области, являющиеся в основном или исключительно зрительными [Блинов Н.Н. Глаз и изображение. М.: Медицина, 2004. 320 с.].

Эффективность функционирования зрительного анализатора зависит от ряда факторов, к которым помимо структурно-функциональных возможностей глаза и проводящих путей относится и уровень функционирования коркового отдела зрительного анализатора, поэтому в качестве психофизиологических критериев, характеризующих функциональное состояние центральной нервной системы, используются показатели функционального состояния зрительного анализатора [Загрядский В.П., Сулимо-Самуйлло З.К. Физические нагрузки современного человека. Л.: Наука, 1982. 93 с.].

Известен способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы, заключающийся в составлении суждения о состоянии информационно-аналитических функций по данным определения психофизиологических показателей, отличающийся тем, что оценку составляют по данным расчетного интегрального показателя функционального состояния ЦНС, определяемого при тестировании световыми стимулами разного цвета и по данным определения времени сенсомоторных реакций, вычисляемого как средневзвешенная величина занимаемого в команде рангового места, определяемого по критериальным показателям: возбудимости нервных центров и лабильности нервных процессов, определяемым по критической частоте слияния мельканий в корковых центрах зрительного анализатора для правого и левого полушарий мозга отдельно; скорости восприятия сенсорной информации и выработки решения о двигательной реакции в моторной коре правого и левого полушарий мозга отдельно; доминирующих алгоритмов функционирования информационно-аналитических структур ЦНС по межполушарной функциональной асимметрии больших полушарий, определяемым по показателям возбудимости нервных центров на тест-сигналы разного цвета; степени межполушарной функциональной асимметрии больших полушарий, определяемым по времени зрительно-двигательных реакций на световые сигналы, предъявляемые в правом и левом полуполях зрения и осуществлении двигательных реакций рукой, управляемой из того же полушария мозга, в которое адресован световой тест-стимул; степени психоэмоциональной напряженности, определяемой как разница между показателями возбудимости нервных центров на тест-сигналы красного и зеленого цвета; причем обследуемый, занимающий по перечисленным выше критериям более высокое место, при осуществлении прогностической оценки расценивается как наиболее перспективный и способный показать высокие результаты в предстоящей профессиональной деятельности [Патент 2316247 РФ, МПК А61В 3/06, А61В 5/00. Способ ранжирования людей по показателям функционального состояния центральной нервной системы // Овчинников Н.Д., Егозина В.И., Квашук П.В. - №2005132276/14; заявл. 19.10.2005; опубл. 10.02.2008.].

Критериальные показатели для прогностической оценки в способе получают по данным критической частоты слияния мельканий, времени формирования решения на сенсомоторные реакции и расчетных показателей межполушарной функциональной асимметрии.

Недостатком способа является низкая достоверность прогностической оценки, обусловленная низкой точностью определения критической частоты слияния мельканий [Роженцов В.В. Оценка точности измерения критической часты световых мельканий // Вестник офтальмологии. 2009. Т. 125. №3. С. 22-24.].

Разрешающая способность анализаторов по восприятию стимулов ограничена их инерционностью. Инерционность зрения обусловлена наличием времени ощущения - времени между моментом воздействия света на сетчатку и моментом возникновения соответствующего ощущения и времени восстановления - времени между моментом прекращения воздействия на сетчатку и моментом исчезновения соответствующего ощущения [Кравков С.В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1950. 531 с.; Семеновская Е.Н. Электрофизиологические исследования в офтальмологии. М.: Медгиз, 1963. 279 с.].

Вследствие инерционности воспринимаемая человеком последовательность зрительных событий может не соответствовать реальной последовательности стимульных воздействий. Если промежуток времени, разделяющий два стимула, недостаточен для разделения потока стимуляции на отдельные события, стимульные воздействия интегрируются в едином образе и воспринимаются как одновременные. Для количественного описания восприятия одновременности и последовательности введено понятие «временного порога», то есть минимального времени между двумя стимулами, при котором они воспринимаются уже не как одновременные, а как последовательные [Печенкова Е.В. Виды и механизмы временных смещений в восприятии порядка событий: дис. … канд. психолог. наук. М., 2008, 197 с.].

Известен способ определения времени инерционности зрительной системы путем предъявления испытуемому световых импульсов, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют последовательность двух световых импульсов заданной длительности, равной, например, 50 мс, разделенных паузой, равной, например, 150 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал порядка 1,5 с, длительность паузы между световыми импульсами уменьшают, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в один, причем на первом этапе измерений уменьшают длительность паузы между двумя световыми импульсами с заданной постоянной скоростью порядка 20 мс/с, пока испытуемый не определит оценочно субъективное слияние двух световых импульсов в один, на втором этапе измерений увеличивают длительность паузы между двумя световыми импульсами с заданной постоянной скоростью порядка 5 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения раздельности двух световых импульсов, на третьем этапе измерений уменьшают длительность паузы между двумя световыми импульсами с заданной постоянной скоростью порядка 2 мс/с, пока испытуемый не определит момент субъективного слияния двух световых импульсов в один, время инерционности зрительной системы человека принимают равным значению длительности паузы в момент субъективного слияния двух световых импульсов в один [Способ определения времени инерционности зрительной системы человека: пат. 2195174 Рос. Федерация. №2001117142/14; заявл. 18.06.2001; опубл. 27.12.2002. Бюл. №36.].

Недостатком способа является невозможность определения инерционности зрительной системы при одновременном предъявлении двух световых стимулов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения времени инерционности зрительной системы человека, заключающийся в том, что испытуемому предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с шагом 5 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с шагом 1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, на третьем этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса увеличивают дискретно с шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент субъективного ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенное на третьем этапе измерений [Способ определения времени инерционности зрительной системы человека: пат. 2262293 Рос. Федерация. №2004133799/14; заявл. 18.11.2004; опубл. 20.10.2005. Бюл. №29.].

В данном способе за время инерционности зрительной системы принято значение «временного порога», то есть минимального времени между двумя стимулами, при котором они воспринимаются уже не как одновременные.

Экспериментально установлено, что в группе из 30 предварительно обученных практически здоровых испытуемых в возрасте от 18 до 20 лет с нормальным или скорректированным зрением время инерционности, равное значению «временного порога», находится в пределах от 4,4 до 27,6 мс [Лежнин А.В., Роженцов В.В. Измерение времени инерционности зрительного анализатора человека // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2009. №2(54). С. 28-30.].

Наличие такого широкого диапазона значений времени инерционности («временного порога») позволяет выполнить ранжирование спортсменов по его значению.

Недостатком способа является ограниченность условий определения времени инерционности зрительной системы человека, ограничивающей разрешающую способность зрительных событий во времени, привязка к стационарному оборудованию, отсутствие возможности ранжирования спортсменов.

Технический результат предлагаемого способа заключается в расширении условий определения времени инерционности зрительной системы человека, ограничивающей разрешающую способность зрительных событий во времени, обеспечении возможности ранжирования спортсменов.

Технический результат достигается тем, что испытуемым предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на втором этапе измерений, причем новым является то, что световые импульсы предъявляют при помощи носимого устройства, формирующего дополненную реальность, на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с заданным постоянным шагом 0,5 мс, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с заданным постоянным шагом 0,1 мс, рейтинг вычисляют как обратную величину времени инерционности зрительного анализатора, умноженную на 50, испытуемый, имеющий более высокий рейтинг, расценивается как более перспективный и способный показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях.

Предлагаемый способ ранжирования спортсменов по разрешающей способности зрительных событий во времени осуществляется следующим образом. На испытуемом закрепляют носимое устройство (шлем, очки или линзы), формирующее дополненную реальность, которое входит в состав аппаратно-программного комплекса. На устройство, формирующее дополненную реальность, подают пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с. Регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного.

На первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают при каждом последующем предъявлении дискретно с постоянным шагом 0,5 мс, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно.

На втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают при каждом последующем предъявлении дискретно с постоянным шагом 0,1 мс, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно. Время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного в момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, фиксируют.

Время инерционности зрительной системы, равное значению «временного порога», принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, зафиксированного на втором этапе измерений.

Рейтинг вычисляют как обратную величину времени инерционности зрительного анализатора, умноженную на 50. Испытуемый, имеющий более высокий рейтинг, расценивается как более перспективный и способный показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях.

При осуществлении заявляемого способа могут использоваться известные технические решения и средства. Для компьютерной обработки информации может быть использовано известное или оригинальное программное обеспечение.

Заявляемый способ позволяет расширить условия определения времени инерционности зрительной системы человека, ограничивающей разрешающую способность зрительных событий во времени, выполнить ранжирование спортсменов по его значению.

Таким образом, заявляемый способ обладает новыми свойствами, обусловливающими получение технического результата.

Claims (1)

1. Способ ранжирования спортсменов по разрешающей способности зрительных событий во времени, заключающийся в том, что испытуемым предъявляют пары световых импульсов, эталонного длительностью 80 мс и регулируемого по длительности, повторяющихся через временной интервал, равный 1 с, регулируемый по длительности импульс задерживают или оканчивают раньше относительно времени предъявления эталонного, причем на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются не одновременно, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно, пока испытуемый не определит момент ощущения, что световые импульсы начинаются или оканчиваются одновременно, время инерционности зрительной системы принимают равным значению времени задержки или времени раннего окончания регулируемого по длительности светового импульса относительно эталонного, определенного на втором этапе измерений, отличающийся тем, что световые импульсы предъявляют при помощи носимого устройства, формирующего дополненную реальность, на первом этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса относительно эталонного увеличивают дискретно с заданным постоянным шагом 0,5 мс, на втором этапе измерений время задержки или раннего окончания регулируемого по длительности импульса уменьшают дискретно с заданным постоянным шагом 0,1 мс, рейтинг вычисляют как обратную величину времени инерционности зрительного анализатора, умноженную на 50, испытуемый, имеющий более высокий рейтинг, расценивается как более перспективный и способный показать более высокие результаты в предстоящих соревнованиях.