RU2704547C1 - Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information - Google Patents

Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information Download PDF

Info

Publication number
RU2704547C1
RU2704547C1 RU2018131393A RU2018131393A RU2704547C1 RU 2704547 C1 RU2704547 C1 RU 2704547C1 RU 2018131393 A RU2018131393 A RU 2018131393A RU 2018131393 A RU2018131393 A RU 2018131393A RU 2704547 C1 RU2704547 C1 RU 2704547C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
indicators
values
group
stage
primary
Prior art date
Application number
RU2018131393A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Иванов
Original Assignee
Алексей Владимирович Иванов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Владимирович Иванов filed Critical Алексей Владимирович Иванов
Priority to RU2018131393A priority Critical patent/RU2704547C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704547C1 publication Critical patent/RU2704547C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to data processing for special applications. Presenting information in text, audio, video form. Individual response to presented information is recorded by determining motor activity or EEG biopotentials. Processing of obtained data is performed based on registration of individual reactions. At the first stage, in each individual set of indicators, differences between stimuli of reference categories are calculated using the corresponding statistical criterion of differences for each of the analyzed primary indicators. Further, the obtained values reflecting the discriminating power of each primary index are subject to factor analysis separately for amplitude and time values. Values of the obtained factors are calculated. After that, respondents are combined into groups based on which of the factors has the maximum value. At the second processing step, text, audio and video stimuli are evaluated using a system of criteria obtained at the previous step. Differences between stimuli of different categories are calculated for each primary index. Further, these values and factor coefficients obtained at the first stage are used to calculate values of factors grouping primary values. For each stimulus in the space of primary features using the discriminant functions, the degree of belonging to the class of one of the reference estimates in each group formed at the first stage is calculated. Obtained classification results are weighed using the value of the factor on which the given group was constructed. Weighted classification results for each group of indicators are added.
EFFECT: method enables remote collection and group treatment of individual psychophysiological reactions of motor activity and neurophysiological indices of human brain, generate arrays of group user data, which after processing, due to their volume, enable to obtain group indices of relation to information associated with recorded reactions.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам или способам цифровых вычислений или обработки данных для специальных применений.The invention relates to devices or methods for digital computing or data processing for special applications.

Известны способы регистрации индивидуальных характеристик пользователя компьютера на основании измерения физиологически обусловленных особенностей его работы с компьютерной клавиатурой, например путем вычисления временных интервалов между надавливаниями клавиш. Так, например, из документа US 20080214903 А1 (опублик. 04.09.2008) известны система и способ для мониторинга одного или нескольких физиологических параметров пользователя. Система по изобретению включает в себя один или несколько носимых сенсорных модулей, определяющих один или несколько физиологических параметров.Known methods for recording the individual characteristics of a computer user based on the measurement of physiologically determined features of his work with a computer keyboard, for example, by calculating the time intervals between keystrokes. So, for example, from the document US 20080214903 A1 (published. 04.09.2008) a system and method are known for monitoring one or more physiological parameters of a user. The system according to the invention includes one or more wearable sensor modules that define one or more physiological parameters.

Решаемая техническая задача заключается в получении групповых статистических данных о характере реагирования на предъявляемую информацию в виде изображений, текста, видео и др. При этом оцениваются объективно регистрируемые реакции - электроэнцефалограмма, показатели моторной активности.The technical task to be solved is to obtain group statistics on the nature of the response to the presented information in the form of images, text, video, etc. At the same time, objectively recorded reactions are evaluated - an electroencephalogram, indicators of motor activity.

Техническим результатом заявленного изобретения является автоматизированная статистическая обработка индивидуальных психофизиологических реакций пользователей связанных с предъявлением информации и формирование групповых статистических оценок, характеризующих предъявляемую информацию.The technical result of the claimed invention is automated statistical processing of individual psychophysiological reactions of users associated with the presentation of information and the formation of group statistical evaluations characterizing the information presented.

Заявленная техническая задача решается, а технический результат достигается посредством заявленного способа получения и обработки данных о моторной активности и нейрофизиологических показателях работы мозга человека при предъявлении информации в текстовой, аудио, видео и другой форме, позволяющего собирать и анализировать эти данные удаленно на больших группах пользователей и на основании регистрации индивидуальных реакций формировать массивы групповых пользовательских данных, которые после обработки, за счет своего объема позволяют получать групповые показатели отношения к информации, связанной с регистрируемыми реакциями, и заключающегося в том, чтоThe claimed technical problem is solved, and the technical result is achieved by the claimed method of obtaining and processing data on motor activity and neurophysiological indicators of the human brain when presenting information in text, audio, video and other forms, allowing you to collect and analyze this data remotely on large groups of users and based on the registration of individual reactions to form arrays of group user data, which after processing, due to its volume, allows yayut receive group ratios to the information related to registrable reactions, and concludes that

на первом этапе в каждом индивидуальном наборе показателей вычисляют различия между стимулами эталонных категорий (с использованием соответствующего статистического критерия различий) по каждому из анализируемых первичных показателей, далее полученные значения, отражающие дискриминирующую способность каждого первичного показателя, подвергают факторному анализу отдельно для амплитудных и временных показателей по каждому сенсору и вычисляют значения полученных факторов, после этого респондентов объединяют в группы на основании того, какой из факторов имел максимальное значение, причем второй этап обработки заключается в получении оценок стимулов с помощью системы критериев, полученных на предыдущем этапе, при этом алгоритм обработки отдельной процедуры включает этапы, на которых:at the first stage, in each individual set of indicators, the differences between the stimuli of the reference categories are calculated (using the corresponding statistical criterion of differences) for each of the analyzed primary indicators, then the obtained values, which reflect the discriminatory ability of each primary indicator, are subjected to factor analysis separately for the amplitude and time indicators according to each sensor and calculate the values of the factors obtained, after which the respondents are combined into groups based on which of the factors was of maximum importance, and the second stage of processing is to obtain estimates of incentives using the system of criteria obtained in the previous stage, while the processing algorithm of a separate procedure includes the stages in which:

1/ вычисляют различия между стимулами разных категорий по каждому первичному показателю,1 / calculate the differences between stimuli of different categories for each primary indicator,

2/ далее по этим значениям и факторным коэффициентам, полученным на первом этапе, вычисляют значения факторов, группирующих первичные показатели,2 / further, according to these values and factor coefficients obtained in the first stage, the values of factors grouping the primary indicators are calculated,

3/ для каждого стимула в пространстве первичных признаков с помощью дискриминантных функций вычисляют степень принадлежности к классу одной из эталонных оценок в каждой группе, сформированной на первом этапе,3 / for each stimulus in the space of primary signs using discriminant functions calculate the degree of belonging to the class of one of the reference estimates in each group formed in the first stage,

4/ полученные результаты классификации взвешивают с помощью значения фактора, по которому строилась данная группа, на основании результатов пункта 2,4 / the results of the classification are weighed using the value of the factor by which this group was built, based on the results of paragraph 2,

5/ взвешенные результаты классификации по каждой группе показателей складывают.5 / weighted classification results for each group of indicators add up.

Индивидуальные психофизиологические реакции регистрируются с помощью индивидуальных устройств класса смартфона или планшетного компьютера, а также индивидуального устройства для регистрации биопотенциалов головного мозга (ЭЭГ). Предъявление информации в процессе регистрации осуществляется на индивидуальных устройствах класса мобильного телефона, планшетного, настольного компьютера или ноутбука, а также другими средствами, обеспечивающими предъявление пользователю информации по различным сенсорным каналам - визуальному, слуховому, тактильному и др.Individual psychophysiological reactions are recorded using individual devices of the class of a smartphone or tablet computer, as well as an individual device for recording brain biopotentials (EEG). Presentation of information during the registration process is carried out on individual devices of the class of a mobile phone, tablet, desktop computer or laptop, as well as by other means, providing information to the user through various sensory channels - visual, auditory, tactile, etc.

Информация (контент) в виде изображений, текста, видео и т.п. загружается на сервер. На сервере осуществляется предварительная подготовка предъявления контента в виде сценария из набора форагментов, с учетом их количества и времени экспозиции. Подготовленный сценарий пересылается на индивидуальное устройство. Пользователь запускает программу предъявления сценария, которая, в ходе предъявления регистрирует показатели его моторной (двигательной) активности. По окончании предъявления сценария данные о моторной активности отправляются на сервер. Сервер обрабатывает эти данные пользователей и формирует групповые статистические оценки, характеризующие предъявляемую информацию (контент).Information (content) in the form of images, text, video, etc. loaded on the server. The server prepares the presentation of content in the form of a script from a set of fragments, taking into account their number and exposure time. The prepared script is sent to the individual device. The user launches a script presentation program, which, during presentation, registers indicators of its motor (motor) activity. At the end of the presentation of the script, data on motor activity are sent to the server. The server processes this user data and generates group statistical estimates characterizing the presented information (content).

Получаемый технический результат содержит сочетание двух направлений:The resulting technical result contains a combination of two areas:

- для получения групповых статистических оценок используются результаты дистанционного обследования больших групп пользователей;- to obtain group statistical estimates, the results of a remote survey of large groups of users are used;

- групповые статистические оценки основаны на регистрации физиологических показателей.- group statistical estimates based on the registration of physiological indicators.

Блок-схема структурных составляющих и взаимодействия их при реализации способа изображена на фиг. 1A block diagram of the structural components and their interactions when implementing the method is shown in FIG. one

Блок-схема реализации работы модуля предъявления информации и регистрации показателей на индивидуальном устройстве показана на фиг. 2.A block diagram of the implementation of the module for presenting information and recording indicators on an individual device is shown in FIG. 2.

Обработка реакций, зарегистрированных индивидуальным устройством каждого респондента, осуществляется следующим образом. На первом этапе в каждом индивидуальном наборе показателей вычисляются различия между стимулами эталонных категорий (с использованием соответствующего статистического критерия различий) по каждому из анализируемых первичных показателей. Далее полученные значения, отражающие дискриминирующую способность каждого первичного показателя, подвергаются факторному анализу отдельно для амплитудных и временных показателей (метод главных компонент, варимаксное вращение) по каждому сенсору и вычисляются значения полученных факторов. После этого респонденты объединяются в группы на основании того, какой из факторов имел максимальное значение.The processing of reactions recorded by the individual device of each respondent is as follows. At the first stage, in each individual set of indicators, differences between the stimuli of the reference categories (using the corresponding statistical criterion of differences) for each of the analyzed primary indicators are calculated. Further, the obtained values, reflecting the discriminatory ability of each primary indicator, are subjected to factor analysis separately for the amplitude and time indicators (principal component method, varimax rotation) for each sensor and the values of the obtained factors are calculated. After that, respondents are grouped on the basis of which of the factors was of maximum importance.

Второй этап обработки заключается в получении оценок стимулов с помощью системы критериев, полученных на предыдущем этапе. Алгоритм обработки отдельной процедуры можно представить следующим образом.The second stage of processing consists in obtaining stimulus estimates using the system of criteria obtained in the previous stage. The processing algorithm of a separate procedure can be represented as follows.

1. Аналогично тому, как это происходило на первом этапе, вычисляются различия между стимулами разных категорий по каждому первичному показателю.1. Similar to how this happened in the first stage, the differences between the stimuli of different categories for each primary indicator are calculated.

2. Далее по этим значениям и факторным коэффициентам, полученным на первом этапе, вычисляются значения факторов, группирующих первичные показатели.2. Next, based on these values and factor coefficients obtained in the first stage, the values of factors grouping the primary indicators are calculated.

3. Для каждого стимула в пространстве первичных признаков с помощью дискриминантных функций вычисляется степень принадлежности к классу одной из эталонных оценок в каждой группе, сформированной на первом этапе.3. For each stimulus in the space of primary signs, using discriminant functions, the degree of belonging to the class of one of the reference estimates in each group formed in the first stage is calculated.

4. Полученные результаты классификации взвешиваются с помощью значения фактора, по которому строилась данная группа, на основании результатов пункта 2.4. The obtained classification results are weighted using the value of the factor by which this group was built, based on the results of paragraph 2.

5. Взвешенные результаты классификации по каждой группе показателей складываются.5. Weighted classification results for each group of indicators are added up.

Схема обработки индивидуальных ЭЭГ реакций приведена на фиг. 3.The processing scheme of individual EEG reactions is shown in FIG. 3.

Приведена схема обработки одиночного вызванного потенциала на примере правого лобного отведения (F4). Р1, Р2, N2 - компоненты вызванного потенциала, Ампл - амплитудные значения, Лат - значения латентности.The scheme of processing a single evoked potential is shown on the example of the right frontal abduction (F4). P1, P2, N2 - components of the evoked potential, Ampl - amplitude values, Lat - latency values.

Этот же алгоритм обработки используется для всех остальных ЭЭГ отведений для всех респондентов.The same processing algorithm is used for all other EEG leads for all respondents.

Обработка накопленных таким образом данных производится на сервере путем многомерного анализа показателей, полученных с различных сенсоров индивидуального устройства, отражающих особенности физиологической реакции, возникающей в ответ на предъявление информации.Processing of the data thus accumulated is performed on the server by multidimensional analysis of indicators obtained from various sensors of the individual device, reflecting the characteristics of the physiological reaction that occurs in response to the presentation of information.

Вариативность физиологических ответов на примере регистрации моторных реакций при предъявлении информации различного содержания приведена на фиг. 4.The variability of physiological responses on the example of registration of motor reactions when presenting information of different contents is shown in FIG. four.

Вариативность физиологических ответов определяется содержанием предъявляемой информации. Анализ вариативности по группе респондентов позволяет оценить информацию с точки зрения ее значимости в отношении выбранных оценочных критериев.The variability of physiological responses is determined by the content of the presented information. The analysis of variability for a group of respondents allows you to evaluate information in terms of its significance in relation to the selected evaluation criteria.

Claims (8)

Способ удаленного сбора и групповой обработки психофизиологических реакций моторной активности и нейрофизиологических показателей работы мозга человека, включающий предъявление информации в текстовой, аудио, видео форме, далее регистрируют индивидуальную реакцию человека на предъявленную информацию путем определения моторной активности или биопотенциалов ЭЭГ, на основании регистрации индивидуальных реакций проводят обработку полученных данных, а именно:The method of remote collection and group processing of psychophysiological reactions of motor activity and neurophysiological indicators of the human brain, including the presentation of information in text, audio, video form, then the individual human response to the presented information is recorded by determining motor activity or EEG biopotentials, based on the registration of individual reactions processing the received data, namely: на первом этапе в каждом индивидуальном наборе показателей вычисляют различия между стимулами эталонных категорий с использованием соответствующего статистического критерия различий по каждому из анализируемых первичных показателей, далее полученные значения, отражающие дискриминирующую способность каждого первичного показателя, подвергают факторному анализу отдельно для амплитудных и временных показателей и вычисляют значения полученных факторов, после этого респондентов объединяют в группы на основании того, какой из факторов имел максимальное значение;at the first stage, in each individual set of indicators, the differences between the stimuli of the reference categories are calculated using the corresponding statistical criterion of differences for each of the analyzed primary indicators, then the obtained values, which reflect the discriminatory ability of each primary indicator, are subjected to factor analysis separately for amplitude and time indicators and the values are calculated of the factors obtained, after that the respondents are grouped on the basis of which factor It has a maximum value; на втором этапе обработки получают оценку текстовых, аудио, видео стимулов с помощью системы критериев, полученных на предыдущем этапе, и второй этап включает этапы:at the second processing stage, the text, audio, and video stimuli are estimated using the system of criteria obtained at the previous stage, and the second stage includes the steps 1) вычисляют различия между стимулами разных категорий по каждому первичному показателю,1) calculate the differences between the stimuli of different categories for each primary indicator, 2) далее по этим значениям и факторным коэффициентам, полученным на первом этапе, вычисляют значения факторов, группирующих первичные показатели,2) then, based on these values and factor coefficients obtained in the first stage, the values of factors grouping the primary indicators are calculated, 3) для каждого стимула в пространстве первичных признаков с помощью дискриминантных функций вычисляют степень принадлежности к классу одной из эталонных оценок в каждой группе, сформированной на первом этапе,3) for each stimulus in the space of primary signs using discriminant functions calculate the degree of belonging to the class of one of the reference estimates in each group formed in the first stage, 4) полученные результаты классификации взвешивают с помощью значения фактора, по которому строилась данная группа, на основании результатов пункта 2,4) the results of the classification are weighed using the value of the factor by which this group was built, based on the results of paragraph 2, 5) взвешенные результаты классификации по каждой группе показателей складывают.5) weighted classification results for each group of indicators add up.
RU2018131393A 2018-08-31 2018-08-31 Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information RU2704547C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131393A RU2704547C1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131393A RU2704547C1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704547C1 true RU2704547C1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68500585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131393A RU2704547C1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704547C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751816C1 (en) * 2020-08-17 2021-07-19 Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» Method for classification of human motor activity

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363858A (en) * 1993-02-11 1994-11-15 Francis Luca Conte Method and apparatus for multifaceted electroencephalographic response analysis (MERA)
RU2319444C1 (en) * 2006-05-15 2008-03-20 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ФИРМА "Медиком МТД" Psychological analysis method and device for realization (versions)
US20080214903A1 (en) * 2005-02-22 2008-09-04 Tuvi Orbach Methods and Systems for Physiological and Psycho-Physiological Monitoring and Uses Thereof
RU129681U1 (en) * 2013-01-09 2013-06-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" SYSTEM FOR DETERMINING THE FUNCTIONAL CONDITION OF A GROUP OF FEEDBACK PEOPLE
RU2523132C2 (en) * 2011-11-10 2014-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Diagnostic technique for intellectual potency of trainee (group of trainees) and further correction of training effect

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5363858A (en) * 1993-02-11 1994-11-15 Francis Luca Conte Method and apparatus for multifaceted electroencephalographic response analysis (MERA)
US20080214903A1 (en) * 2005-02-22 2008-09-04 Tuvi Orbach Methods and Systems for Physiological and Psycho-Physiological Monitoring and Uses Thereof
RU2319444C1 (en) * 2006-05-15 2008-03-20 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ФИРМА "Медиком МТД" Psychological analysis method and device for realization (versions)
RU2523132C2 (en) * 2011-11-10 2014-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Diagnostic technique for intellectual potency of trainee (group of trainees) and further correction of training effect
RU129681U1 (en) * 2013-01-09 2013-06-27 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородский Государственный Университет Им. Н.И. Лобачевского" SYSTEM FOR DETERMINING THE FUNCTIONAL CONDITION OF A GROUP OF FEEDBACK PEOPLE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУНАВИН М.А. Спектральные характеристики биоэлектрической активности мозга студентов при прослушивании аудиостимулов различного компонентно-структурного состава. Экология человека. N 3, 2014, стр. 34-42. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751816C1 (en) * 2020-08-17 2021-07-19 Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» Method for classification of human motor activity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. Real-time sensing of trust in human-machine interactions
US11324436B2 (en) Knowledge discovery based on brainwave response to external stimulation
CN101932988B (en) Device, method and computer program for regulating brainwave identification method
US20100017225A1 (en) Diagnostician customized medical diagnostic apparatus using a digital library
JP6146760B2 (en) ORDERING DEVICE, ORDERING METHOD, AND PROGRAM
JP6472144B2 (en) Evaluation method, evaluation apparatus, evaluation system and program for similarity based on electroencephalogram
CN102541261B (en) Film editing and selecting auxiliary instrument and realization method based on characteristics of electroencephalogram signal
Phutela et al. Stress classification using brain signals based on LSTM network
US20120030696A1 (en) Spatially Constrained Biosensory Measurements Used to Decode Specific Physiological States and User Responses Induced by Marketing Media and Interactive Experiences
JP2015229040A (en) Emotion analysis system, emotion analysis method, and emotion analysis program
US12016649B2 (en) System and method for biometric-based spatial categorization
DeMasi et al. A step towards quantifying when an algorithm can and cannot predict an individual's wellbeing
CN101797150A (en) Computerized test apparatus and methods for quantifying psychological aspects of human responses to stimuli
JP2018526159A (en) System and method for continuous monitoring of central nervous system disorders
Davis III et al. Brainsourcing: Crowdsourcing recognition tasks via collaborative brain-computer interfacing
CN115862868A (en) Psychological assessment system, psychological assessment platform, electronic device and storage medium
RU2704547C1 (en) Method for remote collection and group treatment of psychophysiological reactions with presentation of various information
CN116473556A (en) Emotion calculation method and system based on multi-site skin physiological response
EP3664101A1 (en) A computer-implemented method and an apparatus for use in detecting malingering by a first subject in one or more physical and/or mental function tests
US20150317647A1 (en) Method And Apparatus For Correlating Biometric Responses To Analyze Audience Reactions
Hossain et al. Cognitive load measurement using galvanic skin response for listening tasks
CN110192872B (en) Pressure evaluation calibration method and device and storage medium
US20210321897A1 (en) Method for remote collection and group processing of psychophysiological reactions upon presentation of various information
Orhanbulucu et al. Detection of amyotrophic lateral sclerosis disease from event-related potentials using variational mode decomposition method
Shah et al. A robust framework for optimum feature extraction and recognition of P300 from raw EEG

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200630