VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

 

 В зависимости от комфортности, влияний на организм и зрительную систему человека выделяют гомогенную, агрессивную и комфортную визуальную среду. Бескрайние снежные просторы Арктики и Антарктики представляют гомогенную видимую среду. Современная архитектура городов, с большим количеством повторяющихся элементов, горизонтальных и вертикальных линий, в преобладающем большинстве случаев создает агрессивную видимую среду.  Природу во всем ее многообразии - леса, горы, реки, моря, облака - можно отнести к комфортной визуальной среде, где разнообразие элементов настолько велико, что глаз может часами «скакать» с одного из них на другой. И при этом в комфортной визуальной среде в оптимальном режиме работают все механизмы зрения (Филин В.А., 2006).

 Необходимым компонентом получения, преобразования и использования зрительной информации является глазодвигательная активность (Барабанщиков В.А., Милад М.М., 1994). При рассматривании любых объектов окружающего мира глаза совершают саккады (динамические окуло-моторные показатели), которые перемежаются с фиксациями взора (статические окуло-моторные показатели). В момент фиксации взгляда человек воспринимает и анализирует визуальную информацию. Более длительная продолжительность фиксации часто связывается с более глубоким и напряженным когнитивным процессом (Филин 2002, 2006). Зрительное восприятие, как и любая другая функция, требует участия и обеспечения со стороны других систем организма, в активации и координации которых первостепенное значение имеет вегетативная нервная система (ВНС). Общеизвестно, что вегетативная нервная система достаточно пластична и легко меняет параметры своего функционирования на первое предъявление любого значимого сенсорного стимула (Горбунов А.В., Нечаев Н.Н., 1990). При воздействии визуальных сред разной комфортности напряжение отделов вегетативной нервной системы  будет разным. Изменения деятельности ВНС при анализе функциональных состояний человека - эмоциональных реакций и переживаний, стресса, напряженности и т.д. - можно зафиксировать по величине вызванного кожного вегетативного потенциала (ВКВП) (Крауклис А.А., Алдерсонс А.А., 1982; Алдерсонс А.А.,1985; Dawson M. E., Shell A. M., Filion D. N., 1990; Костин А.Н., Голиков Ю.Я., 2010; Дементиенко В.В. и др., 2010).

В связи с выше изложенным было-бы интересно исследовать особенности показателей трекинга глаз и реактивность вегетативной нервной системы человека при восприятии визуальных стимулов разной комфортности.

Обследовано 50 человек в возрасте 20,5 лет без патологий зрительной системы. Исследования проводились с согласия обследованных и с соблюдением правил физиологической этики (Declaration of Helsinki and European Community directives, 8/609 ЕС). Регистрировали особенности зрительно-моторных реакций на основе отслеживания саккадических движений (eye-tracking) с помощью установки iView X^TM RED и вызванный кожный вегетативный потенциал (ВКВП) с помощью компьютерсовместимого прибора ВНС-спектр («Нейрософт»). Регистрация ВКВП одновременно с записью движений глаз позволяет анализировать параметры когнитивной зрительной деятельности при просматривании изображений и сопровождающих ее физиологических параметров, отражающих функциональное состояние ВНС.

Обследуемым в течение 20-секундного промежутка времени с монитора компьютера поочередно предъявляли 3 визуальных стимула (изображения) разной степени комфортности: гомогенный (изображение снежных просторов Арктики, ГС), агрессивный (изображение фасада многоэтажного здания с большим количеством окон, АС), комфортный (изображение леса, КС). На каждом этапе исследования записывали кривую ВКВП и данные трекинга глаз. Полученные кривые ВКВП обрабатывали с помощью программ ВНС-Спектр Copyright, данные трекинга глаз анализировали с помощью программы SMI BeGaze. Cтатистический анализ изучаемых параметров ВКВП и трекинга глаз проводили с применением набора компьютерных программ SPSS for Windows v. 22.0. Деление обследованных по полу не осуществлялось, поскольку достоверных отличий между изучаемыми показателями у представителей разных половых групп не выявлено.

Полученные в процессе исследования и статистической обработки  данные представлены в таблице 1. 

Таблица 1

Значения показателей ВКВП и данные трекинга глаз у испытуемых при предъявлении визуальных стимулов разной комфортности (Ме; 25%; 75%)

Показатели	Пробы
	ГС	АС	КС
ЛП, сек	1.34 (0.91-3.05)	1.14 (0.92-2.73)	1.55 (0.99-3.34)
А1, мВ	0.12 (0.01-0.34)	0.08 (0.02-0.31)	0.04 (0.01-0.22)
S1, сек	0.84 (0.33-1.55)	1.05 (0.50-1.51)	1.15 (0.50-2.36)
А2, мВ	0.39 (0.05-1.17)	0.23 (0.06-0.65)	0.07 (0.01-0.33)
S2, сек	5.76 (2.89-7.62)	5.53 (2.78-8.57)	5.00 (1.85-8.95)
КолФ	5.00 (3.00-6.00)	5.00 (3.75-6.00)	5.00 (4.00-7.00)
ПрФ, мс	1535.0 (1356.1-1690.9)	1577.8 (1332.7-1880.9)	1522.6 (1406.4-1702.2)
КолС	4.00 (3.00-6.25)	5.00 (3.00-7.00)	6.00 (3.00-7.00)
ПрС, мс	49.50 (42.15-60.80)	45.65 (39.22-53.30)	46.20 (39.22-52.60)
АмплС, град	6.15 (3.82-10.22)	4.25 (2.85-5.97)	3.75 (2.95-5.60)

ГС - гомогенная, АС - агрессивная, КС - комфортная визуальные среды; ЛП - латентный период; A1- амплитуда первой фазы; А2 - амплитуда второй фазы;  S1 - длительность первой фазы; S2 - длительность второй фазы, КолФ - количество фиксаций, ПрФ - продолжительность фиксаций, КолС - количество саккад, ПрС - продолжительность саккад, АмплС - амплитуда саккад.

Статистическая обработка результатов выявила отсутствие достоверных отличий между показателями латентного периода ВКВП (ЛП), длительности второй фазы ВКВП (S2) и продолжительности фиксаций вне зависимости от характера предъявляемого изображения.

Наибольшие значения амплитуды (А1, А2) волны ВКВП были зафиксированы при предъявлении гомогенного стимула (рисунок 1). Показатели Al и А2 отражают уровни активности трофотропных и эрготропных центров (Крауклис А.А., Алдерсонс А.А., 1982). Значительное повышение амплитуды ВКВП при восприятии  данного стимула подтверждает активную роль симпатической нервной системы в процессе восприятия  некомфортных изображений. Высота волн в этом случае зависит от силы переживаемых эмоций, вне зависимости от их знака (валентности). Исходя из этого, наиболее нейтральной в нашем случае можно считать комфортную визуальную среду.

ГС

0,12

АС

0,08

КС

0,04

+457% **

+229% *

+200% *

ГС

0,39

АС

0,23

КС

0,07

ГС

0,84

АС

1,05

КС

1,15

+37% *

a -   амплитуда первой фазы(А1); b -  амплитуда второй фазы (А2); c - длительность первой фазы (S1); Визуальные среды: ГС - гомогенная; КС - комфортная; АС - агрессивная  Уровни статистической достоверности: * - р < 0.05; ** - p < 0.01; *** - p < 0.001

a

b

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Достоверные отличия  показателей   ВКВП (А1, A2, S1) при восприятии визуальных сред разной комфортности.

 

Анализ длительности волн ВКВП позволил обнаружить, что S1 достоверно увеличивается (рисунок 1) при восприятии комфортной среды по сравнению с гомогенной. Вероятно, происходит временная задержка активации нервных центров на уровне гипоталамуса, что приводит к активности трофотропных центров, парасимпатикотонии, что, вероятно, обеспечивает оптимальный режим зрительного восприятия.

Анализ данных трекинга глаз при восприятии различных визуальных стимулов выявил достоверные отличия в параметрах саккад и количества фиксаций. Увеличение продолжительности и амплитуды саккад было зафиксировано при восприятии гомогенного стимула (таблица 1, рисунок 2). Вероятно, гомогенная визуальная среда не содержит достаточное количество элементов для фиксации и взгляд человека не может останавиться на длительное время, что и приводит к увеличению динамических показателей. Следует отметить, что длительное сохранение максимального режима саккад сначала ведет к ощущению дискомфорта, а затем к нарушению механизма автоматии саккад. Достоверное увеличение количества фиксаций при восприятии комфортной среды по сравнению с гомогенной (рисунок 2) связано со сложностью воспринимаемых стимулов, обилием разнообразных элементов для фиксации взгляда (Филин В.А., 2006).

На основании корреляционного анализа изучаемых параметров и особенностей статистического взаимодействия между показателями трекинга глаз и ВКВП можно сделать вывод о различном механизме реализации зрительного восприятия визуальных сред разной комфортности. Так, при восприятии изображения комфортной среды выявлено большее разнообразие статистических связей между показателями ВКВП и динамическими показателями трекинга глаз, что, вероятно, является следствием согласованной работы двигательного аппарата глаз и ВНС, обеспечивающей оптимальный режим зрительного восприятия  данной информации.

 

 

*

**

ГС

5,00 (3.00-6.00)

АС

5,00 (3.75-6.00)

КС

5.00 (4.00-7.00)

a

ГС

49,50

АС

46,65

КС

46,20

c

+64%**

+45%**

ГС

6,15

АС

4,25

КС

3,75

d

ГС

4,00 (3.00-6.25)

АС

5,00 (3.00-7.00)

КС

6.00 (3.00-7.00)

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a - количество фиксаций; b - количество саккад; c - длительность саккад; d - амплитуда саккад; ГС - гомогенная, КС - комфортная, AС - агрессивная среды; уровни статистической достоверности:  * - р < 0.05; ** - p < 0.01; *** - p < 0.001.

 

Рис. 2. Достоверные отличия параметров движения глаз
при восприятии визуальных стимулов разной комфортности.

 

При анализе статистических связей между показателями трекинга глаз и ВКВП при восприятии изображений агрессивной и гомогенной сред обнаружено уменьшение количества достоверных корреляций. В агрессивной визуальной среде взгляд остается в рамках однородного видимого поля. В итоге после очередной саккады в мозг поступает недостаточный объем информации, то есть после совершения действия (саккады) нет подтверждения этому действию (Филин В.А., 2006). В результате недостаточность сенсорного сигнала уменьшает силу  и разнообразие связей между сенсорным аппаратом и ВНС, которые в норме работают как единое целое. Длительное восприятие агрессивной визуальной среды приводит к закреплению данного дисбаланса, нарушению автоматии саккад, быстрому утомлению глаз и психофизиологическому дискомфорту. Учитывая это, необходима грамотная организация городской визуальной среды (Филин В.А., 2006). В практике градостроительства, наряду с сохранением парковых зон, существуют примеры настенной живописи, при помощи которой удается избавиться от гомогенных и агрессивных полей.

 

Литература:

•1.                  Алдерсонс А.А. Механизмы электродермальных реакций. Рига; Зинатне, 1985. - 130 с.

•2.                  Адам Д. Восприятие, сознание, память. Размышления биолога: Пер. с англ./ Перевод Алексеенко Н.Ю. - М.: Мир, 1983. - 152 с.

•3.                  Барабанщиков В.А., Милад М.М. Методы окулографии в исследовании познавательных процессов и деятельности.  М.: Институт психологии РАН, 1994 - 88 с.

•4.                  Горбунов А.В., Нечаев Н.Н. Особенности изменения некоторых вегетативных и психофизиологических показателей в ходе тренировок зрительного опознания // Физиология человека. - № 6, 1990.

•5.                  Дементиенко В.В., Дорохов В.Б., Марков А.Г., Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. Сравнение индивидуальных особенностей электродермальной реакции разных испытуемых при просмотре одинаковых видеоматериалов // Материалы Четвертой международной конференции по когнитивной науке. Томск: 2010. Т. 1. С. 236.

• 6. Костин А.Н., Голиков Ю.Я. Концептуальные основания совместного анализа ЭОГ и КГР для исследования психической регуляции деятельности и функциональных состояний / А.Н. Костин, Ю.Я. Голиков // Экспериментальная психология в России: традиции и перспективы / Под ред. В.А. Барабанщикова. М.: ИП РАН, 2010. - С. 515-519.

•7.                   Крауклис А.А., Алдерсонс А.А. Условия возникновения и закономерности динамики кожно-гальванической реакции // Физиология человека - 1982, Т 8, № 6, С. 910 - 918.

• 8. Филин В.А. Видеоэкология. Что для глаза хорошо, а что - плохо. - М.: МЦ «Видеоэкология», 2006. - 312 с.
• 9. Филин В.А. Визуальная среда города. // «Вестник Международной академии наук. Русская секция», 2006, №2. 43-50 с.

•10.             Dawson M. E., Shell A. M., Filion D. N. The electrodermal system // Principles of Psychophysiology / Eds. J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1990. P. 295-324.

Код для цитирования: Скопировать