CC BY
45Фізики живого, Т17, No2, 2009. С. 123-126. Pliysics of tllG Alive
© Костенко С. С., Куценко Т.В. www.pa.seience-ceiiter.iiet
УДК 612.82.83; 612.821
РОЗРОБКА КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕТОДИКИ ТЕСТУВАННЯ ПРЯМОГО І ЗВОРОТНЬОГО ЕФЕКТІВ СТРУПА
Костенко С.С., Куценко Т.В.
Київський національний університет імені Тараса Шевченка Надійшла до редакції 25.02.2009
Розроблена комп'ютерна програма для вивчення неусвідомленіх змін реакції людини на комплексний подразник. При одночасному пред'явленні декількох інформаційних потоків один з потоків робиться для обстежуваного неявним шляхом відповідного формулювання завдання на виконання роботи. Відлік часових інтервалів базуюється на перепрограмуванні таймера комп'ютера. Порядок пред'явлень подразників та варіювання часового інтервалу між сусідніми пред'явленнями задається попередньо згенерованими рядами випадкових чисел.
Ключові слова: сенсомоторна реакція людини, інтерференція, ефект Струпа, комп'ютерна програма,
перепрограмування таймера, ряди випадкових чисел.
ВСТУП
Ефект Струпа (за ім’ям автора) [1] полягає у тому, що обстежуваному подається слово, яке означає певний колір, написане або відповідним кольором (напр.,“червоне” червоним), або білим кольором (нейтральне), або невідповідним кольором (“червоне” зеленим). При співпадінні семантичного значення і кольору реакції здійснюються найшвидше, при неспівпадінні -найповільніше, при реагуванні на нейтральні подразники латентний період реакції (ЛП) займає проміжне значення. Ефект Струпа оцінюють також за кількістю помилок, яка у випадку неспівпадіння є найбільшою. При прямому ефекті Струпа обстежуваний має реагувати на колір, яким написане слово, нехтуючи його семантичним значенням, при зворотному ефекті Струпа (який використовують рідше) релевантним є значення слова, а колір має ігноруватись.
Даний метод (Stroop-color word test) досить розповсюджений, що підтверджується кількістю публикацій, яка давно перевищила 4000, а за данным Інтернет за 1980...2003 рр. — 41 600 [2]. В практичній реалізації традиційна модель з бланками все більше витісняется її комп'ютерними аналогами [3]. Причому, для кожного конкретного дослідження може бути використана своя реалізация, яка найбільше узгоджується з поставленими задачами. Наприклад, у всіх відомих нам випадках дослідження ефекту Струпа для відповідей використовувалась одна (домінантна) рука, або відповіді давались вголос. Оскільки у
сферу наших інтересів входить дослідження міжпівкульної взаємодії, ми вирішили дослідити, як відрізнятиметься прояв ефекту Струпа при відповідях обома руками і кожною (і домінантною, і недомінантною) окремо.
Також недостатньо висвітлені питання формування порядку пред'явлення подразників. В кращому випадку відмічається його випадковість [4], або, навпаки - жорстка обумовленість [5]. На наш погляд, генерація випадкових рядів чисел безпосередньо в процесі роботи має недоліки. Це пов'язано з тим, что обстежувані будут завчасно отримувати різні послідовності подразників. При певному збігу обставин це може вплинути на кінцевий результат .
Вищезгадані міркування враховувались при розробці нашої програми.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Для вивчення явищ інтерференції між першою і другою сигнальними системами та функціональної асиметрії головного мозку людини на кафедрі фізіології людини та тварин КНУ імені Тараса Шевченка була розроблена комп'ютерна програма, заснована на одночасному пред'явленні декількох інформаційних потоків. При цьому, шляхом відповідного формулювання завдання на виконання роботи, один з потоків робиться для обстежуваного неявним [6]. З огляду на досить високу вартість апаратних рішень, які дозволяють одержувати мілісекундні відліки часу в мультизадачних операційних системах, було вирішено
Костенко С.С., Куценко Т.В.
скористуватись програмним способом відліку часових інтервалів, базуючись на перепро-грамуванні таймера комп'ютера [7]. Подібна реалізація допускає роботу лише в однозадачному середовищі, у якості якого може виступати як чиста MS-DOS, так і режим MS-DOS, що існує в операційних системах родини Microsoft Wrndows 9x. Програма заснована на пред'явленні серії з 130 подразників, котрі представляють із себе одиночне слово (“ЗЕЛЕНЫЙ” або “КРАСНЫЙ”), яке може бути висвітлено червоним або зеленим кольором у центрі екрану комп'ютерного монітору. Перші 10 пред'явлень розглядаються як тренувальні та не враховуються при подальшій обробці. Таким чином, референтна серія складається з 120 пред'явлень подразника, що може приймати одну із чотирьох форм:
слово “ЗЕЛЕНЫЙ” написане зеленим кольором, слово “ЗЕЛЕНЫЙ” написане червоним кольором, слово “КРАСНЫЙ” написане червоним кольором, слово “КРАСНЫЙ” написане зеленим кольором.
З метою стандартизації умов тестування було вирішено відмовитися від динамічної генерації випадкової послідовності пред'явлень подразника у процесі роботи програми. Порядок пред'явлень жорстко задається попередньо згенерованим рядом випадкових чисел, веріфікованим як за рівною кількістю пред'явлень кожного з видів подразника, так і за відсутністю повторень одного й того ж подразника більше двох разів підряд. Причому, рівна кількість появ кожного з видів подразника витримана не тільки в межах всієї серії (по 30), але й у її половинах (по 15). Також відсутні повторення послідовностей довжиною 9 пред'явлень і більше, незалежно для слів і кольору їхнього написання.
При генерації ряду чисел, що задає варіювання часового інтервалу між сусідніми пред'явленнями, ми також дотримувалися принципів рівного розподілу значень пауз між половинами серій та відсутності повторення однакових послідовностей (для цього ряду - довжиною більше, ніж 5 значень). Строго кажучи, необхідність "плаваючого" інтервалу залишається дискусійною - адже в даному конкретному випадку мова не йде про просту сенсомоторну реакцію, де існує можливість вироблення умовного рефлексу на час. Проте, щоб уникнути артефактів, пов'язаних з ритмічністю появи подразника, інтервал між сусідніми пред'явленнями теж є варіюючим у межах від 450 до 625 мс з кроком 25 мс. При виборі даного діапазону варіювання ми брали до уваги дані, отримані М.Ю.Макарчуком та Н.Б.Філімоновою [8].
Час експозиції був обраний рівним 2400 мс емпіричним шляхом. При наявності будь-якої реакції (правильної або помилкової) слово на екрані гасне та починається відлік паузи. Але якщо після
закінчення даного часу не була натиснута жодна із заданих клавіш, дія подразника також припиняється й фіксується помилкова реакція "Пропуск подразника". У випадку, коли натискання на клавішу відбулося до початку пред'явлення подразника, або раніше, ніж через 100 мс після його висвітлювання на екрані - фіксується помилка "Фальстарт". Величина 100 мс була обрана, виходячи із украй малої ймовірності практичного досягнення такого короткого латентного періоду навіть у випадку простої сенсомоторної реакції. У нашому ж випадку подібна реакція взагалі не може розглядатися, як валідна.
Всі помилкові реакції, як вищезгадані, так і помилки вибору клавіш, супроводжуються коротким (~20 мс) звуковим сигналом.
Програма складається з 8 незалежних завдань, що мають автономні блоки обробки результатів і запису їх у протоколи. Це допускає довільне формування як набору завдань, так і послідовності їх виконання, що значно розширює можливості дослідника. У той же час підвищуються вимоги до строгості планування й проведення експерименту, тому що зростає небезпека порушення однаковості роботи, що приводить до неможливості порівняння даних, отриманих у рамках одного й того ж дослідження.
Для завдань з непарними номерами (1,3,5,7) (зворотній тест Струпа) критерієм для реагування є слово (“ЗЕЛЕНЫЙ” або “КРАСНЫЙ”), незалежно від кольору його пред'явлення.
У завданнях з парними номерами (2,4,6,8) (прямий тест Струпа) таким критерієм є колір пред'явлення (зелений або червоний), незалежно від того, яке слово було висвітлене.
У завданнях з 1 по 4 для відповідних реакцій використаються клавіші '^" і "Р" на клавіатурі комп'ютера - для зручності роботи різними руками.
Для роботи пальцями однієї руки призначені завдання з 5 по 9, де натискання реєструються на близькорозташованих клавішах "О" і "Р".
Групи завдань 1-4 і 5-8 не відрізняються між собою, за винятком різниці в клавішах реагування. Також необхідно відзначити інверсію сторони реагування в парах завдань 1-3, 2-4, 5-7, 6-8. Відповідно, інструкції обстежуваному
формулюються в такий спосіб (у дужках наведений варіант для завдань 5-8:
Задание 1(5). При появлении на экране слова "ЗЕЛЕНЫЙ" - нажать ‘^”(“О”)
"КРАСНЫЙ" - нажать “Р”
Задание 2(6). Если слово написано КРАСНЫМ - нажать ‘^”(“О”)
ЗЕЛЕНЫМ - нажать “Р”
Задание 3(7). При появлении на экране слова "КРАСНЫЙ" - нажать ‘^”(“О”)
РОЗРОБКА КОМП’ЮТЕРНОЇ МЕТОДИКИ ТЕСТУВАННЯ ПРЯМОГО І ЗВОРОТНЬОГО ЕФЕКТІВ СТРУПА
"ЗЕЛЕНЫЙ" - нажать “Р”
Задание 4(8). Если слово написано
ЗЕЛЕНЫМ - нажать ‘^”(“0”)
КРАСНЫМ - нажать “Р”
Після завершення роботи із програмою створюються два файли. У текстовий файл протоколу виводиться кількість правильних і помилкових реакцій, як сумарно, так і окремо - за стороною, кольором, словом реагування. У кожному випадку розраховується середнє та коефіцієнт варіації (СУ). Не виключається й можливість подальшої, більш детальної обробки отриманих даних. Для цього також зберігається повна послідовність пред'явлених подразників разом з отриманими на них відповідями. У другий файл отримані результати виводяться в один рядок, із символом пробілу як роздільника. Така форма більш зручна для їхнього безпосереднього вводу в інші програми, призначені для роботи із числовими даними.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
При розробці програми увага приділялася мінімізації впливу особистості експериментатора на проходження тестів [5]. Його роль зводиться лише до контролю правильності дій обстежуваного. Вибір завдань, одержання інструкцій, наступне пред'явлення подразників і завершення роботи (уведення імен записуваних файлів) відбувається тільки в режимі діалогу з комп'ютером.
Використання програми для дослідження прояву прямого і зворотнього ефекту Струпа показало, що ефект Струпа виявлений при проходженні обстежуваними як прямого, так і зворотнього тестів Струпа, причому і при роботі обох рук разом, і кожної окремо, що свідчить на користь валідності створеної комп'ютерної методики [9]. Латентні періоди реакцій при тестуванні зворотнього ефекту Струпа (релевантний стимул - слово) довші, ніж прямого (релевантний стимул - колір), що пояснюється більшою складністю другосигнальних подразників у порівнянні із першосигнальними [9].
ВИСНОВКИ
На наш погляд, варто окремо відзначити використання в програмі попередньо згенерованих числових рядів на підставі вищевикладених принципів. З одного боку, це зменшує ризик впливу підсвідомого прогнозування наступного подразника й тривалості паузи. Проте, при цьому всі
обстежувані гарантовано перебувають в однакових умовах. Іншими словами - серія пред'явлень є випадковою для кожного окремо взятого обстежуваного, і в той же час детермінованої в рамках експериментальної групи.
З іншого боку, шляхом невеликої модифікації програми з'являється можливість оперативного варіювання заздалегідь підготовленими рядами. Це відкриває можливість проводити дослідження в області вивчення психофізіологічних механізмів формування реакції при роботі в умовах стохастичного середовища.
Література
1. Stroop J.R. Studies of interference in serial verbal reactions// Journal of experimental psychology. - 1935, Vol. 1S. - P. 643-662.
2. Сидоренко Г.И., Фролов А.В., Воробьев А.П. Психоэмоциональные тесты и перспективы их применения в кардиологии // Кардиология. 2004.
- № 6. - С. 59.
3. Edwards S., Brice C., Craig C. et al. Effects of caffeine, practice, and mode of presentation on Stroop task performance. pharmacol. // Biochem Behav 1996. -Vol.54 - P. 309-315.
4. Вольф Н.В., Онищенко М.А., Брызгалов А.О.,
Разумникова О.М. Полушарная асимметрия при разных способах предъявления стимулов в задаче Струпа // Бюллетень СО РАМН. - 2007. - №3
- С.13-17
5. Vernoy M.W. A Computerized Stroop Experiment That Demonstrates the Interaction in a 2 * 3 Factorial Design. // Teaching of Psychology - 1994. - Vol.21, No. 3.
- P. 1S6-1S9.
6. Костенко С.С., Кравченко В.І., Макарчук М.Ю. Тест для оцінки явища інтерференції під час обробки нерелевантних емоційно значущих стимулів // Науковий вісник Волинського університету імені Лесі Українки. Серія „Біологічні науки”. - 200S. -Вип.3. - С. 70-73.
7. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа ІВМ РС, ХТ, АТ // М.: Финансы и статистика, 1992. - 544 с.
S. Макарчук М.Ю., Філімонова Н.Б. Пропорція золотого перетину у здійсненні сенсомоторної реакції та реакції вибору як психофізіологічна характеристика здатності до обробки інформації в ЦНС людини // Фізика живого. - 2003. - Т.11, №2.
- С. 5-13.
9. Куценко Т.В., Філімонова Н.Б., Костенко С.С. Прояв прямого і зворотнього ефекту Струпа при відповідях обома руками та кожною рукою окремо // Вісник Черкаського університету. Серія "Біологічні науки".
- 2009. - вип. 156. - С. 55-61.
Костенко С.С., Куценко Т.В.
РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МЕТОДИКИ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО ЭФФЕКТОВ СТРУПА
Костенко С.С., Куценко Т.В.
Разработана компьютерная программа для изучения неосознанных изменений реакции человека на комплексный раздражитель. При одновременном предъявлении нескольких информационных потоков один из этих потоков делается для испытуемого неявным, за счёт соответствующей формулировки задания на работу. Отсчёт временных интервалов основан на перепрограммировании таймера компьютера. Порядок предъявления раздражителей и величин пауз между ними определяется предварительно сгенерированными рядами случайных чисел.
Ключевые слова: сенсомоторная реакция человека, интерференция, эффект Струпа, компьютерная программа, перепрограммирование таймера, ряды случайных чисел.
DEVELOPMENT OF THE COMPUTER PROGRAM FOR TESTING THE DIRECT AND REVERSE STROOP-EFFECT
Kostenko S.S., Kutsenko T.V.
The computer program was developed, to examine a unconscious changes in the human reaction to complex stimulus. During simultaneous presentation of multiple information streams, one of these flows become implicit for the subject, due to the relevant wording of the task of job. Counting of time intervals is based on reprogramming of the computer timer. The order of presentation of stimuls and the pauses values determined by pre-generated series of random numbers.
Key words: human sensomotor reaction, interference, Stroop effect, computer program, reprogramming of the computer timer, series of random numbers.
