Системный подход к методике оценки уровня саморегуляции двигательной функции человека-оператора Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

Среда

F A

Рис.2. Модель влияния ИКЛ (ресурс социальной адаптации F2) на соматическое

здоровье (ресурс F1).

УДК 612.017.2:57322

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К МЕТОДИКЕ ОЦЕНКИ УРОВНЯ САМОРЕГУЛЯЦИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА

Е.Ф. Аксюта, Э.В. Сергеев, С.В. Плотников, В.Е. Аксюта

Шуйский государственный педагогический университет 155900 г. Шуя Ивановской обл., ул. Кооперативная, 24, тел. (09351) 2-67-93, факс (09351) 2-10-02

Изучение сложных биологических динамических систем, таких как человек-оператор, требует продуманного системного подхода. Общеизвестны пути его развития: классический биологический иерархический подход, подход с позиции теории функциональных систем и кибернетический подход.

В работе рассматривается методология и результаты системного подхода к количественному анализу уровня саморегуляции двигательной функции человека-оператора, базирующегося на концепции о функциональных биотехнических системах (ФБТС) и модифицированном принципе наименьшего действия (МПНД).

Концепция о ФБТС возникла в результате продуктивного сопряжения теории функциональных систем с теорией и практикой биотехнических систем. С позиции данной концепции рассматриваются теоретико-прикладные вопросы саморегуляции, структурной и схемной реализации ФБТС для тестирования и коррекции двигательной функции человека-оператора на ситуационные сигналы. В процессе саморегуляции биологическое звено (человек-оператор) ФБТС посредством технических звеньев регулирует по каналу искусственной (санкционирующей биотехнической) обратной связи (ИОС) параметры собственной двигательной

МИС-2000

Модели и методы оценки и коррекции психофизиологического состояния человека-оператора

функции. При этом решается задача минимизации отклонения (5) текущих (у) значений параметра двигательной функции от заданного (х) и реализация закона санкционирующего воздействия (7) по каналу ИОС:

5 = шт { | у - х | } (1)

7 = /5) (2)

Выполнение условий (1) и (2) в ФБТС обеспечивается соответствующей стратегией поведения человека-оператора и требует формирования соответствующей двигательной функциональной системы.

Для оценки количественного уровня саморегуляции (коррекции) параметров двигательной функции человека-оператора используется известный в аналитической механике и развитый в наших работах модифицированный принцип наименьшего действия. Возможности применения МПНД для указанной цели базируются на том, что всякий природный процесс развернут во времени и требует определенных энергозатрат, причем особенно важна в целях оптимизации двигательной функции человека-оператора их совместная минимальная трата, равная произведению специфической энергии на время, называемая действием (8). Согласно МПНД оптимальному движению соответствует минимум действия (80):

т т

$ш1и = Я0 = \ 10Лт = \(Ек - и)о ^,

о о

т.е. минимум энергозатрат лагранжиана Ь0 за выделенный промежуток времени (0-т), где Ек - кинетическая, и - потенциальная энергия системы. Движение по всем

прочим вариабельным траекториям движения сопряжено с большей тратой действия

(Я), т.е. Я>$0.

Изложенная концепция МПНД реализуется с помощью введения интегрального параметра порядка п, который отслеживает меру саморегуляции ФБТС и определяется через отношение оптимального действия (80) к вариабельному

(8), т.е. П = Я0/Я .

Данный системный подход апробирован на двух типах ФБТС: для обеспечения саморегуляции усилия сжатия рукоятки управления и саморегуляции равновесия на неустойчивой опоре.

УДК 616.281

МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ В ЗАДАЧАХ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Е.Н. Винарская, Р.А. Кууз (*), М.Г. Розенблюм (**), Г.И. Фирсов (**)

*Лаборатория клинико-электрофизиологических исследований Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова, 119021 Москва, ул. Россолимо, 11 **Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН,

101830 Москва М. Харитоньевский пер., 4

Исследование колебаний центра тяжести тела человека при поддержании заданной позы представляет большой интерес с диагностической точки зрения, поскольку хорошо известно, что эти колебания несут большой объем информации о состоянии ЦНС. Колебания, обычно регистрируемые с помощью стабилографической платформы, имеют характер широкополосного случайного процесса со спадающим спектром в области частот от нуля до 8-10 и более Гц. Для их анализа использовались различные статистические характеристики, одно- и двумерные гистограммы, плотности распределения, применялся спектральный и