CC BY
86
Секция информационно-психологическая безопасность
человека
УДК 615.851.015:612.013.1
ТЕХНОЛОГИЯ ИГРОВОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ
М.Б. Штарк, Р.Г. Великохатный*, О.А. Джафарова, О.Г. Донская, А.А. Зубков, В.С. Иутин, О.Ю. Лазарева, Б.С. Мазурок*, А.В. Соколов, Е.А. Тарасов, А.И.
Черепанов*, О.С. Шубина, Е.И. Шульман
Институт медицинской и биологической кибернетики СО РАМН, 630117, г.Новосибирск, ул.акад.Тимакова, 2, тел. (3832)321256, факс (3832)325558,
mark@cyber.ma. тс. ги; *Институт автоматики и электрометрии СО РАН, 630090, Новосибирск, пр. Коптюга, 1, тел. (3832)396464, albatros@iae.nsk.su
К сегодняшнему дню сложилась опасная и непродуктивная ситуация, касающаяся общественного понимания некоторых информационных (компьютерных) технологий: компьютер как средство развлечения детей и взрослых, проводящих часы за компьютерными играми перед экраном монитора, начинает восприниматься в общественном сознании как зло, отрицательное воздействие которого на психику людей следует ограничить. Естественно, обвиняя технический прогресс в пагубном влиянии на человека, мы не можем не осознавать пользу, которую приносит компьютер в профессиональной и образовательной деятельности людей. К сожалению, до последнего времени он используется чрезвычайно мало в лечебно-оздоровительной сфере.
Наиболее подготовленной для использования возможностей компьютера в профилактическом и реабилитационном процессе является технология биоуправления, базирующаяся на центральных механизмах физиологической регуляции - биологической обратной связи. Она предназначена для направленного немедикаментозного изменения человеком своих физиологических функций в нужном для лечебных или оздоровительных целей направлении с использованием современного компьютерного оборудования.
Одно из серьезных препятствий на пути превращения этого метода в рутинную клиническую процедуру, выполняемую по назначению врача, подобно, например, физиолечению, состоит в том, что методики биоуправления предполагают проведение ряда повторяющихся однообразных сессий, длящихся в общей сложности до часа и более. Второе по значимости препятствие заключается в значительной отдаленности "конечного" результата, для получения которого необходимо многократное, изо дня в день, повторение тренинга. Монотонность процедуры, высокие требования, предъявляемые к личностным качествам тренирующихся, снижают уровень мотивации, ограничивают круг людей, желающих освоить этот метод, несмотря на безусловную полезность, а часто и необходимость для них этой процедуры.
Чтобы избежать быстрого развития привыкания, утомления, снижения внимания, сделать лечебную сессию привлекательной и более эффективной, были использованы принципы и идеи компьютерных игр. Так возникло новое направление биоуправления - игровое, соединяющее в себе компьютерный синтез средствами
мультимедиа виртуальной среды для пациента и игровой сюжет, управляемый физиологическими параметрами (характеристиками, функциями).
Этот подход был научно-методически разработан в Институте медицинской и биологической кибернетики СО РАМН и используется в настоящее время в лечебном процессе в стационарах и поликлинических учреждениях г. Новосибирска, сибирского региона, России, США, Испании, Швейцарии, с которыми ИМБК имеет научно-практические связи
Текущее состояние технологии игрового биоуправления. В настоящее время сформировалось два направления развития игрового биоуправления. Во-первых, это создание автономных реабилитационно-оздоровительных систем, управляемых простыми электронными устройствами, которые не требуют контроля врача и, следовательно, могут быть использованы в домашних условиях. Второе направление соединяет традиционные формы биоуправления и игровые экраны (или целые приложения) в единую систему лечебных процедур, которые должны проводиться в условиях стационара или поликлинического учреждения.
Рассмотрим основные принципы организации и функционирования автономных реабилитационно-оздоровительных систем. Компьютерный игровой тренажер состоит из нескольких сюжетов, носящих явный или скрытый соревновательный характер. Сюжет игр управляется ключевыми физиологическими параметрами (функциональным состоянием организма) - кожной температурой, частотой сердечных сокращений, биопотенциалами мышц, сердца и мозга, - с помощью специальных простых датчиков, регистрирующих вышеперечисленные сигналы и передающих их в компьютер.
Следует отметить, что говорить о полной аналогии игровых форм тренинга с распространенными компьютерными играми было бы некорректно. Играющий должен понимать, что основная цель наших игр - обучение приемам саморегуляции в стрессирующей ситуации. Эта цель может быть достигнута лишь с помощью многократных тренировочных процедур, волевых усилий и постоянного контроля правильности выбранной стратегии путем отслеживания собственных ощущений в процессе тренинга. Поскольку тренирующийся фактически предоставлен самому себе, он должен четко осознать: ему неизбежно придется пройти через повторение одних и тех же действий для получения и закрепления желаемого результата. Опыт работы с компьютерными игровыми тренажерами, разработанными в ИМБК СО РАМН, показал, что первоначальный спонтанный интерес к играм (особенно если тренирующиеся - дети или подростки) может так же быстро исчезнуть, если рассматривать игру только как развлечение.
Виртуальная среда, выполненная с использованием средств мультимедиа, специально созданная релаксационная музыка, тщательно подобранные звуковые эффекты, современная компьютерная графика и анимация, повышает заинтересованность играющего, создает благоприятный эмоциональный фон и таким образом снижает негативный эффект утомляемости и монотонности процедуры.
Эти тренажеры не являются узко специализированными, они предназначены для профилактики широкого круга психосоматических заболеваний. Основное назначение этих лечебно-оздоровительных методик, не требующих дорогостоящего оборудования, но использующих возможности компьютера, - обучение навыкам саморегуляции и релаксации в домашних условиях. Таким образом использование компьютерного игрового тренажера позволит привнести методы профилактической, реабилитационной медицины в домашнюю среду, где они могут оказаться наиболее эффективными, поскольку будут применяться в комфортной, привычной обстановке и в наиболее удобное для пациента время.
Все данные сохраняются в базе, что позволяет непосредственно после сеанса просмотреть его результаты, оценить эффективность применяемых методик, правильность выбранной стратегии. Просмотрев дневник игры, можно проследить динамику обучения, анализируя данные предыдущих тренировок, выбрать наиболее
подходящую схему занятий, сравнить свои результаты с достижениями других участников.
В докладе вышеизложенные принципы будут проиллюстрированы на примере "Игротеки здоровья" Института медицинской и биологической кибернетики, пожалуй, более всего из существующих аналогичных систем в мире предназначенной для домашнего, семейного тренинга в силу простоты освоения, дешевизны аппаратной части и очевидной оздоровительной направленности.
Игры "ВИРА!", "Гребной канал". На экране - имитация соревнований по подводному погружению ("Вира!") и гребле на байдарках, организованной по олимпийской системе ("Гребной канал"). Синтез подводной среды тропических морей или окрестностей водной дистанции средствами мультимедиа делает игры зрелищными, увлекательными. Пациент управляет одним из соревнующихся. Его задача - обогнать соперника. Чтобы обогнать соперника и победить в игре, пациенту нужно научиться замедлять сердечный ритм. Для управления сюжетом игры используется прибор "Детектор пульса". Устройство регистрирует частоту сердечных сокращений методом дигитального (с пальца) снятия сигнала фотоплетизмограммы. Прибор имеет малые размеры и может быть удобно размещен в ладони. Устройство связано с компьютером через последовательный порт и имеет опто-волоконную развязку на 4000В (класс защиты I - B), что позволяет использовать его не только как бытовой электронный прибор, но и в медицинских кабинетах.
Игра "Магические кубики" управляется ЧСС, как в предыдущих играх, или бета-ритмом ЭЭГ (18-22Гц), мощность которого пациенту следует увеличить. Датчики регистрируют электрическую активность коры головного мозга и с помощью интерфейса БИ-01Р вводят ее в компьютер. Волшебник (пациент) управляет строительством башни из кубиков, устойчивость которой и, следовательно, высота зависят от способности ребенка сконцентрироваться и поддерживать индекс бета-ритма не ниже базового уровня. Показание к применению - синдром нарушения концентрации внимания (ADD) у детей. Трехмерная графика, таинственная музыка, завораживающий огонь, горящий в камине, а главное, желание построить башню до небес - позволяют удерживать непоседливого юного пациента у монитора компьютера в течение 25-30 минут лечебной сессии без особого труда.
Игровые приложения лечебно-реабилитационных систем биоуправления. Удачным примером использования игровых форм биоуправления в лечебном процессе может служить программно-аппаратный комплекс, разработанный в ИМБК СО РАМН и предназначенный для диагностики и лечения гипервентиляционного синдрома.
Комплекс состоит из малогабаритного капнографа и приложения CAPNOGRAPHY, включающего набор модулей. В набор входят диагностический модуль и лечебные модули двух типов, реализующие традиционные пороговые схемы проведения тренинговых сессий и игровые представления сессий. Модули могут использоваться независимо друг от друга или быть объединены в единое приложение.
Для игровых представлений тренинга в CAPNOGRAPHY реализован принцип разделения информации, отображаемой для врача и пациента. Экраны врача и пациента можно переключать в ходе тренинга, а можно отобразить их одновременно на разных компьютерах через коммуникационный интерфейс или локальную сеть, поддерживающую протокол TCP/IP. В последнем случае врач в ходе сессии может не только следить за состоянием пациента на экране своего компьютера, но и посылать инструкции на компьютер пациента, не отвлекая его внимания от проведения тренинга.
Следует отметить, что семейные врачи, психологи, психотерапевты, педагоги могут использовать в своей профессиональной деятельности описанные в предыдущем разделе компьютерные игровые тренажеры в сочетании с
традиционными формами лечебного воздействия. В этом случае спектр их применения становится значительно шире.
Игровое биоуправление еще достаточно молодо, его развитие во многом определяется бурным ростом компьютерных возможностей, хотя и сдерживается в определенной степени комплексным характером таких систем, требующих для своей разработки привлечения знаний и технологий из различных областей: медицины, компьютерной техники, электроники и художественного дизайна.
В заключение подчеркнем, что основу стратегии лечебно-реабилитационного процесса должен составлять принцип метаморфозы системы «врач-пациент». Последний из объекта терапевтического вмешательства трансформируется в субъекта процесса. Простых решений для этого нет, и альтернативой становится биоуправление, причем технология игрового биоуправления социально высокозначима, ибо повышает самооценку и интерналитет личности больного, формирует модель эффективного поведения и создает устойчивую систему навыков саморегуляции.
УДК 612.821:621.37/39
ВЛИЯНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ИГРЫ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕКА
Н.Н. Чернов, П.А. Степанов
Таганрогский государственный радиотехнический университет г. Таганрог, ГСП-17а, Некрасовский, 44, кафедра ЭГА и МТ Тел. (86344) 6-17-95, E-mail: ega@tsure.ru
Резервы человека безграничны, с каждым новым шагом на пути достижений научно-технического прогресса усиливаются, ускоряются и многообразно преобразуются нервно-психические потенциалы человека. Однако рост собственных потенциалов человека не всегда пропорционален развитию техники, орудий труда. Часто возникают противоречия между возможностями техники и человека, которые могут иметь отрицательные последствия для человека, создающего и использующего технику.
Компьютерная техника, расширив коммутативно-информационную деятельность человека, породила новые проблемы в системе "человек-дисплей".
С целью изучения влияния компьютерной игры на отдельные психофизиологические функции человека были обследованы 50 человек в возрасте от 17 до 23 лет.
Для исследования была использована игра "Quake". Были исследованы : пульс, артериальное давление, острота зрения, сосуды глазного дна, сухожильные рефлексы, статика и координация, окраска кожных покровов, тесты на внимание и память. Исследовались исходные данные, через 30 мин и через 1 час игры на компьютере.
После 30 мин игры были получены следующие результаты.
Повышение частоты пульса наблюдалось у 28 обследованных (56%); понижение произошло у 14%. Повышение артериального давления отмечалось у 40% , снижение у 46%. Острота зрения повысилась у 6 человек (12%), снизилась у 16 (32%). Сосуды глазного дна расширились у 9 (18%), сузились у 5 (10%). Отмечены случаи улучшения состояния сосудов в сравнении с исходным. Отмечено повышение сухожильных рефлексов у 10 человек (20%) и снижение у 9 (18%). Тремор пальцев рук появился у 14 чел.(28%), уменьшился у 9 (18%). Гиперемия наблюдалась у 29
