НИЛ методов психофизиологической диагностики функциональных состояний человека

Руководитель: Бахчина Анастасия Владимировна, канд.псих.н., заведующий лабораторией

Научный коллектив:

1. Бахчина Анастасия Владимировна, кандидат психологических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией
2. Демидовский Александр Владимирович, кандидат компьютерных наук, младший научный сотрудник
3. Кузнецов Дмитрий Владимирович, лаборант
4. Лоскот Иван Васильевич, младший научный сотрудник
5. Мухина Елена Александровна

Основные научные направления:

Исследование посвящено разработке способов персонализации и оптимизации психофизиологических методов диагностики функциональных состояний человека. Это соответствует актуальной сейчас в мировой науке тенденции к формированию персонализированного подхода в исследованиях индивидуального опыта человека. Исследование процессов психофизиологического обеспечения адаптивного поведения человека как целостного субъекта в условиях изменяющейся среды, в том числе – социальной, возможно только при объединении методов гуманитарных, социальных и естественных наук. Системные психофизиологические процессы рассматриваются в данном исследовании в аспекте развития индивида, которое, в свою очередь разворачивается через взаимодействие целостного организма со средой.

Цели научных исследований:

Задачи:

1. проверка гипотезы о том, что структура индивидуального опыта, которая усложняется в онтогенезе, отражается в специфических особенностях динамики нейровисцеральных взаимодействий и соответственно в нелинейных характеристиках динамики сердечного ритма на разных стадиях развития;
2. определение нейровисцеральных взаимодействий в разных функциональных состояниях у аналитичных и холистичных субъектов для исследования влияния индивидуальных особенностей (типа ментальности субъекта) на динамику функциональных состояний;
3. определение динамики нейровисцеральных взаимодействий у детей разного возраста при реализации социального поведения;
4. разработка эффективных стратегий освоения нужных компетенций у людей, специализированные тренинги (в том числе с использованием технологий биологической обратной связи) для формирования у учащихся функциональных состояний наиболее оптимальных для обучения.

Основные значимые результаты:

2022

В результате запланированных в 2022 году работ проведен анализ динамики энтропии вариабельности сердечного ритма в разных возрастных группах.
Сравнивая два периода (покой и решение уогнитивной задачи) в разных возрастных группах было получено, что есть достоверное возрастание значений выборочной энтропии (SampEn) сердечного ритма при решении задачи в группах 8-12 (t=2.21, p=0.01), 17-21 (t=2.11, p=0.02), 22-35 лет (t=2.29, p=0.01). В остальных группах достоверные отличия отсутствовали. Таким образом, решение задачи на дифференциацию цветовых оттенков, который может быть рассмотрен как период научения, сопровождается ростом энтропии сердечного ритма. Отсутствие такой динамики в группе 4-7 лет может быть связано с особенностями формирования вегетативной нервной системы в этот период и интенсивным ростом общей вариативности сердечного ритма. В группе 13-16 лет отсутствие достоверных изменений энтропии сердечного ритма при решении задачи, вероятно, связано с интенсивными гормональными изменениями, сопровождающими этот период. Отсутствие эффектов в группах после 35 лет может объясняться особенностями нейронных механизмов научения в этот период, акцент в которых смещается от формирования новых систем реализации того или иного поведения к перестройке межсистемных отношений. Это еще раз подчеркивает особенности исследования возрастных эффектов психофизиологических процессов в зависимости от реализуемого поведения, внутри которого эти процессы наблюдаются.
Проведено исследование динамики характеристик вариабельности сердечного ритма в процессе обучения в условиях виртуальной реальности высшего уровня и за монитором компьютера. Непрерывная динамика сердечного ритма учащихся старших классов и студентов младших курсов (N=32, 24 — женского пола, возраст — от 17 до 20) регистрировалась в покое (сидя, в тишине, с закрытыми глазами) и при проведении двух коротких занятий по школьной программе в естественных науках в разных условиях. Один урок проводился в виртуальной реальности через шлемы Vive. Другой урок проводился на мониторе компьютера (74”). После обучающих программ (занятий) учащимся предлагались тестовые вопросы по прослушанным материалам и анкета субъективной оценки информации занятия по степени новизны, сложности, понятности материала и пр. Получено, что после работы в обучающих программах в виртуальной реальности ученики продемонстрировали большее количество правильных ответов на тестовые вопросы и оценивали информацию в них как более новую и сложную, по сравнению с уроками за монитором компьютера. При этом динамика функционального состояния не отличалась между уроками, степень активации и напряжения по показателям сердечного ритма одинаково возрастала при занятии в виртуальной реальности и за монитором компьютера, по сравнению с фоном. Поэтому, на основании подученных данных можно предполагать более высокую эффективность применения технологий виртуальной реальности в образовании, так как учащиеся демонстрируют более высокие результаты при том же уровне напряжения и активности.
Результаты исследований представлены научному сообществу в устных докладах на конференциях
Бахчина А.В., Созинов А.А., Созинова И.М., Александров Ю.И. Вариабельность сердечного ритма в исследованиях системной организации поведения // XLVI итоговая научная сессия Института нормальной физиологии РАН «Системная организация физиологических функций» – устный доклад.
Bakhchina A.V. Event-Related Telemetry of Heart Rate for Personalised Remote Monitoring of employee’s adaptive potential // Huawei workshop 2022 “Next generation smart awareness and healthcare” – устный доклад.

Основные значимые публикации: 

Bakhchina AV, Apanovich VV, Arutyunova KR and Alexandrov YI (2021) Analytic and Holistic Thinkers: Differences in the Dynamics of Heart Rate Complexity When Solving a Cognitive Task in Field-Dependent and Field-Independent Conditions. Front. Psychol. 12:762225. DOI: 10.3389/fpsyg.2021.762225
Бахчина А. В. Нелинейный анализ вариабельности сердечного ритма: возможности использования в психологических исследованиях // Психологический журнал. 2022. Tом 43. № 2 C. 96-104. DOI: 10.31857/S020595920019415-2.
Александров Ю.И., Булава А.И., Бахчина А.В., Гаврилов В.В., Колбенева М.Г., Кузина Е.А., Знаменская И.И., Русак И.И., Горкин А.Г. Стресс и индивидуальное развитие // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2022. Tом 72. № 4. С. 437-456. DOI: 10.31857/S0044467722040037
Александров Ю. И. , Созинов А. А. , Сварник О. Е. , Созинова И. М. , Булава А. И. , Колбенева М. Г. , Апанович В. В. , Сухино-Хоменко Е. А. , Арутюнова К. Р. , Бахчина А. В. , Ананьева К. И. , Знаков В. В. , Носуленко В. Н. , Постылякова Ю. В. Фундаментальная наука и практика: от мультидисциплинарного анализа научения, памяти и моральных решений к практикоориентированным разработкам методов обучения и воспитания // Психологический журнал – 2022. Tом 43. № 2 C. 5-19. DOI: 10.31857/S020595920019402-8
Бахчина А.В., Стрижова И.В. Динамика вариабельности сердечного ритма у учащихся во время занятия в виртуальной реальности // Экспериментальная психология. 2022. Том 15. № 2. C. 59—69. DOI: https://doi.org/10.17759/exppsy.2022150205
Александров Ю.И., Бахчина А.В., Созинов А.А. Обучение с чередованием заданий и «цена переключения» при их воспроизведении // Сборник трудов «Международная юбилейная научная конференция «История, современность и перспективы психологии в системе Российской академии наук», посвященная 50-летию создания Института психологии РАН».2022. С. 775-776.
Созинов А.А., Бахчина А.В., Александров Ю.И. Показатели вариабельности сердечного ритма студентов при достижении поощрения и избегании потери // Сборник трудов «Международная юбилейная научная конференция «История, современность и перспективы психологии в системе Российской академии наук», посвященная 50-летию создания Института психологии РАН». 2022. С. 814-815.

Диссертации:

Демидовский Александр Владимирович «Развитие моделей субсимвольных распределенных вычислений в задачах многокритериального выбора». Кандидат компьютерных наук.

Научно-исследовательская лаборатория сотрудничает с Лабораторией психофизиологии им. В.Б. Швыркова, Институтом психологии РАН