Устройство для автоматизированной оценки состояния оперативной памяти

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при исследовании состояния оперативной памяти человека. Цель изобретения - расширение функциона.тьны.ч возможностей устройства путем определения состояния основных блоков, определяющих микроструктуру оперативной памяти человека. Цель достигается тем, что в устройство введены первый и второй элементы ИЛИ 5 и 12, триггер 4 готовности, триггер 18 импульсов счета, первый и второй элементы И 2 и 19, регистр-счетчик 8 адреса первого блока памяти , первый и второй блоки 10, 11 памяти, регистр-счетчик 9 второго блока памяти, триггер 14 правильной реакции, схема 17 выделения правильной реакции, пульт 16 испытуемого, специализированный вычислитель 20. 1 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5114 А 61 В о!16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3995321/28-14 (22) 19.12.85 (46) 29.02,88. Бюл. № 8

{71) Курский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране труда в сельском хозяйстве (72) В. В. Плотников и Н. A. Кореневский (53) 615.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 441926, кл. А 61 В 5/10, 1974.

Автоматизация исследования психомоторных процессов / Под ред. В. В. Плотникова и др. — Орел, 1985.

„„SU„„1377038 А 1 (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTOMATI.

РОВАННОЙ ОЦЕНКИ СОСТОЯ НИЯ

ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при исследовании состояния оперативной памяти человека. Цель изобретения — - расц ирение функциональных возможностей устройства путем определения состояния основных блоков, определяюших микроструктуру оперативной памяти человека. Цель достигается тем, что ь устройство введены первый и второй элементы ИЛИ 5 и 12, триггер 4 готовности, триггер 18 импульсов счета, первый и второй элементы И 2 и 19, регистр-счетчик 8 адреса первого блока памяти, первый и второй блоки 10, 11 памяти, регистр-счетчик 9 второго блока памяти, триггер 14 правильной реакции, схема 17 выделения правильной реакции, пульт 16 испытуемого, специализированный вычислитель 20. 1 ил.

1377038

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при исследовании состояния оперативной памяти человека в психоневрологической диагностике, детской, педагогической, спортивной психологии и физиологии труда.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем определения состояния основных блоков, определяющих микроструктуру оперативной памяти человека. 1д

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для автоматизированной оценки состояния оперативной памяти содержит генератор 1 меток времени предъявления информации, первую схему И 2, генератор 3

15 меток времени задания времени экспозиции, триггер 4 готовности, первую схему ИЛИ 5, блок 6 управления, пульт 7 оператора, регистр-счетчик 8 адреса первого блока памяти, регистр-счетчик 9 адреса второго блока памяти, первый блок 10 памяти, второй блок

I I памяти, вторую схему ИЛИ 12, цифровое табло 13, триггер 14 правильной реакции, схему 15 сравнения, пульт 16 испытуемого, схему 17 выделения правильной реакции, триггер 18 импульсов счета, вто- 25 рую схему И 19 и специализированный вычислитель 20, причем первый, вторая группа, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы блока 6 управления соединены соответственно с вторым входом первой схемы ИЛИ 5, четвертой группой входов второго генератора 3 меток времени, вторым входом регистра-счетчика 8 адреса первого блока памяти, первым входом триггера 14 правильной реакции, вторым входом регистра-счетчика 9 адреса второго блока памяти, первым входом схемы 17 выделения правильной реакции, первым входом триггера 18 импульсов счета, вторым входом триггера 18 импульсов счета и параллельно с вторым входом специализированного вычислителя 20, первый вход которого 40 соединен с выходом второй схемы И 19, первый вход которой соединен с выходом триггера 18 импульсов счета, а второй вход— с вторыми входами блока 6. управления, второго генератора 3 меток времени и выходом первой схемы И, первый вход которой соединен с выходом первого генератора 1 меток времени, второй вход — с выходом триггера 4 готовности, второй вход которого через ключ соединен с общей шиной, которая через дру.-ой ключ соединена с первым входом первой схемы ИЛИ 5, выход которой подсоединен к первому входу триггера 4 готовнос-и, первому входу второго генератора 3 меток времени и первому входу блока 6 управления, третья группа входов которого соединена с второй группой выходов второго генератора 3 меток времени, четвертый вход — с первым выходом схемы

17 выделения правильной реакции, пятая

2 группа входов — со второй группой выходов пульта 7 оператора, первая группа выходов которого соединена с третьей группой входов второго генератора 3 меток времени, а третья группа выходов подключена параллельно первым группам входов регистра-счетчика 8.адреса первого блока памяти и регистра-счетчика 9 адреса второго блока памяти, выход которого соединен с последовательно соединенным вторым блоком 11 памяти, второй схемой ИЛИ 12 и вторым входом цифрового табло 13, первый вход которого соединен с выходом второго генератора 3 меток времени, выходы регистра-счетчика 8 адреса первого блока памяти соединены с входами первого блока 10 памяти, выходы которого соединены с входами второй схемы ИЛИ 12 и один из них соединен с вторым входом триггера 14 правильной реакции, выход которого соединен с вторым входом схемы 17 выделения правильной реакции, третий вход которой соединен с выходом схемы 15 сравнения, четвертый и пятый входы — с первым и вторым выходами пульта 16 испытуемого, а второй и третий выходы — соответственно с третьим и четвертым входами специализированного вычислителя 20, третья группа выходов пульта 16 испытуемого соединена с второй группой входов схемы 15 сравнения, первая группа входов которой соединена с группой выходов второго блока 11 памяти и к группе входов второй схемы ИЛИ 12.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Устройство определяет состояния отдельных блоков оперативной памяти, составляющих ее микроструктуру по наиболее чувствительным и достоверным методикам, направленным на тестирование состояния этих блоков:

1. Поиск сигнала в шуме: на информационное табло предъявляется какая-либо цифра натурального ряда, выполняющая роль инструкции, после чего в одном и том же месте поля зрения предъявляется последовательность натуральных чисел. Нажатием на кнопки «Да» и «Нет» на пульте испытуемого необходимо ответить, присутствовала ли в последовательности цифраинструкция. Методика тестирует состояние блока сенсорной памяти и операций фильтрации и перекодирования информации;

2. Опознание: предъявляется последовательность цифр, после которой следует послестимульная цифра-инструкция. Нажатием клавиши «Да» или «Нет» необходимо ответить, присутствовала ли цифра-инструкция в последовательности. Тестируется состояние блока кратковременной памяти;

3. Полное воспроизведение: предъявляется последовательность цифр натурального ряда и требуется воспроизвести данную последовательность на клавишном цифровом ры-инструкции определен состоянием регистра-счетчика 8 адреса первого блока памяти. На следующем такте работы блок 6 управления по второй шине вырабатывает сигнал ГБУ (код «000»), что настраивает второй генератор 3 меток времени на длительность импульса по первому выходу т .. Это обеспечивает засветку цифры-инструкции на цифровом табло 13 с заданным временем. По окончании времени т . блок 6 управления, получив сигнал о генератора 3 меток времени по его второй шине (БУГ), для второго генератора 3 меток времени по своей второй шине вырабатывает код «001», обеспечивая паузу т,„., а по тре15 тьему выходу вырабатывают импульс

+1СчА1, изменяющий состояние регистрасчетчика 8 адреса первого блока памяти, что приводит к выбору из первого блока

10 памяти кода следующей цифры (теперь уже стимула) . По оконча нии паузы, т.е.

20 по получении сигнала по третьей входной шине (БУГ), блок 6 по второй выходной шине (ГБУ) формирует код «010», обеспечивая настройку второго генератора 3 меток времени на формирование по первому

25 выходу импульса т-, длительностью т«, который высвечивает на цифровом табло цифру-стимул. По окончании т блок 6 управления, получив сигнал по своей третьей входной шине (БУГ), формирует на второй выходной шине (ГБУ) код «011», настраи30 вая второй генератор 3 меток времени на паузу т„,. По окончании паузы т„, блок 6 управления считает количество предъявленных цифр-стимулов, вырабатывает сигнал

+1СчА1 на третьем выходе, обеспечивая изменение на единицу содержимого регистра35 счетчика 8 адреса первого блока памяти, а следовательно, и выбираемой из первого блока памяти цифры-стимула. Кроме того, блок 6 управления проверяет условие окончания предъявления цифр-стимулов по их заданному числу и, если заданное количество стимулов еще не предъявлено, для второго генератора 3 меток времени по второй выходной шине вновь вырабатывается сигнал ГБУ (код «010»), обеспечивающий засветку новой цифры-стимула

45 по сигналу т-. на первом выходе генератора 3 меток времени. После того, как все цифры-стимулы выбраны, блок 6 управления вырабатывает на восьмом выходе импульс В, а на третьем выходе импульс смены адреса +1СчА1, и останавливает

5р свою работу. Из первого блока 10 памяти в это время выбирается код контрольного разряда и, если цифра-инструкция присутствовала в последовательности цифр-стимулов, триггер 14 правильной реакции устанавливается в состояние «1». Сигнал В с

55 восьмого выхода блока 6 управления является сигналом начала счета для специализированного вычислителя 20 и одновременно он устанавливает в состояние «1» триггер

1377038

3 пульте. Тестируется состояние кратковременной памяти и операции повторения.

4. Определение отсутствующей цифры, предъявляется последовательность цифр натурального ряда, после чего повторно предъявляется последовательность тех же цифр, кроме одной. Необходимо определить отсутствуюшую цифру и отметить ее нажатием на соответствующую цифровую клавишу на пульте испытуемого.

Во всех методиках информативными параметрами являются правильность реакции и латентный период.

Коды цифр, предъявляемых испытуемым, записаны в блоках памяти, причем в первом блоке 10 памяти записаны последовательности для методик поиска сигнала в шуме и опознания. Во втором блоке 11 памяти— для методик полного воспроизведения и определения отсутствующей цифры.

Перед началом работы устройства нажатием на первую кнопку элементы устройства устанавливаются в исходное состояние.

С пульта 7 оператора (при нажатии на соответствующую кнопку) по его третьей шине в регистры-счетчики 8 и 9 заносится адрес ячейки памяти, в которой записана первая цифра последовательности, предъявляемой по заданной методике. Кроме того, с пульта 7 оператора (по первой шине) для второго генератора меток задается время предъявления цифр-стимулов и инструкций (в интервале 10 — 40 мс), длительность паузы стимула т„, (в интервале 50 — 400 мс), длительность межтактовой выдержки т„,„ (в интервале 0,5 — 4 с). Для блока 6 управления с пульта 7 оператора по его второй шине задается код выполняемой методики и признак выполнения рабочей или тренировочной последовательности, что производит соответствующую настройку блока 6 управления на выполнение заданной методики.

После уяснения инструкции выполнения методики, испытуемый нажимает ключ К2, устанавливая триггер 4 готовности в состояние «1» и разрешая прохождение тактовых импульсов через первую схему И 2 от первого генератора 1 меток времени на вход второго генератора 3 меток времени и блок

6 управления, тактируя его работу.

При выполнении методики поиска сигнала в шуме, в начале работы блок 6 управления по второй шине вырабатывает код

«001» (сигнал ГБУ), формируя для второго генератора 3 меток времени коэффициент пересчета, обеспечивающий паузу т„=1 с.

По окончании паузы второй генератор 3 меток по своей второй шине (сигнал БУГ) готовит блок 6 управления к новому такту, а сигналом т- по первому выходу зажигает цифру-инструкцию на цифровом табло 13. Код цифры-инструкции поступает на цифровое табло 13 через вторую схему ИЛИ

12 из первого блока 10 памяти. Адрес циф!

377038! 8 импульсов счета, который открывает вторую схему И 19, разрешая прохождение тактовых импульсов, кодирующих время латентного периода, от первого генератора меток времени в специализированный вычислитель 20.

Реакция испытуемого заключается в нажатии на пульте 16 испытуемого кнопок

«Да» или «Нет», что приводит к появлению импульса соответственно на первом или втором выходах указанного пульта. Получив сигнал по своему четвертому или пятому входу, схема выделения правильной реакции по своему первому выходу вырабатывает сигнал КВПК для запуска блока 6 управления; Кроме того в зависимости от сочетания сигналов на своих входах схема выделения правильной реакции вырабатывает сигналы на своих втором или третьем выходах, причем сигнал N вырабатывается на втором выходе, если имеется сигнал по второму и четвертому входам или если сигнал по второму входу отсутствует, но имеется сигнал по пятому входу, а сигнал С на третьем выходе вырабатывается, есл и сигнал по второму входу отсутствует и есть сигнал по четвертому входу или если имеется сигнал по второму и пятому входам, т.е. схема 7 выделения правильной реакции является комбинационной, реализующей для данной методики три булевых функции вида:

N=TH. «Да» 7ТП «Нет»;

C=ТП«Дa»VTH, «Нет»;

R В П К= «Да»Ъ «Нет», где ТП вЂ” сигнал на втором входе схемы 17 выделения правильной реакции.

Получив по своему четвертому входу сигнал КВПК, блок 6 управления по второй выходной шине для второго генератора 3 ме-. ток времени выставляет код «100», готовящий паузу т„,. Во время этой паузы по сигналу. с третьего выхода блока 6 управления +1СчА1 меняется состояние регистра-счетчика 8 адреса первого блока памяти, что обеспечивает подготовку к индикации цифры-инструкции нового рабочего цикла.

По сигналу ВПК с шестого выхода блока 6 управления схема 17 выделения правильной реакции переводится в исходное состояние.

На следующем такте блок 6 управления по сигналу УОТИС на седьмом выходе устанавливается в состояние «О» триггер 18 импульсов счета, прекращая поступление импульсов, кодирующих время латентного периода, в специализированный вычислитель 20. По окончании па>зы т». по второй выходной шине (БУГ) блок 6 управления для второго генератора 3 меток времени устанавливает код «000», обеспечив предъявление новой цифры-инструкции в новом рабочем цикле по алгоритму, описанному выше. По окончании заданного числа рабочих циклов блок

6 управления на первом выходе вырабатывает сигнал С)СТ" и через первую схему

ИЛИ 5 устанавливает триггер 4 готовности в состояние «О», останавливая работу устройства.

При выполнении методики опознавания устройство работает аналогично методике поиска сигнала в шуме с той лишь разницей, что обмен информацией по шинам ГBY и БГУ между блоком 6 управления и вторым генератором 3 меток времени организуется

{по условию шины пятого входа блока управ-!

0 ления) так, что в начале следует выбор цифр-стимулов, в конце рабочего цикла появляется цифра-инструкция.

При выполнении методики полного воспроизведения обмен информацией по шинам

ГБУ и БГУ между блоком 6 управления и вторым генератором 3 меток времени с целью задания времени предъявления информации и формирования пауз производится аналогично рассмотренным выше методикам.

Цифры-стимулы и цифры-инструкции выбираются из второго блока 11 памяти путем смены состояния регистра-счетчика 9 адреса второго блока памяти по сигналу +1СчА2 с пятого выхода устройства управления.

Когда из второго блока памяти выбирается первая последовательность цифр рабочего цикла, блок 6 управления организует обмен информацией по шинам второго выхода и третьего входа ГБУ, БУГ, зажигая в заданные интервалы времени цифры на цифровом табло 13.

Когда заканчивается предъявление перЗ0 вой последовательности цифр, обмен информацией по второй входной и третьей выходной шинам блока 6 управления прекращается, второй генератор 3 меток времени останавливает свою работу, прекращая засветку информации на цифровом табло 13. Далее на восьмом выходе блока 6 управления вырабатывается сигнал В и, как и ранее, начинается поступление информации в специализированный вычислитель 20. Кроме того, блок 6 управления на пятом выходе р0 вырабатывает сигнал +1СчА2, обеспечивая выбор из второго блока !1 памяти первой цифры второй последовательности, которая совпадает с первой цифрой, последовательности, но на цифровом табло 13 не индицируется. На этом автоматическая рабо" та блока 6 управления заканчивается. После каждой реакции испытуемого на пульте

16 (нажимаются клавиши цифр в той послеJJoâaòåëüHoñòH, в какой они предъявлялись ранее) схема 15 сравнения на своем выходе вырабатывает сигнал СС, если код нажатой клавиши совпал с кодом цифры, выбранной из второго блока 11 памяти, после чего блок 6 управления на пятом выходе вырабатывает сигнал +!СчА2, выбирая код новой цифры.

Схема !7 выделения правильной реакции вырабатывает сигнал N на своем втором выходе, если при реакции испытуемого на ее третьем входе имеется сигнал со сто1377038 роны схемы !5 сравнения, и вырабатывает сигнал С на своем третьем выходе, если при реакции испытуемого на третьем входе сиг. ал отсутствует. После выбора всех цифр второй последовательности блок 6 управления на шестом выходе вырабатывает сигнал

ВПК, готовящий схему 17 выделения правильной реакции к новому циклу работ, организует по своим второй выходной и третьей входной шинам паузу т„ и начинает новый цикл работы.

При выполнении методики определения отсутствующей цифры первая группа цифр рабочего цикла предъявляется испытуемому также, как и в предыдущей методике, в соответствии с рассмотренным алгоритмом работы. Далее блок 6 управления свою работу не заканчивает, а по своим второй выходной и третьей входной шинам ГБУ и БУГ формирует паузу т„. После чего блок 6 управления повторяет цикл работы, предъявив испытуемому вторую группу цифр, в которой отсутствует одна цифра из первой группы. На следующем такте блок 6 управления блокирует работу второго генератора 3 меток времени, выключая цифровое табло 13, вырабатывает на восьмом выходе сигнал В и на пятом выходе сигнал

+1СчА2. В специализированный вычислитель 20 начинают поступать сигналы счета латентного периода, а из второго блока li памяти выбирается код отсутствующей цифры. Если реакция испытуемого на пульте

16 испытуемого правильная, схема 15 сравнения вырабатывает сигнал СС, а схема 17 выделения правильной реакции формирует сигналы на своих втором и третьем выходах так же, как и для методики полного воспроизведения.

После реакции испытуемого блок 6 управления на шестом выходе вырабатывает сигнал ВПК, по второй выходной шине формирует паузу и начинает новый цикл работы.

По окончании эксперимента в специализирванном вычислителе 20 по формулам подсчитывается среднее время латентного периода среднее отклонение от среднего времени латентного периода

CP= — 1Õ À; — A-р ;

fl б=! суммарная ошибка где i — номер рабочего цикла, п — число рабочих циклов в эксперименте; 1, если ошибка происходит, 1.0, если ошибка не происходит.

Устройство обеспечивает возможность дифференцированного исследования структуры нарушения оперативной памяти в клинике (например, при различных органических поражениях мозга и т.д.), что расширяет диагностические возможности и позволяет разрабатывать обоснованные лечебные и коррекционные- мероприятия, позволяет исследовать структуру нарушений оперативной памяти, отмеченных при естественных изменениях состояния человека (утомление, эмоциональное напряжение), например, в процессе операторного труда. Это открывает возможность более тонкой диагностики состояний человека, более обоснованного проектирования его длительности за счет рациональной регуляции информационных потоков и организации деятельности.

15

Формула изобретения

20 Устройство для автоматизированной оценки состояния оперативной памяти, содержащее блок управления, генератор меток времени предъявления информации и задания времени экспозиции, цифровое табло, схему сравнения и пульт оператора, отли25 чаюи ееея тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем определения состояния основных блоков, в него дополнительно введены две схемы ИЛИ, триггер готовности, триггер импульсов счета, две схемы И, регистр-счетчик адреса первого блока памяти, два блока памяти, регистр-счетчик второго блока памяти, триггер правильной реакции, схема выделения правильной реакции, пульт испытуемого, специализированный вычислитель, причем первый, вторая группа, третий четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы блока управления подключены соответственно к второму входу первой схемы ИЛИ, четвертой группе входоз второго генератора меток времени, второму

40 входу регистра-счетчика адреса первого блока памяти, первому входу триггера правильной реакции, второму входу регистрасчетчика адреса второго блока памяти, первому входу схемы выделения правильной реаКции, первому входу триггера импульсов

45 счета, второму входу триггера импуль счета и параллельно к второму входу специализированного вычислителя, первый вход которого подключен к выходу второй схемы

И, первый вход которой соединен с выходом триггера импульсов счета, а второй вход — с вторыми входами блока управления, второго генератора меток времени и выходом первой схемы И, первый вход которой соединен с выходом первого генератора меток времени, второй вход — с выходом триггера готовности, второй вход которого через второй ключ соединен с общей шиной, которая через первый ключ подключена к первому входу первой схемы ИЛИ, l377038

Составитель Д. Николаев

Редактор Л. Пчолинская Гехред И. Верес Корректор О. Кравцова

За каз 511/5 Тираж 655 ГIодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

ГIроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выход которой подключен к первому входу триггера готовности, первому входу второго генератора меток времени к первому входу блока управления, третья группа входов которого подключена к второй группе выходов второго генератора меток времени, четвертый вход — к первому выходу схемы выделения правильной реакции, пятая группа входов — к второй группе выходов пульта оператора, первая группа выходов которого подключена к третьей группе входов второго генератора меток времени, а третья группа выходов — параллельно к первым группам входов регистра-счетчика адреса первого блока памяти и регистра-счетчика адреса второго блока памяти, выход которого подключен к последовательно соединенным второму блоку памяти, второй схеме ИЛИ и цифровому табло, первый вход которого соединен с выходом второго генератора меток времени, выходы регистра-счетчика адреса первого блока памяти соединены с входами первого блока памяти, выходы которого подключены к входам второй схемы ИЛИ и один из них подключен к второму входу триггера правильной реакции, выход которого соединен с вторым входом схемы выделения правильной реакции, третий вход которой соединен с выходом схемы сравнения, четвертый и пятый

"0 входы — с первым и вторым выходами пульта испытуемого, а второй и третий выходы — соответственно с третьим и четвертым входами специализированного вычислителя, третья группа выходов пульта ис пытуемого соединена с второй группой входов схемы сравнения, первая группа входов которой подключена к группе выходов второго блока памяти и группе входов второй схемы ИЛИ.