<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0"
	xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
	xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
	xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
	xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
	xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
	xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
	>

<channel>
	<title>Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» &#187; Кулаков Алексей Алексеевич</title>
	<atom:link href="http://web.snauka.ru/issues/author/aakulakov/feed" rel="self" type="application/rss+xml" />
	<link>https://web.snauka.ru</link>
	<description></description>
	<lastBuildDate>Sat, 18 Apr 2026 09:41:14 +0000</lastBuildDate>
	<language>ru</language>
	<sy:updatePeriod>hourly</sy:updatePeriod>
	<sy:updateFrequency>1</sy:updateFrequency>
	<generator>http://wordpress.org/?v=3.2.1</generator>
		<item>
		<title>Анализ торможения простой психофизиологической реакции</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2016/11/74665</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2016/11/74665#comments</comments>
		<pubDate>Wed, 30 Nov 2016 07:03:58 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Кулаков Алексей Алексеевич</dc:creator>
				<category><![CDATA[03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[математическое моделирование]]></category>
		<category><![CDATA[простая психофизиологическая реакция]]></category>
		<category><![CDATA[торможение простой психофизиологической реакции]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/issues/2016/11/74665</guid>
		<description><![CDATA[Применение компьютера для определения времени простой психофизиологической реакции [1, с.70; 2, с.232; 3, с.8] позволяет гибко изменять условия эксперимента. В частности, нами было показано, что простая психофизиологическая реакция на раздражение (ППФР) зависит от результата предварительного раздражения [3, с.8-9], т.е. реакция на раздражение сильно замедляется, если раздражение произошло непосредственно за предыдущей реакцией, и тем больше, чем [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><span>Применение компьютера для определения времени простой психофизиологической реакции [1, с.70; 2, с.232; 3, с.8] позволяет гибко изменять условия эксперимента. В частности, нами было показано, что простая психофизиологическая реакция на раздражение (ППФР) зависит от результата предварительного раздражения [3, с.8-9], т.е. реакция на раздражение сильно замедляется, если раздражение произошло непосредственно за предыдущей реакцией, и тем больше, чем ближе за предыдущей реакцией было следующее раздражение. По-видимому, мы имеем дело с торможением простой психофизиологической реакции (ТППФР). Это некая аналогия торможения возврата внимания [4, с.42-43]. Мы предположили, исходя из общих соображений, что это торможение спадает экспоненциально, по мере восстановления реагировать на следующее раздражение. В сообщении [3, с.8-9] было продемонстрировано, что спад торможения ТППФР имеет многокомпонентный характер. Однако это предположение имело предварительный характер.</span><br />
<span>В нашем следующем сообщении мы попытались смоделировать зависимость ТППФР от предварительного времени ожидании на примере анализа зашумленного экспоненциального спада и выяснили, что эта зависимость может быть достаточно легко идентифицирована в виде суммы экспонент, при этом влияние шума можно в значительной степени нивелировать без потери точности [5, c.70].</span><br />
<span>В настоящем сообщении мы представляем результаты анализа реальной зависимости ТППФР от интервала ожидания. Ход эксперимента проводился следующим образом: испытуемому подавался световой раздражитель. В ответ на это испытуемый реагировал нажатием кнопки мыши. Затем цикл повторялся, причем задавалось время от нажатия кнопки предыдущего нажатия до появления данного сигнала (время ожидания) и время от появления данного сигнала до нажатия кнопки как реакция на данные сигнал (время ППФР). На Рис. 1 изображена зависимость величины времени реакции ППФР от величины предварительного ожидания (интервала времени от предварительной реакции на раздражитель). Как мы видим из Рис. 1, значения величины времени ППФР сильно изменяются в зависимости от того, каков интервал времени от предыдущего реагирования был задан (ромбики), причем на первое место выходит очень большой разброс. Однако есть способ значительного улучшения этой зависимости. В работе [6, с.99-101] Кукиновым А.М. математически строго было доказано, что, при наличии монотонно уменьшающейся зависимости, экспериментальные данные можно упорядочить по рангу, формируя новую зависимость, монотонно уменьшающуюся, (т.е. расположить значения времени реакции в порядке уменьшения) которая будет в результате наиболее близка к истинной зависимости.</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/74665_files/1.gif" alt="" width="379" height="326" /></div>
<p style="text-align: center;"><span>Рис. 1 Зависимость времени простой реакции от временного интервала после предварительного реагирования. Большие ромбики – реальное расположение значений, маленькие кружки – порядковое ранжирование значений времени реакции по мере уменьшения значений.</span></p>
<p><span>Мы поступили таким образом, и результирующая зависимость (маленькие кружки) дают нам кривую, спадающую со временем ожидания, причем она сначала уменьшается быстро, а потом все медленнее, в пределе стремясь к какой-то постоянной величине. Основанием для такой перестановки было вычисление в соответствии с [6, с. 106] критерия Кендала, который оказался равным 0,31, и достоверность утверждения, что данная зависимость была монотонно уменьшающейся, оказалась равна 0,998, откуда можно было утверждать, что наше предположение о монотонном уменьшении верно. Таким образом, наше утверждение, что время реакции на раздражение зависит от интервала времени от предыдущего реагирования, и снижается с увеличением этого интервала, достаточно подтверждено, и мы имеем право говорить о торможении ТППФР после реакции на раздражение.</span><br />
<span>Далее нам предстоит выяснить характер зависимости ТППФР от предварительного реагирования. Кукинов [6, с.102-106] предлагает несколько вариантов дальнейшего улучшения экспериментальной зависимости, кроме простого ранжирования значений. Мы в работе [5, с.68-70] проверили эти варианты и пришли к выводу, что наиболее подходящим являются: 1- упорядочение по рангу экспериментальных данных, 2- замена последних точек на кривой, которая после определенного снижения наклона, вновь быстро начинает снижаться, постоянными величинами, равными точке, с которой началась замена, 3- сглаживание кривой по 3 точкам [7, с.144-145], 4- нахождение значений 1 производной с дальнейшим ранжированием полученных значений и 5- обратное восстановление зависимости с использованием ранжированных значений производной. </span><br />
<span>В качестве модели поведения мы приняли зависимость, описываемую уравненим (1):</span></p>
<div style="text-align: left;" align="center"><span>Yt= Ao+A1*(1-exp(-A2/t))+A3*(1-exp(-A4/t))+A5*(1-exp(-A6/t)) (1)</span></div>
<p><span>где Yt =время ППФР в текущий момент времени, t – текущий момент времени от предыдущей ППФР, Ao –постоянная величина ППФР в момент времени, бесконечный от предыдущей реакции ППФР, A1, A3 ,A5 – амплитуды 1,2,3 компонент спада торможения ППФР; A2, A4 , A6, &#8211; константы спада соответственно 1,2,3 компонент торможения ППФР.</span><br />
<span>Экспериментальные данные сравнивались с моделью, и вычислялась сумма квадратичных отклонений R</span><sup><span>2</span></sup><span>: </span><br />
<span>R</span><sup><span>2</span></sup><span>=(Y</span><sub><span>i эксп </span></sub><span>- Y</span><sub><span>i</span></sub><span> </span><sub><span>выч</span></sub><span>)*(Y</span><sub><span>i эксп </span></sub><span>- Y</span><sub><span>i</span></sub><span> </span><sub><span>выч</span></sub><span>) (2),</span><br />
<span>где Y</span><sub><span>i эксп </span></sub><span>- эксперименальное значение времени ППФР, Y</span><sub><span> выч</span></sub><span> – вычисленное из модели (1) значение ППФР. Критерием подбора решения с помощью метода оптимизации была минимальная величина R</span><sup><span>2</span></sup><span>. Оптимизация проводилась путем подбора значений амплитуд и коэффициентов уравнения (1) с помощью программы «Поиск решения» в EXCEL. Результаты приведены в Таблице 1.</span></p>
<div style="text-align: left;" align="right"><span>Таблица 1. </span>Параметры уравнения (1) при различных начальных условиях</div>
<table border="1">
<tbody>
<tr valign="top">
<td rowspan="2" width="25"><span>№</span></td>
<td rowspan="2" width="180"><span>Характеристики изменений данных</span></td>
<td colspan="7" width="213"><span>Параметры зависимости, мсек</span></td>
<td rowspan="2" width="59"><span>R</span><sup><span>2</span></sup></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="36"><span>A</span><sub><span>1</span></sub></td>
<td width="35"><span>A</span><sub><span>2</span></sub></td>
<td width="35"><span>A</span><sub><span>3</span></sub></td>
<td width="35"><span>A</span><sub><span>4</span></sub></td>
<td width="35"><span>A5</span></td>
<td width="43"><span>A</span><sub><span>6</span></sub></td>
<td width="19"><span>A</span><sub><span>o</span></sub></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>1</span></td>
<td width="180"><span>Реальные значения</span></td>
<td width="36"><span>77,8</span></td>
<td width="35"><span>5,2</span></td>
<td width="35"><span>30,8</span></td>
<td width="35"><span>91,6</span></td>
<td width="35"><span>61,3</span></td>
<td width="43"><span>3133,8</span></td>
<td width="19"><span>193,1</span></td>
<td width="59"><span>188665,6</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>2</span></td>
<td width="180"><span>Упорядоченные по рангу значения</span></td>
<td width="36"><span>179,1</span></td>
<td width="35"><span>1,2</span></td>
<td width="35"><span>115,6</span></td>
<td width="35"><span>202,7</span></td>
<td width="35"><span>148,0</span></td>
<td width="43"><span>4704,4</span></td>
<td width="19"><span>74,2</span></td>
<td width="59"><span>622,2</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>3</span></td>
<td width="180"><span>Упорядоченные по рангу значения с отсечкой резкого спада последних значений</span></td>
<td width="36"><span>181,0</span></td>
<td width="35"><span>1,1</span></td>
<td width="35"><span>107,6</span></td>
<td width="35"><span>187,8</span></td>
<td width="35"><span>18,9</span></td>
<td width="43"><span>834,9</span></td>
<td width="19"><span>211,8</span></td>
<td width="59"><span>655,8</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>4</span></td>
<td width="180"><span>Как 3, сглаженные данные, 3 компоненты</span></td>
<td width="36"><span>133,9</span></td>
<td width="35"><span>2,6</span></td>
<td width="35"><span>110,4</span></td>
<td width="35"><span>210,2</span></td>
<td width="35"><span>10,9</span></td>
<td width="43"><span>695,9</span></td>
<td width="19"><span>215,4</span></td>
<td width="59"><span>519,3</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>5</span></td>
<td width="180"><span>Как 3, сглаженные, 2 компоненты</span></td>
<td width="36"><span>133,9</span></td>
<td width="35"><span>2,6</span></td>
<td width="35"><span>118,5</span></td>
<td width="35"><span>231,2</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="43"><span>-</span></td>
<td width="19"><span>214,0</span></td>
<td width="59"><span>529,9</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>6</span></td>
<td width="180"><span>Как 3, сглаженные, 1 компонента</span></td>
<td width="36"><span>163,7</span></td>
<td width="35"><span>105,4</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="43"><span>-</span></td>
<td width="19"><span>225,</span></td>
<td width="59"><span>10223,7</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>7</span></td>
<td width="180"><span>Как 4, но с упорядочением по рангу производной, 3 компоненты</span></td>
<td width="36"><span>181,5</span></td>
<td width="35"><span>0,9</span></td>
<td width="35"><span>64,5</span></td>
<td width="35"><span>25,7</span></td>
<td width="35"><span>106,5</span></td>
<td width="43"><span>393,6</span></td>
<td width="19"><span>181,7</span></td>
<td width="59"><span>58,6</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>8</span></td>
<td width="180"><span>Как 4, но с упорядочением по рангу производной, 2 компоненты</span></td>
<td width="36"><span>149,7</span></td>
<td width="35"><span>3,4</span></td>
<td width="35"><span>125,6</span></td>
<td width="35"><span>284,9</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="43"><span>-</span></td>
<td width="19"><span>185,6</span></td>
<td width="59"><span>664,8</span></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td width="25"><span>9</span></td>
<td width="180"><span>Как 4, но с упорядочением по рангу производной, 1 компонента</span></td>
<td width="36"><span>180,6</span></td>
<td width="35"><span>99,9</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="35"><span>-</span></td>
<td width="43"><span>-</span></td>
<td width="19"><span>199,7</span></td>
<td width="59"><span>10639,9</span></td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><span>Проанализируем Таблицу 1. Аппроксимация экспериментальных точек по уравнению (1) дает нам 3 компоненты с резко отличными компонентами: времена релаксации равны 1,2, 202 и 3130 мсек. (№1). При этом величина A</span><sub><span>o</span></sub><span>, т.е. величина времени реакции при бесконечно большом интервале времени ожидания составляет 193 мсек. Однако величина ошибки R</span><sup><span>2</span></sup><span> составляет очень большую величину, что не позволяет принимать полученные данные достоверными. Упорядочение приводит к резкому снижению R</span><sup><span>2</span></sup><span>, как это и указывалось в статье [6]. Полученные значения кинетических констант значительно отличаются от №1. Между тем, у данного испытуемого при задании постоянно как можно быстрее подряд несколько раз нажимать на кнопку реагирования временной интервал между нажатиями составлял примерно 150 мсек., и этот факт находится в противоречии с величиной А</span><sub><span>0</span></sub><span>=74,2 мсек в варианте 2.</span><br />
<span>Таким образом, кроме простого упорядочения по рангу необходимы дополнительные манипуляции. Мы уже говорили, что при упорядочении данных в области больших времен ожидания наблюдается новое увеличение спада ППФР. Это связано как с наличием ошибочных тестов, когда испытуемый реагирует даже быстрее подачи раздражения, так и наличием флуктуаций в реагировании. В результате упорядочения по мере увеличения интервала ожидания происходит быстрое снижение времени ППФР, затем замедление этого снижения, а потом наблюдается вновь увеличение снижения. Такая картина наблюдалась и в модельном эксперименте, когда анализировался зашумленный экспоненциальный спад [5, с.70]. Поэтому мы, начиная с точки нового увеличения скорости снижения данных в кривой зависимости времени ППФР от интервала ожидания, фиксировали дальнейшие точки на том же уровне. В строке №3 показаны результаты итераций в этом случае. Величина R</span><sup><span>2</span></sup><span> почти не изменяется по сравнению со строкой №2, что указывает примерно на тот же характер достоверности, что и в случае простого упорядочения. Амплитуды быстрых компонент насколько уменьшаются, времена релаксации близки к №2. Значительно изменяется медленная компонента: резко уменьшается амплитуда и время релаксации.</span><br />
<span>Следующим моментом манипуляций данных является сглаживание кривой, как это мы указывали ранее. И эта манипуляция снижает величину R</span><sup><span>2</span></sup><span> с 655 до 519, даже лучше чем в случае простого ранжирования данных (строка № 4). Значения кинетических величин остаются в том же диапазоне, что и у № 3, только медленная компонента становится быстрее.</span><br />
<span>Следующие строки, №№ 5 и 6, в качестве моделей представляли собой 2- и 1- компонентные спады. Это привело к изменению кинетических параметров, но и к увеличению ошибки, а это свидетельствует о меньшей достоверности результата. Таким образом, наши данные указывают о многокомпонентности ТППРФ. </span><br />
<span>В попытке приблизить результаты к истинным, мы использовали метод, предложенный Кукиновым [6,с.102-106]: вычисление производных, ран-жирование этих величин и воссоздание с их использованием новой зависимости. Эти данные показаны в строках №№ 7-9 аналогичных строкам №№ 5-7 в отношениях числа компонент. В результате мы видим аналогию в поведении ошибки: она наименьшая в случае модели с 3 компонентами спада ТППФР, что также подтверждает многокомпонентность ТППФР. При этом значения R</span><sup><span>2</span></sup><span> становятся совсем маленькими: 58,6 против 519 у аналогичного варианта. Однако при этом наблюдается резкое снижение времен релаксаций всех трех компонент. При этом кинетики спада ТППФР снижаются гораздо быстрее, чем в случае простого упорядочения, а ведь это – наиболее близкая к истине зависимость. При анализе данных изменений, мы пришли к выводу, что получается это по следующей причине. На рис. 1 видно, что упорядоченная по рангу зависимость представляет собой монотонную, но не совсем гладкую кривую: наблюдаются резкие ступеньки. При упорядочении значений 1-й производной все эти резкие ступеньки перемещаются влево, смещая в целом всю кривую влево. Таким образом, </span><img src="http://content.snauka.ru/web/74665_files/3.gif" alt="" width="12" height="22" /><span>происходит видимое ускорение спада. По этой причине, несмотря на кажущееся уменьшение R</span><sup><span>2</span></sup><span>, мы пришли к выводу о том, что этот подход неверен. Другой подход Кукинова [6,с.102-106], порядковое приближение с использованием рангов, улучшения не принесло. В результате происходило сильное понижение левой части зависимости, выпрямление экспоненциального спада, приближение к прямому спаду.</span><br />
<span>Таким образом, в результате мы пришли к выводу, что при анализе зависимости ТППФР от величины интервала ожидания следует осуществлять следующие операции с данными: 1- упорядочение величин времени реакции и времен ожидания, 2- фиксация значений времени реакции в диапазоне больших величин ожидания в точке нового увеличения снижения кривой (повышения 1-й производной спада), 3- сглаживания зависимости для уменьшения ступенек в спаде, 4- использование модели ТППФР как многокомпонентного экспоненциального спада с постоянной составляющей.</span><br />
<span>Величина ошибки R</span><sup><span>2</span></sup><span>, равная 519,3, дает среднеквадратичное отклонение  </span><img src="http://content.snauka.ru/web/74665_files/3(1).gif" alt="" width="65" height="48" /><img src="http://content.snauka.ru/web/74665_files/3(2).gif" alt="" width="12" height="22" /><img src="http://content.snauka.ru/web/74665_files/3(3).gif" alt="" width="12" height="22" /><span>= 3,2, что по сравнению с изменениями времени реакции (150-600) достаточно небольшая величина. В результате мы можем говорить, что предлагаемый подход позволяет проводить различные сравнительные исследования достаточно нового явления, ТППФР, поскольку выясняется, что у этого явления есть достаточно сложная структура.</span><span style="color: #ff0000;"> </span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2016/11/74665/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
	</channel>
</rss>
