Диагностика функционального состояния человека под воздействием аудио- и визуальных стимулов

Ученые кафедры психофизиологии Факультета социальных наук ННГУ им. Н.И. Лобачевского провели серию экспериментов по диагностике функционального состояния организма человека под воздействием звуковых и визуальных стимулов.

Исследование выявило маркеры эмоций, главный из них – вариабельность сердечного ритма. Анализ реакции человека на позитивные и негативные изображения и звуки поможет смоделировать аудиовизуальный контент, способный выровнять эмоциональный фон человека и сделать его функциональное состояние оптимальным.

В исследовании приняли участие более 180 человек среднего возраста без патологий сердечно-сосудистой системы, все они получали набор негативных и позитивных изображений и звуков, специально отобранных для носителей русской культуры из международных баз данных изображений и звуков.

До, после и во время эксперимента участникам проводили мониторинг работы сердца, также ученые отслеживали параметры движения глаз, а сразу после эксперимента участники оценивали свое эмоциональное состояние по шкале от отвращения до удовольствия.

«Мы установили, что негативный контент сильнее влияет на эмоциональное состояние человека. При этом звуки превалируют над «картинкой»: при смешивании негативных звуков и позитивных изображений, человек в большинстве случаев переживает стресс», – сообщил сотрудник лаборатории психофизиологической диагностики функциональных состояний ННГУ Иван Лоскот.

У большинства участников эксперимента личная оценка состояния организма совпала с показателями сердечного ритма. Негативные изображения и звуки, связанные со смертью, или насилием, приводили их в напряженное, подавленное состояние. Позитивные стимулы, например, детский смех и фотографии радостных людей, приближали состояние организма к оптимальному. Примерно у 30% испытуемых полюсы наслаждения и отвращения менялись. При этом сами они адекватно оценивали позитивный и негативный контент.

Для объяснения причин парадоксальной реакции на стимулы ученые смоделировали нейрокогнитивную деятельность мозга, что позволило увидеть структуру индивидуальных информационных образов, которыми оперирует человек в процессе мышления. Автором математической модели выступил выпускник Университета Лобачевского, руководитель лаборатории в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова Александр Петухов.

«Информационный образ – «квант» человеческого разума. Это простейший элемент, которым человеческий мозг обрабатывает информацию. Мы предполагаем, что человеческое мышление – это активация и динамика информационных образов, их взаимодействие и существование во времени. С помощью математической модели можно воссоздавать эти процессы», – сообщил Александр Петухов.

«Информационный образ формируется из базовых сенсорных признаков события: пространство-время, количество-качество, но с этим связано и эмоциональное состояние, которое испытал человек, впервые пережив похожее событие. Негативный информационный образ хранится в памяти нашего мозга, и мы можем определять координаты этой паталогической записи в нейросетях. Например, беседуя с человеком и измеряя ритмограмму сердца, можно установить, что именно спровоцировало стрессогенность информационного образа. После этого неприятное воспоминание можно отредактировать, сняв стрессовый компонент специально подобранным аудиовизуальным контентом», – рассказывает руководитель исследования, заведующая кафедрой психофизиологии ННГУ Софья Полевая.

Исследование показало, что чем шире вариабельность сердечного ритма, тем легче человек возвращается к оптимальному состоянию и лучше контролирует себя. И наоборот, подавленный и эмоционально истощенный организм хуже адаптируется под стресс. По словам ученых, эти параметры также можно перенастроить с помощью правильно подобранного аудиовизуального контента.

Учёные ННГУ планируют разработать контент для коррекции паталогических состояний: на основе данных математического моделирования информационных образов генерировать необходимый контент будет специально созданная нейросеть.

Результаты исследований ученых ННГУ опубликованы в Diagnostics – международном рецензируемом журнале с открытым доступом по медицинской диагностике.