Биотехническая система управляемого обучения с активным использованием пространственно-временных характеристик электроэнцефалограмм оператора

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 05.13.09
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 1999, Санкт-Петербург
  • количество страниц: 125 с. : ил.
  • автореферат: нет
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Биотехническая система управляемого обучения с активным использованием пространственно-временных характеристик электроэнцефалограмм оператора
Оглавление Биотехническая система управляемого обучения с активным использованием пространственно-временных характеристик электроэнцефалограмм оператора
Содержание Биотехническая система управляемого обучения с активным использованием пространственно-временных характеристик электроэнцефалограмм оператора
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЯЕМОГО ОБУЧЕНИЯ
1.1 Проблемы анализа и синтеза БТС, пригодных для управляемого
ОБУЧЕНИЯ
1.2 Оценка различных параметров ЭЭГ в качестве факторов управления функциональным состоянием мозга в БТИВС УО
1.3 Параметры ЭЭГ, используемые при анализе результатов клиникофизиологических исследований как сигналы информационной обратной связи
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЭГ-СИГНАЛОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МОЗГА
2.1 Пространственно-временные отношения волн ЭЭГ как показатель, адекватно характеризующий динамику организации системной деятельности мозга
2.2 МЕТОДИКА АНАЛИЗА МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЭГ И ОТОБРАЖЕНИЯ ЕЁ СТАТИСТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ В ТРЁХМЕРНОМ ФАКТОРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
2.3 ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРАКТИВНОГО РЕЖИМА ВЫПОЛНЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕДУР ПРИ АНАЛИЗЕ ЭЭГ-СИГНАЛОВ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ УПРАВЛЯЕМОГО ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БТИВС УО
3.1 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ УПРАВЛЯЕМОГО ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МОЗГА
3.2 Адаптация разработанной БТИВС к возможностям человека-оператора ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ управляющих параметров
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА БИОТЕХНИЧЕСКОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЯЕМОГО ОБУЧЕНИЯ
4.1 Синтез биотехнических систем с помощью метода поэтапного моделирования
4.2 РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ БТИВС УО
4.3 Разработка программного обеспечения БТИВС УО
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА БТИВС УПРАВЛЯЕМОГО ОБУЧЕНИЯ
5.1 Распознавание состояний мозга оператора БТИВС УО при
СЕНСОМОТОРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БТИВС УО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА СЛЕЖЕНИЮ ЗА ДВИЖУЩЕЙСЯ МИШЕНЬЮ
5.3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БТИВС УО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ЗАИКАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Обучение профессиональным навыкам является одним из основных атрибутов в подготовке человека-оператора. Возрастание интенсивности информационных потоков предъявляет более высокие требования к операторам и соответственно к уровню их подготовки.
Для повышения интенсивности обучения учитываются личностные особенности операторов и разрабатываются специальные технические средства, в том числе и специальные тренажеры для обучения управлению сложными системами. Однако, принципиально новые возможности обучения открываются при так называемом "управляемом обучении", при котором биотехническая система (БТС) по ответам обучаемого оценивает уровень его знаний и навыков, а затем, в соответствии с ними, корректирует объем предъявляемой информации, период ее обновления и форму предъявления.
Идеи управляемого обучения были впервые сформулированы основателями отечественной биокибернетики академиками А.И. Бергом и A.A. Ляпуновым. В этих работах оценка уровня знаний производилась на основании результатов выполнения тестов, специально создаваемых для этих целей. Содержание тестов не всегда могло соответствовать содержанию конкретной работы оператора, и поэтому методы обучения имели ограниченную область применения. Кроме того, на практике встречаются задачи, когда подобный подход к обучению принципиально непригоден. К таким задачам, в частности, относится обучение правильному произношению, коррекция заикания и др. В этих случаях повышение эффективности обучения можно было бы ожидать за счёт использования в процессе управляемого обучения параметров, характеризующих системную деятельность мозга обучающегося.
В известных работах вопросы системной деятельности мозга человека-оператора для задач управляемого обучения не рассматривались. В то же время информация о текущем функциональном состоянии мозга обучаемого может

позволить выйти на качественно новый уровень обучения, расширить спектр задач этого класса.
Теоретическими и прикладными вопросами изучения деятельности мозга человека-оператора в процессе управляемого обучения занимались такие нейрофизиологи как П.В. Бундзен, Н.В. Черниговская, С.И. Сороко. К сожалению, в этих работах не исследовалась системная деятельность мозга, поэтому полученные результаты не дают оснований для построения соответствующей БТС.
Исследования, выполненные в электрофизиологической лаборатории Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (Шеповальников А.Н., Цицерошин М.Н.), показали, что системную деятельность мозга адекватно отражают пространственно-временные отношения электроэнцефалограмм человека.
Однако непосредственное применение этих результатов также затруднено ввиду отсутствия необходимых оценок параметров и пакетов прикладных программ по обработке ЭЭГ, а также способов формирования управляющих воздействий на основании анализа этих параметров. Решение этих задач позволило бы создать необходимые технические средства, потребность в которых очень велика.
Таким образом, исследование метода управляемого обучения, использующего для оценки состояния мозга обучаемого пространственно-временные отношения ЭЭГ и разработка соответствующей биотехнической измерительновычислительной системы представляется актуальной задачей.
Цель работы. Целью работы является разработка метода управляемого обучения И биотехнической измерительно-вычислительной системы управляемого обучения (БТИВС УО), основанных на активном использовании данных о пространственно-временных структурах биопотенциального поля мозга.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

ров, B.C. Шнейдеров, 1986). Кроме того, при статистическом подходе к оценке ЭЭГ каждый исследуемый отрезок записи рассматривается как эргодический, т. е. представляющий всю совокупность возможных реализаций ЭЭГ.
Эргодические стационарные процессы характеризуются с помощью функций и моментов распределения различного порядка, что ясно видно из приводимой ниже схемы. Еще в 1963 г. было показано ( Л.П. Павлова с соавт.), что при исследовании ЭЭГ имеет смысл вычислять только первые четыре момента распределения, с которыми связана наибольшая информация.
Полная характеристика ЭЭГ как случайного процесса может быть получена при помощи многомерных распределений. Однако часто бывает достаточным измерение одномерных и двумерных функций распределения. При этом могут исследоваться как распределения амплитуд (мгновенных значений), так и временных характеристик ЭЭГ - длительности выбросов и интервалов между ними.
Интегральная функция распределения вероятности F(X) для стационарных
процессов определяется следующей формулой:

F(X)=P(x>X) = q>(x)dx (1.1)
где х - стационарный случайный процесс; X - уровень анализа; ф(х) - дифференциальная функция распределения (плотность вероятности).
Если случайная величина X является дискретной, то F(X) можно определить как среднее значение от некоторой случайной величины s
lim g +£+£+ +е
P(x>X) = s=M 1 --у (1.2)
N->00 N

єі=1,прид:>Х (1.3)
О, при х<Х
Это выражение может быть записано в виде lim п
где п - число тех случаев из N, когда выполняется неравенство х>Х.
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела