ФИЗИОЛОГИЧНИ МЕТОДИ В ИНЖЕНЕРНАТА ПСИХОЛОГИЯ - Основи на инженерната психология
Използването на физиологични методи в инженерната психология се дължи на следните обстоятелства:
1 Физиологичните характеристики са важни за наблюдение на състоянието на оператора.
2. Всяка психологическа проява има физиологична основа.
3. В клиничната практика и физиологията на труда е натрупан определен опит в обработката и анализа на физиологичните характеристики; има и богат арсенал от инструменти за физиологични измервания.
Най-важните от физиологичните характеристики на човек, изучавани в инженерната психология, са: електроенцефалограма, електромиограма, кожни галванични реакции, електрокардиограма, електроокулограма, пневмограма, говорен отговор.
Електроенцефалограмата (ЕЕГ) характеризира биоелектричната активност на мозъка. ЕЕГ спектърът съдържа различни компоненти: делта ритъм (честота на трептене 0,5–4,0 Hz), тета ритъм (5,0–7,0 Hz), алфа ритъм (8,0–12,0 Hz), бета ритъм (15–35 Hz), гама ритъм (35–100 Hz), бдителност и внимание, умора и др.). Наличието на алфа вълни характеризира състоянието на нормална синхронизация на основните нервни процеси. Те са доминиращи при здрав, буден човек, който е в състояние на оперативна готовност за дейност. Преобладаването на високочестотни трептения показва процеса на възбуждане в кората на главния мозък. Това е характерно, когато психофизиологичното напрежение възниква по време на работа, показва появата на емоционални състояния.
Електромиограмата (ЕМГ) е запис на мускулния биопотенциалчовек. ЕМГ е много чувствителен обективен индикатор за включването в динамичната или статичната работа на отделните мускулни групи. Такъв анализ е необходим при изследване на работната поза и контролните движения на оператора.
ЕМГ може да се използва и за записване на човешка умора. При умора общата активност на мускулите и средната амплитуда на трептенията намаляват.
Кожно-галваничният отговор (GSR) характеризира промяната в електрическото съпротивление или потенциалната разлика на кожата. GSR е един от най-ефективните начини за регистриране на възникване на емоционално напрежение у оператора. В този случай се наблюдава спад в електрическото съпротивление на кожата или увеличаване на потенциалната разлика между две точки на повърхността на кожата (от 10–30 mV/cm в нормално състояние до 100 mV/cm или повече при емоционално напрежение).
Електрокардиограмата (ЕКГ) е запис на електрически явления, които се случват в сърдечния мускул. ЕКГ се състои от поредица от зъби, характеризиращи хода на определени процеси в сърдечния мускул и интервалите между тях. Вълната R съответства на момента на възбуждане на вентрикулите на сърцето, а вълната Т съответства на момента, в който те излизат от състоянието на възбуда. Интервалът R-R характеризира продължителността на сърдечния цикъл, а интервалът Q-T съответства на периода от началото на възбуждането на вентрикулите на сърцето до края на тяхното възбуждане.
В инженерната психология ЕКГ се използва за определяне на интензивността на работата на оператора. За целта се измерват: сърдечна честота (HR), систолни и хистографски показатели. Сърдечната честота се определя от реципрочната стойност на продължителността на R-R-интервалите.
В случай на напрежение в работата на оператора, разглежданите ЕКГ показатели, като правило,нараства.
Електроокулограмата (ЕОГ) характеризира електрическата активност на очните мускули. Обикновено се използва отделна регистрация на вертикални и хоризонтални движения на очите. В този случай знакът на EOG потенциала показва посоката на движение на погледа, а стойността му показва ъгъла на движение. ЕОГ се използва за анализ на работата на зрителната система на човека със средства за изобразяване на информация, за анализ на разпределението и превключването на вниманието на оператора в процеса на работа и за други цели.
Пневмограмата (PG) е запис на външното дишане. Използва се за оценка на психофизиологичното напрежение. В състояние на възбуда или напрежение дихателната честота се увеличава до 50-60 колебания в минута, има също намаляване на дълбочината на дишането и скъсяване на фазата на издишване (tout) спрямо инспираторната фаза (tin).
Речевият отговор (СР) се изследва по спектралните и времеви характеристики на речта на оператора. Чрез промяна на интонацията на гласа, която е придружена от промяна в спектралния състав на звуковите вибрации, може да се съди за появата на емоционални състояния на оператора, напрежение и умора в работата му. Наскоро бяха получени данни, които показват, че информация за тези състояния се съдържа и във времевите параметри на RO. Например, с развитието на умората, продължителността на думите и паузите между тях, както и тяхната дисперсия, се увеличават.
Оборудването за измерване на физиологичните характеристики обикновено включва следните устройства: сензори или електроди (използват се за премахване на потенциали от повърхността на човешкото тяло), преобразувател (използва се за преобразуване на оригиналния сигнал във форма, с която е лесно да се усили допълнително), усилвател на биоелектрични сигнали, записващо устройство (използва се за показване на резултата от измерването в графичен вид,или цифрова форма).
Изследването само на един физиологичен показател по правило не може да даде недвусмислен отговор за състоянието на оператора. Затова в практиката обикновено се използва т. нар. полиефекторен метод, който се състои в едновременен запис и анализ на цял комплекс от показатели, наречен симптомокомплекс. Използването на полиефекторната техника позволява значително да се повиши надеждността и надеждността на диагностицирането на състоянията на оператора при извършване на тази дейност.
Характеристики на физиологичните процеси при човека