Файл: Митькин А.А. Электроокулография в инженерно-психологических исследованиях.pdf

двигательных «шумов» глаза иа точность восприятия объектов с большой плотностью элементов.

Если на начальных стадиях изучения моторики глаз исследование макродвижешш разграничивалось с исследо­ ванием микродвижений, то в настоящее время все боль­ шее значение приобретает комплексный анализ всех ком­ понентов глазодвигательного поведения наблюдателя в процессе выполнения им той или иной конкретной дея­ тельности. Это направление исследований получило раз­ витие в связи с выдвинутой Зинченко (1969) концепцией визуального мышления, тесно связанной с предложенной им же гипотезой о так называемых викарных (замещаю­ щих) действиях, которые представляют собой один из ком­ понентов глазодвигательного поведения наблюдателя.

Окулографический анализ визуальной деятельности требует применения определенного способа записи дви­ жений глаз.

Ниже приведен перечень основных методов (представ­ ленный для удобства сравиеиия в виде таблицы на стр. 21) регистрации движений глаз, применявшихся в раиних исследованиях и применяемых в настоящее время.

1.Изучение движений глаз путем визуальиого наблю­ дения за перемещением зрачка испытуемого.

2.Изучение движения глаз при помощи последова­ тельных образов. Основано иа том, что последовательный образ перемещается вместе с глазом, и по характеру пере­ мещения последовательного образа можно судить о харак­

тере движения глаз.

3. Мехаплческая запись движений глаз. Основана на использовании выпуклости роговицы, движение которой (подобно кулачку) передается рычагу или изменяет дав­ ление воздуха в эластичном баллончике, прижатом к по­ верхности глаза.

4.Киносъемка движений глаз. Осуществляется путем покадровой съемки перемещений зрачка или метай, на­ несенной на роговицу (Запорожец и др., 1967).

5.Запись роговичного блика. Регистрируется переме­ щение луча, отраженного от роговицы (Долбищева, 1961).

6.Запись движений глаз с помощью луча, который от­ ражается от специального зеркальца, укрепленного на ро­ говице (Ярбус, 1965).

7.Электроокулография (электрический способ регист­

рации движений глаз). Основана на изменении потенци-

Гес. публичная

маучно - тэхни-,© ндя бнблнотвна CC<jp

Э К З Е М П Л Я Р *

алов в окружающих глаз тканях при повороте глазного яблока (Лурье, 1965).

8.Фотоэлектрический метод записи движений глаз. Основан на том, что повороты глазного яблока приводят

кизменению интенсивности светового луча, отраженно­ го от роговицы. Изменения в интенсивности луча улавли­ ваются электронным фотоумножителем (Анании, 1965; Владимтгров, 1972).

9.Телевизионный метод. Миниатюрная передающая телекамера крепится на голове испытуемого. В объектив этой камеры попадает объект, на который смотрит испы­

туемый. Вторая камера находится перед испытуемым и передает движения его глаз. Запись, получаемая на экра­ не телевизора, совмещает в себе изображение рассматри­ ваемого объекта и траекторию движения взора (Mackworth, 1958).

10. Электромагнитный метод. На присоске, которая крепится к роговице, помещается миниатюрная катушка индуктивности, подключенная к генератору низкой часто­ ты. В плоскости лица испытуемого устанавливается рам­ ка, несущая иа себе 4 приемных катушки индуктивности (две пз них расположены по горизонтальной осп н две — по вертикальной). При движении излучающей катушки (перемещающейся вместе с глазным яблоком) в прием­ ных катушках изменяется величина наведенного напря­ жения.

Возникающие в результате этого низкочастотные колебания (отражающие моторику глазного яблока) выделяются из несущей частоты па приемном устройст­ ве, усиливаются и регистрируются осциллографом с элект­ ронной памятью (Зинченко, Вергплес, 1969).

Возможна модификация этого метода, при которой катушки индуктивности, помещенные иа рамке, стано­ вятся излучающими, а катушка, укрепленная па присос­ ке,— приемной.

Три первых метода пз этого перечня устарели и в нас­ тоящее время представляют лишь исторический интерес. Из семи остальных каждый имеет свои достоинства и не­ достатки. По мнению большинства исследователей, ни' один из существующих методов не является вполне удов­ летворительным. Поиск новых, более совершенных мето­ дов продолжается. Что же касается перечисленных выше способов, то выбор того или иного из них диктуется сне-

18

но-пспхологическнх исследований. В настоящее время разработаны два варианта этого метода: первый из них обеспечивает неискаженную запись горизонтальных макродвпженпй глаз в пределах 30—35 угловых градусов; второй позволяет регистрировать одновременно как го­ ризонтальные, так и вертикальные движения глаз, но уг­ ловые размеры рассматриваемого объекта ограничива­ ются при этом 10—12°.

Телевизионный метод, применяемый для регистрации макродвшкений глаз, дает наиболее удобную форму за­ писи: совмещение траектории движения взора с рассмат­ риваемым объектом. Однако использование этого метода требует наличия дорогостоящей несерийной телеаннаратуры.

Электроокулография (ЭОГ) как метод регистрации движений глаз имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими методами:

—запись производится без прикосновения к глазу;

—незначительные движения головы не влияют на за­ пись, что дает возможность исключить жесткую фикса­ цию головы;

—запись может проводиться при любом уровне осве­ щенности и даже в темноте;

—длительность эксперимента практически не ограни­

чена;

—занпсь может осуществляться дистапциоино (в си­ лу этого преимущества ЭОГ в настоящее время широко применяется в космической медицине);

—имеется возможность непосредственно в ходе экспе­

римента визуально наблюдать (на экране осциллоскопа) маршрут движения взора испытуемого;

— обработка материала, полученного при фоторегист­ рации, сравнительно нетрудоемка.

Основным недостатком ЭОГ является мепьшая (по сравнению с другими способам) точность записи (под­ робнее см. в гл. I). Однако этот недостаток не является серьезным препятствием в тех случаях, когда восприни­ маемая оператором информационная модель имеет боль­ шие угловые размеры. ЭОГ в большей мере, чем любой другой способ, позволяет приблизить обстановку экспери­ мента к естественным условиям операторской деятель­ ности, что очень важно для объективного анализа и адек­ ватной оценки этой деятельности.

20

*В новейшей модификации этого метода для передачи роговичного блика используется волоконная оптика, чем расширяются границы применения метода и значительно повышается его точность, однако аппаратурная оснащенность эксперимента усложняется.

ГЛАВА I

ЭЛЕКТРООКУЛОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РЕГИСТРАЦИИ ДВИЖЕНИЙ ГЛАЗ

Принципиальная основа электроокулографин

Несмотря на то, что электроокулографпчесгаш метод известен уже несколько десятилетий, в трактовке прин­ ципиальных основ электроокулографин (ЭОГ) до сих пор нередко допускаются (даже в научной литературе) серь­ езные ошибки.

Наиболее распространенной ошибкой (повторяющей типичное заблуждение ранних исследований) является представление об ЭОГ как о методе регистрации движе­ ний глаз, основанном на записи биопотенциалов наруж­ ных мышц глаза. В этом случае ЭОГ смешивается с электромиографией глазных мышц, применяемой иногда при клинических исследованиях работы глазодвигатель­ ного аппарата в норме и патологии (Huber, 1961, Skorpil et al, 1963). Однако электромиография не находит прак­ тического применения как метод регистрации движений глаз.

Другая типичная ошибка в поипмаипп сущности ЭОГ заключается в том, что движения глазного яблока рас­ сматриваются как причина возникновения постоянного потенциала глаза, что не соответствует действительности

(Утямышев, 1969).

В настоящем разделе очень коротко излагается прин­ ципиальная основа электроокулографин.

Электроокулографическая регистрация движений глаз возможна благодаря наличию разности потенциалов меж­ ду роговицей и сетчаткой, т. е. между передним и задним полюсами глазного яблока. Эта разность потенциалов по­ лучила название корнео-ретпналыюго потенциала (КРП). У человека (как и у всех позвоночных) передний полюс глазного яблока электроположителен, а задний — элект­ роотрицателен. При этом линия, соединяющая оба полюса

23