Лабораторная работа:"Полиграф"

Цель работы: Целью работы является ознакомление с методикой проверки лояльности персонала на фирме, изучение медико-биологических аспектов стрессовой ситуации при проверке на полиграфе.

Методические указания к выполнению работы

Обзор существующих детекторов лжи.

В настоящее время уверенно считается, что детекторы лжи оказывают неоценимую помощь в проверке кандидатов для работы с высокой степенью ответственности, в том числе связанных с большими материальными ценностями. Об эффективности работы этих устройств говорит тот факт, что доказательства, полученные с помощью детекторов лжи признаются судами большинства штатов США. Например доказательства добытые с применением детектора лжи фирмы  Dektor  модели PSE -101, признаются судами шестнадцати штатов США.

Определение лжи основывается на том факте, что человек, произносящий заведомую ложь, испытывает в этот момент некоторый психологический стресс, вызывающий, в свою очередь, определенные физиологические изменения в его организме. Такие факторы как изменение размера зрачка и пересохший рот, использовались для определения лжи на протяжении веков.

Существуют два основных типа детекторов лжи:

- полиграф;

- анализатор стресса по голосу.

Первый полиграф запатентован Леонардом Киллером в 1927 году. Его действие было основано на химических изменениях в организме человека, испытывающего психологический стресс.

При стрессе повышается содержание адреналина в крови, увеличивается потребность организма в кислороде, что, в свою очередь, вызывает увеличение частоты пульса, повышение кровяного давления, частоты и глубины дыхания. Когда источник стресса исчезает организм выравнивает норадреналин, нейтрализующий действие избыточного адреналина.

Для отображения данных полиграф использует не менее двух самописцев: кардиографический и пневмографический.

Кардиографический самописец информацию получает с помощью надувной манжеты, надеваемой на руку испытуемого, которая соединяется с пишущим устройством, отображающим на двигающейся ленте самописца изменение артериального кровяного давления и частоты пульса.

Пневмографический самописец. Грудь испытуемого обхватывают трубкой (в некоторых моделях применяют две трубки) и строят один или два пневмографика. При этом в обоих случаях в настоящее время чаще используют тензодатчики или пьезодатчики.

В некоторых моделях полиграфа измеряется еще один показатель - относительная проводимость кожи. Два электрода закрепляют на двух пальцах одной руки и подключают к омметру. Исходный уровень устанавливается исследователем. Отклонения от исходного уровня указывают на увеличение или уменьшение проводимости кожи.

Выпускаются портативные и стационарные комплексы полиграфов. Эти устройства используются в многих направлениях для измерения психофизического состояния человека в том числе для расследований, проводимых полицией, службой безопасности и частными детективами. В последнее время полиграфы находят применение для оценки состояния спортсменов, а также в медицине.

Переносные 4-х и 5-канальные полиграфы позволяют записывать на обычную бумагу чернилами или на термобумагу показания кожно-гальванической реакции человека, показания дыхания и кровообращения. Кроме, так называемых, перьевых сейчас широко используются компьютерные полиграфы.

Анализатор стресса по голосу (VSA) - использует особенности речи испытуемого при волнении. Известны различные методы и схемные реализации таких детекторов.

Психологический определитель стресса (PSE) разработан Дектором в 1970 г. Он запатентован в США, Великобритании, Канаде и Японии. PSE отражает неврологические изменения. В человеческом организме существует явление, называемое психологической дрожью или мускульной микро дрожью. Она (дрожь) может проявляться по-разному, с различной частотой. Дрожь проявляется как кратковременные колебания или волнообразные движения работающих мышц. Величина этих колебаний наибольшая, когда организм находится в спокойном состоянии, и убывает пропорционально уровню стресса. Мембраны, образующие голосовые связки, управляются тремя группами мышц, придающую им такую форму, что воздух, проходя через них, создает звук, высота которого частично зависит от напряжения мышц. Эффект мышечной микродрожи способен в небольших пределах влиять на частоту звука. Изменение частоты звука прямо пропорционально величине дрожи. Отклонения настолько малы, что не улавливаются человеческим ухом. Тем не менее, этот эффект проявляется как в частотной модуляции голоса, так и в изменении его тембра. Мышечные вибрации происходят в диапазоне от 7 до 15 Гц и, соответственно, в этих же пределах изменяется звучание.

Когда человек говорит в состоянии стресса, вызывая снижение модуляции, PSE реагирует на частотную демодуляцию голоса (основную и тембровую), сигнал обрабатывается, и результат представляется в виде ленточного графика.

В обработке сигнала используется технология, почти на полвека опережающая примененную в полиграфе. Она позволяет избавиться от побочной информации и обеспечивает более простую форму представления результата.

Эффективность проверки на полиграфе часто оспаривается; по большинству оценок она колеблется в пределах от 70 до 90 %, а иногда и выше. Подкупает также быстрота исполнения проверки на полиграфе, которая длится всего в пределах от 1.5 до 3 часов, и информацию можно получить сразу, после окончания проверки.

В России полиграфы действующим законодательством отнесены к специальным техническим средствам негласного получения информации. В то же время допускается их использование в сфере частного предпринимательства как «технологии двойного назначения». Однако использование детекторов лжи в России пока ограничено из-за отсутствия правовых норм, устанавливающих четкие критерии и области их применения. В то же время крупные банки, корпорации, посреднические агентства по найму персонала реально нуждаются в применении этих приборов.

Основа проведения проверки на полиграфе.

Проблема выявления лжи или обнаружения не искренности в поведении человека имеет довольно давнюю историю, потому что в основе этого испытания лежит твердо установленный и известный факт, что наше телесное состояние связано очень тесно и прямо с душевными переживаниями.

В древней Индии, например, когда проводился допрос подозреваемых лиц, их просили одновременно с ответом на поставленный вопрос ударять в гонг. Было замечено, что когда вопрос вызывал затруднение, внутреннее замешательство тем, что тема для подозреваемого является слишком значимой, то на этот вопрос он не мог ответить запросто, совершенно искренне, что, и приводило к сбоям в ударе в гонг.

В древнем Китае подозреваемым давали сухую рисовую муку, просили ее прожевать в разговоре с ними; если человек был не в состоянии это сделать, то его осуждали, считая это попыткой сокрытия правды.

Примеры показывают, что действительно, если мы встревожены, обеспокоены, возбуждены, нам страшно, то у нас появляется эмоциональное напряжение. Это эмоциональное напряжение проявляется в различного рода физиологических показателях: учащается или снижается частота пульса изменяется ритм дыхания, изменяется статическая проводимость кожи, изменяется температура кожи, изменяется характер биотоков кожи.

Короче говоря, организм реагирует на возникшие затруднения, стараясь выйти из создавшегося положения, занимая состояние повышенной мобилизованности.

Можно зафиксировать такую эмоциональную реакцию человека, сопровождающуюся физиологическими изменениями, которые возникают ввиду создавшихся трудностей.

Эмоции - это непосредственная реакция человека на внешнее или внутреннее воздействие, выражающая его готовность действовать определенным образом. Эмоции находят проявление в показателях и, что характерно, эти показатели проявляются непроизвольно, против воли и желания человека. Конечно, кое-какие реакции человек может регулировать физиологически, но далеко не все, а тем более, когда он находится в состоянии напряжения, в состоянии интеллектуального поиска, как правильно сказать, как правильно среагировать, как правильно держаться. Многое упускается из-под контроля, а вот полиграф фиксирует их объективно.

Подготовка к проверке на полиграфе.

Наиболее ярко эмоции проявляются при угрозе, при внутреннем конфликте, т.е., когда блокируются жизненно важные мотивы субъекта, значимые для него потребности и интересы. Поэтому испытания на полиграфе базируются на гипотезе, что предъявление субъекту определенных стимулов, имеющих отношение к важным для него событиям или явления его жизни, способно проявить у него соответствующее состояние чувства вины, тревоги, беспокойства.

Такое проявление возникает в сознании непроизвольно и перед проверкой должна создаться такая ситуация, чтобы у человека опять появились те переживания, которые у него возникли первоначально, когда он вершил те или иные действия, нарушил что-то или сделал то, что нам как раз важно знать. Поэтому нужно иметь в виду, что полиграф и испытания на нем не просто техническая работа, испытания на полиграфе - это психологический эксперимент, где имеют значение три, совершенно равнозначные стороны: сам прибор и методика работы с ним, экзаменатор или оператор полиграфа, условия которые оператор создал.

Полиграф эффективен, когда у людей, которые подвергаются испытанием на нем, есть ощущение, что этот прибор очень опасен, что обмануть его нельзя. Проверяемый должен верить в безгрешность этой процедуры.

Это является весьма важным моментом при подготовке к проверки. Полиграф, как мы иногда грубо говорим, должен быть вроде психологической «дубинки», которая используется для того, чтобы создать ощущение у всех проверяемых лиц, что этот полиграф обмануть нельзя.

Имеет колоссальное значение психологическая подготовка оператора и его умение воздействовать на испытуемого. То, что мы получаем в записи, мы используем как средство воздействия на испытуемого с тем, чтобы потом по результатам обсуждения с ним того, что мы получили в записи, добиться каких-то дополнительных показаний.

Качественные особенности проверки на полиграфе.

Сильная сторона испытаний на полиграфе состоит в том, что демаскирующие человека эмоциональные переживания проявляются в необъективных, неконтролируемых сознанием физиологических показаниях. Мы получаем документ, который приобрели, создали с помощью самого проверяемого лица, и ему очень трудно бывает отойти от фактов, выявленных прямо в его присутствии. Это сильная сторона объективной записи того, что переживает человек по поводу тех вопросов, которые ему задавали.

Но есть и слабые стороны проверки, которые нельзя упускать из виду. Во-первых, реакция человека, такая как частота пульса, дыхание и др. имеет универсальный характер и проявляется не только на те стимулы, которые мы создаем, задавая ему вопросы, но и на смех, кашель, боль, лекарственные препараты. Важная, значимая для оператора реакция, которую он ищет, может быть растворена и в других подобных проявлениях. Человек, например, сжимает пальцы сильно в кулак и у него может пойти такая же реакция, которая возникает, когда мы задаем вопрос, имеющий отношение к расследованию. Это проявляется так называемый ориентировочный рефлекс.

Очень трудно подобрать вопрос, чтобы он был значим для проверяемого, особенно при подборе кадров. Есть две очень важные, различающиеся одна от другой процедуры, когда мы ведем расследование по поводу конкретного поступка, хищения, например, денег из кассы. Это конкретный факт, а когда мы берем на работу человека, нужно выяснить, какое у него прошлое, как он вел себя на прежних местах работы, и здесь действовать приходится вслепую.

Нужно найти и задавать именно те вопросы, которые будут значимы для этого человека. Чтобы это выяснить, нужно провести с ним длительное собеседование, изучить его образ жизни, выяснить его жизненный путь. Найти нужные вопросы - это искусство оператора полиграфа, искусство экзаменатора. В некоторых случаях происходит вытеснение неприятных переживаний не только из сознания, но и из подсознания.

У проверки на полиграфе есть особенности, которые не позволяют говорить, что эта методика 100%-ная и даст нам то, что мы хотим. Она даст нужный эффект, если мы будем соблюдать те требования, о которых пойдет речь дальше.

1.4.4 Создание атмосферы проверки.

Полиграф работает тогда, когда есть испытуемый, есть датчики, которые мы на него ставим, делаем запись, регистрируем все показатели, сравниваем потом значимые с незначительными моментами и делаем соответствующие выводы. Трудности заключаются в том, что человек помещается в какие-то необычные условия. Он должен сесть в кресло, ему ставят датчики, все это напоминает медицинское обследование и у проверяемого возникает возбуждение.

Известны случаи, когда человек приходит к врачу измерить давление, он сразу реагирует повышением давления на сам факт, что давление будет измеряться. Здесь тоже возникает обстановочный рефлекс, который надо бы снять. Поэтому задача заключается в том, чтобы приблизить испытания на полиграфе к естественным условиям, т.е. сделать так, чтобы не надо было ставить датчики, чтобы проверяемый не предполагал, что его вообще испытывают.

Есть полиграфы, которые ориентированы на анализ самой информации, есть попытки создания полиграфов, когда в качестве физиологического показателя эмоционального напряжения рассматривается запах человеческого тела - есть такой эффект, когда испытуемый помещается в специальную камеру, где вокруг тела образуется светящийся электрический разряд.

1.4.5 Подбор кандидатов для проверки на полиграфе.

Не всякий человек пригоден для испытаний на полиграфе, т.к. есть очень эмоционально возбудимые личности, которые на самые безобидные вопросы реагируют с повышенной эмоциональностью.

Есть люди на оборот, эмоционально уплощенные, у них до значимого вопроса дойти весьма сложно. Поэтому для испытаний на полиграфе подходит нормальный, эмоционально уравновешенный человек, который нормально, адекватно реагирует на то, что с ним происходит и тогда его можно действительно проверять на полиграфе.

Вопросник для проверки на полиграфе.

В настоящее время разработаны принципы по выбору вопросов, которые задаются во время проверки с помощью полиграфа.

Выбор нужного метода целиком зависит от ситуации, в которой проводится проверка. Как известно, если проверяется конкретный инцидент, конкретное преступление, нужна одна серия вопросов. Если необходимо отобрать человека с точки зрения надежности его работы, то задаются другие вопросы. Критические вопросы имеют прямое отношение к предмету проверки. Например, к одному из аспектов произошедшей кражи в учреждении, вопросы были поставлены конкретно: Вы взяли из кассы 500 долларов? Это целевой, критический вопрос, который нам нужно выяснить. В более широком плане он может быть таким:Вы сообщали секретные сведения лицам, которым не положено их знать?.Нейтральные вопросы в отличие от целевых, значимых, не имеют отношения к проводимому расследованию, оказывают незначительное воздействие на нервную систему, не должны создавать повышенной эмоциональной реакции. Например вопрос: Ваша фамилия Петров? или Сегодня - четверг?. Это нейтральные вопросы, которые нужны, чтобы создать фон для сравнения реакции испытуемого на критические вопросы и нейтральные. Если различие будет значительным, то делается вывод, что этого человека нужно взять на контроль, на подозрение.

Контрольные вопросы ,как и нейтральные, не связаны с предметом расследования, но в отличии от последних они несут все же значительную эмоциональную нагрузку. Можно спросить испытуемого: Вы когда-нибудь нарушали закон?. вот такой вопрос является контрольным, т.к. каждый человек в течение своей жизни когда-нибудь нарушал законы или делал нарушения.

Методики постановки вопросов.

Имеется, таким образом, три типа вопросов: значимые и целевые вопросы, нейтральные для создания фона и контрольные. Для того, чтобы отличить реакции на нейтральные и целевые вопросы, избирается определенная техника постановки вопросов. Так называемый нейтрально-целевой метод, который был разработан классиком полиграфии Макстаном еще в 1917 году. Он долгое время являлся стандартным при проверке. Существо нейтрально-целевого метода в следующем. Берется группа вопросов:

1. нейтральные, не имеющие отношения к делу;

2. значимые, которые мы хотим выяснить, ведущие к расследованию, чтобы определить отношение человека к тому или иному делу.

В разных вариантах они могут идти вперемежку, например, один значимый, потом нейтральный; или могут идти зонами, например, пять нейтральных, потом группа пять критических, потом опять пять нейтральных, потом пять критических опять. Все это записывается на бумагу и на фонограмму, и потом операторы смотрят, как человек реагировал на эту группу нейтральных вопросов. Потом на критическую группу - есть ли различия или нет. Идет полное сравнение ответов испытуемого на те или иные вопросы. Если вперемежку, то по отдельности соответственно смотрят, как он реагировал на эти вопросы изолированно. Считается, что люди, говорящие правду, будут реагировать одинаково во всех случаях, поскольку они спокойно воспринимают как нейтральные, так и критические вопросы, поскольку критические вопросы отношения к ним не имеют. Есть целый ряд проблем, поскольку цель проверки очевидна, допустим произошла кража, или мы берем сотрудника на работу.

Конечно, каждый хочет предстать честным, порядочным, лояльным человеком. Иногда эмоционально утонченные и легко возбудимые люди приходят в замешательство и от нейтральных вопросов. Например, даже вопрос:Ваша фамилия какая? - может вызвать затруднение. Здесь есть проблема свершения реакции на значимые и на нейтральные вопросы.

Кроме того, физиологические функции, искажая общую картину, могут иметь решающее влияние, если к тому же они усиливаются или подавляются, например, медикаментами, а также начальным эмоциональным состоянием человека, усталостью, тревогой и др. факторами.

Несмотря на эти существенные недостатки, данный метод, будучи относительно простым, обладает комбинацией различных вариаций. Особенно, когда оператору известна информация, которую пытается скрыть проверяемое лицо. Такой метод может быть единственно доступным при приеме на работу.

Организуя проверку, чаще всего неизвестно, что является главным скрываемым моментом у проверяемого, что он совершил, какие недостатки у него имеются в характере, в поведении. Поэтому ему задаются нейтральные вопросы с точки зрения оператора.

Вторая методика постановки вопросов - с включением пяти контрольных вопросов - является наиболее распространенным методом контроля при проведении расследования по конкретным делам, когда что-то конкретное уже произошло. Методика содержит значимые вопросы, которые, как кажется, вызовут соответствующую реакцию у виновных лиц. Этот тест включает и контрольные вопросы, сформулированные таким образом, чтобы заставить невиновного заметно изменить свои физиологические показания. Идея состоит в том, чтобы измерить таким образом общую неактивность индивида, сравнить ее с реакцией на значимые вопросы. Если четкого различия не усматривается, то считается, что тест не дал однозначного результата и нет необходимости его повторять.

Контрольные вопросы необходимо тщательно формировать. Отвечая на них, невиновное лицо, как правило, испытывает сомнение относительно искренности, правдивости собственных слов. Обычно подобные вопросы касаются прошлых поступков человека, похожих на совершенные преступления, или личных, мелких проступков, которые присущи большинству людей.

Контрольный вопрос может звучать так: Совершали ли Вы в возрасте до 25 лет кражи на вашем рабочем месте?. Или, например, есть такой вопрос:Изменяете ли Вы своей жене?, т.е. должны касаться каких-то нарушений или проступков в жизни человека. Если человек действительно не виновен, его это заставит поколебаться. Если человек виновен в чем-то, то этот вопрос будет для него важным.

Подобные контрольные вопросы, как правило, охватывают значительные периоды жизни, что с большей вероятностью способно породить неуверенность и вызвать сомнения в правдивости своих ответов. Вот это и нужно нам создать. Чтобы облегчить ответы на критические вопросы, мы начинаем серию таких контрольных вопросов. Как правило, материал для формулирования контрольных вопросов собирается входе предварительных интервью или каких-либо других действий, связанных с изучением проверяемого полиграфом лица. Оператор не информирует проверяемого о различиях между значимыми и контрольными вопросами, а поясняет, что последние необходимы для определения общей способности лица совершить расследуемый поступок. Инструктируя, оператор специально подчеркивает моментность коротких, но категоричных ответов, т.е. Да или Нет и предупреждает, что прибор зарегистрирует любую неуверенность, неточность., неискренность. Другими словами создается ситуация, заставляющая проверяемого поверить, что от него требуется сущая правда. В действительности экзаменатор хочет вызвать у объекта чувство собственной искренности. Поэтому контрольные вопросы задаются преднамеренно таким образом, чтобы на них было практически невозможно ответить в категоричной форме, хотя оператор просит отвечать Да или Нет, и поэтому вызывают замешательство.

Следующая техника постановки вопросов – тест со скрытыми вопросами (ТСВ). Эта такая разновидность техники постановки вопросов, которая базируется на совершенно других предпосылках, чем тест нейтрально-целевых вопросов или тест контрольных вопросов. Данный тест в частности имеет целью выяснить такие познания о преступлении, которые доступны лишь лицам, его совершившим. Тут нужно знать четко какие-то конкретные детали которые мог видеть только этот человек. Деталь или подробность играет ключевую роль. Это и есть скрытый вопрос.

В свое время ТСВ был предложен в качестве альтернативного тесту контрольных вопросов, однако специалисты не прибегают к нему, когда концентрируют события доверия или недоверия. Проведение ТСВ возможно только в том случае, когда экзаменатор располагает большой информацией, т.е. мы должны знать детали, которые невиновный не знает, но виновному они очень хорошо известны. При этом эти подробности не могут быть обличены в нейтральную форму. Вот эти три последовательности вопросов исчерпывают в основном методику испытаний на полиграфе. Есть и другие варианты. Можно, например, не задавать вопросы человеку, а говорить отдельные слова, отвечать на которые проверяемому нужно только первым пришедшим в голову словом. Когда идет значимое слово – у проверяемого появляется замешательство – он говорит с задержкой дыхания, может кашлянуть, может улыбнуться непроизвольно, т.е. происходит какая-то реакция, которая особо заметна.

Физиологические основы проведения проверки на полиграфе

Строение нервной системы человека.

Для того чтобы понять стрессовую реакцию, мы должны сначала понять ее основы, связанные с анатомией и физиологией нервной системы человека.

Основной анатомической единицей нервной системы является нейрон. Функция нейрона заключается в проведении сенсорных, моторных или управляющих сигналов через все тело (рис.1.). Нейрон состоит их трех основных функциональных элементов: дендритов, которые принимают приходящие к нейрону сигналы; клеточного тела или сомы нейрона, которое содержит в себе клеточное ядро, и аксона, который отводит импульсы-сигналы от клеточного тела и передает сигнал на другой дендрит или соответствующий орган-мишень. Однако прежде чем произойдет эта передача сигнала, импульс должен пойти через область, называемую синапсом. Этот переход осуществляется при помощи различных медиаторов, которые являются не чем иным, как химическими веществами, высвобождаемыми в нервных окончаниях аксона. Эти вещества - нейротрансмиттеры - преодолевают синаптическую щель и дают возможность импульсу продолжить свой путь. Медиаторами, вызывающими наибольший интерес при изучении стресса, являются норадреналин (норэпинефрин) и ацетилхолин.

Акт передачи импульса по нейрону основан на сложных процессах электрохимической проводимости. Эта электрохимическая активность появляется при движении ионов через мембрану аксона. Передача импульсов является электрическим феноменом, который можно измерить и наблюдать увеличение амплитуды пика потенциала действия при деполяризации (рис.2.). Этот поддающийся измерению электрический феномен лежит в основе электрофизиологических исследований, таких, как электромиография, электрокардиография и др.

Рис. 1. Строение нейрона.

Рис. 2. Передача сигнала через нейрон.

Теперь мы можем перейти к обсуждению важнейших «подсистем», образующих нервную систему человека, состоящую из нейронов. Эти подсистемы можно классифицировать согласно «функциональной» или же «анатомической» точки зрения. Для краткости изложения выберем вторую. Таким образом, согласно анатомической точке зрения, существует две основные нервные подсистемы: центральная нервная система (ЦНС) и периферическая нервная система.

ЦНС состоит из головного и спинного мозга. Paul MacLean (1975) назвал мозг человека «тройным мозгом» из-за наличия в нем трех функциональных уровней (рис.3).

Неокортекс представляет собой высший уровень тройного мозга и является наиболее сложно устроенным компонентом мозга человека. Помимо таких функций, как декодирование и интерпретация сенсорных сигналов и сообщений, высшее управление поведением в моторно-двигательной (скелетно-мышечной) сфере, неокортекс (прежде всего лобная доля) управляет процессами воображения, логического мышления, построения умозаключений, памяти, решения проблем, планирования и прогнозирования.

Лимбическая система является главным компонентом второго уровня тройного мозга. Лимбическая область мозга представляет интерес в обсуждении проблемы стресса вследствие ее роли как центра эмоционального (аффективного) контроля, которую она выполняет в мозге человека. Лимбическая система рассматривается именно как система, состоящая из многочисленных нервных структур, например гипоталамуса, гиппокама, перегородки, поясной извилины и миндалевидного тела. Гипофиз играет в этой системе важную роль, поскольку является ее самой главной эндокринной железой.

Ретикулярная формация и ствол мозга представляют собой низший уровень тройного мозга. Основная роль этого уровня состоит в управлении вегетативными функциями (сердцебиение, дыхание, вазомоторная активность) и в проведении импульсов через ретикулярную формацию и передаточные центры таламуса по направлению к высшим уровням тройного мозга.

Что касается спинного мозга, то он представляет собой центральный путь, который состоит из нейронов, проводящих сигналы в мозг и от него. Он участвует также в осуществлении некоторых рефлексов с автономной регуляцией.

Периферическая нервная система включает в себя все нейроны организма, которые не входят в ЦНС. Анатомически периферическую нервную систему можно представить себе как продолжение ЦНС - в том смысле, что функциональные центры управления периферической нервной системой находятся в ЦНС. Периферическую нервную систему можно разделить на две подсистемы: соматическую и автономную.

Соматическая система передает сенсорные и моторные сигналы к ЦНС и от нее. Она иннервирует органы чувств и поперечно-полосатую мускулатуру, т.е. обеспечивает их нервами и, следовательно, связью с ЦНС.

Рис. 3. Строение головного мозга.

Автономная система передает импульсы, осуществляющие регуляцию внутренней среды организма и поддержание гомеостаза (баланса). Автономная система, следовательно, иннервирует сердце, гладкую мускулатуру и железы.

Автономную нервную систему можно далее подразделить на два отдела - симпатический и парасимпатический. Симпатический отдел автономной нервной системы связан с подготовкой организма к действию. Его влияние на иннервируемый орган заключается в общей активации. Парасимпатический отдел автономной нервной системы связан с восстановительными функциями и расслаблением организма. Его основное действие проявляется в торможении и поддержании гомеостаза организма.

Стрессовая реакция

Наиболее быстрый ответ на стрессовый раздражитель осуществляется через прямую иннервацию концевых органов. Стрессовые эффекты средней продолжительности связаны с нейроэндокринной осью битвы - бегства. Время реакции этой оси уменьшается за счет использования в качестве транспортного механизма системы кровообращения. Однако эффекты этой оси, варьируя от средне продолжительных до хронических, могут перекрываться воздействием последней системы, реагирующей на раздражитель, - эндокринными осями. Эндокринные оси представляют собой пути, по которым реагирование на стрессоры происходит в последнюю очередь. Это обусловлено прежде всего тем, что ее практически единственным транспортным механизмом является система кровообращения и что для активации этой оси требуется более интенсивный раздражитель.

Из описания влияния стресса на функции организма непосредственно следует, что для нас информативными физиологическими параметрами являются:

1. частота сердечных сокращений (пульс);

2. изменение кровяного давления;

3. частота и глубина дыхания;

4. температура кожи;

5. кожно-гальванический эффект (электрическая проводимость кожного анализатора);

6. электромиография (ЭМГ).

Электромиографические методы измерения.

ЭМГ стрессовой реакции включает в себя оценку влияния стрессовой реакции на поперечно-полосатую(n-n) мускулатуру. ЭМГ в сущности можно рассмотреть как косвенное определение мышечного напряжения. Оно является косвенным в том смысле, что измеряет электрохимическую активность нервов, иннервирующих данную n-n мышцу, а не истинное напряжение, вызываемое сокращением мускулатуры. Активность n-n мышцы стало рассматриваться как индикатор стрессовой реакции после одной из ранних работ Edmund Jacobson (1938).

Хотя и небезоговорочно, но многие исследователи пришли к заключению, что регистрация ЭМГ активности лобной области может быть полезным индикатором генерализованной активности симпатической нервной системы. Практическое преимущество использования ЭМГ – регистрации стрессовой реакции состоит в доступности для измерения мышечных групп. Большинство клиницистов работает с лобной мускулатурой, но и трапецивидная (верхние отделы), плечелучевая и грудинно-ключично-сосковая группа мышц также могут использоваться для измерения стрессовой ситуации.

Электромиография (ЭМГ)- метод исследования нервно-мышечной системы, основанный на регистрации и анализе биоэлектрических потенциалов.

Электромиография позволяет исследовать функциональное состояние мышцы при различных физиологических и патологических изменениях, а также получить информацию о сохранности иннервации на различных уровнях.

В зависимости от целей исследования ЭМГ проводят во время полного расслабления мышцы (электромиография покоя), при различной степени ее произвольного напряжения (электромиография произвольного усилия) или стимуляции мышцы путем раздражения иннервирующего ее нерва (стимуляционная электромиография). Нас безусловно интересует первая и вторая.

Амплитуды биопотенциалов колеблются в пределах от 10 мкВ до нескольких милливольт. Частотный диапазон сигналов от 1 до 20000 Гц(имеются ссылки некоторых авторов на наличие в ЭМГ составляющих с частотами порядка сотен кГц).

При слабом сокращении мышцы в ЭМГ можно проследить активность двигательных единиц, при более интенсивном сокращении ЭМГ отражает активность всех или значительного числа двигательных единиц.

Аппаратура, используемая при электромиографических исследованиях.

Современный электромиограф представляет собой сложное устройство, состоящее из электродов для снятия биопотенциалов мышц, усилительного блока, осциллоскопа, интегратора ЭМГ, анализатора, репродуктора, вычислительного устройства и устройства вывода цифровой и графической информации. Структурная схема исследования ЭМГ покоя и произвольного напряжения мышцы представлена на рис. 6.

Разность потенциалов от электродов подается на вход усилителя напряжения. Усилитель снабжен ступенчатым переключателем коэффициента усиления. Обычные пределы усиления- от 10000 до 1000000 раз.

Так как ЭМГ содержит большое количество высокочастотных составляющих, то для получения полного спектра интерференционной активности и неискаженной формы отдельных потенциалов необходимо использование по возможности широкой полосы пропускания высоких частот (от 10000 до 20000 Гц). Отсутствие на ЭМГ собственных медленных составляющих потенциала и необходимость исключения медленных потенциалов, связанных с движением мышцы при ее сокращении, позволяет существенно ограничить нижнюю полосу пропускания усилителя (2- 10 Гц).

Усиленные биопотенциалы мышц отображаются на экране осциллоскопа. Часть электромиографа, состоящая из усилительного блока и осциллоскопа, называется миоскопом. Миоскоп имеет от одного до четырех независимых друг от друга усилительных блоков, что позволяет одновременно исследовать четыре электромиографических сигнала.

Интегратор ЭМГ применяют для обработки информации, заключенной на электромиограмме. Анализатор ЭМГ необходим для выделения амплитуды отдельных составляющих частотного спектра ЭМГ для последующей их обработки. В современных электромиографах обработка полученной информации осуществляется с помощью ЭВМ.

Рис. 6. Структурная схема прибора для исследования ЭМГ покоя и произвольного сокращения.

Электронно-вычислительное устройство, осуществляющее обработку входного сигнала, состоит из двух блоков: аналого-цифрового преобразователя, преобразующего непрерывный колебательный процессов последовательности соответствующих числовых значений амплитуды, снимаемых через заданные интервалы времени, и блока обработки цифровых данных. АЦП должен обладать достаточным быстродействием, чтобы обеспечить в реальном масштабе времени точное воспроизведение высокочастотных колебательных сигналов. Частота квантования зависит от типа исследуемых сигналов, от времени обработки сигнала в вычислительной части. Вычислительное устройство, обрабатывающее данные ВП, осуществляет процедуру суммации последовательных отрезков усиленной электрической активности и сохранение их в памяти. Для этой цели используются различные ЭВМ, обладающие достаточным быстродействием и объемом памяти.

Анализ ЭМГ-ких кривых проводится непосредственно на экране осциллоскопа (измерение латентного периода, амплитуды, частотных характеристик) или с помощью ЭВМ (спектральный анализ ЭМГ, автоматический подсчет латентных периодов, амплитуд, СПИ, усреднение кривых). Дальнейшее развитие прибора идет по пути автоматизации управления работой прибора, автоматизации обработки ЭМГ.

Обычно в современных электромиографических установках ЭМГ покоя, произвольного сокращения и вызванных потенциалов регистрируется одним прибором в разных режимах работы.

Рис. 7. ЭМГ при норме и стрессе.

------ стресс

______ норма

Гемодинамические способы измерения

Измерения гемодинамических аспектов СР предусматривает оценку влияния СР на сердце и сосудистую систему. Двумя наиболее распространенными гемодинамическими критериями оценки является пожалуй, периферический кровоток (ПК) и частота сердечных сокращений (ЧСС)

В исследованиях ПК обычно определяют при помощи метода плетизмографии. Плетизмография направлена на оценку объема циркулирующей крови в исследуемой анатомической области. Самыми частыми объектами для плетизмографических являются пальцы рук и ног, икры и предплечья. У большинства людей при СР объем крови в этих местах уменьшается. Это явление обычно рассматривается как следствие прямой нервной импульсации, поступающей к кровеносным сосудам и вызывающей сосудосуживающий эффект, а так же выделения норэпинефрина моровым слоем надпочечников. Уменьшение кровотока к этим областям приводит так же к понижению температуры кожи на этих ограниченных условиях ПК обычно определяется по температуре кожи, измеряемой в любой из четырех вышеупомянутых анатомических областей.

С клинической точки зрения температура кожи является более удобным показателем по сравнению с данными плетизмографии.

ЧСС при СР считается функций непосредственного нервного воздействия и влияния норэпитинефрина, выделяемого мозговым слоем надпочечников.

ЧСС определяется обычно посредством какой либо плетизмографической методики или ЭКГ. Плетизмографическое определение ЧСС гораздо более удобно в детекторах лжи. Плетизмографией называется метод непрерывной регистрации изменений объема органа или части тела, вызванных изменением кровенаполнения всех находящихся в них кровеносных сосудов. Регистрируемая при этом кривая называется плетизмограммой. В зависимости от параметра, который используется в качестве критерия изменения объема (кровенаполнения), различают механическую, электрическую и фотоэлектрическую плетизмографию. В механических плетизмографах используется принцип определения изменений объема твердого тела по количеству вытесненной им жидкости. Передача изменений объема к устройству отображения и регистрации производится с помощью воздухопровода, гидравлической или электрической системы передач. Наиболее распространена для функциональных исследований система передачи, при которой приращение объема преобразуется в перемещение подвижного элемента или в усилие, вызывающее его деформацию. В зависимости от назначения устройство съема плетизмографа при использовании его непосредственно для регистрации кровенаполнения должно обеспечивать регистрацию истинного изменения объема без увеличения давления в системе, а при использовании плетизмографа для регистрации пульсовых осцилляций при измерении артериального давления - регистрацию истинного изменения давления без увеличения объема. Структурная схема плетизмографа изображена на рис. 8. Оценка ЧСС при помощи ЭКГ является, несомненно, более точной, но и более ограниченной с практической точки зрения.

Рис.8. Структурная схема плетизмографа

Рис. 9. Плетизмограмма при норме и стрессе.

----- - стресс

_____ - норма

Измерение артериального давления.

Артериальное давление – важный показатель состояния сердечно-сосудистой системы. Уровень артериального давления зависит от ряда факторов: количества крови, поступающей в сосудистую систему в единицу времени, величины оттока крови через прекапиллярное русло, емкости сосудистой системы, вязкости крови.

В нормальных условиях эмоциональные воздействия, особенно отрицательного характера, приводят к повышению артериального давления. Повышение артериального давления при эмоциональных реакциях связано в первую очередь с возрастанием тонических влияний структур гипоталамуса и лимбико-ретикулярных образований мозга на бульбарные симпатические (сосудосуживающие) отделы сосудодвигательного центра. Благодаря этому усиливаются тонические симпатические, а затем и гормональные влияния на артериолы и сердце, что приводит к повышению артериального давления, которое остается повышенным до тех пор, пока сохраняется достаточная интенсивность этих возбуждений. Любое повышение артериального давления, вызванное действием на организм физических и эмоциональных факторов, являются на какой-то период времени приспособительным, так как оно обеспечивает наиболее оптимальные условия физической и эмоциональной деятельности.

Из большого числа способов бескровного определения артериального давления в настоящее время практическое распространение получили два – звуковой и осциллографический. Звуковой способ, предложенный Н. С. Коротковым (1905), благодаря простоте и доступности завоевал всеобщее признание и не имеет себе равных по практической значимости. Однако он не лишен ряда недостатков. К ним относятся субъективность, непостоянство звуковых явлений, невозможность определения среднего артериального давления. Данные, полученные звуковым способом, иногда расходятся с показаниями других приборов.

Осциллографический способ определения артериального давления в том виде, как он был впервые предложен Marey (1878), в результате технических недостатков прибора и отсутствия общепринятого метода расшифровки осциллограмм не получил широкого применения.

Усовершенствованным вариантом инструментальной регистрации артериального давления явился тахоосциллографический способ, предложенный Н. Н. Савицким (1963). Его принципиальная особенность заключается в том, что оптически регистрируются не изменения объема сосуда, расположенного под манжетой, а скорость этих объемных изменений. Получаемая таким способом дифференциальная кривая имеет характерные изменения в своем нижнем диастолическом отрезке. Поэтому индикатором всех видов давления являются не изменения высоты осцилляций, а деформация нижней части тахоосциллограммы. Это позволяет с большой точностью определить 4 величины, характеризующие артериальное давление: минимальное, среднее, боковое и максимальное. Ошибка этого способа не превышает 5-6 мм рт. ст., что значительно меньше, чем при других бескровных способах регистрации. С помощью тахоосциллографической методики удается улавливать даже незначительные сдвиги в сердечно-сосудистой системе под влиянием различных воздействий.

Методика исследования: На правое плечо накладывают манжету, которая соединяется с датчиком механокардиографа. Колебания, возникающие в наполненной воздухом манжете, передаются через резиновый шланг на дифференциальный манометр, который соответственно фиксирует на фото- или на ультрафиолетовой бумаге определенного вида осцилляции. Пульс регистрируется отдельным датчиком, наложенным на лучевую артерию в области лучезапястного сустава. Показатели артериального давления и пульса регистрируются одновременно; весь процесс записи занимает 15-20 секунд.

Рис.10. Изменение давления при норме и стрессе:

--- стресс

___ норма

Пневмографические методы исследования.

Измерения пневмографических аспектов СР предусматривают оценки влияния СР на дыхательную систему человека. Двумя наиболее распространенными показателями являются частота и глубина дыхательных движений. Запись дыхательных движений осуществляется с помощью пневмографа.

Пневмотахометрия - метод исследования механики дыхания, основанный на записи скоростей движения и объема вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Запись, получаемая при этом, называется пневмотахограммой. Пневмотахограф является частью ряда современных приборов и аппаратов, используемых для диагностики. Пневмотахографы работают по открытой системе, то есть при вдыхании пациентом окружающего воздуха. Наиболее простые пневмотахографы состоят из преобразователя расхода воздуха в электрический сигнал и регистратора. С их помощью определяют объемную скорость движения воздуха при спокойном и форсированном дыхании, частоту дыхания, длительность вдоха и выдоха. Преобразователи могут быть термоанемометрическими или акустическими. Существуют также преобразователи, работающие по перепаду давления. Наиболее широко распространены преобразователи с сопротивлением вязкостного трения и элементами обора давлений на участке ламинарного течения, которые обеспечивают прямую пропорциональную зависимость разницы давлений (перепада давления) от расхода воздуха, проходящего через сопротивление. Большинство пневмотахографов снабжено интегратором, позволяющим вместе с пневмотахограммой записывать спирограмму, а также устройствами для вычисления параметров пневмотахограммы и спирограммы и устройствами, преобразующими результаты измерений в цифры на световом индикаторе.

Структурная схема пневмографа изображена на рис.11.

Рис.11. Структурная схема пневмографа

Рис.12. Изменение объема легких при норме и стрессе

- - - - стресс

_____ - норма

Элетрокожные методы измерения.

К электрокожным способам измерения СР относится оценка влияния стресса на электрические характеристики кожи.

Наиболее широко применяемый метод электрокожного измерения СР основанный на явлении кожного сопротивления (иногда сокращенно обозначаемого как КГС – кожно-гальваническое сопротивление). Метод измерения КГС основан на использовании слабого электрического тока между двумя электродами на поверхности кожи. В этой системе кожа функционирует как электрическое сопротивление. Этот факт может помочь нам измерить СР, если мы вспомним, что во время нее у большинства индивидов через потовые каналы выделяется разное количество содержащего соль пота. Акт потоотделения в значительной мере изменяет сопротивление кожи. Было обнаружено, однако, что метод измерения КГС подвержен ошибкам различного происхождения (Hassett, 1978). В результате многие специалисты начали искать другие методы измерения электрокожного феномена.

Одной из таких пригодных альтернатив КГС в измерении электрической активности кожи является измерение кожного потенциала (КП). Этот метод основан на измерении естественной биоэлектрической активности кожи, а не на пропускании электрического тока через поверхность кожи, как при КГС. Одно из преимуществ КП по сравнению с КГС состоит в том, что КП характеризуется более коротким временным интервалом между предъявлением стимула и ответной электрической реакцией кожи. Средний интервал для КЧС составляет 2-3 с. При использовании КП этот интервал в большинстве случаев сокращается вдвое.

Robert Edelbery (1972), Stern, Ray Davis (1980) наряду с другой ценной информацией обсуждают также проблему измерения электродермальных феноменов.