Ученые ИПФ РАН и кафедры психофизиологии ННГУ создадут виртуальную копию когнитивной системы человека

Цель одного из последних исследований — изучить вегетативные маркеры эмоциональных состояний с помощью технологии виртуальной реальности (VR). Участникам эксперимента было предложено прохождение трех различных VR-сценариев на основе анкеты, параллельно с ним проводилась телеметрия ритма сердца.

О том, как проходило исследование и к каким результатам удалось прийти читайте в нашем материале.

Софья Александровна Полевая

Заведующая кафедрой психофизиологии ННГУ, доктор биологических наук

Наша работа направлена на создание виртуальной копии когнитивной системы человека. Важно, что этот «аватар» обучается на данных Когнитома и позволяет предсказывать эмоции, функциональные состояния, решения конкретного человека на разнообразные физические, химические и информационные воздействия. Владимир Александрович Антонец, доктор физико-математических наук, многолетний руководитель отдела радиофизических методов в медицине ИПФ РАН, до сих пор работает в ИПФ РАН и является профессором кафедры психофизиологии ННГУ. Он предложил и обосновал новый метод измерения когнитивных функций как ошибок управления информационными объектами.

Исследование «Вегетативные маркеры эмоциональных состояний в виртуальной реальности» показало, что получить цифровой образ когнитивной системы конкретного человека с помощью VR возможно. Если вставить его в математические модели когнитивных систем, которые разрабатывает в ИПФ РАН Владимир Григорьевич Яхно, то можно будет создавать персональные протоколы коррекции и развития когнитивных процессов, а также проводить разного рода диагностику. Этим исследованием от нашей кафедры занимался Иван Васильевич Лоскот. Он исследовал динамику функционального состояния при взаимодействии с VR.

Иван Васильевич Лоскот

Лаборант-исследователь кафедры психофизиологии ННГУ

Методика детектирования «Событийно-связанная телеметрия ритма сердца» была разработана Софьей Андреевной Полевой. Она представляет собой сразу несколько методик, объединенных в одну и адаптированных под наши задачи. В ее основе лежит исследование Романа Марковича Баевского. Он предложил метод анализа вариабельности ритма сердца (ВСР) для изучения вегетативной регуляции кровообращения в условиях космического полета. На нашей кафедре адаптировали эти методики для более естественных условий, когда человек находится в своей среде обитания. Второе важное исследование — теория стресса Сергея Борисовича Парина. Весь этот комплекс методик я использовал для оценки эмоционального состояния испытуемых. В эксперименте участвовало 140 человек. Я собирал набор данных и находил в нем маркеры эмоционального состояния.

В дальнейшем мы планируем создать классификатор псевдореального состояния человека с детекцией его эмоций по объективным сигналам, например, по ритму сердца. У нас уже есть определенные успехи в этом направлении. Мы можем определить, когда человеку что-то нравится или не нравится, когда он искренне рад или когда у него стресс и т.д.

Все проходило в рамках виртуальной реальности. Погружаясь в различные сюжеты, люди оценивали свое состояние. Сюжеты, сконструированные в формате игр, были направлены на провокацию фобий и создание ситуации. Из совокупности субъективных и объективных данных мы детектировали и сформировали модели состояния людей.

Цель исследования — объективизировать эмоции, показать их с точки зрения науки. Потому что все, что связано с исследованием эмоций основывается либо на том, как человек это воспринимает, либо на том, как на это реагирует организм. Мы же создали классификацию в совокупности этих факторов. Выяснилось, что большинство испытуемых плохо понимают свое эмоциональное состояние.

Владимир Григорьевич Яхно

Заведующий лабораторией автоволновых процессов ИПФ РАН, доктор физико-математических наук

Наша лаборатория занимается разработкой физических моделей, ориентированных на описание поведения когнитивных систем. Особое внимание мы обращаем на выделение определяющих переменных и упрощенные модели, с помощью которых можно адекватно описывать режимы функционирования различных живых систем в природной среде.

Теоретические описания нужно было реализовывать на практике, и так мы пришли к разработке версий распознающих систем, использующих биометрические признаки. Благодаря опыту таких работ, мы смогли ввести базовые модели и определить основополагающие режимы поведения живых систем.

Все эти работы проводятся в тесном контакте с заинтересованными исследователями из ННГУ им Н.И. Лобачевского. Мы активно работаем с кафедрой психофизиологии факультета социальных наук ННГУ, где под руководством Сергея Борисовича Парина и Софьи Александровны Полевой получено множество основополагающих данных. Именно результаты, полученные на этой кафедре, мы используем для проверки разрабатываемых базовых моделей. Надеюсь, что проводимые сейчас исследования эмоциональных реакций людей в условиях виртуальной реальности с привлечением данных детектирования «Событийно-связанная телеметрия ритма сердца» позволят и дальше продвигаться в разработке нейроноподобных и когнитивных моделей для более широкого спектра функциональных состояний изучаемых живых систем.