Изменение характеристик глазодвигательной реакции школьников во время работы на компьютерах
Автор: Климова Ирина, школа № 82, 11 класс
Руководитель к.б.н. Хабибуллин Р.Д.
г. Нижний Новгород
Введение
В настоящее время компьютер все шире вторгается во все
сферы человеческой деятельности. Миллионы служащих во всем мире проводят
большую часть рабочего времени за экраном дисплея. И если раньше считали, что
работа за дисплеем безвредна, то сейчас вызывает беспокойство влияние
компьютерной техники на здоровье пользователей. Операторы компьютеров часто
жаловались на головную боль, усталость, раздражительность, нарушение и
ухудшение зрения. В ряде исследований было обнаружено влияние видеотерминалов
на сердечно-сосудистую систему, центральную и церебральную гемодинамику и
психоэмоциональное состояние человека при длительной работе на компьютере
(Сынзыныс, Ильин, 1997; Тупицина, Федорова,1996; Mawson A.R.,1985 и др.).
Одним из классических показателей для оценки
функционального состояния зрительной и нервной системы является
электроокулограмма, которая отражает работу мышц, осуществляющих перемещение
взора при следящих движениях глаз.
Целью
работы является изучение параметров глазодвигательных реакций,
зарегистрированных на электроокулограммах школьников при занятиях на
компьютерах.
Методика исследований
Эксперименты по исследованию глазодвигательных реакций
проводились на 30 испытуемых в возрасте 15-17 лет.
Экспериментальная установка включала (рис.1):
а) систему стимуляции
б) систему регистрации глазодвигательной реакции
в) программное обеспечение управления экспериментом.
Регистрация глазодвигательной активности –
электроокулограммы (ЭОГ) осуществлялась с помощью трех хлорсеребряных
электродов, укрепленных над переносицей и на правом и левом висках. Для
усиления сигнала служил усилитель постоянного тока. С выхода усилителя сигнал
поступает на вход 12-тиразрядного АЦП и далее регистрируется в памяти
компьютера.
Регистрация скорости глазодвигательных реакций
проводилась перед началом работы и во время работы через 1.0; 1.5; 2.5 часа.
Работа состояла в наборе текстов и занятий на графическом редакторе. Отдельная
серия экспериментов предусматривала регистрацию электроокулограммы в условиях
длительной (более 4 часов работы) и интенсивной работы, моделирующая процесс
слежения без использования компьютера.
Система стимуляции включает темный экран, установленный
перед испытуемым. На экране расположены по центру и с правого и левого краев
светодиоды, а рядом с центральным светодиодом - слева и справа от него два
семисегментных индикатора. Установка позволяет исследовать реакции
глазодвигательной системы с различной степенью нагрузки и имитировать различные
операторские задачи.
а) Эксперимент 1.
В этом эксперименте попеременно включаются правый и левый светодиоды. Задача
испытуемого состоит в слежении за ними путем перевода взора с одного светодиода
на другой.
б) Эксперимент 2.
В этом эксперименте на цифровых индикаторах по случайному закону зажигается
цифра "8". Испытуемый должен повернуть взор в сторону светодиода
одноименной стороны.
в) Эксперимент 3.
В этом эксперименте на цифровых индикаторах по случайному закону загораются
цифры. Испытуемый должен сравнить две цифры и повернуть взор в сторону того
светодиода, где расположен индикатор с большей цифрой.
г) Эксперимент 4. В этом эксперименте в отличие от
эксперимента 3, стоит задача сложить цифры на индикаторах и повернуть взор
влево, если в результате получается четное число, и вправо, если нечетное.
Система
управления экспериментом включает:
а) подсистему управления стимулом;
б) подсистему настройки параметров раздражения;
в) подсистему регистрации окулограммы - сигнала
глазодвигательной системы и отметок раздражения;
г) подсистему просмотра результатов эксперимента.
С каждым испытуемым проведено по 5 экспериментов, в каждом эксперименте
регистрировалось 30 электроокулограмм.
Результаты исследований и их обсуждение
В качестве информативных признаков окулограммы
рассматривались:
-длительность восходящей и нисходящей фаз,
-задержка начала изменений в окулограмме относительно
раздражителя,
-длительность фазы покоя между восходящей и нисходящей
фазами,
-количество ошибок в определении направления поворота глаз.
По длительности восходящей и нисходящей фаз окулограммы
вычислялась скорость движения глаз.
В результате проведенных исследований установлено
следующее:
После работы на компьютере в окулограмме всех испытуемых
без исключения наблюдаются характерные изменения, проявляющиеся в удлинении
восходящей и нисходящей фаз и в появлении колебаний сигнала в период между
скачками. Такие изменения наблюдаются во всех типах экспериментов.
Скорость движений глаз после 2 часов работы за
компьютером снижается на 25-40% от уровня, наблюдающегося до работы во всех
типах эксперимента у всех испытуемых. Снижение скорости движения глаз
начинается через 15-30 минут после начала работы. Максимальное снижение
наблюдается через 2-2,5 часа.
Сниженная на 25% скорость движений глаз сохраняется в
течение 6-8 часов после окончания работы на компьютере.
После занятий за компьютером наблюдается отставание
следящих движений глаз от темпа переключения источников света. В результате
этого количество движений глаз в максимальной фазе утомления меньше количества
переключений индикаторов, т.е. наблюдаются пропуски сигнала.
Также нарушается правильность выполнения задачи слежения:
при этом могут наблюдаться пропуски сигнала, ошибочное направление слежения,
отказ от слежения.
Сравнивая влияние работы за компьютером с влиянием
длительной интенсивной работы на параметры глазодвигательной реакции, можно
заключить, что двухчасовая работа за компьютером оказывает такое же влияние как
шестичасовая интенсивная работа по слежению. По-видимому, это может быть
связано с комплексным влиянием видеодисплейных терминалов на организм
пользователя.
Заключение
Исследования характеристик глазодвигательной реакции
учащихся средних школ в зависимости от длительности работы с компьютером
позволяет заключить, что при длительной работе с компьютером (более 2 часов)
происходит изменение параметров глазодвигательных реакций сходные с теми,
которые характерны для процессов утомления: на 25-40% уменьшается скорость глазодвигательных
реакций.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки для регистрации глазодвигательной реакции.
Рис. 2. Изменение скорости глазодвигательной реакции (ось ординат) у школьников в зависимости от длительности работы за компьютером (ось абсцисс).
Цифрами на рисунке обозначено:
1 — Восходящая фаза окулограммы.
2 — Нисходящая фаза окулограммы.
