Application of the Direct Discrete Fourier Transform Method to Improve the Assessment of Simple Sensorimotor Response in Nuclear Industry Workers during Their Psychophysiological Examination

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Summary. Currently, to assess the functional state of the central nervous system (FS CNS), standards are used that have not been revised for 25 years and include 6 indicators: average reaction speed, standard deviation, minimum average reaction time, variation range, mode and its amplitude. The aim of the study is to justify the need to use a new method – the direct discrete Fourier transform method for assessing the results of a simple sensorimotor reaction (SSMR) in nuclear industry workers during their psychophysiological examination (PPE). Research materials and methods. Research materials – the results of a psychophysiological examination of 3488 employees of the State Scientific Center – Federal Medical Biophysical Center named after A.I. Burnazyan of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, conducted in the laboratory of psychophysiological studies in the period from 01/19/2021 to 03/07/2024. Research method – applying the direct discrete Fourier transform method to the SSMR data and, based on the obtained frequency spectrum (harmonics), calculating the “Frequency signal power density” indicator as an integral characteristic of the psychophysiological state of the subject at the time of the SSMR test. Research results and their analysis. The new integral indicator Lg(Pωnorm) for assessing the level of CNS FS significantly differed between the groups of subjects with normal and elevated standard indicators of CNS FS assessment based on the results of PSMR. Lg(Pωnorm) most accurately characterizes the time indicators of PSMR, taking into account both their average values and their variability. It was concluded that the use of Lg(Pωnorm) will facilitate a wide range of specialists in assessing the CNS FS and predicting the reliability of professional activity of workers in the nuclear industry.

About the authors

A. N. Tsarev

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: tsarev58@yandex.ru
Cand. Sc. (Med.); Senior Researcher Moscow

I. G. Dibirgadzhiev

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: tsarev58@yandex.ru
Moscow

T. D. Simagova

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: tsarev58@yandex.ru
Moscow

O. A. Kasymova

State Research Center - Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical Biological Agency

Email: tsarev58@yandex.ru
Moscow

R. M. Stepanov

NPO "United Medical Systems" LLC

Email: tsarev58@yandex.ru
Naberezhnye Chelny

References

  1. Chizh IM, Kosachev VE, Rusanov SN, Karpenko IV. History of Russian Psychophysiology as an Interdisciplinary Field of Medicine. Mezhdunarodnyy Nauchno-Issledovatel’skiy Zhurnal = International Scientific Research Journal 2021;4(106);Part 2:136-144 (In Russ.).
  2. Dyagileva AV, Teplov KO, Lebedev MD. Dependence of Human Reaction Speed on Computer Games. Rossiya Molodaya = Young Russia. Kuzbass State Technical University named after T.F.Gorbachev. Collection of Materials of the XIII All-Russian Scientific and Practical Conference of Young Scientists. April 20-23, 2021. Kemerovo Publ., 2021 (In Russ.).
  3. Temporary Methodological Recommendations on the Organization and Conduct of Professional Psychophysiological Selection of Personnel of Nuclear Power Plants. Approved by Minister of Atomic Energy of the USSR Piruev AV and the First Deputy Minister of Health of the USSR Sergeev GV dated 05/07/88 (In Russ.).
  4. Methodological Guidelines for Conducting Medical Examinations and Psychophysiological Examinations of Employees of Nuclear Energy Facilities. No. 32-023/20. Moscow, Ministry of Health of the Russian Federation Publ., 1998 (In Russ.).
  5. Grinevich AA, Chemeris NK. Spectral Analysis of Heart Rate Variability Based on the Hilbert-Huang Method. Doklady Rossiyskoy Akademii Nauk. Nauki o Zhizni = Reports of the Russian Academy of Sciences. Life Sciences, 2023;511;1:395-398 (In Russ.).
  6. Pustovoit VI, Balakin EI, Maksjutov NF, Murtazin AA, Samoylov AS. Change in the Functional Status of Extreme Athletes in Response to Adverse Environmental Conditions. Human. Sport. Medicine. 2022;22;S2:22–29. doi: 10.14529/hsm22s203
  7. Pustovoit VI, Klyuchnikov MS, Nazaryan SE, Yeroyan IA, Samoylov AS. Heart Rate Variability as the Main Method for Assessing the Functional State of the Body of Athletes Participating in Extreme Sports. Sovremennyye Voprosy Biomeditsiny = Modern Issues of Biomedicine. 2021;5;2:4 (In Russ.). doi: 10.51871/2588-0500_/2021_/05_/02_/4
  8. Pustovoit VI, Klyuchnikov MS, Nazaryan SE, Yeroyan IA, Samoylov AS. Characteristics of the Main Indicators of Heart Rate Variability in Athletes of Cyclic and Extreme Sports. Kremlevskaya Meditsina. Klinicheskiy Vestnik = Kremlin Medicine. Clinical Bulletin. 2021;1:26-30 (In Russ.).
  9. Pustovoit VI, Samoylov AS, Klyuchnikov MS. Screening-Diagnostics of the Functional State of Athletes-Divers with a Predominance of the Autonomous Type of Regulation. Meditsina Ekstremal’nykh Situatsiy = Medicine of Extreme Situations. 2019;21;2:320-329 (In Russ.).
  10. Samoilov AS, Nikonov RV, Pustovoit VI, Klyuchnikov MS. Application of the Methodology for Analyzing Heart Rate Variability to Determine Individual Resistance to the Toxic Effects of Oxygen. Sportivnaya Meditsina: Nauka i Praktika = Sports Medicine: Science and Practice. 2020;10;3:73-80 (In Russ.).
  11. Nazaryan SE, Orlova NZ, Pustovoit VI. Targets of Psychological Correction in the Rehabilitation of Highly Qualified Athletes. Sportivnaya Meditsina: Nauka i Praktika = Sports Medicine: Science and Practice. 2023;13;1:72-79 (In Russ.).
  12. Pustovoit VI. Screening Diagnostics of the Psycho-Emotional State of Athletes, Extreme Sports, by Electroencephalography. Sovremennyye Voprosy Biomeditsiny = Modern Issues of Biomedicine. 2022;6;1. doi: 10.51871/2588-0500_2022_06_01_30 (In Russ.).
  13. Pustovoit VI, Samoylov AS, Nazaryan SE, Evseev RA. Electroencephalographic Features of Spectral Characteristics of the Psycho-Emotional State of Athletes, Extreme Sports. Lechebnaya Fizkul’tura i Sportivnaya Meditsina = Therapeutic Physical Education and Sports Medicine. 2020;155;1:58-65 (In Russ.).
  14. Pustovoit VI, Nazaryan SE, Adoeva EYa, Klyuchnikov MS, Kirichenko NA, Samoylov AS. Pilot Study to Assess the Effectiveness of Psychocorrective Methods Using EEG Training and Virtual Reality Glasses for Athletes Participating in Extreme Sports. Sportivnaya Meditsina: Nauka i Praktika = Sports Medicine: Science and Practice. 2021;11;2:67-75 (In Russ.). doi: 10.47529/2223-2524.2021.2.8
  15. Murtazin Ye.P., Ginzburg-Shik Yu.A. Spectral Characteristics of Theta- and Alpha-Rhythms of EEG at Rest in Groups of Subjects with Different Effectiveness of Joint Activity in Dyads. Zhurnal Vysshey Nervnoy Deyatel’nosti im. I.P. Pavlova = I.P. Pavlov Journal of Higher Nervous Activity. 2023;73;1:24-37 (In Russ.).
  16. Chen L, Dong Y, Liu X, Zhang H, Tang B, and Huang Q. Efficient Computation of Discrete Fourier Transform on Distributed Systems with Memory Consistency. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems. 2021;32;1:1–14.
  17. Candidov VP, Chesnokov SS, Shlenov SA. Discrete Fourier Transform. Vestnik Moskovskogo Gosudarstvennogo Universiteta = Bulletin of the Moscow State University. Series 15. Computational Mathematics and Cybernetics. 2020;2:5-12 (In Russ.).
  18. A Method for Assessing the Level of the Functional State of the Central Nervous System Based on the Analysis of the Variability of Sensorimotor Reactions Using a Direct Discrete Fourier Transform. Application for Invention No. 2023132640 dated 05.12.2023 (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».