Текст книги "Психическая саморегуляция функционального состояния человека (системно-деятельный подход)"

2.2. Влияние уровня бодрствования на формирование ФС и динамику адаптации к условиям РНД

В исследованиях психологической структуры профессиональной деятельности как целостном процессе была обоснована значимость психофизиологического уровня регуляции. Поэтому в большинстве психологических исследований деятельность рассматривается как функциональная система, в которой активационные механизмы входят в структуру активационно-энергетического блока деятельности. Показано, что эффективность выполнения любой психической деятельности в экстремальных условиях определяется генерализованным уровнем активации или функциональным состоянием мозга, внешним поведенческим проявлением которой является уровень бодрствования. Активационные процессы непосредственно участвуют в установлении временных и новых ассоциативных связей между функциональными структурами мозга, способствуют переходу на другой, оптимальный уровень бодрствования, на более адекватный для выполняемой деятельности уровень регуляции [13, 24, 26, 29, 48, 63, 84, 96. 108, 120, 156, 176, 167, 187, 222 и др.].

Однако анализу активационно-энергетических процессов как факторам оптимизации операторской деятельности в научной литературе не уделяется достаточного внимания. В большинстве исследований, пишет Е. П. Ильин [116, 117], решение проблемы оптимизации деятельности страдает односторонностью. Основные усилия ученых направлены на решение вопросов оптимального распределения функций между человеком и машиной, придания орудиям труда, органам управления, средствам и системам отображения информации оптимальных и стабильных характеристик. Значительно меньшее внимание уделяется проблеме регуляции работоспособности человека через управление его психофизиологическим состоянием, изменяющимся в первую очередь под воздействием экстремальных факторов, что приводит к снижению эффективности или даже срывам в деятельности.

Регуляция ФС человека, как показал анализ научной литературы, представленный в первой главе, связана с различными формами активации: с кратковременной (ориентировочная реакция, состояние мобилизационной готовности), с длительной (изменения в уровне бодрствования, эмоционально-волевая регуляция, произвольная психофизиологическая саморегуляция, например, АТ, релаксация, дыхательные, мышечные упражнения и др.).

Задача первого этапа экспериментального исследования состояла в анализе взаимосвязи между уровнем генерализованной активации и работоспособностью субъекта деятельности на разных этапах адаптации.

Методика. В экспериментах участвовали 18 испытуемых в возрасте от 21 до 35 лет, выполнявших операторскую деятельность различной сложности в условиях сурдокамеры. Дополнительно к предыдущим, описанным ранее условиям эксперимента в РНД определялась качественно-количественная специфика уровня бодрствования и работоспособности: по комплексу спектрально-корреляционных характеристик ЭЭГ, по субъективным показателям психического состояния испытуемых (методика САН) и по соотношению этих характеристик с показателями продуктивности деятельности.

При оценке изменений в ЭЭГ использовались стандартные методы спектрально-корреляционного анализа (эпоха анализа составляла 4 с). Регистрировалась ЭЭГ монополярно от лобной и затылочной областей правого полушария.

Результаты этих исследований подтвердили данные, полученные ранее в условиях подготовки и в процессе космического полета: что человек-оператор может выполнять эффективно выполнять свою деятельность в течение 30–36 часов от начала работы [48, 85, 90,199, 230, 234, 237, 238, 297, 299].

Анализ работоспособности операторов в режиме РНД показал, что человек способен с достаточно высоким качеством (снижение не более чем на 5,5–8 %) выполнять операторскую работу в течение 20–21 часа с начала РНД. В этот период может отмечаться даже повышение по сравнению с фоном результативности некоторых видов деятельности. Так, например, на вторые сутки РНД на 10–12 с сокращается время передачи радиотелеграфного текста. Можно предположить, что в этот период ФС и психологические системы деятельности, сформированные ранее пли формирующиеся в процессе адаптации, вполне компенсируют отрицательные сдвиги в ФС человека, способствуют тому, что человек мобилизует свои резервные возможности и не утрачивает способности эффективной саморегуляции поведения.

Прогрессирующее снижение работоспособности начинается после 30–36 часов работы в РНД. После же 48 часов качество деятельности снижается почти на 33 %. Причем в этот период у операторов нарушается самоконтроль и отмечается переоценка входных параметров выполняемых операций и своей работоспособности. Кроме того, наблюдаются случаи спонтанного засыпания: на две и более секунды – с самостоятельным пробуждением; на более длительное время (от 2 минут) для восстановления бодрствующего состояния необходимо постороннее вмешательство.

Результаты исследования эффективности деятельности позволяют также говорить о специфичности вторых суток (через 30–36 часов после начала эксперимента) как переломных в процессе адаптации организма к условиям РНД. В этот период возникают значительные перестройки в работе функциональных систем, обеспечивающих реализацию деятельности, которые сопровождаются наибольшей вариабельностью и рассогласованностью в работе сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменением в циркадных ритмах, переходом на новый режим работы активирующих систем головного мозга, снижением помехоустойчивости и скачкообразного нелинейного изменения качества выполняемых операторами сложных видов деятельности.

Определенные изменения в процессе адаптации происходят и в работе вегетативных систем организма. В начале РНД, в период «врабатываемости», как правило, у всех операторов выполнение деятельности сопровождалось длительным повышением ЧСС. Снижение ЧСС происходило только к концу первых – началу вторых суток. Повторное учащение сердечного ритма отмечалось к окончанию третьих суток как результат высокого психического напряжения, вызванного необходимостью выполнения деятельности, несмотря на развитие сильного утомления.

Соотношение динамики ЭЭГ и показателей деятельности позволило классифицировать ФС и выявить этапы и типы адаптации, которым соответствовала определенная динамика системных перестроек ритмов ЭЭГ.

Всего по спектрам фоновой ЭЭГ было выделено 7 уровней бодрствования в течение РНД. Типичные для каждого уровня спектры представлены на рисунке 1.

I уровень – в спектре ЭЭГ нет преобладания какого-либо ритма. Наблюдаются небольшие по амплитуде пики (0,02 – 0,04 отн. ед.) в диапазоне всего спектра. Данный тип ЭЭГ наблюдается в состоянии напряженного, близкого к стрессу бодрствования.

II уровень – спектр ЭЭГ регистрируется в состоянии активного бодрствования (первые дни начала эксперимента и первые 10–17 часов в режиме непрерывной деятельности). Этот тип спектра ЭЭГ характеризуется двумя выраженными пиками: первый – в диапазоне низких частот (величина 0,08 – 0,16 отн. ед.), второй – высокочастотный (амплитуда этого пика меньше первого в 3–3,5 раза). В этом состоянии полностью блокирован альфа-ритм.

III уровень – спектр ЭЭГ регистрируется в менее активном состоянии. В нем хорошо выражены все три группы выделенных нами частот. Наибольшую мощность, особенно в лобном отведении, имеют низкие частоты (0,05 – 0,14 отн. ед.). Амплитуда пика в области альфа-ритма достигает величины 0,03 – 0,07 отн. ед., третий высокочастотный пик может быть больше или меньше альфа-ритма. Этот тип ЭЭГ наблюдается в состояния продуктивной напряженности.

IV уровень – типичен для состояния спокойного бодрствования. В спектре ЭЭГ доминирует альфа-ритм (0,05 – 0,12 отн. ед.), мощность низких и высоких частот по сравнению с предыдущим состоянием снижается. Необходимо отметить, что соотношение мощностей низких и высоких частот варьирует, но пик альфа-ритма всегда является доминирующим.

Рис. 1. Спектральные характеристики корковых потенциалов ЭЭГ в разных ФС, тип которых определялся по комплексу субъективных психологических, объективных психофизиологических показателей и показателей продуктивности операторской деятельности. ЭЭГ зарегистрированы монополярно в затылочном (O2 – А) и лобном (F4 – А) отведениях правого полушария головного мозга. Обозначения: по оси ординат – средний уровень спектральных частот в отн. ед. (Сх), (эпоха анализа – 5 сек.); по оси абсцисс – частота (Гц) в диапазоне от 2 до 30 гц. I–IIV типы ФС. Сплошная линия – (O2 —А), штрихованная – (Г4 —А)

V уровень – характерен для начальной стадии утомления. В этом состоянии в спектре ЭЭГ уменьшается доля низких частот (до 0_Г03 – 0_Г04 отн. ед.)_г сохраняется пик в области альфа-ритма, возрастает мощность высоких частот, последние два пика становятся равными по величине (0,06 – 0,07 отн. ед.).

VI уровень – в спектре ЭЭГ выделяются только два пика: альфа-ритм и высокочастотный, мощность низких частот резко падает (0,01 —0,015 отн. ед.). Этот тип спектра ЭЭГ характерен для состояния выраженного утомления.

VII уровень – спектр ЭЭГ похож на II тип. В нем регистрируется только два пика: низко– и высокочастотный. Мощность низких частот выше в лобном отведении, а высоких – в затылочном (более 0,09 отн. ед.). От II типа он отличается по соотношению этих пиков: высокочастотный пик в данном спектре в 2–3 раза выше, чем во II типе. Данный тип ЭЭГ появляется в состоянии дремоты (вечерние часы, конец режима непрерывной деятельности).

Наиболее продуктивными и комфортными для деятельности человека являются состояния активного и спокойного бодрствования, менее продуктивными – состояния повышенной активности или компенсированного утомления, когда субъект еще способен преодолевать склонность к дремотному состоянию. Трудными состояниями для наших операторов были следующие: состояние непродуктивной напряженности, когда качество выполнения сложных видов сенсорно-перцептивной деятельности и работы, сопровождающейся тонкой сенсомоторной координацией движений, заметно снижалось; состояние утомления в стадии декомпенсации, при котором резко снижения уровня активации начинали преобладать тормозные процессы – развивалась сонливость. В это период оператор переходил на так называемый «блочный» режим работы: он засыпал на короткое время, не замечая этого (происходило временное выключение сознания), и затем спонтанно пробуждался. Иногда оператор так засыпал даже в период подготовки к деятельности. В этих состояниях он не контролировал свои действия и, как следствие, в его деятельности возрастало число ошибок, наблюдались срывы, ухудшалось самочувствие.

Сравнительный анализ в процессе адаптации динамики выделенных нами уровней функционального состояния позволил выявить, несмотря на большие индивидуальные различия, два типа адаптации (рисунок 2). У операторов первого типа адаптации уровень работоспособности после короткого этапа «врабатываемости» длительное время – в течение 28–30 часов – поддерживается на достаточно высоком уровне, после которого функциональное состояние резко ухудшается, развивается состояние компенсаторного утомления, к середине третьих суток переходящее в стадию декомпенсации, когда оператор переходит на «блочный» режим работы. У операторов, адаптация которых протекает по второму типу, в начале первого дня работы функциональное состояние близко к комфортному, работоспособность высокая. Постепенно уровень напряженности возрастает и только к началу третьих суток переходит в состояние компенсаторного утомления. Для каждого из выделенных типов адаптации по данным ЭЭГ была определена нейрофизиологическая динамика – изменение мощности спектров ЭЭГ в течение работы.

Рис. 2. Типы адаптации операторов к деятельности в условиях РНД в течение 3-х суток, в зависимости от преобладающих в этот период ФС (выделенных ранее типов): I тип – слабоадаптивный, II тип – адаптивный.

Обозначения: по оси абсцисс – время эксперимента в сутках, по оси ординат – типы ФС I–II – уровень напряженности, III–IV – уровень активного бодрствования, V–VII – уровень утомления

У операторов, адаптация которых протекала по первому типу, уровень активации ЭЭГ с самого начала деятельности была очень высокий: преобладали высокочастотные ритмы, мощность спектра в области альфа-ритма была резко снижена. Высокий уровень активации ЭЭГ во всех исследуемых областях во время деятельности сохранялся длительное время (40–48 часов), затем постепенно снижался. Работоспособность операторов в этот период постепенно снижалась. В ЭЭГ лобных долей мозга возникал ритм напряжения, со временем распространяющийся на сенсомоторную область, затем появлялись локальные вспышки альфа-ритма. Эти изменения предшествовали стадии декомпенсации, наступающей к концу третьих суток, через 58–60 часов работы. В период декомпенсации в ЭЭГ всех областей мозга появлялись генерализованные вспышки альфа-ритма, увеличивались число и мощность медленных волн, характерных для дремотного состояния. В этот период продуктивность резко падала, и до конца РНД до исходного уровня не восстанавливалась.

При другом типе адаптации в период «врабатывания» уровень активации ЭЭГ испытуемых был более низким (доминировал альфа-ритм в лобном отведении головного мозга), затем появлялся сигма-ритм, длительность и амплитудная выраженность которого постепенно возрастали. Одновременно происходили сдвиги частоты пульса и дыхания в сторону урежения. В этот период субъективно фиксировался высокий уровень активности. Через 20–24 часа напряженность возрастала, что выражалось в ухудшении работоспособности, увеличении числа ошибок и субъективном ощущении предстрессового состояния. Этому периоду предшествовало дальнейшее снижение активации ЭЭГ, которое выражалось в появлении и увеличении длительности альфа– и сигма-ритма, генерализованных вспышках альфа-ритма во всех отведениях, уменьшении доли тета-ритма в ЭЭГ.

Через 2–3 часа работоспособность человека восстанавливалась. В этот период адекватной мобилизации вновь появлялся тета-ритм в лобных областях мозга, альфа-ритм в моторной области. Работоспособность повышалась и устанавливалась на достаточно стабильном уровне. Происходило, видимо, перераспределение в уровне активации различных систем мозга, обеспечивающих реализацию данного вида деятельности. Дальнейшее выполнение деятельности вызывало субъективное ощущение усталости, снижение работоспособности только через 18–20 часов. В ЭЭГ этого периода наблюдалось распространение сигма-ритма, одновременное появление вспышек альфа-ритма. В это же время в лобных областях мозга появлялись дельта-волны. В этот период неполной компенсации утомления, вызванного длительной непрерывной деятельностью, у испытуемых возникало чувство психического напряжения. Таким образом, в большом разнообразии изменений ЭЭГ отчетливо прослеживалась общая тенденция повышения по ходу эксперимента мощности медленноволновой ритмики (в частности, в диапазоне сигма-ритма, энергия которого на третьи сутки работы у некоторых операторов составляла 167 % от фона).

Увеличение сигма-активности в процессе деятельности человека связано с возрастанием субъективного чувства усталости [21] и с трудностью выполняемой деятельности. Наши эксперименты, моделирующие трехсуточную непрерывную деятельность, где имелись все основания говорить об утомлении операторов, показали, что повышение альфа-активности и сигма-ритма является отражением и объективного состояния утомления. В ЭЭГ наряду с увеличением альфа-активности отмечался значительный рост удельного веса энергии и тета-волны, повышенный уровень которых (по данным [283, 378, 379 и др.]) является отражением эмоционального напряжения. В нашем случае эмоциональное напряжение операторов можно объяснить их психическим переживанием в связи с необходимостью и трудностью качественного выполнения деятельности. У одних операторов такое переживание менее выражено, основное их внимание было обращено к изменению своего состояния, что, видимо, приводило к еще большему развитию тормозных процессов в коре головного мозга и снижению их работоспособности.

Однако зависимость эффективности деятельности от уровня активации не объясняет, почему в одних случаях в состояниях напряженности и утомления эффективность деятельности сохраняется, несмотря на значительные изменения уровня активации, а в других – даже при незначительных изменениях активации – эффективность деятельности резко падает, появляются ошибки, пропуски. Так как эти данные не выявили однозначного соответствия уровня активации, эффективности деятельности и поведения, в следующей серии была поставлена задача: исследовать влияние локальной активации на процесс деятельности и соотнести ее изменения с показателями продуктивности как деятельности в целом, так и при выполнении отдельных познавательных и моторных действий.

2.3. Активационный компонент операторской деятельности (АКД)

Нам представляется, что проблема взаимодействия между активацией и когнитивными процессами заслуживают большего внимания. Некоторые данные о роли специфической активации в процессах восприятия, ожидания или антиципации, внимания, переработки информации имеются в целом ряде работ [22, 29, 191, 194, 244, 328, 361, 365 и др.]. Активационные процессы, будучи включенными в деятельность, в свою очередь испытывают влияние сенсорно-перцептивных процессов (процессов представления и речемыслительных) в последовательные моменты времени. Как писал А. Н. Леонтьев, «за деятельностью и регулирующим ее образом открывается грандиозная физиологическая работа мозга, это ставит проблему перехода от анализа деятельности к анализу реализующих ее мозговых процессов» [159]. Несмотря на многочисленные исследования по выявлению корреляций между поведением, деятельностью и уровнем активации [29, 132, 157, 196, 201, 228, 282, 283, 289, 371 и др.] и последующими попытками ввести системный анализ в исследования психических и функциональных состояний [26, 58, 60, 61, 108, 157, 158, 303, 304 и др.], до сих пор анализ динамики активационно-энергетических показателей состояния слабо соотносится с динамикой когнитивных процессов в более сложных видах деятельности.

Наши данные по корреляции уровня генерализованной активации и показателей деятельности операторов также не могли объяснить некоторые ошибки и сбои в их деятельности. При таком подходе почти исключается возможность анализа взаимодействия когнитивных и активационных компонентов деятельности, не учитывается с достаточной полнотой активность оператора, способного решать одну и ту же задачу способами, различающимися не только разной когнитивной структурой, но и разным уровнем активации. Понимание функционального состояния в узко физиологическом смысле не позволяет включать в анализ собственно психологические процессы.

Предложенный нами подход, сочетающий теоретические представления системного подхода и данные работ по психофизиологическому анализу деятельности, в который включаются механизмы, обеспечивающие реализацию данной деятельности [85, 87, 81, 90, 224, 230, 317], позволил подойти к анализу ФС как взаимодействию когнитивного, мотивационно-эмоционального и активационно-регулятивного компонентов. Из них наиболее доступным для психофизиологического анализа является третий, активационно-регулятивный компонент (АКД), с его взаимосвязями с другими психологическими компонентами деятельности и возможностью исследования в русле психологического анализа. Отсутствие внимания к микродинамике показателей психофизиологических и вегетативных процессов в деятельности, а также к анализу изменений в паттернах активации в процессе выполнения деятельности объясняет, на наш взгляд, расхождение в соотношении направленности и интенсивности изменений психофизиологических показателей и характеристик деятельности, недостаточную прогностичность этих показателей, оценивабенно в экстремальных условиях, можно объяснить еще и тем, что в процессах адаптации и мобилизации участвуют различные системы и средства саморегуляции. Это позволяет рассматривать психофизиологическую адаптацию как иерархическое взаимодействие множества саморегулирующихся подсистем на различных уровнях, включающихся на разных этапах адаптации (принцип включения А. А. Крылова [148]).

Поэтому в этой серии исследовались те системы психофизиологической саморегуляции, которые связаны, с одной стороны, со структурой и содержанием деятельности, а с другой – с уровнем генерализованной активации.

Из непроизвольных методов саморегуляции, обеспечивающих необходимый уровень локальной активации деятельности, в настоящее время наиболее доступными для психофизиологического анализа и наиболее изученными являются когнитивная активация или эраузол [29, 82], или психофизиологический уровень деятельности [108, 185, 222, 303, 307, 313, 314 и др.] и ориентировочная реакция – ОР [276, 234, 237].

Исходя из представлений о психофизиологической структуре деятельности Г. М. Зараковского [108], мы предположили, что непроизвольные системы ПСР включаются в психологическую структуру деятельности (ПСД) (в нашем варианте операторской) через активационный компонент, задачей которого является регуляция уровня активации с целью обеспечения оптимальных условий для успешного освоения и выполнения деятельности. В соответствии с положениями системного подхода данная функциональная система может входить в другую систему либо полностью, либо отдельными составляющими. Поэтому активационная составляющая ФС входит в ПСД, образуя АКД, задача которого состоит в обеспечении оптимального активационно-энергетического уровня, необходимого для успешного выполнения определенной деятельности в конкретный момент: здесь и сейчас.

Выделение этих составляющих определило выбор методов диагностики АКД и программу следующей серии экспериментальных исследований в режиме РНД.

Цель исследования состояла в выявлении показателей АКД, наиболее ярко отражающих связь активационного и когнитивного компонентов деятельности и факторов, ограничивающих регуляторные возможности, в выборе наиболее информативных методов регистрации и оценки вклада АКД в задачи прогнозирования успешности деятельности. В работе рассматривались динамика и выраженность показателей АКД в зависимости от содержания и сложности деятельности, становление его в процессе обучения, анализировались деструктивные изменения в АКД в процессе РНД. В качестве единицы анализа АКД был принят пространственно-временной паттерн активации, оцениваемый на основании изменений амплитудно-временных характеристик спектра ЭЭГ и тонической составляющей КГР и соотносимый с динамикой показателей продуктивности деятельности.

Методика. В экспериментах участвовали 18 испытуемых в возрасте от 21 до 35 лет, выполнявших операторскую деятельность различной сложности в условиях сурдокамеры и в полунатурном эксперименте на плавучем стенде.

Анализ АКД оператора проводился во время выполнения различных видов деятельности: профессиональной («причаливание») и тестовой перцептивной деятельности по обнаружению и опознанию зрительных объектов и слуховых сигналов. В деятельности «причаливание» моделировались разные режимы ее выполнения в зависимости от заданных на определенный момент условий ее выполнения. Перцептивная деятельность состояла в обнаружении и опознании зрительных объектов и акустических сигналов, предъявляемых на фоне разной степени зашумленности. Эти виды деятельности относятся к числу циклических с небольшой продолжительностью цикла (от 2 до 5 мин. для профессиональной и от 10 до 30 с для тестовой деятельности).

Эксперимент состоял из трех серий.

I серия. Определение наиболее информативных показателей АКД.

II серия. Обучение различным видам операторской деятельности управлению движущимися объектами.

III серия. Выполнение операторской деятельности в различных ФС состояниях: утомления, монотонии, напряженности и укачивания.

Запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) производилась с помощью многоканальных мингографа и магнитофона до, в момент и после завершения деятельности. ЭЭГ регистрировалась в затылочном, лобном и височном отведениях правого и левого полушарий с референтным электродом в области сосцевидного отростка левого уха. Спектрально-корреляционный анализ проводился на ЭВМ для 5-секундных интервалов ЭЭГ [13].

Запись КГР производилась по усовершенствованному методу Фере с помощью автоматического измерительного прибора, разработанного В. В. Суходоевым [284]. Для оценки АКД измерялись в секундах за временной отрезок, равный или близкий по величине одной минуте, сумма амплитуд фазических изменений сопротивления (в относительных единицах) – СА осцилляций КГР и интервалы между ними.

При выполнении операторами профессиональной деятельности одновременно с психофизиологическими показателями регистрировались манипуляции с управляющими органами, что позволило отдифференцировать механические помехи, вызванные движениями руки, от собственно КГР. В качестве контроля за уровнем бодрствования операторов измерялись частота пульса и дыхания. Для регистрации этих показателей был применен обычный физиологический пояс с передачей сигналов по биотелеметрической системе «Спорт-4».

Таким образом, в наших экспериментах предполагалось выявить влияние ПФС на АКД на двух уровнях – соматовегетативном (анализ КГР-активности) и нейрофизиологическом (по изменению спектра ЭЭГ).

Рис. 3 Динамика мощности ритмов ЭЭГ, зарегистрированных в процессе выполнения операторских задач по обнаружению зрительных сигналов в течение 7,5 часов в первые сутки РНД у операторов слабоадаптивного (А) и адаптивного (В) типов. ЭЭГ зарегистрированы монополярно в затылочном (О2-А), лобном (Г4-А) и затылочном (С4-А) отведениях правого полушария головного мозга.

Обозначения: по оси абсцисс – время работы в час; по оси ординат – величина спектральных частот в отн. ед. (Ох), (эпоха анализа – 5 с); сплошная линия – сигма-ритм, прерывистая – тета-ритм, прерывистая, (точки) – альфа-ритм, прерывистая (точка – тире) – бета-ритм

Таблица 1

Зависимость интенсивности КГР-активности (СА) от содержания деятельности

Результаты исследования. Как показано на рисунке 3, выполнение перцептивной деятельности по различению зрительных сигналов вызывает значимые изменения в спектре ЭЭГ, общие и специфичные для разных областей мозга [85, 90, 237, 238]. Во всех отведениях возрастает мощность медленных ритмов, которые становятся доминирующими в спектрах ЭЭГ. В зрительной области сохраняется альфа-активность, в сенсомоторной области увеличивается мощность бета-ритмов. Сравнение паттернов активации (по ЭЭГ) в задачах различения зрительных или акустических сигналов в состоянии спокойного бодрствования выявило зависимость паттернов активации от модальности сигналов. Для перцептивной деятельности характерна выраженность в спектрах ЭЭГ зрительной и лобной областей мозга двух пиков в областях медленных частот и бета-частот в диапазоне 15–17 Гц. Однако при выполнении зрительной перцептивной деятельности в спектре ЭЭГ доминирует пик в области сигма-ритма, а при различении акустических сигналов доминирующим становится пик в области 15–17 Гц.

Исходя из функциональной значимости разных частот спектра [11], зрительная перцептивная деятельность является субъективно более трудной.

Для более сложных видов операторской деятельности различия в АКД прослеживались по амплитудно-временным характеристикам КГР. При многократном повторении циклов различных видов операторской деятельности были достаточно объективно определены некоторые особенности КГР (таблица 1).

Сравнительный анализ средних данных КГР-активности по фазам деятельности для операторской и тестовой деятельности по слежению показал, что начальная и заключительная фазы деятельности были для оператора более сложными, чем средняя фаза, так как требуют больше энергетических затрат. Сравнение данных СА КГР, средней частоты пульса и дыхания, полученные при решении операторами двух однотипных задач, показало, что наиболее информативными являются показатели СА КГР.

Таблица 2

Изменение показателей вегетативных функций оператора в процессе выполнения операторских задач с более низким (1) и более высоким (2) чувством ответственности

Как показывают эти данные, по средним значениям частот пульса и дыхания невозможно дифференцировать фазы и степень сложности деятельности. Показатель КГР-активности, наоборот, существенно отражает, особенно на начальной и заключительной фазах деятельности, субъективные различия в сложности для оператора этих видов деятельности и фазах деятельности. Форма пространственно-временных паттернов АКД, определяемых по КГР-активности, позволяет и в обычных нормальных условиях деятельности не только оценить когнитивную сложность операторской деятельности в целом, но и ее отдельных этапов. Информативность характеристик КГР и спектра ЭЭГ для определения специфики АКД при различных видах деятельности позволила использовать их как основные показатели при проведении обучающей серии экспериментов.

Формирование АКД в процессе обучения

Полученные в процессе обучения испытуемых различным видам операторской деятельности показатели когнитивной активации анализировались с точки зрения возможности определения степени обученности оператора. Анализ динамики КГР-активности операторов во время выполнения «причаливания» в первый день обучения показал отсутствие какой-либо закономерности в динамике активационных процессов (рисунок 4а).

Рис. 4. Динамика КГР-активности оператора во время обучения деятельности (режим посадки космического корабля) на компьютерном тренажере: А – начальная стадия обучения, Б – в конце обучения

Обозначения: Н – начало и К – конец выполнения режима. По оси абсцисс – время выполнения режимов в мин., по оси ординат – амплитуда КГР в сантинеперах

После освоения деятельности «причаливания» в КГР-активности операторов, проявилась определенная закономерность в ее динамике: увеличение уровня активации в начальной фазе режима, затем плавное снижение уровня активации в средней фазе и повторное увеличение в заключительной фазе (рисунок 46). Эти изменения связаны с содержанием этапов выполнения задачи «причаливания», которые выполняются с различным уровнем напряженности, особенно в средней фазе, что подтверждается и статистическим анализом больших массивов значений КГР-активности оператора, проведенным дифференцировано для разных стадий его обучения. Как видно из данных, в динамике амплитудно-временных характеристик КГР в конце обучения появляются два пика КГР-активности в отличие от паттерна КГР на начальных этапах обучения.