Текст книги "Профессиональное утомление: фундаментальные и прикладные проблемы"

В русле одного из направлений изучения состояния утомления предпринимается его рассмотрение с позиций теории активации функциональных систем организма и психики, их напряжения и перенапряжения.

Согласно традиционной установке, термином «активация» обозначается психолого-физиологический механизм формирования системного ответа и определенный уровень развития соответствующего состояния организма.

В основе активации лежит, с одной стороны, интенсивность энергетического обмена и импульсной активности, отражающая уровень деятельности (степень активности), с другой – процессы, обеспечивающие степень готовности к действию – величину мембранного потенциала, возбудимость и лабильность. Кроме того, при выполнении умственной работы происходит образование новых и угнетение некоторых старых функциональных связей, т. е. создание новых функциональных систем.

Различные звенья активационной системы являются структурными элементами формирующейся функциональной системы, обеспечивающей реализацию конкретного поведенческого акта. При этом они участвуют в выполнении сложного комплекса функций: приведение системы в готовность, установление субординационных связей, согласования работы всех элементов системы, мобилизации исполнительных механизмов. Успешное выполнение задачи зависит от координационной работы систем специфической и неспецифической активации, т. е. от локальных изменений уровня активации отдельных участков мозга, связанных с характером выполняемой задачи, а также от неоднородных активирующих воздействий, проявляющихся в генерализованных изменениях тонуса коры и вегетативной симптоматики.

В.И. Медведевым и А.Б. Леоновой (1970, 1981, 1993, 2003 и др.) обоснована необходимость ориентации при анализе разнообразных видов функциональных состояний на пять основных групп их компонентов:

1) энергетические компоненты реализуемой деятельности, то есть физиологические функции, обеспечивающие необходимый уровень энергозатрат;

2) сенсорные компоненты деятельности, которые характеризуют наличные возможности приема и первичной обработки поступающей информации;

3) информационные компоненты, обеспечивающие дальнейшую обработку поступившей информации и на ее основе принятия решений;

4) эффекторные компоненты деятельности, ответственные за реализацию принятых решений поведенческих актов;

5) активационные компоненты, обусловливающие направленность и степень напряженности деятельности.

Последняя группа компонентов характеризует актуальную способность человека к реализации имеющихся у него качеств и личностных свойств. В эту группу входит целый ряд физиологических и психологических характеристик: особенности гормональной активности и нервной регуляции, уровень внимания, особенности мотивационной и эмоционально-волевой сферы, задающие специфичность направления в формировании функционального состояния и уровень его проявления. Активационные компоненты играют также регулятивную роль в развитии и проявлениях процессов, характерных для других компонентов функциональных состояний.

В теории активации (Линдслей, 1960; Хомская, 1972; Стрюков и др., 1981; Duffy, 1962; Moruzzi, 1972; Hamilton, 1977) рассматриваются психофизиологические механизмы упорядоченного множества состояний организма в пределах шкалы «кома-сверхвозбуждение», различаемые по степени активированности различных физиологических систем. Под уровнем активации (или степени активированности) понимается «уровень нервного и соматического функционирования» (Блок, 1970) или «степень энергетической мобилизации» (Duffy, 1962), необходимые для реализации того или иного поведенческого акта.

В.И. Медведев и А.Б. Леонов (1993) высказали предположение, что зависимость между уровнем активации и уровнем бодрствования прямая: возрастание активации приводит к переходу на более высокий уровень бодрствования. Однако тип этой зависимости меняется, если рассматривать связь между увеличением активации и эффективностью поведения. Согласно закону Йоркса-Додсона, эта зависимость по виду приближается к перевернутой U-образной кривой, что свидетельствует о существовании некоторого оптимума уровня активации для каждой выполняемой деятельности. Зона расположения оптимума на шкале степеней активности меняется для различных по уровню сложности задач.

П.К. Анохин (1965) указывал, что единого активирующего действия ретикулярной формации на кору головного мозга не существует. Скорее всего, каждая активация имеет специфический характер, привносимой в нее основной биологической реакцией, развивающейся в данный момент. Во всяком случае активация не является диффузной, а каждый раз точно «пригнана» к биологическому качеству целостной реакции и к структурным взаимосвязям в коре головного мозга, обеспечивающим развитие данной реакции. Это утверждение имеет еще более серьезное значение, если анализу подвергаются не чисто биологические реакции, а активное поведение в процессе деятельности.

Задачами активационного процесса является формирование системы, приведение ее в готовность, установление внутренних связей, согласование работы звеньев, что обеспечивается не только ретикулярной системой, но и системой полипептидного управления, сверхмедленных потенциалов и др.

Нарушение функционального состояния чаще всего проявляется в виде утомления. Утомление, например, у летного состава – явление достаточно распространенное, особенно при выполнении длительных полетов, при частых взлетах и посадках, полетах в сложных метеоусловиях, ночью и т. д. По данным Лагера, около 90 % лиц летного состава указывали на явление хронического утомления. Вместе с тем официальная статистика летных происшествий показывает, что их доля из-за утомления не превышает 15 %, хотя это состояние в большей или меньшей степени отмечается в совокупности с другими причинами аварийности (Фролов и др., 1992).

Изучение физиологических реакций и качества деятельности в зависимости от продолжительности летной работы выявило определенную фазность изменений, характеризующих адаптацию к летной работе. Н.И. Фролов с соавт. (1992) установили следующие ее фазы: первичной активации, экономизации, стабилизации, вторичной активации и дестабилизации.

• Фаза первичной активации отражает мобилизацию функциональных резервов, которая проявляется в повышении реакций физиологических систем и относительно низком, нестабильном качестве работы.

• Фаза экономизации – уменьшение уровня физиологических реакций и повышение эффективность деятельности.

• Фаза стабилизации – адаптация к работе – характеризуется высоким качеством деятельности, наиболее экономичным и относительно стабильным вегетативным ее обеспечением.

• Фаза вторичной активации свидетельствует о начале процесса дезадаптации и повышении уровня физиологических реакций при сохранении высокого качества работы.

• Фаза дестабилизации свидетельствует об углублении процессов дезадаптации и проявляется в тенденции к снижению качества летной работы на фоне повышения уровня функционирования физиологических систем.

В основе указанного процесса находятся функциональные реакции организма на рабочую нагрузку, которые проявляются в форме напряжения, напряженности и перенапряжения функций.

В настоящее время нет общепринятого определения понятий нервного напряжения и напряженности. Под нервно-психическим (эмоциональным) напряжением можно понимать активацию нервных (психосоматических) структур и функций, непосредственно участвующих в выполнении конкретного трудового процесса, причем, чем ближе эта активация к максимально возможной, тем больше степень напряжения.

Под напряженностью понимают среднюю величину напряжения основных функций, обеспечивающих данную трудовую деятельность (Навакатикян, Крыжановская, 1979). Основной причиной напряжения и возникновения напряженности (нарушения адекватной регуляции функций), очевидно, является высокая нагрузка на афферентные, центральные и эфферентные звенья функциональных систем, обеспечивающих трудовую деятельность. Это наблюдается, например, при выполнении быстрых и точных движений, в случаях превышения объема информации, подлежащей переработке, пропускной способности отдельных звеньев функциональной системы, большого объема алфавита и сложности информационного кода, при работе в условиях дефицита времени и т. д.

Можно предположить, что существующие подходы к определению цены деятельности в значительной мере зависят от того, какой смысл вкладывается в понятие функционального состояния. Однако не вызывает сомнения то, что «внутренняя» работа, соотносимая с ценой деятельности, должна находить свое отражение в нейродинамике мозга человека. Это положение конкретизирует, в частности, содержание центрально-корковой теории утомления (Коган, Владимирский, 1988).

A.M. Зимкина (1978) сформировала и экспериментально подтвердила некоторые принципы управления и регулирования функционального состояния ЦНС, позволяющие перейти от чисто статистического описания различных сдвигов при изменении функционального состояния к кибернетическому, основанному на анализе устойчивости, на способах адаптивного и гомеостатического регулирования и т. д. Такой подход позволяет представить функциональное состояние ЦНС как интегральную характеристику процесса динамического уравновешивания организма и среды и на этой основе вести более целенаправленный поиск тех переменных, которые будут адекватно описывать конкретные функциональные состояния человека, в том числе в связи с его деятельностью.

Особый интерес представляет точка зрения на функциональное состояние ЦНС Е.Н. Соколова (1975) и Н.Н. Даниловой (1985), которые обосновали и экспериментально подтвердили представления о нейронных механизмах формирования функционального состояния мозга. Согласно этим представлениям, функциональное состояние мозга определяется фоновым уровнем активации, зависящей, по мнению авторов, от ультрамикроорганизации нейронов, в частности, от импульсной активности и медленных градуальных изменений потенциалов.

Взяв за основу это представление, изменение функционального состояния мозга следует понимать как текущий уровень тонических и фазических процессов фоновой активности его систем, определяющий степень готовности этих систем к выполнению функций по регуляции функционального состояния человека в связи с его деятельностью.

А.Б. Коган и Б.М. Владимирский рассмотрели связь функционального состояния человека и его мозга на примере процесса восприятия человеком внешней среды. Восприятие и следующие за ним другие психические процессы, связанные с анализом и преобразованием поступающей извне информации, а также ряд внешних факторов оказывают существенное влияние на формирование функционального состояния человека и находят свое материальное воплощение в динамике нервных процессов. Однако в этой динамике отражается и ряд других факторов, связанных с процессами, протекающими внутри организма. Именно эти процессы, по мнению авторов, и определяют собственно функциональное состояние мозга человека. Различные уровни бодрствования, голод и жажда, настроение и т. д. в значительной мере или полностью детерминируются внутренней средой, ее состоянием. Как внешние, так и внутренние факторы находят свое отражение в нейродинамических процессах, протекающих в мозге и, несомненно, взаимодействующих. В то же время при изучении и оценке состояния представляется целесообразным выделение двух блоков: одного – определяющего процессы взаимодействия с внешней средой (функциональное состояние работающего человека), и другого – связанного с отражением внутренней среды (функциональное состояние мозга человека).

Совершенно очевидно, что снижение уровня работоспособности человека, развитие у него утомления может быть связано как с внешними, так и внутренними факторами.

Для характеристики широкого спектра состояний работающего человека используется термин «напряженность» как самого процесса трудовой деятельности, так и специфических состояний, возникающих в ходе ее выполнения.

Степень напряженности деятельности может непосредственно определяться содержанием трудовых задач – их сложностью, значимостью, объемом, условиями трудового процесса – дефицит времени и информации, неопределенность, интерференция, избыточность информации, совмещенное выполнение задач, влиянием релевантных и иррелевантных помех и неблагоприятных факторов среды и т. д. Все эти факторы прямо или косвенно определяют величину рабочей нагрузки на человека, которая интерпретируется с точки зрения предъявляемых ему профессиональных требований конкретного вида трудовой деятельности.

С другой стороны, напряженность деятельности может характеризоваться психолого-физиологическими затратами (ценой деятельности), необходимыми для выполнения рабочих операций, достижения трудовой цели. В этом случае под напряженностью понимается величина функциональных усилий, прилагаемых человеком для преодоления рабочей нагрузки при решении поставленной трудовой задачи. Это общее понятие подразделяется на специфическую напряженность, определяющую динамику и интенсивность функциональных процессов, лежащих в основе выполнения конкретных трудовых операций, и неспецифическую напряженность, характеризующую общие физиологические и психологические ресурсы человека и обеспечивающую уровень выполнения деятельности в целом.

Согласно представлениям А.Б. Леоновой (1984), с содержанием понятия «неспецифическая напряженность» согласуется понимание напряженности как спектра деятельностных состояний организма, характеризующихся повышенным уровнем функционирования систем по сравнению с состоянием покоя. При анализе функциональных состояний основное внимание фиксируется, как правило, на изучении состояний сниженной работоспособности. При использовании критерия оптимальности соответствия затрачиваемых человеком усилий требованиям деятельности разграничивается продуктивная и непродуктивная напряженность (Чайнова и др., 1977).

В более узком смысле термином «напряженность» обозначается ряд состояний человека, определяемых факторами информационной структуры и интенсивности нагрузки (Медведев 1970; Медведев, Леонова, 1993; Craig, Colquhoun, 1975). В других случаях с его помощью характеризуется одна из фаз развития утомления, связанная с поддержанием высокого уровня работоспособности в результате волевого усилия (Деревянко, 1976). Нередко им обозначается круг состояний человека, возникающих в усложненных условиях деятельности (Зильберман, 1970; Марищук и др., 1969; Наенко, 1976, Немчин, 1983). В литературе широко используется понятие «психологическая напряженность», которое характеризует особенности поведения в стрессогенных ситуациях. По типу влияния на эффективность деятельности это состояние подразделяется на операциональную и эмоциональную напряженность, для первой из них свойственно преобладание процессуальных мотивов деятельности, мобилизующих человека на сохранение высокого уровня эффективности, а развитие эмоциональной напряженности связано с нарушением мотивационной структуры в усложненных условиях, что приводит к дезорганизации деятельности (Наенко, 1976).

Многие исследователи между состоянием нормы и патологии выделяют переходную зону предпатологии, однако принципы их разграничения значительно отличаются (Навакатикян, 1978; Баевский, 1979; Медведев, 1979 и др.). Такая зона необходима для выявления условий, при которых обычная адаптивная реакция переходит в чрезмерную, нежелательную. По мнению А.О. Навакатикяна (1984), в физиологии труда следует различать два основных вида предпатологических состояний, развивающихся под влиянием перегрузки организма: перенапряжение и переутомление. Основной признак перенапряжения – неадекватная регуляция функций, вызванная работой или ее сочетанием с другими факторами, ведущая к изменениям (в основном обратимым) в организме. Признаками неадекватности регуляции могут быть нарушения взаимосвязи внутри и между физиологическими системами, неэкономное расходование энергии, включение в регуляцию многих центров.

Автор считает, что критерием переутомления является снижение работоспособности, вызванное работой, которое не проходит в условиях после рабочего отдыха. Выделение срока восстановления работоспособности в течение одного дня является условным, так как накопление утомления за день также может отрицательно сказывается на состоянии здоровья, например при кратковременных, но больших перенапряжениях. Таким образом, перенапряжение, как правило, проявляется во время работы, оно может быть кратковременным и не сразу отражается на работоспособности, длительное же перенапряжение неизбежно переходит в переутомление. При значительном перенапряжении его последствия могут проявляться и вне периода работы изменением адекватности регуляции ряда функций. Эти состояния тесно взаимосвязаны, однако не идентичны.

Если перенапряжение выражено не резко или развивается в таких звеньях функциональной системы, показателя которых невозможно непосредственно регистрировать, то в динамике работы его признаки могут не выявляться. Однако при многократном повторении перенапряжения сдвиги, связанные с ним, кумулируются, вызывая переутомление.

Проявление хронического перенапряжения и переутомления зависит от вида трудовой деятельности, величины и длительности нагрузки на отдельные звенья функциональной системы обеспечения работы. Как отмечает А.О. Навакатикян (1984), в результате перенапряжения, вызванного длительной перезагрузкой мышц у доярок, музыкантов, некоторых операторов развиваются миалгии, миозиты, фибромиозиты, невромиозиты, дискинезии, которые признаны профессиональными заболеваниями. Хроническое перенапряжение, обусловленное умственной или физической работой с выраженным нервно-эмоциональным компонентом, часто проявляется в ряде неспецифических жалоб в виде нежелания работать, тревоги, раздражительности, головной боли, диспепсических явлений, нарушений сна, невнимательности, а также в таких функциональных изменениях, как функциональная асимметрия (артериального давления, температуры кожи, ЭЭГ), начальные нарушения микроциркуляции крови, гиперхолестеринемия, изменения свертывающей и противосвертывающей систем крови, различные дисрегуляторные висцеропатии, нарушения оперативной и долговременной памяти, устойчивости восприятия, скорости и точности психомоторных реакций и т. д. (Бодров и др., 1988б; Горбов и Лебедев, 1975; Навакатикян, 1981, 1984 и др.).

Постоянное функциональное перенапряжение может привести к срыву адаптационно-компенсаторного механизма. Этот срыв в результате перенапряжения с высокой гиперкомпенсацией саморегуляции, включая механизм обратной связи, резко нарушает баланс между адренергитическими и холинергетическими системами в сторону или стабильной устойчивости, или истощения этих систем. Именно эта дезорганизация вегетативно-эндокринной систем является одной из ведущих причин развития неврозов.

В некоторых случаях сопоставление физиологических сдвигов при напряженной работе с профессиографическими характеристиками работы (увеличение частоты ошибок и т. д.) и с жалобами дает основание предполагать, что отмеченные сдвиги являются признаками перенапряжения, которые проявляются, как правило, неравномерно, по отдельным показателям, даже при регистрации большого их количества. Этот факт следует объяснить сложной структурой функциональной системы обеспечения работы (Навакатикян, 1981). Естественно, что превышение нагрузки над уровнем работоспособности отдельных звеньев функциональной системы сначала развивается только в одном или немногих звеньях.

Процессы перенапряжения и переутомления тесно связаны и способствуют развитию друг друга. Однако они могут проявляться и самостоятельно. Состояние перенапряжения обычно существует в период интенсивной деятельности, тогда как переутомление сохраняется некоторое время и после ее прекращения или после перехода на более легкую работу. Однако взаимоотношения между этими явлениями еще недостаточно ясны: может ли хроническое перенапряжение какое-то время протекать без переутомления, может ли переутомление не быть следствием перенапряжения?

Имеются все основания полагать, что перенапряжение и переутомление развиваются при неблагоприятном сочетании интенсивности и длительности работы, факторов внешней среды (производственные факторы), состояния организма, вредных привычек, неблагоприятных социально-бытовых условий. В то же время при неудовлетворительном состоянии здоровья или неблагоприятных социально-бытовых условиях переутомление может не развиваться, если условия производства хорошие.

Функциональную систему обеспечения работы разделяют на две подсистемы: информационную и энергетическую (вегетативного обеспечения, включающую и гормональное звено).

Активность информационной и энергетических подсистем изменяется взаимосвязанно, в большинстве случаев однонаправленно, но нередко и в противоположных направлениях, например, при выраженном утомлении (Навакатикян, 1984). Одной из главных задач является оценка общего напряжения всей функциональной системы, которое можно обозначить как нервно-эмоциональное. Целесообразно учитывать также раздельное напряжение функций подсистем и их звеньев, так как эффективность работы, очевидно, лимитируется теми звеньями, напряжение которых ближе к максимальному.

О функциональном состоянии информационной подсистемы можно судить по результатам оценки скорости и точности сенсомоторных реакций и переработки информации, выполнения психометрических тестов, регистрации ЭЭГ и другим показателям. Функциональное состояние энергетической подсистемы можно оценивать с помощью показателей гемодинамики, ЭКГ, уровня сахара и липидов в крови, интегральной характеристики КГР, количества в крови и моче адреналина и норадреналина, 17-ОКС, 17-КС и др. Активность энергетической подсистемы увеличивается при затруднении в работе, при дефиците времени (в период врабатывания, иногда в период утомления), опасности, высокой ответственности. У лиц умственного труда, выполняющих работу в условиях низкой двигательной активности, увеличение степени нервно-эмоционального напряжения, как правило, происходит с возрастанием ЧСС вследствие повышения тонуса симпатической части вегетативной нервной системы. На этом основан индекс напряженности, предложенный P.M. Баевским (1979) и исчисляемый по показателям статистического распределения интервалов RR ЭКГ.

Проблемы утомления и рабочего напряжения тесно связаны друг с другом. В условиях научно-технического прогресса отмечается выраженная тенденция к увеличению рабочей нагрузки, связанной с большими потоками информации, ростом сложностей и ответственности трудовых задач, подчас нерациональной организацией труда, недостаточной физической активностью, воздействием неблагоприятных физико-химических и социально-психологических факторов внешней среды и т. д.

Рабочее напряжение формируется в основном под воздействием следующих функциональных компонентов профессиональной деятельности: а) операциональных – информационной и семантической структуры деятельности; б) «обстановочных» – производственных и природных факторов среды; в) эмоциональных – ответственности, опасности, вредности, сложности деятельности; г) индивидуальных – особенностей исходного функционального состояния человека, его резервных возможностей, устойчивости к воздействию нагрузок и т. д.; д) личностных – уровня психологической пригодности к конкретной профессиональной деятельности (Мойкин, 1982).

Увеличение рабочего напряжения связано с ростом информационной нагрузки, которая выражается в большом объеме рабочей информации, ее избыточности, в дефиците времени, субъективной сложности и неопределенности, недостаточной эргономичности рабочего места, оформления и размещения средств отображения информации и органов управления. Влияние неблагоприятных факторов выполнения трудовых задач подчас усиливается наличием нарушений физического и психического статуса субъекта труда в связи с перенесенными заболеваниями, низким уровнем профессиональных способностей, снижением мотивации к конкретной трудовой деятельности и т. д.

Перенапряжение функций является одним из показателей развития состояния переутомления, которое приводит к снижению работоспособности, вызванному рабочей нагрузкой, и определяется не только функциональным перенапряжением, но также недостаточной профессиональной подготовленностью к решению конкретных задач, снижением мотивации (ее направленности, активности, устойчивости) и волевых усилий к их выполнению.

Во многих исследованиях представлены результаты сопоставления физиологических и психических (психофизиологических) сдвигов при напряженной работе с показателями эффективности и надежности трудовой деятельности, которые дают основание полагать, что эти сдвиги являются признаками перенапряжения (Егоров и Загрядский, 1973; Сапов и Солодков, 1980; Навакатикян, 1984, 1993; Леонова, 1984, 1988; Фролов и др., 1992 и др.). Установлено, что проявления хронического перенапряжения и переутомления зависят от вида трудовой деятельности, величины и продолжительности нагрузки на функциональные системы обеспечения работы.