Физиологическая характеристика умственного труда

Физиология и гигиена труда

 

Основные понятия физиологии труда

 

Труд и работа. Маркс определил труд как целесообразную деятельность для создания потребительных стоимостей. Являясь социальной категорией, труд определяется социально-производственными отношениями общества.

В отличие от труда рабочих в капиталистическом обществе, где он обычно является только средством существования, общественное значение труда рабочих, крестьян впервые в истории раскрывается при социализме. При социализме создаются условия для превращения труда в первую жизненную необходимость человека, при коммунизме он перейдет в потребность добровольно и по своим склонностям трудиться на благо общества.

Вместе с тем труд подчиняется законам природы, в частности физиологическим. О физиологической стороне трудового процесса написано: «…как бы различны ни были отдельные виды полезного труда или производительной деятельности, с физиологической стороны они являются во всяком случае функциями человеческого организма, и каждая такая функция, каково бы ни было ее содержание и форма, являете» по существу своему тратой человеческого мозга, нервов, мускулов, органов чувств и т.д.».

Изменения функционального состояния организма в процессе труда в известной мере зависят от социальных условий, но непосредственно обусловливаются выполняемой при этом работой.

Понятие «работа» можно рассматривать с физической и физиологической точек зрения.

С физической точки зрения работа – мера внешнего воздействия: на тело, которая количественно характеризует переход одной формы энергии в другую. Измеряется она произведением силы, действующей на тело, на пройденный путь (при прямолинейном пути) и на косинус-угла между направлениями силы и движения и выражается в килограммометрах, эргах, джоулях, электрон-вольтах. Эти единицы пригодны, для измерения лишь простейшей мышечной работы человека.

Различают три вида мышечной работы: динамическую положительную, при которой производится перемещение груза в направлении, противоположном действию силы тяжести (подъем груза) и перемещение по горизонтали, динамическую отрицательную, когда движение производится в направлении силы тяжести (опускание груза); статическую, при которой перемещение груза не производится, а мышечное усилие направлено на поддержание его или обеспечение связанного с работой положения тела человека.

Определение механической работы в килограммометрах возможно только при динамической положительной работе, при статической же работе величина пути равна нулю, а при динамической отрицательной работе эта величина отрицательная.

Исторически сложившееся деление на физический и умственный! труд с физиологической точки зрения условно. Никакая мышечная деятельность невозможна без участия центральной нервной системы, регулирующей и координирующей все процессы в организме. В то же время нет такой умственной работы, которая не сопровождалась бы мышечной деятельностью. Различие трудовых процессов при их осуществлении проявляется лишь в преобладании деятельности мышечной или центральной нервной системы. Уже сейчас, в связи с механизацией и автоматизацией производственных процессов, физическое напряжение в трудовой деятельности играет все меньшую роль, и значительно возрастает роль высшей нервной деятельности. В коммунистическом обществе останутся лишь несущественные различия между физическим и умственным трудом.

Умственный труд. Можно выделить две основные формы умственной деятельности: профессии в области материального производства (конструкторы, проектанты, инженеры-технологи, организаторы, техники, мастера, диспетчеры, операторы и др.) и профессии вне материального производства, как, например, ученые, работники в области прикладных знаний (врачи, учителя) и в области литературы и искусства (писатели, художники, артисты и др.).

Основные понятия в физиологии и гигиене труда.

К основным терминам, определениям и понятиям относятся:

Работоспособность – состояние человека, определяемое возможностью физических и психических функций организма, которое характеризует его способность выполнять конкретное количество работы заданного качества за требуемый интервал времени.

Виды (формы) труда – совокупность физиологических систем, участвующих в трудовом процессе, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность.

Физиология труда – раздел физиологии профилактической медицина, изучающий изменения функционального состояния организма в трудовом процессе, разрабатывающий научные основы и практические меры профилактики утомления и поддержания работоспособности.

Физиологические критерии – это показатели, позволяющие оценить степень отклонений параметров физиологических функций от действующих нормативных величин.

Утомление – субъективное ощущение усталости и объективное снижение работоспособности, количества и качества показателей работы, точности движений, замедление реакции, ошибки.

Ведущий физиологический критерий – показатель, лимитирующий аэробную работоспособность – потребление кислорода, тяжесть труда и его продолжительность, восстановительный период.

Динамический стереотип – наиболее рациональные и экономные движения, система движений при выполнении работы, дающие наибольшую производительность труда при наименьших функциональных затратах. Устойчивая, слаженная система рефлексов.

Профессиональные навыки – устойчивая условно-рефлекторная связь, вырабатываемая в процессе производственного обучения и тренировки, позволяющая снижать затраты физической и нервно-психической энергии при выполнении отдельных элементов операции.

Динамика работоспособности – фазность процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе в течение рабочей смены, характеризуется врабатыванием, устойчивым возбуждением и стабильной работоспособностью, снижением работоспособности, кратковременным подъемом работоспособности в конце смены.

Критерий физиологичности утомления – восстановление функций к началу следующей смены.

Переутомление – патологическое состояние организма, характеризующееся невротическими проявлениями, снижением работоспособности, заболеваемостью.

Ритмичность труда – равномерное распределение нагрузки в течение смены, недели, месяца, способствует сохранению динамического стереотипа, автоматизации рабочих движений.

Монотонность труда – однообразная работа, характеризующаяся выполнением не очень сложных операций, однотипных и заданных по ритму, способствует процессам торможения, утомления.

Организация труда – система мероприятий, направленных на эффективное использование рабочего времени, личностного потенциала с целью профилактики утомления и переутомления трудящихся.

Научная организация труда использует показатели эргономики, биомеханики, эстетики в системе мероприятий по организации труда, регламентированных перерывов, активного отдыха.

Эргометрические показатели – это использование показателей антропометрических и психофизических при проектировании рабочих мест по зонам досягаемости: оптимальная, досягаемая и недосягаемая.

Эстетика – цветовое оформление помещения, предметов, оборудования с использованием сигнально-предупреждающих цветовых гамм, цвета и света с целью профилактики утомления зрительного анализатора, положительного эмоционального состояния работающего.

Регламентированные перерывы – научно обоснованные, кратковременные перерывы в работе для профилактики утомления сенсорных систем, опорно-двигательного аппарата с использованием элементов психофизической разгрузки, функциональной музыки и специальных упражнений.

 

Физиологическая характеристика умственного труда

 

Умственный труд состоит в переработке ЦНС различных видов информации в соответствии с социальной и профессиональной направленностью индивидуума. В процессе переработки информации происходят сличение с имеющейся в памяти информацией и ее интеграция. Интеграция новой информации, с одной стороны, обогащает память, с другой – лежит в основе принятия решений, направленных на формирование творческих программ двигательных действий, бытовых, трудовых процессов. Умственная деятельность пронизывает все сферы активности человека. Ее эффективность определяется высоким функциональным состоянием нейронов ЦНС, широтой связей между ними, энергетическим обеспечением нейронов и глиальных элементов, активностью медиаторной системы, адекватным уровнем активности кровоснабжения структур мозга и гормональными влияниями.

Информационный компонент наиболее выражен при умственном труде. При чтении, генерировании и обдумывании идей, творчестве он составляет 100%. Умственная работа связана с деятельностью целостного мозга, участием новой, старой и древней коры, особенно сенсорного центра речи, префронтальной области, лимбической системы, а также зрительного бугра, гипоталамуса, ретикулярной формации ствола мозга, всех сенсорных систем, преимущественно зрительной. Точные механизмы взаимосвязей всего комплекса структур мозга до настоящего времени полностью не изучены. Известно, что при деструкции префронтальной зоны коры больших полушарий человек теряет способность решать сложные задачи, быстро переключаться в мыслях, четко формулировать длинные фразы, выполнять движения, которым был обучен раньше. Нарушается способность к организованному мышлению, связыванию информации в единое целое, осуществлению ответных действий при поступлении сенсорных сигналов с некоторой задержкой во времени, в течение которого происходит интеграция поступающей информации и принимается оптимальное решение. Интеллектуальные процессы, лежащие в основе умственного труда, в целом осуществляются в лобных долях коры большого мозга. Они интегрируют сложные формы целенаправленного поведения, ответственны за решение творческих задач, требующих высокой степени абстрагирования.

В состоянии покоя энерготраты головного мозга не велики и составляют 3% от общего обмена. Степень увеличения энерготрат зависит от характера нервно-эмоционального напряжения при умственной работе. При чтении вслух сидя прирост составляет 48%, при чтении лекции стоя – 94%. Высокий уровень метаболических процессов в нейронах обусловливает эволюционно развившуюся надежность их кислородного обеспечения. В покое головной мозг утилизирует 20% от общего потребления О2, что обеспечивается большой объемной скоростью кровотока в сосудах мозга, составляющей 15% от величины минутного объема кровотока (700–800 мл). Количество открытых капилляров, оплетающих нейроны, обусловлено уровнем функциональной активности определенных структур мозга. Вопрос об увеличении общего мозгового кровотока при умственной и физической деятельности дискутируется. Доминирует точка зрения о перераспределении кровотока на фоне незначительного его увеличения за счет расширения сосудов мозга. Череп, в котором помещается головной мозг, лимитирует прирост мозгового кровотока. Максимально его величина повышается в 1,5; 4–6; 5–7 раз меньше, чем соответственно в миокарде, коже и скелетных мышцах. Перераспределительные реакции мозгового кровотока четко дифференцированы, отличаются лабильностью соответственно преимущественному участию тех или иных структур мозга в умственной деятельности. Сложный и продолжительный умственный труд сопровождается максимальным увеличением мозгового кровотока в области лобных долей коры больших полушарий, несущих наибольшую нагрузку по переработке и интегрированию информации. Здесь в разгар активной работы кровоток может увеличиваться на 30 – 50% от уровня покоя (К.П. Иванов, Е.Б. Бабский, В.А. Пастухов).

Экспериментально установлено, что раздражение различных рецепторов сопровождается ограниченным изменением кровоснабжения в их первичных корковых проекциях – сенсомоторной, теменной, затылочной ипсилатеральной и контралатеральной областях.

Локальные усиление и уменьшение кровотока в премоторных и лобных областях коры большого мозга отмечены психологами при различных психоэмоциональных раздражениях и процессе абстрактного мышления.

Имеется связь между уровнем кровотока, выраженностью биоэлектрической активности коры большого мозга и уровнем умственной деятельности. За 3–5 с до усиления кровотока в мозге отмечается увеличение биопотенциалов, характеризующееся приростом их амплитуды и частоты.

Особенностью умственного труда является переработка и интеграция огромного объема информации в условиях ограничения двигательной активности (гиподинамия), что обусловлено спецификой рабочей позы, небольшими объемами рабочих движений. Преобладание позной активности над фазной, связанной с рабочими движениями преимущественно рук, ног или их сочетания, отрицательно влияет на функциональное состояние организма. Основной причиной, снижающей уровень функционального состояния при локальной работе, является ограничение потока рефлекторной стимуляции внутренних органов, желез внутренней секреции, симпатико-адреналовой системы со стороны проприоцепторов мышц. Нельзя исключить ослабление стимулирующих влияний на внутренние органы со стороны интероцепторов, воспринимающих механические толчки при фазной активности мышц. Соответствующие механизмы снижают все виды обмена веществ.

Интенсификация умственного труда в эпоху научно-технического прогресса сопровождается большим нервно-эмоциональным напряжением, как правило, связанным с необходимостью переработки большого количества информации в условиях дефицита времени. Большая нагрузка на зрительную сенсорную систему вызывает ее более быстрое по сравнению с другими системами утомление. Нервно-эмоциональное напряжение в сочетаний с гипокинезией прежде всего (через l'/2–2 ч) приводит к снижению функциональной активности нервной, мышечной и сердечно-сосудистой систем. Уменьшается тонус не принимающих участие в работе мышечных групп. Вследствие снижения мышечной активности ослабляются тонус сосудов, понижается АД, резко снижается скорость кровотока, уменьшается венозный возврат крови к сердцу – все это приводит к застою крови в области нижних конечностей и в брюшной полости. Аналогичная картина развивается при переутомлении.

При продолжительном умственном труде в течение дня тонус работающих мышц повышается. Наблюдается ограниченное повышение тонуса мышц, не принимающих непосредственное участие в операциях (например, от работающих мышц кисти к мышцам плеча и плечевого пояса).

Напряженная деятельность мышц кисти, предплечья, речедвигательного аппарата приводит к повышению тонуса сосудов и артериального давления.

Изменение положения позвоночника, связанное со статикой различных рабочих поз, со временем приводит к нарушению осанки и другим более серьезным дефектам позвоночника типа остеохондроза, что в свою очередь отрицательно сказывается на деятельности внутренних органов грудной, брюшной и тазовой полостей.

Снижение энергетического обмена при умственном труде, связанном с малой двигательной активностью, при обычном питании обусловливает прибавку массы тела, что является фактором риска для многих функциональных систем организма, в первую очередь для системы кровообращения. С целью устранения факторов риска в режиме умственного труда необходимо чередовать умственную работу с организованной двигательной активностью в виде занятий физической культурой.

После каждого часа умственной работы в перерывах необходимо проводить «физкультминутки», «физкультпаузы», производственную гимнастику, а подбор упражнений осуществлять с учетом специфики умственного труда и связанного с ним основного двигательного компонента.