Психические процессы, включенные в деятельность, базируются на функционировании физиологических механизмов мозга, органов чувств, вегетативных систем организма. В связи с этим они являются тем психофизиологическим базисом, который, определяя эффективность протекания психических функций, в конечном счете влияет на успешность выполнения профессиональных задач и поэтому должен являться объектом изучения и оценки при проведении мероприятий по профессиональному психологическому отбору. Далее рассмотрим разные группы явлений, относящиеся к данному классу.
Понятие о гомеостазе, адаптации, функциональных состояниях и психофизиологических резервах
Подсистема адаптационно-гомеостатической регуляции деятельности работает по-целевому принципу на уровне базовых процессов жизнедеятельности. Она представляет собой анатомо-физиологическую основу организма, совокупность вегетативных функций которого определяют целостность функционирования и развития организма как биологического объекта, обеспечивает его работоспособность при различных воздействиях внешней среды и разных «потребностях» операциональной подсистемы, т. е. в процессе целенаправленной деятельности.
У. Кэннон ввел термин «гомеостаз» для обозначения наследственно закрепленного свойства организма поддерживать жизненно важные константы в условиях изменяющейся окружающей среды. При выходе параметров среды за пределы некоторой нормы эти константы могут кратковременно или на длительный срок измениться и стабилизироваться на новом уровне. Таким образом, поддержание стабильности внутренней среды организма связано с адаптацией к новым, необычным условиям существования. Однако под гомеостазом (или гомеостазисом) следует понимать не только поддержание постоянства внутренней среды, но и поддержание работоспособности организма. Поэтому подсистема адаптационно-гомеостатической регуляции, «пользуясь» ресурсами подсистемы энергопластического обеспечения, выполняет две взаимосвязанные функции: с одной стороны, она «защищает» процесс деятельности человека от воздействия окружающей среды, а с другой — «питает» этот процесс, обеспечивая необходимый уровень окислительно-восстановительных и других физиологических реакций. Первая функция является гомеостатической по отношению к жизненно важным константам организма, вторая — адаптационно-обеспечивающей.
Энергопластическое обеспечение должно соответствовать характеру деятельности. Это общее, достаточно очевидное положение выражают несколько принятых в физиологии труда понятий: «физиологическая цена деятельности», «вегетативное обеспечение работы», «физиологический эквивалент деятельности».
На основе обобщения большого объема исследований, проведенных с авиационными диспетчерами, показано, что психофизиологическая адаптация к определенным режимам и условиям деятельности включает:
> активацию «субстрата», обеспечивающего эффективную целенаправленную профессиональную деятельность и необходимое эмоциональное напряжение (ряд структур коры больших полушарий головного мозга, ближайшей подкорки и гипоталамуса);
активацию нейрогуморальных механизмов, ответственных за интенсификацию физиологических процессов, которые осуществляют вегетативное обеспечение активируемого «субстрата» мозга (питание, окислительно-восстановительные процессы и т. п.); к этим механизмам относятся гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальная гормональная система и парасимпатическая нервная система;
изменение интенсивности работы основных физиологических систем (дыхания, кровообращения), перераспределение крови, активацию ряда тканевых ферментов и ферментов крови, активацию энергетических процессов и др.;
активацию специализированных защитно-приспособительнЫх механизмов (гомеостаза, иммунных реакций и др.).
Во всех перестройках физиологических функций, лежащих в основе приспособления вегетативных процессов к условиям и характеру выполняемой деятельности, необходимо различать стабилизируемые и компенсирующие параметры (рис. 5.1). Например, поддержание постоянства температуры «ядра» тела.
Интенсивность воздействия
Рис. 5.1. Закономерности влияния факторов среды на характеристики деятельности
(стабилизируемый параметр) при повышении температуры окружающей среды обеспечивается усилением теплоотдачи тела за счет расширения сосудов кожи, для чего требуется увеличение кровотока (компенсирующий параметр).
По мере увеличения силы воздействия фактора возрастает реакция той физиологической системы (компенсирующая функция), которая обеспечивает поддержание уровня работы и физиологические константы наиболее значимых для организма систем (стабилизируемая функция). Аналогичные изменения происходят и в структуре деятельности: за счет ухудшения некоторых второстепенных по отношению к цели данной деятельности параметров поддерживаются на достаточно высоком уровне приоритетные параметры. Ухудшение приоритетных параметров деятельности происходит лишь после того, как стабилизируемая физиологическая функция перейдет на новый, резервный уровень стабилизации.
Потребности энергопластического обеспечения работы операциональной подсистемы могут противоречить потребностям обеспечения гомеостаза основных жизненных функций. Это обстоятельство характерно для высокомотивированной деятельности человека в неблагоприятных условиях внешней среды. Например, при высоких температурах потребности гомеостазирования температуры тела лучше обеспечиваются при полном физическом покое. Но человек выполняет умственную и физическую работу, волевым усилием преодолевая стремление к покою.
В этой связи давно существует проблема взаимосвязи функциональных состояний, работоспособности и качества деятельности человека. Различают интенсивные и экстенсивные функциональные состояния. Первые имеют принципиальное сходство по своему содержанию; их можно упорядочить посредством единой шкалы (например, различные уровни бодрствования). Вторые имеют разную физиологическую основу, большее качественное своеобразие, например, состояния утомления и эмоциональной напряженности.
Функциональные состояния, в основном, есть проявления работы подсистем адаптационно-гомеостатической регуляциии энергопластического обеспечения. Но они отражаются и на работе операциональной подсистемы деятельности.
Учитывая характер взаимоотношений между компонентами функциональной системы деятельности, можно считать, что функциональное состояние человека есть интегральное проявление качественно своеобразной организации и интенсивности протекания физиологических и психических процессов, обеспечивающих энергетические, пластические и регуляторные условия выполнения им целенаправленной деятельности в определенном диапазоне параметров среды.
Следует различать две группы факторов, определяющих характер функционального состояния человека и особенности взаимосвязи состояния с эффективностью деятельности: сама деятельность и внешняя среда.
Основным фактором первой группы является временная протяженность процесса деятельности. Существует понятие «кривая работы» — зависимость качества труда от его длительности. Эту кривую описывают в виде «фаз работоспособности». Типичным для периода деятельности типа рабочей смены считают наличие фаз:
врабатываемости, 2) устойчивой высокой работоспособности,
снижения работоспособности и 4) конечного порыва. Более содержательным, учитывающим не только показатели качества деятельности, но и адаптационные реакции организма, является следующий перечень последовательных фаз: мобилизация, первичная реакция, гиперкомпенсация, субкомпенсация, декомпенсация и срыв.
Если период работы заканчивается до наступления последних двух фаз, то вместо них может возникнуть фаза конечного порыва. Существует трактовка фаз и в терминах развивающегося утомления: врабатываемости и высокой продуктивности; полной компенсации (1-я стадия утомления); неустойчивой компенсации (2-я стадия утомления); прогрессирующего снижения работоспособности (стадия переутомления).
Ко второй группе факторов (внешней среде) относятся факторы трех типов:
Факторы, которые воздействуют прежде всего на физиологические функции, обеспечивающие общие приспособительные изменения в организме. Например, температура воздуха от 25 до 55 °С, некоторые токсические примеси к нему, умеренные степени гипоксии и голодания вначале вызывают повышение интенсивности упомянутых функций (увеличение кровотока и объема легочной вентиляции, возрастание температуры тела и др.). При этом иногда наблюдается небольшое повышение качества деятельности. Затем последовательно возникают субъективные трудности, снижается качество сначала дополнительной и, наконец, основной деятельности.
Факторы, первично влияющие на процесс деятельности, вызывают разные эффекты, в зависимости от вида фактора и характера деятельности. Так, факторы, оказывающие механическое воздействие (вибрации, угловые ускорения), прежде всего влияют на качество работы, требующей координации движений. Физиологические системы реагируют позже и в меньшей степени. Световые и шумовые условия на рабочем месте человека воздействуют в первую очередь на параметры восприятия зрительной или слуховой информации.
Факторы, влияющие одновременно как на состояние основных физиологических систем, так и на процесс деятельности (например, пилотажные перегрузки), с самого начала приводят к значительному повышению уровня напряжения основных физиологических систем и снижению качества деятельности.
Максимальные сдвиги значений показателей наблюдаются во время изменения значения фактора. В период стабилизации этой величины может происходить адаптация как физиологических функций, так и процесса деятельности.
Естественно, при проведении мероприятий профессионального психологического отбора необходимо следить, чтобы функциональное состояние обследуемых лиц было в пределах нормы обычного работоспособного человека, за исключением тех случаев, когда изменения функционального состояния являются критерием, по которому судят о реактивности организма и личности человека (например, об эмоциональной устойчивости).
Психофизиологические резервы организма представляют собой те энергетические и пластические (вещественные, биофизические или биохимические) запасы, которые могут быть мобилизованы для поддержания жизнедеятельности организма и/или для выполнения деятельности в экстремальных условиях. Известно, что в обычных условиях без особого напряжения человек использует не более 50% своих возможностей. В состоянии экстаза или в результате максимальных волевых усилий человек может мобилизовать еще 25%. Это — относительные характеристики. А абсолютные психофизиологические резервы у разных людей сильно отличаются. Задача оценки таких резервов затруднена тем, что психофизиологические возможности человека определяются состоянием разных базовых систем организма и характеристиками сформированных у человека функциональных систем деятельности. А они в значительной мере связаны с психологическими факторами. «Поставщиком» энергии в организме являются и гликоген печени, и жировая ткань, и фосфорсодержащие соединения. Пластическое обеспечение, т. е. восполнение расхода веществ, осуществляют практически все биохимические процессы, исходный материал для которых поставляют пища, вода и кислород воздуха. Именно кислородная часть обмена веществ — тканевое дыхание является наиболее универсальной частью энергопластических процессов в организме. Показано, что по состоянию дыхательной функции можно судить о способностях человека к адаптации к разным факторам как самой деятельности, так и внешней среды — к физическим нагрузкам, теплу и холоду, гипоксии, механическим перегрузкам. Именно поэтому большинство методов оценки функциональных психофизиологических резервов и адаптационных возможностей основано на приемах определения устойчивости человека к кислородному голоданию, и/или к гиперкапнии (повышенному содержанию в тканях углекислого газа), при выполнении человеком нагрузочных проб.
Такими методами являются:
1. эргометрия (дозированная физическая нагрузка — проба Ру фье, Мартинета, PWC170 и др.) (с. 69-73);
2. дыхательные пробы с произвольной задержкой дыхания либо на вдохе (проба Штанге), либо на выдохе (проба Генча) (с. 74-75);
3. испытания в барокамере при пониженном давлении;
4. гипоксическо-гиперкапнические испытания (дыхание с использованием замкнутого пространства).
Необходимым условием Всех этих испытаний (поскольку они в определенной мере являются и испытаниями волевых усилий) является контроль за содержанием кислорода в крови. Такой контроль можно осуществлять как по прямым показателям (оксигемометром), так и по косвенным (например, по пульсу).
Вопросы для самоконтроля
Дайте определения понятиям «гомеостаз», «профессиональная адаптация», «функциональное состояние», «психофизиологические резервы».
Приведите примеры стабилизируемых и компенсирующих вегетативных процессов, лежащих в основе перестройки физиологических функций при приспособлении организма человека к условиям и характеру выполняемой деятельности.
Каковы факторы, определяющие характер функционального состояния работающего человека?
Перечислите наиболее частые методы оценки психофизиологических резервов человека.
Задание для самостоятельной подготовки
Используя приведенные описания (с. 69-75) самостоятельно проведите исследования функций сердечно-сосудистой системы и внешнего дыхания.
Оцените полученные показатели и вынесите заключение об адаптационных возможностях обследованных лиц и их способности выполнять длительную и/или интенсивную физическую работу.
Вопросы для тестового контроля знаний
1. По определению У. Кэннона, «гомёостаз» — это:
а) поддержание работоспособности организма;
б) кратковременное или длительное изменение физиологических констант и стабилизация их на новом уровне в зависимости от условий изменяющейся окружающей среды;
в) наследственно закрепленное свойство организма поддерживать жизненно-важные константы в условиях изменяющейся окружающей среды;
г) все ответы верны;
д) все ответы неверны.
2. Усиление теплоотдачи, происходящее при повышении температуры окружающей среды, является;
а) стабилизируемым параметром;
б) компенсирующим параметром;
в) все ответы верны;
г) все ответы неверны.
3. Характер функционального состояния работающего человека определяется:
а) целью, задачами и интенсивностью деятельности;
б) временной протяженностью процесса деятельности;
в) факторами внешней среды;
г) все ответы верны;
д) все ответы неверны.
4. В обычных условиях без особого напряжения человек использует:
а) не более 25% своих возможностей;
б) не более 50% своих возможностей;
в) не более 75% своих возможностей;
ЭРГОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОБЫ
Проба Руфье
Методика предназначена для исследования работы сердечной мышцы при физической нагрузке. Необходимое оборудование: секундомер.
Порядок проведения пробы:
У обследуемого после 5-минутного спокойного состояния в положении лежа подсчитывается пульс за 15 секунд (PJ. Затем обследуемый совершает 30 приседаний за 60 секунд. После этого подсчитывается пульс за первые 15 секунд (Р2) и последние 15 секунд (Р,) первой минуты восстановительного периода.
Вычисляется показатель сердечной деятельности (ПСД) по формуле:
Критерии оценки пробы Руфье:
ПСД = 0,1-5 — отлично;
ПСД = 5,1-10 — хорошо;
ПСД = 10,1-15 — удовлетворительно;
ПСД = 15,1-20 — плохо.
Проба Мартинета (упрощенная методика)
Методика предназначена для исследования состояния сердечно-сосудистой системы и ее способности к восстановлению после совершения физической нагрузки. Необходимое оборудование: секундомер, аппарат для измерения артериального давления.
Порядок проведения пробы:
Перед пробой у обследуемого в положении сидя измеряется частота сердечных сокращений и систолическое и диастолическое давление. В качестве нагрузки в зависимости от контингента обследуемых могут применяться 20 приседаний за 30 секунд или приседания в том же темпе в течение 2 минут. В первом случае период восстановления длится 3 минуты, во втором 5 минут. После нагрузки через 3(5) минут измеряется частота сердечных сокращений и систолическое и диастолическое давление.
Оценка пробы ведется по трехбалльной системе по величине разности измеренных показателей до и после нагрузки:
при разности не более 5 — хорошо;
при разности от 5 до 10 — удовлетворительно;
при разности более 10 — неудовлетворительно.
Степ-тест
Методика предназначена для оценки реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Необходимое оборудование: ступенька высотой 50 см, секундомер (метроном).
Порядок проведения обследования:
Физическая нагрузка задается в виде восхождения на ступеньку высотой 50 см. Подъем Осуществляется на 4 счета (или по ударам метронома): раз — левой ногой на ступеньку, два — правой, три — левая опускается на пол, четыре — правая приставляется к левой. Всего 30 восхождений в 1 минуту на протяжении 3 минут.
В положении стоя на ступеньке ноги должны быть прямыми, туловище должно находиться в строго вертикальном положении. При подъеме и спуске руки выполняют обычные для ходьбы движения. Вовремя выполнения теста можно несколько раз сменить ногу, с которой начинается подъем.
Перед проведением степ-теста испытуемого необходимо ознакомить с техникой выполнения физической нагрузки, предоставить ему возможность совершить несколько пробных восхождений на ступеньку.
После окончания физической нагрузки испытуемый отдыхает сидя. ЧСС подсчитывается за первые 15 секунд на 2-й, 3-й и 4-й минутах после нагрузки с последующим пересчетом в количество ударов в минуту. Проба оценивается по индексу (И):
Т — время нагрузки, в секунду;
Р2 — ЧСС (уд./мин) на 2-й минуте периода восстановления;
РЗ — ЧСС (уд./мин) на 3-й минуте периода восстановления;
Р4 — ЧСС (уд./мин) на 4-й минуте периода восстановления.
Критерии оценки пробы:
И > 60 — хорошо;
И = 50-59 — удовлетворительно;
И < 50 — плохо.
В варианте степ-теста, разработанном в Гарвардском университете, длительность подъема увеличивается до 5 минут (темп восхождения 30 подъемов в минуту). Эта проба пригодна для хорошо физически развитых людей. Оценка теста в этом варианте проводится по величине индекса, вычисляемого по формуле:
Градация оценок варианта следующая:
И > 90 — отлично;
И = 80-89 — хорошо;
И = 65-79 — средняя;
И = 55-64 — ниже средней;
И < 55 — плохо.
Проба Летунова
Методика предназначена для оценки адаптации организма к скоростной работе и работе на «выносливость».
Необходимое оборудование: секундомер (метроном), тонометр (аппарат для измерения артериального давления).
При проведении пробы испытуемый выполняет последовательно три нагрузки. В 1-й он делает 20 приседаний за 30 секунд. 2-я нагрузка (она выполняется через 3 минуты после первой) состоит в 15-секундном беге на месте В максимальном темпе. И, наконец, через 4 минуты испытуемый выполняет 3-ю нагрузку — 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 минуту. После окончания каждой нагрузки на протяжении всего периода отдыха регистрируется восстановление ЧСС и АД. Пульс считается по 10-секундным интервалам.
Порядок проведения пробы:
1. подсчет пульса и измерение АД в исходном состоянии;
2. 20 приседаний за 30 секунд;
3. подсчет пульса на 1-й, 2-й, 3-й минутах, измерение АД на 1-й, 2-й и 3-й минутах отдыха;
4. 15-секундный бег на месте в максимальном темпе;
5. измерение пульса и АД на 1-й, 2-й, 3-й и 4 минутах отдыха;
6. 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 минуту.
Измерение пульса и АД на 1-й, 2-й, 3-й, 4-й и 5-й минутахотдыха.
Оценка результатов пробы Летунова
Результаты пробы Летунова оцениваются путем изучения типов реакции. У хорошо тренированных людей наблюдается нормотонический тип реакции на пробу: под влиянием каждой на
грузки отмечается в различной степени выраженное учащение пульса (но не более 140 уд./мин), повышение максимального АД (160-180 мм рт. ст.), минимальное АД остается без изменений или незначительно снижается (до 50-60 мм рт. ст.). Важным критерием нормотонической реакции является быстрое восстановление ЧСС и АД до уровня покоя. Так, после 20 приседаний полное восстановление может наблюдаться уже на 2-й минуте реституции, после 2-й нагрузки — на 3-й минуте, после 3-й — на 4-й минуте. Замедление восстановления приведенных выше показателей свидетельствует о недостаточной тренированности человека.
Гипертонический тип реакции характеризуется резким повышением максимального АД до 180-220 мм рт. ст. Минимальное АД либо не изменяется, либо повышается. У таких людей отмечается и более высокая пульсовая реакция с замедлением восстановления ЧСС до исходного уровня. Этот тип реакции чаще всего отмечается при переутомлении, перетренированности, а также при предгипертоцических состояниях.
Гипотонический тип реакции характеризуется незначительным повышением максимального АД в ответ на нагрузку. Такого рода изменение АД сопровождается резким учащением пульса на
ю и 3-ю нагрузки (до 170-190 уд./мин). Время восстановления ЧСС и АД замедлено. Этот тип реакции свидетельствует о недостаточности приспособляемости сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке.
Дистонический тип реакции характеризуется главным образом снижением минимального АД, которое после 2-й и 3-й нагрузок становится равным нулю («феномен бесконечного тона»). Максимальное АД в этих случаях повышается до 180-200 мм рт. ст. Этот тип реакции свидетельствует о недостаточности приспособляемости сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке при сохранении «феномена бесконечного тона» в течение нескольких минут после нагрузки.
Реакция со ступенчатым подъемом максимального АД. Этот тип реакции характеризуется тем, что максимальное АД, которое обычно снижается в восстановительном периоде, у некоторых людей повышается на 2-3-й минуте по сравнению с его величиной на 1-й минуте. Такая реакция чаще всего наблюдается после 15-секундного бега. Этот тип реакции свидетельствует об ухудшении функционального состояния организма и служит показателем инерционности систем, регулирующих кровообращение.
