Тема 5. Психофізіологічні механізми, що лежать в основі діяльності

1. Поняття про гомеостаз, адаптацію, функціональні стани і психофізіологічні резерви. 2. Основні властивості нервової системи. 3. Психофізіологічні характеристики органів почуттів.

4. Психомоторні процеси

Психічні процеси, які включені в діяльність, базуються на функціонуванні фізіологічних механізмів мозку, органів почуттів, вегетативних систем організму. У зв'язку з цим вони є тим психофізіологічним базисом, який, визначая ефективність протікання психічних функцій, у кінцевому рахунку впливає на успішність виконання професійних завдань і тому повинен бути об'єктом вивчення і оцінки при проведенні заходів з професійного психологічного відбору.

Далі розглянемо різні групи явищ, які відносяться до даного класу.

1. Поняття про гомеостаз, адаптацію, функціональні стани і психофізіологічні резерви

Підсистема адаптаційно-гомеостатичні регуляції діяльності працює за цільовим принципом на рівні базових процесів життєдіяльності. Вона являє собою анатомо-фізіологічну основу організму, сукупність вегетативних функцій які визначають цілісність функціонування та розвитку організму як біологічного об'єкта, забезпечує його працездатність при різних впливах зовнішнього середовища і різних «потребах» операциональной підсистеми, тобто в процесі цілеспрямованої діяльності.

У. Кеннон ввів термін «гомеостаз» для позначення наслідне закріплених властивостей організму підтримувати життєво важливі константи в умовах мінливого навколишнього середовища. При виході параметрів середовища за межі певної норми ці константи можуть короткочасно або на тривалий термін змінитися і стабілізуватися на новому рівні.

Таким чином, підтримка стабільності внутрішнього середовища організму пов'язана з адаптацією до нових, незвичайних умов існування. Однак під гомеостазом (або гомеостазісом) слід розуміти не тільки підтримання сталості внутрішнього середовища, а й підтримку працездатності організму. Тому підсистема адаптаційно-гомеостатичної регуляції, «користуючись» ресурсами підсистеми енергопластіческого забезпечення, виконує дві взаємопов'язані функції: з одного боку, вона «захищає» процес діяльності людини від впливу навколишнього середовища, а з іншого - «живить» цей процес, забезпечуючи необхідний рівень окислювально-відновних та інших фізіологічних реакцій.

Перша функція є гомеостатичною по відношенню до життєво важливих констант організму, друга - адаптаційно-забезпечувающа.

Енергопластичне забезпечення повинне відповідати характеру діяльності. Це загальне, досить очевидне положення висловлюють кілька прийнятих у фізіології праці понятий: «фізіологічна ціна діяльності», «вегетативне забезпечення роботи», «фізіологічний еквівалент діяльності». На основі узагальнення великого обсягу досліджень, проведених з авіаційними диспетчерами, показано, що псіхофізіологічна адаптація до певних режимам та умовам діяльності включає:

– Активацію «субстрату», що забезпечує ефективну цілеспрямовану професійну діяльність і необхідне емоційне напруження (ряд структур кори великих півкуль головного мозку, найближчої підкірки і гіпоталамуса);

– Активацію нейрогуморальних механізмів, відповідальних за інтенсифікацію фізіологічних процесів, які здійснюють вегетативне забезпечення активируемого «субстрата» мозку (харчування, окисно-відновні процеси і та ін.); до цих механізмів відносяться гіпоталамо-гіпофізарно-адренокортикальна гормональна систе ма і парасимпатична нервова система;

– Зміна інтенсивності роботи основних фізіологічних систем (дихання, кровообігу), перерозподіл крові, активацію низки тканинних ферментів і ферментів крові, активацію енергетичних процесів та ін;

– Активацію спеціалізованих захисно-пристосувальних механізмів (гомеостазу, імунних реакцій та ін.).

У всіх перебудовах фізіологічних функцій, що лежать в основі пристосування вегетативних процесів до умов і характеру виконуваної діяльності, необхідно розрізняти стабілізіруєми і компенсуючі параметри (рис. 5.1). Наприклад, підтримання сталості температури «ядра» тіла (стабілізіруємий параметр) при підвищенні температури оточуючого середовища забезпечується посиленням тепловіддачі тіла за рахунок розширення судин шкіри, для чого потрібно збільшення кровотоку (компенсуючий параметр).

У міру збільшення сили впливу фактора зростає реакція тієї фізіологічної системи (компенсуюча функція), яка забезпечує підтримку рівня роботи і фізіологічні константи найбільш значущих для організму систем (стабілізіруемая функція). Аналогічні зміни відбуваються і в структурі діяльності: за рахунок погіршення деяких другоступеневих по відношенню до мети даної діяльності параметрів підтримуються на достатньо високому рівні пріоритетні параметри. Погіршення пріоритетних параметрів діяльності відбувається лише після того, як стабилизируема фізіологічна функція перейде на новий, резервний рівень стабілізації.

Потреби енергопластіческого забезпечення роботи операциональной підсистеми можуть суперечити потребам забезпечення гомеостазу основних життєвих функцій. Ця обставина характерна для високомотивованої діяльності людини в несприятливих умовах зовнішнього середовища. Наприклад, при високих температурах потреби гомеостазірованія температури тіла краще забезпечуються при повному фізичному спокої. Але людина виконує розумову і фізичну роботу, вольовим зусиллям долаючи прагнення до спокою.

У зв'язку з цим давно існує проблема взаємозв'язку функціональних станів, працездатності і якості діяльності людини. Розрізняють інтенсивні і екстенсивні функціональні стани. Перші мають принципове подібність за своїм змістом, їх можна впорядкувати за допомогою єдиної шкали (наприклад, різні рівні неспання). Другі мають різну фізіологічну основу, більше якісну своєрідність, наприклад, стан втоми та емоційної напруженості.

Функціональні стани, в основному, є прояви роботи підсистем адаптаційно-гомеостатичної регуляції і енергопластіческого забезпечення. Але вони відображаються і на роботі операциональної підсистеми діяльності.

Враховуючи характер взаємин між компонентами функціональної системи діяльності, можна вважати, що функціональний стан людини є інтегральним проявом якісно своєрідної організації та інтенсивності протікання фізіологічних і психічних процесів, що забезпечують енергетичні, пластичні та регуляторні умови виконання ним цілеспрямованої діяльності в певному діапазоні параметрів середовища.

Слід розрізняти дві групи факторів, що визначають характер функціонального стану людини та особливості взаємозв’язку стану з ефективністю діяльності: сама діяльність і зовнішня середа.

Основним фактором першої групи є тимчасова протяженність процесу діяльності. Існує поняття «крива роботи» - залежність якості праці від його тривалості. Цю криву описують у вигляді «фаз працездатності».

Типовим для періоду діяльності типу робочої зміни вважають наявність фаз: 1) впрацьовуваємості, 2) стійкої високої працездатності, 3) зниження працездатності і 4) кінцевого пориву. Більш змістовним, що враховує не тільки показники якості діяльності, а й адаптаційні реакції організму, є наступний перелік послідовних фаз: мобілізація, первинна реакція, гіперкомпенсація, субкомпенсація, декомпенсація і зрив.

Якщо період роботи закінчується до настання останніх двох фаз, то замість них може виникнути фаза кінцевого пориву. Існує трактування фаз і в термінах утоми, яка розвивається: впрацьовуваємості і високої продуктивності; повної компенсації (1-я стадія стомлення); нестійкої компенсації (2-я стадія стомлення); прогресуючого зниження працездатності (стадія перевтоми).

До другої групи чинників (зовнішнього середовища) відносяться фактори трьох типів:

1. Фактори, які впливають насамперед на фізіологічні функції, що забезпечують загальні пристосувальні зміни в організмі. Наприклад, температура повітря від 25 до 55 ° С, деякі токсичні домішки до неї, помірні степені гіпоксії і голодування спочатку викликають підвищення інтенсивности згаданих функцій (збільшення кровотоку і об'єму легеневої вентиляції, зростання температури тіла та ін.). При цьому іноді спостерігається невелике підвищення якості діяльності. Потім послідовно виникають суб'єктивні труднощі, знижується якість спочатку додаткової і, нарешті, основної діяльності.

2. Фактори, первинно впливають на процес діяльності, викликають різні ефекти, залежно від виду фактора і характеру діяльності. Так, фактори, що здійснюють механічний вплив (вібрації, кутові прискорення), насамперед впливають на якість роботи, що вимагає координації рухів. Фізіологічні системи реагують із запізненням і меншою ступеню. Світлові і шумові умови на робочому місці людини впливають в першу чергу на параметри сприйняття зорової або слухової інформації.

3. Фактори, що впливають одночасно як на стан основних фізіологічних систем, так і на процес діяльності (наприклад, пілотажні перевантаження), з самого початку призводять до значного підвищення рівня напруги основних фізіологічних систем і зниження якості діяльності.

Максимальні зрушення значень показників спостерігаються під час зміни значення фактора. У період стабілізації цієї величини може відбуватися адаптація як фізіологічних функцій, так і процесу діяльності.

Природно, при проведенні заходів професійного психологічного відбору необхідно стежити, щоб функціональний стан обстежуваних осіб був в межах норми звичайної працездатної людини, за винятком тих випадків, коли зміни функціонального стану є критерієм, по якому судять про реактивності організму й особистості людини (наприклад, про емоційної стійкості).

Психофізіологічні резерви організму представляють собою ті енергетичні і пластичні (речові, біофізичні або біохімічні) запаси, які можуть бути мобілізовані для підтримки життєдіяльності організму або для виконання діяльності в екстремальних умовах.

Відомо, що в звичайних умовах без особливої напруги людина використовує не більше 50% своїх можливостей. У стані екстазу або в результаті максимальних вольових зусиль людина може мобілізувати ще 25%. Це - відносні характеристики. А абсолютні психофізіологічні резерви в різних людей сильно відрізняються. Задача оцінки таких резервів затруджена тим, що психофізіологічні можливості людини визначаються станом різних базових систем організму і характеристиками сформованих у людини функціональних систем діяльності. А вони в значній мірі пов'язані з психологічними факторами. «Постачальником» енергії в організмі є і глікоген печінки, жирова тканина і з'єднання, які мають фосфор. Пластичне забезпечення, тобто заповнення расходу речовин, здійснюють практично всі біохімічні процеси, початковий матеріал для яких постачають їжа, вода і кисень повітря. Саме киснева частина обміну речовин - тканинне дихання є найбільш універсальною частиною енергопластічних процесів в організмі.

Показано, що за станом дихальної функції можна судити про здібності людини до адаптації до різних факторів як самої діяльності, так і зовнішнього середовища - до фізичних навантажень, тепла і холоду, гіпоксії, механічним перевантаженням. Саме тому більшість методів оцінки функціональних психофізіологічних резервів та адаптаційних можливостей засноване на прийомах визначення стійкості людини до кисневого голодування, та до гіперкапнії (підвищеному вмісту в тканинах вуглекислого газу), при виконанні людиною навантажувальних проб.

Такими методами є:

> Ергометрія (дозоване фізичне навантаження - проба Руф'є, Мартінета, PWC170 та ін) (с. 69-73);

> Дихальні проби з довільною затримкою дихання або на вдиху (проба Штанге), або на видиху (проба Генча) (с. 74-75);

> Випробування в барокамері при зниженому тиску;

> Гіпоксично-гіперкапніческой випробування (дихання з використанням замкнутого простору).

Необхідною умовою всіх цих випробувань (оскільки вони певною мірою є і випробуваннями вольових зусиль) є контроль за вмістом кисню в крові. Такий контроль можна здійснювати як за прямими показниками (оксігемометром), так і за непрямими (наприклад, по пульсу).

Питання для самоконтролю

1. Дайте визначення поняттям «гомеостаз», «професійна адаптація», «функціональний стан», «псіхофізіологічні резерви».

2. Наведіть приклади стабилизируемих і компенсуючих вегетативних процесів, що лежать в основі перебудови фізіологічних функцій при пристосуванні організму людини до умов і характеру виконуваної діяльності.

3. Які фактори, що визначають характер функціонального стану працюючої людини?

4. Перерахуйте найбільш часті методи оцінки псіхофізіологічних резервів людини.

Завдання для самостійної підготовки

1. Використовуючи наведені описи (с. 69-75) самостійно проведіть дослідження функцій серцево-судинної системи і зовнішнього дихання.

2. Оцініть отримані показники і винесіть висновок про адаптаційні можливості обстежених осіб та їх здібностях виконувати тривалу і інтенсивну фізичну роботу.