Глава 2

ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ И ПСИХОЛОГИИ ТРУДА

Обслуживание скоростных механизмов, наблюдение за ними и регулирование их работы требуют высокой подвижности нерв­ных процессов, быстрых и точных действий при небольших за­тратах энергии, понижения двигательной активности при повы­шении активности восприятия, внимания, памяти, мышления, эмоциональной устойчивости.

Указанные функции организма и свойства психики человека могут изучаться многими науками, но обобщающая роль в изуче­нии человека в процессе труда принадлежит физиологии и пси­хологии труда, которые при решении многих задач обращаются также к социальной и инженерной психологии, эргономике, технической эстетике, психогигиене и др.

ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА

Физиология труда - раздел гигиены труда, изучающий изме­нения функционального состояния организма человека под влия­нием производственной деятельности и разрабатывающий физио­логически обоснованные средства организации трудового процесса, способствующие предупреждению утомления и поддержанию высокого уровня работоспособности.

Исследования по физиологии труда проводятся в 2 направле­ниях:

а) изучение общих физиологических закономерностей трудовых процессов;

б) изучение конкретных видов производствен­ной деятельности.

Задачи физиологии труда охватывают широкий круг вопро­сов:

а) изучение физиологических закономерностей физического

и умственного труда;

б) исследование физиологических механизмов, определяющих динамику работоспособности человека в современных производственных условиях;

в) оценку степени тяжести труда; нервно-психического и эмоционального напряжения в процессе трудовой деятельности;

г) разработку физиологических основ научной организации труда, включающей оптимизацию рабочих движений, рабочих поз, организации рабочего места, ритма работы, разработку ра­циональных режимов труда и отдыха.

Изучение труда в конкретной производственной обстановке должно осуществляться с учетом социальных факторов, влияю­щих на работающего, ибо труд представляет собой категорию как биологическую, так и социальную.

В биологическом плане труд - важная функция организма, характеризующаяся определенной физиологической стоимостью.

Согласно высказыванию К. Маркса, «...как бы различны ни были отдельные виды полезного труда или производительной дея­тельности, с физиологической стороны, это функции человеческого организма».

Многообразные формы трудовой деятельности издавна делят­ся на труд физический и умственный. Однако это деление весь­ма условно.

Классификация основных форм трудовой деятельности.

В современных формах трудовой деятельности чисто физиче­ский труд не встречается или не играет существенной роли. Однако пока общепризнанной остается физиологическая классификация трудовой деятельности, в соответствии с которой разли­чаются формы труда, требующие значительной мышечной активности, механизированные формы труда, формы труда; связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством, группо­вые формы труда (конвейеры), формы труда, связанные с дис­танционным управлением, формы интеллектуального труда.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности.

В настоящее время этот вид трудовых операций имеет место при отсутствии механизированных средств для работы. Эти работы характеризуется в первую очередь повышенными энергетически­ми затратами от 17—25 МДж (4000—6000 ккал) и выше в сутки.

Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий. Прежде всего это социальная неэффективность фи­зического, труда, связанная с низкой его производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном, до 50% рабочего времени, отдыхе.

Групповые формы труда – конвейеры.

Особенности данных форм труда определяются дроблением процесса на операции, заданным ритмом, строгой последовательностью выполнения опера­ций, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту с помощью движущейся ленты конвейера.

Конвейерная форма труда требует синхронизированной работы её участников в соответствии с заданным темпом и ритмом. При этом чем меньше интервал времени, затрачиваемый работником на операцию, тем монотоннее работа, тем упрощеннее ее содержание. Монотонность - одна из ведущих отрицательных особенностей конвейерного труда, приводящая к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению. В основе этого специфического явления лежит преобладание процесса торможения в корковой деятельности, развивающееся при действии однообразных повторных раздражителей. При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижается скорость реакции и быстро наступает утомление.

Механизированные формы труда.

При этих формах труда, энергетические затраты рабочих находятся в пределах 12.5— 17 МДж (3000 – 4000 ккал) в сутки.

Особенностью механизированных форм труда являются изменение характера мышечных нагрузок и усложнение программы действий. Профессии механизированного труда нередко требуют специальных знаний и двигательных навыков. В условиях меха­низированного производства наблюдается повышение объема мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы дистальных отделов конечностей, которые должны обеспечить большую скорость и точность движений, необходимую для управ­ления механизмами. Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малый объем воспринимаемой в труде информации приводит к монотонности труда.

Формы труда, связанные с частично автоматизированным производством.

При полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняет механизм. Задача человека ограничивается выполнением простых операций по обслуживанию станка; подать, материал для обработки, пустить в ход меха­низм, извлечь обработанную деталь.

Характерные черты этого вида работ - монотонность, повышенный темп и ритм работы, утрата творческого начала.

Физиологической особенностью в значительной мере автоматизированных форм труда является готовность работника к действию и связанная с ней быстрота реакции по устранению возникающих неполадок. Такое функциональное состояние оперативного ожидания бывает различным по степени утомительности в зависимости от отношения к работе, срочности необходимого действия, ответственности предстоящей работы и т. д.

Формы труда, связанные с управлением производственными процессами и механизмами.

При этих формах труда человек включен в систему управления как необходимое оперативное звено - чем менее автоматизирован процесс управления, тем боль­ше его участие. С физиологической точки зрения различаются две основные формы управления производственным процессом. В од­них случаях пульты управления требуют частых активных действий человека, а в других - редких. В первом случае непре­рывное внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях или речедвигательных актах, во втором — работник находится главным образом в состоянии готовности к действию, его реакции малочисленны.

 

Формы интеллектуального (умственного) труда. Этот труд представлен как профессиями, относящимися к сфере материаль­ного производства (конструкторы, инженеры, техники, диспетчеры, операторы и др.), так и вне его (врачи, учителя, писатели, артисты, художники и др.).

Интеллектуальный труд характеризуется, как правило, необ­ходимостью переработки большого объема разнородной информа­ции с мобилизацией памяти, внимания, частотой стрессовых си­туаций. Вместе с тем мышечные нагрузки, как правило незначительны, суточные энергозатраты составляют 10 - 11,7 МДж (2400—2000 ккал в сутки). Для данного вида труда характерна гипокинезия, т. е. значительное снижение двигательной ак­тивности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является неблагоприятным производственным фактором, одним из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда.

 

Общие закономерности регуляции рабочей деятельности человека

Принципы центральной нервной регуляции трудовой деятель­ности.

Нейрофизиологическая структура целенаправленной производственной деятельности очень сложна. Вся разнообразная деятельность клеток, тканей, органов и систем человеческого организма регулируется и управляется ЦНС; благодаря деятель­ности которой организм представляет собой единое, слаженное целое. Это основное положение современной физиологии имеет огромное значение для физиологии труда, изучающей деятель­ность целостного организма. Теория центрально-нервной регуля­ции трудовой деятельности разработана русскими физиологами— И. М. Сеченовым, И. П. Павловым. Н. Е. Введенским, А. А. Ух­томским. Независимо от характера производственной деятельно­сти обязательным внешним проявлением трудового процесса является двигательная активность человека. В процессе реализа­ции трудовой активности происходит взаимодействие организма со средой, приспособление к ней. Основоположник русской физио­логии И. М. Сеченов установил, что психические процессы по своему происхождению - рефлексы с началом в чувственном воз­буждении и концом в мышечном движении.

Учение И. П. Павлова об условных рефлекса у и второй сигнальной системе показывает, что двигательные реакции человека по своей физиологической сущности - сложные условные рефлексы. Возникновение двигательного действия (рабочего движе­ния) у человека связано с речевыми (вторая сигнальная систе­ма) и чувственными (первая сигнальная система) раздражите­лями. По И. П. Павлову, никакое рабочее движение не может начаться без раздражения, воспринимаемого органами чувств. В качестве условного раздражителя в процессе труда решающее значение имеют словесные сигналы, инструкции.

В процессе выработку условного рефлекса, лежащего в основе конкретного трудового действия, выделяются 2 этапа:

для 1-го этапа образования условного рефлекса характерна широкая иррадиация возбуждения в ЦНС. когда в осуществлении того или иного двигательного действия принимают участие многие центры коры головного мозга. У рабочего на этой стадии обучения много лишних движений, усилий, частые ошибки.

На 2-м этапе по мере усвоения и закрепления правильных приемов работы (в основе которых лежит только подкрепление заданного условного сигналa) происходит концентрация возбуждения в соответствующих центрах головного мозга. Основным фактором, определяющим характер межцентральных взаимоотношений в процессе трудовой деятельности, по А. А. Ухтомскому, является состояние повышенной возбудимости в определенной функциональной системе.

Доминантные центры обладают повышенной возбудимостью и способностью к суммации возбуждений, поступающих из разных источников с местным возбуждением, в результате чего они первыми настраиваются на оптимальный ритм и темп работы. Это способствует оптимизации рабочих движений. Формирование доминанты сопровождается широким развитием сопряженного торможения в других областях ЦНС, поэтому происходит подавление любой, не относящейся к производственной, деятельности. Характерной чертой доминанты является инертность, способность долго удерживать возбуждение, сохраняться в ЦНС в виде следа и заново сформироваться при подходящих условиях. Это обеспечивает возможность полноценного воспроизведения приобретенных трудовых навыков.

Таким образом, формирование доминанты неразрывно связано с широким развитием торможений в областях ЦНС, не входящих в сферу положительного проявления доминанты. Этот этап образования условных рефлексов характеризуется четкими, экономными рабочими движениями, отсутствием ошибок.

Доминанта определяет господствующую направленность рефлекторного поведения: от однозначно направленного действия до готовности к действию - «оперативного покоя». При оперативном покое пороги возбудимости к разнообразным раздражителям среды повышаются, тогда как пороги к раздражителям, сигнализирующим о срочном переходе к действию, понижаются.

Определяя роль доминанты в рефлекторном поведении человека, А. А. Ухтомский рассматривал в то же время деятельность человека как сложную функциональную систему, включающую совокупность психических актов, где высшим регулятором действия является сознание, регулируемое доминирующей мотивацией личности.

Важность мотивов и потребностей человека, определяемых его кортикальными установками, состоит в том, что в процессе трудовой деятельности они формируются под воздействием социальных факторов, отражая биосоциальную природу человека и оказывая существенное влияние на реализацию огромных биологических резервов ЦНС.

Для трудовой деятельности человека характерно многократное повторение в определенной последовательности различного рода раздражителей, которые складываются в определенную функциональную систему работы коры головного мозга, названную И. П. Павловым динамическим стереотипом.

Динамический стереотип - устойчивая, слаженная система рефлексов, которая образуется в результате многократного повторения условных раздражений в определенной последовательности и через определенные промежутки времени - усвоении ритма. В дальнейшем ответ организма определяется не воздействующим раздражителем, а возникающим на его месте условным раздражителем. Механизм динамического стереотипа заключается в формировании в мозге повторяющихся нервных процессов, отражающих пространственные, временные и порядковые особенности воздействия на организм внешних и внутренних раздражителей. Таким образом, нервные процессы программируют предстоящую деятельность мозга, чем обеспечивается точность и своевременность реакции организма на привычные раздражители производственной обстановки. Изменение условий труда приводит к ломке стереотипа и замене его новым. «Переделка» стереотипа создает реакцию напряжения, тем большую, чем сложнее стереотип и длительнее его существование. Скорость переделки стереотипа зависит также от возраста, функционального состояния ЦНС, типа высшей нервной деятельности человека.

Динамический стереотип как совокупность условных рефлексов включает в себя, помимо двигательных, и вегетативные компоненты, создающие единую систему жизнеобеспечения при осуществлении рабочих движений. В трудовой деятельности динамический стереотип вырабатывается в ходе обучения рабочего производственным операциям. После многократного повторения приемов работы и их усвоения переход от одного элемента рабочей операции к другому происходит без переключения внимания и мышления на выполнение каждого элемента. По мере закрепления динамического стереотипа возникает автоматизм в действиях рабочего.

Современные теоретические представления о центральной регуляции трудовой деятельности основываются на теории функциональных систем П. К. Анохина, гипотезе о жестких и гибких звеньях системы мозгового обеспечения психических процессов Н. П. Бехтеревой.

Согласно теории функциональных систем П. К. Анохина, любой целенаправленный двигательный акт осуществляется посредством функциональной системы как замкнутого циклического образования с наличием обратной информации о результате действия. Важнейшими элементами такой системы являются афферентный синтез, принятие решения, построение программы действия, акцептор результата действия, результат действия, обратная афферентация.

Афферентный синтез заключается в обработке 4 основных видов афферентных возбуждений:

1. Мотивационное возбуждение — формируется под влиянием метаболических, гормональных и социальных факторов. Оно определяет цель действия и способствует активному отбору сенсорной информации, необходимой для построения целенаправленного поведения.

2. Обстановочная афферентация — создается воздействием на организм всей совокупности внешних раздражителей и обеспечивает приспособление поведенческой реакции к данным условиям.

3. Активация аппарата памяти — позволяет организму использовать прошлый опыт для принятия оптимального в данной обстановке решения.

4. Пусковая афферентация — условный раздражитель, нередко - речевой. Эмоции являются обязательным существенным компонентом афферентации, определяющим качество двигательного акта.

Афферентный синтез заканчивается формированием программы действия, состоящей из двух принципиально различных элементов: 1) эфферентной программы действия, т. е. определенной последовательности набора команд, поступающих на исполнительные приборы - эффекторы (скелетные мышцы, железы внутренней секреции, сердечно-сосудистая, дыхательная и другие системы), и 2) акцептора результата действия, т. е. нейронной модели предполагаемого результата, к которому должно привести данное действие.

Информация о реальных результатах действия, поступающая в ЦНС в составе обратной афферентации, сличается с этой моделью, что обеспечивает постоянную оценку полученного результата и определяет целесообразность поведенческого акта.

В случае совпадения ожидаемых и реальных параметров результата устраняется исходная мотивация, возникает положительная эмоция, в памяти закрепляется система нервных соотношений, приведшая к достижению цели. В случае несовпадения возникает ориентировочная реакция, а при длительных несовпадениях — отрицательная эмоциональная реакция.

Таким образом, трудовая деятельность человека осуществляется прежде всего за счет формирования динамических мозговых систем, определяющих совокупность психических процессов, разнообразные двигательные акты, усиленную работу систем жизнеобеспечения организма и обеспечивающих оптимальную их координацию.

Двигательный аппарат человека и основные проявления мышечной деятельности. Двигательным аппаратом называется совокупность тканей и органов, обеспечивающих перемещение тела в пространстве или активное его воздействие на окружающие предметы. Кроме того, непосредственным организатором движения и контролером его качества, определяющим также и функциональные свойства периферического аппарата движения, являются соответствующие нейронные ансамбли ЦНС, объединенные в функциональную систему двигательного акта.

Специальный раздел анатомии и физиологии двигательного аппарата, в котором изучаются условия равновесия живого тела в пространстве и внешнего протекания движений, носит название биомеханика.

Биомеханический закон координации рабочих движений заключается в том, что при выполнении координированных движений рабочие движения приобретают определенность в результате исключения всех возможных движений, всех степеней свободы, кроме одной, соответствующей выполнению данного целесообразного движения. Каждое рабочее движение получает свою определенность благодаря формированию динамического стереотипа, обеспечивающего определенную последовательность включения в работу различных мышц и их групп. Выполнение точных трудовых движений, развитие их в процессе упражнения происходит в результате взаимного сонастраивания различных отделов двигательного аппарата и двигательного анализатора; создается функциональная система, обеспечивающая целостность организма в его взаимодействии с внешней средой.

Таким образом, двигательное действие, осуществляемое во время трудовой деятельности, представляет собой сложный комплекс, целостную совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов двигательных реакций. Трудовая деятельность всегда сопровождается динамическими и статическими усилиями, а двигательные функции, связанные с ней, представляют собой сочетания этих двух видов физической работы.

Биохимия мышечного сокращения. Источником энергии для сокращения мышц являются экзотермическая реакция расщепления АТФ на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорную кислоту. Достаточное количество АТФ в мышце создается за счёт непрерывного реосинтеза этого макроэргического соединения. Механизмы ресинтеза АТФ различны и включаются в строго определенной последовательности. Наиболее экстренным является механизм трисфосфорилирования АДФ креатинфосфатом под влиянием креатинкиназы. Это наиболее быстрый и эффективный путь.

При умеренной работе и достаточном снабжении кислородом мышца может покрывать свои энерготраты за счет аэробного окисления продуктов распада белков, углеводов и жиров. Возможности аэробного генерирования АТФ почти безграничны, так как субстраты окисления в условиях нормального питания практически неисчерпаемы. Аэробное окисление - сложный процесс, в котором можно выделить 4 основных этапа:

1-й — подготовительный, т. е. расщепление гликогена до глюкозы, белков до аминокислот, жиров до жирных кислот и глицерина. Этот этап не дает освобождения энергии.

2-й — окисление до промежуточных продуктов, важнейшим из которых является ацетилкоэнзим А.

3-й — окисление ацетилкоэнзима А в цикле трикарбоновых кислот до углекислоты и воды.

4-й — транспорт водорода по дыхательной цепи на кислород и дыхательное фосфорилирование, приводящее к ресинтезу АТФ. На этом этапе освобождается наибольшее количество энергии.

Однако при значительных нагрузках, когда снабжение кислородом отстает от потребности в нем мышц, используется анаэробный гликолитический путь снабжения энергией. Этот процесс включается через 20 с. от начала интенсивной работы и достигает максимума через 40—80 с. Это наиболее мощный и длительно действующий процесс.

Процесс гликолитического фосфорилирования заключается в образовании АТФ за счет распада гликогена и глюкозы до молочной кислоты. Освобождающаяся при этом энергия аккумулируется в макроэргических фосфорных соединениях. Химические превращения гликогена происходят при участии специальных ферментов. Начало химических превращений гликогена катализируется фосфорилазой, при участии которой образуется гексозо-1-фосфат. Затем гексозо-1-фосфат преобразуется в гексозо-6-фосфат.

Этот процесс продолжается до превращения пировиноградной кислоты в молочную кислоту.

В анаэробной фазе 1/5 часть молочной кислоты окисляется до углекислого газа и воды, а за счет освободившейся энергии остальная часть молочной кислоты восстанавливается в гликоген. Повышение функционального состояния мышц достигается путем определенной тренировки. В результате тренировки в мышцах увеличиваются запасы источников энергии необходимые для ресинтеза АТФ — фосфокреатина, гликогена.

Процессы распада и ресинтеза энергетических веществ в мыш­цах, а также повышение скорости биохимических процессов при адаптации человека к новому темпу мышечной деятельности осуществляются под контролем ЦНС. В начале перехода на новый ритм отмечается повышенное расходование энергетических ресурсов, a по мере усвоения новых ритмов мышечной деятельности скорость метаболических процессов приближается к оптимальной.

Энергетические затраты человека и терморегуляция при различных видах физического труда.

Основные затраты энергии за­висят от интенсивности мышечной работы. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии. При сравнительно легкой физической работе повышение обмена веществ происходит в основном за счет усиления энергозатрат в мышцах, сердце, мозге. При более тяжелых работах расход энергии мышцами возрастает на 95%. Так, для лиц умственного труда (врачи, педагоги, диспетчеры и др.) суточные энергозатраты составляют 10,5—11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания (медсестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы) - 11,3 -12,5 МДж; для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочники шоферы, хирурги, полиграфисты, сельскохозяйственные рабочие, литейщики и др.) - 12,5 - 15,5 МДж; для работников, выполняющих тяжелую физическую работу (лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги) - 16,3 - 18 МДж.

Расход энергии зависит также от информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий труда (температура, влажность, движение воздуха и др.).

Уровень энерготрат определяется методом непрямой калориметрии, т. е. полного газового анализа (учитывается объем потребленного кислорода и выделенного углекислого газа). Сравниваются результаты, полученные до и во время работы.

Первые 2—3 мин работы наблюдается постепенное возрастание кислородного потребления. При этом создается кислородный дефицит из-за несоответствия скоростей образования и удаления продуктов распада. Затем устанавливается устойчивое состояние на повышенном уровне при соответствии объема кислородного снабжения и скорости потребления кислорода. Некоторое время после прекращения работы отмечается увеличенное потребление кислорода по сравнению с покоем, направленное на устранение кислородного дефицита (кислородный долг).

Таким образом, кислородный долг рассматривается как часть общего кислородного запроса, потребляемого после работы. Кислородный запрос - количество потребляемого кислорода сверх уровня, покоя на протяжении работы и ближайшего восстановительного периода. Это количество кислорода, необходимое для "полного" окисления всех образующихся при данной работе продуктов распада. В зависимости от интенсивности и длительности работы меняются соотношения кислородного запроса и кислородного долга. При выполнении легкой работы умеренной интенсивности наблюдается длительное устойчивое состояние, так как потребность в кислороде удовлетворяется полностью (истинное равновесие).

При выполнении очень тяжелой работы отмечается непрерывное нарастание потребления кислорода, но и при достижении максимума он уже не обеспечивает потребностей организма (ложное равновесие). Создается кислородная задолженность, в организме накапливаются недоокисленные продукты обмена, полное окисление которых становится возможным лишь в восстановительный период после прекращения работы.

Непрерывное нарастание потребления кислорода во время тяжелой мышечной работы происходит до тех пор, пока не будет исчерпана емкость кислородснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления кислорода данным индивидуумом. Этот показатель зависит от величины сердечного выброса, количества гемоглобина и артериовенозной разницы в содержании кислорода.

Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5—10% уровень основного обмена, стоя — на 10 - 25%, при вынужденной неудобной позе затраты энергии на 40 - 50% превышают уровень основного обмена.

Повышение обмена веществ и расхода энергии при работе приводят к повышению теплообразования. Изменения терморегуляции проявляются в повышении температуры тела и поверхности кожи и в изменении уровня теплоотдачи. При тяжелой физической работе температура тела может повышаться на 1 – 1,5°С.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести выполняемой работы, однако он в большей мере отражает величину физической нагрузки. Для оценки степени эмоционального напряжения, характерного для ряда профессий (диспетчеры, водители такси, врачи-хирурги и др.), наиболее точными являются методы оценки показателей основных вегетативных функций (пульс, дыхание, АД и др.).

Влияние мышечной работы на сердечно-сосудистую систему

Обеспечение газообмена при мышечной деятельности происходит за счет увеличения кровотока. Минутный объем (количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 мин) увеличивает в 5 - 10 раз с 1 - 5 л. до 20 -40 л.

Увеличение минутного объема обеспечивается как за счет повышения ударного объема, так и за счет учащения сокращений сердца.

Ударный объем при самой тяжелой работе увеличивается не более чем в 3 раза. Учащение сокращений сердца во время работы может достигать 140—180 в 1 мин.

Артериальное давление при мышечной работе повышается в 1,5—2 раза, достигая при очень интенсивной работе180—200 мм рт. ст. Минимальное кровяное давление незначительно снижается или же повышается, пульсовое давление может значительно уве­личиваться.

Установлена тесная связь между частотой сокращений сердца и уровнем потребления О₂, т.е. затратами энергии во время работы. Таким образом, ЧСС может характеризовать мощность выполняемой физической работы.

На частоту сокращений сердца влияет рабочая поза; в положении стоя сердце сокращается чаще, чем в положении сидя. При сидячей локальной однообразной работе отмечено замедление сокращений сердца на протяжении рабочей смены на 6— 12 ударов в 1 мин. Причина - однообразие деятельности и низкий уровень двигательной активности.

Влияние мышечной работы на дыхание.

С увеличением интенсивности физической работы возрастает газообмен. Это выражается в увеличении объема легочной вентиляции и потребления кислорода.

B покое вентиляция легких составляет 5—8 л/мин при использовании 3 – 4 % кислорода. При интенсивной мышечной работе объем легочной вентиляции может быть 50—60—100 л/мин, что достигается увеличением как глубины, так и частоты дыхания. Частота дыхания увеличивается с 10—20 в покое до 30—40 в 1 мин и более во время работы. Использование кислорода возрастает до 4—-8%.

Чем больше жизненная емкость легких, тем больше может быть увеличена глубина дыхания. Углубление дыхания усиливает «альвеолярную» вентиляцию, но в то же время резко увеличивает работу дыхательных мышц, поэтому во время интенсивной мышечной работы глубина дыхания не превышает 30—40 % от жизненной емкости легких данного человека.

Во время работы увеличивается общая емкость капилляров в малом круге кровообращения и скорость кровотока через легочные капилляры, что усиливает диффузионную способность О₂ и СО₂ в легких, так как возрастает градиент их парциальных давлений. При выполнении мышечной работы в вынужденных положениях тела ухудшается вентиляция легких и условия газообмена.

Регуляция дыхания во время работы осуществляется ЦНС, получающей афферентные стимулы, сигнализирующие об изменении состава крови, тканевого обмена, состояния легких, а также сигналы с рецепторов дыхательных мышц и всей работающей мускулатуры.

Таблица 1. Энергетические затраты и максимальные реакции дыхания и кровообращения при физической работе различной тяжести (по Г. И. Косицкому)

Уровень активности	Энергетические затраты		МОД, л/мин	ЧД в 1 мин	ДК	ЧСС в 1 мин
	О2, л/мин	Вт
Покой	0,25	84	8	12	0,83	70
Работа:
легкая	0,75	245	20	14	0,85	100
умеренная	1,5	523	35	15	0,55	120
Тяжелая работа:
оптимальная	2,0	698	50	16	0,90	140
утомительная	2,5	886	60	20	0,95	160
Интенсивная работа:
максимальная	3,0	1047	80	25	1,00	180
изнуряющая	3,0	1047	120	30	1,00	180

Таким образом, соотношение энергетических затрат, реакции системы дыхания и кровообращения являются объективными показателями тяжести работы (табл. 1).

Влияние мышечной работы на морфологический состав крови и ее физико-химические свойства.

Клеточный состав крови и ее физико-химические свойства поддерживаются в состоянии динамического равновесия деятельностью целого ряда функциональных систем организма. Работа как раздражитель переводит деятельность этих систем на новый уровень, в результате чего изменяется состав периферической крови. Эти изменения носят количественный и качественный характер и создают наиболее благоприятные условия для систем организма, вовлекаемых в работу (мышцы, мозг, миокард и др.).

Количественные изменения красной крови при работе выражаются в увеличении числа эритроцитов и в повышении содержания гемоглобина. Выраженность этих изменений находится в прямой зависимости от интенсивности работы. Однако чрезмерно тяжелая работа, приводящая к утомлению, может вызывать уменьшение содержания эритроцитов и гемоглобина в периферической крови. Увеличение количества эритроцитов и гемоглобина в периферической крови при работе обусловлено интенсивным сокращением селезенки (кровяного депо), происходящим под влиянием нейрогуморальных стимулов.

Качественные изменения красной крови при работе проявляются в усилении регенерации эритроцитов и увеличении содержания молодых форм — ретикулоцитов. Реакция красной крови на работу носит компенсаторный характер, который выражается в увеличении дыхательной поверхности эритроцитов (за счет увеличения их количества) и увеличения скорости отдачи кислорода тканям, так как молодые формы эритроцитов (ретикулоциты) легко отдают кислород. Количественные изменения белой крови выражаются в увеличении количества лейкоцитов (миогенный лейкоцитоз ) за счет резкого увеличения нейтрофилов. Отмечается сдвиг формулы влево за счет увеличения молодых форм (сегментоядерных нейтрофилов), что рассматривается как показатель усиления функции кроветворных органов. Наблюдается также относительное уменьшение лимфоцитов (относительная лимфопения).

Изменения физического состояния крови при работе проявляются в состоянии осмотической стойкости эритроцитов, осмотического давления, вязкости крови. Осмотическая стойкость эритроцитов (определяемая по отношению к гипотоническим растворам поваренной соли) зависит от степени их зрелости и прочности поверхностных оболочек. Поэтому при интенсивном поступлении в кровь ретикулоцитов, при воздействии на поверхностные мембраны ряда токсических веществ резистентность эритроцитов понижается. Таким образом, она может служить показателем взаимодействия форменных элементов крови с окружающей средой, может изменяться в зависимости от интенсивности работы и гигиенических условий. Повышение осмотической стойкости эритроцитов отмечено при физической работе незначительной тяжести, выполняемой в удовлетворительных санитарно-гигиенических условиях.

Повышение осмотического давления крови, связанное с небольшим, но достоверным увеличением концентрации в ней осмотически активных веществ (ионов натрия, калия, кальция, фосфатов, лактатов и протеинатов), отмечено при кратковременной напряженной физической работе.

Интенсивная мышечная рабата сопровождается повышением относительной вязкости крови, вследствие увеличения количества форменных элементов и уменьшения жидкой фазы крови.

 

Изменения эндокринных функций при выполнении физической работы.

С увеличением мощности мышечной, работы наблюдается повышение содержания в крови адреналина, норадреналина, кортизона и кортикостерона, что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма.

Однако по мере адаптации (тренированности) к мышечной работе эти изменения оказываются менее выраженными.

При длительной мышечной работе понижается активность симпатико-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем, уменьшается содержание глюкокортикоидов в крови, что в конечном итоге приводит к понижению функциональных возможностей миокарда и скелетных мышц.

Понижение уровня инсулина в крови во время длительной мышечной работы связано как с уменьшением его секреции, так и с усиленным распадом. Снижение содержания инсулина в крови создает благоприятные возможности для мобилизаций жирового депо как источника энергетических ресурсов при мышечной работе.

Статическая работа

Статическая работа - процесс сокращения мышц, необходимый для поддержания тела или его частей в пространстве. Она характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без изменения длины последних и без активного перемещения движущихся звеньев (конечностей) и всего тела. В процессе труда статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку рабочей позы.

При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле при статических усилиях работа налицо. Она характеризуется теми активными физиологическими процессами, которые протекают в нервно-мышечном аппарате и ЦНС и обеспечивают поддержание напряженного состояния мышц. При статической работе повышается обмен веществ, увеличивается расход энергии, хотя и в меньшей степени, чем при динамической работе. Статическая работа более утомительна, чем динамическая, поскольку напряжение мышц длится непрерывно без пауз, не допуская их отдыха, Помимо этого, при статической работе кровообращение в работающих мышцах затруднено, происходит уменьшение в них объемного кровотока, уменьшение поступления кислорода и переход на анаэробное энергетическое обеспечение с накоплением большого количества молочной кислоты, пропорционально величине статического напряжения.

Статическая работа в зависимости от характера деятельности мускулатуры может быть разделена на два вида:

1. Статическая работа по удержанию орудий и предметов труда в процессе выполнения человеком производственных операции. Это достигается путем тетанического сокращения мышц, возникающего под влиянием мощных нервных импульсов.

2. Статическая работа, направленная на удержание позы. Эта работа обеспечивается за счет тонических сокращений, она отличается малыми затратами энергии и может продолжаться более длительное время.

Существенной особенностью статической работы, связанной с тетаническим сокращением мышц, является незначительное повышение потребления кислорода во время статического напряжения. Однако сразу же после прекращения статической работы потребление кислорода резко возрастает и усиливается кровоток (феномен Лингарда). В целом ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно после статической работы увеличиваются в значительно большей степени, чем при работе по сравнению с исходным состоянием.

При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и периферической нервной системы.

Динамическая работа

Динамическая работа - процесс сокращения мышц, приводя­щий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве. При этом энергия организма расходуется как на поддержание определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект работы.

Мощность работы, выполняемой за определенное время, определяется по формуле:

W = A/t

где W — мощность работы, Вт; А — работа, Дж; t — время, за которое совершена данная работа, с.

При простом перемещении груза суммарная работа может быть вычислена с учетом трех основных слагаемых – подьема, опускания груза и перемещения его по горизонтали по формуле:

А = (P*H+P*H₁/2+P*t/9)*K,

где А — работа, Дж; Н и Н₁ — высота поднятия и опускания груза, м; Р - масса груза, кг*9,8 м/сек (ускорение свободного падения) ; t – путь, м; К — коэффициент, равный 6.

Динамическая работа представляет собой наиболее распространенный вид двигательной активности человека в процессе труда. При этом различные части двигательного аппарата могут принимать весьма различное участие в выполнении работы и сама динамическая работа всегда в какой-то степени сочетается со статической. В связи с этим подсчитать суммарную динамическую работу довольно сложно и по поводу величины знаменателей в указанной выше формуле так же, как и величины коэффициента, единого мнения среди физиологов труда нет.

В последние годы при оценке мышечной работы в труде обращается внимание на подсчет числа шагов, проходимых человеком за смену. При этом учитывается, что затраты энергии на ходьбу зависят от скорости последней и составляют примерно 175, 245 и 315 Вт соответственно скорости 3, 4 и 5 км/час.

Динамическая работа подразделяется на общую, региональную и локальную.

Общая мышечная работа - выполняется более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры, в том числе ног и туловища.

Региональная мышечная работа - выполняется преимущественно мускулатурой плечевого пояса и верхних конечностей. В ней участвуют от одной до двух третей массы скелетной мускулатуры.

Локальная мышечная работа - выполняется с участием менее одной трети скелетных мышц.

Общая мышечная работа выполняется при тех видах профессиональной деятельности, где полностью или в значительной степени отсутствует механизация - некоторые виды сельскохозяйственных работ, труд грузчиков и др. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами.

В условиях современного производства наблюдается неравномерное распределение нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Исключаются из трудового процесса крупные мышцы, уменьшается объем мышечной деятельности, выполняется преимущественно региональная или локальная мышечная работа, требующая точности, координированности и быстроты движений.

Умственный труд

В условиях научно-технического прогресса возрастает роль творческого элемента во всех сферах профессиональной деятельности. Во многих профессиях преимущественно физического труда увеличивается доля умственного компонента, что приводит к стиранию граней между умственным и физическим трудом.

Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующие преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активации процессов мышления, эмоциональной сферы.

Формы умственного труда подразделяются на операторский, управленческий, творческий труд, труд медицинских работников, труд преподавателей учащихся и студентов. Указанные виды труда отличаются по организации трудового процесса, равномерности нагрузки, степени эмоционального напряжения.

0ператорский труд.

В условиях современного механизированного производства основными становятся функции контроля за работой машин, широкое распространение приобретает операторская деятельность.

Работа оператора отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Так, например, труд телефонисток характеризуется переработкой большого объем информации за короткое время и повышенной нервно-эмоциональной напряжённостью.

Управленческий труд

труд руководителей учреждении, предприятий характеризуется чрезмерным ростом объема информации, возрастанием дефицита времени для ее переработки, повышенной личной ответственностью за принятие решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

Творческий труд

(научные работники, писатели, композиторы, артисты, художники, архитекторы, конструкторы) — наиболее сложная форма трудовой деятельности, требующая значительного объема памяти, напряжения внимания, что повышает степень нервно-эмоционального напряжения.

Труд преподавателей и медицинских работников

отличается постоянными контактами с людьми, повышенной ответственностью, часто дефицитом времени и информации для принятия правильного решения, что обусловливает высокую степень нервно-эмоционального напряжения.

Труд учащихся и студентов

характеризуется, напряжением основных психических функций, таких как память, внимание, восприятие, наличием стрессовых ситуаций (экзамены, зачеты).

Первичные функциональные изменения в организме человека при умственном труде наступают прежде всего в динамике изменений высшей нервной деятельности. Локальные процессы активации развиваются во многих зонах мозга, захватывая левое и правое полушарие. Важнейшую роль в осуществлении психических функций играют лобные отделы мозга.

При умственной работе обостряются восприятие, внимание, память.

Под влиянием умственной работы состояние психических функций претерпевает фазные изменения. В начале работы улучшаются внимание, запоминание, скорость выполнения тестовых задач и профессиональная работоспособность. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковременной и долговременной), восприятия (появляется большое число ошибок). Умственная деятельность проявляется в определенных нейродинамических и нейрофизиологических состояниях мозга Усиливается кровоснабжение мозга, повышается энергетический обмен нервных клеток, изменяются показатели биоэлектрической активности мозга.

При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15 – 20% от общего обмена в организме, в то время как вес мозга составляет лишь 2%, от массы тела. При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5 - 6 раз большим, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке.

Любая умственная работа, в особенности работа оператора, сопровождается определенным нервно-эмоциональным напряжением, причем для каждого, рода деятельности необходим определенный оптимум эмоционального напряжения. К эмоциональному напряжению ведут такие характеристики трудовой деятельности, как значимость работы, - ее опасность, ответственность. Нервно-эмоциональное напряжение приводит к усилению сердечно-сосудистой деятельности, дыхания, энергетического обмена; повышению тонуса мускулатуры.

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Суточный расход энергии при умственном труде составляет от 10,5 до 12,5 МДж. Однако при отдельных видах умственной деятельности увеличение расхода энергии различно. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48%, при выступлении с публичной лекцией – 94%, у операторов вычислительных машин – 60 – 100%.

При нервно-эмоциональном напряжении, связанном с умственной деятельностью, можно наблюдать тахикардию, повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода, повышение температуры тела и другие сдвиги со стороны вегетативных функций.

При выполнении человеком умственной работы усиливается электрическая активность мышц, отражающая напряжение скелетной мускулатуры. Умственная работа, связанная с нервно-эмоциональным напряжением, вызывает повышение активности симпатико-адреномедулярной, гипоталамо-гипофизарной, кортикальной систем. При эмоциональном возбуждении наблюдается ускорение обмена катехоламинов, увеличение выделения норадреналина в симпатических окончаниях, увеличивается содержание в крови адреналина и кортикостероидов, стимулирующих энергетические процессы, изменяющих минеральный обмен и повышающих возбудимость нейронов.

Оптимизация умственного труда должна быть направлена на сохранение высокого уровня работоспособности и на устранение хронического нервно-эмоционального напряжения.

При разработке рациональных режимов труда и отдыха необходимо учитывать тот факт, что при умственной работе мозг склонен к инерции, к продолжению мыслительной деятельности в заданном направлении. После окончания умственной работы «рабочая доминанта» полностью не угасает, обусловливая более длительное утомление и истощение ЦНС умственной работе, чем при физической.

Н.Е. Введенскому принадлежит классическое высказывание: «устают и изнемогают не столько от того, что много работают, а от того, что плохо работают». Им же были сформулированы общие основные физиологические условия продуктивной умственной работы.

1. В работу следует «входить» постепенно. Это обеспечивает последовательное включение физиологических механизмов, определяющих высокий уровень работоспособности.

2. Необходимо соблюдать определенный ритм работы, что способствует выработке навыков и замедляет развитие утомления.

3. Следует придерживаться обычной последовательности и систематичности в работе, что обеспечивает более длительное сохранение рабочего динамического стереотипа.

4. Правильное чередование умственного труда с отдыхом. Чередование умственного труда с физическим предупреждает развитие утомления, повышает работоспособность.

5. Высокая работоспособность сохраняется при систематической деятельности, обеспечивающей упражнение и тренировку.

Таким образом, происходит совершенствование и автоматизация навыков в умственной, особенно в операторской работе.

Оптимизации умственной деятельности, как и любой деятельности, способствует благоприятное отношение общества к труду, а также благоприятный психологический климат на производстве.

Работоспособность и ее динамика

Эффективность трудовой деятельности человека в значительной степени зависит от двух главных факторов: нагрузки и работоспособности. Общая нагрузка формируется взаимодействием следующих компонентов: предмет и орудия труда, организация рабочего места, гигиенические факторы производственной среды, технико-организационные мероприятия. Эффективность согласования указанных факторов с возможностями человека во многом зависит от наличия определенной работоспособности.

Работоспособность - величина функциональных возможностей организма, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время, при максимально интенсивном напряжении.

Уровень функциональных возможностей человека зависит от условий труда, состояния здоровья, возраста, степени тренированности, мотиваций к труда и других факторов.

Существенным фактором, влияющим на уровень и динамику работоспособности, являются специфические особенности каждой конкретной деятельности. Состояние работоспособности оценивается по физиологическим показателям функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, обеспечивающих данную конкретную деятельность.

В первом приближении изменение работоспособности отражается в колебаниях производительности труда и скорости работы. Однако изменения производительности непосредственно отражают лишь изменения в выполнении установленного задания, а не изменения способности к его выполнению, производительность труда может зависеть не только от работоспособности, но и от многих условий работы.

Следовательно, производительность труда нельзя отождествлять с работоспособностью. Вместе с тем и производительность и работоспособность характеризуются результатом работы, ее количеством и качеством. Поэтому интегральными показателями работоспособности могут быть данные почасовой производительности и качества работы. Во время трудовой деятельности функциональная способность организма и производительность труда закономерно изменяются на протяжении рабочей смены.

 

Рис. 1. Динамика работоспособности в течение рабочего дня.

I, IV - период врабатываемости; II, V — период высокой работоспособности; III, VI - период снижения работоспособности; VII - конечный порыв.

Изменения работоспособности в течение рабочего дня имеют несколько фаз или сменяющих друг друга состояний человека (рис. 1).

Фаза врабатывания или нарастающей работоспособности. В этот период повышается лабильность физиологических систем, ускоряется и увеличивается объем физиологических процессов. Уровень работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным. Это выражается в улучшении психофизиологических показателей и результатов труда. В зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека, этот период длится от нескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде - до 2 - 2,5 ч.

Фаза высокой устойчивой работоспособности. Для нее характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций.

Продолжительность фазы устойчивой работоспособности может быть 2 – 2,5 ч и более в зависимости от степени нервно-эмоционального напряжения, физической тяжести и гигиенических условии работы.

Фаза снижения работоспособности. Падение работоспособности сопровождается уменьшением функциональных возможностей основных работающих органов человека. Наблюдаемое к обеденному перерыву падение работоспособности проявляется в ухудшении состояния сердечно-сосудистой системы, увеличении времени протекания рефлексов, снижении внимания, появлении лишних движений, ошибочных реакций, замедлении скорости решения задач.

Динамика работоспособности повторяется и после обеденного перерыва. При этом фаза врабатывания протекает быстрее, а фаза устойчивой работоспособности по уровню ниже и менее длительная, чем до обеда. Во второй половине смены снижение работоспособности наступает раньше и развивается быстрее в связи с более глубоким утомлением. Перед самым концом работы наблюдается кратковременное повышение работоспособности - так называемый конечный порыв.

Рассмотренная динамика работоспособности весьма характерна. Встречающиеся отклонения от типичной классической кривой работоспособности большей или меньшей выраженности свидетельствуют о наличии неблагоприятных внешних причин, на устранение которых должны быть направлены усилия физиологов труда. При этом главной задачей является продление фазы устойчивой работоспособности.

Оценка профессиональной работоспособности осуществляется обычно с помощью комплекса наиболее адекватных психофизиологических показателей с учетом вида трудовой деятельности, уровня рабочего напряжения, степени тренированности и индивидуальных особенностей организма. При этом чаще всего исследуются состояние сердечно-сосудистой, мышечной системы, ВНД и т. д.

В то же время следует помнить, что о состоянии профессиональной работоспособности можно в целом ряде случаев судить непосредственно по динамике утомления, показателями которого в процессе труда могут являться увеличение продолжительности и вариабельности выполнения производственных операций, рост числа ошибок, стихийно возникающих перерывов в работе (микропауз) и т. д.

Нередко возникает и другая задача, когда необходимо охарактеризовать исходную способность того или иного контингента лиц (или отдельного лица) к выполнению мышечного компонента трудовых нагрузок. С этой целью применяются определенные тесты. До недавнего времени наиболее распространенным среди клинико-физиологических тестов такого рода являлся показатель максимального потребления кислорода (МПК). Этот показатель основывается на оценке увеличения потребления кислорода при возрастании мышечной работы и характеризует аэробную производительность организма или способность к выполнению работы определенной мощности для данного лица.

При определении МПК в качестве нагрузки применяется бег на месте, на третбане, степ-тест (подъемы на ступеньку) или работа на велоэргометре. Величина МПК у испытуемого устанавливается с помощью соответствующего графика (или номограммы) по увеличению частоты сердечных сокращений в ответ на увеличение нагрузки (обычно до 170 в 1 мин).

Последнее время для определения общей физической работоспособности при современных видах труда, связанных в частности с гипокинезией, стали использовать показатель способности к выполнению внешней механической работы PWC170 (Physical working capacity). Величину этого показателя определяют путем сопоставления частоты сердечных сокращений при выполнении испытуемым двух разных нагрузок не максимальной мощности (обычно на велоэргометре) с помощью формулы:

PWC170 = W1+(W2-W1)*(170-F1/F2-F1)

где PWC170 - экстраполируемая мощность работы, Вт; W1 и W2 — мощности заданных нагрузок, Вт; F1 и F2— частота сердечных сокращений при взятых нагрузках.

Для возможности сопоставления полученную величину PWC170 следует разделить на массу тела обследуемого, т. е. определить способность испытуемого развивать определенную удельную мощность внешней работы, Вт/кг.

В качестве ориентиров при оценке величины PWC170 можно использовать данные для здоровых людей, приводимые В. Л. Карпманом (1974) и др., - у мужчин в среднем 168 Вт; у женщин — в среднем 105 Вт. У спортсменов этот показатель в зависимости от специализации колеблется от 163 до 327 Вт.

Работами, выполненными за последние годы в НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН CGCP, было показано, что, например, женщины-работницы, имеющие PWC170 ниже 2,3 Вт/кг, плохо справляются с производственными заданиями, быстро утомляются в работе, и средством поднятия их ОФР являются регулярные физические тренировки, в частности на велоэргометре (или других тренажерах).

Утомление

Утомление - состояние, сопровождающееся чувством усталости, снижением работоспособности, вызванное интенсивной или длительной деятельностью, выражающееся в ухудшении количественных и качественных показателей работы и прекращающееся после отдыха.

Физиологи с давних пор пытались дать ответ на вопрос о сущности и механизмах утомления. Утомление рассматривалось как следствие «истощения» энергетических ресурсов мышцы (главным образом обмена углеводов) или как результат недостаточного снабжения кислородом и нарушения окислительных процессов - теория «задушения», или определялось как следствие засорения тканей продуктами обмена, т. е. «отравления» ими. По одной из теорий развитие утомления связывалось с накоплением в мышцах молочной кислоты.

Все эти теории были гуморально-локалистическими, определяющими утомление как процесс, происходящий только лишь в мышцах. Они не принимали во внимание координирующую роль ЦНС.

Изучению роли ЦНС в развитии утомления посвятили свои работы И. М. Сеченов, И. П. Павлов, Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, М. И. Виноградов.

И. М. Сеченов показал, что утомление возникает не в самом работающем органе, не в мышце, а в ЦНС: «Источник ощущения усталости лежит не в мышце, а в нарушении деятельности нервных клеток мозга».

Н. Е. Введенский к трактовке феномена утомления привлекал парабиотическое торможение.

М. И. Виноградов считал необходимым различать два вида утомления - быстро наступающее, обусловленное центральным торможением, и медленно развивающееся, связанное со снижением уровней передачи нервных импульсов в самом двигательном аппарате.

И. П. Павлов считал, что торможение, возникающее при утомлении в ЦНС, носит охранительный характер - ограничивая работоспособность корковых центров мозга, оно охраняет нервные клетки от перенапряжения и гибели.

А. А. Ухтомский отмечал, что рабочая доминанта (очаг возбуждения в определенной группе нервных клеток) при утомлении угасает. В основе утомления лежит расстройство координационных функций ЦНС и снижение функциональной подвижности основных нервных процессов.

В настоящее время наиболее популярной является центрально-нервная теория утомления. Однако общепризнанной теории утомления, объясняющей это явление во всем его многообразии, не существует.

Современная концепция центрально-корковой теории утомления не исключает возможного влияния местных процессов, происходящих в мышцах и других работающих органах, на формирование процессов утомления (недостаток кислорода, истощение питательных веществ, накопление метаболитов и др.). Они могут ускорять утомление, а за счет обратных связей изменять функциональное состояние ЦНС. Во всяком случае утомление - целостный процесс, в биологической сущности которого существенное значение имеет корковая защитная реакция, проявляющаяся в физиологических механизмах ограничения работоспособности.

Физиологическая картина физического и умственного утомления сходна. Умственное и физическое утомление влияют друг на друга. Так, при тяжелом физическом утомлении умственная работа малопродуктивна, и, наоборот, при умственном утомлении падает мышечная работоспособность. Принято считать, что эти явления обусловлены иррадиацией торможения из наиболее утомленных центров на соседние. При умственной деятельности постоянно наблюдаются элементы мышечного утомления: длительное пребывание в определенной позе приводит к значительному утомлению соответствующих звеньев двигательного аппарата.

При умственной, как нередко и при физической работе, наблюдается значительное эмоциональное напряжение, сопровождающееся различными реакциями вегетативной нервной системы.

При умственном утомлении отмечены более выраженные функциональные сдвиги со стороны ЦНС, высшей нервной деятельности, анализаторов и психической деятельности. Отмечается расстройство внимания, ухудшение памяти и мышления, ослабляется точность и координированность движений.

Возобновление работы на фоне медленно развивающегося утомления приводит к тому, что сохранившиеся следы утомления накапливаются. Утомление переходит в переутомление. При переутомлении отмечаются головная боль, чувство тяжести в голове, вялость, рассеянность, снижение памяти, внимания, нарушения сна.

Классификация тяжести и напряженности труда

Важное значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации имеет классификация различных видов труда по тяжести и напряженности. Классификация позволяет сравнивать различные виды труда, определять пути и очередность проведения оздоровительных мероприятий в зависимости от тяжести и напряженности труда.

Тяжесть труда — интегральное понятие, выражающее степень функционального напряжения организма при трудовом процессе.

Функциональное напряжение может быть энергетическим, зависящим от мощности работы, при физическом труде и эмоциональным - при умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка.

Нагрузка на организм при труде, требующем преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, квалифицируется как физическая тяжесть труда.

Эмоциональная нагрузка на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации, определяется как нервная напряженность труда. Кроме того, при оценке степени напряженности учитываются так называемые эргономические показатели - сменность труда, поза, число движений. Такое деление критериев носит условный характер, поскольку в труде, как правило, сочетаются различные компоненты нагрузки, определяющие общее функциональное состояние организма.

Таблица 2. Оценка мышечной и нервной нагрузки

	Количественные критерии тяжести и напряженности работ по категориям
Характеристика нагрузки	легкая	средней тяжести	тяжелая	очень тяжелая
	мало напряженная	умеренно напряженная	напряженная	очень напряженная
Мышечная нагрузка
Динамическая нагрузка
1. Мощность внешней механической работы (Вт) при нагрузке: а) общей (работа больших мышечных групп)	До 20	До 45	До 90	>90
б) региональной (работа плечевого пояса)	До 10	До 22	До 45	45
в) локальной (работа кистей и предплечья)	До 2	До 4,5	До 9	9
2. Максимальная величина поднимаемых вручную грузов или прилагаемых усилий, кг	До 5	До 15	До 40	40
3. Величина ручного грузооборота за смену (т) при подъеме грузов с уровня: а) рабочей поверхности;	До 10	До 12	До 15	15
б) пола	До 4	До 5	До 6	6
4. Средняя величина усилий при частом их применении, Н	До 20	До 100	До 200	200
5. Ходьба - частота шагов в 1 мин в среднем за смену: а) по горизонтали	До 15	До 30	До 40	40
б) по лестницам	До 5	До 15	До 30	30
6. Наклоны туловища свыше 30° в 1 мин при работе стоя - в среднем за смену	До 0,5	До 1,0	До 2,0	2,0
Статическая нагрузка
Величина статической нагрузки (к-с) при удерживании усилия: а) одной рукой;	До 18,0	До 43,2	До 97,2	97,2
б) двумя руками;	До 43,2	До 97,2	До 208,8	208,8
в) с участием мышц корпуса и ног	До 61,2	До 129,6	До 166,4	266,4
8. Нахождение в вынужденной позе, в % от времени смены	Свободная поза	10-25	До 50	>50
Нервная нагрузка
9. Внимание: число производственно важных объектов наблюдения	До 5	До 10	До 25	>25
10. Длительность сосредоточенного наблюдения :- в % от общего времени смены	До 25	До 50	До 75	>75
11. Плотность сигналов (сообщений) в 1 ч	До 15	До 35	До 60	>60
12. Эмоциональное напряжение	Нет	Работа по точному графику	Дефицит времени, повышенная ответственность	Личный риск, ответственность за безопасность других лиц
13. Сменность	Утренняя 7-8 ч	Две без ночной	Три, работа ночью	Нерегулярная с работой ночью
Напряженность анализаторных функций
14. Зрение (категории зрительных работ по СниП)	Грубая	Мало точная	Точная	Высоко и особо точная
15. Объем оперативной памяти - число элементов, подлежащих запоминанию в течение 2 ч и более	2	До 2	До 5	>5
16. Интеллектуальное напряжение	Нет	Работа по точной инструкции	Сложные задачи, алгоритмы, решения Имеется /не имеется
17. Монотонность: а) число элементов в операции (приеме)	Более 10	6-10	4-5	До 3
б) число повторений одной операции в час;	До 40	До 90	До 180	>180
в) время пассивного наблюдения за ходом производственного процесса (в % к продолжительности смены)	80	90	95	98

Примечание. К пунктам 1—4: для женщин и подростков мужского пола следует принимать величины на 40%, для подростков женского пола на 60% ниже указанных.

Существует несколько классификаций тяжести и напряженности труда, каждая из которых имеет свое назначение. Так, классификация НИИ труда ГК СССР по труду и социальным вопросам, подразделяющая труд по тяжести и напряженности на 6 категорий, предназначена для определения льгот и компенсаций. По этой классификации количественная оценка тяжести труда дается в баллах.

Наиболее распространенной в гигиене труда является классификация, предложенная группой авторов на симпозиуме в г. Иваново в 1970 г., в соответствии с которой труд по степени мышечной и нервной нагрузки подразделяется на 4 категории по так называемым эргономическим критериям. Эта классификация с успехом использована при разработке дифференцированных норм шума с учетом напряженности и тяжести труда (Методические рекомендации утверждены Министерством здравоохранения СССР 28 декабря 1978 г. за № 1958-77) (табл. 2).

При использовании указанных в табл. 2 критериев необходимо учитывать следующее: когда один и тот же вид труда по разным критериям попадает в разные категории тяжести и напряженности, окончательная оценка должна определяться по одному обязательному (облигаторному) и двум дополнительным (факультативным) критериям. К числу обязательных критериев по тяжести труда относятся: мощность работы и величина статического усилия, а по напряженности: внимание, плотность сигналов, эмоциональное напряжение. Остальные критерии относятся к факультативным. В соответствии с этой методикой оба показателя - тяжесть и напряженность - оцениваются по отдельности, т. е. результат оценки представляется в виде раздельного указания категории тяжести и категории напряженности.

 

Таблица 3. Физиологические нормативы физического напряжения при труде

Критерии напряжения организма	Предельно допустимые величины				Оптимум
	при работе продолжительностью, ч*
	1; 2	3; 4	5; 6	7—8	7—8
ЧСС в 1 мин - при работе: а) общей;	130	120	110	100	85-95
б) региональной;	120	110	100	90	75-85
в) локальной	100	95	90	85	75-82
при операциях с преобладанием статической нагрузки	105	100	95	90	87-87
Мощность энергозатрат (Вт) при работе: а) общей	628	523	419	293	126-245
б) региональной	419	293	245	195	119-175
в) локальной	195	175	147	119	84-105
Минутный объем дыхания - МОД (л) при работе: а) общей	40	30	24	18	10-15
б) региональной	28	21	18	14	9-13
в) локальной	15	12	10	9	7-8
Кожно-легочные влагопотери, г/ч	800	600	420	250	70-210
Процент снижения статической выносливости при усилии в 0,75 максимальной силы мышц	5	10	15	20	5-10

Продолжительность работы 1; 3; 5 ч принимается для женщин; 2; 4; 6 — для мужчин, 7—8 ч :— для тех и других.

Примечания. Величины частоты сердечных сокращений при общей работе следует принимать на 5 мин для лиц старше 30 лет и на 10 мин для лиц старше 40 лет. При региональной и локальной работах соответствующие поправки составляют 3 и 7 мин.

При общей работе в сочетании с тепловой нагрузкой величины надо принимать на 5 мин.

Энерготраты, МОД и влагопотери даны для людей с массой тела 70 кг.

Имеются также утвержденные Минздравом СССР (№ 2189—80) «Физиологические нормы напряжения организма при физическом труде», которые определяют оптимальные и предельно допустимые величины физической нагрузки (табл. 3).

В настоящее время для оценки гигиенической эффективности проводимых оздоровительных рекомендаций разработана новая классификация условий труда по степени вредности, опасности, тяжести и напряженности. В этой классификации условия труда делятся на 3 класса: 1-й — оптимальные; 2-й — допустимые; 3-й — вредные и опасные. В свою очередь последние включают 3 степени отклонения от допустимых по санитарным нормативам. В части критериев тяжести труда две последние классификации принципиально не отличаются.

Основные пути борьбы с утомлением

Рациональная организация рабочего места и мебели. Конструкция производственного оборудования и организация рабочего места должны соответствовать антропометрическим данным и психофизиологическим возможностям человека.

Оптимальная поза человека обеспечивает высокую работоспособность и производительность труда. Выполнение работы в неудобной позе способствует более быстрому развитию утомления.

В трудовых процессах основными рабочими позами являются позы сидя и стоя. Однако при выполнении некоторых работ используется поза «сидя-стоя». Выбор рабочей позы зависит от величины мышечных усилий во время работы, точности и скорости движений, а также от характера выполняемой работы. Работа стоя целесообразнее при необходимости постоянных передвижений связанных с настройкой и наладкой оборудования (обслуживание расточных, фрезерных, ткацких станков, тяжелых прессов и т. п.). Она создает максимальные возможности для обзора и свободных движений. При работе стоя повышается нагрузка на мышцы нижних конечностей, повышается напряжение мышц в связи с высоким расположением центра тяжести над малой площадью опоры и увеличиваются энергозатраты по сравнению с позой сидя на 6—10%. Однако наиболее неблагоприятным фактором является перераспределение крови, ухудшающее кровообращение, которое неизбежно при этом возникает.

Длительная работа в вертикальном положении иногда сопровождается профессиональной патологией со стороны нижних конечностей (варикозное расширение вен, тромбофлебиты, отеки нижних конечностей, плоскостопие).

Работа в позе сидя более рациональна и менее утомительна, так как уменьшается высота центра тяжести над площадью опоры, повышается устойчивость тела, снижается напряжение мышц, уменьшается нагрузка на сердечно-сосудистую систему.

В положении сидя обеспечивается возможность выполнять работу, требующую точности движений. Однако и в этом случае могут возникать застойные явления в органах таза, затруднение работы органов кровообращения и дыхания. При длительной работе сидя наблюдается статическое напряжение мышц шеи, плечевого пояса, спины. В связи с этим везде, где это совместимо с технологией и условиями производства, необходимо предусматривать возможность выполнения работы как стоя, так и сидя, с тем, чтобы рабочие по своему усмотрению могли изменять положение тела. Смена позы приводит к перераспределению нагрузки на группы мышц, улучшению условий кровообращения, ограничивает элемент монотонности.

Выбор оптимальной рабочей позы определяется также величиной усилий, развиваемых во время работы. При усилиях не выше 5 кг можно выполнять работу сидя. При усилиях от 5 до 10 кг работа может выполняться с одинаковым физиологическим эффектом как стоя, так и сидя. При усилиях более 10 кг желательно работать стоя.

При организации производственного процесса необходимо учитывать также антропометрические и психофизиологические особенности человека, его возможности в отношении величины усилий, темпа и ритма выполняемых производственных операций.

Для создания рациональной позы при проектировании оборудования и рабочего места учитываются антропометрические данные.

При построении размерных соотношений на рабочем месте при работе в позе сидя и стоя и при определении зон досягаемости учитывается различие антропометрических показателей мужчин и женщин.

Размерные соотношения на рабочем месте при работе в позе стоя строятся с учетом того, что рост мужчин и женщин в среднем отличается на 11,1 см, длина вытянутой в сторону руки - на 6,2 см, длина вытянутой вперед руки - на 5,7 см, длина ноги - на 6,6 см, высота глаз над уровнем пола - на 10,1 см.

Различия в размерных соотношениях на рабочем месте в позе сидя у мужчин и женщин выражаются в том, что в среднем длина тела у мужчин отличается на 9,8 см, высота глаз над сиденьем — на 4,4 см.

Анатомо-физиологические различия между мужчинами и женщинами должны учитываться при конструировании производственного оборудования.

При проектировании (или рационализации существующих) рабочих мест руководствуются эргономическими рекомендациями в виде схем, на которых представлены зоны размещения органов управления в горизонтальной и вертикальной плоскости при работе сидя и стоя. На схемах обычно различают 3 зоны. Наиболее удобна зона 1 (оптимальная). В этой зоне должны размещаться часто используемые органы управления (кнопки, тумблеры и т. п.) и выполняться операции, требующие точных и быстрых движений. Во, второй, зоне (легкой досягаемости) могут выполняться достаточно точные и частые движения, размещаться важные и часто используемые органы управления. Зона 3 (досягаемости) - требует большой амплитуды движения для выполнения рабочих операций. В ней размещают - редко используемые органы управления. Можно пользоваться также схемами, учитывающими всего 2 зоны - оптимальную и допустимую (рис. 2). Выполнение рабочих движений в пределах оптимальной зоны значительно снижает мышечное напряжение.

На формирование рабочей позы в положении сидя влияет высота рабочей поверхности, определяемая расстоянием от пола до горизонтальной плоскости, в которой совершаются трудовые движения. Слишком низкое или высокое расположение рабочей поверхности создает неудобную рабочую позу и приводит к понижению работоспособности и производительности труда.

Рис. 2. Оптимальные и допустимые рабочие зоны.

а,б - в позе сидя; в, г - в позе стоя; 1 - оптимальная зона; 2 - допустимая зона.

Рис. 3. Рекомендуемая высота рабочей поверхности (мм) при разных видах и точности работ (по С. И. Горшкову).

1 - очень точные и тонкие работы; 2 - точные работы; 3 - конторские работы; 4 - печатание на машинке.

 

Высота рабочей поверхности устанавливается в зависимости от характера, тяжести и точности работы. На рис. 3 представлена рекомендуемая высота рабочей поверхности при разных видах и точности работы. Для удобного обслуживания производственного оборудования должно быть предусмотрено пространство для ног, меньшее в положении стоя и большее - сидя.

Рис. 4. Рекомендуемая высота рабочих поверхностей для работы в позе «стоя —сидя» (мм).

Оптимальная рабочая поза при работе сидя обеспечивается также конструкцией стула: размерами, формой, площадью и наклоном сиденья, регулировкой по высоте. Конструкция рабочего стула должна обеспечивать хорошую опору, максимально устранять статические мышечные напряжения, а формой способствовать максимально равномерному распределению усилий и давления в зависимости от массы тела. Основные требования к размерам сиденья приведены в соответствующих ГОСТах ССБТ. При выполнении производственных операций (на пишущих машинках, перфораторах), когда предплечья при работе не имеют опоры, рабочий стул должен дополнительно иметь спинку и подлокотники.

При организации рабочего места по типу «сидя—стоя» (рис. 4) высота рабочей поверхности делается такой же, как при работе стоя с учетом характера и тяжести труда. Кроме того, обязательно предусматривается регулируемая подставка для ног.

Создание оптимального режима труда, так же как и рациональная организация рабочего места, рабочих движений и позы, являются чрезвычайно существенными мерами повышения работоспособности, а следовательно, и производительности труда.

Упражнение и тренировка. Упражнение - совершенствование умений и навыков в результате повторяющейся деятельности (трудового обучения, труда, трудового творчества), является важным средством предупреждения утомления. Упражнение придает законченность и устойчивость всем формам двигательной активности. Н. Е. Введенский писал: «Постепенное и систематическое упражнение и, как его результат, укрепляющий навык - вот, вообще говоря, самый надежный способ успешной производительности работы».

В процессе упражнения, которое лежит в основе образования любого двигательного навыка, принимает участие весь организм: устанавливается сложное и в то же время точное и совершенное взаимодействие между ЦНС, рецепторами, двигательным аппаратом и дыхательной, сердечно-сосудистой, выделительной и другими системами. Процесс этот протекает по типу образования условных рефлексов на совокупность внешних (окружающая среда) и внутренних (деятельность мышц, внутренних органов) раздражителей.

С точки зрения психофизиологической производственное упражнение представляет собой процесс приспособления и соответствующего изменения физиологических функций человеческого организма для наиболее эффективного выполнения конкретной работы. В результате упражнения-тренировки возрастает мышечная, сила и выносливость, повышается точность и скорость рабочих движений, увеличивается скорость восстановления физиологических функций после окончания работы.

М. И. Виноградов различает 3 стадии упражнения. 1-я стадия упражнения характеризуется быстрым падением работоспособности сразу же после начала работы нетренированного человека.

Возбуждения, связанные с выполнением непривычного двигательного задания, реализуются в условиях неуравновешенности нервных структур, происходит суммация и иррадиация возбуждения, вызывающего одновременную активность многих мышечных групп.

В результате учащения и усиления приходящих импульсов доминантный очаг «переподкрепляется». На высоком уровне возбуждения лабильность падает - развивается центральное торможение. В связи с быстро развивающимся утомлением отмечается нарастающее несоответствие между ритмами потенциалов коры и мышц, происходит нарушение координации между деятельностью корковых центров и периферического двигательного аппарата.

Эта стадия упражнения характеризуется дискоординацией двигательной системы, т. е. выраженным несоответствием лабильности центрального и периферического приборов. Движения не отрегулированы, много лишних неточных движений.

2-я стадия упражнения характеризуется тем, что отмечающееся вначале падение работоспособности на каком-то этапе приостанавливается, затем работоспособность вновь повышается и остается на достаточно высоком уровне довольно длительное время. М. И. Виноградов обозначил 2-ю стадию упражнения как стадию усвоения ритма и формирования доминанты. Происходит концентрация возбуждения сонастраивания ритмов и темпов работы центральных и периферических аппаратов, ответственных за внешнее действие. Во 2-й стадии начавшее развиваться торможение преодолевается, так как вследствие упражнения уже образовались временные связи, и процесс возбуждения преобладает над тормозным, становится возможной длительная работа.

3-я стадия упражнения характеризуется быстрым установлением работоспособности на высоком и устойчивом уровне без выраженного утомления. Наступает уравновешенность функциональных отправлений (т. е. выраженная стереотипия в иннервации двигательного акта) и установка на повышенный уровень лабильности регуляционных механизмов. Это стадия устойчивого двигательного стереотипа. Образование динамического стереотипа способствует автоматизации движений, выполнению их с большой точностью. Автоматизация ограничивает участие второй сигнальной системы в воспроизведении каждого движения. Важнейшее значение для процесса упражнения имеет механизм усвоения ритма. В процессе усвоения ритма сужается поле иррадиации возбуждения и в связи с этим устраняются лишние движения, повышается их точность. Увеличение лабильности центральных нервных приборов, наблюдаемое в процессе усвоения ритма, способствует ускорению темпа движений.

Характерная черта процесса упражнения - преодоление утомления и снижения работоспособности, в основе которого лежит перестройка на более совершенную организацию деятельности.

Нельзя достигнуть высокой работоспособности без тренировки. Упражнение лежит в основе выработки трудовых навыков и производственного обучения. Наличие стадийности в процессе упражнения крайне важно для практических целей, так как это позволяет предвидеть, моделировать и нормировать упражнения при профессиональном обучении с учетом оптимальных нагрузок и оптимальной продолжительности упражнений.

Рациональные режимы труда и отдыха - это такое соотношение и содержание периодов работы и отдыха, при которых высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека без признаков чрезмерного утомления в течение возможно длительного периода. Основная задача научно обоснованных рациональных режимов труда и отдыха заключается в снижении утомления, достижении высокой производительности труда на протяжении всего рабочего дня с наименьшим напряжением физиологических функций человека и сохранении его здоровья и длительной трудоспособности.

Правильность организации режима труда и отдыха оценивается на основании комплексных исследований состояния физиологических функций человека и динамики работоспособности по производственным показателям в процессе рабочего дня.

Чем эффективнее режим труда и отдыха, тем длительнее период устойчивой работоспособности и короче периоды врабатывания и спада работоспособности. Сохранению высокой, устойчивой работоспособности способствует периодическое чередование работы и отдыха, которое предусматривается внутрисменными режимами труда и отдыха.

Существуют 2 формы чередования периодов труда и отдыха

на производстве:

1) введение обеденного перерыва в середине рабочего дня, оптимальная длительность которого устанавливается с учетом удаленности от рабочих мест санитарно-бытовых помещении, столовых, организации раздачи пищи;

2) введение кратковременных регламентированных перерывов, продолжительность и количество которых определяется на основании наблюдения за динамикой работоспособности, учета тяжести и напряженности труда. При работах, требующих большого нервного напряжения и внимания, быстрых и точных движении рук, целесообразны более частые, но короткие 5—10-минутные перерывы.

При выполнении работы, требующей значительных усилии и участия крупных мышц, рекомендуются более редкие, но продолжительные 10—12-минутные перерывы.

При выполнении особо тяжелых работ (металлурги, кузнецы и др.) следует сочетать работу в течение 15—20 мин с отдыхом такой же продолжительности.

Для приведения трудовых нагрузок к рекомендуемым величинам (см. табл. 3) можно увеличить время отдыха внутри смены, длительность которого определяется по формуле:

 

То/оп = ((РФП - ФПО/ ПДВсм – ФПО)-1)*100%

 

где То/оп — время отдыха в процентах к оперативному времени (длительности всех операций в смене, исключая отдых);

РФП - рабочий физиологический показатель (абсолютное значение ЧСС, мощности энерготрат или МОД в среднем при работе);

ФПО - физиологический показатель при отдыхе (для ЧСС — 70 мин , мощность энерготрат - 70 Вт, МОД -6л);

ПДВсм - предельно допустимая величина среднесменного физиологического показателя (см. табл. 3).

Рис. 5. Типовые режимы труда и отдыха.

По горизонтали — время (часы работы); белые узкие полоски - короткие дополнительные перерывы (мин); заштрихованные участки - обеденный перерыв.

Время отдыха в процентах к длительности смены (То/см) находят по формуле:

 

То/см = (То/см/100+ То/см)*100%

 

При расчете времени на отдых надо ориентироваться на лимитирующий показатель, требующий более значительной компенсации отдыхом. В суммарное время отдыха не следует включать обеденный перерыв.

Кроме регламентированных перерывов, существуют также микропаузы - перерывы в работе, возникающие самопроизвольно между операциями и действиями. Микропаузы обеспечивают поддержание оптимального темпа работы и высокого уровня работоспособности. В зависимости от характера и тяжести работы микропаузы составляют 9—10% рабочего времени.

Примеры режимов труда и отдыха для различных видов работ представлены на рис. 5.

Суточные режимы труда и отдыха. Под суточным режимом труда и отдыха следует понимать рациональное чередование периодов работы, отдыха и сна человека, обеспечивающее его высокую работоспособность и жизнедеятельность организма.

В течение суток физиологические функции человека подвержены определенным изменениям. Организм человека в течение суток по-разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. В соответствии с суточным циклом работоспособности наивысший уровень ее отмечается в утренние и дневные часы — с 8 до 12 ч в первой половине дня и с 14 до 17 ч во второй. В вечерние часы работоспособность понижается, достигая своего минимума ночью. В дневное время наименьшая работоспособность, как правило, отмечается в период между 12 и 14 ч, а в ночное время - с 3 до 4 ч. С учетом этих закономерностей развития суточной периодики работоспособности человека определяют сменность работы предприятий, начало и окончание работы в сменах, перерывы на отдых и сон.

Чередование периодов труда и отдыха в течение недели должно регулироваться с учетом динамики работоспособности. Наивысшая работоспособность приходится на 2, 3 и 4-й день работы, а в последующие дни недели она понижается, падая до минимума в последний день работы. В понедельник работоспособность относительно понижена вследствие врабатываемости.

На промышленном предприятии эффективность существующих режимов труда и отдыха следует оценивать комплексно по следующим показателям: физиологическим, определяющим уровень работоспособности человека; медицинским, дающим возможность судить о влиянии трудового процесса на здоровье трудящихся; социологическим, показывающим отношение самих рабочих к режиму труда и отдыха и экономическим, характеризующим динамику производительности труда.

Элементами рационального режима труда и отдыха являются производственная гимнастика и комплекс мер по психофизиологической разгрузке, в том числе функциональная музыка.

Производственная физическая культура. В основе производственной физической культуры лежит феномен активного отдыха, описанный И. М. Сеченовым: утомленные мышцы лучше отдыхают, их работоспособность быстрее восстанавливается не при полном покое, а при работе других мышечных групп. В результате производственной физкультуры увеличивается жизненная емкость легких, улучшается деятельность сердечно-сосудистой системы, повышаются функциональные возможности анализаторных систем, увеличивается мышечная сила и выносливость.

Задача производственной физкультуры - возобновление рабочего стереотипа в начале рабочей смены и сохранение его максимально продолжительное время в течение рабочего дня. С этой целью применяются вводная гимнастика, физкультпауза, физкультминутка.

Вводная гимнастика способствует ускорению вхождения в работу. Проводится 5—7 мин и состоит из 6—8 упражнений, соответствующих характеру трудового процесса. Наивысший темп применяемых упражнений должен несколько превышать обычный средний темп работы. Это способствует быстрому усвоению рабочего ритма.

Физкультпаузы проводятся ежедневно по 5 - 10 мин от 1 до 4 раз в смену за период начинающегося утомления, снижения работоспособности.

Физкультурные минутки проводятся в течение 2 - 3 мин с целью снижения усталости отдельных органов. Они особо необходимы для лиц умственного труда. Это комплекс упражнений для мышц шеи, спины, рук, ног, дыхательные упражнения.

Функциональная музыка. В основе благоприятного действия музыки лежит вызываемый ею положительный эмоциональный настрой, необходимый для любого вида работы. Кроме того, музыка действует как ритмический стимулятор, способствующий процессу усвоения ритма, образованию рабочей доминанты, формированию и возобновлению динамического стереотипа. Музыка способствует предупреждению развития утомления. В том случае, когда устойчивость нервных процессов начинает ослабевать, музыка как внешний ритмический раздражитель помогает сохранять усвоенный в процессе труда ритм и поддерживать существование очага рабочей доминанты. При организации и разработке музыкальных передач необходимо помнить, что функциональная музыка призвана воздействовать не на состояние, а на регуляторную функцию нервной системы. Производственная музыка не только способствует снижению утомительности труда, улучшению настроения и здоровья работающих, но и повышает работоспособность и производительность труда.

Функциональную музыку не рекомендуется применять при выполнении работ, требующих значительной концентрации внимания (более 70% рабочего времени), при умственной работе (свыше 70% рабочего времени), при большой напряженности выполняемых работ, непостоянных рабочих местах и в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях внешней среды.

Последнее время для снятия нервно-психического напряжения, борьбы с утомлением, восстановления работоспособности успешно используются кабинеты релаксации или комнаты психологической разгрузки.

Комнаты психофизиологической разгрузки представляют собой специально оборудованные помещения, в которых в отведенное для этого время в течение смены проводят сеансы по снятию усталости и нервно-психического напряжения.

Эффект психоэмоциональной разгрузки достигается за счет эстетического оформления интерьера, удобной мебели, позволяющей находиться в удобной расслабляющей позе, трансляцией специально подобранных музыкальных произведений, насыщением воздуха благотворно действующими отрицательными ионами, приемом тонизирующих напитков, имитацией в помещении естественно-природного окружения, демонстрацией слайдов с видами природы и воспроизведением звуков леса, морского прибоя и др.

Одним из элементов психологической разгрузки является аутогенная тренировка, основанная на комплексе взаимосвязанных приемов психической саморегуляции и несложных физических упражнений со словесным самовнушением. При этом главное внимание уделяется приобретению и закреплению навыков мышечного расслабления. Этот метод позволяет нормализовать психическую деятельность, эмоциональную сферу и вегетативные функции.

Как показывает опыт, пребывание рабочих в комнатах психологической разгрузки способствует снижению утомляемости, появлению бодрости, хорошего настроения и улучшения самочувствия.

ПСИХОЛОГИЯ ТРУДА

Психология труда — отрасль психологической науки, изучающая особенности психической деятельности и личности человека в процессе труда.

Психология труда в нашей стране развивается по следующим основным направлениям:

                организация трудового процесса: вопросы рационализации труда, его нормирования, борьбы с утомлением, монотонностью, организации отдыха и т. д. в психологическом плане;

                психология профессионального отбора и обучения, которая объединяет проблемы изучения и формирования трудовых навыков;

                изучение психологических особенностей труда человека при взаимодействии его с техническими средствами в процессе производственной и управленческой деятельности и обоснование требований, предъявляемых к конструкции машин и приборов с учетом психических свойств человека (инженерная психология).

Методы психологии труда

В психологии труда наиболее распространены следующие методы:

1. Метод опроса (анкетирование, устная беседа, интервью).

2. Наблюдение за ходом рабочего процесса и поведением рабочего с целью выявления соответствия действий, приемов, движений работающего производственным задачам и результатам труда.

3. Экспериментальные методы, направленные на оценку состояния человека в процессе труда: а) лабораторный эксперимент - моделирование производственной деятельности в лаборатории, б) производственный эксперимент.

4. Метод психофизиологических тестов для исследования особенностей психических процессов, имеющих значение в производственной деятельности (памяти, внимания, мышления и др.).

5. Методы оценки личностных особенностей. Большое значение в психологических исследованиях имеет проведение беседы с целью выяснения отношения к труду, переживаний рабочего, его отношения к условиям труда и т. д. Широко используется способ заочной беседы с помощью анкет. Целью наблюдения как метода психологии труда является выявление профессионально значимых особенностей различных психических процессов путем изучения и сопоставления внешних проявлений деятельности человека - мимики, речи, позы, результатов его труда и т. д. Результаты фиксируются в протоколах наблюдения, дополняются рядом способов объективной регистрации - фотографирование, киносъемка, хронометраж и т. д.

Лабораторный эксперимент чаще всего строится по принципу моделирования той деятельности, которая исследуется (пульт управления, кабина водителя и т. д.).

Наиболее полным методом психологии труда является естественный или производственный эксперимент, проводимый непосредственно в цехе во время работы на станке, локомотиве, в полете и т. д., т. е. в конкретной производственной обстановке.

Метод психофизиологических тестов используется для исследования особенностей личности, занятой в производстве, - памяти, внимания, мышления и т. д. В настоящее время предложено большое количество таких тестов, в основе которых лежит принцип функциональных нагрузок, предъявляющих требования к тому или иному психическому процессу или его качеству, оценка различных проявлений свойств и отношений личности, лежащих в основе профессиональной успешности (по личностным опросникам или по характеристикам лиц, хорошо знающих данного рабочего по совместной работе).

Психологические подходы к изучению профессии

Изучение и выявление требований, предъявляемых профессией, к психике человека - составление психограмм как основной части профессиограмм. Таким образом, осуществляется раскрытие психологической сущности и проводится психологическое описание каждого определенного вида трудовой деятельности - психологический анализ профессии. Содержание и объем психограмм различен в зависимости от цели проведения исследования (рационализация режима труда, профотбор, профориентация, производственное обучение).

При составлении психограмм с целью оптимизации условий труда проводится анализ источников информации, которую получает оператор, способов ее обработки, последовательности действий и т. д.

При инженерно-психологическом изучении профессии рассматривается система человек - профессиональная среда с ее компонентами: предмет, орудия труда, профессиональные задачи и др.

В условиях трудовой деятельности для характеристики особенностей психических процессов с помощью специальных тестов (в основе которых лежит принцип функциональных нагрузок) изучают внимание, эмоции, память и другие психические свойства личности.

Все виды трудовой деятельности в большей или меньшей мере предъявляют требования к вниманию.

Внимание - направленность психической деятельности и сознания человека на избирательное восприятие определенных предметов и явлений. Среди различных качеств внимания наиболее профессионально значимыми являются такие качества, как активность, широта, переключение, интенсивность и устойчивость. Внимание не остается постоянным в процессе труда, изменяясь в течение дня и в процессе трудового обучения.

Для психологии труда важным вопросом является изыскание путей целенаправленного активного формирования необходимых качеств внимания. Изучение качеств внимания во время трудовой деятельности дает возможность разрабатывать мероприятия по организации режима труда рабочих и эффективных методов профессионального обучения.

При исследовании рабочих движений также применяются психофизиологические методы.

Основную роль в трудовом процессе играют сенсомоторные движения. На рабочем месте различают сенсорное поле, т. е. часть рабочего места, которое, воздействуя на анализаторы, является источником профессионально значимой информации, и моторное поле - часть рабочего места, в пределах которого осуществляются трудовые движения. Время сенсомоторной реакции меняется в зависимости от утомления, эмоциональной настройки, наличия других раздражителей и т. д.

Знание закономерностей временной характеристики сенсомоторных реакций имеет большое значение при конструировании системы управления современным автоматизированным производством. Время переработки информации не должно превышать значения Т, которое складывается из времени, требуемого оператору на восприятие информации (t1), времени решения задачи (t2), и, наконец, времени двигательной реакции (t3). Создание такой схемы рабочих движений дает возможность психологу труда разрабатывать конкретные рекомендации по формированию рабочих алгоритмов трудовых процессов на современных пультах управления.

Отношение человека к труду проявляется не только в действиях, но и в виде эмоций и чувств.

Эмоции - это отражения объективных отношений, в которых предметы и явления внешнего мира (производственной среды) находятся к потребностям человека.

Характеризуя эмоции, связанные с трудовым процессом, следует подчеркнуть, что эмоции не просто чувства и переживания человека, его внутренний мир, а состояния, оказывающие влияние на работоспособность, а следовательно, на производительность труда, способность обеспечивать нормальный режим работы оборудования, наблюдение за пультами управления. Эмоции оказывают существенное влияние на состояние здоровья работающего.

В психологии труда необходимо различать чувства, общие для всех видов трудовой деятельности (радость труда, любовь к труду, удовлетворенность), и специфические эмоции, вызываемые конкретными условиями определенной трудовой деятельности (эмоции, связанные с организацией трудового процесса, конкретными производственными условиями, отношениями в данном коллективе и т. д.).

Среди отрицательных эмоций, свойственных современному производству, отмечаются эмоции «напряженности» и эмоции «растерянности». Эмоции «напряженности» возникают в результате чрезмерной плотности сигналов, неравномерности и отсутствия ритма в работе, большой ответственности, возможности аварийных ситуаций, недостаточной профессиональной подготовленности рабочего и т. д. Напряженность проявляется в нарушении движений, скованности позы, неадекватно сильных и быстрых двигательных движений, большом количестве лишних движений, нарушении координации движений и т. д. Происходит нарушение психических процессов - суженность объема внимания, недостаточное распределение и переключение его, замедленность в принятии решения и нарушение способности оценки ситуаций и т. д. Очень близко к «напряженности» стоит эмоция «растерянности», при которой нарушается в первую очередь функция внимания и мышления.

При производственном обучении и организации трудовых процессов, предъявляющих требования к запоминанию, особое значение имеет знание основных закономерностей процесса памяти.

Память - способность удерживать и воспроизводить бывшие ранее события. Составные элементы процесса памяти - запоминание, сохранение и восприятие. Объем запоминания материала возрастает при наличии логических и смысловых ассоциативных связей между его отдельными частями.

Различают два основных типа сохранения материала в памяти - кратковременная и долгосрочная память.

При решении вопросов трудовой экспертизы (профориентации, профконсультации, профотбора) большое значение приобретают исследования личности трудящегося человека, ибо способность человека выполнять определенную трудовую деятельность определяется, психологическими особенностями его личности.

В основу, оценки личности и ее особенностей положены:

1) направленность личности, определяющая ее идейно-политический, моральный облик;

2) опыт, т. е. уровень знаний, навыков, умений и степень профессионального обучения;

3) индивидуальные особенности отдельных психических функций;

4) типологические черты нервной системы, проявляющиеся в темпераменте.

В условиях научно-технического прогресса современного производства большое значение приобретают вопросы психофизиологического отбора, направленные на выявление способностей, определяющих успешность освоения определенной специальности (профессиональный отбор). Профессиональный отбор имеет целью расстановку людей в производстве с учетом их индивидуальных психофизиологических особенностей, склонностей и способностей.

Профессиональный отбор заключается в тщательном сопоставлении структуры определенной трудовой деятельности и структуры личности. Научный подход к решению проблем правильной расстановки людей в производстве и приспособления техники и условий труда к человеку - одно из важных средств интенсификации развития нашего общества.

Прикладные направления физиологии и психологии труда: эргономика; техническая эстетика; инженерная психология; научная организация труда

Исходя из сущности утомления и учитывая известные механизмы, вызывающие это состояние, предупреждение его может быть достигнуто благодаря широкому кругу социально-экономических, психофизиологических, технических и других мероприятий. Разработкой подобных мероприятий, предназначенных для реализации на производстве, помимо гигиены, физиологии и психологии труда, занимаются эргономика, техническая эстетика, инженерная психология и научная организация труда (НОТ).

Эргономика занимается решением прикладных вопросов физиологии труда: рационализацией трудовых процессов и рабочих мест, направленной на приспособление их к возможностям человека с учетом его анатомо-физиологических и психологических особенностей, что имеет важнейшее значение для предупреждения утомления и повышения работоспособности.

Техническая эстетика имеет два основных вида применения: цветовое оформление производственных помещений и оборудования и художественное конструирование оборудования, т. е. создание оборудования красивой и рациональной формы, обеспечивающей удобства эксплуатации.

Техническая (или производственная) эстетика занимается вопросами выбора и применения оптимальных цветов для производственных помещений и оборудования, т. е. созданием цветового климата. В основном это группа цветов, имеющих малую насыщенность и сравнительно большой коэффициент отражения.

Цветовое оформление производственных объектов должно быть различным в зависимости от характера выполняемой работы. Так, например, «холодные» цветовые тона - зеленые, зелено-голубые, понижающие напряжение зрения и действующие успокаивающе, рекомендуют применять при выполнении умственной и физической работы, требующей большой сосредоточенности.

Мероприятия технической эстетики повышают работоспособность человека не только путем создания у него хорошего настроения (положительных эмоций), но и благодаря воздействию на функции сердечно-сосудистой и центральной нервной системы. Грамотно и рационально выполненное цветовое оформление дает большой производственный и экономический эффект. Функциональная окраска производственных помещений и оборудования повышает производительность труда.

Инженерная психология изучает связи конструкций пультов управления с особенностями восприятия и переработки информации операторами.

Целью инженерной психологии является проектирование и конструирование пультов управления с учетом пропускной способности анализаторных систем человека (зрительной, слуховой и др.), с тем чтобы поток поступающих сигналов не превышал психофизиологических возможностей человека.

Связи оператора с машиной осуществляются путем восприятия информации, передачи ее в ЦНС, переработки, принятия решения, передачи исполнительным органам и выполнения. Этот последний этап осуществляется путем воздействия на органы управления машины.

Между оператором и машиной существуют и другие формы взаимодействия, которые характеризуются рабочей позой оператора, величиной усилий, скоростью, траекторией, количеством движений.

Научная организация труда. В настоящее время на всех крупных промышленных предприятиях существует служба научной, организации труда (НОТ), занимающаяся разработкой и внедрением мероприятии направленных на оптимизацию трудового процесса. Эта деятельность должна основываться на достижениях науки, в том числе гигиены и физиологии труда, а также передовом опыте, что позволяет наилучшим образом организовать технику и людей в едином производственном процессе, обеспечивающем наиболее эффективное использование материальных и трудовых ресурсов, непрерывное повышение производительности труда.

Внедрение гигиенических мероприятий системой НОТ способствует улучшению условий труда, сохранению здоровья человека, постепенному превращению труда в первую жизненную потребность,

Зарождение НОТ обычно связывают с именем Тейлора. Известно, что система Тейлора сыграла большую роль в рационализации капиталистического производства на основе отбора наиболее рациональных приемов труда. Однако система Тейлора была направлена на усиление эксплуатации трудящихся. Этот двойственный характер тейлоризма впервые со всей силой раскрыл в своих работах В. И. Ленин.

Как подчеркивал В. И. Ленин, цель применения системы состоит в том, что из рабочего «выматывают безжалостно все его силы, высасывают с утроенной скоростью каждую каплю нервной и мускульной энергии».

В то же время в системе Тейлора В. И. Ленин видел и богатейшие научные задатки, заслуживающие внимания.

В варианте статьи «Очередные задачи Советской власти», В. И. Ленин подчеркивал: «...мы должны ввести систему Тейлора... соединив эту систему с сокращением рабочего времени, с использованием новых приемов производства и организации труда без всякого вреда для трудящегося населения». Следовательно, В. И. Ленин выдвинул задачу восполнить серьезный изъян в тейлоровской системе: отсутствие в ней той важной основы, какой является физиология труда.

Таким образом, становление и развитие советской системы НОТ неразрывно связано с именем В. И. Ленина, который обосновал жизненную необходимость для Советской власти организации труда на научной основе, определил основные задачи НОТ, раскрыл ее преимущества по сравнению с капиталистической рационализацией.