Курс "Психофизиология" разработан в объеме 36 часов для студентов биофака ДонНУ
ЛЕКЦИЯ № 10 Тема. Стресс и эмоции
Нейроэндокринные механизмы стресса.
Физиологический, психогенный и информационный стресс.
Эмоции как регулятор поведенческих реакций человека.
С момента появления живого существа на свет это существо вынуждено сразу приспосабливаться к новым условиям. На протяжении всей жизни человека главной его проблемой будет адаптация. Цель адаптации - поддержание гомеостаза. Для этого существует два пути: первый - избегать действие стрессора и второй - адаптироваться к нему. Процесс адаптации более эффективен и надежен. Адаптация всегда связана со стрессом.
Стресс это напряжение организма; стрессор - фактор, вызывающий это напряжение. Теорию стресса в виде концепции общего адаптационного синдрома обосновал и сформулировал в 1936 году канадский ученый Г.Селье. Понятие «стресс» характеризует неспецифическую нейрогуморальную реакцию организма на действие стресс-факторов. Стрессом (ОАС) называют реакцию активации гомеостатических механизмов. Ведущую роль в этой активации играет система «гипофиз - кора надпочечников». Эта система контролируется гипоталамусом. Гипоталамус интегрирует информацию от всех систем и органов и запускает гормональный механизм поддержания метаболического гомеостаза (рис. 1).
В первую очередь усиливается секреция катехоламинов, адреналина и норадреналина. Они активируют распад гликогена в печени и жиров, и повышают уровень глюкозы в крови. То есть, эти гормоны мобилизуют энергетические резервы организма и тем самым улучшают энергообеспечение органов и тканей. При возрастании концентрации катехоламинов усиливается синтез АКТГ (адренокортикотропного гормона). Это активирует синтез глюкокортикостероидов (кортизола) в коре надпочечников. Кортизол запускает реакции активного синтеза ферментов, тормозит синтез белков в тканях, что ведет к повышению уровня аминокислот, необходимых для активного синтеза веществ. Все это создает условия для поддержания высокой скорости энергообразования в условиях повышенной потребности тканей в энергии. Адреналин и кортикостероиды при стрессе работают однонаправлено и обеспечивают большую скорость катаболизма (распада) мобилизованных энергетических источников. Поэтому эти гормоны называют адаптивными. Такая гормональная адаптация отражает приспособляемость обмена веществ к экстремальным условиям. Важную роль в интеграции и регуляции этих биохимических процессов играет ЦНС. Она постоянно информирует органы и ткани о влиянии внешних факторов и координирует обмен веществ в них, подготавливая организм к стрессовому влиянию. Вообще, имеет значение лишь продолжительность и сила стрессоров: именно эти факторы обусловливают - может ли человек преодолеть повседневные нагрузки или они станут причиной болезней, обусловленных стрессом.
Процессы, обеспечивающие приспособление организма к продолжительной деятельности в новых условиях за счет морфофункциональных преобразований, называют адаптацией. На любой экстремальный фактор (гипоксия, температура, давление, невесомость, психогенный раздражитель) организм отвечает сложной реакцией. Она состоит из специфического компонента, адекватного данному раздражителю, и общей неспецифической реакции, рассматриваемой как физиологическое проявление общего адаптационного синдрома (например, при ориентировочной реакции: специфический компонент - это повышение чувствительности анализаторов и произвольного внимания, неспецифический — мобилизация вегетативных функций. Второй пример экзаменационный стресс: специфический компонент - повышение уровня психических свойств (памяти, внимания, мышления), неспецифический ~ та же мобилизация вегетативных функций). Общая неспецифическая реакция служит базой для так называемого «перекрестного эффекта», когда длительное действие одного фактора повышает устойчивость к другому. Происходит это за счет совершенствования механизмов «переносимости», т.е. за счет морфофункциональных перестроек организма, и выражается в снижении уровня его реактивности. Например, длительная тренировка аэробных кондиций повышает устойчивость и к теплу, и к психогенному фактору; гипоксия - к мышечным нагрузкам субмаксимальной мощности, и наоборот.
В общем адаптационном синдроме выделяют три стадии реагирования на длительно действующий стрессор: 1) тревоги - генерализованная реакция, мобилизация функций; 2) резистентности - повышенной сопротивляемости на базе морфофункциональных перестроек организма; 3) истощения - срыв механизмов адаптации вследствие чрезмерно длительного или, чаще всего, чрезмерно интенсивного действия стрессора. Следовательно, развитие ОАС определяется двумя факторами: с одной стороны - временем и интенсивностью действия фактора, а с другой - адаптативными возможностями человека. Модальность стрессора в этом плане не имеет принципиального значения. Эта закономерность универсальна для всех биологических систем.
Важное значение имеет информационное содержание стрессора. Оно определяет субъективную оценку его сигнального значения. Поэтому выделяют две категории стрессоров: одни непосредственно действуют на органы и системы (мышечная нагрузка, шум, гипоксия, тепло), другие ействуют психогенно и приводят к психоэмоциональному напряжению организма. Следовательно, эмоциональный (психический) стресс - это разновидность общей системной реакции (ОАС) с характерными, объективно регистрируемыми, симптомами на действие внутренних или внешних факторов информационной природы (например, внутренней - боль; внешней - неприятное известие). Эмоциональный стресс объединяет понятия тревоги, конфликта, переживание угрозы безопасности, неудачи и т.п. Следовательно, решающая роль в развитии стресса принадлежит негативным эмоциям. Сигналами к вовлечению нервных механизмов отрицательных эмоций становится рассогласование между моделью ожидаемого результата и обратной афферентацией.
Таким образом, в развитии предельных психоэмоциональных напряжений ведущей характеристикой стрессора является его информационная компонента. Она и определяет психическую оценку сигнала как негативного. При неподготовленности человека к защите или избеганию стрессора и возникают предельные психоэмоциональные напряжения.
Эти же напряжения возникают и при резком увеличении объема оперативной информации. В этом случае сенсорные системы человека не справляются с потоком информации, что и вызывает психоэмоциональный стресс. Необходима селекция наиболее значимой информации. Природа развития информационного стресса та же, что и под действием стресс-факторов иной модальности.
В принципе, деление стресса на физиологический, психологический и информационный является чисто условным и свидетельствует лишь о природе действующего фактора и степени вовлечения конкретной системы в стресс-реакцию организма. На самом деле в любой стресс-реакции присутствуют физиологические и психические компоненты. Речь может идти только о степени выраженности той или иной компоненты реакции. Поэтому стресс и получил название общего адаптационного синдрома. В этом аспекте, эмоциональный стресс следует рассматривать как общую системную реакцию организма, а эмоции — как особый класс психических состояний, связанных с инстинктами, потребностями и мотивами.
Эмоции сопровождают любую активность человека и служат одним из главных механизмов регуляции психического состояния человека.
Положительные эмоции, вызванные полезными действиями, побуждают субъекта к их достижению и сохранению; отрицательные стимулируют активность, направленную на избегание вредных воздействий.
Таким образом, осуществляя функцию положительного или отрицательного подкрепления, эмоции способствуют приобретению полезных и устранению не оправдавших себя форм поведения. Следовательно, эмоции выступают как биологический регулятор поведенческих реакций человека.
По общепринятой теории, эмоции - эволюционно более старая форма психического проявления стрессового состояния. Эмоции как механизм регуляции поведения возникли значительно раньше, чем интеллект. Поэтому они и выбирают более простые решения жизненных ситуаций. Тому, кто руководствуется их проявлениями, эмоции прибавляют энергии, поскольку они напрямую связаны с физиологическими процессами, в отличие от интеллекта, которому подчинены не все системы организма. Под сильным влиянием эмоций происходит такая мобилизация сил, которую невозможно вызвать интеллектом.
Эмоции представляют собой суммарную оценку внешних и внутренних сигналов в субъективной, невыразительной форме. Как субъективный феномен эмоции, отбирая полезное (или вредное), не только определяют запуск «аварийных» программ выживания, но и представляют собой активную форму взаимодействия со средой, где фиксируются полезные формы
Эмоции, как психические реакции, базируются как на врожденных, так и на приобретенных механизмах. Попытка топографического определения конкретной эмоции |в ределенном участке мозга является ошибочной.
С позиции физиологии, эмоция - это активное состояние специализированных мозговых структур, побуждающее изменить поведение в направлении минимизации или максимализации этого состояния. Регуляторная функция эмоций реализуется за счет активации вегетативной нервной системы и ретикулярной формации. Оба этих механизма, во взаимодействии с лимбическими структурами, составляют центральный нервный субстрат эмоций. При отсутствии своевременных мер профилактики и коррекции, длительный эмоциональный стресс переходит в разнообразные формы неврозов и психосоматических расстройств.
Курс лекций по "Психофизиологии" для студентов биофака ДонНУ в объеме 18-20 лекций
Лекция 11. Взаимодействие психических и физиологических механизмов в процессе адаптации.
Концепция общего адаптационного синдрома (ОАС) Г.Селье.
Роль и значение психических и физиологических механизмов на различных стадиях адаптации.
Стратегия адаптации и свойства нервной системы.
Взаимодействие психофизиологических механизмов при адаптации к природным и производственным факторам среды.
Срочная адаптация к стрессорам любой модальности реализуется за счет активации гомеостатических механизмов. Ведущая роль в этой активации, по мнению Г.Селье, принадлежит системе "гипофиз-кора надпочечников".
Процессы, обеспечивающие приспособление организма к длительному действию фактора, называют адаптацией. Адаптация идет по вектору: функциональные (регуляторные) преобразования —> структурные (морфологические) перестройки. Эти преобразования начинаются на организменном уровне, продолжаются на системном и оканчиваются на клеточном (изменения на уровне мышечной, дыхательной систем - до увеличения шипиков на нейронах при образовании условных рефлексов). В общем адаптационном синдроме, как системном ответе на действие любого фактора, выделяют три этапа (или фазы): 1) тревоги - генерализованная реакция, мобилизация функций; 2) резистентности - повышенной сопротивляемости а базе морфофункциональных перестроек; 3) истощения -срыв механизмов адаптации вследствие чрезмерно длительного или интенсивного действия факторов. Следовательно, развитие ОАС определяется двумя факторами: с одной стороны - временем и интенсивностью действия стрессора, а с другой - функциональными возможностями человека. Модальность стрессора не имеет принципиального значения. Эта закономерность универсальна для всех биологических систем.
Проблема адаптации существовала всегда. Однако в настоящее время она приобретает особое значение. Появились факторы антропогенного происхождения: невесомость, ускорения, электромагнитные излучения и различные химические соединения. К этим факторам человек не адаптирован, так как в процессе эволюции человек, как вид Homo Sapiens, с ними не встречался. В большинстве случаев эти факторы оказывают негативное действие на общие физиологические механизмы защиты.
Проблема адаптации человека связана с двумя обстоятельствами: необходимостью приспособления к природным факторам среды (теплу, гипоксии, холоду) и, одновременно, - к профессиональной деятельности. В этом случае возникают противоречия. Адаптация к природным факторам связана с сохранением гомеостаза, а трудовая деятельность, наоборот, - с его нарушением, причем существенным. Например, высокая температура внешней среды предполагает снижение двигательной активности, а профессиональная деятельность, наоборот, требует повышения этой активности. Противоречия снимаются за счет подключения психических механизмов. Причем, на всех стадиях адаптации. Эти механизмы обеспечивают оптимальную стратегию адаптации за счет изменения форм поведения (например, умный в гору не пойдет - умный гору обойдет). Стратегия адаптации к природному фактору базируется на оценке физиологических и биохимических возможностей организма. К ним подключаются психические (например, память). Они дополняют, компенсируют физиологические реакции. Подключение психических механизмов идет на двух уровнях - бессознательном и сознательном В последнем случае - используется общественный исторический опыт.
Наличие двух взаимодействующих механизмов адаптации приводит к разнообразию стратегий этого процесса. Индивидуальность стратегий выражается в неодинаковом времени разворачивания системных и клеточных реакций. На уровне целостного организма - это реакции с-с-с, респираторной, мышечной, эндокринной, нервной систем; на клеточном и субклеточном уровнях - перестройка ДЕ, морфологии нейрона, мощности митохондрий и другие морфофункциональные трансформации. При этом физиологические и психические механизмы дополняют, компенсируют друг друга. При чем, не только при адаптации к природным факторам, но и к трудовым.
Например, в условиях повышенной температуры воздуха у рабочих отмечена обратная зависимость между потоотделением и психоэмоциональным напряжением. При одинаковой у двух групп рабочих эффективности труда более выраженная психоэмоциональная реакция у одной из них (рис. 4) является не физиологической "платой" за низкий уровень потоотделения, а следствием подключения психических механизмов (воли?) для обеспечения необходимой производительности труда.
Подключение психических механизмов позволяет изменить не только пути, но и цели адаптации. У животных и человека они различны. У животных основная цель адаптации - сохранение гомеостаза, который обеспечивает необходимый уровень пищевого и полового поведения. Обратные связи выражены слабо. Например, у некоторых видов животных в условиях содержания в клетках ослабевает, или даже полностью исчезает, половой рефлекс. У человека, в отличие от животных, уровень и механизмы гомеостатического регулирования определяются обратными связями. Эти связи опосредованы трудовым и социальным поведением человека. Они вносят свой вклад в структуру гомеостатического регулирования. В результате, -формируется «новый» гомеостаз, связанный как с биологической регуляцией, так и с адаптацией к конкретной деятельности. Особенно четко эта закономерность прослеживается у спортсменов высокой квалификации. Гомеостаз этих спортсменов существенно отличается от такового у етренированных людей. Эти закономерности мы рассматривали в курсе «Физиология спорта».
Следовательно, психологические механизмы являютсяобязательными компонентами регулирования физиологического гомеостаза. Особенно велика роль этих механизмов на заключительных стадиях адаптации, при формировании специфической функциональной системы деятельности. Эти вопросы мы рассматривали на предыдущем семинаре.
Современные представления о путях и стадиях адаптации несколько отличаются от концепции Г.Селье. Однако эти различия не носят принципиального характера. В обоих случаях выделяют первую фазу (стадию тревоги). Эта стадия связана с активацией системы быстрого реагирования (с-с-с, дыхательной, эндокринной, нервной систем). При длительном или чрезмерном напряжении этих механизмов происходит распад единой системы обеспечения гомеостаза. Организм становится беззащитным перед действующим стрессором. Например, при воздействии высокогорной гипоксии (пребывание в горах на высоте 3-4 км) плохое состояние человека наступает на второй день. Однако уже в этой фазе начинает работать система поиска новых физиологических механизмов для поддержания гомеостаза (при гипоксии учащается ЧД и увеличивается ДО). Фаза поиска является нелинейной и определяется инертностью включаемых механизмов. Существует два варианта фазы поиска: гипермобилизационный и постепенный. Первый –гипермобилизационный - характерен для действия интенсивных факторов. В этом случае подключается широкий спектр физиологических механизмов, но величина их реакци— минимальна. В дальнейшем, происходит исключение ненужных механизмов или замещение другими, более инертными. Например, при гипоксии - увеличение количества эритроцитов и гемоглобина.
Второй вариант - постепенный. Он характеризуется подключением к системам быстрого реагирования механизмов долгосрочной адаптации. Этот путь энергетически более выгодный, и реализуется при постепенном увеличении интенсивности стрессора. Именно этот путь избирают при различных формах адаптационной тренировки. Выбор стратегии адаптации определяется не только интенсивностью и длительностью действия стрессора, но и индивидуальными свойствами нервной системы человека. Эти вопросы мы подробно рассматривали на занятиях по функциональным состояниям человека.
На этапе срыва адаптации физиологические реакции, направленные на поддержание гомеостаза, не могут компенсировать действие стрессора (например, увеличение ЧД, ДО, МОК и т.д. при мышечной работе). Поэтому подключаются механизмы психической защиты. Главным образом, поведенческого типа. Поведенческие реакции направлены на минимизацию тех форм деятельности, которые могут усилить действие неблагоприятного фактора. Например, тепло и гипоксия приводят к снижению уровня двигательной активности; низкая температура оказывает противоположный эффект.
В организации адаптационного ответа существенная роль принадлежит таким свойствам личности, как эмоциональность и тревожность. Эмоции выступают как регулятор деятельности, а тревожность - как фактор субъективной оценки возможности поддержания гомеостаза и реализации деятельности. При одинаковом напряжении физиологических механизмов высокотревожные лица занижают уровень своего самочувствия (рис. 7). Крайним, и поэтому нежелательным, механизмом поддержания гомеостаза является состояние депрессии. Это состояние проявляется в глобальном торможении нейронов определенных участков мозга, а на уровне поведенческих реакций - выражается в резком снижении различных форм физиологической активности (т.е., любой деятельности).
На разных стадиях адаптационного процесса долевое участие психических и физиологических механизмов в регуляции гомеостаза и деятельности определяется пластичностью нервной системы (Пластичность - как способность к изменчивости, обучаемости. Нейронные сети - связанные нейроны?). Уровень пластичности определяет тактику поведения человека в конкретных условиях. Причем, в прямой зависимости.
Следовательно, динамика адаптационного процесса отражает взаимодействие двух глобальных механизмов - физиологического и психического. Первый направлен на поддержание гомеостаза, второй (психический) — обеспечивает минимизацию физиологических реакций. Цель этой минимизации - создать резерв для реализации деятельности. В результате интеграции этих двух целей формируется концептуальная модель (образ, нервная модель стимула). Сочетание природного фактора и деятельности помогает уточнить образ ситуации, и тем самым создать более совершенный механизм адаптации.
На первый взгляд, трудовая деятельность должна ухудшать или затруднять физиологическую адаптацию. В обоих случаях требуется определенный резерв. Однако это не так. И связано это как с общностью механизмов адаптации к природным и производственным факторам, так и с формированием «рабочей» доминанты. Общность механизмов адаптации четко прослеживается на примере действия гипоксического и теплового факторов. В любой, относительно интенсивной, деятельности существует гипоксия. Следовательно, формируются механизмы антигипоксической защиты. При действии природного гипоксичекого фактора эти механизмы включаются. Тем самым, сокращается или вообще устраняется фаза срыва адаптационны процессов. Те же закономерности наблюдаются и при действии тепла. Наиболее ярким примером развития общих механизмов адаптации к природным стрессорам и факторам производственной среды является спортивная деятельность. У бегунов на средние и длинные дистанции устойчивость к гипоксии и высоким температурам, соответственно, в 2-4 раза выше, в сравнении с нетренированными людьми. Это, так называемый, перекрестный эффект спортивной тренировки.
Теперь рассмотрим второй механизм - доминанту. Как известно, любая деятельность формирует определенную «рабочую» доминанту. На уровне мозга доминанта интегрирует все остальные очаги возбуждения. Следовательно, доминанта тормозит развитие гипермобилизированного субъективного образа природного фактора (например, гипоксии). Кроме того, в профессиональной деятельности существенно выражен волевой компонент, направленный на достижение цели деятельности.
В фазе стабилизации большая часть психических механизмов регуляции деятельности переходит в подсознание, приобретает черты автоматизированного поведения, и входит в структуру динамического стереотипа (И.П.Павлов).
Временной алгоритм включения психофизиологических механизмов на различных стадиях различен. Поэтому общая картина адаптации характеризуется различным соотношением адаптивных механизмов и гетерохронностью их подключения.