2 курс / Нормальная физиология / Физиологические_основы_жизнедеятельности_человека_в_экстремальных

Рис. 80. Связь амплитуды ритмов дыхательных волн в условиях нормоксии с показателями функционального состояния человека в условиях гипоксической гипоксии.

сическое воздействие переносится легче. Это проявляется в улучшении самочувствия, уменьшении напряжения сердечно-сосудистой системы

иадекватной активации ГГНС. Увеличение амплитуды ритмов диэнцефальных центров в условиях нормоксии сопровождается улучшением показателей операторской деятельности в условиях гипоксии и возрастанием реактивности респираторной системы Повышение частоты

иамплитуды ритмов постганглионарных симпатических волокон в условиях нормоксии связано с лучшей переносимостью ортостатических нагрузок в условиях гипоксии, однако у этих людей наблюдается ухудшение показателей функционального состояния центральной нервной системы и психиэмоциональной сферы.

Преобладание в спектрограмме надпочечниковых ритмов позволяет прогнозировать ухудшение переносимости ортостатических нагрузок и функционального состояния центральной нервной системы. При этом влияние надпочечниковых ритмов на психоэмоциональную сферу влияния может быть разнонаправленным. У людей с исходно высокими значениями частоты надпочечниковых ритмов в ответ на гипоксическое воздействие может отмечаться эйфорическая реакция, в то время как у лиц с увеличенной амплитудой данных ритмов, напротив, ухудшение субъективной оценки своего состояния.

Проведенный на примере экзогенной гипертермии и гипоксической гипоксии анализ показывает, что особенности вегетативной регуляции вносят существенный вклад в механизмы резистентности к экстремальным воздействиям. При интенсивном действии фактора внешней среды исходный тип вегетативной регуляции во многом определяет степень напряжения механизмов компенсации и в целом резистентность человека.

онных симптомов в статусе увеличивается темп роста ректальной температуры и уменьшается длительность переносимости экстремального теплового воздействия.

Блок анамнестических признаков инфекционного синдрома положительно коррелировал с показателями сердечно-сосудистой системы. У обследуемых с относительным превалированием в анамнезе числа рецидивирующих и часто повторяющихся инфекций при гипертермии как в состоянии покоя, так и после физической нагрузки отмечались признаки активации инотропной функции миокарда, повышение его потребности в кислороде и, по-видимому, возрастание тонуса сосудов. Такое напряжение функций сердечно-сосудистой системы обуславливало высокий темп потовыделения и, соответственно, ограничивало устойчивость к гипертермии.

Исходный иммунный статус испытателей с ограниченной переносимостью экзогенной гипертермии характеризовался низкой концентрацией сывороточных иммуноглобулинов и ЦИК, относительно повышенным количеством нейтрофилов и, напротив, сниженным числом периферических лимфоцитов. В ответ на тепловое воздействие у лиц с низкой резистентностью отмечалась выраженная иммуноглобулинемия, достоверное повышение концентрации ЦИК и, напротив, отсутствовали изменения содержания популяций лейкоцитов. Для терморезистентных испытателей динамика показателей иммунной системы характеризовалась нейтрофильным лейкоцитозом, лимфопенией и минимальными изменениями показателей гуморального иммунитета.

Специфика реакции иммунной системы неустойчивых к гипертермии испытателей свидетельствует об исходной нестабильности анти- генно-структурного гомеостаза организма, инертности иммунных реакций клеточного типа и экстренном развитии компенсаторной реакции гуморального типа. Нельзя исключить того, что инертность механизмов клеточного иммунитета обусловлена ослаблением реактивности ГГНС.

Таким образом, исходное состояние иммунной системы влияет на устойчивость человека к интенсивному тепловому воздействию. У лиц с неблагоприятными изменениями исходного иммунного статуса снижение механизмов резистентности к экзогенной гипертермии опосредовано через гиперреактивность сердечно-сосудистой системы и ослабление функционального потенциала стероидного звена эндокринной системы.

При исследовании механизмов холодовой резистентности установлено, что она также во многом определяется состоянием иммунной системы (рис. 82). Выявляемые по данным формализованного опроса на-

чальные признаки дисбаланса иммунной системы сопровождались при гипотермии значительным ослаблением мотивации к работе, ухудшением общего самочувствия и эмоционального состояния с усилением реактивной тревожности. Опосредованно через негативный эмоциональный фон иммунный дисбаланс был сопряжен со снижением значений ректальной температуры в первой и второй фазах холодового стресса,

атакже с высоким темпом восстановления температуры ядра тела после холодового воздействия. Последнее, вероятно, обусловлено гиперреактивностью сердечно-сосудистой системы и разобщением окислительного фосфорилирования, возникающем при изменении функции ферментов дыхательной цепи.

Многочисленные корреляционные связи выявлены между параметрами иммунного статуса и показателями сердечно-сосудистой и дыхательной систем. У лиц с начальными проявлениями иммунного дисбаланса при гипотермии как в состоянии покоя, так и после дозированных физических нагрузок отмечены признаки выраженного напряжения функций кровообращения с явлениями детренированности миокарда. Такая активация систем физической терморегуляции, как известно, сопровождается, наряду с интенсификацией теплопродукции усилением теплоотдачи.

Врезультате для этих обследуемых были свойственны более высокая температура ядра тела в первой фазе холодового стресса, выраженный темп ее снижения во второй фазе термостресса и, в целом, ограниченная длительность переносимости холодового воздействия. Можно предполагать, что повышение концентрации пировиноградной кислоты связано с холодовой ингибицией ферментов цикла трикарбоновых кислот,

атакже интенсификацией глюконеогенеза, необходимой для обеспечения повышенной функции системы кровообращения.

Вцелом, представленные результаты показывают, что даже незначительный дисбаланс иммунной системы негативно влияет на резистентность человека к экстремальным температурным воздействиям. Существенно, что начальные признаки иммунного дисбаланса можно выявлять путем иммуноэпидемиологического обследования.

7.5. Пластичность нейродинамических процессов

как критерий прогноза устойчивости операторской

деятельности при смене контрастных

климатических условий

Определенные виды профессиональной деятельности человека (в частности, военной) требуют частой и быстрой смены зон обитания, резко отличающихся климатогеографическими условиями. Между тем, влияние на организм человека смены одних экстремальных условий другими в настоящее время изучено недостаточно. Это, в первую очередь, относится к смене контрастных климатических условий пустыни на условия высокогорья. Имеющиеся немногочисленные данные о комплексном воздействии высокой температуры и гипоксии на человека весьма противоречивы. Одни авторы (Сергиенко А. В., 1970; Ван Лир Э., Стикней К., 1967; Миррахимов М. М., Айдаралиев А. А., Максимов А. Л., 1983; Егоров А. С., Загрядский В. П., 1973) считают, что комбинированное влияние высокой температуры окружающей среды и гипоксии оказывает на организм более неблагоприятное воздействие, чем каждый из этих факторов в отдельности. Другие, наоборот, приводят данные о том, что сочетание высокой температуры окружающей среды (40 °С) и гипоксии приводит к меньшему снижению насыщенности крови кислородом и даже некоторому повышению работоспособности (Бушов Ю. В., Ершов А. Ф., Писанко А. П., 1987).

Имеются интересные данные о том, что результат адаптации зависит от последовательности воздействия природных факторов. Так, предварительная адаптация к холоду повышает устойчивость к последующей гипоксии, предваряющая же адаптация к гипоксии резко снижает устойчивость к холоду (Загустина В. Б., Алексанян З. А., Василевский Н. Н., 1986).

Полагают, что адаптация к экстремальным условиям внешней среды осуществляется за счет формирования новой структуры внутрисистемных и межсистемных взаимоотношений (Бехтерева Н. П., 1980; Сороко С.И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990), включения имеющихся и формирования новых регулирующих программ мозга, обеспечивающих не только гомеостаз организма в новых условиях, но и его поведенческую и профессиональную деятельность (Медведев В.И., 1982). При этом существенная роль в механизмах этих перестроек отводится пластичности нейродинамических процессов, имеющих выраженную индивидуальную зависимость (Сороко С. И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990).

Несмотря на установленный факт существования перекрестных адаптаций (Слоним А. Д., 1964), до сих пор остается неясным, насколько «специфичны» адаптационные перестройки к экстремальным факторам, могут ли «адаптационные программы», сформированные при адаптации, например, к высоким температурам, обеспечить (хотя бы в первые сутки) высокую работоспособность человека к условиям высокогорья или они, наоборот, затрудняют процесс адаптации к новым условиям. Важное практическое значение для профотбора имеет вопрос о том, являются ли эти механизмы одинаково устойчивыми для всех лиц или они имеют индивидуальные особенности.

Существенная роль в физиологических механизмах адаптации к различным факторам внешней среды принадлежит центральной нервной системе (Сороко С. И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990; Медведев В. И., 1982; Слоним А. Д., 1964; Василевский Н. Н., 1979; Зимкина А. М., Меницкий Д. Н., Антомонов Ю. Г., 1977). При этом функциональное состояние центральной нервной системы как специализированного органа регуляции в значительной мере определяет общее состояние всего организма. Приспособительные свойства нервной системы, обеспечивающие надежность и эффективность функционирования регуляторных систем организма, основаны на ее пластичности, особенностях самоорганизации и саморегуляции (Сороко С. И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990; Медведев В. И., 1982; Зимкина А. М., Меницкий Д. Н., Антомонов Ю. Г., 1977). Ранее нами было показано (Сороко С. И., 1984), что пластичность и устойчивость нейродинамических процессов относятся к основным индивидуально-типологическим свойствам нервной системы человека, которые могут являться одним из прогностических критериев адаптивной способности к экстремальным условиям внешней среды. Именно адаптивная пластичность нервной системы определяет способность организма к адаптации в новых условиях, особенно на первой стадии.

Большое практическое значение приобретают исследования, направленные на изучение зависимости эффективности операторской деятельности от индивидуально-типологических особенностей человека в процессе адаптации к новым условиям. Эти данные не только представляют интерес для понимания физиологических механизмов нарушения деятельности, но и имеют важное значение для профессионального отбора.

Специальные исследования показали, что не все лица одинаково хорошо выполняют операторские функции (Зингерман А. М., 1972; Хру-

нов Е. В., Хачатуръянц Л. С., Попов В. А., 1974). Эти различия еще больше выявляются при экстремальных воздействиях внешней среды. При влиянии различных гипоксических нагрузок операторские функции существенным образом нарушаются, снижается качество и надежность работы человека как составного звена системы управления (Миролюбов А. В., 1976; Кудрин И. Д., Коробов Р. Н., Мозин В. А., 1981; Рудный Н. М., Бодров В. А., 1987).

Изменение работоспособности человека-оператора в экстремальных условиях среды связано с адаптивными перестройками различных систем организма, более того, эффективность операторской деятельности может служить одним из показателей адаптированности к данным конкретным условиям. Таким образом, мы вправе ожидать, что лица с большей адаптивной пластичностью будут обладать и лучшими показателями операторской деятельности в экстремальных условиях среды.

В связи с этим основной целью данной работы являлась оценка прогностической ценности ЭЭГ-показателей пластичности нейродинамических процессов при профессиональном отборе операторов, наиболее устойчивых к смене условий пустынной местности на условия высокогорья (2700 м над уровнем моря). Работы проводили в условиях пустынной местности (среднедневная температура +35–40 °С) и в высокогорье (на высоте 2700 м над уровнем моря и среднедневной температурой +20 °С). Исследования осуществляли по двум методикам, электроэнцефалографической и психофизиологической.

Регистрацию ЭЭГ осуществляли с помощью 8-канального электроэнцефалографа ВТ-1 (Германия) по международной схеме «10–20». ЭЭГ регистрировали на бумагу и магнитный накопитель в режимах оперативного (глаза открыты) и психосенсорного покоя (глаза закрыты). Длительность регистрации составляла не менее 3 мин в каждом режиме. Анализ структуры взаимодействия основных компонентов ЭЭГ осуществляли по ранее описанной методике (Сороко С. И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990) на персональном компьютере.

По психофизиологической методике определяли параметры операторской деятельности: время простой двигательной реакции на свет и качество слежения за случайной кривой. Все показатели деятельности оператора регистрировали на комплексе психофизиологического обследования «КХР-01». Установка для проведения исследования включала: пульт испытуемого с ручкой управления и клавишей-кнопкой монитора, расположенных перед испытуемым; пульт экспериментатора, включающего цифровое табло, блок обработки и управления.

Регистрация времени реакции: в исходном положении испытуемый держал пальцы правой руки в ожидании сигнала на клавише-кнопке, нажав ее. Сигналы представляли собой вспышки экрана монитора белого цвета в случайном порядке по заранее набранной экспериментатором программе. При появлении сигнала испытуемый должен был отпустить клавишу и вернуть ее в исходное положение (нажать). Время реакции регистрировали на цифровом табло, в качестве показателя скорости реакции брали среднее время реакции 16 предъявлений сигнала.

Перед измерением ошибки слежения испытуемого обучали двухкоординатному слежению за синусоидальным сигналом с развертками сигнала от 0,01, 0,03, 0,1 0,3 Гц с последующим минутным отдыхом. На экране монитора предъявляли метку-цель, траектория которой менялась управляемым блоком, и метку визир, управляемую ручкой пульта испытуемого Задача испытуемого состояла в совмещении цели и визира. Ошибки слежения (рассогласование цели и визира) регистрировали при двухкоординатном слежении за целью, движущейся по случайной траектории со скоростью развертки 0,01 Гц. Испытуемому предъявляли 8 циклов (пробегов цели по экрану монитора), в каждом из которых вычисляли среднюю ошибку за цикл (в мм), за показатель качества слежения брали среднюю ошибку за 8 циклов.

Кроме того, были проведены натурные эксперименты в условиях пустыни и высокогорья, целью которых было определение эффективности работы операторов-наводчиков БМД. Предварительно все испытуемые знакомились с органами управления, проходили инструктаж и получали необходимые для работы навыки. Цели в виде 11 огневых точек были расположены в случайном порядке на расстояниях 400–900 м от операторов в специально оборудованных позициях. Там же были оборудованы ложные огневые позиции. Операторы-наводчики должны были обнаружить цели, наблюдая местность через оптическую систему прицела. Вероятность обнаружения оценивали по количеству найденных целей в течение 3-х мин с места и с хода, при движении со скоростью 6 км/ч в течение 2-х мин.

В исследованиях участвовали военнослужащие срочной службы (101 чел.) в возрасте 19–21 года.

Данные, приведенные в табл. 35, позволяют судить об общей динамике качества операторской деятельности при смене внешних условий работы в пустыне на условия работы в горах. После подъема на высоту 2700 м точность слежения ухудшалась в среднем на 16% (разница достоверна, р < 0,001). Однако, судя по дисперсии ошибок, устойчивость

Параметры операторской деятельности, вычисленные дня всей группы испытуемых (n = 101)

Примечание: T1 – время реакции на свет в условиях пустынной местности, мс, T2 – время реакции в высокогорье, E1 – средняя ошибка слежения в пустыне, мм, E2 – средняя ошибка слежения в высокогорье, D1 – дисперсия ошибки слежения E1, D1 – дисперсия ошибки слежения E2, Px – вероятность обнаружения объекта во время движения, Pm – вероятность обнаружения объекта при нахождении на месте.

слежения возрастает на 53% (р < 0,01). Разницы во времени простой двигательной реакции на свет не наблюдалось.

Для того, чтобы иметь возможность судить о пластичности нейродинамических процессов того или иного испытуемого, сравнивались между собой вычисленные для каждого обследуемого матрицы условных вероятностей появления ритмов ЭЭГ. При этом лица с большей пластичностью имели в исходной ЭЭГ «функциональное ядро α-ритма», иными словами, вероятность статистического взаимодействия α-волн с волнами других ритмов оказалась наибольшей (рис. 83).

Основываясь на критерии «функционального ядра» (Сороко С. И., Бекишев С. С., Сидоров Ю. А., 1990), все испытуемые были разделены на три группы, с высоким (I), средним (II) и низким (III) уровнем пластичности нейродинамических процессов. В первую группу вошло 32, во вторую – 36 и в третью – 33 человека.

Анализ структуры взаимодействия основных компонентов (волн) ЭЭГ показал, что быстрая смена условий пустыни на условия умеренной высокогорной гипоксии (2700 м) приводит к неодинаковым изменениям пространственно-временной организации паттерна ЭЭГ. Практически у всех лиц снижается выраженность α-ритма и отмечается некоторое увеличение β-активности. Однако у лиц с высоким и средним уровнем нейродинамической пластичности эти изменения индексов отдельных ритмов не сопровождаются существенными перестройками структуры взаимодействия компонентов ЭЭГ (рис. 83, I, II). Из рис. 83, I видно, что при перемещении лиц с высокой пластичностью из условий пустыни в условия высокогорья выраженность функционального α-ядра, играющего основную роль во временной организации паттерна ЭЭГ, несколько ослабевает (вероятность взаимодействия отдельных