Глава 10. Психофизиологические основы утомляемости

1. Утомление: сущность, виды и механизмы.

2. Факторы, признаки и показатели утомления. Усталость как субъективный признак утомления.

3. Методы борьбы с утомлением.

Цель: изучить психофизиологические основы утомляемости и проанализировать пути и методы борьбы с утомлением на производстве.

Ключевые слова: утомление, усталость, теории утомления, коэффициенты утомления и восстановления работоспособности

10.1. Утомление: сущность, виды и механизмы

Одной из ключевых проблем физиологии и психологии труда является снижение производственного утомления работников. Многочисленные определения понятия «утомление» можно свести к следующему.

Утомление– это совокупность изменений в физическом и психическом состоянии человека, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению ее эффективности.

В зависимости от вида выполняемой работы различают умственное (бухгалтерская работа, проверка тетрадей и т. п.),физическое (пилка дров, земляные работы и др.) иэмоциональное (например, работа актера) утомление, хотя чаще оно бываеткомбинированным[9, с. 214].

В последнее время приобретает все большее распространение классификация видов утомления, основанная на преимущественной локализации утомления в звеньях нервной системы, обеспечивающей деятельность человека [2, с. 140]. Согласно указанной классификации, выделяют сенсорноеутомление и его разновидности (перцептивное и информационно), а такжеэффекторное и умственное утомление.

Сенсорное утомлениеразвивается в результате длительного или интенсивного воздействия раздражителя (например, сильный шум, свет), при котором первичные изменения возникают в сенсорных системах, начиная от рецептора и кончая корковым концом анализатора.

Перцептивное утомление, локализованное преимущественно в корковом конце анализатора, связано с трудностью обнаружения сигнала (например, при больших помехах, при его малой интенсивности, трудности дифференцирования).

Информационное утомлениеразвивается вследствие недостаточности информации или при информационной перегрузке, когда наибольшая нагрузка падает на динамику межцентральных отношений, заключающуюся в замыкании временных связей между различными структурами в центральной нервной системе и оживлении ассоциативных связей, позволяющих правильно отразить в сознании объективную картину внешней среды.

Эффекторное утомлениевозникает при локализации изменений преимущественно в отделах центральной нервной системы, формирующих двигательный акт.

При изменениях, появляющихся вследствие обработки информации по жестким правилам (например, счет, разнесение по рубрикам), а также при продуктивной деятельности, основанной на преобразовании информации и формировании суждений, понятий, умозаключений, при творческой деятельности, осуществляемой по индивидуальным неявным алгоритмам, формируется умственное утомление.

В связи с тем, что при трудовой деятельности чаще сочетаются все перечисленные изменения, выделяют общее утомление.

Первые попытки изучения механизма утомления предпринимались еще в середине Х1Х века. Первоначально все внимание ученых концентрировалось на выяснении местных процессов утомления, и первые опыты проводились на изолированной мышце лягушки. Сущность этих экспериментов заключалась в следующем. К подвешенной на штативе мышце прикрепляли грузик, после чего ее раздражали действием электрического тока. В результате такого воздействия мышца поднимала груз на определенную высоту. Многократные раздражения приводили к постепенному снижению высоты подъема груза, что фиксировалось на специальном приборе (рис.10.1.) [10, с.123].

Рис. 10.1. Регистрации сокращений изолированной мышцы

Мышца (М) закреплена зажимом (b). При раздражении электри­ческим током мышца сокращается и поднимает пишущий рычаг (d) вместе с грузом (Р), который прикреплен в пункте (е) к рычагу около его оси (с). Свободный конец рычага пишет на движущейся ленте (а) кривую мышечного сокращения

Аналогия, проводимая специалистам между работой изолированной мышцы и той физической работой, которую осуществляет человек, позволила разработать ряд теорий, объединяемых названием локально-гуморальные теории утомления. Объяснение этого названия сводится к тому, что рассматриваемые процессы изучались в отдельных участках (мышцах), т. е. локально, и сводились к выяснению изменений, происходящих в жидкой (гуморальной) среде организма.

Первой локально-гуморальной теорией утомления является теория швейцарского ученого М. Шиффа, названная теорией истощения (1868 г.). Ее сущность заключается в том, что при работе в мышцах человека происходит значительное снижение динамогенных веществ, которые служат источником энергии мышечных сокращений (прежде всего гсикогена – углеводистого вещества, вырабатываемого печенью и содержащегося в мышцах).

Автором второй локально-гуморальной теории утомления является немецкий физиолог М. Ферворн (1863-1821). Согласно его представлениям, во время работы в мышце обнаруживается недостаток кислорода, в результате чего происходит своеобразное удушение мышечных клеток именно поэтому предложенная им теория утомления была названа теорией задушения.

Теория засорения немецкого ученого Э. Пфлюгера (1872), также принадлежащая к группе локально-гуморальных теорий утомления, объясняет сущность этого процесса с точки зрения своеобразного засорения мышечной ткани продуктами распада, которые вызывают интоксикацию организма и провоцируют утомление. В частности, после напряженной мышечной работы в утомленной мышце скапливаются такие продукты распада, как углекислота и молочная кислота и фиксируется кислая реакция вместо щелочной или нейтральной, отмечаемой в состоянии покоя.

Указанные выше теории, объясняя процесс утомления с точки зрения локально-гуморальных сдвигов в организме, не учитывали влияния нервной системы в развитии изменений, связанных с выполнением работы. В связи с этим такие подходы в настоящий период хотя и представляют научный и исторический интерес, но не являются общепризнанными.

В научной литературе выделяют две группы современных теорий утомления, согласно которым первичными считаются изменения в нервных центрах [2, с. 141]. Теории первой группы основаны на том, что причиной утомления являются гипоксические, т.е. связанные с недостаточностью кислородного снабжения, нарушения в нервных структурах, регулирующих процессы гомеостаза, особенно изменения в сфере химических процессов возникновения и передачи возбуждений. Сторонники второй группы теорий отрицают единый механизм возникновения утомления и считают, что оно обусловлено радом факторов или их комбинацией, начиная с недостаточности кровообращения при локальном мышечном утомлении и кончая изменением структуры гомеостатической регуляции со стороны высших отделов центральной нервной системы (охранительное торможение) при общем утомлении.

Большой вклад в изучение утомления внесли И.М. Сеченов, И.П. Павлов и Л.А. Орбели, разработавшие центрально-нервную (центрально-корковую)концепцию утомления. Проблему утомления изучали такие отечественные физиологи Г.В. Фольборт, С.А. Косилов, П.К. Анохин, В.В. Розенблат и др.

Подтверждение центрально-корковая концепция нашла в экспериментальных исследованиях, основные выводы которых сводятся к следующему [7, с. 199]:

• накопление в мышцах молочной кислоты и других метаболитов не является основной причиной утомления, так как при выполнении легкой и умственной работы человек также утомляется, хотя в мышцах не фиксируется накопление молочной кислоты;

• основное значение в механизме утомления имеют не периферические, а центральные процессы, о чем свидетельствуют:

• чрезвычайно низкое утомление периферических аппаратов;

• влияние на развитие утомления состояния центральной нервной системы (эмоции, автоматизм действий);

• меньшая утомляемость человека от непроизвольной работы по сравнению с сознательно-волевой работой;

• возможность выполнения непроизвольной работы после наступления полного утомления от произвольной;

• нарушения состояний периферических аппаратов являются вторичными и зависят от изменения в нервных центрах (работа мышц изменяется под влиянием разумного утомления);

• первичное звено центрального механизма имеет корковую природу. Чем меньший уровень сознательного контроля за выполнением работы, тем менее утомительной она является, даже если характер мышечных нагрузок и усилий не изменяется;

• большую роль в развитии утомления играет процесс торможения в корковом центре двигательного аппарата.

Отождествлять процессы утомления и торможения не следует, ибо утомление предшествует торможению, которое выполняет защитную функцию. Если защитное торможение не возникает, может произойти чрезмерное истощение центральной нервной системы. Следовательно, биологическая сущность утомлениязаключается в осуществлении физиологической защитной реакции организма.

Соотношение между затратами энергии и торможением значительно отличается по характеру изменений в корковых центрах при кратковременной интенсивной работе и при выполнении продолжительных трудовых действий. В первом случае говорят о первичном, или быстро развивающемся утомлении, а во втором - овторичном,нарастающем постепенно.

Считается, что возобновление работы на фоне медленно развивающегося утомления приводит к тому, что сохранившееся следы утомления накапливаются (кумулируются), и утомление переходит в переутомление. В состоянии переутомления длительность фазы оптимальной работоспособности резко сокращается или может полностью отсутствовать.

Специалисты выделяют четыре степени переутомления, характеристика которых представлена в табл. 10.1. [13, с. 326].

Таблица 10.1. Степени переутомления (по К. Платонову)

Симптомы

I - начинающееся переутом­ление

II - легкое

III - выра­женное

IV -- тяже­лое

Снижение работоспо­собности

малое

заметное

выражен­ное

резкое

Появление сильной усталости

при усиленной нагрузке

при обычной нагрузке

при облег­ченной нагрузке

без всякой нагрузки

Компенса­ция сниже­ния работоспособности волевым усилием

не требуется

полностью компенси­руется

не полностью

незначительно

Эмоциональ­ные сдвиги

временами снижение интереса к работе

временами неустойчи­вость настроения

раздражи­тельность

угнетение, раздражи­тельность

Расстрой­ства

трудно засыпать и просыпаться

сонливость днем

бессонница

Чешский ученый Юлиус Куруц [11, с.133] дополняет понятие «переутомления», раскрывая такой его ключевой аспект, как психическая сатурация(переутомление, пресыщение). При психической сатурации наблюдается тенденция менять виды труда или его отдельные элементы, так как работающий пресыщается своей деятельностью. Сатурация возникает при любой деятельности, не обязательно однообразной и монотонной. У работника появляется чувство, что он делает одно и то же, не прогрессируя в своей деятельности. Как считают специалисты, причину этого явления следует искать в мотивации человека.