Умственная работоспособность и ее самовосстановление

Уже давно установлено [143], что работоспособность является фундаментальным свойством нервной системы. Сложилось так, что запросы практики определили научные исследования в направлении мышечной работоспособности.

Но времена меняются. На современных производствах мобилизация мышечной работоспособности как способности производить физическую работу большой мощности встречается реже и реже. Ныне почти все или большинство тяжелых работ выполняют машины. К исполнителю работы перешли функции расчета, контроля и наладки, управления и регулирования. Отсюда вполне закономерно, что умственная работоспособность как способность производить сформированные действия, составляющие такие психические процессы, как мышление, восприятие, внимание, память и т. д., вышла сейчас на авансцену научного исследования.

Вместе с тем изменения, порождаемые в сфере труда, и весь комплекс требований, предъявляемых к человеку современной жизнью, выдвигает на первый план особую форму утомления - "нервное утомление".

К проблеме умственной работоспособности проявляется высокий научный интерес. Но не будет большим преувеличением сказать, что имеющийся здесь научный аппарат еще не совершенен, а достижения в ее изучении пока невелики. На наш взгляд, узким местом является недостаточная теоретическая разработанность этой проблемы.

Задача большой научной перспективы состоит в том, чтобы найти место умственной работоспособности в структуре интеллектуальной деятельности. Здесь мы видим важное направление исследований на стыке физиологии и психологии. На этом пути стоят конкретные проблемы, которые нуждаются в дальнейшем теоретическом освещении и практической разработке. Мы имеем в виду расчленение психофизиологического содержания деятельности на составляющие элементы, анализ влияния функционального состояния нервной системы на интеллектуальные процессы, изучение влияния нервно-эмоционального напряжения на работоспособность и научные основы его измерения, конкретизацию индивидуально-типологических черт в мыслительной деятельности и т. д. [51; 134; 143; 189 и др.].

Необходимо отметить, что глубокое изучение работоспособности и утомления связано с немалыми трудностями. Дело в том, что понятия работоспособности и утомления пока еще не идентифицированы. Ученые вкладывают в них различное содержание. Эти понятия по-разному трактуются не только представителями смежных научных дисциплин - социологами и экономистами. Единства в данном вопросе нет и среди психофизиологов [32; 54; 62; 67-73; 77; 80; 88; 90-92; 95; 102; 104; 113; 117; 149; 151; 156; 160; 166; 181-184; 219].

Чисто эмпирически нетрудно увидеть две стороны в работоспособности - ее сущность и размер. Отсюда одни современные исследователи определяют понятие работоспособности через ее сущность, а другие - через ее размер, не касаясь сущности. Например, согласно определению В. С. Фарфеля, работоспособность - это "способность работать, обусловленная генетически". Она трактуется очень широко, а именно, как деятельность, которая осуществляется на основе функционирования систем приема, переработки и выдачи информации, а также систем движения и метаболического обеспечения. Аналогичную направленность имеет определение понятия работоспособности, которое сделано С. А. Косиловым. Им дано такое определение: "работоспособность - это формирование и функционирование системы рефлексов, назначение которых - достижение полезного запланированного результата" [92, стр. 25].

Широкое хождение имеет трактовка работоспособности как прогностической категории, оценивающей трудовые возможности человека, как психофизиологический потенциал исполнителя работы, как предельная производительность, которую может развить человек, как резервные возможности выполнения работы. Особенность такой трактовки работоспособности заключается в том, что трудовые возможности ставят в зависимость от степени развития утомления. Но такой подход подвергается справедливой критике, так как работоспособность пытаются определить с помощью другого неопределенного понятия, каким является утомление.

Неопределенность в содержании понятия утомления констатируется непрерывно на протяжении многих десятилетий. Отсюда нередки призывы вообще отказаться от термина утомления. Это обстоятельство было предметом специального внимания в обзорных докладах Р. Бинуа [236], Р. Макфарленда [263] и др., сделанных на международных конгрессах, посвященных проблеме утомления. Согласно подборке литературы, сделанной Р. Бинуа, за рубежом распространено определение утомления как "суммы последствий деятельности, которые обнаруживаются через уменьшение работоспособности" (Верной), как "комплекс изменений какой-либо деятельности, когда нормальные условия ее выполнения у субъекта более не существуют" (Ф. Бартлетт), как "регулирующее условие деятельности" (П. Жанэ), как "общее явление защиты, которое присуще всем живым существам и свойственно тканям этих существ" (Чейлберт).

В современной советской литературе широкое распространение имеет определение утомления, которое было сделано Г. П. Конради, А. Д. Слонимым, В. С. Фарфелем [90]. Согласно их формулировке, утомление - это "понижение работоспособности, обусловленное выполнением определенной работы". Аналогичные формулировки утомления в работах А. Н. Крестов-никова [95], Г. В. Фольборта [209], С. А. Косилова [92], З. М. Золиной [73], В. В. Розенблата [166] и др.

Как видно, в настоящее время первоочередной является задача идентификации понятия работоспособности и других тесно связанных с ним фундаментальных понятий психофизиологии труда, а именно - утомления и психофизиологического измерителя интенсивности труда.

Встает вопрос: что должно служить критерием идентификации фундаментальных понятий психофизиологии труда? По нашему мнению, эту роль прежде всего должны играть достижения общей психофизиологии, существующий там категориальный аппарат. Кроме того, должны быть использованы знания о сущности умственной работоспособности и утомления, проникновение в их физиологическую природу и механизмы.

В настоящее время господствующей является корковая теория работоспособности и утомления. Эта теория берет свое начало от исследований и обобщений И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, их учеников и последователей. На различных этапах развития корковой теории ее создатели и сторонники представили убедительные доказательства, что работоспособность и утомление в человеческом организме можно понять на основе знаний о регулирующей деятельности центральной нервной системы и ее высшего уровня - коры больших полушарий.

Советские ученые конкретизировали связанные с работоспособностью и утомлением различные стороны работы мозга: истощение нервных клеток в ходе их деятельности; нервные влияния, обеспечивающие поступление в работающие органы питательных веществ; нарушение координации, участие процесса торможения в утомлении и т. д. [5; 92; 166; 181; 204; 209; 218; 219 и др.].

В последние годы достигнуты новые значительные успехи в физиологическом анализе деятельности мозга. Современная физиологическая теория П. К. Анохина [5] позволяет творчески углубить понимание работоспособности и утомления. Опираясь на эту теорию, можно проникнуть в физиологическую сущность работоспособности, установить основной принцип ее регуляции и под этим углом зрения оценить физиологический смысл и назначение различных слагаемых утомления как сложного явления.

Несомненно, что исходным пунктом в этом творческом поиске является понятие деятельности как важнейшей научной категории, которая имеет общее значение для родственных научных дисциплин о труде. И действительно, деятельность и именно сознательная деятельность как определенный способ отношения к миру есть сущностная психофизиологическая характеристика человека. В системе научных понятий деятельность - это специфическая форма связи, с помощью которой опосредуются, регулируются и контролируются всевозможные взаимоотношения между человеческим организмом и средой [79; 102; 105; 119; 123; 168; 169; 193; 215; 216 и др.].

Деятельность функционирует благодаря наличию системы восприятия, памяти, мышления и других уровней, составляющих интеллект, отправлений двигательного аппарата, энергетического обеспечения, а также системы интеграции и управления всеми блоками, которые составляют функциональную архитектуру деятельности. В состав деятельности входят потребности и мотивы, цель действия, программа действия, способ действия, само действие и его результат. Основываясь на этом, можно утверждать, что деятельность имеет широко разветвленное и многоэтажное функциональное оснащение [79; 102; 105; 118; 149; 169; 193 и др.]. Наша задача - поставить акцент на том, что функциональный аппарат деятельности создает в ее содержании две принципиальные черты - качественную и количественную характеристики.

Человек имеет неограниченные возможности для создания материальных и духовных ценностей. Для удовлетворения своих потребностей он, руководствуясь соответствующими мотивами, ставит перед собой самые различные цели и может достичь их различными способами. Эти слагаемые создают качественную сторону деятельности человека. Они определяют то единичное и индивидуальное, что специфично именно для данной функциональной системы, а не для какой-либо другой.

На наш взгляд, не все в деятельности, а только способность производить сформированное действие следует ввести в состав понятия работоспособности. От этого ограничения оно становится конкретным понятием.

В самом деле, человек не может выполнить ни одну целесообразную деятельность, не может достичь ни одной намеченной цели, не может реализовать ни один способ действия, если при этом одновременно не включается его способность производить действие (работу), т. е. его работоспособность. Без нее невозможно действие никакой функциональной единицы - рецептора, нервной клетки, синапса нерва, мышцы и т. д. Если бы организм не имел способности производить действие (работу), то все его творческие и исполнительные функции остались бы непретворенными. Без активизации работоспособности любая целесообразная деятельность остается недействующим сложным комплексом нервных клеток, рабочих органов и связывающих их в мозге соединений.

По нашему определению, работоспособность организма - это способность производить сформированные психофизиологические действия.

На различных уровнях организма человека действие проявляется по-разному. Оно может состоять в превращении одного вида энергии в другой, которое совершает та или иная функциональная единица (нервная клетка, мышца и т. д.). Действие может обнаруживаться как преобразование объекта из одного вида в другой, как переформулирование словесного материала и т. д.

Работоспособность делает возможным осуществление самого действия той или иной функциональной единицы, делает ее действующей и создает количественное выражение результата этого действия, его и материальное и идеальное воплощение. В конечном итоге работоспособность определяет количественную сторону тех преобразований, которые совершает человек над предметами, явлениями, понятиями и т. д., т. е. определяет количество того специфического, которое является результатом его профессиональной деятельности.

Необходимость разработки физиологических основ работоспособности стала очевидной прежде всего в связи с запросами практики. Так, В. И. Ленин, критикуя организацию труда на предприятиях развитого капитализма, показал, что там игнорируются физиологические законы человеческого организма и в том видел существенный научный пробел. Чтобы закрыть этот пробел, необходимо раскрыть "основные научные данные о физиологическом приходе и расходе" [2, стр. 206]. Несомненно, что эта ленинская мысль имеет методологическое значение и должна служить руководящей идеей в изучении сущности основных сторон, составляющих работоспособность.

С фактической стороны не может быть сомнений, что во время деятельности в человеческом организме постоянно совершается физиологический приход и расход. Действие (работу) совершают все функциональные единицы организма - рецепторы, нервные клетки и нервы, мышцы, сосуды и железы. Но чтобы совершить работу (действие), организм запускает соответствующие движущие силы, а затем восстанавливает эти силы и тем самым сохраняет свою работоспособность в пределах, установленных физиологическими законами.

Идея В. И. Ленина о соотношении физиологического прихода и расхода как сущностной характеристики работоспособности ставит перед психофизиологами задачу систематизировать относящиеся сюда научные данные. Не подлежит сомнению, что применительно к умственной работоспособности исходными являются фактические данные, полученные при изучении высшей нервной деятельности в лабораториях И. П. Павлова. Интерпретация этих данных во многом не потеряла своего научного значения. Поэтому следует остановиться на некоторых классических представлениях, которые должны, по нашему мнению, составлять научный фундамент понятий работоспособности и утомления.

Прежде всего встает вопрос о материальных основах работоспособности, благодаря которым работоспособность становится действующей. Так, чтобы производить психофизиологическое действие, нужны движущие силы. Известно, что на различных уровнях движущие силы имеют различное материальное воплощение. Такие функции, как пуск, связь и взаимодействие рецепторов, нервных центров, нервных проводников и исполнительных органов (мышц, желез и т. д.), осуществляются на нейрофизиологическом уровне. На этом уровне движущей силой является процесс возбуждения.

Помимо нейрофизиологического уровня, в организме есть еще молекулярный, внутриклеточный уровень. На этом уровне движущей силой является энергия химических веществ, которая используется для обеспечения процесса возбуждения, имеющего биоэлектрическую природу. Процесс возбуждения тесно связан с физико-химическими превращениями, которые совершаются на молекулярном уровне работоспособности. Этот процесс обеспечивается энергетическими веществами, которые находятся в самих функциональных единицах (нервных и мышечных клетках и т. д.) и в депо, в которых сосредоточены резервы энергетических веществ. Такие депо находятся в самих функциональных единицах, в глиальных клетках мозга, в межтканевой жидкости и в крови.

Как известно, в организме человека энергетических веществ очень много. Но существенная особенность деятельности человеческого организма состоит в том, что именно непрерывное использование энергетических веществ лимитировано определенными рамками. Это ограничение названо И. П. Павловым пределом работоспособности. Изучая деятельность больших полушарий, он установил, что при непрерывной работе одни и те же корковые клетки могут беспрепятственно использовать только определенное количество энергетических веществ. Это количество энергетических веществ является размером, величиной работоспособности, мобилизации которой для соответствующей трудовой деятельности организм не препятствует.

Предел работоспособности - это величина переменная. Другими словами, работоспособность функциональной единицы имеет величину, которая в зависимости от конкретных условий может изменяться в сравнительно широком диапазоне, т. е. увеличиваться или уменьшаться вследствие сдвига предела работоспособности в ту или иную сторону. Согласно принципу общего конечного пути [204; 218], работоспособность функциональной единицы тем меньше, чем выше "этаж", на котором она находится. Наименьшую работоспособность имеют корковые центры, большую - подкорковые центры (мышцы и т. д.).

Типы нервной системы - другой важный фактор, определяющий величину работоспособности у конкретного человека. В число индивидуальных свойств человеческого организма входит сила нервной системы, т. е. величина работоспособности. Это свойство является важнейшей составляющей типа нервной системы. Следует отметить, что в трудах И. П. Павлова [143] сила нервной системы и работоспособность ее нервных элементов являются синонимами. Слабый тип имеет сравнительно небольшой размер работоспособности. Сильные типы, наоборот, характеризуются значительным размером работоспособности.

Необходимо остановиться на значении исходной работоспособности. Известно, что работники, приступая к труду, могут иметь неодинаковую работоспособность. Помимо здоровья, рационального питания, важнейшим фактором, влияющим на уровень исходной работоспособности, является мотивация. Речь идет о совокупности материальных и моральных стимулов, на основе которых человек во время трудовой деятельности ставит перед собой конкретные цели, соответствующие данной профессии. Эксперименты и наблюдения показывают, что недоучет мотивации значительно обесценивает цели трудовой деятельности и служит причиной ее осуществления на низком уровне работоспособности. В силу этого любой рабочий навык, каким бы закрепленным он ни был, дает низкий "коэффициент" полезного действия.

Другое дело там, где постоянно изыскивают формы рационального сочетания материального и морального стимулирования, всегда подчеркивают различными способами общественную оценку результатов труда, достигнутых конкретным исполнителем, и предусматривают мероприятия, благодаря которым работник глубоко осмысливает свой труд. При соблюдении всех этих условий у исполнителя работы складывается высокая заинтересованность в осуществлении целей его производственной деятельности. Как следствие этого, исполнитель начинает трудиться, имея максимальный исходный размер своей работоспособности. А его навыки, умения и знания используются с высоким "коэффициентом" полезного действия.

Помимо мотивации, на исходную работоспособность влияет возраст, а также и другие факторы. Важное значение имеет соотношение труда и отдыха, т. е. длительность той работы, которой в предшествующий момент был занят организм, и продолжительность его последующего отдыха. Кроме того, на величину работоспособности отрицательно влияет наличие в данный момент другой доминирующей деятельности, несовместимой с трудовой деятельностью человеческого организма. В этой роли обычно выступают защитные реакции, вызванные неблагоприятным действием санитарно-гигиенических факторов (микроклимат, загазованность и пр.).

Итак, многие факторы в разных направлениях влияют на величину работоспособности. Вот почему работоспособность организма человека может изменяться в широком диапазоне. Основываясь на этом свойстве, физиологическая наука дает рекомендации и предлагает мероприятия, которые повышают работоспособность организма человека и тем самым эффективность его труда.

Дифференциальный анализ поможет вскрыть те особенности умственной работоспособности, которые присущи только сфере исполнительской или только сфере творческой деятельности. По нашему мнению, в этом анализе исходным должен служить следующий тезис: конечно, в обоих случаях состав действий, вовлекаемых в мыслительный процесс, разветвленность мыслительных операций и другие характеристики интеллектуального действия могут быть в том или ином различными, но движущие силы, производящие сформированные действия, и для репродуктивной и для эвристической деятельности одни и те же - химические вещества, богатые энергией, и возбуждение.

Известно, что на нейрофизиологическом уровне дифференциальная особенность работоспособности заключается в том, что творческая и репродуктивная деятельность имеют неодинаковую характеристику нервного напряжения, т. е. мобилизации в мозговых структурах процесса возбуждения. Специфика творческой деятельности - сложность действий и высокая насыщенность ими каждого интеллектуального уровня. Отражением этой специфики является по преимуществу одновременный и широкий охват возбуждением соответствующего мозгового субстрата, а также поддержание высокого уровня нервного напряжения при каждом "шаге" мышления.

По-другому складывается нервное напряжение в ходе репродуктивного мышления. В данном случае умственная деятельность характеризуется высокой алгоритмической определенностью. А это значит, что здесь дифференциальная особенность заключается по преимуществу в последовательном охвате возбуждением соответствующих слагаемых, составляющих конкретную репродукцию исполнительской деятельности; и это отличие проявляется в умеренной степени нервного напряжения. Здесь идет речь только о том нервном напряжении, которое создается ходом самого мышления. Тот факт, что шаблонный характер репродуктивного мышления порождает монотонность, которая в свою очередь становится источником нервного напряжения, - это другой вопрос, требующий специального научного рассмотрения.

Такое толкование дифференциальных особенностей подтверждается разными последствиями, вызванными длительной и высокой мобилизацией умственной работоспособности у профессий с преимущественно творческим и исполнительским элементом, а именно - трансформацией высокого уровня нервного напряжения в феномен перевозбуждения, проявляющегося в сдвиге работоспособности в сторону ее повышения [84] в первом случае, и его трансформацией в утомление и переутомление - во втором.

В меньшей степени изучены состав, структура и принципы работы физиологических процессов, восстанавливающих работоспособность. В этом направлении богатые возможности для творческого применения содержатся в теории функциональной системы [5]. Так, эта теория позволяет отнести восстановление работоспособности человеческого организма к классу тех физиологических способностей, которые подчиняются саморегуляции, т. е. самовосстановлению. Речь идет об управлении, которое возвращает какую-то физиологически важную величину, в данном случае величину работоспособности, измененную в ходе деятельности, в определенные границы, установленные для этой величины. Как известно, такие величины называются константами, т. е. постоянными.

Принципы системообразования, содержащиеся в теории П. К. Анохина, позволяют считать, что самовосстановление работоспособности есть функционирование специальной и системно организованной деятельности организма. По своей конечной функции эта деятельность вполне индивидуальна, поэтому правомерно назвать ее восстановительной функциональной системой. И действительно, в человеческом организме энергетические вещества, израсходованные во время деятельности, снова быстро накапливаются. Этим занимается восстановительная функциональная система. Она нацелена на определенный приспособительный результат, а именно: на восстановление нарушенной физиологической константы - исходного размера энергетических веществ, содержащихся в функциональных единицах.

Как видно, сущность физиологического расхода состоит в уменьшении функциональных ресурсов (энергетические вещества, гормоны, ферменты и прочие ингредиенты так называемого метаболического "котла"), происходящем по причине выполнения конкретной работы. Физиологический приход - это их накопление в результате восстановительной деятельности.

Первым является вопрос о стимуле восстановительной функциональной системы. Восстановление израсходованных энергетических веществ подчиняется принципам саморегуляции, поэтому раздражителем восстановительной функциональной системы является само отклонение физиологической константы, т. е. уменьшение количества энергетических веществ, израсходованных для обеспечения соответствующей работы. Кроме того, роль раздражителя здесь играют метаболиты - промежуточные продукты, возникающие при распаде энергетических веществ.

Восстановительная функциональная система реализуется благодаря процессу возбуждения. Этот процесс оказывает рефлекторное стимулирующее влияние в различных направлениях. Возбуждение заставляет энергетические вещества выходить из "депо" и быстро поступать в работающие органы. Этот процесс стимулирует подкорковые центры, железы внутренней секреции и другие органы, которые в содружественном взаимодействии приводят к разнообразным физиологическим и биохимическим превращениям, составляющим различные стороны восстановительной деятельности.

Другая существенная черта, принадлежащая восстановительной функциональной системе, заключается в том, что ее осуществление связано с непременным участием тормозящей нервной импульсации и формированием процесса торможения. Включение этого нервного процесса происходит в соответствии с известным общефизиологическим законом (правило исключительности, принцип борьбы за общий путь). Восстановительная функциональная система также подчиняется этому закону.

Данный пункт имеет принципиальное значение и требует специального рассмотрения. Как только любой рабочий акт (основная функциональная система) приводится в действие, каждая функциональная единица, вовлеченная в этот акт, например нервная клетка, сразу же становится объектом, куда начинают конвергировать функциональные влияния, имеющие различное направление. Стимулирующая трудовую деятельность нервная импульсация заставляет нервную клетку выполнять свойственную ей функцию. Но вместе с тем та же единица подвергается со стороны восстановительной функциональной системы трофическим влияниям. Эта система принуждает ту же единицу к деятельности совсем другого качества.

Легко определить, что здесь одна и та же функциональная единица одновременно подвергается несовместимым функциональным влияниям. А это значит, что для основной функциональной системы (трудовой деятельности), с одной стороны, и восстановительной функциональной системы, с другой стороны, складывается ситуация, которая должна привести к нейрофизиологическому конфликту.

Нейроконфликтология становится перспективным направлением в психофизиологии труда, поскольку она позволяет, как мы это покажем дальше, удовлетворительно объяснить многие нерешенные вопросы. Нейрофизиологический конфликт, или нейроконфликт, нами трактуется как противоборство между различными функциональными системами за первенствующее значение в организме. Для преодоления нейроконфликта мозг мобилизует координационную функцию. Эта функция состоит в аналитико-синтетической деятельности мозга, которая обеспечивает выбор какой-то одной из функциональных систем, заявляющих о себе в данный момент.

Физиологический смысл координации состоит в том, что общий путь, общий блок или общая функциональная единица становится доступной только для той противоборствующей функциональной системы, которая приобретает первенствующее значение и силовое превосходство. Устранение нейроконфликта достигается с помощью торможения, которое блокирует конкурирующую функциональную систему. В конечном итоге одна из противоборствующих функциональных систем становится доминантой [204].

Опираясь на принципы общей физиологии мозга, необходимо ответить на вопрос, с какого момента восстановительная функциональная система приобретает такой уровень силы возбуждения, который является достаточным, чтобы вступить в противоборство. Не нужно забывать, что самовосстановление функциональных ресурсов представляет собой саморегулирование многокомпонентной системы. Здесь обнаруживается основное свойство организма - его способность направленно регулировать сотни тысяч реакций, протекающих одновременно или последовательно на клеточном, субклеточном и молекулярном уровне.

На молекулярном уровне восстановительная функциональная система свои отправления, по-видимому, осуществляет с самого начала, не встречая при этом физиологического препятствия со стороны основной функциональной системы. Конечно, в этой части вопроса есть немало "белых пятен". Но во всяком случае в недрах молекулярного уровня должны происходить какие-то метаболические превращения, составляющие различные грани трофической функции.

Другое дело - нейрофизиологический уровень. Здесь накоплен большой экспериментальный опыт, полученный при изучении работоспособности корковых клеток [143]. В многочисленных исследованиях установлено, что функционирование коркового центра, его возрастающая активность сопровождаются параллельным физиологическим расходом [143; 209 и др.]. Непрерывные количественные изменения, составляющие физиологический расход, не оказывают задерживающего влияния на специфическую функцию коркового центра, если они, накапливаясь, не выходят за определенные границы, названные пределом работоспособности (И. П. Павлов).

Но как только физиологический расход превысит эту меру, дальнейшее функционирование коркового центра становится уже физиологическим препятствием, мешающим восстановительной функциональной системе, а именно, ее превращению на нейрофизиологическом уровне в доминанту. Начиная с этого критического момента действующая функциональная единица уже не может в одно и то же время без "борьбы" выполнять свою специфическую функцию, например нервная клетка без "борьбы" не может перерабатывать поступающие сведения и вместе с тем "перекачивать" к себе содержащиеся в "депо" энергетические вещества для пополнения своих ресурсов, уменьшающихся по ходу работы. Теперь наступил момент, когда беспрепятственно может осуществляться только одно: или деятельность нервной клетки по переработке сведений, или ее "заправка".

По этой причине неизбежно включается задерживающий процесс - торможение. Его назначение - блокировать господствующий рабочий акт, создать для связанных с ним функциональных единиц отдых и тем самым обеспечить беспрепятственное осуществление функциональной системы, восстанавливающей истраченный по ходу работы энергетический потенциал.

Итак, нами сделана попытка творчески систематизировать реальности и перспективные идеи, относящиеся к проблеме работоспособности. Предложенная нами физиологическая схема, как и всякая другая, конечно, не охватывает все стороны проблемы работоспособности и нуждается в дальнейшей разработке. Вместе с тем эта схема является формализацией знаний и служит исходной гипотезой для анализа сложного физиологического феномена - утомления.

Проблема утомления является сложнейшей научно-практической проблемой, которую исследуют и изучают представителя различных наук - экономисты, физиологи, психологи и другие специалисты. Утомление как временный упадок физических и духовных сил в организме возникает в результате выполнения той или иной работы. Производственное утомление - это утомление, возникающее у исполнителя в результате выполнения работы в производственных условиях. Утомление проявляется в различных сферах. Поэтому различают признаки утомления - технико-экономические, физиологические, психологические и медицинские.

В число технико-экономических признаков утомления входят снижение выработки, удлинение "штучного" времени, рост брака и пр. К физиологическим признакам этого явления относятся: лишние движения, уменьшение выносливости, наличие тремора (дрожания) в пальцах, удлинение времени зрительно-моторной реакции, рост температуры кожи головы и рук и другие показатели. Психологические признаки утомления - это чувство усталости, замедление психических процессов, ошибочные действия при специальных, так называемых корректурных, пробах и другие признаки. Наконец, медицинскими показателями утомления служат травматизм и производственно обусловленные заболевания.

Физиологическую природу утомления ученые первоначально связывали с недостатком в гуморальной среде, омывающей мышцу, и в плазме крови необходимых для деятельности веществ (кислорода, веществ, богатых химической энергией) или накоплением отработанных веществ (молочная кислота и др.). На этой основе возникли теории удушения, истощения, засорения. Такие взгляды на утомление объединены общим названием гуморальной теории утомления.

Факты, которые служат обоснованием гуморальной теории утомления, получены на мышцах животного, которые были изолированы от остального организма. Использование этих факторов зарубежными учеными применительно к целостному организму, у которого не нарушены связи мышц с мозгом, в том числе к человеку и его трудовой деятельности, находится в противоречии с принципами научного анализа явлений на уровне целостного организма человека.

На тему утомления написано немало научных обзоров [166; 236; 263 и др.]. Вековая история изучения этого явления показывает, что утомление как объект анализа представляет собой серьезное испытание для любой новой концепции, освещающей работоспособность.

Применительно к утомлению в нашем анализе акценты ставятся на узловые пункты системы самовосстановления работоспособности. Как нам кажется, опираясь именно на эти пункты, можно увидеть сущностные стороны утомления как сложного физиологического явления.

Первым таким пунктом является физиологический расход и его связь с запуском деятельности восстановительной функциональной системы. Фактическая сторона этого вопроса впервые и достаточно полно изучена И. П. Павловым.

Проблема утомления не входила в число вопросов, специально разрабатываемых И. П. Павловым. Однако систематически изучая условнорефлекторную деятельность, невозможно было не столкнуться с явлением утомления. Как известно, в лаборатории И. П. Павлова изучался главным образом пищевой условный рефлекс. При этом особенности секреции (интенсивность, латентный период) были по существу единственным показателем основных нервных процессов - возбуждения и торможения. Поэтому исследователи сталкивались с явлением утомления не иначе как в форме снижения или устранения секреторного эффекта. Существовавшая тогда гипотеза о механизме условного рефлекса как о проторении пути между двумя очагами возбуждения обязывала относить такое внешнее уменьшение или устранение реакции за счет возникновения процесса торможения в соответствующем пункте коры.

В свое время И. П. Павловым была предложена классификация коркового торможения, основанная на условиях его возникновения. В этой классификации выделялось внешнее, внутреннее и сонное торможение. Именно с последним видом торможения связано представление об утомлении. По мнению И. П. Павлова, "нормальный периодический сон наступает вследствие все более и более начинающего преобладать тормозного состояния, связанного с нарастающим истощением органа по всей его массе во время бодрого рабочего периода. Надо прибавить, что как при выработке Ферворном его теории торможения как утомления сопоставлена масса фактов, сближающих одно с другим, так и мы при нашем заключении о торможении как сне встретились также с немалым количеством случаев совпадения торможения с истощением" [143, т. 3, ч. I, стр.366].

Как видно, "утомление" и "истощение" рассматривались и И. П. Павловым если не как синонимы, то во всяком случае как очень близкие понятия. Укажем на "основной факт - переход корковой клетки под влиянием условного раздражителя в тормозное состояние, что рассматривается в связи с функциональным разрушением клетки. Это разрушение вообще связано с продолжительностью работы, но, с одной стороны, это торможение не есть само разрушение клетки, так как оно распространяется и на неработавшие. Быстрота перехода (без подкрепления) в тормозное состояние совпадает с высшей реактивностью, с другой стороны, с требовательностью относительно питания" [143, т. 4, стр. 25].

Можно было бы продолжить подобные высказывания И. П. Павлова, смысл которых состоит в следующем. Причиной утомления нервных центров является высокая реактивность корковых клеток, означающая, по мнению И. П. Павлова, быструю функциональную разрушаемость, т. е. истощение. Условия возникновения последнего заключаются в продолжительной работе одних и тех же нервных элементов.

Очень важны высказывания И. П. Павлова, в которых заключен современный подход к вопросу: где та мера, начиная с которой физиологический расход запускает восстановительные процессы? Этой мерой является предел работоспособности. Данное понятие введено И. П. Павловым именно в связи с утомлением нервных центров. По его мнению, превышение предела работоспособности - путем ли длительно повторяющихся раздражителей средней силы или однократного применения чрезвычайно сильного агента - обусловливает утомление, которое есть "один из автоматических внутренних возбудителей тормозного процесса" [143, т. 3, ч. 2, стр. 31].

В свете изложенного вполне правомерно следующее заключение: нервное утомление - это явление нейрофизиологического уровня.

Первым элементом, составляющим утомление, является физиологический расход, вызванный работой и достигший предела работоспособности. Эта величина физиологического расхода является критической, так как служит внутренним стимулом восстановительной функциональной системы, развертывающей свою деятельность по принципу самовосстановления.

Другим важным пунктом, который также позволяет увидеть существенную сторону утомления, является участие в деятельности восстановительной функциональной системы процесса торможения. Из приведенных высказываний И. П. Павлова видно, что участие процесса торможения как слагаемого утомления подмечено давно. Эта его сторона, как правило, включается всеми авторами в определение утомления [90; 32; 92; 95; 166; 209 и др.].

Сомнений нет, что временное ограничение (торможение) способности производить трудовые действия (временное ограничение работоспособности) как второй элемент также составляет физиологическую сущность утомления и должно быть включено в его дефиницию. Вместе с тем нами исключается механический, прямолинейный детерминизм между физиологическим расходом и торможением, обусловливающим снижение работоспособности. Участие этого процесса, как уже было показано, опосредуется деятельностью восстановительной функциональной системы и ее противоборством с рабочими актами, составляющими трудовую деятельность конкретного исполнителя.

Нами обосновывается взгляд, что в состав понятия утомления нужно ввести еще один, третий существенный элемент. А именно - состояние нейрофизиологического конфликта с определенным составом противоборствующих сторон. Как уже говорилось, здесь противостоят друг другу трудовая деятельность (основная функциональная система) и восстановительная функциональная система. Нужно подчеркнуть, что именно при таком составе противоборствующих сторон принципиальная особенность нейроконфликта - это его длительный, стабильный характер. Данная особенность формируется потому, что трудовой процесс является сознательной деятельностью человека. Так как труд регламентирован, то исполнитель мобилизует свою волю и, несмотря на утомление, продолжает свою профессиональную деятельность. Здесь кроется главная причина того, что та или иная стадия нейрофизиологического конфликта на длительный срок фиксируется у исполнителя во время его работы, вызвавшей производственное утомление.

Как видно, рельефно вырисовывается новое поле зрения, в котором стадии нейроконфликта не мимолетны. Фиксированный характер придает им значение самостоятельных психофизиологических явлений, функциональный смысл которых имеет принципиальное значение.

При ближайшем рассмотрении стадий нейроконфликта, вызванного производственным утомлением, нетрудно установить их связь с состоянием координационной функции мозга, в частности со степенью дискоординации. Как известно, во время дис-координации происходит обратное развитие тех или иных формирований, созданных деятельностью мозга, т. е. их регресс. Дис-координация осуществляется в центральной нервной системе, происходит в отношениях и характере взаимодействия между нервными центрами, а обнаруживается в движениях, мыслительных действиях, речевой сфере, в деятельности внутренних органов и т. д.

Процесс дискоординации имеет общее значение и вступает в силу не только при утомлении организма человека. Этот процесс обнаруживается и тогда, когда на него действуют раздражители, отвлекающие от основной деятельности, при гиподинамии, в условиях монотонности, под влиянием химических вредностей, действующих на центральную нервную систему, и других факторов. Физиологические явления, возникающие в результате дискоординации, изучены многими авторами [5; 32; 89; 90; 92; 95; 143; 146; 147; 149; 151; 166; 181; 204; 217 и др.]. Вместе с тем в этом вопросе немало темных сторон.

В рамках интересов настоящей статьи наша задача - показать, что дискоординация рабочих актов, составляющих, например профессиональную деятельность, подчиняется определенному физиологическому принципу. Этот принцип позволяет не только осмыслить ближайший внутренний механизм генеза стадий нейроконфликта, но и систематизировать их на основе определенного критерия.

Оказалось, что дискоординация и регресс в деятельности центральной нервной системы тесно связаны с количественной характеристикой процесса возбуждения, состоянием нервных импульсации, циркуляцией нервных импульсов по различным уровням центральной нервной системы. Дело в том, что для нормального функционального состояния мозга, его разносторонних отправлений, становления и реализации каждого рабочего акта необходима определенная степень общей тонизации центральной нервной системы [5; 96; 146; 147; 151; 217 и др.]. Эта тонизация создается нервными импульсациями, потоками нервных импульсов, циркулирующих в мозге.

Согласно представлениям П. К. Анохина [5], сама по себе эта тонизирующая нервная импульсация не служит непосредственным толчком для реализации рабочего акта. Но она является необходимой предпосылкой для формирования функциональной системы и организации характерного для нее действия. Специализированным аппаратом, поддерживающим общую тонизацию центральной нервной системы, является ретикулярная формация мозга. Она играет роль основного генератора тонизирующих нервных импульсации, обслуживающих различные функциональные системы.

Наука пока не нашла меры для количественной оценки, какую минимальную величину должна иметь тонизирующая нервная импульсация, чтобы мозг мог нормально осуществлять все свои сложные функции. Тем не менее важным является факт: степень общей тонизации центральной нервной системы, т. е. количество тонизирующих нервных импульсации, используемых мозгом в бодрствующем состоянии, имеет значение физиологической константы и не может быть меньше определенной величины. Переход за этот порог и прогрессирующее уменьшение тонизирующей нервной импульсации является причиной постоянно нарастающей дискоординации, монотонии и депрессивных функциональных состояний организма.

Как движущая сила на нейрофизиологическом уровне нервная импульсация (процесс возбуждения), с одной стороны, превращает тот или иной рабочий акт в действующий рефлекс, реализует в необходимых временных рамках все составляющие этот рефлекс действия, заставляет определенные органы выполнять работу в соответствии с намеченной целью. С другой стороны, мозг канализует нервную импульсацию в направлении нервных центров тех потенциальных доминант, которые могут быть актуальны в последующем или ближайшем отрезке времени. В этих условиях отмечается максимальный объем внимания и мобилизации оперативной памяти. И человек легко и быстро ориентируется в сложной обстановке.

Нервная импульсация имеет еще одно важнейшее назначение. Когда рефлекторный акт становится доминантой, то связанные с ним структуры, находящиеся в мозге, становятся источником тормозящих нервных импульсации. С участием последних в соответствующих нервных элементах мозга складывается второй основной физиологический процесс -торможение. Его назначение заключается в блокировании и задержке всех конкурирующих рефлексов (движений, мыслей, отношений, образов и т. д.). Мозг постоянно имеет дело с посторонними и несовместимыми рефлексами по отношению к той доминанте, которая в данном отрезке занимает мозг. Хотя раздражители конкурирующих рефлексов присутствуют и действуют на организм человека, тем не менее именно процесс торможения, сопряженный с доминирующим рефлексом, исключает их реализацию в соответствующие действия и акты.

Сведения об основной движущей силе, действующей в мозге, являются очень важными для понимания особенностей регуляции, осуществляющей самовосстановление работоспособности. Чтобы осуществить свое назначение, восстановительная функциональная система должна управляющим воздействием ограничить или исключить доступ движущих сил, побуждающих утомленные функциональные единицы к деятельности. В данном случае управляющее воздействие состоит в формировании процесса торможения, который должен блокировать движение нервной импульсации к этим единицам. Особенность тех отношений, в которые постоянно вступает восстановительная функциональная система с огромным разнообразием рабочих актов, и современные представления о важной роли ряда подкорковых аппаратов головного мозга - это все обосновывает взгляд, что в данном случае тормозящий блок складывается по преимуществу в ретикулярной формации как специализированном аппарате ствола головного мозга, обеспечивающем высокий уровень возбудительного процесса в ЦНС. Для такого понимания хода событий, связанных с отправлениями восстановительной функциональной системы, есть определенные основания [19; 44; 146; 147; 151; 152 и др.].

Согласно физиологической теории П. К. Анохина, выключение функциональной системы происходит по пейсмекерному принципу. Тормозной процесс на выходе ретикулярной формации является своего рода "рубильником", который отключает коммуникации, идущие от генератора тонизирующих импульсаций к функционирующему в данный момент рабочему акту. Так как он лишается тонизирующей нервной импульсации, то по этой причине его осуществление становится невозможным. Точка приложения управляющего влияния, исходящего со стороны восстановительной функциональной системы, именно в ретикулярной формации имеет важное достоинство. Она позволяет понять экономный способ выключения рабочего акта, который использует структуры, имеющие значительно уменьшенный размер работоспособности по сравнению с константным.

Далее, используя здесь тормозящий блок, мозг безошибочно отменяет любую деятельность, если только она претендует на структуры, находящиеся в состоянии утомления. Дело в том, что тормозящий блок в ретикулярной формации образуется как результат столкновения в одном и том же отрезке времени несовместимых активностей: с одной стороны, рабочего акта, доминирующего в данный момент и значительно израсходовавшего свои функциональные ресурсы, а с другой - восстановительной функциональной системы, упорно заявляющей о себе по причине такого далеко зашедшего физиологического расхода.

Когда человеческий организм отказывается от попытки приниматься за этот рабочий акт, то тем самым исключается само такое столкновение. Следовательно, уже отсутствует основное условие, необходимое для задерживания. Тормозящий блок в ретикулярной формации отменяется, а ее активирующие влияния используются для других актов, вовлекающих функциональные структуры, размер работоспособности которых находится в константных пределах. Однако тормозящий блок снова формируется, как только организм переходит к таким другим актам, которые занимают структуры, нуждающиеся в восстановлении своей работоспособности.

При затяжном характере нейроконфликта, возникающего во время производственного утомления, и длительной стабилизации его стадий дефицит тонизирующей нервной импульсации формируется постепенно, а регресс обнаруживается не во всех, а только в отдельных отправлениях мозга [10, 68; 70; 88; 91; 145 и др.]. Недостаток тонизирующей нервной импульсации сказывается на функции внимания. Допустим, что у исполнителя работы трудовые навыки прочно закреплены. Это значит, что он выполняет работу легко, а его внимание может быть отвлечено на побочные раздражители и обслуживать одновременно выполнение какой-либо посторонней деятельности (например, исполнитель ведет разговор на постороннюю тему). В этих условиях дефицит тонизирующей нервной импульсации проявляется в том, что внимание у исполнителя сосредоточено только на выполняемой работе. Исполнитель работы теперь не может охватить своим вниманием побочные раздражители и отказывается выполнять посторонние действия.

Недостаток тонизирующей нервной импульсации отрицательно сказывается на мыслительном процессе. Объект мысли теперь расчленяется в меньшей степени. Поэтому мышление осуществляется в сфере малого числа альтернатив.

При еще большем дефиците тонизирующей нервной импульсации ограничивается способность мозга формировать процесс торможения. Теперь человеку трудно тормозить мысли, образы и действия, основанные на мотивации, посторонней по отношению к выполняемой работе. Как следствие этого у исполнителя работы обнаруживается высокий уровень отвлекаемости. Другими словами, здесь следствием дефицита является возврат нервной деятельности к начальной стадии координации - нейрофизиологическому конфликту в сфере противоборства функциональных систем, составляющих многообразие профессиональной деятельности.

Дальнейший рост дефицита тонизирующей нервной импульсации оказывается в большем, чем раньше, ограничении способности к торможению. В данном случае нарушается тот тормозящий процесс, с помощью которого исключаются неадекватные способы достижения намеченной цели или решения производственной задачи. Так, на этой стадии дискоординации в мыслительном процессе нарушается задерживание по отношению к незначимой альтернативе, что ведет к ее актуализации. Другими словами, ранее усмотренная малая вероятность той или иной альтернативы теперь трансформируется в сторону ее увеличения. Давно объективно и субъективно преодоленное противоречие фиксируется и преломляется в сознании как неясная и неразрешимая проблемная ситуация.

Например, пространственная ориентировка - важнейший элемент профессии летчика. Она может быть достигнута различными способами, различными по сложности навыками. Первый способ - это сравнительно простые навыки, основанные на сигналах первой степени (первая сигнальная система). Они постоянно повторяются и указывают нам, где верх и низ, правая и левая стороны. Но пространственная ориентировка может быть по приборам, когда летчик пользуется сложными навыками, основанными на раздражителях второй сигнальной системы.

Допустим, летчик оказался в неблагоприятных метеорологических условиях и вынужден ориентироваться по приборам. Но, чтобы ориентироваться по приборам, необходимо затормозить простые навыки по пространственной ориентировке. При дефиците тонизирующей нервной импульсации, вызванном утомлением, у летчика происходит нарушение торможения навыков по пространственной ориентировке с помощью простого способа. Этот способ теперь попадает в поле мысли, и человек испытывает неуверенность и недоверие к результатам своего мышления. У него затрудняется переход от одного "шага" мысли к другому ее "шагу" [89].

Наконец, дефицит тонической нервной импульсации может стать максимальным, и тогда в мыслительном процессе обнаруживаются нарушения в действиях сличения и оценки. Мы имеем в виду особые состояния, которые получили название фазовых состояний.

Различают три фазовых состояния - уравнительную, парадоксальную и ультрапарадоксальную фазу. Во время уравнительной фазы стимулы, различные по силе или значению, вызывают у человека одинаковый эффект. Находясь в этой фазе, человек теряет способность различать существенные и малозначительные события и реагирует на них одинаковым образом. Смысл парадоксальной фазы заключается в том, что слабые раздражители стимулируют у человека максимальный эффект, а сильные раздражители - минимальный эффект. Во время этой фазы человек может не обращать внимания на существенные события. В то же время его внимание привлекается мелкими, несущественными событиями. Когда наступает ультрапарадоксальная фаза, то в сфере интеллектуальной деятельности происходит инверсия в оценке результатов сличения - в оценке санкционирования и рассогласования.

Эти принципы функционирования системы самовосстановления работоспособности проясняют важные вопросы. Следует обратить внимание на отрезок времени, протяженность которого начинается с момента противоборства и заканчивается тогда, когда задерживание основной функциональной системы со стороны восстановительной становится уже сложившимся актом, т. е. когда будут созданы непосредственные физиологические предпосылки формирования самого торможения. В данном случае не имеет значения, каков здесь по природе задерживающий процесс - пессимальный (парабиотический) или гиперполяризационный. Важно другое: в этом периоде авансцену высшей нервной деятельности занимает многообразие дискоординации, являющееся выражением закона, по которому и образуется и распадается основная функциональная система как интегративное формирование. Становится ясным, что нарастающий дефицит тонизирующей нервной импульсации является важным количественным принципом, связывающим в одну цепь все многообразие качественных проявлений нейроконфликта в сенсорной, умственной и двигательной сфере.

После рассмотрения различных сторон утомления необходимо подчеркнуть, что изложенная здесь концепция не заменяет существующие взгляды на утомление, а уточняет и объединяет их под идейным флагом основных положений теории функциональной системы. Несомненно, что оно может быть глубже понято с позиций самовосстановления работоспособности и системного анализа восстановительных процессов. Утомление - это обусловленная работой критическая величина физиологического расхода, когда формируется нейрофизиологический конфликт между трудовой деятельностью и восстановительными процессами, выражающийся во временном снижении работоспособности.

А. А. Ухтомский, касаясь методологии физиологии, утверждал: научные понятия должны быть понятиями измерения. Аналогичное высказывание принадлежит Д. И. Менделееву: наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Как измерить работоспособность, степень ее мобилизации - вопрос с теоретической и практической точки зрения очень важный. Решение этого вопроса возможно только на основе знаний физиологической сущности работоспособности, ее движущих сил и основных законов, регулирующих ее самовосстановление.

Современный уровень физиологических знаний позволяет применять интегральный подход для определения того, в какой мере мобилизована работоспособность организма при выполнении той или иной производственной деятельности. Исходным и здесь является научное положение: на нейрофизиологическом уровне движущей силой работоспособности как способности производить сформированные действия является процесс возбуждения. Этот процесс имеет универсальное значение, так как служит движущей силой для всех функциональных единиц - воспринимающих, исполнительных и регулирующих органов. Отсюда измерить мобилизацию работоспособности интегральным способом - это значит установить степень привлечения и использования процессов возбуждения для всех действий, совершаемых организмом.

Обычно на человека одновременно действуют физиологически разнонаправленные стимулы. Они придают актуальное значение многим функциональным системам и побуждают различные рефлекторные акты. В производственной обстановке, в которой трудится человек, всегда присутствуют и в той или иной степени действуют на него раздражители трех видов рефлекторных актов.

Первым видом являются рефлекторные акты, составляющие основную функциональную систему. Речь идет о тех действиях и актах, из которых складывается профессиональная деятельность человека. Эти действия определяются организацией технологического процесса и рабочего места, а также уровнем профессионального мастерства у исполнителя работы.

Второй вид - это посторонние рефлекторные акты, составляющие побочную функциональную систему. К данному виду относятся различные действия и реакции, которые являются посторонними по отношению к основной функциональной системе. По своему содержанию побочная функциональная система в каждом конкретном случае различна. Побочными рефлекторными действиями являются лишние движения, а также переживания и мысли, связанные, например, с личным риском и т. д. Сюда также входят физиологические реакции, которые стимулируются, например, шумом, вредностями и другими факторами. Наконец третий вид представляет собой восстановительную функциональную систему.

Эти три системы вступают между собой в нейрофизиологический конфликт, потому что по отношению друг к другу являются физиологическим препятствием, мешающим их реализации. Они несовместихмы в одном и том же отрезке времени и противоборствуют друг с другом. Тем не менее трудовая деятельность, благодаря процессу возбуждения и координационной функции мозга, осуществляется вполне гармонично. Но такое положение сохраняется до тех пор, пока мобилизация процесса возбуждения не переходит за предел работоспособности.

Как только степень мобилизации работоспособности становится большей, восстановительная функциональная система приобретает актуальное значение и становится фактором, меняющим направление регулирующей деятельности мозга. Восстановительная функциональная система с помощью регулирующей функции мозга создает тормозящий блок в сетчатом образовании центральной нервной системы - генераторе процесса возбуждения. По этой причине работоспособность организма, его способность осуществлять действия, составляющие основную функциональную систему, постепенно снижается.

Когда в противоборство друг с другом вступают основная и восстановительная функциональные системы, то именно при таком составе конкурирующих рефлекторных актов состояние основных функций нервной системы и уровень работоспособности человеческого организма в каждой стадии нейрофизиологического конфликта претерпевают возрастающие неблагоприятные изменения, соответствующие степени его обострения. Эти изменения придают функциональному состоянию организма во время каждой стадии нейрофизиологического конфликта облик качественно определенного состояния.

Дело в том, что в каждой такой стадии, как будет показано ниже, можно обнаружить характерное физиологическое явление, отражающее степень нейрофизиологического конфликта и вместе с тем создающее специфику соответствующему качественно определенному состоянию.

Само наличие этого характерного физиологического явления тесно связано со степенью дефицита тонизирующей нервной им-пульсации, т. е. возбуждения, и, следовательно, указывает на соответствующее снижение работоспособности. Поэтому путем регистрации специфических физиологических явлений, возникающих в каждой стадии нейрофизиологического конфликта по причине дефицита возбуждения, можно объективно устанавливать различные степени мобилизации работоспособности.

Следовательно, качественно определенное состояние может служить интегральным физиологическим измерителем мобилизации работоспособности. Во время трудовой деятельности в организме человека можно обнаружить три качественно определенных состояния - нормальное, пограничное и патологическое.

В нормальном состоянии нейрофизиологический конфликт между основной и побочной функциональными системами в значительной степени сглажен или полностью преодолен. Хотя раздражители побочной функциональной системы присутствуют и оказывают на организм воздействие, однако в данном случае основная функциональная система становится устойчивой доминантой и оказывает сильное тормозящее влияние на конкурирующие рефлекторные акты. Тем самым она исключает возможность их формирования.

Другая особенность нормального состояния состоит в том, что в этом состоянии физиологический исход в организме человека не выходит за предел работоспособности. Но поскольку функциональные ресурсы постоянно используются, то восстановительные процессы подвергаются стимуляции. Раз есть их расход, то, следовательно, есть раздражитель для их восстановления. Однако на нейрофизиологическом уровне процесс возбуждения в восстановительной функциональной системе не достигает той силы, которая необходима для ее функционирования и формирования тормозящего блока, задерживающего осуществление основной деятельности. Поэтому в состоянии физиологической нормы способность человека приводить в действие рабочие акты, составляющие труд конкретного исполнителя, еще не подвергается ограничению.

Нормальное состояние - это состояние сложившейся координации, когда процесс возбуждения служит движущей силой только для основной функциональной системы. В то же время другие функциональные системы еще не сформировались или заблокированы торможением и не оказывают отрицательного влияния на основную.

Встает вопрос: какое физиологическое явление может играть роль объективного признака максимальной мобилизации работоспособности человеческого организма в рамках физиологической нормы? Речь идет о максимальном уровне количественных и качественных показателей профессиональной деятельности, при .котором, однако, соблюдаются ограничения, обусловленные физиологическим законом предела работоспособности.

Когда работоспособность организма человека, занятого интенсивной трудовой деятельностью, находится на уровне максимальной мобилизации, а физиологические ограничения при этом не нарушены, то, как правило, обнаруживается эффект Сеченова [151].

Эффект Сеченова является начальной, самой первой стадией нейрофизиологического конфликта и предвестником предстоящего его обострения. Свойства и происхождение эффекта Сеченова позволяют использовать его в качестве специфического показателя максимальной мобилизации работоспособности в рамках физиологической нормы как специфический признак нормального функционального состояния организма человека, выполняющего интенсивную работу. Сеченовский эффект можно обнаружить на широком круге явлений. Этот эффект имеет общий признак: когда человек совершил переход от одной деятельности к другой, то обнаруживаются более высокие результаты у этой другой его деятельности.

Испытание на эффект Сеченова обычно проводят так. Свою профессиональную деятельность исполнитель прекращает. Исследователь предлагает ему выполнять другую работу в виде тестов и задач, по которым можно судить о состоянии работоспособности организма. Если организм человека, несмотря на значительный объем выполненной им профессиональной работы, находится в нормальном состоянии, то результаты проверки его работоспособности имеют положительный знак. В данном случае обнаруживается повышение эффектов и улучшение результатов испытаний по сравнению с теми их величинами, которые были у исследуемого до выполнения им профессиональной работы.

У пограничного и патологического функционального состояния организма также есть специфические признаки. Существенная особенность этих состояний заключается в обострении противоборства между вовлеченными в нейрофизиологический конфликт основной и побочными функциональными системами. Это обострение выражается в их соперничестве за первенствующее значение в организме.

Напомним, что в состоянии сложившейся координации процесс возбуждения как движущая сила сосредоточен в основной функциональной системе, а его доступ к посторонним рефлекторным актам заблокирован процессом торможения. Совсем по-другому складываются отношения при обострении нейрофизиологического конфликта. В этом состоянии процесс возбуждения находится в русле не только основной, но и посторонних функциональных систем. По этой причине профессиональная деятельность характеризуется определенными особенностями. Можно обнаружить в действиях неопределенность, множественность альтернатив в сфере восприятия, а также в двигательной и умственной сфере, неустойчивость внимания, увеличение времени рефлексов, нерешительность, лишние движения при совершении рабочих действий. Все эти особенности значительно ухудшают функциональную способность организма: снижают качественный и количественный уровень выполнения профессиональной деятельности.

Вначале остановимся на пограничном функциональном состоянии. Этому состоянию свойственны определенные особенности. Вследствие значительного физиологического расхода, зашедшего за предел работоспособности, восстановительная фукцио-нальная система приобретает значительную силу. Теперь эта система с помощью задерживающего процесса в сетчатом образовании мозга уменьшает приток тонизирующей нервной импуль-сации к нервным центрам, функционирующим во время трудовой деятельности. При дефиците возбуждения возможности организма приводить в действие рефлекторные акты, составляющие труд, подвергаются ограничению, что нарушает его нормальное осуществление. Снижение работоспособности здесь обнаруживается в виде явлений дискоординации в умственной сфере. Эти явления служат объективными признаками пограничного состояния. Остановимся на некоторых из них.

Уменьшение притока нервных импульсов к функционирующим нервным центрам является причиной замедления деятельности звеньев, из которых составлен рефлекторный акт. Вследствие этого теперь требуется большее время для выполнения рабочей операции. Исполнитель вынужден делать в рабочем процессе кратковременные паузы. Кроме того, ослабление возбуждения в действующем рефлекторном акте служит причиной другого существенного нарушения, которое в физиологии названо растормаживанием [143].

Известно, что рабочий (двигательный, сенсорный и умственный) навык, т. е. способ выполнения производственной задачи, является приобретенной системой рефлекторных актов. Во время выработки и становления в этот навык включается избыточное (количество отдельных рефлексов. Но в процессе тренировки многие из них оказываются лишними и исключаются мозгом с целью экономной деятельности. В конечном итоге только необходимые элементы объединяются центральной нервной системой в единый рефлекторный акт. Во время трудовой деятельности он становится господствующим благодаря мобилизации в его нервных центрах процесса возбуждения. Эти центры обеспечивают не только реализацию господствующего рефлекторного акта. Вместе с тем они являются источником тормозящих нервных импульсаций, которые задерживают все лишние рефлексы.

Когда приток первых импульсов к нервным центрам господствующего рефлекторного акта уменьшается, возбуждение в них ослабляется. Оно становится недостаточным по силе, чтобы задерживать лишние рефлексы. Торможение этих рефлексов теперь отменяется, т. е. происходит их растормаживание. Поэтому они начинают обнаруживаться во время трудовой деятельности.

Растормаживание может быть в письменной и разговорной речи. В ходе мыслительного процесса оно обнаруживается в виде "лишних" умственных операций. В сенсорной сфере растормаживание проявляется в обострении чувствительности по отношению к посторонним раздражителям, мешающим восприятию полезных стимулов. Например, если исполнитель постоянно выполняет работу на фоне шума, то у него происходит привыкание к этому воздействию с помощью торможения. Последнее избирательно снижает чувствительность только к "шумовой" части звукового спектра. А при растормаживании чувствительность в этой части звукового спектра восстанавливается и даже обостряется [9].

Находясь в пограничном функциональном состоянии, исполнитель вынужден волевым усилием подавлять потребность в отдыхе.

Поэтому у пего нарастает нервно-эмоциональное напряжение, выражающееся в чувстве усталости, а также раздражительности, которая становится причиной различных отрицательных эмоций. Когда исполнитель в течение длительного времени работает в неблагоприятных условиях труда, вызывающих в его организме пограничное состояние, то длительное нервное эмоциональное напряжение может вызвать те или иные заболевания.

Нужно иметь в виду, что в человеческом организме торможение, обеспечивающее беспрепятственное осуществление восстановительной системы, находится под (контролем сознания. Во время трудовой деятельности человек волевым усилием может продолжать выполнять работу, несмотря на нарастающее чувство усталости, сигнализирующее ему о потребности в отдыхе, т. е. в необходимости включения восстановительной функциональной системы. Но продолжение работы требует энергетического обеспечения. Встает вопрос: какие энергетические ресурсы расходуются в данном случае?

В этих условиях человеческий организм начинает использовать энергетические вещества, предназначенные для другой цели. В числе энергетических ресурсов, содержащихся в каждой функциональной единице, например в нервной клетке, имеются в готовом виде энергетические вещества, обеспечивающие так называемый основной обмен. Другими словами, эти вещества (как источник энергии необходимы для непрерывно совершающегося процесса обновления и поддержания на нужном уровне элементов, составляющих структуру живой клетки (обновление белка в каждом органе, поддержание ионного неравенства по обе стороны мембран нервных клеток и т. д.).

Использование данных энергетических ресурсов по другому назначению обходится организму очень дорого. Расширение предела работоспособности за счет энергетических веществ, необходимых для основного обмена, создает реальную угрозу повреждения работающего органа и последующего заболевания. Таким образом, пограничное функциональное состояние в человеческом организме нередко является причиной потерь рабочего времени за счет временной нетрудоспособности по причине производственных травм и различных болезней, В этом состоянии снижается выработка, увеличивается процент брака и т. д.

Патологическое функциональное состояние - это крайнее обострение нейрофизиологического конфликта. Оно обнаруживается в виде различных функциональных нарушений. Из-за чрезвычайной потребности в отдыхе восстановительная функциональная система достигает большой силы. По этой причине включается более сильное средство Принуждения к отдыху. Теперь эта система стремится выключить с помощью торможения бодрствующее состояние мозга и перевести организм в сон. В этих условиях со стороны исполнителя работы требуется очень напряженное волевое усилие, чтобы заставить себя продолжать трудовую деятельность.

Признаки патологического функционального состояния - это явления дискоординации крайних степеней. В данном случае наиболее типичным признаком служит ультрапарадоксальная реакция. При неглубоких патологических функциональных нарушениях она носит временный, преходящий характер.

Это явление открыто И. П. Павловым при изучении работоспособности корковой клетки. Оно заключается в том, что положительные сигналы, побуждающие к нужным и правильным действиям, теряют стимулирующее влияние, а отрицательные сигналы, т. е. запрещающие те или иные действия как бесполезные, ошибочные или опасные, наоборот, побуждают и могут вызвать неэдекватные реакции.

В каждой профессии, как правило, есть так называемые критические особенности операций, когда исполнитель работы испытывает большую или меньшую неопределенность в выборе действий. Чтобы принять правильное решение, он должен, в особенности при дефиците времени, быстро ориентироваться по соответствующим положительным и отрицательным сигналам. В одних случаях эта сигнализация связана с личной опасностью или ответственностью за безопасность подчиненных, а в других - с предупреждением брака, поломки оборудования или других аварий. Именно в таких ситуациях утомленный до стадии патологического функционального состояния организм может реагировать ультрапарадоксально. На отрицательные сигналы он отвечает действием, а не положительные - не реагирует.

Как видно, в результате реакции могут возникнуть чрезвычайные последствия как для самого исполнителя работы, так и для производства в целом.

Кроме ультрапарадоксальной реакции, обнаруживаются другие существенные изменения в функциональном состоянии организма. Так, происходят значительные сдвиги в показателях сердечно-сосудистой системы, газообмена и деятельности других внутренних органов. Чрезмерно большая рабочая нагрузка на человеческий организм, связанный с ней расход "запретных" энергетических ресурсов, а также значительное нервно-эмоциональное напряжение - все это является причиной высокого уровня различных заболеваний. Работа исполнителя, организм которого находится в патологическом функциональном состоянии, имеет очень низкий "коэффициент" полезного действия; она малоэффективна.

В заключение необходимо сказать, что за рамками настоящей статьи осталось много вопросов. Но нами и не ставилась задача охватить все их многообразие. Нас интересовало главное _ показать, что умственная работоспособность, утомление и измерение интенсивности трудовой деятельности являются наиболее существенными гранями одной и той же научной проблемы. Здесь сознательно проведена ориентация, направляющая мысль исследователя прежде всего на теоретический анализ и апробацию идей, которые позволяют не только найти главные звенья в цепи нерешенных вопросов психофизиологии труда, но и построить концептуальный мост, соединяющий достижения^ различных исследователей в одну научную программу дальнейших теоретических и экспериментальных изысканий.