Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Умственное утомление является важнейшим фактором, ограничнваодш надежность человека в процессе трудовой деятельности. Поиск средств и иетодов диагностики этого состояния ведется специалистами разных направлений: физиологами, психологами, медиками.
Большой вклад в разработку данной проблемы внесли работы P.GrandJean C1S683, C.Cameron С19743, К.Е.Бугаейа C1S681, В.В.Розенблата [1975-19833. А.О.Навакатикяна [1977-19933 и др..
На современном этапе большинством авторов утомление рассматривается как дискоординация функций струїстур ЦНС. Признано, что существует множество разяичных причин, способствусззк разви-иет утешения, поэтому не представляется возможным определить состояние утомления как синдром с ограниченным набором закономерно взаимосвязанных параметров.
В связи с данной проблематикой достаточно интересным является представление А.А.Ухтомского, развиваемое позднее в работах его последователей: М.И.Виноградова С1С663, Л.П.Павловой [1976-19881. о том. что при выполнении деятельности Формируется "рабочая доминанта" - констелляция нервных центров, в которых в процессе наступления утомления развивается торможение .
ДЕЖ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящей работы было исследование- показателей умственного утомления из осеовэ аназзтва динамики психологических, поведенческих и алектрофїїзїгалстических (ЭЭГ и ВП) характеристик человека. Решались сведущие зедачи:
-
Разработка методики лабораторного исследования, модедн-руадей длительную монотонну» деятельнось оператора по зрительно-шторному слежению.
-
Исследование хара?стера изменений психофизиологических показателей па разных этапах деятельности испытуемых.
-
Изучение дкнамхки <&Т- п ЕП-показ&телей па равных этапах выполнения деятельности.
-
Выявление специфических особенностей организация фоноьой. із вызванной активпости головного мозга, характерных для ссстоя-шга умственного утомления.
1. Определены специфические адектрофизкологические показатели состояния оптимальней работоспособности и их динамика в процессе развитая утсчзеиия человека при монотонной операторской
деятельности.
-
Изучены особенности локальних и п.рОДРЗЙР'гаЭДНЫх PlPSt-теристкк электрическое активности шага прц развитии утомления.
-
Представлена гипотеза,, объернядазч психофизиологические иехавнзш утомления с цоашшй учення ^.А.Ухтоуского о доминанте.
-
Предложена оригинальная $атодика оценки утоыления по параметрам Ш.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Теоретическая значимость pafionj заключается в представлении новых данных о механизмах развития умственного утешения при монотонной деятельности, результати исследований позволили разработать практичес-1шэ рекомендации ДЗІ? оценки уиственного утоияения при длительной молотовой деятельности с учетом индивидуальных особенностей ха-рактериснк ЭЭР.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ, иатериалц диссертации докладывались на 0-й Всесоюзной конференции по проблеыаы нейрокибернетцки (Рос-тоз-на-Дону. 1002). на заседании Ростовского отделения Всессра-ного физиологического оОщэства им: И.П.Павлова (Ростов-на-Дону, 1D93). а также изложены в (материалах Съезда физиологов (Пущино,
1003).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 1 статья, и 3-е тезисен.
СТРУКТУРА И ШШ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит ив введения, 3-х глав, обсуждения полученных результатов (4 глава.), выводов и списка литературы. Работа изложена на Ш страница) ыазшшдисного текста, содержит $4 таблиц и -?/ рисунков. Библиография Екхочает LQi> отечественных н Зр" зарубежных ,дитературиы> источника.
Нсследовавие проводилось на группе добровольцев-иужция і возрасте 20-40 лет без признаков мозговой патологии.
Предварительно, аа 1-2 дня до обследования, в кратковремзв ішх адаптационных пробах испытуемые внакоыидись с условиями экс першента и обучались выполнеюш предстоящей операторской дея тельностн.
использовалась шдедь деятельности по управлеиир автомобн леи в условиях незагруженной автотрассы в ночное время. На зкра не дисплея создавалось изображенш цели относительно линии гора
зонта И часть приборной панели. Цель представляла собой два красных прямоугольника (габаритные огни впереди идущей машины), которые перемещались на экране дисплея, синхронно увеличиваясь (при приближении) или уменьшаясь (при удалении) в размерах. Цели придавалась определенная скорость и угловое смещение, плавко ме-нйЬіаЙеся по случайному закону. Задача оператора заключалась в удержания цели в центра экрана дисплея, т.е. в сохранения посто-яйнои дистанции с елзшгой, идущей впереди. Органов управления дли оператора являлся манипулятор типа "шшь". Нажатие на правуа клавишу Манипулятора приводило к увеличению сіюрости преследования цели; на левую к снижению. За счет передвижения "мыши" по горизонтальной плоскости комленсироваіШсь'отклонения цели вправо и влево.
В работу оператора Сшга вклшейё дополнительная задача, заключавшаяся в субъективной сценке временного интервала. Через кгдше пять минут звучал ісоротшій сигнал, на который испытуемому необходимо бшо реагировать одновременным нататкем двух клавишей "ыши" с отставлениєм в 5 секунд. Если ответ отсутствовал в течение 7 секунд, регистрировалась ошкбка. а на зкрзя дисплея выводились зрительные помехи.
Автоматический анализ качества деятельности л субъективней оценки временного интервала проводился непрерывно. Оценкой качества слеяепия являлась усредненная за кагдыэ 10 секунд сумма модулей отклонения цели от заданного положения по обеим осям координат.
Исследование начиналось с оценші субъективного состояния
НСПЫТуеМОГО, ОПреДеЛеШШ УРОВНЯ ЄГО СИТуаЦЙОКНОЙ ТреВОННОСТИ !!'
измерения времени простой (ЗМРяр.) и сложной (ЗХіРсл.) зрительно-моторных решсций.
Для оценки субъективного состояния предлагался їест "САН" [В.А.Досгаш и др.,' 1973]. Ситуационная тревожность тестировалась по бланковой методике Сліибергера-Хащша [Ю.М.Хажш, 1976]. Определение времени ЗМРпр. и ЗМРсл. проводилось по стандартной методике, реализованной на їй* PC/AT.
Затем испытуемому накладывались дисковые хдор-сереорягаю электроды (фирмы "Medicor"), которые фиксировались на коже головы медицинским коллодием и практически не создавали для него неудобств. Электрическая активность отеодшшсь ыоиополярно с .симметричных точек (F3, F4, СЗ, С4, 0І, 02) по системе "10x20", референтные электроды располагались на мочгах увей. Усиление бис-
- б -
потенциалов производилось электроэнцефалографом - "Blosc-ript-RFT".
Во время эксперимента испытуемый располагался в кресле в экранированной камере с частичной звуке- и светоизоляцией.
ЭЭГ-обследование начиналось с записи фоновой активности мозга з спокойном состоянии испытуемого при закрытых и открытых глазах. Затем, после повторного объяснения инструкции. ЭЭГ записывалась при открытых глазах с фиксацией взгляда на точке в центре экрана дисплея (оперативный покой). Далее испытуемый приступал к выполнению основной деятельности. Регистрация ЭЭГ на ленту 34-каналыгого магнитографа НО-68 проводилась в течение всего эксперимента с небольшими 10-15 минутными интервалами. Параллельно с записью электроэнцефалограммы на ленту магнитографа записывались все служебные отметки и результаты наблюдений за испытуемым. Одновременно осуществлялся визуальный анализ качества электроэнцефалограммы, выводимой на экран индикатора Ш-789.
Для визуального наблюдения за оператором применялись видеокамера и монитор, используемые экспериментатором.
Через каждые Z часа непрерывной деятельности были предусмотрены короткие (5-10 минут) перерывы. Во время второго перерыва, т.е. через 4 часа, и после 6 часов работы вновь проводилось тестирование испытуемого с оценкой его субъективного состояния, включающее определение уровня ситуационной тревожности и измерение времени змРп». и ЗКіРсл.
Ломимо ЭЭГ изучалась динамика вызванной активности мозга т зрительную стимуляцію. Зрительные ВП на фотовспышку регистриро-' вали при закрытых глазах перед началом работы испытуемых, а такие после ее завершения. В десяти экспериментах ВП регистрировались еще и после каждых двух часов деятельности. При этом, есл в первых 19 экспериментах зрительный стимул был ирредеванткыы, то в последних 10, для привлечения к нему внимания испытуемы) давалась инструкция реагировать на каадый третий сигнал максимально быстрым нажатием на клавишу "мыши".
Всего было проведено 29 экспериментов, в которых участвова-ли 19 человек: четверо ив них - триады, двое - дважды и 13 человек - по одному разу. Четверо испытуемых были профессиональным водителями, все остальные имели опыт вождения автомобиля.
Анализ ЭЭГ и ВП проводился в отсроченном режиме .времени.
Анализировалась. ЭЭГ в фоновш состоянии при оакрытыя глаза до работы, в период оперативного покоя, в состоянии оптимально
работоспособности (обычно через 10-15 минут после начала работы) и в гонце 4-го и 6-го часов непрерывной зрительно-моторной деятельности.
Фрагменты ЭЭГ вводились в ЭВМ PC/AT посредством АЦП с частотой дискретизации 200 Гц. Спектральные характеристики ЭЗГ по шести отведениям рассчитывались методом быстрого преобразования Фурье. Вычисления проводились по односекундным отрезкам ЭЗГ с последующим усреднением 30 реализация в диапазоне 1-30 Гц. Разрезающая способность анализа - 1 Гц. Учитывая, что регистрация 331' проводилась в процессе активной деятельности испытуемого, ка сочли не целесообразным исследовать динамику дельта-активности, поагальку спектр в диапазоне до 3 Гц является наиболее чувствительным даже к незначительным артефактам немозгового происхождения. Поэтому рассчитывались:
суммарная мощность ЗЭГ в диапазспах: тета (4-7 Гц), альфа (8-13 Гц), бетаї (14-18 Гц). бета2 (19-30 Гц) - для каядого отведения;
средняя частота в каждом частотном диапазоне ЭЭГ;
средние значения когерентности для указанных частотных полос ЗЭГ между симметричнымистеєдєкияш, а также между лсб-ко-пентразъными, лобно-затнлочшали, центрально-затылочными параші отведений каддсго из полушарий;
коэффициенты билатеральной асимметрии мощности для аль-Фз-дизпазона симметричных отведений [Т. А.Доброхотова, н.Н.Братина, 19771.
Достоверность различий исследуемых ЭЭГ-хграктеристик па разных этапах деятельности оцзшталаса по Т-крктершз Стьэдента и Z-критерия Фшера-Снедекера.
Зрительные БП зводились в ЯЗЕМ через АЩ по меткам на слу-яеОком канале магнитографа, соответствующим таизвтш срабатывания фотовспшзш, с частотой дшфетизацки 200 Гц. БП усреднялись по 60 реализация, эпоха анализа 700 мс. Сравнение усредненных ЕЛ, зарегистрированных на разных этапах эксперимента, проводилось' поточечно по т-крктер!» стывдепта с использованием дисперсии, вычисленной при усреднении Ш.А.Пеймер. 1965].
Статистическая обработіа данных на разных этапах эксперимента проводилась с помощь» общепринятых кепараметричесгсих критериев [Е.В.Гублер. А.А.Генкіш. 1973].