Факторы, влияющие на работоспособность человека

1. ВНУТРЕННИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

 

 

Как отмечено, одним из важнейших внутренних факторов, влияющих на работоспособность, является уровень  функциональной активности в рабочий период. Он зависит от типологических свойств нервной системы, уровня мотивации, психофизиологических характеристик индивида, его адаптационных возможностей и др. Экспериментально доказано, что для систем организма характерны циклические колебания физиологической активности, обозначаемые как биологические ритмы. Кроме того, в последнее время обнаружено, что ритмическим колебаниям подвержены и высшие функции мозга человека — эмоции, память, восприятие, общий уровень интеллектуальной активности. Возникли понятия "эмоциональные" и "интеллектуальные" ритмы, исследованы их соотношения с ритмами физиологическими.

1.  Циклические колебания в системах организма

 

Биологические ритмы  как самоподдерживающиеся ритмические колебания функциональной активности систем организма сохраняются на протяжении многих лет жизни человека даже в искусственно создаваемых постоянных условиях. Рассматривая организм во взаимодействии со средой, можно выделить две категории ритмов. Это адаптивные ритмы (биоритмы), совпадающие с геофизическими циклами, и рабочие ритмы, отражающие деятельность систем организма. Примером адаптивных ритмов служат такие, которые имеют периодичность, близкую к 24 часам, т.е. околосуточные. Рабочие ритмы (сердечные, дыхательные, нейронная активность) отражают временную организацию физиологических функций, направленную на поддержание целостности организма.

Таблица 1 – Классификация биоритмов по длительности периода /по Б.Ткаченко,1994/

 

Наименование ритмов	Период
Высокочастотные:	менее 0.5 часа
Ультрадианные	0.5—20 час.
Циркадианные	20 — 28 час.
Инфрационные	26 час. — 6 сут.
Низкочастотные:
Циркасептанные	7+3 сут.
Циркадисептанные	14+3 сут.
Циркавигинтанные	21+3 сут.
Циркатригитанные	30+5 сут.
Макроритмы	от месяца до года
Циркануальный	около года
Мегаритмы	свыше 10 лет

 

В зависимости от длительности цикла принято выделять биоритмы, приведенные в таблице 1:

Высокочастотные ритмы — в их основе лежат ритмические осцилляторы клеточных мембран возбудимых тканей. Этим ритмам подвержены электрические явления в головном мозге, сердце, мышцах, дыхание и др.

Ультрадианные ритмы — связаны со временем суток и отражают в частности колебания концентрации некоторых компонентов крови и мочи, перистальтику кишечника, повторение стадии быстрых движений глаз каждые 90 минут сна (от момента засыпания человека).

Циркадианные ритмы — синхронизованы с вращением Земли вокруг своей оси, со сменой времени суток. Это в первую очередь циклы: сон —бодрствование, изменение температуры тела, артериального давления.

Инфрадианные ритмы — имеют период больший, чем сутки (до 6 суток). Они наименее изучены.

Низкочастотные ритмы — целая группа биологических ритмов, имеющих период от 7 суток до десятков лет. В эту группу входят, например, ритмы, соответствующие лунному месяцу, окологодичные ритмы и другие, мало влияющие на текущую работоспособность человека.

Большинство функций  организма подвержено одновременно влиянию нескольких ритмов, которые взаимодействуют между собой, формируя текущее состояние функциональных систем. При этом формируется, так называемый, хронобиологический портрет индивидуума. Наиболее известны портретные типы людей трех видов:

1. С нормальным (синхронным) ходом суточных биоритмов (их большинство).

2. С опережением на 3-4 часа их хода (жаворонки).

3. С задержкой на 3-4 часа (совы).

Для физиологии труда особый интерес представляют сведения, касающиеся динамики показателей систем организма в околосуточном (циркадианном) и окологодичном (циркануальном) циклах.

Так, описана суточная периодичность процессов обмена веществ — дыхательный коэффициент днем близок к единице, а к ночи достоверно ниже. Максимальное содержание продуктов расщепления жиров, холестерина, экскреция мочевины выше в дневные часы и снижается ночью. Концентрация глюкозы в крови наибольшая в 9 часов утра и минимальная в 18 часов. Выделительная функция почек наиболее выражена вечером и наименее в ночные и предутренние часы. Процессы ассимиляции сахара печенью активируются в первую половину дня. В вечерние и ночные часы усиливается мобилизация липидов.

Высока зависимость  эндокринной системы от времени суток. В ночное время гипофиз выделяет гораздо больше тропных гормонов, чем днем. Уровень адреналина и норадреналина  наоборот, повышен днем и снижен ночью. Концентрация половых гормонов, как у мужчин, так и у женщин связана с циркадианным ритмом. В свете изложенного понятна динамика тонуса вегетативной нервной системы, связанного с циклом сон — бодрствование. Недаром бытует определение ночного периода суточного цикла как "царство вагуса".

Давно установлено /Деви, 1845/, что температура тела подвержена колебаниям в течение суток. При этом максимальные значения имеют место около 18 часов, а минимальные — ночью, между 1 часом ночи и 5 часами утра. Амплитуда колебаний достигает 1,5 °С, составляя в среднем 1°С. Описаны и более сложные, двухфазные колебания температуры тела. Следует иметь в виду, что описываемая динамика основана на измерении кожной температуры, колебания же температуры "ядра" тела имеют более сложную динамику, связанную с циркадианным  ритмом.

Активность сердечно-сосудистой системы также претерпевает спады и подъемы в течение суточного цикла. В ночные часы снижена частота сердечных сокращений и систолический выброс, снижается артериальное давление. Обнаружено, что работоспособность сердечной мышцы снижена дважды в сутки—около 13 часов и 21 часа. Изменения, связанные с суточным ритмом наблюдаются в системе крови. Максимум гемоглобина в крови отмечается в 11 - 13 часов, в утренние часы наиболее активен костный мозг, а селезенка и лимфоузлы — в вечерние.

Весьма ярко выражена суточная периодика в показателях нервной деятельности. В дневные часы ускоряется осуществление сенсомоторных реакций, увеличивается скорость переработки информации, объем и распределенность внимания. Г.Л.Фельдман /1982/ приводит сведения о динамике реобазы и хронаксии поверхностного сгибателя пальцев кисти. Оказывается, что наибольшие величины указанных показателей имеют место в ранние утренние часы, наименьшие — во второй половине дня. В течение суток изменяются также показатели функционирования мышечной системы. В частности, мышечная сила, мышечная выносливость, тонус мышц и другие показатели повышаются в течение дневного времени и снижаются в ночное /Фельдман Г.Л., 1982/.

Подводя итоги рассмотрения суточных колебаний физиологических функций, следует еще раз отметить общую закономерность удержания высокого уровня работоспособности отдельных систем в дневное время суток и заметное снижение в ночное.

Ход кривой показывает, что  при 24 часовом цикле выделяются две фазы повышения работоспособности с максимумом около 9 часов и около 18 часов и две фазы ее снижения — около 14 - 15 часов и резкого снижения (до 45-50 %) в 3 часа ночи.

Годичный цикл вращения Земли вокруг Солнца, смена климатических факторов, сезонные колебания приводят к возникновению биоритмов, названных циркануальными, окологодичными. Известны сезонные колебания большого числа физиологических процессов. В целом в весенне-летний период выше частота дыхания, интенсивность пищеварительных и выделительных процессов. Показатели физической работоспособности, бактерицидная активность кожи, активность желез внутренней секреции выше в летний период и ниже в зимний. Как отмечает Г.Л.Фельдман, у большинства жителей Европы максимумы и минимумы ряда физиологических функций приходятся на февраль и август месяцы соответственно. Периоды подъема жизнедеятельности совпадают по времени с наиболее благоприятными климатическими условиями (весной и осенью).

Рисунок 1 – Зависимость физиологической работоспособности от времени года

 

Согласно статистически  достоверным исследованиям в  зависимости от времени года изменяется эмоциональный и психический настрой человека, что также отражается на работоспособности. На рисунке 2 показаны изменения физиологической психологической работоспособности в течение года.

Из других известных  биоритмов отметим особое значение в физиологии труда околомесячных ритмов (связанных с длительностью лунных суток). Речь идет о женском организме, где этот ритм связан с менструальным циклом и обуславливает существенные сдвиги в показателях физиологических систем, психологического и эмоционального статуса.

2. Профессиональные навыки

 

Работоспособность человека, как уже указывалось, в значительной степени зависит от уровня профессиональной подготовленности. Известно, что одно и то же задание выполняется разными по профессионализму работниками с различной скоростью, качеством и, самое главное — при меньших физических и психологических затратах, т.е. более экономично. Так, М.И. Виноградов /1966/ приводит следующие сведения, касающиеся этого вопроса. Оказалось, что уровень энергозатрат при опиловке металла у ученика слесаря в два раза превышал таковой у мастера, при этом имело место существенное увеличение пульса, числа дыханий, быстро развивалось утомление (в течение двух минут от начала работы). В то же время, у мастера такая же рабочая нагрузка не вызывала сколько-нибудь заметного снижения работоспособности.

В основе формирования профессионализма в сфере физического (и не только) труда, среди прочих, лежат механизмы формирования рабочего динамического стереотипа. Среди важнейших принципов формирования условных рефлексов следует отметить принципы доминанты Ухтомского и динамического стереотипа Павлова. Именно благодаря возникновению доминантного состояния двигательных центров и, в последующем, закрепления активированных центров в цепь сложных двигательных условных рефлексов, формируются двигательные навыки, наличие которых и отличает мастера от ученика. Таким образом, обучение профессиональным рабочим движениям проходит через их многократное повторение, т.е. через упражнение. В соответствии с принципами формирования условных рефлексов, формирование сложных двигательных навыков происходит на основе ранее выработанных координации. М.И. Виноградов выделяет три этапа в развитии упражнений: начальный, когда производительность, эффективность труда невысока, переходный этап, характеризующийся быстрым нарастанием производительности, и этап устойчивой работоспособности. На первом этапе формирования двигательного навыка осуществляется объединение отдельных элементов движения в целостный двигательный акт. При этом возбуждение в центрах тренируемого акта носит генерализованный характер, в работу вовлечено большое количество "лишних" мышц, отсюда неоправдано высокая "цена" движений. На втором этапе происходит закрепление динамической цепи двигательных актов, из работы выключаются "лишние" мышцы, оптимизируется энергопотребление. На этом этапе в центральной нервной системе имеет место концентрация возбуждения вовлеченных в процесс управления движением нейронных констелляций. Происходит "кристаллизация" управляющих механизмов, включаются механизмы вытормаживания "лишнего". На третьей стадии навыки закрепляются, стабилизируются, корковый контроль движений ослабевает, т.е. наступает автоматизация двигательных навыков. Как видим, в общих чертах динамика формирования двигательных навыков совпадает с таковой для центральных механизмов формирования динамического стереотипа Павлова.

3. Мотивы деятельности и работоспособность

 

Общий уровень работоспособности  тесно связан с мотивацией и фоном, предшествующим и сопровождающим деятельность. В специальных экспериментах Корнадта и Баймлера изучалась устойчивость работоспособности оператора в различных ситуациях при подкреплении в случае успешной работы (премия) и/или наказании при неуспешной (штрафы). Результаты этих исследований подтвердили известный тезис о том, что работоспособность снижается, если мотивация при выполнении частной задачи недостаточна. Показано так же, что при наличии соревновательного мотива показатель мышечной выносливости значительно увеличивается, причем, если соревнования командные, то выносливость увеличивается в большей степени, чем при соревновании в индивидуальном выступлении.

В психологии труда достаточно подробно изучен вопрос мотивации профессиональной деятельности. Под мотивами деятельности понимаются психологические причины, определяющие целенаправленные действия человека. В отличии от свойств личности, весьма устойчивых характеристик, мотивы характеризуют более частное и изменчивое отношение человека к явлениям внешнего мира. Мотивы деятельности могут меняться, взаимодействовать между собой, причем согласующиеся мотивы взаимно дополняют друг друга, а противоречивые — создают конфликтную ситуацию, отрицательно сказываясь на уровне работоспособности. Широко известны данные о влиянии эмоций (позитивные или негативные) на работоспособность. В частности, при положительном эмоциональном фоне повышается чувствительность зрительного и слухового анализаторов, при негативном — наоборот, снижается.

Эмоциональное напряжение разной степени  может по-разному влиять на работоспособность. Известным психологом Милеряном показано, что у некоторой категории людей экстремальные ситуации сопровождаются повышением работоспособности. Для других групп — она резко снижается, происходит дезорганизация деятельности (либо по возбудительному, либо по тормозному типу), работоспособность падает. Слабый или средний уровень эмоционального напряжения, как правило, сопровождается высоким уровнем работоспособности, замедлением развития утомления.