Физиологическое обоснование методов организации умственного труда студентов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования

Уральский государственный университет физической культуры

Кафедра физиологии

Физиологическое обоснование методов организации умственного труда студентов

И. Пустозёров, В. М. Миловидов

Челябинск 2010



612. 821 Печатается по решению

ББК 28.991.782.7 редакционно-издательского совета

П89 УралГУФК пр.№5 от 17.02.2010

Пустозеров А.И. Физиологическое обоснование методов организации умственного труда: монография / А.И. Пустозеров, В.К. Миловидов. - Челябинск : УралГУФК, 2010. - с. ???

Настоящая монография посвящена охране здоровья учащихся и студентов. В доступной для широкого круга читателей изложены основы физиологии и гигиены умственного труда, а также физиологически обоснованные методы борьбы с утомлением. Рекомендации, данные в монографии, могут использованы учащимися специализированных школ, студентами гуманитарных вузов, аспирантами, педагогами и работниками преимущественно умственного труда.

В монографии обобщены опыт и знания, полученные автором как путем собственных наблюдений и исследований, так и научные данные физиологов, психологов, медиков, преподавателей физкультуры, опубликованные в открытой печати.

Рецензенты:

доктор медицинских наук, профессор, З.Т.Б икбулатов;

доктор медицинских наук,профессор Е.В. Жуковская.

© Пустозеров А. И. Миловидов В. К.

© УралГУФК, 2010.



Содержание

Введение

Глава 1 История развития и понятие об умственном труде

1.1 Умственный труд

1.2 Типы умственного труда

1.3 Степени тяжести умственного труда

Глава 2 Мозг - уникальная система организма

2.1 Мозг - генеральный штаб

2.2 Мозг и таланты

2.3 Особенности мозга женщин и мужчин

Глава 3 Состав мозга, функции мозга и основные умственные способности

Глава 4 Физиология умственного труда

4.1 Физиология памяти

4.2 Совершенствование памяти

4.3 Тестирование памяти

4.4 Физиология внимания

4.5 Совершенствование внимания и методы тестирования

4.6 Физиология мышления

4.7 Физиология и гигиена чтения

Глава 5 Влияние факторов внешней среды на эффективность умственного труда

5.1 Влияние освещенности и качества света

5.2 Влияние шума и музыки

5.3 Влияние позы, гигиена положения тела.

5.4 Влияние температуры окружающей среды.

5.5 Влияние состава воздуха и гигиена работы в закрытых помещениях

5.6 Влияние метеотропных факторов и противодействие им.

Глава 6 Условия высокой умственной работоспособности (В.К. Миловидов)

6.1 Постепенное вхождение в работу

6.2 Обеспечение оптимального темпа, биоритма и режима работы

6.3 Наличие постоянной сенсорной информации

6.4 Правильное чередование умственного труда с отдыхом и физической культурой.

6.5 Умственная работа и «большой спорт».

6.6 Систематичность умственной работы

6.7 Наличие положительной и отрицательной мотивации

6.8 Соблюдение цикличности умственного труда

Глава7 Утомление и переутомление при умственной работе

7.1 Использование музыкальной паузы в борьбе с утомлением

7.2 Причины переутомления

Глава 8 Обучение, стресс, здоровье

8.1 Виды стресса

8.2 Профилактика стресса в учебном процессе

8.3 Снятие стресса и ликвидация его последствий

Глава 9 Сон и умственная работоспособность

9.1 Условия хорошего сна

9.2 Мероприятия по борьбе с бессонницей

Глава10 Особенности умственного труда детей

10.1 Роль внешней стимуляции на развитие мозга ребенка

10.2 Влияние полового созревания на функции мозга и умственную

работоспособность

10.3 Развитие интеллекта у детей.

10.4 Характеристика умственного труда учащихся.

10.5 Особенности динамики умственного труда детей

10.6 Влияние типа нервной системы на эффективность умственного труда.

Глава 11 Управление умственной работоспособностью или коррекция работы мозга (В.К. Миловидов)

11.1 Использование естественных биостимуляторов

11.1 Управление работой мозга с помощью физических упражнений.

11.2 Тренировка сосудов мозга методами физической культуры.

Глава12 Умственная работоспособность и питание

12.1 Роль белков, жиров и углеводов

12.2 Роль витаминов

12.3 Роль микроэлементов

12.4 Роль отдельных продуктов в питании людей умственного труда

Глава 13 Комплексный поход в оценке интеллектуального и физического состояния студентов, обучающихся в физкультурном вузе

13.1 Методические рекомендации по совершенствованию функционального состояния студентов УралГУФК

Заключение

Рекомендуемая литература

Приложения



Введение

В современной жизни трудно найти профессию, где не было бы умственного труда, психоэмоционального напряжения, то есть работы мозга. Если вас спросят, хорошо ли работает ваш мозг, вы скажете - «Иногда хорошо, а иногда работать не хочет». Реальная же жизнь требует, чтобы он работал всегда хорошо. По себе знаю, нервной энергии не хватает, как денег - образуется на рубль, а тратится на два. Приходится постоянно тренировать свой мозг, бороться с ним, как с упрямой или ленивой лошадью - то разгоняешь, а разгонишь, не можешь остановить. Такие моменты бывали и в вашей жизни, когда «палкой» или «кнутом» приходится стимулировать свой мозг: пить кофе, курить сигареты, слушать рок- музыку. Сделаешь дело (сдал экзамены, защитил диплом или диссертацию), мозгу требуется отдых, покой, а он продолжает по инерции работать. В результате истощаются нервные клетки и весь организм. Нарушается сон, ухудшается память, пропадает внимание, появляется потливость и учащенное сердцебиение.

Отсюда возникает актуальность проблемы для людей постоянно занимающихся интенсивным умственным трудом. Как обеспечить высокую производительность умственного труда, сохраняя физическое и психическое здоровье на должном уровне? Каким образом восстановиться после интенсивной умственной работы? Какие факторы оказывают положительное или отрицательное влияние на умственную работоспособность? Как питаться при интенсивных психоэмоциональных нагрузках? Как снять психоэмоциональное напряжение в течение учебного дня и после экзамена? Что любит и чего не любит наш мозг, какие условия нужно создать, чтобы мозг был в форме? Как следует организовать умственную работу в школе, вузе, дома, чтобы обеспечить высокую обучаемость и успеваемость учащейся молодежи? Учитывая, что в гуманитарных вузах гигиена умственного труда фактически не преподается, настоящая книга может явиться учебно-методическим пособием для чтения этой дисциплины как курса по выбору.

Авторы выражают искреннюю признательность кандидату медицинских наук А.Э. Батуевой за помощь, оказанную ею при напечатании данной книги.

умственный работоспособность утомление



Глава 1. История развития и понятие об умственном труде

В первобытном обществе не было деления людей на классы, и все занимались в основном физическим трудом: скотоводство, охота, земледелие, ведение домашнего хозяйства. С развитием общества, с разделением труда, с накоплением опыта жизнедеятельности появился род деятельности на 90-100%, связанной с умственным трудом. Так в начале античного периода появились философы, богословы, звездочеты, знахари, которые наблюдали, трактовали и описывали явления природы и жизнедеятельность самих людей.

В начале капитализма с образованием мануфактур появились инженеры, технологи, учетчики, управленцы, которые изобретали, отлаживали, учитывали и управляли физической работой других людей.

С изобретением книгопечатания появилась возможность привлечения к умственному труду большого числа людей. Больше стало открываться школ, гимназий, высших учебных заведений.

С развитием капитализма появились банки, биржи, возросла потребность в образованных людях, умеющих читать, писать, считать, изобретать, управлять.

Следует отметить, что умственный труд в обществе всегда считали не только более престижным, но и легким: чистая одежда и руки, нет пота, лучшие условия труда. Однако жизнь показала другое. Творческая интеллигенция в России и в прежние времена часто страдала от расстройства функций сердечно-сосудистой и нервной систем. Великий русский ученый М.В. Ломоносов всю сознательную зрелую жизнь занимался умственным трудом и погиб от сердечно- сосудистого заболевания в 54 года не дожив по современным понятиям до пенсии. Хотя от природы это был крепкий и физически сильный человек, вырос в деревне, с детства занимался физическим трудом.

Среди гимназистов, лицеистов и студентов университетов и раньше (XVIII - XIX века) наблюдались частые срывы нервной системы вплоть до психических заболеваний.

В чем причина этих явлений? Почему, занимаясь «легким» трудом люди болели чаще?

Ответ можно дать довольно легко, если проанализировать условия умственного труда. Часто умственная работа сопровождается психоэмоциональным стрессом (сдача экзамена, участие в олимпиаде), нередко умственный труд длится по 12-16 часов. С развитием наук увеличивается объем информации, а время на её усвоения всё короче. Темп работы на производстве всё выше, а техника всё сложнее. Особо следует отметить обучение студентов в физкультурном вузе, где интенсивная умственная работа нередко сочетается с предельными и около предельными физическими нагрузками нагрузки.

Отсюда остро возникла потребность в правильной организации умственного труда, в оптимизации и эффективности умственного труда с сохранением здоровья человека.

Чтобы дальше говорить о физиологии и гигиене умственного труда, нужно дать его определение. Итак, что же понимать под умственным трудом?

1.1 Умственный труд

Умственный труд - это работа мозга, связанная с приемом, переработкой поступающей информации, принятием решения, отдачей приказов органам жизнеобеспечения (сердцу, легким) и движения (мышцы). Она требует проявления внимания, памяти, мышления, воображения, творчества[14].

Иногда довольно трудно разделить труд на чисто умственный и чисто физический. Так при всякой умственной работе имеется мышечное напряжение: мышцы спины удерживают тело и голову в вертикальном положении; мышцы рук пишут, рисуют, чертят, то есть совершают сложно координационные движения, требующие четкого управления со стороны мозга, или правильнее - центральной нервной системы.

В то же время при любой физической работе возникает необходимость участия мозга, то есть происходит умственная работа: прослеживание за чем-то, то есть проявление внимания, фиксация фактов, то есть проявление памяти, совершение действий, то есть управление мышцами.

Например, доля умственного труда у уборщицы (не механизированный труд) составляет 9%, у станочника - 15-35%, шофера на загородной трассе 35-40%, шофера в городе - 58%, печатанье на машинке - 73%, чтение книги - 100%.

Проанализируем работу кондуктора в троллейбусе или в трамвае. Что это за работа? Умственная или физическая. Прежде всего, кондуктору требуется хорошая память, так как на каждой остановке необходимо фиксировать: кто вошел, а кто вышел. При продаже билетов необходимо быстро и точно делать денежные расчеты. Втечение рабочего дня нередко возникают психоэмоциональные стрессы, так как иные пассажиры не хотят платить за проезд. Кроме памяти необходимо проявлять бдительность, то есть внимание при осмотре проездных документов. Вся перечисленная деятельность кондуктора - это, конечно, работа мозга. Но имеется и физическая работа: кондуктор не только сидит в кресле, но ему приходится ходить по салону, а в часы пик буквально проталкиваться между пассажирами. Плюс шум, тряска, вибрация; летом в салоне жара, зимой - холод. А длительность такой работы составляет 12 часов. Таким образом, работа кондуктора общественного транспорта это сочетание умственного и физического труда в неблагоприятных условиях. Следует добавить, во время эпидемии гриппа у кондуктора 100% вероятность получить ОРВИ.

У большинства людей бытует мнение, что вот уж в спорте мозг не нужен и вся работа спортсмена является физической. Однако простой физиологический анализ показывает обратное. Давайте проследим за действиями вратаря (хоккей, футбол, гандбол): требуется проявить максимальное внимание, прослеживая за шайбой (мячом) и игроками, необходимо предвидеть события на поле (анализ игры), занять нужную позицию (принять решение), сохранять высокую готовность к двигательным действиями. Огромная нагрузка ложится на центральную систему и как следствие - повышается артериальное давление, температура тела, усиливается потоотделение, повышается обмен веществ в организме.

Много ли энергии тратится при умственном труде? Некоторые считают, что мало, другие - много. Всё зависит от тяжести умственного труда, его психоэмоцианальной, напряженности и социальной значимости. Так при чтении учебной литературы расход нервной энергии увеличивается по сравнению с покоем на 48%; при выступлении с публичной лекцией стоя - на 94%. У оператора вычислительной машины - на 60-180% в зависимости от характера работы.

Куда же идет эта избыточная энергия? В первую очередь, конечно, на усиленную работу нервных клеток мозга. Но при интенсивной умственной работе усиливается и функция сердечно-сосудистой системы, (пульс возрастает до 120-150 ударов в минуту) и дыхательной системы (возрастает частота и глубина дыхания). Усиливается также работа мимических мышц лица, пальцев рук.

Если умственная работа сопровождается психоэмоциональным или психофизическим напряжением, то все физиологические сдвиги в организме близки к физической работе. Некоторые лекторы так распаляются, что машут руками, бегают у доски, громко кричат. Артист на сцене часто не только поет, но еще и пляшет. В. Леонтьев и О. Газманов в своих интервью журналистам говорят, что за концерт теряют в весе до 2-3кг массы тела.

Во время экзаменов студенты и школьники старших классов, как правило, худеют, хотя целыми днями просиживают за учебниками. Почему это происходит? С физиологической точки зрения данный феномен объясняется возбуждением центральной нервной системы, которая активирует симпатический отдел вегетативной системы, а последняя вызывает повышение обмена веществ, увеличение частоты сердечных сокращений и легочной вентиляции. В конечном итоге всё это приводит к повышенным энергозатратам.

1.2 Типы умственного труда

Различают четыре типа умственного труда:

1. Сенсорный или чувствительный.

2. Сенсорно-моторный.

3. Логический.

4. Творческий.

Сенсорный труд сводится к приему информации и передаче её в нервные центры мозга. Например, смотреть (следить), слушать, ощущать (получить информацию с экрана дисплея, прием звуковой информации по телеграфу), хотя пассивный анализ информации в головном мозге всё равно идет.

Сенсорно-моторный труд заключается в приеме информации и стандартном ответе на неё с включением мышц. Например, труд машинистки, если она не думает о содержании.

Логический тип умственного труда заключается в приеме информации (сенсорный этап), переработке (анализе) и выработке решения. Например, врач обследовал больного (сенсорный этап), поставил диагноз (анализ и синтез) и назначил лечение (выработка решения); бухгалтер проверил отчет, нашел ошибку, исправил; тренер просмотрел кинопленку игры, нашел ошибки игроков, дал указание на тренировке.

Творческий труд требует многолетней подготовки, высокой квалификации, состоит в принятии нестандартных решений, выработке новых алгоритмов (т.е. порядка действий), получение новой информации. Творчески трудиться может не только научный работник, художник, писатель, но и врач, педагог, юрист, инженер, тренер. Физиология умственного труда очень сложна. При встрече с новой информацией мозг проигрывает массу вариантов ответных действий и решений к новой ситуации. Активизируется огромное количество нервных элементов, включается масса связей между разными нейронными системами. (Н.П. Бехтерева 1999). В основе творчества по И.П. Павлову (1949) лежат «ориентировочный рефлекс» или реакция на новую информацию и «рефлекс цели» действия, который направлен на поиск новой информации.

Как вы уже знаете чисто умственный труд и чисто физический встречаются крайне редко. Примером чисто умственной работы является чтение учебника или совершение математических расчетов, лежа на диване, хотя работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем всё равно возрастает, а обмен веществ повышается. К чисто физической работе можно отнести циклические движения с минимальным поступлением информации из внешней среды. Например, ходьба или бег по ровной пустынной дороге. В реальной жизни любой труд в той или иной степени представляет сочетание умственного труда с физическим, то есть работой мышц. В зависимости от доли того или иного труда, различают пять видов трудовой деятельности.

I группа. Работники преимущественно умственного труда.

В эту группу входят врачи, учителя, инженеры-конструкторы, экономисты, научные работники, управленцы (директор, начальник), диспетчер, юрист и другие. Слово «преимущественно» означает, что иным работникам этой группы приходится совершать и физическую работу. Например, врач-хирург манипулирует, совершая мышечную работу; учитель почти весь урок проводит на ногах.

II группа. Работники, чей умственный труд сочетается с легким физическим. Сюда можно отнести агронома (много ходит), зоотехника, медсестру, работников сферы обслуживания (продавцы).

III группа. Работники, сочетающие умственный труд с физическим средней тяжести. К работникам этой группы относятся рабочие-станочники (статическая работа мышц, ног и спины, плюс динамическая - руками), обувщики, водители транспорта, работники общепита.

IV группа. Работники, у которых умственный труд сочетается с тяжелым физическим. К этой группе следует отнести строителей (измерения, расчеты сочетаются с подъемами тяжестей, ударными действиями, статическим напряжением, длительностью работы).

V группа. Работники особо тяжелого труда в сочетании с умственной работой. Это сталевары, шахтеры, лесозаготовители, пожарные. На первый взгляд кажется, что труд у них чисто физический. На самом деле он несет в себе большую долю сенсорной, сенсорно-моторной, логической и даже творческой нагрузки, так как протекает в экстремальных условиях.

Сам чисто умственный труд, в зависимости от интенсивности, также делится на легкий, средний, тяжелый и особо тяжелый. Как же определить тяжесть умственного труда? Существуют субъективные и объективные признаки. К субъективным следует отнести головные боли, боли в глазах, мышцах (шеи, спины). К объективным относятся физиологические сдвиги со стороны сердечно-сосудистой, двигательной и других систем. При тяжелой умственной работе увеличивается частота сердечных сокращений (до 120-150 ударов в минуту), артериальное давление (до 140-160 мл. рт. ст.), легочная вентиляция (до 20 л/мин.), изменяется сердечный ритм, увеличивается потоотделение, кожа краснеет или бледнеет.

1.3 Степени тяжести умственного труда

Итак, чисто умственный труд по тяжести также делится на четыре группы. Давайте рассмотрим, чем же определяется тяжесть умственного труда.

Легкая умственная работа. К ней относится изучение материала в пределах известных положений, то есть повторение пройденного материала, чтение художественной литературы, просмотр телепередач.

Умственная работа средней тяжести. Это освоение нового учебного материала небольшими порциями на короткое время (текущий урок, следующий день).

Тяжелая умственная работа. Освоение нового материала в больших объемах за короткое время или в условиях дефицита времени (подготовка к экзамену).

Особо тяжелая умственная работа. Её можно разделить на две подгруппы: а) творческий труд по созданию новой информации б) умственная работа, протекающая в условиях психоэмоционального стресса. Примерами особо тяжелого умственного труда являлась работа конструкторов-атомщиков, писателей: Л. Н. Толстого, О. Бальзака, А. Дюма.

В условиях психоэмоционального стресса протекает умственная работа пилота, авиадиспетчера, хирурга, директора, главного бухгалтера.

Труд учащихся специализированных школ и студентов вузов в основном укладывается в первые три степени тяжести в зависимости от способностей и прилежания учащихся или студентов[30].



Глава 2. Мозг - уникальная система организма

Человеческий мозг - это продукт эволюции живой материи за три миллиона лет. Это самое совершенное, самое уникальное образование человеческого организма. В чем уникальность мозга? Прежде всего в сверхсложности, сверхплотности и избыточности структур, сверхкомпактности и строгой субординации, то есть подчинение низших отделов высшим. При массе мозга в 1,5 кг, что составляет 2,3-2,5 % от массы тела, число нервных клеток ровно примерно 14 миллиардов при объеме черепа в 1,5-2 литра .

О сверхсложности строения мозга говорит такой факт: один нейрон, то есть нервная клетка имеет до 10-20 тысяч связей с другими нейронами. Зачем столько связей? Ответ простой. Чем больше связей, тем больше информации получает нервная клетка, тем эффективнее наш мозг может ориентироваться в пространстве и управлять мышцами и системами жизнеобеспечения организма, то есть сердцем, легкими, кишечным трактом.

О сверхплотности мозга свидетельствует следующие параметры: в 1 кубическом миллиметре насчитывается до 20 тысяч нейронов, а через 1 квадратный миллиметр сечения нерва проходит до 20 тысяч нервных волокон.

Сам нейрон также очень сложен. В нем содержится до 1000 различных ферментов, участвующих в обменных процессах. О чем говорит сверхплотность и что дает сверхкомпактность строения? Прежде всего, о совершенстве и гармонии развития организма. Так голова человека (вместе с мозгом) имеет массу в 4,5-5 кг, что составляет 7% от массы всего тела. Вследствие этого человек может быстро бегать, прыгать, кувыркаться, танцевать и совершать другие сложные движения. Совсем недавно (60-70-е годы двадцатого столетия) одна ЭВМ состояла из нескольких шкафов и занимала целую аудиторию. Современные ЭВМ - это сравнительно небольшие коробки, но все равно ни одна из них по компактности, сложности строения и выполняемых функций не сравнится с мозгом человека. Представьте, что ваша голова по массе и объему была бы такой, как телевизор! Неизбежно пострадала бы гармония тела: толще бы стал позвоночник, ноги превратились бы в «бревна», пострадала бы двигательная эффективность.

Благодаря же компактному и совершенному мозгу человеческий организм является самодвижущейся, самоуправляемой и самосовершенствующейся системой (Р. Зинц, 1984).

Многие ученые отмечают, что в течение всей жизни человек не использует всех нервных клеток, что их число избыточно от рождения! Зачем же такая избыточность? Дело в том, что нейрон это самая сложная клетка организма. Она не делится и не размножается. В то же время за 1 сутки гибнет от 1000 до 10000 нейронов в зависимости от интенсивности жизни. Однако, за 60-70 лет жизни человек теряет лишь 1/1000 часть всех нейронов, имевшихся в юности. Фактически их хватило бы на 100-150лет!

Почему же умирает человек? Почему возникают заболевания и старение мозга? Основная причина - засорение сосудов, то есть атеросклероз. Как в современном доме: крепкая стена из железобетона могла бы стоять сотни лет, а водопроводные трубы и канализационные системы ржавеют, засоряются и их нужно менять через каждые 10-20 лет! Примерно то же самое происходит в сосудах мозга (и не только мозга): на их стенках откладывается холестерин, кальций, просвет сосудов уменьшается, нарушается питание нервных клеток и они погибают.

И все же избыток нейронов очень нужен человеку, особенно в экстремальных ситуациях. Например, при кровоизлиянии в одно полушарие мозга или возникновении инфаркта, человек выживает и частично восстанавливает свои функции, так как нейроны, расположенные в соседних зонах пораженного полушария или во втором полушарии берут на себя функции пораженных.

Известны случаи, когда люди жили и творили с одним полушарием. Известен феномен академика А. Иоффе. На вскрытии его черепа обнаружилось, что левое полушарие ученого было атрофировано. В то же время друзья и родственники утверждали, что в быту он был совершенно нормальный, а на работе совершал научные открытия. Другой пример. Известный французский ученый Луи Пастер в 46 лет перенес инфаркт мозга в правом полушарии, а после этого и трудился еще 27 лет. Живые эксперименты ставила война. После ранения в голову и повреждения мозга, люди выздоравливали и продолжали трудиться, если им во время была оказана медицинская помощь.

Уникальный случай произошел в Германии. В 1898 году при взрывных работах одному рабочему металлическим ломом пробило голову. Лом вошел в левую глазницу, а вышел через затылок. Лом вытащили, а сам рабочий остался жив и еще 11 лет продолжал работать[14,46,52,85].

Таких случаев описано много и все они свидетельствуют о живучести мозга вследствие избыточности нервных клеток и их относительной взаимозаменяемости.

2.1 Мозг - генеральный штаб

Для чего нам нужен мозг? Вы скажете чувствовать, мыслить, творить, страдать. Деятели искусства и духовенства считают, что мозг это вместилище души. С точки зрения физиологов мозг это система управления над системами жизнеобеспечения (сердцем, легкими, кишечником, почками) и системой движения (мышцами, связками, костями).

Некоторые ученые сравнивают устройство мозга и его функции с генеральным штабом армии. Как в штаб армии, в мозг стекается и хранится информация о состоянии внешней и внутренней среды. В нем, эта информация, анализируется. Далее на основании анализа и синтеза принимается решение, после чего отдаются приказы органам исполнителям: мышцам конечностей, сердцу, желудку, почкам, железам внутренней секреции.

Как в армейском штабе, между разными отделами мозга существует строгая субординация: кора отдает приказы подкорке, та спинному мозгу, а от него приказы идут к органам и системам.

Как в штабе есть отделы, отвечающие за отдельные роты, батальоны, полки, так и в мозге имеются зоны, отвечающие за движения. В нашем теле насчитывается до 600 мышц, и каждая мышца имеет зону мозга, управляющую ей. Например, есть люди, хорошо владеющие мимическими мышцами лица (чаще это артисты): могут поднять одну бровь, опустить угол рта, согнуть только одну конечную фалангу пальца.

Как штаб армии не может жить без связи, так и наш мозг имеет прямые (двигательные нервы) и обратные (чувствительные нервы), позволяющие знать об исполнении приказов. Причем связи мозга различают внутренние, служащие для управления мышцами и внутренними органами, и внешние, улавливающие сигналы внешней среды через специальные органы зрения, слуха, обоняния, осязания.

Как штаб армии имеет усиленную охрану, так и мозг человека довольно хорошо защищен. Насчитывается до 6-7 степеней защиты мозга.

Словно средневековая крепость, мозг защищен костной черепной коробкой, которая довольно надежно защищает наш мозг от случайных ушибов и ударов. Кто не ударялся головой об стену, кому не били по голове книгой или палкой? Иногда этой защиты мало и люди одевают на голову каски, шлемы.

Как средневековый замок окружали рвом с водой, так и наш мозг окружен и плавает в спинномозговой жидкости, которая смягчает удары по голове и колебания тела при движении.

Как штаб армии прячется в тылу, так и мозг покоится на пружине, которую представляет позвоночник. При ходьбе, беге, прыжках эта пружина гасит удары, предохраняя мозг от разрушения.

Как в штабе армии один отдел в случае гибели берет на себя функции другого, так и мозг имеет два полушария, которые в случае необходимости (травмы, инфаркта, опухоли) дублируют друг друга.

Огромное число нейронов, примерно 14 миллиардов, как солдат в армии, позволяют выживать мозгу при гибели их значительной части. Примерами являются люди, выжившие после огнестрельных ранений в голову или кровоизлияниях в мозг при инсульте.

Как при штабе имеются дежурные, так и мозг имеет огромное число сторожевых или фоновых клеток, которые функционируют, когда человек спит. При поступлении опасного или условного сигнала (боль, плач младенца) эти клетки активируют мозг, и человек просыпается.

Наконец, как в армии имеются разведчики, так и мозг имеет гностические нейроны, которые распознают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды.

Надежность мозга, способность сохранять устойчивую работоспособность, доказана с помощью электроэнцефалограммы, реоэнцефалограммы, компьютерной томографии.

Оказывается, у большинства людей в начале экзаменационной сессии повышается активность левого (основного, доминирующего) полушария, а к концу - правого. То есть при исчерпывании энергии в одном полушарии - усиленно работать начинает второе[17,46,51,52].

2.2 Мозг и таланты

Во всех учебниках по антропологии развитие человека ученые связывают с эволюцией развития его мозга, увеличением его массы, о которой судили по объему черепной коробки.

Так у питекантропа (обезьяночеловека) объем мозга составлял 900-1100 кубических сантиметров; у синантропа («китайского человека») - 1220 кубических сантиметров, у неандертальца объем мозга достигал 1400 кубических сантиметров, у кроманьонцев, которые жили 30-40 тысяч лет назад, мозг достигал 1600 кубических сантиметров. У современного человека мозг варьирует от 1500 до 2000 кубических сантиметров.

Самый тяжелый мозг зарегистрирован у немецкого ученого Гаусса (2400 г.). За ним следует Кромвель (2300), Байрон(2238),Тургенев(2012), Бисмарк(1965), Есенин(1920), Кювье (1792), Шиллер(1785), Бетховен(1750), Павлов(1653), Кант(1600),Менделеев(1571),Троцкий(1568),Мичурин(1522) и Станиславский(1505). Самый легкий мозг оказался у известного французского писателя Анатолия Франса (1017). Таким образом, из представленных данных видно, что масса мозга на интеллект человека не влияет.

Однако связь морфологических (анатомических) особенностей в строении самого мозга с талантом в какой-либо деятельности все же установлена. Доказано, что у музыкантов талант зависит от развития слуховых полей в височной доле мозга, а у художников от степени развития зрительных полей в затылочной доле мозга. Разные таланты у Моцарта и Сальери имели разную морфологическую основу - разные размеры слуховых зон мозга. Доказано, что у художников, кроме хорошего развития зрительной коры, большие размеры имеют и двигательные зоны мозга, отвечающие за движения рук .

Этой проблемой занимается заведующий лабораторией НИИ морфологии человека РАМН, морфолог, доктор медицинских наук С. Савельев. Им создан первый в мире стереоскопический атлас мозга. В атласе показано, что мозг у людей ассиметричен. Слуховые поля у талантливых музыкантов больше по площади и более населены нейронами. У художников больше нервных клеток находится в зрительных полях.

У людей, мыслительного типа, лучше развиты лобные доля мозга.

С точки зрения анатомии и физиологии талант человека, способность его мозга длительное время сохранять высокую функциональную активность (а все талантливые люди науки и искусства отличались необычной работоспособностью) зависит не от массы мозга, а от многих других факторов.

Большое значение имеет кровоснабжение мозга. Чем лучше у человека развита артериальная, капиллярная и венозная сеть, тем лучше условия для работы мозга. Известны случаи, когда у некоторых людей находили дополнительные отверстия в черепе, которые улучшали отток венозной крови из черепной коробки.

Известно, что в нейронах мозга содержится до 1000 различных ферментов, обеспечивающих полноценные обменные процессы в мозге. Однако биологическая активность, состав, взаимосвязь этих ферментных систем у разных людей различна и зависит от наследственных данных.

Другим важным фактором, влияющим на умственные способности людей, является наличие связей между нейронами (под связью понимается наличие нервного волокна и синапса, то есть места соединения волокна и нейрона). Их число может колебаться от 5 до 20 тысяч у каждого нейрона. Безусловно, этот фактор зависит как от наследственных данных, так и характера труда, тренировки мозга. Если человек с детства не занимается умственной работой, то есть не обучается, то эти связи могут не развиться. Доказано, что нейронные связи можно и ухудшить, если систематически употреблять алкоголь, который разрушает синапсы.

Огромное значение на работоспособность мозга имеет полноценный состав ДНК и РНК, в нейронах и запасов энергетических веществ, которые также зависят как от наследственных данных, так и питания человека.

Считается, что нет бесталантных людей тем более народов, однако сама жизнь поставила глобальные эксперименты по гибридизации мозга вследствие смешения разных наций в США, России, Франции, Англии, Германии, что способствовало расцвету науки и культуры в этих странах. Эту теорию, которую можно назвать биологической, легко могут опровергнуть историки, социологи, экономисты, философы, но есть конкретные примеры многонациональных корней у известных гениальных русских людей. Так дед Ленина был женат на калмычке (в г.Астрахань есть музей Ленина, где этот факт доказан), а мать Ленина была по происхождению немкой. Всем известно, что у великого А.С. Пушкина прадед был негром. По этой причине шведы во избежание генетического вымирания стали завозить людей из Африки.

У многих талантливых людей в области искусства наблюдался феномен гениальности. Их поступки порой не обдуманны, а сами они были похожи на помешанных. Мысли и образы проявлялись у них как экстаз, как генерализованное возбуждение центральной нервной системы, после чего наблюдались спад, апатия, депрессия на фоне нервного истощения.

Для них характерна утонченная болезненная впечатлительность; мелочи, незаметные для обычного человека, глубоко западали им в душу. С физиологической точки зрения это свидетельствовало о высокой чувствительности сенсорных систем, то есть зрения, слуха, обоняния, осязания. Орудие гения - это впечатляемость и вдохновение, порой непомерное тщеславие, которое и было движущей силой творчества. По И. Павлову «рефлекс цели».

Гейне при сочинении стихов испытывал неуправляемое неосознанное возбуждение нервной системы, причины которого он не мог указать, хотя они несомненно были.

Моцарт также считал, что музыкальные идеи являлись к нему непроизвольно, то есть подсознательно. Однако любой физиолог скажет, что причиной возбуждение мозга всегда являются раздражители внешней среды, то есть зрительные, слуховые, обонятельные, тактильные.

Нередко гениальные люди были неуравновешенными, акцентуированными натурами со слабым физическим здоровьем. Так, Моцарт страдал нервным тиком, болезнью почек, ревматоидным артритом. В семье родился седьмым по счету ребенком, из которых пятеро умерло, что свидетельствовало о какой-то наследственной патологии. И, тем не менее, прожив всего 36 лет, он написал 600 музыкальных произведений.

Интересен портрет Наполеона, который обладал огромной работоспособностью, спал по 4-5 часов; часто страдал головными болями; эпилептическими припадками; нередки были приступы гнева с потерей сознания. Причиной этих, прямо скажем, патологических явлений явилась доброкачественная опухоль гипофиза[47,51].

2.3 Особенности мозга женщин и мужчин

Прежде всего, следует отметить, что мозг у мужчин на 10-15 % тяжелее женского, что объясняется большими размерами тела и головы у мужчин. Однако отличительные особенности наблюдаются не только в разнице массы тела. У женщин обнаружено больше связей (нервных волокон), идущих от одного полушария к другому примерно на 23%. Имеет ли это какое-то практическое значение? Да, конечно! Женщины лучше переносят инсульты, реже теряют речь, так как одно полушарие берет на себя функции другого. Яркий тому пример - выход из тяжелого инсульта известной актрисы Натальи Гундаревой, которая находилась в коматозном состоянии и шансы выжить были сомнительны.

У женщин лучше развиты способности к овладению родным и иностранным языками, так как речевые центры у них располагаются не только в левом, но и правом полушарии. По этой же причине в раннем детстве девочки начинают говорить раньше мальчиков.

У женщин в 8 раз больше чем у мужчин зон мозга, ответственных за эмоции (имеется в виду лимбическая система). Отсюда понятно, почему женщина более эмоциональна, чем мужчина. Их эмоциональные переживания ярче, богаче. Часто, благодаря более высокой эмоциональности они чаще совершают поступки, основанные лишь на эмоциях, играют во вред здравому смыслу и логике. Эмоции являются их главными мотивационными стимулами в достижении цели.

На фоне более высокой эмоциональной возбудимости девочки и женщины более чувствительны к поощрениям и замечаниям по сравнению с мальчиками и мужчинами, что необходимо учитывать при педагогических воздействиях.

Женщины чаще озвучивают свои мысли, так как внутреннее торможение слабее. Язык у женщин более образный, они лучше описывают события. Женщина-свидетель гораздо красочнее и подробнее опишет происшествие, чем мужчина. Нервная система у женщин более лабильна и возбудима. Они чаще жалуются на плохое самочувствие (головные боли, боли в сердце), чаще принимают лекарства, чаще обращаются к врачам. При интенсивной умственной работе быстрее устают, но легко переключаются на другую работу.

Какие же преимущества кроме массы имеет мозг у мужчин? Прежде всего у мужчин лучше, чем у женщин развито абстрактное мышление, что обусловлено большими лобными зонами коры. У мужчин лучше развита цифровая память и скорость переработки информации, особенно в условиях дефицита времени. Мужчины легче справляются с пространственно-математическими задачами, поэтому среди мужчин больше математиков, физиков, инженеров, программистов. Однако среди ученых математиков и физиков были и женщины, такие как С. Ковалевская и М. Складовская-Кюри[50,78].

Корковые функции мозга у мужчин более устойчивы к сильным раздражителям, поэтому мужчины чаще работают пилотами, сталеварами, космонавтами, хирургами. Хотя среди женщин также встречались известные космонавты (Валентина Терешкова).

У мужчин лучше развиты лидерские способности, поэтому мужчины - это президенты, губернаторы, мэры, директора заводов.

Среди медиков, биологов, педагогов женщин-ученых относительно много, но наиболее видными учеными с мировым именем были все же мужчины. Это Ч. Дарвин, Л. Пастер, И. Павлов, А. Макаренко.

Таким образом, функциональные и морфологические особенности мозга мужчин и женщин порождают «мужские» и «женские» профессии и занятия, что объясняется разной биологической и социально ролевой функцией мужчин и женщин. В школе и на первых курсах институтов девочки или девушки чаще учатся лучше мальчиков и юношей, что объясняется более ранним биологическим и социальным созреванием женщин.

Следует заметить, что мозг мужчин чаще травмируется или страдает от асфиксии в родах, так как новорожденные мальчики крупнее девочек: иногда масса их тела достигает 4,5-5 кг. И то и другое является причиной астенизации мозга или акцентуированной неуравновешенной личности. Учатся такие мальчики хуже, особенно трудно им дается точные науки: математика, физика, химия.

Во взрослом состоянии мужчины чаще травят свое «сокровище» алкоголем и никотином, что приводит к более раннему, чем у женщин, атеросклерозу и потере умственной работоспособности.



Глава 3. Состав мозга, функции и основные умственные способности

Каков же состав мозга? Из чего он состоит? Как ни странно основную массу мозга составляют вода - около 78%. Далее по удельной массе идут белки - 10%, жиры - 10%. Остальную массу мозга составляют минералы и микроэлементы, углеводы. Нервная ткань, образующая мозг, самая активная ткань нашего организма. Об этом свидетельствует потребление кислорода мозгом. Так, при массе 2,3-2,5% от массы тела мозг потребляет кислорода до 20%, то есть примерно в 18-20 раз больше других тканей.

При тяжелых травмах (автомобильные аварии, ожоги, кровопотери при резаных ранах) пульс на руках и ногах исчезает, а на сонной артерии, питающей мозг, он сохраняется. И снова напрашивается сравнение с организацией управления в армии. При тяжелом положении на фронте в первую очередь спасается штаб армии. Так и в нашем организме - при большой кровопотере сокращаются артерии рук, ног, во внутренних органах, но сохраняется кровообращение в мозге. Почему организм так заботится о своем мозге? Потому что если оставить мозг без кислорода, который поступает в мозг с кровью, нейроны погибнут через 5-7 минут.

Основные функции мозга. В понимании физиологов мозг это система управления мышцами и внутренними органами. Как уже было сказано, каждая из 600 мышц имеет организованную группу нейронов, управляющих ей, и любой внутренний орган, находящийся под контролем мозга. Благодаря мозгу мышцы могут работать не только в одиночку (поднять бровь, согнуть палец), но и образовывать мышечные ансамбли, вследствие чего человек может бегать, прыгать, кувыркаться, поднимать тяжести. Благодаря функции мозга, слаженно работают и внутренние органы - желудок, печень, кишечник, поджелудочная железа. При нарушении управляющих функций мозга этот ансамбль нарушается, и возникают заболевания: гастрит, язва, энтероколит и другие.

Другой главной функцией мозга является осуществление связи с внешней средой посредством органов чувств: зрения, слуха, обоняния, гравитационной чувствительности. С помощью информации, получаемой органами чувств, наш организм ориентируется во внешнем пространстве, добывая пищу, находя полового партнера, защищаясь от опасности.

Наконец, главное, что отличает одного человека от другого, это высшая нервная деятельность, осуществляемая мозгом на основе первичной и вторичной сигнальных систем. Что же понимается под высшей нервной деятельностью? Прежде всего, это сознание, то есть способность отделения себя («Я») от других людей и окружающей среды («не Я»), позволяет регулировать отношения между личностью и окружающей средой. Мышление это процесс познавательной деятельности, включающий анализ и синтез сигналов внешней и внутренней среды, обобщение и абстрагирование, предсказание результата действий. Процесс познания невозможен без памяти, то есть способности мозга хранить информацию и неоднократно выводить (воспроизводить) эту информацию в область сознания. Высшая нервная деятельность человека не мыслима без эмоций. В жизни мы часто говорим «положительные эмоции», «отрицательные эмоции», «эмоциональный человек». Что же такое эмоции? Эмоции - это реакция организма на раздражители, исходящие из внешней и внутренней среды, направленные на усиление или ослабление состояний, вызванных этими раздражителями. Эмоции рождают мотивации, то есть побуждения к совершению действий, направленных на удовлетворение потребностей человека. Высшую нервную деятельность составляют самые высшие и высоко ценимые функции мозга, как воображение, интуиция, юмор, творчество. Именно эти качества умственной деятельности присущи одаренным, талантливыми, гениальным людям.

Основные умственные способности или проявления ума. К ним относятся здравый смысл, изобретательность, логика, память, фантазия или воображение, рациональность, хитрость, интуиция, живость восприятия. Здравый смысл присущ даже простым малограмотным людям, направлен на сохранение биологической целостности, семьи, здоровья. Под изобретательностью понимают новые формы удовлетворения потребностей. Чтобы добыть пищу изобретательность нередко проявляет обезьяна, собака и даже кошка. Логика или рассуждение подразумевает правильность суждений, выводов. Рациональность, то есть нахождение более короткого пути решения задачи, двигательного действия. Хитрость так же является проявлением ума. Это нахождение более легкого пути удовлетворения потребностей; в ее глубине лежит инстинкт самосохранения. Хитрый человек старается скрыть истинные мотивы поступков, направленных на удовлетворение потребностей (биологических или социальных). Под интуицией понимают неосознанные, необъяснимые на первый взгляд решения. На самом же деле интуиция является разновидностью сознания - сверх сознания, основана на большом жизненном и профессиональном опыте [1,9,16,17,26,40,46,50].

Не все люди одинаково хорошо владеют всеми этими способностями. Порой недостаток одной способности компенсируются другой: если страдает чувственная сфера, то развивается абстрактное мышление, логика; нет логики, но есть воображение, фантазия; слаба память, но есть логика, хитрость. Если человек систематически занимается умственной работой, то он сам определит свои сильные и слабые стороны и добьется успеха.



Глава 4. Физиология умственного труда

Основные процессы, происходящие в нервных клетках - это возбуждение и торможение. Возбуждение нейронов наблюдается при любой работе. Характеризуется тратой нервной энергии в нейронах и синапсах. Торможение - это восстановительные процессы. Они протекают не только во сне, но и во время работы мозга: одни клетки мозга функционируют, работают - другие в это время отдыхают, накапливают энергию. Почему это возможно? Потому что нервных клеток в мозге очень много ( около 14 миллиардов). Вот зачем нужна мозгу избыточн6ость структуры. Отсюда понятно физиологическое обоснование активного отдыха, то есть смены занятий.

К. Маркс работал в библиотеке по 12-14 часов в день, благодаря тому, что менял одну умственную работу на другую: сначала он читал экономику, затем изучал математику, затем историю, а под конец переходил на художественную литературу. Но такую работоспособность мог позволить только Карл Маркс и еще немногие люди. Физиологичнее, полезнее для здоровья умственную работу менять на легкую физическую.

Умственную работу, то есть возбуждение нейронов мозга, порой трудно остановить. Отработал человек смену, кончил дела, идет домой и продолжает обдумывать нерешенные дела и проблемы. Особенно это характерно для любого творческого труда (художника, писателя, режиссера, ученого) или ответственных работников (директора, мэра, губернатора, министра). Еще А. Герцен говорил: «Мысли нельзя сложить как руки», а О. Газманов поет: « Мои мысли - мои скакуны». Почему это происходит?

Мозг ищет решение, нужную информацию, правильный выход из сложной ситуации. Если решение не находится, возникает застойный очаг возбуждения, говорят - мысли не дают покоя. Человек порой не спит, не ест, нарушается работа сердца, желудка, повышается артериальное давление. Возникает состояние повышенной возбудимости нервных центров, мозг продолжает работать и во сне. Сам сон становится прерывистым, неглубоким, не приносящим чувства бодрости и свежести утром. Иногда решение задач происходит во сне. Многие известные и менее известные ученые отмечали такие факты. Некоторые лжеученые говорят: «Произошло чудо». Физиологи же знают, что чуда нет - мозг просто работал и ночью, когда наше сознание выключено.

У человека с уравновешенной нервной системой после возбуждения возникает процесс торможения. Если этого не происходит, - возникают различные неврозы. Часто это наблюдается у учащихся специализированных школ и студентов после экзаменационных сессий. Процессы торможения в нервной системе подразделяется на два основных вида: внутреннее и внешнее. Внешнее торможение развивается на внешние отвлекающие раздражители в виде ориентировочной реакции. Например, во время контрольной работы в класс вошел директор, все подняли головы, то есть отвлеклись от работы. Такая же ситуация возникает в спорте. Например, при выполнении штрафного броска, на трибунах возникают крики, свист и спортсмен промахивается. Это явление спортсмены называют сбивающий фактор. То же самое случается со школьниками и студентами на экзамене: забыл дома шпаргалку, сел не к «тому» экзаменатору, некорректное поведение экзаменатора, а в результате плохой ответ и заниженная оценка.

Внутреннее торможение проявляется в разных формах. Например, забывание - это угасание ранее приобретенных рефлексов. Забывается, как правило, ненужная, невостребованная информация. Полезно это для мозга? Да, конечно. Этим самым как бы в мозге освобождается «место» для освоения новой информации.

Внутреннее торможение позволяет дифференцированно пользоваться орудиями труда (молотком, пером, пилой, сверлом и другими), управлять сложными движениями (в труде, спорте), когда одни мышцы отдыхают, а другие в это время работают; отличать одни предметы, цвета от других. Внутреннее торможение проявляется и при общении людей. Психически здоровый, уравновешенный человек знает, «что» говорить и «когда» говорить. При психических расстройствах, прежде всего, страдает внутреннее торможение. Такие люди не контролируют свои действия, говорят, что думают, не затормаживают свои половые и пищевые инстинкты порой, идут на преступление.

Внутреннее торможение нарушается при алкогольном или наркотическом опьянении. В народе говорят: «Что у трезвого на уме - у пьяного на языке».

Таким образом, если возбуждение необходимо для установления новых связей с внешним миром, получения новой, извлечения (воспоминания) старой информации, то торможение направлено на устранение ненужной информации, на локализацию возбуждения. Оба эти процесса являются необходимым условием при умственной работе. И. П. Павлов (1951) рассматривал возбуждение и торможение как равноценные процесы.

Процессы возбуждения и торможения не стоят на месте, а иррадиируют, то есть распространяются с одной зоны мозга на другую. В результате возможны или генерализованное возбуждение или торможение в центральной нервной системе. В чем они проявляются? Генерализованное возбуждение это состояние аффекта, запальчивости. Известный всем портняжка из сказки Андерсена написал на поясе: «Когда я злой бываю - семерых убиваю». То же самое возникает и в реальной жизни. Во время пожара бабушка вынесла сундук с добром, который после пожара двое дюжих полицейских с трудом смогли поднять. Генерализованное возбуждение мозга порой нужно создавать искусственно: перед публичным выступлением, экзаменами, ответственными соревнованиями.

Генерализованное торможение проявляется в виде апатии, депрессии, страха. Хороший ученик дома точно воспроизводит выученный материал. Вышел к доске - начал путаться, сбиваться. На девушку напал насильник - вместо того, чтобы кричать о помощи, бежать - она цепенеет, теряет речь. Выход из таких состояний также непростой, процесс и нередко требует вмешательства врача невропатолога или психотерапевта.

Регулировка процессов возбуждения и торможения осуществляется с помощью явления индукции, то есть наведения. Индукция бывает положительная и отрицательная. Суть индукции в том, что очаг возбуждения в одной зоне мозга вызывает торможение в других зонах. Так явление отрицательной индукции у стариков и рассеянных людей проявляется в виде забывчивости: при концентрации внимания на одном объекте ослабливает внимание к другим - уходя из дома, забыл выключить утюг, газ. При утомлении, такое бывает у студентов и школьников - при переходе из аудитории в аудиторию забывают ручки, сумки, шапки. Управление процессами возбуждения, торможения, иррадиации, индукции возникает при систематической умственной работе, то есть тренировке. Первоклассник пишет первые буквы с участием мышц туловища, головы и даже языка. То же самое наблюдается у юного пианиста. По мере совершенствования двигательного навыка в письме (игре на пианино) участвуют лишь мышцы рук.