Физиологические особенности внутри- и межсистемных взаимоотношений психомоторного статуса человека, определяющие эффективность операторской деятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

03.00.13 - физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Физиологические особенности внутри- и межсистемных взаимоотношений психомоторного статуса человека, определяющие эффективность операторской деятельности

Шмидт Светлана Анатольевна

Волгоград - 2006

Работа выполнена в Волгоградском государственном медицинском университете (Ректор - академик РАМН В.И. Петров)

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Клаучек Сергей Всеволодович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Гавриков Леонид Константинович

доктор медицинских наук, доцент Захарьева Наталья Николаевна

Ведущая организация: Саратовский военно-медицинский институт

Защита состоится "24" октября 2006 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета К 208.008.03 при Волгоградском государственном медицинском университете по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного медицинского университета (400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1).

Автореферат разослан "20" сентября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доктор социологических наук, доцент М.Д. Ковалева

Общая характеристика работы

Актуальность исследования

Необходимость исследования физиологических механизмов обеспечения деятельности человека-оператора как ключевого звена "системы человек-машина" продиктована высокими требованиями к его надежности, которая в значительной мере определяется безошибочностью действий. Именно "человеческий фактор" в условиях автоматизированного производства зачастую оказывается основной причиной аварий и других видов нештатных ситуаций (Бодров В.А., 2001; Grigoriev A.I., Fedorov B.M., 1995).

Показано, что предрасположенность к совершению ошибочных действий в меньшей степени зависит от степени обученности и профессионального опыта, чем от таких индивидуальных особенностей человека, как психофизиологические, личностные и ряда других (Ломов Б.Ф., 1986; Чарухилова С.М., соавт., 1995; Белоховская М.С., Гордеева Н.Г., 2002). Таким образом, продолжает оставаться актуальной разработка критериев не только медицинского отбора (при приеме на работу и при проведении периодических осмотров), но и физиологически обоснованного профессионального отбора (Макаренко Н.В., 1991; Гуляева С.И., 2001; Маничев С.А., Крылов А.А., 2004).

Универсальным "тестовым" испытанием организма человека, позволяющим оценить многие физиологические функции, его резервные возможности, мобилизуемые в процессе адаптации к различным видам деятельности и условиям окружающей среды, служит психомоторная активность. Двигательный акт лежит в основе управляющих действий оператора, обеспечивает лучшие условия восприятия информации и сенсорного синтеза, используется в процессе анализа ситуации и поиска решения. Именно по причине отклонений в моторной сфере в пределах физиологической нормы нередко возникают ошибки, несмотря на то, что в процессе профессиональной подготовки людей специально обучают выполнению двигательных операций (Платонов К.К., 1970; Котик М.А, 1993; Царев A.Н., 1998; Александров Ю.В., Кончин А.А., 2004).

С теоретических позиций двигательная сфера всегда трактовалась как система с разноуровневыми структурами и многоступенчатой регуляцией двигательных актов (Рубинштейн С.Л, 1989; Безруких М.М. соавт., 2000; Ильин Е.П., 2003; Никандров В.В., 2004). Выдающийся отечественный физиолог П.К. Анохин (1980), анализируя координацию двигательных и других реакций, разработал теорию функциональной системы, включающей различные афферентации и нервные центры на различных уровнях мозга. Одним из крупнейших специалистов в этой области Н.А. Бернштейном (1947, 1996) также было показано, что в зависимости от смысловой части двигательной задачи, сходные по форме психомоторные действия могут регулироваться различными отделами нервной системы по-разному, в зависимости состава и качества афферентных синтезов. Однако, несмотря на то, что проблеме изучения психомоторной сферы человека-оператора посвящено значительное число исследований, до сих пор не сформулировано четкого представления о деятельности системы управления движения и ее элементов у операторов сенсомоторного профиля как единого целостного механизма (Родичкин П.В., 1994; Сурнина О.Е., Лебедева Е.В., 2001; Озеров В.П., 2002).

Данные ряда исследований доказывают прогностическую значимость соматометрических параметров при проведении системы мероприятий по определению профессиональной пригодности к операторской деятельности сенсомоторного профиля (Душков В.Г., 2002; Клаучек С.В., соавт., 2004). Кроме того, в ряде работ намечены подходы к исследованию связи результативности операторской деятельности с вегетативными показателями (Чернова И.Н., 1991; Горбунов В.В., 1999; Галеев А.Р. соавт., 2001; Ragani M., Malliani A., 2000). Однако специально не изучались взаимосвязи статических (соматотипических) и динамических (вегетативных) функциональных характеристик человека с особенностями психомоторной сферы оператора, что и определяет актуальность проведения исследований в этом направлении.

Цель исследования: выявить внутри- и межсистемные взаимосвязи психомоторного статуса со статическими (соматотипическими) и динамическими (вегетативная реактивность) функциональными характеристиками, определяющие эффективность деятельности человека-оператора.

Задачи исследования

1. Выбрать модель операторской деятельности и оптимальный метод полипараметрического физиологического анализа психомоторной сферы человека.

2. Исследовать внутрисистемные взаимоотношения психомоторного статуса, определяющие особенности функциональной организации движений, операторов с различным уровнем эффективности изучаемой деятельности.

3. Оценить характеристики функционального статуса оператора по соматометрическим параметрам и показателям вегетативной реактивности.

4. Изучить характер межсистемных взаимосвязей параметров психомоторных функций с индивидуальными статическими (соматометрическими) и динамическими (вегетативными) характеристиками человека.

5. Установить критерии прогнозирования успешности операторской деятельности на основе показателей полипараметрического анализа психомоторной сферы, соматометрических характеристик и параметров вегетативного статуса.

Научная новизна

Впервые установлены объективные критерии комплексной оценки психомоторного статуса человека-оператора с учетом состояния центрального, подкоркового и периферического уровней моторной регуляции.

Определен перечень психомоторных показателей, достоверно дифференцирующих операторов с высокой и низкой успешностью сенсомоторной следящей деятельности: ошибка в коррекции экстензии, объем краткосрочной двигательной памяти, выраженность моторной асимметрии, плавность движений, мышечный тонус при наличии и снятии зрительного контроля, время простой сенсомоторной реакции.

Выявлены закономерные внутрисистемные взаимоотношения сенсомоторных характеристик и межсистемные связи с соматометрическими и вегетативными параметрами, определяющие эффективность операторской деятельности. физиологический движение психомоторный

Практическая значимость

Установленные взаимосвязи между психомоторными параметрами, статическими (соматометрическими) и динамическими (вегетативными) характеристиками расширяют представления о критериях оценки индивидуального уровня успешности оператора, что повышает эффективность ее практического использования.

Разработанную по результатам исследований систему объективных критериев прогнозирования успешности операторской деятельности целесообразно использовать при решении вопросов профессионального отбора.

Положения, выносимые на защиту

1. Необходимость использования комплексной оценки психомоторного статуса с учетом состояния трех уровней моторной регуляции: центрального, подкоркового и периферического.

2. Прогностическая ценность установленных психомоторных характеристик в оценке качества слежения операторов сенсомоторного профиля.

3. Наличие внутри- и межсистемных взаимоотношений психомоторной сферы человека, определяющих эффективность операторской деятельности.

4. Возможность математического прогнозирования результативности операторской деятельности на основе комплекса психофизиологических и соматометрических показателей.

Апробация работы и публикации

Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены и опубликованы в материалах 4-й Всероссийской научно-практической конференции "Медико-биологические и психолого-педагогические аспекты адаптации и социализации человека" (Волгоград, 2005); 64-й открытой научно-практической конференции студентов и молодых ученых ВолГМУ "Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины". - (Волгоград, 2006); XIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов - 2006" (Москва, 2006); Пироговской студенческой научной конференции (Москва, 2006); опубликованы в материалах XIII Международного совещания и VI школы по эволюционной физиологии, посвященные памяти академика Л.А. Орбели и 50-летию Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова (Санкт-Петербург, 2005); ІІІ Международной медико-фармацевтической конференции студентов и молодых ученых (Юбилейный 80-й научный форум студентов и молодых учёных БГМУ) (Черновцы, 2006).

Апробация диссертации проведена на расширенной межкафедральной конференции с участием сотрудников кафедр нормальной физиологии, патологической физиологии, общей гигиены, физического воспитания и здоровья Волгоградского государственного медицинского университета и кафедры физиологии и химии Волгоградской государственной академии физической культуры в июне 2006 года. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 158 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы (203 отечественных и 42 зарубежных источника).

Содержание работы

Методы и организация исследования

В исследованиях приняли участие 505 человек в возрасте 19-23 лет мужского и женского пола. Данная группа лиц является сходной по поло-возрастному составу с группой операторов сенсомоторного профиля на этапе профессиональной адаптации и освоения профессии. Исследования проводились в течение 2004-2006 годов.

Перед началом каждой серии исследований обследуемые информировались об условиях их проведения и используемых методиках, сообщалось о гарантиях неразглашения полученной информации об участниках исследования, что отвечает принципам информированного согласия.

В качестве модели операторской работы была избрана сенсомоторная следящая деятельность, состоящая из трёх периодов (режимов), которые существенно различались по скорости и степени случайности движения объекта слежения. Моделирование проводилось с помощью компьютерной программы "Smile" (Кудрин Р.А., Клаучек С.В., 2001).

Исследование психомоторной активности проводилось с помощью компьютерного измерителя движений (КИД-3), дающего количественную оценку по следующим категориям: адаптированность и точность движений (параметры центрального уровня регуляции): ошибки в коррекции экстензии и флексии (ОКЭ, ОКФ), скорость перестройки двигательных установок (ПЦУ), краткосрочная двигательная память (КДП), степень асимметрии (АСИМ), координация движений (параметр подкоркового уровня регуляции): длительность цикла движений (ДЦД), время реализации экстензии и флексии (ВРЭ, ВРФ), плавность движений (ПД), тонус антагонистических мышечных групп при наличии и отсутствии визуального контроля (ТЭФВ, ТЭФ), реактивность движений (параметр периферического уровня регуляции): время простой сенсомоторной реакции на световой и звуковой сигналы (ВРС, ВРЗ) (Комаров Г.Д., соавт., 2001).Определение соматотипов проводилось по двум направлениям: антропоскопическому (по В.В. Бунаку) и антропометрическому (расчет индекса Пинье).

С целью изучения особенностей вегетативного статуса и реактивности проводилась регистрация показателей сердечного ритма - в состоянии покоя (сидя) и во время выполнения задачи на выносливость к статическому усилию: кистевая динамометрия с удержанием на заданном уровне 30% от максимальной мощности, развиваемой обследуемым (Крылов А.А., 1987; Ильин Е.П., 2003). Направленность вегетативных реакций оценивались по параметрам кардиоинтервалографии: мода (Мо), амплитуда моды (АМо), вариационный размах ( Х), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), - а также по данным спектрального анализа вариабельности сердечного ритма: показатель общей мощности спектра частот (ТР), мощность в диапазоне очень низкочастотных (VLF), низкочастотных (LF), высокочастотных колебаний (HF), отношение средних значений низкочастотного и высокочастотного компонентов (LF/HF), нормализованные значения мощностей низкочастотного и высокочастотного компонентов (LF norm и HF norm) (Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997; Ноздрачёв А.Д, Щербатых Ю.В., 2001; Van Ravenswaaij C.M.A. et al, 1993; Montano A. et al., 1994).

В связи с тем, что объем рассматриваемых выборок был достаточным и распределение полученных показателей носило характер нормального, использовались методы вариационной статистики с оценкой средних величин, стандартных ошибок и достоверности различий по критерию Фишера-Стьюдента. Проводился анализ корреляционных связей изучаемых параметров по Спирмену с оценкой статистической значимости каждой корреляционной связи (Готтсданкер Р., 1982). Осуществлялось построение уравнений множественной линейной регрессии с оценкой достоверности прогнозирования. Статистическая обработка выполнялась с использованием программного пакета "STATISTICA 6.0", Microsoft Excel 2002 (Copyright ©, 1985-2001 by Microsoft Corporation).

Результаты исследований и их обсуждение

На первом этапе исследования был проведен анализ особенностей двигательной сферы обследуемого контингента. В ходе исследования, оказалось, что для мужчин более свойственно быстрое, но менее точное выполнение предложенных задач. Следует обратить внимание также на более высокий уровень показателя адаптированности движений (ПЦУ) и реактивности (ВРЗ) мужчин по сравнению с женщинами. Для женщин характерны более медленные, плавные движения, с меньшим количеством ошибок. Тем не менее, выявленные различия по большинству изучаемых показателей не достигали уровня статистической значимости.

На следующем этапе исследования была определена и апробирована модель сенсомоторной операторской работы, воспроизводящая основные характеристики стандартной четырехчасовой следящей деятельности. При сравнении групп мужчин и женщин ни по одному из режимов моделируемой деятельности между ними не было установлено статистически значимых различий, что позволило рассматривать их в дальнейшем без разделения по полу. Полученные результаты позволили также, с применением правила сигмальных отклонений, определить границы оценок среднего уровня операторской деятельности, характерные для 68,3% обследованных, составившие 3,3 - 5,4 мм. Все обследуемые, имеющие величину ошибки меньше 3,3 мм могут быть обозначены как группа высокого качества операторской работы и, соответственно - выше 5,4 мм - низкого уровня.

Целью следующего этапа исследований явилось выявление особенностей системной организации двигательной активности в выделенных на предыдущем этапе группах операторов с различным качеством сенсомоторного слежения. В результате было установлено, что успешные операторы отличаются более высокими показателями точности движений (ОКЭ), объема краткосрочной двигательной памяти (КДП), скорости переключения центральных установок (ПЦУ) и меньшей выраженностью межполушарной асимметрии (АСИМ) (табл. 1).

Таблица 1.

Показатели психомоторной активности центрального уровня регуляции ЦНС у лиц с различным качеством сенсомоторного слежения (M±m)

(в-н) - различия в пределах одной характеристики между группами операторов с высоким, средним и низким качеством сенсомоторного слежения статистически достоверны (p0,05).

В ходе исследования был обнаружен ряд особенностей характеристик подкоркового уровня регуляции ЦНС. Так, наряду с большей плавностью и наиболее оптимальным соотношением тонуса антагонистических мышечных групп (флексоры / экстензоры) движения успешных операторов отличаются сравнительно невысокими показателями темпа (табл. 2).

Таблица 2.

Показатели психомоторной активности подкоркового уровня регуляции ЦНС у лиц с различным качеством сенсомоторного слежения (M±m)

(с-в), (н-в) - различия в пределах одной характеристики между группами операторов с высоким, средним и низким качеством сенсомоторного слежения статистически достоверны (p0,05).

Анализ показателей периферического уровня регуляции двигательной активности указывал на более высокую скорость реагирования на тестовый раздражитель, в качестве которого выступал световой стимул (ВРС), успешных операторов (табл. 3).

Таблица 3.

Показатели психомоторной активности периферического уровня регуляции ЦНС у лиц с различным качеством сенсомоторного слежения (M±m)

(н-с), (с-в), (н-в) - различия в пределах одной характеристики между группами операторов с высоким, средним и низким качеством сенсомоторного слежения статистически достоверны (p0,05).

На основании вышеизложенного можно предположить, что внутрисистемные взаимоотношения характеристик психомоторной сферы, лежащие в основе механизмов, управляющих движениями успешных операторов, отражают как минимум два компонента зрительно-моторной координации - стереотип, или "программу" возбуждения (баллистические движения), и коррекции, экстренно вносимые в структуру возбуждения в ответ на сигналы обратной связи о положении на периферии (Бернштейн Н.А., 1947, 1996; Галочкин Ю.Г., 1991; Озеров В.П., 2002).

Задача следующего этапа исследования состояла в том, чтобы определить характер межсистемных взаимоотношений психомоторной сферы и типа конституционального развития, обеспечивающих эффективность операторской деятельности.

Комплекс измерений и визуальная оценка соматотипа были проведены у 505 обследуемых операторов. На основании оценки сочетания характеристик были выделены три основных соматотипа: долихоморфный (грудной) тип, мезоморфный (мускульный) тип и брахиморфный (брюшной) тип (154, 235 и 116 человек соответственно). Значения индекса Пинье, вычисленного для каждого обследуемого, подтвердили корректность соматоскопического разделения обследованных по типам телосложения (совпадение составило более 80 %).

С учетом индивидуального соматотипа был проведен сравнительный анализ успешности выполнения моделируемой операторской деятельности, показавший, что более качественное слежение характерно для лиц долихоморфного и мезоморфного типов.

В ходе изучения особенностей системной организации двигательной активности в выделенных группах операторов с признаками различных соматотипов оказалось, что для операторов долихоморфного типа конституции наряду с высоким уровнем двигательной памяти (КДП в 1,7 раза выше, чем в группе брахитипа) характерны более медленный темп выполняемых движений (ДЦД: 0,71 ± 0,02 с против 0,66 ± 0,02 с в группе брахитипа) с наименьшим количеством ошибок (ОКЭ и ОКФ, соответственно, на 25,9% и 13,7 %, ниже, чем у представителей брахитипа) (p<0,05). Отмеченные особенности могут свидетельствовать об ориентации на качественное выполнение заданий операторов долихоморфного типа телосложения, требующих тонкой сенсомоторной координации. Этому способствует также относительно высокий уровень согласованности в работе антагонистических мышечных групп и меньшая выраженность межполушарной асимметрии (Асим в 1,5 раза ниже по сравнению с брахитипом) (p<0,05). Психомоторная сфера представителей данного типа также характеризуется более высокими показателями реагирования на световой (ВРС: 0,17 ± 0,003 с против 0,18 ± 0,005 с в группе брахитипа) и звуковой (ВРЗ: 0,16 ± 0,003 с против 0,17 ± 0,004 с в группе брахитипа) стимулы (p<0,05). У брахиморфного типа преобладают установки на скорость реализации движений (в ущерб качеству). Представители мезоморфного типа незначительно отличаются от описанных выше групп, занимая промежуточную позицию по изучаемым показателям.

Данные корреляционного анализа говорят о возрастании темпа движений наряду с одновременным снижением скорости переключения центральных установок и реагирования на сигналы разной модальности, уменьшением объема краткосрочной двигательной памяти, плавности и точности движений по мере перехода от долихо- к мезо- и далее к брахиморфному типу, что не противоречит литературным данным (Губа В.П., 1982; Никитюк Б.А., 1989).

Установленные корреляции в ряду "психомоторный статус-эффективность операторской деятельности - соматотип" позволили предположить существование межсистемных взаимосвязей между отдельными антропометрическими характеристиками и параметрами двигательной сферы, определяющих потенциальную успешность человека-оператора. В силу морфофенотипических особенностей мужского и женского организма на данном этапе исследований необходимым было разделение рассматриваемых лиц на группы в зависимости от пола. При сравнении рассматривались группы полярные по уровню успешности. Мужчины-операторы, отнесенные к группе успешных (высокое качество сенсомоторного слежения), достоверно отличались от неуспешных (низкое качество сенсомоторного слежения) по параметрам массы тела, роста стоя и сидя, высоты верхнегрудинной точки, тазогребневого и акромиального диаметров, кожно-жировой складки передней области плеча. Группа успешных операторов-женщин имела ряд достоверных различий по антропометрическим характеристикам от неуспешных по показателям окружности грудной клетки, толщины кожно-жировых складок передней и задней области плеча.

На следующем этапе исследования с использованием корреляционного анализа нами проводилось сопоставление антропометрических показателей и параметров психомоторного статуса в выделенных группах операторов обоего пола. Оказалось, что у операторов-женщин показатель массы тела имел статистически значимые положительные корреляционные связи слабой силы с ВРЗ (r= + 0,263), ПЦУ (r= + 0,155) и ОКФ (r= + 0,146). Рост и другие продольные характеристики отрицательно коррелировали с ОКФ и ОКЭ (r= - 0,158; r= - 0,247). Толщина кожно-жировой складки передней области плеча имела обратную связь средней силы с ПД (r= - 0,364). Были выявлены достоверные отрицательные корреляционные связи слабой силы показателя биэпикондилярного диаметра плечевой кости с параметрами ВРЗ, ПЦУ, и положительные - с ДЦД и ОКЭ. Таким образом, с увеличением продольных показателей, наблюдается повышение точности производимых движений. Рост массы тела, напротив, сопровождается увеличением доли ошибочных действий на фоне сниженных скоростных показателей. Более высоким показателям поперечных размеров тела и выраженности подкожно-жирового компонента соответствуют менее плавные движения, характеризующиеся быстрым темпом, низкой скоростью реагирования и переключения центральных установок, что закономерно ведёт к снижению качества выполняемой деятельности.

В группе операторов-мужчин была зафиксирована сходная структура межсистемных связей параметров психомоторной сферы с некоторыми антропометрическими характеристиками. Были выявлены корреляции слабой и средней силы с отрицательным знаком показателей развития подкожно-жирового компонента с ПД (r= -0,249 - r=-0,262), ТЭФ правой руки (r= -0,268) и противоположные по знаку корреляции с ПЦУ (r= 0,233) и ВРС (r= 0,351) правой руки. Таким образом, проведенные исследования дают основание заключить, что выявленные межсистемные взаимосвязи соматотипических, антропометрических и психомоторных характеристик правомерно рассматривать в качестве возможных маркеров эффективности операторской деятельности

Следующим шагом было изучение особенностей вегетативного статуса и реагирования обследуемых по данным кардиоинтервалографии. Исходные параметры у обследованных мужчин и женщин были близки по значениям и позволяли охарактеризовать их вегетативный статус как состояние нормотонии.

Согласно данным литературы, эффект производимой двигательной деятельности, как одной из основных составляющих операторского труда, часто зависит не от силы или степени напряжения мышцы, а от длительности и дозированности поддержания мышечного сокращения (Уфлянд Ю.М., 1965). При этом удержание заданного усилия даже в течение сходного интервала времени может достигаться разной энергетической ценой. В свете вышесказанного представляет интерес изучение особенностей вегетативного реагирования человека в ответ на выполнение функциональной пробы на выносливость к статическому усилию (Никандров В.В., 2004).

Результаты пробы с физической нагрузкой показали отсутствие достоверных различий по продолжительности удержания статического усилия между группами мужчин и женщин. На фоне выполнения пробы на статическую выносливость наблюдалось закономерное увеличение вклада симпатических влияний в суммарный эффект колебаний сердечного ритма, в обеих группах. Однако указанные изменения носили недостоверный характер, что дало возможность дальнейшего анализа без учета половой принадлежности обследованных лиц.

Проводилась оценка особенностей вегетативного статуса в выделенных ранее группах лиц с различным качеством сенсомоторного слежения в условиях оперативного покоя и при выполнении физической нагрузки (кистевая динамометрия с удержанием на заданном уровне 30% от максимальной мощности, развиваемой обследуемым). Помимо измерения временных показателей ритмограммы сердца, проводился спектральный анализ вариабельности сердечного ритма (табл. 4).

Таблица 4.

Показатели вариабельности сердечного ритма у лиц с различным качеством сенсомоторного слежения до и на фоне физической нагрузки (М±m)

* - различия в пределах одной группы в покое и при нагрузке статистически достоверны (р<0,05); (в-н) - различия в пределах одного режима исследования между группами операторов с высоким и низким качеством слежения статистически достоверны (р<0,05).

Как следует из полученных данных, и временные, и спектральные составляющие вариабельности сердечного ритма в группах лиц с различной эффективностью операторской деятельности в состоянии покоя были близки по значениям. При этом параметры регуляции сердечного ритма не выходят за условные границы принятых нормативных значений, что говорит о сбалансированном состоянии регуляторных систем и центральных механизмов управления ритмом сердца.

В ходе проведения пробы на статическую выносливость выяснилось, что длительность удержания мышечного усилия оказалась наибольшей в группе успешных операторов (252 ± 1,2 с), наименьшей - в группе неуспешных (174 ± 0,9 с). Представители группы средней эффективности исследуемой деятельности занимали промежуточное положение по данному показателю (198 ± 1,1 с), (р<0,05) (рис. 1).

Рис. 1. Выносливость к статическому усилию в группах обследуемых с различным качеством сенсомоторного слежения

Полученные результаты могут быть обусловлены более выраженными волевыми качествами и силой нервной системы успешных операторов с одной стороны и низкой мотивацией к выполнению задания у неуспешных операторов - с другой (Е.П. Ильин, 2003).

Данные, полученные в ходе исследования ВСР на фоне физической нагрузки (удержание статического усилия), могут свидетельствовать о закономерном включении в процесс управления сердечным ритмом центрального контура регуляции, что по существу означает смещение вегетативного гомеостаза в сторону преобладания активности симпатического отдела вегетативной нервной системы в группах, как с высокой, так и с низкой успешностью операторской деятельности. На это указывает увеличение ЧСС, индекса напряжения регуляторных систем, значений VLF и LF и одновременное снижение показателей моды, вариационного размаха и вклада дыхательных волн в суммарную мощность колебаний сердечного ритма в данных группах на фоне физической нагрузки (Вейн А.Н., 1997; Котельников С.А, соавт.; 2002; Malik M, Camm A.J., 1993; Kamath M.V, Fallen E.L., 1993) (табл. 4).

Однако, несмотря на однонаправленность динамики выше описанных показателей в группах успешных и неуспешных операторов, "физиологическая стоимость" выполнения нагрузочной пробы неуспешных была выше, чем успешных, поскольку последние отличались более высоким уровнем выносливости к статическим нагрузкам. На этом основании можно предположить, что достижение более высокого качества выполнения функциональной пробы, предъявляющей повышенные требования к двигательному анализатору, будет сопряжено в группе неуспешных операторов с дополнительным напряжением регуляторных систем.

Результаты проведенного нами анализа межсистемных корреляций параметров психомоторного статуса с показателями вариабельности сердечного ритма указывают на то, что высокие показатели темпа движений и скорости реагирования на различные по модальности сигналы достигаются за счет преобладания симпатических влияний в общей структуре механизмов регуляции сердечного ритма. Однако, избыточное увеличение мощности эрготропных систем (неуспешные операторы) сопровождается снижением объема краткосрочной двигательной памяти, точности, плавности движений, и, как следствие, приводит к ухудшению качества исследуемой деятельности, что, в целом, подтверждают данные других исследователей (Горбунов В.В., 1997; Андрианов В.В., Василюк Н.А, 2001).

Для разработки математических моделей результативности операторской деятельности (РОД) был использован метод множественного регрессионного анализа. Проведённые сопоставления эффективности операторской деятельности с показателями психомоторной сферы позволили выявить информативные критерии, которые с высокой степенью достоверности дают возможность определять вероятный уровень работоспособности оператора. Так, отмечались прямые корреляционные связи средней силы с окэ (r= +0,341), пцу (r= +0,347), врс (r= +0,403), а также аналогичная по силе обратнопропорциональная связь с ПД (r= -0,416) правой руки. После проведенных расчётов было составлено уравнение множественной линейной регрессии, описывающее зависимость результативности операторской деятельности от индивидуальных особенностей психомоторных функций:

РОД 1= 3,36 - 0,01 ПЦУ + 3,13 ВРС + 0,11 ОКЭ + 0,001 ПД

Где РОД 1- "ошибка-рассогласование" при выполнении операторской деятельности (мм); ПЦУ - время переключения центральных установок (с); ВРС - латентный период простой двигательной реакции на световой сигнал (с); ОКЭ - ошибка в коррекции движений при разгибании (%); ПД - уровень обеспечения плавности движения (%).

Значения РОД 2 и РОД 3 складываются из наиболее информативных показателей, характеризующих как состояние психомоторной сферы, так и особенности конституции (выраженность подкожно-жирового компонента, высотные размеры тела) и вегетативного статуса человека.

РОД 2= 16,31ВРС + 0,178 КЖСПОП + 0,00015 LF - 0,254

РОД 3= 10,93 - 8,92 ВРС - 0,04 Р. ст. + 0,001 LF

Где РОД 2 и РОД 3- "ошибки-рассогласования" при выполнении операторской деятельности женщинами и мужчинами соответственно (мм); ВРС - латентный период простой двигательной реакции на световой сигнал (с); КЖСПОП - толщина кожно-жировой складки передней области плеча (мм); Р.ст. - рост стоя (см); LF (Low Frequency) - мощность в диапазоне низкочастотных колебаний в условиях покоя (мсІ).

При значении (по данным конкретного тестируемого) прогнозируемой ошибки-рассогласования операторской деятельности РОД 1 более 5,4 мм оператор может быть отнесен к группе неуспешных. Значение РОД 1 менее 3,3 мм присуще человеку с высокими показателями психомоторной сферы. При значении (по данным конкретного тестируемого) прогнозируемой ошибки-рассогласования сенсомоторного слежения (РОД 2 и РОД 3) более 5,4 мм у мужчин, и более 5,5 мм - у женщин работник не должен допускаться к трудовой деятельности, включающей в себя значительный компонент операторской нагрузки. При значении РОД менее 3,2 мм у мужчин, и менее 3,3 мм - у женщин, трудовой прогноз благоприятный. Сопоставление оценок качества операторской деятельности, рассчитанных по представленным уравнениям, с индивидуальными оценками "успешности", полученными в ходе тестирования, показало совпадение в 67 % (РОД 1), 73 % (РОД 2), 70 % случаях (РОД 3). Это дает основание рекомендовать их для практического использования в целях психофизиологического профотбора.

Выводы

1. В основе психомоторной организации человека лежат характеристики центрального, подкоркового и периферического уровней моторной регуляции, учет функциональных взаимоотношений которых со статическими (соматотип) и динамическими (вегетативная реактивность) параметрами позволяет комплексно оценивать индивидуальную двигательную активность оператора.

2. Особенности внутрисистемных взаимосвязей характеристик психомоторной сферы свидетельствуют о том, что механизмы управления движениями успешных операторов при ведущем значении коррекций, экстренно вносимых в структуру возбуждения в ответ на сигналы обратной связи о положении на периферии, одновременно включают компоненты "программного" типа зрительно-моторной координации.

3. Установленные межсистемные взаимоотношения психомоторного статуса с особенностями соматотипа, указывают на преобладание среди успешных операторов лиц долихо- и мезоморфного типов, психомоторная организация которых преимущественно ориентирована на качественное выполнение двигательных заданий. Это обеспечивается высоким уровнем двигательной памяти, согласованности в работе антагонистических мышечных групп, скорости реагирования на предъявляемые стимулы, а также несколько замедленным темпом выполняемых движений

4. Анализ взаимосвязей антропометрических и психомоторных характеристик показывает, что для операторов с более высокими значениями продольных размеров и более низкими - массы тела, характерны повышенные точностные и скоростные показатели движений. Большим значениям поперечных размеров тела и выраженности подкожно-жирового компонента соответствуют низкие показатели плавности, времени реагирования и переключения центральных установок, ускоренный темп движений, которые закономерно ведут к снижению эффективности сенсомоторного слежения.

5. Высокий уровень психомоторной организации, определяющий успешность операторской деятельности, обеспечивается преобладанием активности симпатического отдела вегетативной нервной системы. Несмотря на однонаправленность динамики показателей вегетативной реактивности, успешные операторы характеризуются более высокой статической выносливостью по сравнению с операторами со средним и низким уровнями слежения, что указывает на оптимальную "физиологическую стоимость" достижения необходимого качества заданной деятельности у первых.

6. Разработанные математические модели на основе параметров психомоторной активности, антропометрических характеристик и показателей вегетативного статуса позволяют прогнозировать потенциальную эффективность операторов сенсомоторного профиля.

Практические рекомендации

1. Выявленные физиологические особенности внутри- и межсистемных взаимоотношений психомоторного статуса человека целесообразно учитывать при разработке практических вопросов профессиональной ориентации лиц операторских профессий, а также в комплексной оценке функционального состояния двигательной сферы при проведении профессионального психофизиологического отбора.

2. Разработанные математические модели на основе комплекса информативных показателей, характеризующих психомоторную активность (скорость переключения центральных установок, ошибка в коррекции экстензии, время сенсомоторной реакции, плавность движений), особенности конституции (для мужчин - рост стоя, для женщин - толщина кожно-жировой складки передней области плеча) и вегетативного реагирования (мощность низкочастотной составляющей спектра в условиях покоя), могут быть использованы в целях повышения эффективности прогноза результативности операторской деятельности.

1. Список публикаций по теме диссертации

1. Суворова (Шмидт) С.А. Основные подходы к исследованию внутри- и межсистемных взаимоотношений психомоторной сферы человека-оператора / С.А. Суворова (Шмидт), С.В. Клаучек, Т.А. Аристова, Е.Л. Шатова // Медико-биологические и психолого-педагогические аспекты адаптации и социализации человека: материалы 4-й Всерос. науч.-практ. конф.- Волгоград, 2005.- С. 248.

2. Шмидт С.А. Особенности латеральной организации как критерий профессионального отбора операторов / С.А. Шмидт, Т.Н. Кочегура // Материалы XIII Междунар. совещания и VI школы по эволюционной физиологии, посвященные памяти академика Л.А. Орбели и 50-летию Ин-та эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова.- СПб, 2005.- С. 107.

3. Шмидт С.А. Метод диагностики параметров психомоторного статуса человека-оператора / С.А. Шмидт, Т.А. Аристова, Е.Л. Шатова // Современные наукоемкие технологии. - М., 2006.- № 1.- С. 59-60.

4. Шмидт С.А. Краткосрочная двигательная память у лиц с различной эффективностью операторской деятельности / С.А. Шмидт // Вестн. Рос. гос. мед. ун-та. - М., 2006.- № 2 (49).-С. 445.

5. Шмидт С.А. Соматотипические особенности функциональной организации двигательной активности / С.А. Шмидт // Ломоносов - 2006: материалы XIII Междунар. конф. студентов, аспирантов и мол. ученых.- М., 2006.- Т. 4. - С. 546-547.

6. Шмидт С.А. Гендерные особенности функциональной организации двигательной активности / С.А. Шмидт // Акт. пробл. эксперим. и клинич. медицины: материалы 64-й открытой науч.-практ. конф. мол. ученых ВолГМУ. - Волгоград, 2006 .-С. 15-17.

7. Шмидт С.А. Взаимосвязь соматотипа операторов сенсомоторного профиля с эффективностью деятельности / С.А. Шмидт // Материалы ІІІ Междунар. мед.-фарм. конф. студентов и мол. ученых (Юбилейный 80-й науч. форум студентов и мол. учёных БГМУ).- Черновцы, 2006. - С. 256.

8. Шмидт С.А. Особенности организации двигательной активности у лиц с различной эффективностью операторской деятельности / С.А. Шмидт // Вестн. Волгогр. гос. мед. ун-та.- Волгоград, 2006. - № 3. - С. 38-43.

Размещено на Allbest.ru