Тема 19. Оценка работоспособности организма с использованием физиологических методик. Утомление

Цель занятия:

1. Ознакомление с основными гигиеническими аспектами утомления.

2. Освоение методик оценки функционального состояния центральной нервной системы и работоспособности организма.

3. Использование знаний о закономерностях изменения работоспособности детей и подростков для оценки организации учебного процесса.

Место проведения занятия: учебно-профильная лаборатория гигиены детей и подростков.

Утомление по праву считается одной из важнейших проблем физиологии и гигиены труда, обучения и спорта. Практическая значимость ее не вызывает сомнений, что хорошо отражено А.А. Ухтомским (1927 г.): «Вопрос об утомлении – прежде всего житейский вопрос, и физиологическая наука до тех пор не выполнит здесь своей задачи, пока не даст житейски ясным языком указаний, как овладеть явлениями утомления, как можно было бы предотвратить их, как сохранить рабочие ресурсы организма без функционального упадка на максимально долгое время».

Проблема утомления включает изучение 3-х основных вопросов:

1. природа утомления (причины и механизмы);

2. диагностика утомления;

3. пути борьбы с утомлением.

Глубокое изучение процессов утомления привело к созданию центрально-нервной (центрально-корковой) теории. Основной вклад в обоснование этой теории внесли И.М.Сеченов, Н.Е.Введенский, А.А.Ухтомский, М.И.Виноградов, В.В.Розенблат и др.

Механизм утомления можно объяснить с позиции соотношения трех основных процессов, протекающих в нервных центрах при выполнении работы: истощения, восстановления и торможения. Интенсивная работа связана с процессом расходования ресурсов корковых клеток, их «функционального потенциала». Усиление процесса расходования ресурсов нервных клеток при выполнении работы сопровождается усилением процесса восстановления.

Следует подчеркнуть, что в функционирующей ткани последний процесс идёт быстрее, чем в ткани, находящейся в состоянии покоя, так как первичный процесс расщепления всегда вызывает или усиливает реакцию, производящую синтез. Нарастание темпа восстановительных реакций обеспечивает ускорение физиологического ритма работы и повышения общего уровня работоспособности. Данное явление объясняет наличие в начальном периоде любой работы фазы врабатывания.

Период поддержания равновесия между процессами расходования функционального потенциала нервных клеток и его восстановления соответствует фазе устойчивой работоспособности.

Проявление утомления и как следствие наступления фазы снижения работоспособности объясняется развитием в нервных центрах процессов торможения.

На рис.12 приведена типичная кривая работоспособности. В начале работоспособность повышается (период врабатывания), затем она держится на высоком уровне (период высокой продуктивности) и постепенно снижается (период снижения работоспособности или утомление). В период снижения работоспособности выделяются три зоны: неполной компенсации, конечного порыва и прогрессивного падения.

I – Вхождение в работу – врабатываемость.

II – Период высокой и устойчивой работоспособности.

III – Период снижения работоспособности.

А – Зона неполной компенсации.

Б – Зона конечного порыва.

В – Зона прогрессивного снижения работоспособности.

Рис 12. Кривая изменения работоспособности

Сложная картина утомления выражается рядом проявлений, на которых и может базироваться его диагностика. О начале утомления свидетельствуют следующие признаки:

1. снижение производительности труда (продуктивности – корректурная проба Анфимова);

2. ослабление внутреннего торможения;

3. ухудшение регуляции физиологических функций;

4. проявление чувства усталости, двигательное беспокойство.

Следовательно, критериями утомления могут быть объективные и субъективные данные.

Объективные данные

Снижение уровня работоспособности. Методики исследования работоспособности включают в себя оценку результатов выполнения работы или физиологических затрат в процессе её выполнения. Наблюдаемым предлагают специальные задания со строго ограниченным временем их выполнения. Отсюда название методики – «дозирование работы во времени». При исследовании умственной работоспособности в качестве заданий чаще всего арифметические примеры и специальные корректурные пробы, а при изучении трудовой деятельности дают задания, связанные с выполнением трудовых операций и физических нагрузок. Исследования проводят в течение всего периода изучаемой деятельности, что дает возможность определить динамику работоспособности.

Поскольку изменение работоспособности заключается в изменении темпа и качества работы, для оценки используют соответственно количественные и качественные показатели. Количественным показателем любой трудовой деятельности является объём выполненной работы в определенный период времени.

Качественными показателями являются:

¨ количество правильно выполненных заданий, число допущенных ошибок;

¨ нарушения рабочего стереотипа, изменение соотношения длительности рабочих фаз движений и вариабельность времени их выполнения;

¨ снижение эффективности физиологических трат на единицу времени.

Ослабление внутреннего торможения. Поскольку ослабление внутреннего торможения проявляется в охранительном возбуждении (двигательное беспокойство, частые отвлечения, рассеянность внимания), то для исследования данного явления используется объективная регистрация «двигательного беспокойства» – актография. С помощью определенных приспособлений на равномерно движущейся ленте (актограмме) регистрируются все движения тела. Путем исключения из актограммы колебаний, связанных с выполнением трудового процесса, изучается динамика «двигательного беспокойства» – отвлечения или кратковременные отключения внимания от выполняемой работы исследуются в ходе хронометражных исследований (наблюдение за процессом выполнения работы с регистрацией временных характеристик различных видов деятельности); способность к концентрации внимания исследуется путем определения объёма кратковременной памяти (воспроизведение по памяти определенной информации), и исследования непосредственно внимания (например, при отыскивании чисел на черно-красной таблице Платонова).

Ухудшениерегуляциифизиологическихфункций. Изучается путем исследования функционального состояния различных систем:

¨ состояние центральной нервной системы исследуется методикой хронорефлексометрии, позволяющей определять скрытые (латентные) периоды условно-рефлекторных реакций (зрительно-моторных, слухо-моторных, рече-двигательных и др.). Величина латентных периодов отражает состояние возбудимости клеток ЦНС;

¨ при исследовании сердечно-сосудистой системы определяются гемодинамические показатели, и используется проведение стандартных физических нагрузок;

¨ при изучении состояния зрительного анализатора определяют остроту зрения, объём аккомодации, быстроты различения и т.д.;

¨ слуховой анализатор исследуют методикой тональной аудиометрии, с помощью которой определяют изменение порога слышимости;

¨ состояние двигательного анализатора исследуют с помощью динамометрии (сила и статическая выносливость), тремометрии (тонкая координация движения рук) и кинематометрии (исследование мышечно-суставного чувства).

К субъективным данным, позволяющим судить о степени утомления, относится ощущение усталости. При оценке тяжести работы субъективные критерии обладают неплохой точностью и четко коррелируют с объективными, поскольку в основе усталости лежит возникновение процесса торможения.

При практической работе в области диагностики степени утомления следует руководствоваться тремя основными правилами: во-первых, в каждом случае следует опираться на показатели, наиболее адекватные для данных условий; во-вторых, никогда не нужно ограничиваться одним из показателей, а использовать их комплекс; в-третьих, необходимо учитывать физиологическую динамику работоспособности.

Пути борьбы с утомлением:

1. Повышение общего уровня здоровья организма.

2. Улучшение жизненного уровня людей и соблюдение требований общественной и личной гигиены.

3. Улучшение санитарно-гигиенических условий среды обитания.

4. Рационализация трудовых процессов.

5. Положительная эмоциональная мотивация труда.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование уровня работоспособности в динамике

Изучение умственной работоспособности учащихся (студентов) необходимо для контроля за функциональным состоянием ЦНС и его изменением под действием различных факторов. Ухудшение функционального состояния ЦНС происходит при развитии утомления, связанного с напряженной и сложной умственной работой.

Исследование проводится в начале и в конце занятия. Уровень работоспособности определяется с помощью метода «дозирования работы во времени» с использованием корректурных таблиц Анфимова. Достоинством буквенного теста является возможность одновременного обследования большого количества лиц.

Порядок проведения обследования.

1. Испытуемым раздают бланки таблиц и объясняют задание. Суть задания – внимательно просматривать каждую строку (слева направо, как читают книгу) и вычеркивать буквы (например, Х одной чертой, а И – двумя чертами).

2. Отмечается время начала работы и даётся команда «Начали работу». По истечении 1 минуты работа останавливается и на корректурной таблице отмечается уголком место, где застал сигнал «Стоп».

3. Задание усложняется – продолжать вычёркивание букв в прежнем порядке, кроме тех случаев, когда перед указанными буквами стоят какие-то другие (например, перед буквой Х будет стоять буква В, а перед буквой И – буква Е), сочетание этих букв предлагают подчеркнуть.

4. В течение 1 минуты проводится усложненная работа по просмотру таблиц.

Для обработки корректурных таблиц подсчитывается количество просмотренных знаков, за первую минуту, вторую минуту и за 2 минуты всего. Подсчитывают количество просмотренных строк, умножая на 40 (количество букв в строке) и прибавляют количество букв неполной строки. Полученные результаты заносят в табл.62.

Таблица 62

Оценка количественных показателей работоспособности

Количество просмотренных знаков	Начало урока	Конец урока
штук	%	штук	%
Первая минута
Вторая минута
Всего за 2 минуты

Для определения качественных показателей работоспособности по табл.63 проводят подсчет ошибок (пропущенные буквы, неправильно зачеркнутые и т.д.).

Таблица 63

Оценка качественных показателей работоспособности

Количество допущенных ошибок	Начало урока	Конец урока
штук	на 100	%	штук	на 100	%
Первая 1 минута
Вторая 1 минута
Всего за 2 минуты

Количественные показатели работоспособности (объём просмотренных знаков в начале и конце занятия, изменение темпа просмотра при введении усложняющих заданий) позволяют оценить динамику работоспособности в процессе занятия. Качественные показатели дают представление о качестве работы в начале и в конце занятия и при введении усложняющих заданий.

Определение латентных периодов простых сенсомоторных реакций на световой и звуковой раздражители

Функциональное состояние нервных центров ЦНС определяется при измерении латентного периода реакций на световой и звуковой раздражитель. Исследование проводят с помощью прибора хронорефлексометра ВИУ-1, позволяющего измерить величину скрытого времени двигательной реакцией обследуемого на тот или иной раздражитель в миллисекундах.

Цель работы: измерение общего времени двигательнойреакции в ответ на световой или звуковой раздражители.

Ход выполнения работы: Измерение проводят в начале и конце занятий. Испытуемому предлагается следующая инструкция: «Возьмите в руку сигнальную кнопку и внимательно наблюдайте за состоянием сигнальной лампы (свет), расположенной на лицевой панели пульта испытуемого. На каждое загорание лампы как можно быстрее отвечайте нажатием на сигнальную кнопку». Фиксируются показатели реакции у каждого испытуемого трижды на каждый раздражитель с определением средней величины латентного периода. Аналогичное измерение двигательной реакции проводится и на звуковой раздражитель. Изменение скорости реакции свидетельствует об изменении возбудимости нервных клеток.

Гигиеническое заключение. Оформление заключения об изменении состояния высшей нервной деятельности студентов в течение занятий под влиянием умственной нагрузки.

Контрольные вопросы.

1. Причины и механизмы формирования утомления.

2. Концепции и теории утомления.

3. Субъективные и объективные признаки утомления.

4. Особенности утомления при физическом и умственном труде.

5. Отличие утомления от переутомления.

6. Динамика работоспособности в течение рабочего дня, недели.

7. Методы исследования работоспособности.

8. Меры предупреждения утомления.