МІНІСТЕРСТВО ОБОРОНИ УКРАЇНИ

НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ

ВІЙСЬКОВОЇ МЕДИЦИНИ ЗБРОЙНИХ СИЛ УКРАЇНИ

ОПАНАСЕНКО ВІТАЛІЙ ВІКТОРОВИЧ

УДК 612.821:004.442.442

Властивості психофізіологічних функцій людини в умовах переробки
інформації різного ступеню складності та їх роль в успішності
операторської діяльності

14.02.01. – Гігієна

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня

кандидата медичних наук

Київ –2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Науково-дослідному інституті проблем військової
медицини Збройних Сил України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Макаренко Микола Васильович,

Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця

НАН України,

провідний науковий співробітник відділу

фізіології головного мозку

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Бузунов Володимир Афанасійович,

Науковий центр радіаційної медицини АМН України, директор інституту
радіаційної гігієни і епідеміології

доктор медичних наук,

старший науковий співробітник

Поляков Олександр Анатолійович,

Інститут геронтології АМН України,

завідувач лабораторії

професійно-трудової реабілітації

Провідна установа: Національний медичний університет, кафедра гігієни
праці та професійних захворювань ім. О.О.Богомольця, МОЗ України.

Захист відбудеться 17.06.2004 р. о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.554.01 при Інституті медицини праці АМН
України (01033, м. Київ, вул. Саксаганського, 75).

З дисертацією можна ознайомитись у бібіліотеці Інституту медицини праці
АМН України (01033, м.Київ, вул. Саксаганського, 75).

Автореферат розісланий 14.05.2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
А.В.Степаненко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Науково-технічний прогрес характеризується
постійним збільшенням частки розумової праці в суспільному виробництві й
у багатьох випадках підвищенням ступеня напруги психофізіологічних
функцій у процесі праці. У даний час проблема вивчення закономірностей
адаптації до умов напруженої розумової праці набула великого
теоретичного та практичного значення. Актуальними є задачі забезпечення
надійності людини в умовах напруженої розумової діяльності, збереження
високого рівня працездатності й ефективності праці протягом тривалого
часу, особливо в екстремальних умовах. Розробка даного напрямку тісно
зв’язана з дослідженнями в області функціональних станів, що
розвиваються в процесі напруженої розумової діяльності, у тому числі й у
стресогенних умовах.

Про зростання актуальності вивчення особливостей впливу на організм
підвищених інформаційних та психоемоційних навантажень в світовій науці
в останні роки свідчать факти відкриття таких феноменів як синдром
“кароші” – миттєва смерть на робочому місці (T. Shimomitsu, 1999) та
“burnout disease”- “випалювання” чи “вигорання”. Вони дуже близькі до
терміну “виснаження”, чи перевтоми і описані вченими Фінського інституту
здоров`я (M.Tapiainen, 1998). Американські вчені (M.Demitrack та
L.Crofford, 1998) та вчені ВООЗ (T.Cox, 1999) також звернули увагу на
дану проблему. На “burnout disease” в багатьох високорозвинених країнах
Європи, Америки і Японії страждає до 60% працівників, для яких є
характерними високі інформаційні та психоемоційні навантаження. За
даними фінських вчених (M.Tapiainen, 1999) ця патологія набуває в
Фінляндії характеру епідемії.

Негативний вплив робочого напруження на функціональний стан організму і
здоров’я людини відомий. Але відсутність чітких критеріїв оцінки рівнів
психоемоційного напруження у виробничих умовах, яке сприяє розвитку ряду
захворювань, не дозволяє зарахувати їх до професійних, а саме напруження
визнати таким, що викликає патологію серцево-судинної нервової та інших
систем. Цей напрямок є досить перспективним і необхідним при вивченні
професійного стресу (Г.І. Косицький, 1987; А.І. Ковальова, 1989; М.М.
Стовбун, А.В. Колєсова, Р.М. Хвастунов, 1989).

Однією з основних тенденцій сучасного розвитку складних технічних систем
є підвищення експлуатаційної надійності, перехід у цьому зв’язку до
реалізації принципу експлуатації техніки за станом. Мова йде про
необхідність оперативної оцінки стану технічного комплексу і
застосування сучасних заходів щодо підтримки працездатності всіх його
складових. Це особливо важливо у випадках, коли устаткування функціонує
за умов вічної мерзлоти, перепадів температур, високої запиленості й
інших факторів довкілля.

Дотепер в роботах по забезпеченню і підтримці високих експлуатаційних
характеристик і надійності складних технічних систем не приділялося
належної уваги такому важливому компоненту, як оператор.

Від психофізіологічного стану людини можуть дуже істотно залежати
результати всього процесу діяльності, тому проблема оцінки і контролю
стану оператора є важливою й актуальною. Пошук можливих шляхів рішення
зазначеної проблеми зумовив мету і зміст даної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є
частиною багаторічної науково-дослідної роботи, замовленої Головним
військово-медичним управлінням Міністерства оборони України (№
держреєстрації 01984007269), яка проводилась науково-дослідною
лабораторією гігієни та фізіології праці військових спеціалістів
Науково-дослідного інституту проблем військової медицини Збройних Сил
України та була спрямована на дослідження впливу інтенсивних
інформаційних потоків на стан психофізіологічних функцій операторів і
розвиток адаптаційного синдрому.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи була розробка методики
моделювання умов переробки інформації різного ступеню складності та
вивчення, на основі визначення показників сенсомоторної реактивності,
властивостей психофізіологічних функцій людини і їх ролі в успішності
операторської діяльності. В ході дослідження розв’язанню підлягали такі
задачі:

1. Обґрунтувати і розробити методику виявлення та оцінки індивідуальних
психофізіологічних якостей людини щодо переробки інформації різного
ступеню складності на основі визначення показників сенсомоторної
реактивності на зорові сигнали.

2. Вивчити властивості психофізіологічних функцій людей з різним рівнем
успішності виконання завдання різного ступеню складності.

3. Розглянути структуру кореляційних зв’язків між перемінними ознаками
сенсомоторних, фізіологічних та психічних функцій.

4. Обґрунтувати роль властивостей психофізіологічних функцій у
забезпеченні успішності операторської діяльності, пов’язаної з
керуванням рухомих об’єктів.

Об’єкт дослідження – індивідуальні властивості психофізіологічних
функцій людини в умовах переробки потоку зорової інформації різного
ступеню складності.

Предмет дослідження – роль властивостей психофізіологічних функцій в
успішності операторської діяльності при визначені показників
зорово-моторної реактивності.

Методи дослідження: психофізіологічні, електрофізіологічні,
психодіагностичні, методи статистичного аналізу (метод середніх величин,
достовірності відмінностей (Стьюдента), кореляційний аналіз (Пірсона),
методи спектрального аналізу).

Наукова новизна одержаних результатів. Створена та науково обґрунтована
оригінальна методика моделі інформаційного потоку, що враховує
індивідуальні властивості оператора при переробці динамічного потоку
інформації. Науково обґрунтований метод вивчення функціональних резервів
людини з переробки складної інформації на основі ступінчатого

підвищення інформаційного навантаження відносно можливостей конкретного
індивіда. Проведена кількісна оцінка форми сигналу шкірно-гальванічної
реакції (ШГР) та її зміни у залежності від подовженості складності
інформаційного навантаження. За допомогою кореляційного аналізу розкриті
механізми впливу процесу зростання активації регуляторних систем
організму на стан центральної гемодинаміки при ступінчатому підйомі
інформаційного навантаження.

Практичне значення одержаних результатів. Створена методика апробована
на авіадиспетчерах і може бути рекомендована до використання серед
заходів, що передбачені для проведення професійного психофізіологічного
відбору на операторські спеціальності.

Результати даних наукових досліджень впроваджені у практику
військо-медичної служби на рівні Головного військово-медичного
управління Міністерства оборони України у 1999 році у формі методичних
рекомендацій “Заходи зі збереження професійного здоров’я та підвищення
надійності військових операторів”.

Отримано патент на винахід “Спосіб визначення стану вищої нервової
системи у спокої та при психологічному навантаженні”.

Особистий внесок здобувача. В роботі відображені результати власних
досліджень. А саме:

Розроблено алгоритм проведення та отримання результатів тестової
методики для визначення властивостей психофізіологічних функцій людини в
умовах переробки інформації різного ступеню складності.

Проведено психофізіологічне тестування абітурієнтів Української
військово-медичної академії для визначення індивідуальних властивостей
психофізіологічних функцій з використанням авторської методики та
визначення психічного статусу за допомогою проективного кольорового
тесту М. Люшера.

Проведено визначення індивідуальних властивостей психофізіологічних
функцій офіцерів НДІ ПВМ ЗС України в серіях експерименту з переробки
інформації різного ступеню складності.

Проведено визначення індивідуальних властивостей психофізіологіч-них
функцій співробітників Інституту медицини праці АМН України в щоденній
динаміці (16 сеансів тестування).

Проведено визначення індивідуальних властивостей психофізіологіч-них
функцій у співробітників Інституту медицини праці АМН України в умовах
переробки інформації різного ступеню складності та визначення у них
параметрів фізіологічних функцій:

ЕКГ у другому стандартному відведенні для побудови кардіоінтервалограми,
її спектральний аналіз;

тетраполярна грудна реограма з вимірюванням артеріального тиску та
визначення показників роботи серця і судин та стану системної
гемодинаміки;

реологічна пневмотахограма з визначенням частоти дихання та
співвідношення фаз дихального циклу;

шкірно-гальванічна реакція з проведенням її амтлітудно-часового аналізу,

математична обробка сигналу ШГР за допомогою спектрального аналізу
виконана працівником ЗС України Лєвітом Й.Р.

Проведено психофізіологічне тестування авіадиспетчерів “Украероруху” для
визначення індивідуальних властивостей психофізіологічних функцій з
використанням авторської методики, визначення реагування у них
кардіореспіраторної системи на тестове навантаження та визначення
психічного статусу за допомогою проективного кольорового тесту М.
Люшера.

Проведено аналіз матеріалів, статистична обробка отриманих даних,
інтерпретація, текстове та графічне оформлення результатів роботи.

Апробація роботи. Результати роботи доповідалась та обговорювались на
Третій науково-практичній конференції “Актуальні проблеми
експериментальної медицини”, (м. Київ, 1999); на 42-й річній конференції
Міжнародної асоціації військової перевірки, (Великобританія,
м. Едінбург, 2000); на науковій конференції “Індивідуальні
психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність”,
(м. Черкаси 2001 р).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи повністю викладені у
9 наукових працях, в тому числі в 6 журнальних статтях та збірниках,
перелік яких затверджений ВАК України.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, огляду
літератури, у якому обґрунтоване застосування методів досліджень,
розділу де викладені методики дослідження, розділу власних досліджень,
обговорення результатів досліджень, висновків та списку використаних
джерел (212 назв, в т.ч. 164 кирилицею та 48 латиницею). Текст роботи
викладено 143 сторінках машинопису, в т.ч. обсяг власне тексту становить
110 сторінок, ілюстровано 13 таблицями та 28 малюнками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Роботу виконано протягом 1998-2001 рр. в
науково-дослідному інституті проблем військової медицини Збройних Сил
України та Інституті медицини праці АМН України. Матеріалом для
досліджень слугували абітурієнти, що вступали до Української
військово-медичної академії, співробітники Інституту медицини праці,
офіцери науково-дослідного інституту проблем військової медицини
Збройних Сил України, військові льотчики, які проходили чергову
лікарсько-льотну комісію у військовому госпіталі м. Ірпіня та
авіадиспетчери “Украероруху” м. Борисполя. Власні обстеження поєднували
два підходи: теоретичний і практичний. Теоретичний підхід пов’язаний з
вирішенням перших трьох задач, другий охоплював рішення четвертої
задачі. Для вирішення цих задач, з урахуванням усіх видів експериментів,
обстеження проведені на 236 особах (серед них 47 авіадиспетчерів) із
застосуванням методик з виявлення властивостей вищих відділів
центральної нервової системи, вегетативної сфери організму та залученням
даних про успішність професійної діяльності представників спеціальності
операторського профілю.

Відповідно до першої задачі дослідження була розроблена методика
виявлення та оцінки індивідуальних психофізіологічних якостей людини
щодо переробки інформації різного ступеню складності.

Опис авторської методики. Алгоритм роботи вимірювальної системи полягає
в дискретній подачі двох різноманітних кольорових подразників
прямокутної форми однакового розміру в центр тестового сенсорного поля
на монітор. Чергування або повторення подразників відбувається у
випадковому порядку. Час подачі наступного сигналу реалізується в 2-х
режимах, перший, коли міжклавішний інтервал дорівнює латентному періоду
(ЛП) складної зорово-моторної реакції і другий в якому інтервал часу між
сигналами, програмується експериментатором.

Експозиція сигналів визначається принципом зворотного зв’язку;
починається з 1000 мс і зменшується на 5% від вихідної при правильній
реакції обстежуваного і збільшується на стільки ж при помилковій
реакції. Фіксація паузи між подразниками та їх експозиція на будь-яких
їх значеннях проводиться експериментатором. Існує можливість переривання
тестування при збільшенні часу латентного періоду реакції обстежуваного
вище встановленого експериментатором.

Алгоритм роботи випробуваного полягає в реагуванні на кожний кольоровий
подразник, що подається на монітор, у такому порядку: натискати клавішу
“Ctrl” на клавіатурі комп’ютера при надходженні сигналу, колір якого
збігається з попереднім, і натискати клавішу “Shift” при надходженні
сигналу, колір якого відрізняється від попереднього.

Програмне забезпечення формує дані у вигляді серії безперервного запису
сеансу тестування з виводом усіх пред’явлених експозицій, та правильних
реакцій (ПР) і помилкових та поточного часу для опрацювання в
програмному пакеті Microsoft Office 97 (Access, Excel) для Windows 95’.
Формується графічний звіт у вигляді двох графіків (окремо помилкові і
правильні відповіді), на яких подані експозиції, задані програмою, і
відповідні їм відповіді (у мілісекундах). Табличний звіт містить
кількісні характеристики відповідних реакцій із позначкою помилок і
призначений для подальшого математичного аналізу. Зведений звіт містить
дані про середні величини і їхні стандартні відхилення, максимальні і
мінімальні значення експозицій і тривалості латентного періоду
правильних і помилкових відповідей для кожної серії тестування до
допущення першої помилки і після її допущення, а також зафіксований
поточний час учинення першої помилки (її експозиція і реакція),
кількість усіх відповідних реакцій.

Для реалізації наступних двох задач під час проведення тестового
інформаційного навантаження вивчали функціональний стан регуляторних
систем організму із застосуванням показників варіаційної пульсометрії та
спектрального аналізу кардіоритму. При цьому функціональний стан
серцево-судинної та дихальної систем оцінювали за показниками
тетраполярної грудної реографії та частоти дихання і співвідношення фаз
дихального інтервалу. Рівень психічного напруження та психічної втоми
вивчали за даними амплітудно-часового та спектрального аналізу
шкірно-гальванічної реакції. Дані про види, методи та об’єм проведених
досліджень наведені в табл. 1.

Таблиця 1

Види, методи та об’єм проведених досліджень

Вид дослідження Кількість обстежених Кількість вимірювань (показників),
зареєстрованих у однієї особи Кількість обстежень однієї особи Загальна
кількість вимірювань (показників)

Апробація тестової методики 150

(83 чол.

67 жін.) 4 1 600

Алгоритм пред’явлення стимулів (апробація кінцевої версії тесту) 12

(чол.) 2 5 120

Динаміка сенсомоторної реактивності в умовах довготривалого навантаження
16

(чол.) 7 16 1792

Психофізіологічні функції, стан ЦНС, серцево-судинної та дихальної
систем 11

(чол.) 27 24 7128

Успішність професійної діяльності авіадиспетчерів та параметри їхніх
психофізіологічних функцій

(5-хвилинний тест) 47

(чол.) 3 2 1410

Психічний статус авіадиспетчерів

8 1 376

Параметри психофізіологічних функцій авіадиспетчерів

(20-хвилинний тест) 21

(з числа 47 чол.) 11 1 231

УСЬОГО 236 =SUM(ABOVE) 62 =SUM(ABOVE) 50 =SUM(ABOVE) 11657

Результати досліджень та їх обговорення. На початку експериментальних
досліджень використовували попередній варіант тесту де фіксовані паузи
між сигналами становили 1000 мс. Він був апробований на виборці в 150
абітурієнтів УВМА (83 чоловіки та 67 жінки). Вибірка була розділена за
статтю. У жінок розподіл латентного періоду мав полімодальний характер і
величина латентного періоду його першої моди була меншою. Розподіл
стандартного відхилення латентного періоду збігався за відповідним
розподілом чоловіків. Розподіл відсотку помилкових реакцій у жінок був
зміщений відносно результатів чоловіків у бік зниження помилок. Розподіл
часу допущення першої помилки чоловіками і жінками це дещо середнє між
Рилєєвським та бімодальним розподілами, де менша мода у чоловіків ближча
до пізнього часу допущення першої помилки.

Подальший аналіз даних вибірки провадився за декількома групами згідно
часу латентного періоду правильних реакцій. При порівнянні групових
результатів за відсотком помилок встановлено, що в групі обстежених з
латентним періодом реакції 551-650 мс був мінімальний відсоток помилок і
його сигмальне відхилення.

Отримані результати навели на думку про проведення серійного
експерименту з окремими обстежуваними. Експеримент складався з різної
кількості серій для кожного випробуваного, по десять трьоххвилинних
сеансів з фіксацією паузи між сигналами від 1200 до 400 мс. Кількість
серій визначали на основі рівня ефективності проходження перших сеансів
кожної наступної серії зі зменшенням паузи між сигналами на 100 мс. В
кожній серії виводили середні величини таких показників: середній
відсоток помилкових реакцій, як критерій якості роботи випробуваного;
середнє значення латентного періоду правильних реакцій, як корелят
продуктивності роботи обстежуваного.

У серії експериментів, де пауза між сигналами дорівнювала подвійному
часу латентного періоду правильних реакцій, у обстежуваних спостерігався
мінімальний відсоток помилок. Ці результати підказали на зміну
програмного алгоритму вимірювальної системи, куди включений принцип
зворотного зв’язку для латентного часу реакції на подразник. У цьому
випадку час подачі наступного подразника встановлювали за рівнем періоду
реакції на попередній, що дозволило більш точно оцінювати індивідуальну
продуктивність обстежуваного.

Після розробки останнього варіанту тесту була проведена його апробація
на 16 обстежуваних протягом 16 сеансів тестування. Отримана динаміка
латентних періодів правильних реакцій та їх сигмальних відхилень до та
після допущення 1-ї помилки. В результаті виявлена тенденція до
прискорення та стабілізації сенсомоторної реактивності, при чому
стабільність реакції після допущення першої помилки переважала. Динаміка
відсотку правильних реакцій мала чітку тенденцію до підвищення лише з
другої половини експерименту. Динаміка часу допущення 1-ї помилки була
нестабільною під час усього експерименту.

Розгляд індивідуальної динаміки цих показників у обстежуваних показав,
що є обстежувані з однаковою реактивністю, але різною стабільністю та
якістю виконання тесту, та обстежувані з однаковою якістю та різним
рівнем реактивності.

Це наштовхнуло дослідників на проведення серії експериментів зі
ступінчатим підвищенням інформаційного навантаження, враховуючи
встановлений рівень сенсомоторної реактивності в попередньому
експерименті, де брали участь 11 чоловік (6 жінок та 5 чоловіків) у віці
від 23 до 30 років, адаптованих до тесту, які мали однакову матеріальну
мотивацію у вигляді грошової винагороди.

І серія – (оптимум) інформація подавалась на рівні індивідуального
латентного періоду правильних реакцій, тобто пауза між появою сигналів
була рівно в 2 рази довшою від латентного періоду попередньо виявленого
за кілька сеансів до даного експерименту;

ІІ серія — (-10%) пауза скорочувалася на 10% від часу за період після
реакції до появи наступного подразника;

ІІІ серія — (-30%) від часу за період після реакції до появи наступного
подразника;

ІV серія — (-50%) від часу за період після реакції до появи наступного
подразника.

Динаміка реактивності та результативності виконання одногодинного тесту
цікава тим, що друга серія експерименту характеризується такою ж високою
ефективністю виконання тесту, як і перша при найвищому рівні
реактивності порівняно з усіма серіями.

В даному експерименті на фоні реєстрації динаміки психофізіологічних
функцій, з метою визначення впливу ступеню інформаційного навантаження
на функціональний стан регуляторних систем організму, реєстрували зміни
параметрів серцевого ритму та ритму дихання, центральної гемодинаміки і
шкірно-гальванічної реакції.

Динаміка загальної потужності щільності спектру кривої
кардіоінтервалограми вказувала на поступове підвищення активації
регуляторних систем організму. Але при індивідуальному аналізі ми мали у
кожного обстежуваного досить різну за рівнем потужність спектру навіть у
стані спокою, що не надавало можливості в повній мірі скористатись цим
показником для встановлення ступеню тяжкості тестового навантаження та
визначення ведучого рівня регуляції функціонального стану організму.

Тільки динаміка окремих складових потужності щільності спектру, що
відображають рівні управління серцевим ритмом, дала можливість бачити як
з плином тесту та від першої серії до останньої відбувається адаптація
до інформаційного навантаження. Так у серіях експерименту з оптимальним
(першій) та не значно підвищеним (другій) інформаційним навантаженням з
плином часу встановлено перерозподіл впливу рівнів центральної
регуляції, підкоркових нервових центрів та довгастого мозку на серцевий
ритм, де найвищий (центральний) рівень регуляції зменшувався, а
автономні рівні збільшувались. У серії значного інформаційного
навантаження (третя) рівень центральної регуляції превалював та зростав
до кінця серії. Серія при найвищому рівні інформаційного навантаження
(четверта) характеризувалася нестабільною динамікою переходу складових
потужності щільності спектру між рівнями регуляції серцевим ритмом.

Показники роботи серця в серіях експерименту характеризувалися у
останній серії експерименту падінням ударного об’єму та об’ємної
швидкості викиду, у третій серії зареєстрована низька потужність
скорочень лівого шлуночка.

У найважчій серії експерименту спостерігалося зниження серцевого та
ударного індексу і хвилинного об’єму крові. Перша серія відрізнялася
відносно низькою ЧСС та чіткою динамікою зниження серцевого та ударного
індексу і хвилинного об’єму крові.

Динаміка показників периферичного судинного опору в останній серії
характеризувалася значним зростанням та нівелюванням його в другій
половині тестування. Третя серія відзначалася низькими показниками
судинного опору. Динаміка різниці питомого та робочого опорів в серіях
експерименту вказує на патологічні зміни мікроциркуляторного сегменту
серцево-судинної системи, мала тенденцію до погіршення, але не виходила
за норму.

H

\

n

r

t

c

f ? O

ue

H

$a$

dh@&`„a$

„`„a$

dh@&`„a$ H

J

L

N

P

R

T

V

X

Z

\

r

c

¤

f h O

Z

t

Ae

u

ue

„F

„?o^„F

„F

^„F

????????

ся різким (особливо у другій) скороченням дихального інтервалу й
відновленням його наприкінці тесту. Але динаміка відношення фази вдиху
до фази видиху свідчить про найбільшу психоемоційну напругу в останніх
двох серіях, та значні її коливання у другій серії. Цікавим також є факт
збігу значень цього показника в усіх серіях на першій хвилині тесту.

Динаміка тривалості сигналу ШГР була нестабільною у перших серіях
експерименту, у третій її ріст відбувався лише наприкінці тесту, а в
останній серії с 15-ї хвилини тривалість сигналу була вже досить висока
й далі зростала до кінця серії. Динаміка збільшення площі сигналу ШГР
мала однакову тенденцію зростання й несуттєво різнилася наприкінці тесту
в усіх серіях.

Використання спектрального аналізу сигналу ШГР, що має складний
поліфазний характер, надало змогу адекватно оцінювати функціональний
стан організму у відношенні визначення двох невід’ємних складових
психічного стану людини – напруження та втоми. Узагальнена оцінка
співвідношень амплітуд основних частот за усіма серіями експерименту
свідчила, що в стані спокою перед тестуванням превалюють низькі частоти
відносно стану на початку та в кінці тестування. У свою чергу
психо-емоційний стан в кінці тесту помітно відрізнявся від стану на
початку тесту значним ростом амплітуд високочастотної частини спектру.
Відповідно до основних частот спектру увесь його діапазон був
розподілений на піддіапазони для визначення інтегральних значень
щільностей потужності у цих піддіапазонах. Зі складністю тестового
навантаження енергія у піддіапазонах зростала більше наприкінці тесту,
але головне те, що відбувався її перерозподіл між піддіапазонами від
низьких частот до високих. Така динаміка свідчить на користь процесу
зміни психічного напруження психічною втомою.

Система кореляційних зв’язків усіх показників, що були паралельно
зареєстровані, вказує на механізми підтримки високої продуктивності та
ефективності переробки інформації не тільки структурами центральної
нервової системи, а також основними життєзабезпечуючими системами:
серцево-судинною та дихальною. Зокрема підтримка високої ефективності
виконання тесту супроводжувалася пригніченням найнижчого контуру
управління кардіоритмом та переходом керуванням серцевим ритмом на
рівень підкіркових нервових центрів. Висока ефективність виконання
тесту, що неодмінно сприймається обстежуваним супроводжувалася зниженням
площі та тривалості сигналу ШГР. Проте ефективність супроводжувалася
підвищенням питомого периферичного судинного опору. Висока реактивність
спостерігалась при підвищенні частоти дихання, зниженні роботи лівого
шлуночка серця та зниженні систолічного артеріального тиску. При
інформаційному навантаженні спостерігалися реципрокні відносини між
контурами управління серцевим ритмом з довгастого мозку та з рівня
підкіркових нервових центрів.

Превалювання контуру довгастого мозку супроводжувалося зниженням частоти
дихання, системного артеріального тиску, показників інотропної та
хронотропної функції серця, а також поліпшенням в мікроциркуляторному
сегменті серцево-судинної системи. Превалювання контуру підкіркових
нервових центрів супроводжувалося збільшенням роботи лівого шлуночка
серця, підвищенням питомого периферичного судинного опору та погіршенням
мікроциркуляторного сегменту серцево-судинної системи.

Отримавши такі експериментальні дані з переробки складної інформації нас
зацікавило питання, – а в якій мірі наявні дані можуть бути пов’язані з
успішністю професійної діяльності? Для цього з використанням
запропонованих методик проведено тестування 47 авіадиспетчерів, у яких
виявляли параметри сенсомоторного та вегетативного реагування на
розумове навантаження. За характеристиками успішності результативності
операторської діяльності вони були розподілені (відповідно до експертних
оцінок трьох керівників польотами) на три групи: 12 чоловік – успішні,
18 чоловік – середньо успішні, 13 чоловік – неуспішні.

Показано, що латентний період ПР в групі успішних у динаміці робочої
зміни практично не змінився, але підвищилась його стабільність. Середньо
успішні обстежувані за показниками ЛП ПР та його стабільності досягли
тих самих рівнів реагування тільки наприкінці зміни. В групі неуспішних
спостерігався низький рівень ЛП ПР, лише його стабільність в кінці зміни
могла зрівнятись з першими групами. З відсотком помилок відбувалася така
ж сама картина. Різниця цих показників при виконанні 20-хвилинного тесту
була більш значною при допущенні помилок і зменшилася за рівнями
реактивності між групою успішних та двома іншими, поміж яких вона
практично відсутня (дивись рис. 1).

Ці показники отримані внаслідок проведення 5-хвилинного тесту на початку
та в кінці робочої зміни, що тривала з 8:00 до 14:00, та 20-хвилинного
тесту наступного дня, під час якого досліджувались: ЧСС та індекс
напруження за Р.М. Баєвським та частота дихання і її варіаційний розмах
тривалості дихальних циклів.

5-хвилинний тест

Латентний період правильних реакцій 20-хвилинний тест

Рис. 1. Показники виконання варіантів тесту у групах професійної
успішності операторів. Реакція систем життєзабезпечення за їх самими
лабільними показниками вказувала на відносно високу мобілізацію
регуляторних систем організму та низький рівень психічної напруги перед
тестом в групі успішних авіадиспетчерів. Це проявилося високим рівнем
індексу напруження регуляторних систем з одного боку та низькою частотою
дихання на фоні її високого варіаційного розмаху, з другого. Група
середньо успішних мала середні показники напруження регуляторних систем
та ступеня психічної напруженості. Під час тестового навантаження у
групі успішних індекс напруження знижувався, у другій групі – лишався
практично незмінним, а в третій він помітно зростав. Рівень психічної
напруги під час тесту у всіх групах практично збігався за показниками
частоти дихання та варіаційним розмахом дихальних інтервалів; частота
підвищувалася і зменшувався розмах.

Спостереження за показниками системного артеріального тиску на початку
та в кінці робочої зміни та узагальненого значення ЧСС у операторів
трьох груп, свідчила, що група середньо успішних відрізнялася порівняно
високими цифрами артеріального тиску на фоні низької ЧСС, що вказує на
формування у них гіпертонії гіпокінетичного типу.

Показники психічного статусу в групах (за тестом М. Люшера)
розподілились наступним чином. Високий рівень показника ваготонії
зареєстровано в успішних та неуспішних операторів. Вегетативний баланс
у середньо успішних дорівнював 1. Механізми психічної саморегуляції
найбільше задіяні у групі неуспішних. Найвищою психічною адаптивністю
характеризувались успішні оператори, найнижчою – середньо успішні. Проте
настрій працювати мали неуспішні оператори. На фоні високого рівня
психічної втоми у всіх групах операторів, група успішних відрізнялася
підвищеним рівнем психічного напруження, що свідчить про наявність
достатнього загального психічного тонусу. Найменш тривожні виявилися
неуспішні оператори.

Рівень психічного стресу, як самий стабільний показник в даній методиці,
найвищий у групі неуспішних операторів й перевищував нормальне значення.
Таким чином група успішних операторів була найбільш адаптивною та
мобілізованою на фоні середнього рівня розвитку стресу, але потребувала
відпочинку. Середньо успішні оператори порівняно мало піддавалися дії
психоемоційного стресу та характеризувались дещо зниженими адаптивними
та психічними мобілізаційними можливостями, вегетативний баланс яких,
можливо, знаходився у перехідній стадії. Неуспішні оператори потребували
відпочинку та перебували під дією підвищеного стресу, і для зниження
рівня тривожності це вимагало включення механізмів психічної
саморегуляції.

ВИСНОВКИ

1. Створена і науково обґрунтована методика вивчення та оцінки
індивідуальних психофізіологічних властивостей людини на основі зорового
інформаційного навантаження із застосуванням принципу зворотного зв’язку
при дії якого людина найбільш якісно здійснює переробку зорових сигналів
за рахунок оптимального режиму надходження інформації, при чому отримана
досить широка варіативність показників швидкості та якості переробки
інформації, що надає можливість використання методики серед заходів
професійного психофізіологічного відбору на спеціальність операторів, що
контролюють рухомі об’єкти.

Поступове збільшення інтенсивності надходження сигналів відносно
встановленого індивідуального оптимального рівня переробки інформації,
достатнього у відношенні оцінки придатності до даної професійної групи,
дає, при подальшому вивченні індивіда, можливість встановлення
функціональних резервів його психофізіологічних властивостей щодо
переробки інформації різного ступеню складності.

2. Виявлена відносно низька тренованість методики у відношенні
визначення рівня сенсомоторної реактивності (швидкості) завдяки
складному алгоритму прийняття рішення обстежуваним, що надає можливість
використання методики як надійного інструменту встановлення рівня
сенсомоторної реактивності серед заходів профвідбору кандидатів так і у
динаміці робочого циклу та повторних або тривалих досліджень осіб, що
належать до операторів рухомих об’єктів.

Встановлене значне коливання якості виконання тестового завдання у серії
повторних обстежень надає можливість визначення рівня уваги, як однієї з
важливих психофізіологічних функцій людини, підчас сенсомоторної
діяльності, і є доказом можливості використання методики для оцінки
поточного функціонального стану психофізіологічних властивостей.

3. Виявлена динаміка рівня психофізіологічних властивостей з переробки
інформації, рівня психоемоційного напруження (з використанням аналізу
сигналу ШГР), рівня активації регуляторних систем (з використанням
варіаційної пульсометрії та спектрального аналізу кардіоритму),
функціональних змін серцево-судинної та дихальної систем за умов
ступінчатого підвищення інформаційного навантаження свідчить про
поступове погіршення якості обробки інформації від оптимального до
найважчого рівня навантаження, зростання психоемоційного напруження,
перехід рівня управління серцевим ритмом від автономного (продовгуватий
мозок) до центрального, зниження показників роботи серця та підвищення
показників периферійного судинного опору, підвищення подовженості фази
вдиху відносно фази видиху.

Саме порівняння динаміки функціональних змін організму при ступінчатому
інформаційному навантаженні між окремими індивідами, як з різними, так і
з однаковими рівнями психофізіологічних властивостей, що встановлені за
оптимальних умов, є основою для встановлення функціональних резервів
окремого індивіда щодо переробки інформації при прогнозуванні здатності
людини до успішного виконання професіональних обов’язків у системі
“людина-машина”.

4. За умов поступового інформаційного навантаження отримана структура
кореляційних зв’язків між показниками центральної гемодинаміки, функції
зовнішнього дихання, психоемоційного напруження, серцевого ритму та
швидкості й ефективності переробки інформації (достовірно значимі
показники коливаються по модулю від 0,175 до 0,546 на 133 ступені
свободи) вказує на організацію системного рівня сенсорних, гностичних,
ефекторних (моторних і емоційних) елементів ЦНС, відповідальних за
сприйняття, переробку інформації і прийняття рішення; центральних,
підкіркових та автономних (вазомоторний і дихальний центри
продовгуватого мозку) рівнів регуляторних підсистем ЦНС, відповідальних
за регуляцію ФС організму, зокрема за роботу своїх безпосередніх
ефекторів – серцево-судинної і дихальної систем.

5. Експериментально доведена роль властивостей психофізіологічних
функцій організму людини в умовах пред’явлення та переробки
зорово-моторного навантаження для забезпечення успішності операторської
діяльності, пов’язаної з керуванням рухомих об’єктів на трьох групах
авіадиспетчерів з різною професійною успішністю, встановленою
експертними рішеннями фахівців.

Достовірні відмінності між групами з різною успішністю професійної
діяльності за показниками як психічного статусу, центральної
гемодинаміки, функції зовнішнього дихання, активації регуляторних систем
перед виконанням і під час виконання тестової методики (р?0,005 та
р?0,001), так і відмінності між швидкістю та якістю переробки інформації
(р?0,005 та р?0,001) є ґрунтовними доказами можливості застосування
отриманих результатів в системі професійного відбору операторів даного
профілю.

Статті у наукових провідних виданнях,

затверджених ВАК України та інших країн:

1. Опанасенко В.В., Пишнов Г.Ю. Оцінка функціонального стану організму
людини за психологічним кольоровим тестом.– Довкілля та здоров’я.–
№4(23).– 2002.– С 73-76. (задум та участь у проведенні експерименту,
узагальнення та математична обробка результатів, оформлення статті)

2. Опанасенко В.В. К вопросу моделирования информационного потока для
определения уровня сенсомототрной реактивности.- Гигиена труда.– К.: МЗ
Украины, АМНУ / Вып. 33. 2002.– С. 337-340.

3. Опанасенко В.В., Пишнов Г.Ю. Вплив стану психіки на сенсомоторну
реактивність оператора // Довкілля та здоров’я.– №3.– 2001.– С49-52.
(задум експерименту, його проведення та математична обробка даних,
оформлення статті)

4. Опанасенко В.В., Мартынюк Г.М. Влияние информационных потоков на
психофизиологические функции операторов. – Гигиена труда.– К.: МЗ
Украины, АМНУ / Вып. 31, 2001.– С. 278-283. (участь у проведенні
експерименту, інтерпретація отриманих результатів та оформлення статті)

5. Державний патент України UA 39459 А від 15.06.2001, Бюл. №5, 2001 р.
Ковальова Г.І., Корольов В.В., Опанасенко В.В., Левіт Й.Р., Левіт О.Й.,
Чуріна О.Й. Прокопенко І.Г. Спосіб визначення стану вищої нервової
системи в спокої та при психологічному навантаженні // Міністерство
освіти і науки, Державний

департамент інтелектуальної власності, № А 61 В 5/00 А 61 В 5/16.
(пропозиція застосування вимірювання шкірно-гальванічної реакції під час
психологічного навантаження, проведення експерименту, роботи по
оформленню заявки)

6. Vitaly V. Opanasenko, Victor V. Korolev, Josef R. Levit, Alex J.
Levit Anna I. Kovalova / Resistance To Informatoin Stress As An Innate
Feature And Prognostic Criterion In Professional Selectoin Fighter
Pilots And Flying Control Officers // 42nd Annual Conference of The
International Military Testing Association Edinburgh, UK, 2000. –
P. 41-45. (підбір літературних джерел, участь у проведенні
експериментів, написання та оформлення статті в російському варіанті)

У інших наукових виданнях:

1. Опанасенко В.В., Уваров В.В., Пишнов Г.Ю. / Вплив психічного стану та
віку операторів на стан розумової працездатності // Індивідуальні
психофізіологічні особливості людини та професійна діяльність /
Матеріали наукової конференції, Київ-Черкаси, 2001.– С. 89. (проведення
експерименту та математична обробка даних, оформлення тез)

2. Ковалева Г.І., Королев В.В., Опанасенко В.В., Левит И.Р., Левіт А.И.,
Использование компьютерных технологий в психофизиологических
исследованиях функциональных возможностей операторов при работе в
условиях динамического потока информации / Актуальні проблеми
експериментальної медицини // Третя науково-практична конференція 8-10
квітня 1999 р. – С. 118. (проведення експерименту, написання і
оформлення тез)

3. Ковалева Г.І., Королев В.В., Опанасенко В.В., Левит И.Р. /
Дослідження розумової працездатності операторів при роботі з
комп’ютерним тест-імітатором динамічного потоку інформації (ДПІ) /
Актуальні проблеми експериментальної медицини // Третя науково-практична
конференція 8-10 квітня 1999 р. – С. 119. (розробка алгоритму тесту та
проведення експерименту, написання і оформлення тез)

АНОТАЦІЇ

Опанасенко В.В. Властивості психофізіологічних функцій людини в умовах
переробки інформації різного ступеня складності та їх роль в успішності
операторської діяльності. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата медичних наук за
спеціальністю 14.02.01 – Гігієна – Інститут медицини праці АМН України,
Київ, 2004.

В роботі представлена авторська методика вивчення та оцінки
індивідуальних психофізіологічних властивостей людини на основі
інформаційного навантаження різного ступеню складності із застосуванням
принципу зворотного зв’язку.

Проведена апробація даної методики, за даними якої отримані
стандартизовані показники рівнів швидкості та якості переробки
інформаційного навантаження з метою її проведення серед заходів

професійного відбору на операторські спеціальності. Встановлено, що за
умов ступінчатого інформаційного навантаження відбувалося вимушене
підвищення рівня швидкості переробки інформації з паралельним
погіршенням її якості, проте з відмінною динамікою даних змін у різних
індивідів. Аналогічно змінювались показники центральної гемодинаміки,
функції зовнішнього дихання, психічного стану, активації регуляторних
систем, що було доведено цілою системою кореляційних зв’язків між
вказаними показниками.

Отримана достовірна різниця показників виконання методики, психічного
статусу та стану серцево-судинної і дихальної систем між трьома групами
авіадиспетчерів, розподілених відповідно до оцінки експертів за
критеріями успішності в операторській діяльності.

Ключові слова: інформаційне навантаження, психофізіологічні функції,
професійний психофізіологічний відбір, операторська діяльність.

Опанасенко В.В. Свойства психофизиологических функций человека в
условиях переработки информации разной степени сложности и их роль в
успешности операторской деятельности.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по
специальности 14.02.01 – Гигиена – Институт медицины труда АМН Украины,
Киев, 2004.

В работе представлена авторская методика изучения и оценки
индивидуальных психофизиологических свойств человека на основе
информационной нагрузки разной степени сложности с применением принципа
обратной связи.

Проведена апробация данной методики, по данным которой получены
стандартизированные показатели уровней скорости и качества переработки
информационной нагрузки с целью ее проведения среди мероприятий
профессионального отбора на операторские специальности.

Изучение психофизиологических функций в серии повторных экспериментов
путем моделирования психомоторной деятельности (на основе определения
показателей сенсомотоной реактивности и качества обработки информации)
показало, что в течение двухнедельного периода скорость реагирования
имела незначительную тенденцию к увеличению и среднем увеличилась на 13
% к окончанию эксперимента.

Динамика качества реагирования имела нестабильный характер до середины
эксперимента и лишь со второй половины имела четкую тенденцию к
улучшению, варьируя в среднем на 25% правильных реакций.

Самой большой вариацией и неустойчивой динамикой характеризовались
показатели времени совершения первой ошибки и количества правильных
реакций до ее совершения (от 13 до 25 сек и от 22 до 43 реакций до
первой ошибки), отражающих степень концентрации внимания при выполнении
данной методики.

Исследование психофизиологических свойств с помощью данной методики
также проводилась при параллельной регистрации показателей
сердечно-сосудистой и дыхательной систем посредствам тетраполярной
грудной реографии и измерения продолжительности фаз дыхательных циклов,
регуляторных функций ЦНС посредствам определения показателей
вариабельности кардиоритма и кожно-гальванической реакции.

При этом рассмотрена динамика усредненных показателей скорости и
качества выполнения четырех одночасовых сеансов выполнения методики со
ступенчатым повышением интенсивности информационного потока, начиная с
оптимальной подачи информации (полученной предварительно с
использованием принципа обратной связи) и заканчивая 50-типроцентным
ускорением подачи сигналов.

Отмечены принципиальные отличия динамики выполнения методики и
физиологических реакций на информационную нагрузку между сериями данного
эксперимента:

во второй серии показатель качества практически не изменился на фоне
заметного повышения скорости реакции под действием 10-типроцентного
ускорения подачи информации;

отмечено незначительное преобладание процессов централизации
регуляторных систем организма к окончанию второй серии по сравнению с
первой, где к окончанию теста произошла адаптация к информационной
нагрузке, проявившаяся в децентрализации (переходу на низшие контуры
управления сердечным ритмом) регуляторных процессов в организме;

показатель качества последних двух серий значительно ниже, чем в двух
первых, однако скоростной показатель был практически сопоставим со
второй серией эксперимента;

реакция регуляторных и жизнеобеспечивающих систем организма на нагрузку
в третьей серии отличается значительными сдвигами показателей,
свидетельствующих о развитии утомления к окончанию эксперимента;

в серии с самой интенсивной информационной нагрузкой наблюдалась
выраженная реакция регуляторных и жизнеобеспечивающих систем с самого
начала эксперимента, а дальнейшая динамика носила неопределенный
характер.

Выявлена связь между индивидуальными психофизиологическими свойствами
человека и степенью тяжести информационной нагрузки. Получена структура
корреляционных связей между показателями центральной гемодинамики,
функции внешнего дыхания, оценки психического состояния, активации
регуляторных систем, скорости и эффективности переработки информации.

Состояние свойств психофизиологических функций людей с разным уровнем
результативности при выполнении задачи разной степени сложности
свидетельствует о целесообразности их учета при прогнозировании
способности человека к успешному выполнению профессиональных
обязанностей в системе “человек-машина”.

Экспериментально доказана роль свойств психофизиологических функций
организма человека в условиях предъявления и переработки

зрительно-моторной нагрузки для обеспечения успешности операторской
деятельности, связанной с управлением подвижных объектов. Об этом
свидетельствуют как данные отличий показателей центральной гемодинамики,
функции внешнего дыхания, оценки психического состояния, активации
регуляторных систем у групп с разной успешностью профессиональной
деятельности, так и связь между свойствами физиологических функций со
скоростью и качеством переработки информации, которая и является
доказательством возможности применения полученных результатов в системе
профессионального отбора операторов данного профиля.

Ключевые слова: информационная нагрузка, психофизиологические функции,
профессиональный психофизиологический отбор, операторская деятельность.

Opanasenko V.V. The features of human psychophysiological functions in
conditions of the processing of an information of the different degree
of complexity and their role in success of an operator activity.
–Manuscript.

Thesis for obtaining scientific degree of the Candidate of Medical
Sciences by speciality 14.02.01 – Hygiene – Institute for Occupational
Health of Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kiyv, 2004.

In the work the author’s technique of study and estimation of the
individual human psychophysiological features on the base of
informational load of a different degree of complexity with usage of
feedback principle is presented.

An approbation of the given technique is conducted, by its data the
standartizated indexes of speed and quality levels of an informational
load processing are obtained in purpose to conduct the technique among
the measures of professional selection to the operator occupations. It
is established that in conditions of the graded informational load the
forced increasing of speed level of an information processing with
parallel deterioration of its quality level, however with the different
dynamics of the given changes among the different individuals. In the
same way the indexes of central haemodynamics, function of external
breathing, psychic state and activation of regulation systems are
changed. It has been proved by the whole system of correlative links
between indexes mentioned above.

An evidential difference of the indexes of the technique performance,
psychic state, breathing and cardiovascular systems is obtained between
three groups of air traffic controllers divided according to expert’s
evaluation by criteria of successfulness in the operator activity.

Key words: information load, psychophysiological functions, professional
psychophysiological selection, operator activity.

PAGE 1

Похожие записи