Разные подходы к определению функциональных состояний

Биоритмологический подход. Биологический ритм (биоритм) — это самоподдерживающийся автономный процесс периодического чередования состояний организма и колебаний интенсивности физиологических процессов и реакций. Любая живая система обладает суточными и сезонными ритмами, синхронными с колебаниями сре-довых факторов. Благодаря биоритмам обеспечивается согласование жизнедеятельности с периодическими изменениями окружающих условий. Таким образом, биоритмы организма выполняют адаптивную роль. В процессе взаимодействия организма со средой происходит непрерывное наложение внешних ритмов на внутренние, и в результате такой суммации определяется психофизиологическое состояние организма.

Ведущую роль среди биоритмов играет циркадный ритм, синхронизированный с суточными колебаниями. Организм человека в разное время суток представляет собой различную физиологическую, биохимическую и даже морфологическую систему (имеется в виду тонкая структура клеток и тканей). Эти изменения обусловлены циркадными ритмами. Значение циркадного ритма состоит в том, что он связывает все колебательные процессы в единую сложно организованную иерархически построенную систему. Взаимосвязь циркадных ритмов, их взаимная слаженность (синхронизация) являются основой благополучия организма и высокой работоспособности. Длительность суточного цикла человека, изолированного от внешнего мира и живущего в свободном режиме, лежит в границах 24,5—25,9 ч (Уинфри, 1990).

Для описания ритмов используют целый ряд показателей. Уровень биоритма (мезор) представляет собой среднюю величину изучаемой функции за время одного биологического цикла. Период ритма определяется длительностью одного полного цикла в единицах времени. Амплитуду вычисляют как разность между максимальным и минимальным значениями исследуемого процесса в течение одного биологического цикла. Важная характеристика ритма — фаза, она характеризует положение колеблющейся системы в каждый момент времени. Момент наибольшего подъема функции называется максимальной акрофазой, момент наибольшего снижения — минимальной акрофазой. Ритмическое изменение уровня бодрствования представляет собой реальный цикл, который отчетливо проявляется в поведении и обнаруживает устойчивые индивидуальные различия.

Системный подход. Структуру психофизиологического состояния человека можно представить как многоуровневую иерархически организованную систему. Самый нижний уровень, физиологический, включает нейрофизиологические характеристики, морфологические и биохимические изменения, сдвиги физиологических функций; психофизиологический уровень — вегетативные реакции, изменения психомоторики, сенсорных процессов. Психологический уровень включает изменения психических функций и настроения; социально-психологический уровень — характеристики поведения, деятельности человека. В любом психофизиологическом состоянии его разные уровни должны быть обязательно представлены, и только по совокупности показателей, отражающих изменения на каждом уровне, можно сделать заключение об имеющемся у человека состоянии. Следовательно, психофизиологическое состояние характеризуется синдромом, т.е. совокупностью симптомов, а не отдельным показателем, пусть даже и важным с точки зрения диагностики. Так, увеличение частоты сердечных сокращений может фиксироваться и при радостном возбуждении, и при приступе гнева, и при переживании страха.

Комплексный подход. Появление возможности множественной регистрации психофизиологических индикаторов (ЭЭГ, ЧСС, ЭМ Г, дыхательных движений и др.) привело к пониманию функциональных состояний как комплекса поведенческих проявлений, сопровождающих различные аспекты человеческой деятельности и поведения. С позиций системного подхода ФНС представляет собой результат динамического взаимодействия организма с внешней средой и отражает состояние организованного целого. Исходя из этого под функциональным состоянием понимается интегральный комплекс наличных характеристик тех качеств и свойств организма человека, которые прямо или косвенно определяют его деятельность.

Итак, функциональное состояние — это целостный ответ организма, обеспечивающий его адекватность требованиям деятельности. Таким образом, изменение ФНС представляет собой смену одного комплекса реакций другим, причем все эти реакции взаимосвязаны между собой и обеспечивают более или менее адекватное поведение организма в окружающей среде. Согласно этой логике диагностика функциональных состояний связана с задачей распознавания многомерного вектора, компонентами которого являются различные физиологические показатели и реакции.

Понятно, что увеличение числа компонент этого вектора, т.е. привлечение к анализу все большего числа показателей и реакций, а также их всевозможных комбинаций, приводит к еще большей дробности и затрудненности анализа функционального состояния. Однако положительным является то, что каждое ФНС при этом характеризуется своим собственным уникальным сочетанием показателей и реакций (однозначным многомерным вектором). В то же время никакой набор показателей не позволит выявить сущность конкрет-

ного ФНС, поскольку всегда оказывается лишь внешним описанием, лишенным содержательной характеристики. Помимо этого существуют и технологические трудности, обусловленные иногда отмечаемой низкой согласованностью, а иногда и отсутствием связи в изменениях разных параметров, характеризующих состояние.

Эргономический подход. Особенностью этого подхода является оценка ФНС по результатам профессиональной деятельности в континууме «адекватное — неадекватное». Именно результаты деятельности рассматриваются как интегральный показатель ФНС, при этом снижение результативности интерпретируется как признак ухудшения ФНС.

Согласно этой логике выделяют два класса функциональных состояний:

  • 1) состояние адекватной мобилизации, когда все системы организма работают оптимально и соответствуют требованиям деятельности;
  • 2) состояние динамического рассогласования, при котором различные системы организма не полностью обеспечивают его деятельность, или эти системы работают на излишне высоком уровне траты энергетических ресурсов.

В первом случае имеется в виду «оперативный покой» — особое состояние готовности к деятельности, при котором организм человека за короткий отрезок времени способен перейти в различные формы физиологической активности для выполнения конкретной деятельности. Состояние оперативного покоя сопровождается повышением тонуса нервных центров, особенно тех, которые имеют отношение к построению движений, связанных с предполагаемыми трудовыми действиями и операциями, а также напряжением некоторых вегетативных функций. Во втором случае речь идет о так называемых экстремальных состояниях (реактивные пограничные или патологические состояния).

Между состоянием оперативного покоя и экстремальными состояниями существует немало других состояний типа: утомления, теплового напряжения, водного истощения и т.п. Утомление — это состояние, которое развивается под влиянием интенсивной нагрузки и проявляется в чувстве усталости и временном нарушении физиологических, психологических, поведенческих функций организма и психики. Изменения такого рода имеют место и в случаях истощения ресурсов адаптации.

Подобный способ оценки ФНС, безусловно, полезен при решении задач повышения эффективности труда. Кроме того, он позволяет прогнозировать развитие таких ФНС, как утомление. Однако этот подход ограничивает анализ проблемы ФНС условиями и требованиями деятельности.

Психофизиологический подход к определению функциональных состояний опирается на представление о существовании модулирующих систем мозга. В это число входят:

  • 1) ретикулярная формация ствола мозга, способная оказывать как возбуждающее, так и тормозное влияние на вышележащие отделы мозга;
  • 2) лимбическая система, ответственная за эмоциональные состояния человека.

Обе модулирующие системы, будучи тесно связаны с высшими отделами коры больших полушарий, образуют особую функциональную систему, имеющую несколько уровней реагирования: физиологический, поведенческий, психологический (субъективный). В соответствии с этой логикой функциональное состояние можно рассматривать как результат активности объединенной функциональной системы. Таким образом, в психофизиологии функциональное состояние выступает как результат взаимодействия модулирующих систем мозга и высших отделов коры больших полушарий, который определяет текущую форму жизненной активности индивида (Данилова, 1992). Это определение дает основание проводить границу между разными функциональными состояниями не только по поведенческим проявлениям, эффективности деятельности или результатам полиграфической регистрации, но и по уровню активности модулирующих систем мозга.

Уровень бодрствования является внешним проявлением активности нервных центров. Это понятие характеризует интенсивность поведения. Все поведенческие проявления в первом приближении можно рассматривать как континуум (или одномерную шкалу), обусловленный колебаниями возбуждения модулирующих систем мозга. Принято считать, что между сном и состоянием крайнего возбуждения имеется непрерывный ряд изменений уровня бодрствования, вызываемых изменениями уровней активности нервных центров. Максимальная эффективность деятельности соответствует оптимальному уровню бодрствования (Блок, 1970).

Итак, предположительно изменения в функционировании нервных процессов образуют одномерную шкалу, нижняя граница которой — состояние сна, верхняя — состояние очень сильного возбуждения типа ярости. Допускается, что между этими полюсами существует целый ряд уровней бодрствования, составляющих диапазон интенсивности поведения. Изменения уровней бодрствования вызывают изменения тонуса нервных центров: всякая нервная активация должна выражаться в усилении бодрствования. Следует отметить, что не существует количественной меры для фиксации уровня бодрствования, т.е. нельзя напрямую измерить уровень бодрствования. Переход от одного уровня бодрствования к другому оценивается эмпирически на основе наблюдения и количественной оценки различных физиологических показателей.

Схема, описывающая линейный континуум уровней бодрствования, требует, однако, двух важных уточнений. Во-первых, установлено, что активность нервных центров во время сна далеко не всегда минимальна. Как будет показано ниже, в некоторые периоды ночного сна организм человека обнаруживает высокое напряжение физиологических функций. Вероятно, следует признать, что между разными ФНС существуют качественные отличия, не сводимые только к различиям в уровнях активации. Во-вторых, представление о последовательном увеличении уровней бодрствования не предполагает, что приспособительные возможности организма возрастают также монотонно. Начиная с какого-то достаточно высокого уровня бодрствования большинство действий нарушается, таким образом, эффективность выполняемой деятельности связана с уровнем бодрствования обратной ^/-образной зависимостью.

Теоретически можно предположить, что для каждого типа адаптивного поведения существует оптимальный уровень бодрствования и соответствующего ему функционального состояния, на фоне которых человек добивается наиболее высоких результатов.

Двумерные теории активации. Эти теории появились в конце XX в. (Thayer, 1978). Согласно двумерной модели процесса активации следует выделять два измерения. Измерение А («энергия — сон») связано с обычным поведением, требующим той или иной степени активации. Изменение состояния по этому измерению связано с суточным ритмом (циклом «сон — бодрствование»). Измерение В («напряженность — умиротворенность») касается поведения, связанного с экстренной мобилизацией органических ресурсов, эмоциональными, аффективными и стрессовыми реакциями.

В одномерной модели под функциональным состоянием подразумевают определенный уровень бодрствования (спокойное бодрствование, активное бодрствование, сон и т.д.), который зависит главным образом от активности стволовой ретикулярной формации. Эти состояния соответствуют по классификации Тайера /4-типу или энергетической активации. Наряду с функциональными состояниями в диапазоне «сон — бодрствование» рассматриваются и другие. Одна из наиболее распространенных шкал связана со стрессом. Очевидно, что нейрофизиологические механизмы в данном случае будут иными, поскольку в рамках этой шкалы существенную роль играют структуры диэнцефального уровня. Это близко к тому, что обозначается как 5-тип или активация напряжения.

Два класса состояний, описанных Р. Тайером, и данные о связи правого и левого полушария с различными структурно-функциональными образованиями мозга дополняют друг друга, поскольку стволовая ретикулярная формация, влияющая преимущественно на структуры левого полушария, определяет функциональные состояния типа «сон — бодрствование» или тип А, тогда как диэнцефаль-ные образования, имеющие отношение к активации правого полушария, определяют состояния напряжения или стресса (тип В). Таким образом, вероятно, что шкала бодрствования связана в большей мере с ретикулокортикальной активацией, а шкала напряжений — с диэнцефальными образованиями, главным образом гипоталамусом, и лимбической корой (Фокин, 2007).

Другим примером служит теория реверсивности (Аптер, 1987). Она предполагает существование двух альтернативных систем, каждая из которых имеет свою точку оптимума. Кроме того, эти две точки оптимума, или «предпочитаемые уровни», сдвинуты к противоположным концам шкалы активации. Допускается, что существует не один уровень активации, к которому индивид стремится и который ощущается им как приятный, а два уровня, из которых индивид предпочитает только один в данный момент. Именно этот уровень соответствует той системе активаций, которая находится в действии. Поскольку предполагается, что два альтернативных предпочитаемых уровня направлены к противоположным концам шкалы испытыва-мой индивидом активации, такие переключения можно назвать реверсиями. Одна из них может быть определена как система избегания активации, другая — как система поиска активации.

Нейрохимический подход к определению функциональных состояний опирается на представление о сильной зависимости психического состояния человека (его настроений и переживаний) от биохимического состава внутренней среды организма. Предполагается, что в мозге человека существует особый механизм, регулирующий функциональное состояние через изменение уровня активности ме-диаторных систем мозга, а также баланса их активности (Данилова, 1992). Устойчивое равновесие активности медиаторных систем дает представление о среднем уровне активации или функциональном состоянии, при котором реализуется данное поведение. Разным типам поведения соответствуют различные балансы активности медиаторных систем мозга, иначе говоря, ресурсов мозга.

В связи с этим возникает предположение по поводу роли ресурсов в обеспечении функционального состояния. Дефицит ресурсов может служить весомым ограничением в достижении оптимального функционирования ЦНС и организма в целом. При этом ресурс можно рассматривать в самом широком смысле слова, т.е. не только как физиологические компоненты, необходимые для гомеостаза, но и как психические возможности человека, его способность к саморегуляции и контролю состояний. Можно допустить, что испытываемое человеком функциональное состояние в текущий момент времени является интегральной обобщенной характеристикой доступных ему в данной ситуации ресурсов, как соматических, так и психических.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >