ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ЧЕЛОВЕКА

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ОРГАНИЗМА

Важное значение в психофизиологии имеет такая категория, как функциональное состояние. Чем отличается один и тот же человек, лежащий на диване после тяжелой физической работы, от того же человека, который прилег, чтобы просто почитать книгу? Внешне — ничем. По многим физиологическим показателям (дыхание, пульс, артериальное давление) различия не заметны. Но функциональное состояние организма в этих случаях — различно.

В наиболее общем виде под функциональным состоянием (ФС) организма понимают совокупность характеристик его физиологических функций и психофизиологических качеств, которые несут наибольшую нагрузку в обеспечении профессиональной и поведенческой деятельности человека (Кривощеков, Бочаров, 2010). Центральным понятием общей теории функциональных состояний является понятие системного ответа, который базируется на общих представлениях о системе, ее свойствах, структуре, поведении. Еще исследованиями Л.А. Орбели (1934) была подготовлена почва для появления идеи системной организации целенаправленного ответа, которая была воплощена в уровневой теории построения движения (Бернштейн, 1941) и теории функциональных систем (Анохин, 1975). Согласно мнению Л. Бертоланфи (1969) теория систем есть не что иное, как система понятий, позволяющая анализировать объекты, как системы, а под системой понимается множество элементов, с их отношениями и связями между ними, которые образуют определенную целостность.

На сегодняшний день не вызывает сомнений, что ФС могут затрагивать разные уровни: физиологический, психологический, поведенческий (рис. 6.1). На физиологическом уровне наиболее контрастно различаются состояния покоя, возбужденности (активиро- ванности) и заторможенности. Между тем известно множество менее контрастных состояний, например, усталости, перенапряжения, медитации и т.д. Различные психофизиологические показатели, взятые по отдельности, не могут достоверно дифференцировать одно состояние от другого, так как изменения в висцеральных системах, например, увеличение частоты сердечных сокращений, может на-

Психофизиология функциональных состояний (схема)

Рис. 6.1. Психофизиология функциональных состояний (схема)

блюдаться при различных состояниях (утомление, возбуждение, тревога, страх). Кроме того, одному и тому же ФС могут соответствовать разные формы поведения. Это зависит от волевых качеств, помогающих преодолевать нежелательные формы поведения (желание убежать при появлении опасности, либо броситься в бой, желание прекратить работу при появлении усталости, либо во что бы то ни стало довести ее до конца и т.д.). Каждому неблагоприятному функциональному состоянию противостоит волевое качество: неуверенности — решительность, страху — смелость, утомлению — терпеливость, фрустрации — упорство и настойчивость, злости — выдержка.

Функциональное состояние и деятельность. Традиционным критерием классификации ФС является деятельность, а функциональное состояние оценивается по тому влиянию, которое оно оказывает на надежность этой деятельности (Медведев, 2003).

С использованием критерия надежности, функциональное состояние оценивается по способности человека выполнять деятельность на заданном уровне с учетом цены деятельности. В качестве классификационного критерия принимается допустимость или недопустимость физиологических и психологических затрат для обеспечения надежности деятельности, т.е. допустимость или недопустимость того или иного состояния. Введение этого критерия делит все функциональные состояния на две группы: разрешенных и запрещенных состояний.

В частности, при утомлении критерий надежности действует до тех пор, пока ошибки деятельности не перейдут определенного предела (разрешенное состояние). При этом в зависимости от вида деятельности меняется и отношение к состоянию. Так, одно и то же состояние может быть «разрешенным» для землекопа и «запрещенным» для пилота самолета.

Функциональные состояния также разделяют в зависимости от требований, которые предъявляются со стороны деятельности или природных и антропогенных условий. Этот подход позволяет выделить два типа функциональных состояний: адекватной мобилизации и динамического рассогласования. Состояние адекватной мобилизации характеризуется оптимальным соответствием структуры и количественных характеристик системного ответа тем требованиям, которые достаточны для сохранения на должном уровне основных, жизненных функций организма и выполнения деятельности. Под оптимальностью при этом понимается такая организация системного ответа, при которой основные биологические показатели обеспечиваются при минимальной стоимости деятельности. При этом предполагается существование функциональных резервов организма, позволяющих сохранить стабильность и при дополнительном увеличении нагрузки. Состояние динамического рассогласования, характеризуется отсутствием адекватности ответной реакции условиям взаимодействия человека со средой. Его возникновение и течение определяются уровнем индивидуальных резервных возможностей человека.

Экстремальные состояния — это, прежде всего, состояния динамического рассогласования, когда требования среды настолько высоки, что организм не может обеспечить адекватный ответ, и необходима сложная перестройка (адаптивная) гомеостатического регулирования для того, чтобы обеспечить жизнедеятельность в этих условиях, изменения поведения и(или) использование мер активной защиты, связанной с преобразованием среды.

Классификация функциональных состояний. С учетом вышесказанного сформировалось несколько подходов для классификации функциональных состояний.

Комплексный подход рассматривает ФС как системный ответ организма, обеспечивающий его адекватность требованиям деятельности. А.С. Солодков и Е.Б. Сологуб (2008) дают такое определение: «ФС — это совокупность характеристик его физиологических и психофизиологических качеств, которые несут наибольшую нагрузку в обеспечении профессиональной и поведенческой деятельности человека». Такое определение предполагает, что для оценки ФС требуется интегральная оценка многих функций (психофизиологических индикаторов) организма.

В практике используется множественная регистрация психофизиологических индикаторов (ЭЭГ, ЧСС, ЭМГ, дыхательных движений и др. в сочетании с психологическими тестами), на основе которых функциональное состояние определяется как комплекс физиологических и поведенческих проявлений, сопровождающих различные аспекты человеческой деятельности. Каждое ФС при этом характеризуется своим собственным уникальным сочетанием показателей и реакций. Пример функционального состояния бодрствования, как блок-схема различных уровней активации, представлен на рис. 6.2. Недостатком данного подхода можно считать отсутствие критериев конкретного функционального состояния, поскольку используется лишь внешнее описание и перечисление психофизиологических характеристик.

Эргономический подход. Состояния организма человека оцениваются по результатам трудовой и профессиональной деятельности. Удобен для прогнозирования нежелательных ФС (монотония, стресс или высокая степень утомления). При этом подходе выделяют два класса ФС: 1) состояние адекватной мобилизации, когда все системы организма работают оптимально и соответствуют требованиям деятельности; 2) состояние динамического рассогласования, при котором различные системы организма или не полностью обеспечивают его

Бодрствование как функциональное состояние (по Антропова Л.К., 2009) деятельность, или работают на излишне высоком уровне траты энергетических ресурсов

Рис. 6.2. Бодрствование как функциональное состояние (по Антропова Л.К., 2009) деятельность, или работают на излишне высоком уровне траты энергетических ресурсов.

Состояние адекватной мобилизации, «оперативный покой» — это готовность к деятельности, при которой организм человека за короткий отрезок времени может перейти в ту или иную форму физиологической активности для выполнения конкретной деятельности. Например, развитие двигательной активности сопровождается повышением тонуса нервных центров, имеющих отношение к построению движений, напряжением вегетативных функций, активацией сенсорных путей управления движением, а также подкорковых и корковых мотивационных зон (рис. 6.3). В этом эргономический подход тесно взаимодействует с психофизиологическим подходом.

Психофизиологический подход опирается на представление о существовании модулирующих систем мозга. Акцент делается на функ-

Схема психофизиологических уровней организации движения (по Антропова Л.К., 2009) циональной специализации двух систем организма

Рис. 6.3. Схема психофизиологических уровней организации движения (по Антропова Л.К., 2009) циональной специализации двух систем организма: а) ретикулярная формация ствола мозга, способная оказывать как возбуждающее, так и тормозное влияние на вышележащие отделы мозга; б) лимбическая система, ответственная за эмоциональные состояния человека.

При этом функциональное состояние организма в условиях высокоинтенсивных физических либо психических нагрузок зависит от функциональных резервов организма, которые, с одной стороны, обеспечиваются заложенными в организме индивидуальными биохимическими, физиологическими и психологическими особенностями, а с другой — приобретаются (тренируются) в процессе индивидуальной адаптации.

Функциональное состояние тесно связано с адаптированностью организма. Хорошо доказано, что живые организмы приспосабливаются к разнообразным условиям существования в соответствии с законами адаптации, что приводит к изменению многих морфологических и физиологических показателей, как на уровне целого организма, так и в отдельных органах, тканях, клетках и субклеточных уровнях. В живом организме существуют установленные природой взаимоотношения между органическими формами и функциями. Органическая форма предопределяет функцию, а в свою очередь, функция формирует и преобразует органическую форму. Без этих природных взаимозависимостей между формой и функцией не могло быть адаптации организма к изменениям и возрастающим требованиям окружающей среды.

В этой связи ФС можно также рассматривать как результат, зависящий от деятельности соответствующих функциональных резервов. «Функциональные резервыдиапазон возможного уровня изменений функциональной активности физиологических систем, который может быть обеспечен активационными механизмами организма» (Словарь физиологических терминов, М.: Наука, 1987). Например, систему функциональных резервов спортсмена можно представить в виде 4 подсистем резервов: 1) биохимических, 2) физиологических, 3) спортивно-технических и 4) психологических (психических), которые взаимосвязаны между собой (рис 6.4). Две первые системы по своей сути являются биологическими, а две вторые — социальными, хотя и функционируют на основе биологических (физиологических) функциональных систем (Солодков, Сологуб, 2008). Подсистема психических резервов выступает как механизм физиологических резервов, а подсистема спортивно-технических — как регулятор их мобилизации. Рост функциональных резервов представляет физиологическую сущность долговременной адаптации организма и заключается в оптимизации реактивных свойств систем, направленной на целевую реализацию возможностей организма. Системообразующим фактором при этом является приспособительный полезный

Функциональное состояние как система функциональных резервов организма (по Давиденко Д.Н. и др. Пути мобилизации функциональных резервов спортсмена, 1984)

Рис. 6.4. Функциональное состояние как система функциональных резервов организма (по Давиденко Д.Н. и др. Пути мобилизации функциональных резервов спортсмена, 1984)

результат — высокоэффективное, устойчивое и экономное энергообеспечение работы, что в наибольшей степени влияет на конечный спортивный результат.

Следует обратить внимание, что ФС формируется в результате непрерывного протекания в организме процессов истощения и восстановления, которые тесно взаимосвязаны и сочетаются с процессами возбуждения и торможения в ЦНС. Чем больше энергетические траты во время работы, тем интенсивнее процессы их восстановления. Однако, если истощение функциональных потенциалов в процессе работы превышает оптимальный уровень, то полного восстановления не происходит. При несоответствии реакций обновления в клетках катаболическим процессам в организме могут возникать структурные изменения, ведущие к расстройству функций, развитию стресса и депрессии. В этой связи отметим, что любая попытка дать полное описание особенностей ФС, базируясь лишь на физиологических процессах без учета психологических особенностей, будет неверной.

Особое место в классификации ФС занимают «Пограничные состояния». Это еще один класс состояний, связанный с продолжительным напряжением функций или систем организма. Они наступают в тех случаях, когда адаптивные перестройки оказываются либо недостаточными, либо приобрели форму предпатологии. Переход от физиологической нормы к патологическим состояниям проходит ряд стадий, на которых организм пытается приспособиться к новым для него условиям среды путем изменения уровня функционирования (УФ) отдельных органов и систем. Для того чтобы в новых условиях сохранить существующий УФ или перестроиться на более адекватный УФ, требуется определенная степень напряжения регуляторных механизмов, направленная на мобилизацию функциональных резервов (ФР), под которыми понимаются информационные, энергетические, метаболические ресурсы организма, обеспечивающие его конкретные адаптационные возможности. Для того чтобы мобилизовать эти ресурсы при изменении условий окружающей среды, необходимо определенное напряжение регуляторных систем. Именно степень напряжения регуляторных систем, необходимая для сохранения гомеостаза, определяет текущее функциональное состояние человека.

Примером может служить хорошо известное в спорте состояние, которое возникает у человека после длительной работы большой интенсивности (при кислородном запросе свыше 1500 мл), сопровождающееся резким спадом работоспособности (мертвая точка). Одним из первых его наблюдал Г. Кольб в 1891 г. на спортсменах. «Мертвая точка» ощущается человеком, как тягостное эмоциональное состояние, связанное с чувством удушья, острым чувством тяжести в ногах, сознанием невозможности продолжать мышечную нагрузку, желанием сойти с дистанции (у пловцов, бегунов, велосипедистов, лыжников, конькобежцев и гребцов) или прекратить бой или схватку (у боксеров или борцов). Состояние сопровождается ухудшением ряда психических функций: снижается ясность восприятия, появляются иллюзии, особенно в сфере мышечно-двигательных восприятий, ослабевает мышление, нарушается внимание, замедляется быстрота реакций и увеличивается число ошибочных ответов. Этим психологическим особенностям в состоянии мертвой точки сопутствуют сдвиги физиологических функций. Несмотря на снижение интенсивности работы при появлении «мертвой точки», энергетические траты в организме остаются высокими. Увеличена частота дыхания при некотором уменьшении глубины (снижении жизненной емкости легких), увеличена частота сокращений сердца, возрастает артериальное давление. Несмотря на напряжение функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем отчетливо проявляется их несостоятельность в обеспечении нормального баланса между приходом и расходом энергетических источников. В организме накапливается большое количество кислых продуктов (молочной кислоты, а также углекислоты). Организм пытается снизить содержание молочной кислоты, результатом чего является повышение использования тканями того количества кислорода, которое имеется в крови.

Вследствие этого при «мертвой точке» увеличивается артерио-венозная разница (между содержанием кислорода в артериальной и венозной крови). Чем больше ткани (мышцы) забирают из артериальной крови кислорода, тем меньше его остается в венозной крови. Возникновению «мертвой точки» также способствуют повышение температуры тела вследствие нарушения теплорегуляции (теплопродукция опережает теплоотдачу) и повышение «кислотности» мышц, работающих в условиях гипоксии (недостатка кислорода). Поддержание мышечной нагрузки в этих условиях зависит во многом от волевых качеств человека.

Примером пограничных состояний (предпатологии) могут служить переутомление с возрастом или инвалидностью, а также «синдром хронического утомления», который может развиваться под действием множества факторов, наиболее распространенным из которых является постоянное недосыпание. Появилось нозологическое понятие «синдром хронической усталости». У людей с таким синдромом катастрофически не хватает времени на сон и они отдают ему гораздо меньше часов, с соответствующими последствиями для здоровья. Спутниками усталости являются депрессия, неправильное питание и плохая экология. Синдром хронического утомления грозит приобрести характер настоящей чумы XXI в. Эти состояния требуют не просто отдыха, а клинического наблюдения и лечения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >