Психофизиологическая характеристика состояния парабиоза

Чрезмерные по силе, длительности или частоте психические и физиче­ские воздействия приводят к развитию тормозных состояний, кото­рые Н.Е.Введенский назвал парабиозом («пара» — около, «биос» — жизнь).

Согласно представлениям Введенского, при переходе от возбуж­дения к тормозному состоянию возникают парабиотические стадии. Особенностью этих стадий является нарушение силовых отношений и изменение качества реагирования.

В первой стадии, названной уравнительной, как на сильный, так и на слабый раздражитель реакция по величине оказывается одинаковой. Во второй стадии — парадоксальной — на сильный раздражитель возникает меньшая реакция, чем на слабый. В третьей стадии — тор­мозной — ответа нет ни на сильный, ни на слабый раздражитель.

Эти типы реагирования были выявлены и в лаборатории И.П.Пав­лова при изучении у животных условно-рефлекторной деятельности (Павлов назвал их гипнотическими, или тормозными, фазами). Уда­лось показать, что могут извращаться не только количественные ха­рактеристики реакций (их величина), но и качество самих реакций: на положительный сигнал реакция отсутствует, а на отрицательный появляется. Стадия, в которой наблюдаются эти качественные извра­щения, была названа ультрапарадоксальной.

В той же лаборатории Н. И. Красногорский выделил три стадии развития крайне сильного возбуждения, сходные по характеристикам стадиям парабиоза Введенского. Красногорский назвал их эксцитаторными (от лат. excito — возбуждать). Простая эксцитаторная ста­дия характеризуется повышенным возбуждением, увеличенными от­ветными реакциями, но с сохранением закона силы. Уравнительная эксцитаторная стадия характеризуется одинаковым повышением от­ветной реакции, как на слабый, так и на сильный раздражитель (за счет большего увеличения реакции на слабый раздражитель). Парадок­сальная стадия характеризуется крайним перевозбуждением, услов­ные раздражители если и вызывают ответные реакции, то кратковре­менные и очень сильные, но могут и не вызывать их. Эти ответы похо­жи на судороги неупорядоченной активности. Эксцитаторные стадии могут появляться после тормозных парабиотнческих стадий, но мо­гут возникнуть и самостоятельно. С парадоксальной фазой Павлов связывал появление у человека апатии, а с ультрапарадоксальной — появление негативизма.

Неадекватность поведения человека может быть связана с нали­чием этих стадий. Например, в баскетболе бывали случаи, когда игро­ки забрасывали мяч в свою корзину, потеряв ориентировку при боль­шом психическом напряжении. Известно также, что человек при из­вестии о смерти близкого может начать улыбаться, хихикать, вместо того чтобы расплакаться.

Психофизиологическая характеристика состояний, вызванных интенсивной длительной деятельностью.

Мертвая точка».

При длительной работе большой, субмаксимальной, а иногда и уме­ренной (средней) интенсивности (при кислородном запросе свыше 1500 мл) может наблюдаться особое состояние утомления, сопровож­дающееся резким спадом работоспособности. Это состояние, назван­ное «мертвой точкой», впервые обнаружили жокеи у лошадей. С ип­подрома термин «мертвая точка» перекочевал в спорт. Это состояние одним из первых наблюдал Г. Кольб в 1891г. на гребцах.

«Мертвая точка» может рассматриваться как состояние острого стресса, вызванного физической работой.

Симптоматика «мертвой точки». Субъективно спортсмен пережива­ет тягостное эмоциональное состояние, связанное с чувством удушья, острым чувством тяжести в ногах, сознанием невозможности продол­жать деятельность, желанием сойти с дистанции (у пловцов, бегунов, велосипедистов, лыжников, конькобежцев и гребцов) или прекратить бой или схватку (у боксеров или борцов). Данное состояние связано с ухудшением ряда психических функций: снижается ясность воспри­ятия, появляются иллюзии, особенно в сфере мышечно-двигательных восприятий, ослабевают память (особенно процессы воспроизведе­ния), мышление. Нарушается внимание: уменьшается его объем, те­ряется способность распределения, резко снижается его устойчивость. Замедляется быстрота реакций, увеличивается число ошибочных от­ветов.

Перечисленным психологическим особенностям в состоянии «мерт­вой точки» сопутствуют сдвиги физиологических функций. Несмот­ря на снижение интенсивности работы, энергетические траты в ор­ганизме увеличиваются. Увеличена частота дыхания (до 60 в 1 мин) при некотором уменьшении глубины (снижении жизненной емкости легких), увеличена частота сокращений сердца, резко возрастает артериальное давление. На фоне напряжения функций сердечно-со­судистой и дыхательной систем отчетливо видна их несостоятель­ность в обеспечении нормального баланса между приходом и расхо­дом энергетических источников. Резкое увеличение распада веществ вследствие недостатка кислорода не компенсируется их восстановле­нием, и в организме накапливается большое количество кислых про­дуктов (молочной кислоты, а также углекислоты). Организм предпри­нимает усилия снизить содержание молочной кислоты, результатом чего является повышение использования тканями того количества кислорода, которое имеется в крови. В итоге при «мертвой точке» уве­личивается артериовенозная разница, т. е. разница между содержани­ем кислорода в артериальной и венозной крови: чем больше ткани (мышцы) забирают из артериальной крови кислорода, тем меньше его будет в венозной крови. Диссоциации оксигемоглобина — отделению кислорода от гемоглобина — при «мертвой точке» способствуют по­вышение температуры тела вследствие нарушения теплорегуляции (теплопродукция опережает теплоотдачу) и повышенная «кислот­ность» мышц, работающих в условиях гипоксии (недостатка кисло­рода).

В результате этих сдвигов снижается интенсивность деятельности спортсмена, уменьшаются мышечная сила, темп и амплитуда движе­ний.

Механизмы развития «мертвой точки». Очевидно, что причиной появления «мертвой точки» служит несоответствие между интенсив­ностью работы и функциональными возможностями вегетативных систем организма, обеспечивающих доставку кислорода к мышцам. Однако о конкретных механизмах «мертвой точки» существуют раз­личные мнения. Согласно одной теории, «мертвая точка» является следствием накопления в организме углекислоты. Недостаточность дыхания не обеспечивает ее выведения из организма, кислотность крови повышается, что приводит к затруднению выполнения работы. Однако большинство ученых считают, что только этим объяснить «мертвую точку» нельзя. В ряде случаев «мертвая точка» наблюдает­ся и при малых сдвигах кислотности крови и малом содержании угле­кислоты в крови, т. е. при истинном устойчивом состоянии организма. Признается, что большая роль в развитии «мертвой точки» при­надлежит центральной нервной системе, а конкретно — остро разви­вающемуся торможению в нервной системе (Ройтбак и Таварткиладзе, 1954). Очевидно, возникающее торможение имеет охранительную природу, развиваясь по типу запредельного. В связи с этим и «мерт­вая точка» рассматривается как своеобразное охранительное состоя­ние, ведущее к снижению интенсивности деятельности и дающее воз­можность нервным центрам отдохнуть (Фарфель, 1960).

Возможно, что в развитии «мертвой точки» играют роль висцеро-моторные и моторно-висцеральные рефлексы (Могендович, 1957), нарушение согласованности в регуляции деятельности со стороны нервной и гуморальной систем. Так, перенапряжение в работе сердца может рефлекторно угнетать работу скелетных мышц. Отмечено так­же, что при ухудшении состояния наступает функциональная дезин­теграция в работе мышечно-двигательной и вегетативной систем: они работают независимо друг от друга.

Спазм дыхания физиологи объясняют перевозбуждением дыха­тельного центра. Поскольку дыхание при беге у спортсмена интенсив­ное, мощная воздушная струя, проходя через суженную щель, усилен­но раздражает рецепторы голосовых складок. Потоки импульсов по­ступают по блуждающему нерву в дыхательный, сосудодвигательный центры, сердце и двигательную зону коры больших полушарий, сиг­нализируя о том, что нужно уменьшить интенсивность работы.

В процессе эволюции в организме выработалась защитная реакция: при опасном перевозбуждении дыхательного центра ослабляется то­нус голосовых складок. Когда дыхательный центр функционирует нормально, но усиленно, тонус голосовых складок повышен, и они плотно прижаты к стенкам гортани. Поэтому просвет голосовой щели максимально расширен и воздух проходит свободно. При «мертвой точке» расслабленные складки закрывают часть просвета голосовой щели, чтобы уменьшить поток проходящего через щель воздуха и тем самым — раздражение нервных окончаний в голосовой щели и воз­буждение нервных центров.

Этот же механизм обнаруживается и у детей при их сильном эмо­циональном возбуждении во время плача, когда они, как говорят в на­роде, «закатываются». Можно вспомнить и строку из басни И.А.Кры­лова: «от радости в зобу дыханье сперло».

Условия появления «мертвой точки». Появлению «мертвой точки» способствует ряд условий.

1. Интенсивность работы: чем больше интенсивность, тем раньше мо­жет наступить «мертвая точка» и тем тяжелее состояние. Например, при беге на дистанции 5 и 10 км «мертвая точка» может наступить через 5-6 мин работы, а при марафонском беге она возникает поз­же, но иногда появляется повторно.

2. Уровень подготовленности спортсмена: чем хуже спортсмен под­готовлен физически, тем вероятнее наступление «мертвой точки»; у хорошо тренированных опытных спортсменов момент наступле­ния «мертвой точки» отодвигается от старта и состояние выраже­но слабее.

3. Степень подготовленности спортсмена к работе: неполное врабатывание (вследствие плохо проведенной разминки) приводит к по­явлению «мертвой точки».

4. Внешние условия деятельности: возникновению «мертвой точки» благоприятствуют высокая температура и большая влажность воз­духа, поэтому к соревнованиям, проводимым в таких условиях, нужна специальная адаптация.

При наличии этих условий «мертвая точка» у новичков может по­явиться даже на спринтерских дистанциях (например, в беге на 200 м).

Второе дыхание».

Большая роль в преодолении «мертвой точки» принадлежит волево­му усилию спортсмена. Если, несмотря на трудности, спортсмен про­должает деятельность, стремится наладить редкое и глубокое дыха­ние, то наступает облегчение — «второе дыхание». Один из его при­знаков — сильное потоотделение. Правда, оно может начаться и позже появляющегося облегчения. С потом выделяется часть молочной кис­лоты и других недоокисленных продуктов, накопившихся в организме при «мертвой точке». Облегчению способствует и увеличивающаяся утилизация кислорода тканями, о чем говорилось выше. В результате снабжение кислородом организма и работающих органов увеличива­ется (увеличивается жизненная емкость легких), постепенно умень­шается артериовенозная разница, быстрее начинает выводиться угле­кислый газ. «Второе дыхание» сопровождается чувством физического облегчения, восстановлением нормальной деятельности психических функций (памяти, внимания, мышления, восприятий), появлением стенических эмоций, желанием продолжать деятельность.

Механизмы возникновения «второго дыхания» неясны в полной мере, так же, впрочем, как и механизмы появления «мертвой точки». Считают, что восстановлению работоспособности способствует временное снижение интенсивности работы нервных клеток (Фарфель, 1960). Однако вряд ли только этим объясняется наступающее облег­чение. Очевидно, «второе дыхание» — результат включения резерв­ных (защитных) механизмов, которые в обычных условиях в регу­ляции не участвуют. В пользу этого, в частности, говорят факты повышения утилизации тканями кислорода и резкое улучшение тер­морегуляции (за счет потовыделения), наблюдающееся во многих слу­чаях.

Весьма вероятно, что продолжающаяся с помощью волевого уси­лия работа является фактором, мобилизующим гипофизарно-адрено-кортикальную систему, которая усиливает выделение адреналина и кортикостероидов, повышающих работоспособность мышц. Об этом могут свидетельствовать данные Э.Ф. Корейской (1967), наблюдав­шей повышенное выделение с мочой 17 оксикортикоидов в тех случа­ях, когда утомление преодолевалось волевым усилием.

При работе максимальной и субмаксимальной мощности «второе дыхание» может не наступить. Одна из причин — недостаток време­ни: спортсмен заканчивает дистанцию раньше, чем могут включиться защитные, резервные возможности. Другая причина — большая ин­тенсивность работы, не дающая нервным центрам передышки.

Меры предупреждения «мертвой точки» связаны с устранением факторов, ее вызывающих: повышение уровня тренированности, тща­тельная разминка, правильная раскладка сил на дистанции (слишком быстрое начало, особенно у новичков, может привести к возникнове­нию «мертвой точки»). На тренировках особое внимание следует об­ращать на волевое преодоление «мертвой точки». Снижение интен­сивности деятельности — это крайняя мера, нежелательная не только на соревнованиях, но и на тренировках. Спортсмен должен научиться терпеть гипоксию и неприятные ощущения, ей сопутствующие.

Состояние утомления.

Период работы можно разделить на два этапа. На протяжении перво­го этапа функциональные системы достигают нужного и устойчивого уровня деятельности, работа осуществляется при оптимальном спо­собе регулирования, без существенного напряжения психических сил. Однако умственная или физическая работа не может продолжаться бесконечно. Рано или поздно наступает состояние утомления. Это значит, что функциональный потенциал человека снижается и, чтобы обеспечить прежнюю эффективность деятельности, ему нужно моби­лизоваться, прилагать большие волевые усилия.

Из всех понятий, какими пользуется современная физиология, едва ли есть менее ясное и определенное, чем понятие утомления. Возникшее на почве субъективных переживаний работающего как «тревожный крик организма в схватке с материей», по образному выражению французских физиоло­гов, оно эмпирически связано с уменьшением производимой работы и представляет собой лишь практическое название весьма сложного и не­однородного комплекса явлений. Полное содержание его определяется не только физиологическим, но также и психологическим, результативно-производственным и социальными факторами.

Физиология приняла понятие утомления таким, каким дал его непосред­ственный опыт, без точного определения. Многочисленные попытки рас­крыть его содержание, выразив в привычных терминах и сведя к установ­ленным в физиологии закономерностям, долгое время оставались безус­пешными. Основная причина была в том, что все попытки, в конце концов, сводились к тому, чтобы понять это сложное состояние по одной какой-либо стороне, его проявлению, по изменению функционального состоя­ния отдельных органов и тканей. Между тем рабочая деятельность орга­низма и нарушения ее, в частности утомление, могут быть правильно поня­ты и изучены только в отношении целостного организма, в его неразрывной связи с внешней средой. Вот почему в течение длительного времени имелось ряд сменяющихся гипотез, ни одна из которых не получила общего признания. Более того, учитывая всю сложность и многогранность про­блемы, Muscio (1921) предложил даже вообще изъять термин «утомле­ние» из научного словаря.

До сих пор практически действительным продолжает оставаться лишь са­мое общее определение утомления. В формулировке Lagrange полувеко­вой давности оно сводится к следующему «Утомление есть понижение функциональной дееспособности, вызванное чрезмерной деятельностью и сопровождаемое характерным болезненным ощущением и уменьшени­ем способности работать». Такими же по существу являются и современ­ные формулировки. Так, Bartlett (1953) рассматривает утомление как тер­мин для обозначения ухудшения активности в результате ее длительного воспроизведения в нормальных условиях. Г. В Фольборт (1955) указыва­ет, что «утомление есть снижение полноценности функции, развивающее­ся во время длительной или напряженной деятельности». Можно было бы привести еще много аналогичных определений. Все они повторяют фор­мулу Lagrange или более сжатое определение А. А. Ухтомского, рассмат­ривавшего утомление как упадок дееспособности после более или менее продолжительной работы (Виноградов, 1966).

Утомление обычно определяют как вызванное работой временное снижение работоспособности вследствие нарушения регуляторных процессов Г.Леман (1967), например, пишет «Утомление представ­ляет собой снижение функциональной возможности органа или всего организма, наступившее в результате деятельности». Однако, как справедливо считает Р.А. Шабунин (1968), снижение работоспо­собности не является ни единственным, ни первым признаком утом­ления. Ведь имеется период, когда утомление уже наступило, а рабо­тоспособность еще не снижена (период компенсированного утомле­ния) Лишь, когда резервные возможности человека, мобилизуемые силой воли, исчерпаны, эффективность деятельности начинает сни­жаться (период некомпенсированного утомления). Поэтому утомление — это нормальное состояние, возникающее при длительной или интенсивной работе, в результате ко­торой человеку становится, сначала трудно, а затем и не­возможно поддерживать требуемые интенсивность и ка­чество работы.

Оно отражает перестройку регуляторных функций от оптималь­ного режима работы к экстремальному для поддержания работоспо­собности на прежнем уровне.

«Усталость — психическое явление, переживание, вызываемое утомлени­ем и близкое по своей природе переживаниям боли, голода, жажды. Сте­пень усталости и утомления может не совпадать за счет положительного или отрицательного эмоционального фона деятельности, однако усталость является чутким «натуральным предупредителем о начинающемся утомле­нии», — говорил А.А.Ухтомский (Платонов, 1970).

Одним из ранних признаков утомления является чувство усталости. Оно сопровождается определенными ощущениями и является отра­жением субъективного мира человека, но основу его составляют фи­зиологические сдвиги, и в этом смысле оно так, же объективно, как любое физиологическое явление.

О физиологической природе ощущения усталости известно очень мало. Ощущение мышечного утомления вначале локализовано в об­ласти работающих мышц и часто сопровождается болевыми ощуще­ниями. По мнению болгарского физиолога Д. Матеева, накопление неокисленных продуктов метаболизма, гипоксия и другие сдвиги, раз­вивающиеся при утомлении во внутренней среде работающей мыш­цы, служат причинами того, что афферентные импульсы, порожден­ные мышечной работой, становятся при ее продолжении все более и более сильными. Эта увеличивающаяся по силе афферентация представляет собой физиологическую сторону субъективного чувства усталости, которое с течением работы становится все более выражен­ным и даже может перерасти в острую боль, заставляющую человека прекратить работу.

В.В.Розенблат (1961) выдвинул гипотезу, что в основе ощущения усталости лежит преимущественно процесс торможения в двигатель­ных корковых клетках при начинающемся их истощении.

В первой половине XX в. считалось твердо установленным фактом отчетливое расхождение между утомлением и усталостью (Каплун, 1926; Беркович, 1949, и др.). Но об утомлении исследователи судили по кривой работоспособности, а она, как известно, неточно отражает наступление состояния утомления, так как имеется фаза компенси­рованного утомления, во время которой за счет волевых усилий чело­века работоспособность поддерживается на прежнем уровне. Кроме того, есть подозрение, что подобные расхождения, в частности нали­чие усталости без падения работоспособности, что наблюдал Гугенхайм (Gugenheim, 1953), имелись потому, что за усталость принима­лось переживание апатии, скуки (в исследовании Гугенхайма речь шла о монотонной работе). Кроме того, до сих пор путаются понятия утом­ление и усталость: первое приравнивается ко второму, хотя и называ­ется физиологическим.

По мнению психологов, есть два типа усталости:

1. психологическая, которая сродни апатии, и

2. физиологическая, являющаяся следствием чрезмерной физической нагрузки.

И психологическая и физиологическая усталость может стать причиной низкой производительности труда, ошибок, произ­водственного травматизма и прогулов. Усталость как следствие продол­жительного и тяжелого физического труда вызывает поддающиеся изме­рению физиологические изменения... Психологическую, или субъективную, усталость измерить труднее, но она причиняет человеку не меньше непри­ятностей, чем физическая усталость. Всем нам знакомы напряжение, раз­дражительность и вялость, являющиеся следствием чрезмерной усталости (Шульц Д., Шульц С. Психология и работа. СПб.: Питер, 2003. С. 383-384).

Некоторые ученые отождествляют усталость и скуку, апатию при выполнении работы, считая, что усталость выражается в снижении интереса к работе и зависит от ее однообразия (монотонности). Одна­ко в ряде работ (Фетискин, 1972, и др.) показано, что субъективным переживаниям скуки и усталости соответствуют различные измене­ния нервных процессов в центральной нервной системе. У испытуе­мых, жалующихся на скуку при монотонии, наблюдается усиление процесса торможения на эмоционально-мотивационном уровне регу­ляции, а в двигательных центрах возбуждение может даже увеличи­ваться. При усталости вследствие мышечной деятельности торможе­ние в первую очередь усиливается в двигательных центрах и лишь, потом может наступать в мотивационном уровне регуляции.

Шабуниным (1968) показано, что усталость появляется в момент адаптивных изменений ряда физиологических функций, обеспечива­ющих физическую работу. Эти изменения состоят в увеличении сум­марной биоэлектрической активности мышц, в изменении глубины дыхания, учащении пульса. Сходные данные получены Г.И. Мызаном (1975). При появлении чувства усталости у работавших наблюдалось кратковременное уменьшение частоты пульса и дыхания, вслед за ко­торым оба эти показателя резко увеличивались. Увеличение напря­женности в работе сердечно-сосудистой и дыхательной систем сопро­вождалось усилением потоотделения. Все перечисленные признаки свидетельствуют о большой напряженности в работе организма, со­провождающей преодоление утомления.

Субъективное чувство усталости, по мнению ряда ученых, доста­точно точно отражает тяжесть работы, поэтому чувство усталости можно рассматривать как субъективное отражение усилия, необходи­мого для сохранения координации связанных с работой процессов.

Иногда различают общее и местное утомление. Но это деление весьма условно. «Источник ощущения усталости помещают обыкновенно в рабо­тающие мышцы; я же помещаю его... исключительно в центральную нерв­ную систему», — писал И.М. Сеченов, заложивший основу рефлектор­ной теории утомления, пришедшей на смену теории утомления как исто­щения (Н. Schif, M. Wernon) и гуморальной теории утомления (Е. Pfluger) (Платонов, 1970).

При развитии утомления наблюдаются изменения не только в веге­тативной и мышечной системах, но и в психической сфере. Подробное описание психологической симптоматики дал К.X. Кекчеев (1947).

В сенсорной сфере снижается чувствительность рецепторов вслед­ствие того, что на них выделяется меньше ацетилхолина. Резко ухуд­шается устойчивость ясного видения не только при работах, требую­щих напряжения зрения, но и тех, где напряжение зрения не требует­ся. Падает интенсивность внимания, затрудняется его переключение и распределение; наблюдается тенденция к персеверациям; появляют­ся выпадения памяти и затруднение запоминания. Снижается объем памяти, внимания, острота зрения, «чувство времени» (А.Ц.Пуни, 1959). Изменяется качество запоминания: от логического запомина­ния человек переходит к механическому запоминанию. Все это при­водит к снижению эффективности умственной деятельности. При физическом утомлении нарушается координация движений, возника­ют лишние движения, замедляется быстрота и точность реагирования на сигналы.

Умственное утомление

При утомлении, возникающем при длительной или напряженной ум­ственной деятельности, изменения наблюдаются во многих системах организма: интеллектуальной, психомоторной, сердечно-сосудистой, рецепторной и др. Изменяются состав крови, газообмен, температура тела. Но основные изменения касаются психических процессов и эф­фективности умственной деятельности. Еще в конце XIX в. были по­лучены основные данные, доказывающие это. Бургерштайн (Burgerstein, 1891) отметил увеличение количества ошибок в решениях задач на сложение и умножение по мере нарастания умственного утомле­ния испытуемых. Аналогичные результаты получили Ф.К. Телятник (1887), Крепелин (Krapelin, 1892) и др.

Бурдон (Bourdon, 1895) для изучения умственного утомления при­менил способ, широко используемый до сих пор, с зачеркиванием оп­ределенной буквы (сначала — в тексте, а затем — в специальных бук­венных таблицах). При утомлении уменьшается скорость выполнения задания и увеличивается количество ошибок. Эти данные были мно­гократно подтверждены другими исследователями, что свидетель­ствует о том, что при умственном утомлении снижается концентра­ция внимания.

Умственное утомление - это объективное состояние организма, а умствен­ная усталость - субъективное чувство человека. Усталость можно приглу­шить эмоциональным подъемом, усилением интереса к работе. В возбужден­ном состоянии можно не заметить утомления. Так, несмотря на то, что экза­мены у студентов проходят в конце семестра, когда они утомлены, эмоцио­нальный подъем в день экзамена бывает настолько большим, что временно снижает чувство усталости. Успешная сдача экзамена еще больше мобили­зует студента, неудача иногда может привести к депрессии. После сессии у студентов нередко наблюдается нервное переутомление. Особенно у тех, кто мало и не систематически трудился в течение семестра и выполнявших, несмотря на усталость, огромную работу непосредственно перед экзаменом.

Таблица 5.4.