Глава 3. Принципы центральной нервной регуляции трудовой деятельности

Глава 3. Принципы центральной нервной регуляции трудовой деятельности

3.1. Краткая история исследования нервной системы человека.

З.2. Понятия о строении, функциях и свойствах нервной системы.

3.3. Процессы возбуждения и торможения. Учение о парабиозе Н.Е. Введенского.

3.4. Рефлекторная функция центральной нервной системы. Учение И.П. Павлова о сигнальных системах.

3.5. Динамический рабочий стереотип и интегральный образ рабочих действий.

3.6. Интегративная функция центральной нервной системы. Функциональная система как единица измерения интегративной функции.

3.7. Координационная функция центральной нервной системы. Учение А.Н. Ухтомского о доминанте.

Цель: рассмотреть основные этапы изучения нервной системы человека, получить краткие сведения о строении, функциях и свойствах нервной системы и принципах центральной нервной регуляции трудовой деятельности.

Ключевые слова: возбуждение, торможение, рефлекторная дуга, сигнальные системы, интегративная и координационная функции центральной нервной системы, доминанта, динамический рабочий стереотип, функциональная система.

3.1.

Краткая история исследования нервной системы человека

Нервная система определяет функционирование всех внутренних органов и систем человека и является основой его психической и трудовой деятельности. Этим объясняется факт непрестанного внимания физиологов и психологов труда к проблемам, связанным с центральной нервной регуляцией трудовой деятельности.

Начиная с древних времен, ученых интересовал вопрос о строении и функциях человеческого мозга. Однако знания в этом направлении накапливались чрезвычайно медленно. Если за работой остальных внутренних органов и систем (кишечника, сердца и т.п.) можно непосредственно наблюдать, то функционирование мозга проявляется только через изменение деятельности других систем организма или в конкретном поведении человека. Древние философы представляли себе человеческий мозг крайне примитивно. Так, Аристотель считал, что мозг лишен крови, а нервы берут начало из сердца. Мозгу приписывались функции выделения избыточной жидкости из организма в связи с тем, что в нем находится канал, наполненный жидкостью и производящий впечатление водопровода.

У выдающегося римского врача Галена, жившего во II веке н.э., можно встретить более точные сведения о роли центральной нервной системы. В частности, он считал, что центральная нервная система управляет двигательной функцией и ее повреждение приводит к параличам. Гален полагал, что все функции мозга связаны с особыми жидкостями (гуморами), которые текут по полым нервам к различным органам. Эти представления сохранялись практически неизменными на протяжении более 1000 лет [4].

Дальнейшее развитие учения о нервной системе человека получило в трудах французского философа и естествоиспытателя Р. Декарта (середина XVII в.), английского ученого Т. Виллиса (конец XVII в.) и великого физиолога И. Прохаски (XVII в.).

Достаточно быстро сведения об анатомии и физиологии мозга начали накапливаться в XX веке. Так, в этот период была открыта нервная клетка – структурная единица нервной системы (Р. Дюттроше, 1824 г., а затем К. Эренберг и Й. Пуркине). В 1838 году Т. Шванн и Р. Ремак начали изучение хода волокон в центральной нервной системе. В 1791 г. А. Гальвани произвел свой знаменитый опыт с животным электричеством, давший начало развитию электрофизиологии – основы современной физиологии нервной системы.

Дальнейшие успешные исследования в этом направлении связаны с именем выдающегося русского физиолога И.М. Сеченова (XIX в.), открывшего процесс торможения и изучившего взаимодействие возбуждения и торможения в центральной нервной системе, а также обосновавшего положение о том, что высшие отделы центральной нервной системы функционируют по принципу рефлекса. Основу экспериментального изучения рефлекторной деятельности коры головного мозга заложил русский физиолог И.П. Павлов.

В XX веке появилось большое количество работ по изучению физиологии мозга и центральной нервной регуляции трудовой деятельности (П.Г. Костюк, З.М. Золина, М.Н. Ливанов и др.). Технические достижения позволили ученым достаточно точно изучить структуры и функции не только определенных участков центральной нервной системы, но и отдельных нервных клеток.

3.2.

Понятия о строении, функциях и свойствах нервной системы

Нервная система человека, состоит из двух отделов:

· центральной нервной системы, включающей головной и спинной мозг;

· периферической нервной системы, состоящей из нервных волокон, отходящих от головного и спинного мозга.

Традиционно со временем французского физиолога Биша (начало XIX в.) нервную систему подразделяют на соматическую и вегетативную, в каждую из которых входят структуры головного и спинного мозга, называемые центральной нервной системой, а также лежащие вне спинного и головного мозга и поэтому относящиеся к периферической нервной системе нервные клетки в нервные волокна.

Соматическая нервная система представлена эфферентными (двигательными) нервными волокнами, иннервирующими скелетную мускулатуру, и афферентными (чувствительными) нервными волокнами, идущими в центральную нервную систему от рецепторов (нервных окончаний, воспринимающих раздражение и преобразующих его в нервный импульс).

Вегетативная нервная система включает в, себя эфферентные нервные волокна, идущие к внутренним органам и рецепторам, и афферентные волокна, идущие от рецепторов внутренних органов.

По морфологическим и функциональным особенностям вегетативная нервная система разделяется на симпатическую и парасимпатическую. Симпатические и парасимпатические нервы обычно действуют как антагонисты. Например, при возбуждении парасимпатических (блуждающих) нервов ритм сердца замедляется, а под влиянием симпатических нервов ускоряется. При повышении активности блуждающих нервов тонус гладкой мускулатуры бронхов повышается, в результате этого их просвет уменьшается. Под влиянием симпатической нервной системы мускулатура бронхов расслабляется, и просвет их увеличивается. За счет разнонаправленного влияния двух отделов вегетативной нервной системы на деятельность органов обеспечивается лучшее приспособление организма к условиям существования и труда.

Спиной мозг является наиболее древним отделом центральной нервной системы. В центральной части спинного мозга находится серое вещество, состоящее преимущественно из нервных клеток и образующее выступы – задние, передние и боковые рога (рис. 3.1) [2, с. 323]. Вокруг серого вещества располагается белое вещество спинного мозга. Оно образовано нервными волокнами восходящих и нисходящих путей, соединяющих различные участки спинного мозга друг с другом, а также спинной мозг с головным.

Связь спинного мозга с периферией осуществляется посредством нервных волокон, проходящих в спинно-мозговых корешках. По ним к спинному мозгу поступают афферентные (чувствительные) импульсы и проходят от него на периферию эфферентные (двигательные) импульсы. По обеим сторонам спинного мозга располагается 31 пара передних и задних корешков.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Рефлекторная функция заключается в том, что возбуждение, возникающее в рецепторе, по чувствительному нерву поступает в соответствующий отдел спинного мозга, а двигательные волокна проводят нервные импульсы от спинного мозга к периферии.

Проводниковая функции заключается в следующем. Через спиной мозг проходят восходящие и нисходящие пути. Восходящие нервные пути передают информацию от рецепторов кожи и мышц через спинной мозг к мозжечку и коре головного мозга. Нисходящие нервные пути связывают головной мозг с нервными клетками спинного мозга.

Непосредственным продолжение спинного мозга является продолговатый мозг, который вместе с варолиевым мостом, средним и промежуточным мозгом образуют ствол мозга. Ствол мозга сверху покрыт белым веществом, а серое вещество внутри этого образования формирует ядра, от которых отходит 12 пар черепно-мозговых нервов.

В продолговатом мозге находятся центры, благодаря которым осуществляются:

· защитные рефлексы (мигание, слезоотделение, чихание, кашлевой и рвотный рефлексы)

· установочные рефлексы, обеспечивающие тонус мускулатуры, необходимый для поддержания позы и осуществление рабочих актов;

· лабиринтные рефлексы, способствующие правильному распределению мышечного тонуса между отдельными группами мышц и установке той или иной позы тела;

· рефлексы, связанные с функциями систем дыхания, кровообращения, пищеварения.

Средний мозг осуществляет:

· ориентировочные рефлексы (движение глаз, поворот головы и туловища в сторону светового или звукового раздражителя;

· конвергенцию (сведение и разведение глазных яблок при переносе взора с удаленных пределов на близкие и обратно);

· установочные рефлексы, обеспечивающие сохранение правильного положения тела в пространстве;

· регуляцию тонуса мышц, что является необходимым условием осуществления координированных движений.

Промежуточный мозг состоит из двух отделов: таламуса и гипоталамуса.

Через таламус к коре головного мозга поступает информация от всех рецепторов нашего организма, за исключением обонятельных. В результате в определенных областях коры большого мозга возникают соответствующие ощущения (зрительные, слуховые и т.д.). При повреждении таламуса у человека наблюдается полная потеря чувствительности или ее снижение, выпадает сокращение мимической мускулатуры, которое сопровождает эмоции, могут возникать расстройства сна, зрения и т.д.

Гипоталамическая область участвует в регуляции обмена веществ, регулирует теплообразование и теплоотдачу, состояний сна и бодрствования. В ядрах гипоталамуса происходит образование определенных гормонов. Передние отделы гипоталамуса являются высшими центрами парасимпатической нервной системы, задние – симпатической нервной системы. Гипоталамус участвует в регуляции многих вегетативных функций.

В центральной части ствола головного мозга находятся ретикулярная формация, представляющая собой скопление особых нейронов, волокна которых образуют своеобразную сеть. Нейроны ретикулярной формации в области ствола мозга были описаны в прошлом веке немецким ученым Дейтерсом. В.М. Бехтерев подобные структуры обнаружил и в области спинного мозга. Назначение ретикулярной формации – с помощью импульсов регулировать возбудимость центральной нервной системы.

Позади продолговатого мозга располагается мозжечок, основными функциями которого являются координация движений и нормальное распределение мышечных функций. При повреждении или удалении мозжечка наблюдается следующие виды расстройств:

· атония – исчезновение или ослабление мышечного тонуса;

· астения – снижение силы мышечных сокращений;

· астазия - потеря способности к слитным мышечным сокращениям.

В результате атонии, астении и астазии нарушается координация движений, отмечается шаткая походка и неточные движения. Весь комплекс двигательных расстройств при поражении мозжечка получил название атаксии.

Высшими отделами центральной нервной системы являются кора большого мозга и подкорковые образования (правое и левое полушарие большого мозга, соединенные мозолистым телом). Большие полушария так же, как и спинной мозг, состоят из серого и белого вещества. Белое вещество состоит из нервных волокон, размещающихся под корой. Серое вещество представлено нервными клетками и нейроглией и образует кору головного мозга, покрывающую полушария. Толщина коры головного мозга составляет 2-3мм. В ней насчитывается 15-16 млрд. нервных клеток и около 1000 млрд. связей между ними

Клетки нейроглии выполняют ряд важных функций:

· они являются опорной тканью;

· участвуют в обмене веществ головного мозга;

· регулируют кровоток внутри мозга;

· выделяют нейросекрет, который регулирует возбудимость нейронов коры большого мозга.

Функции коры голоного мозга заключаются в следующем:

· кора осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой за счет безусловных и условных рефлексов;

· она является основой высшей нервной деятельности (поведения) организма;

· за счет деятельности коры осуществляются высшие психические функции: мышление и сознание;

· кора регулирует и объединяет работу всех внутренних органов и регулирует обмен веществ.

Особенностью коры головного мозга является функциональная неоднозначность ее различных областей. Обнаружено, что височные доли коры связаны со слуховыми функциями, затылочные – со зрительными, в лобной области находится центр речи (центр Брока) и т.д.

В коре головного мозга имеются сенсорные, моторныеи ассоциативныезоны. Сенсорные зоны - это отделы разных органов чувств (зрительного, слухового и др.). Моторные зоны коры управляют движениями. Ассоциативные зоны, занимающие большую часть поверхности коры, осуществляют связь между всеми ее отделами. Деятельность ассоциативных зон связана с высшими психическими функциями – памятью, логическим мышлением, обучением и т.п.

Основной структурной единицей нервной системы является нервная клетка – нейрон, состоящая из тела и отростков: длинного – аксона и многих коротких – дендритов. Аксоны формируют нервы и нервные волокна. Дендриты осуществляют связь между нервными клеточками и, как правило, не выходят за пределы центральной нервной системы.

Основными свойствами нервной системы являются возбуждение и проведение. Возбуждение – это способность возбуждаться в ответ на раздражение. Проведение – это способность передавать возбуждение от одних клеток к другим. Передача возбуждения от одного нейрона к другому осуществляется с помощью специальных структур, называемых синапсами. Аксоны формируют синапсы на теле другой нервной клетки или ее отростках. На каждом нейроне может быть до 15-20 тысяч синапсов.

3.3.

Процессы возбуждения

и торможения.

Учение о парабиозе

Н.Е. Введенского

Основными нервными процессами человеческого организма являются возбуждение торможение.

Возбуждение формируется благодаря способности живой специализированной ткани отвечать на действие раздражителя изменением физических свойств. Его можно охарактеризовать как биологический процесс, который складывается из нервных импульсов и приводит в действие тот или иной орган или элемент [7, с.10; 2, с.275].

Возбуждение характеризуется рядом общих и специфических признаков.

К общим признакам возбуждения, которые присущи всем возбудимым тканям (нервной, мышечной, железистой), относятся:

· изменение уровня обменных процессов в тканях;

· выделение различных видов энергии – тепловой, электрической, а по некоторым данным, и лучистой.

Специфические признаки возбуждения характеризуют особенности возбудимых тканей. Например, специфическим признаком возбуждения мышечной ткани является сокращение, железистой – выделение секрета, нервной – воспроизведение (генерация) нервных импульсов.

Различают две формы возбуждения:

· местное нераспространяющееся;

· импульсное волнообразно распространяющееся.

Для возникновения возбуждения в нервной системе необходимо воздействие раздражителя (фактора, способного вызвать ответную реакцию возбудимых тканей).

Раздражители делятся на следующие группы:

· физические (кислота, щелочи и т.п.;

· физико-химические (осмотический сдвиг кислотно-щелочного равновесия и др.).

По своей силе раздражители могут быть:

· подпороговыми;

· пороговыми;

· надпороговыми.

Подпороговый раздражитель – это раздражитель такой силы, который не вызывает видимых изменений, не обусловливает возникновение физико-химических сдвигов в возбудимых тканях. Однако степень этих сдвигов недостаточна для возникновения распространения возбуждения.

Пороговый – это раздражитель минимальной силы, который впервые вызывает ответную реакцию со стороны возбудимой ткани. Пороговую силу раздражителя называют порогом раздражения или возбуждения.

Между порогом раздражения и возбуждения существует обратная зависимость: чем выше порог раздражения, чем ниже возбудимость; чем ниже порог раздражения, тем возбудимость выше.

Надпороговым называют раздражитель, сила которого выше порогового раздражителя.

Для возникновения возбуждения раздражитель должен:

· иметь пороговую силу;

· обладать пороговой длительностью;

· иметь определенную скорость нарастания во времени.

Если раздражитель имеет достаточную силу и необходимую (пороговую) длительность, но низкую скорость нарастания во времени до пороговой величины, то он окажется неэффективным. Необходимым условием появления ответной реакции является нарастание силы раздражителя с достаточной быстротой. Приспособление возбудимой ткани к медленно нарастающему раздражителю получило название аккомодации. Аккомодация обусловлена тем, что за время нарастания силы раздражения в ткани успевают развиться активные изменения, повышающие порог раздражения и препятствующие развитию возбуждения.

Работоспособность нервной ткани определяется возбуждением, которое она может выдержать: чем большую нагрузку в виде процесса возбуждения способны выдержать нервные структуры, тем выше их работоспособность.

Торможение (как и возбуждение) – сложный биологический процесс, ослабляющий или останавливающий действие того или иного органа и снижающий уровень активности физиологической системы [7, с.11].

Выделяют две формы торможения:

· первичное;

· вторичное.

Для возникновения первичного торможения необходимо наличие специальных тормозящих структур (тормозных нейронов и тормозных синапсов[1]). Торможение в этом случае возникает первично без предшествующего возбуждения.

Вторичное торможение развивается в результате функциональной активности обычных возбудимых нейронов и не требует наличия специальных тормозных структур.

Торможение, наряду с возбуждением, принимает активное участие в приспособлении организма к окружающей среде и условиям трудовой деятельности. Торможение играет важную роль в формировании условных рефлексов (освобождает центральную нервную систему от переработки несущественной информации), обеспечивает координацию двигательного акта. В процессе труда торможение выполняет охранительную функцию, защищая нервные центры от утомления и истощения, а также выключает реакции работника на побочные раздражители.

Предположение о единстве процессов возбуждения и торможения впервые высказал Н.Е. Введенский в монографии «Возбуждение, торможение, наркоз» (1901). Н.Е. Введенский обнаружил, что возбудимые ткани на самые разнообразные чрезвычайно сильные воздействия отвечают универсальной реакцией, одинаковой во всех случаях, которую он назвал парабиозом.

Сущность парабиоза состоит в том, что под влиянием сильного раздражителя в возбудимых тканях наблюдаются обратимые фазные изменения их возбудимости и проводимости.

Парабиоз имеет три стадии:

· уравнительную;

· парадоксальную;

· тормозную.

В уравнительную стадию парабиоза наблюдается одинаковая ответная реакция со стороны мышцы на сильные и слабые раздражения нерва.

В парадоксальную стадию на слабый раздражитель возникает большее по амплитуде сокращение мышцы, чем на сильный раздражитель.

В тормозную стадию парабиоза нет четкой реакции ни на слабые, ни на сильные раздражения.

Парабиоз – явление обратимое. При устранении причины его вызывающие, физиологические свойства нервного волокна восстанавливаются. При этом наблюдается обратное развитие фаз парабиоза - тормозная, парадоксальная, уравнительная.

Парабиоз отрицательно влияет на работоспособность человека. В процессе работы он проявляется в виде неадекватных действий работника или их отсутствии. Парабиоз может приводить к ошибкам и авариям не производстве.

3.4.

Рефлекторная функция центральной нервной системы.

Учение И.П. Павлова о сигнальных системах

Организм человека находится в неразрывной связи с окружающей средой благодаря активности нервной системы, деятельность которой осуществляется по принципу рефлекса (от лат. reflexus – отражение). Для возникновения рефлекса необходим раздражитель. Следовательно, рефлекс – это – причинно обусловленная (детерминированная) реакция организма на раздражение, осуществляемая при обязательном участии нервной системы [2, с.25].

Для проявления рефлекторных реакций необходимо наличие рефлекторной дуги, которая включает следующие звенья: рецептор, афферентный (чувствительный) нервный путь, рефлекторный центр, эфферентный (двигательный) путь и эффектор (рис. 3.2).

Рис. 3.2. С хема рефлекторной дуги

Рецептор – это начало рефлекторной дуги, нервное окончание, воспринимающее раздражение и трансформирующее энергию раздражения в нервные импульсы.

Выделяют три типа рецепторов:

· экстерорецепторы, возбуждающиеся под влияние раздражителей из окружающей среды (рецепторы кожи, глаза, внутреннего уха, слизистой оболочкой носа и ротовой полости);

· интерорецепторы, воспринимающие раздражения из внутренней среды организма (рецепторы внутренних органов, сосудов);

· проприорецепоры, реагирующие на изменение положения отдельных частей тела в пространстве (рецепторы мышц, сухожилий, связок, суставных сухожилий).

По афферентному пути нервные импульсы передаются от рецепторов в центральную нервную систему. По эфферентному пути нервные импульсы проходят к эффектору, т.е. рабочему органу, отвечающему на раздражение изменением своей деятельности.

Рефлекторный нервный центр – это группа нервных клеток, расположенных в различных отделах центральной нервной системы, где происходит переработка поступивших нервных импульсов и переключение их на эфферентный нервный путь.

Основными свойствами нервных центров являются:

· одностороннее проведение возбуждения, что обусловлено наличием в центральной нервной системе синапсов, в которых передача возбуждения возможна только в одном направлении;

· задержка проведения возбуждения в нервных центрах – обусловлена наличием большого количества синапсов, где возбуждение проводится дольше, чем в нервном волокне. Это связано с тем, что в синапсах передача возбуждения осуществляется химическим путем, а на выделение медиатора (химического вещества, участвующего в передаче возбуждения) требуется дополнительное время;

· суммация возбуждения в нервных центрах - возникает или при нанесении слабых, но повторяющихся (ритмичных) раздражений или при одновременном действии нескольких подпороговых раздражений;

· трансформация ритма возбуждения. Это свойство заключается в том, что центральная нервная система на любой ритм раздражения, даже медленный, отвечает залпом импульсов;

· последствие – продолжение рефлекторной реакции после прекращения возбуждения рецептора;

· утомление – снижение или прекращение рефлекторного ответа в случае длительного действия раздражителя.

Биологическая роль рефлексов заключается в том, что они регулируют, контролируют, координируют (согласовывают) функции внутренних органов и физиологических систем организма. Рефлекторные реакции имеют приспособительное значение. За счет рефлекторной деятельности организм тонко и совершенно приспосабливается к внешней среде и условиям трудовой деятельности.

Термин «рефлекс» был введен чешским ученым Прохаске в конце XVIII века. И.М. Сеченов впервые высказал предположение, что деятельность головного мозга осуществляется по принципу рефлексов. Впоследствии учение о рефлексах было разработано И.П. Павловым, который разделили все рефлекторные реакции организма на две основные группы: условные и безусловные.

Безусловные рефлексы – врожденные, передающиеся по наследству рефлекторные реакции. Они проявляются при наличии раздражителя без особых специальных условий (слюноотделение, глотание, дыхание и др.). Безусловные рефлексы имеют готовые анатомически сформированные рефлекторные дуги. Только за счет этих рефлексов приспособление к изменяющимся внешним условиям невозможно.

Условные рефлексы – это временная нервная связь организма с каким-либо раздражителем внешней или внутренней среды организма. Условные рефлексы не имеют готовых рефлекторных дуг - они приобретаются в течение индивидуальной жизни. В осуществлении этих рефлексов ведущая роль принадлежит коре головного мозга. Условные рефлексы изменчивы, легко возникают и исчезают, в зависимости от условий.

Для формирования условных рефлексов необходимо сочетание по времени двух раздражителей:

· индифферентного (безразличного) для данного вида деятельности, который в дальнейшем станет условным сигналом;

· безусловного раздражителя, вызывающего определенный безусловный рефлекс.

Условный сигнал всегда предшествует действию безусловного раздражителя. Подкрепление условного сигнала безусловным раздражителем должно быть неоднократным.

Важными проявлениями формирования условных рефлексов являются:

· отсутствие посторонних раздражителей;

· здоровое, деятельное состояние высших отделов центральной нервной системы;

· многократное повторение действия раздражителя;

· предшествие сигнала подкреплению;

· преобладание силы очага подкрепляющего возбуждения над сигнальным.

Механизм выработки условного рефлекса в коре головного мозга заключается в формировании функциональной связи между возбужденными центрами условных и безусловных рефлексов.

Логическим развитием учения об условных рефлексах является учение И.П. Павлова о сигнальных системах.

Различают первую и вторую сигнальную системы. Первая сигнальная система имеется у человека и животных. Ее деятельность проявляется в условных рефлексах, формирующихся на любые раздражители внешней среды (свет, звук, механическое раздражение и др.), за исключением слова. Условные рефлексы первой сигнальной системы образуются в результате деятельности клеток коры больших полушарий (кроме лобной области и области мозгового отдела речедвигательного анализатора). Эта система обеспечивает предметное (конкретное) мышление.

Деятельность второй сигнальной системы проявляется в условных речевых рефлексах, которые обобщенно и отвлеченно сигнализируют человеку об окружающей действительности.

И.П. Павлов считал, что слово является «сигналом сигналов». Вторая сигнальная система обеспечивает абстрактное мышление в виде понятий, суждений, умозаключений. Речевые рефлексы второй сигнальной системы формируются благодаря деятельности нейронов лобных областей и области речедвигательного анализатора. Речевые рефлексы имеют большое значение в жизнедеятельности человека. Так, доброе слово способствует созданию хорошего настроения, повышает работоспособность человека. Неосторожное или злое слово оказывает обратное воздействие.

Функции второй сигнальной системы хорошо изучены Н.И. Красноградским, А.Г. Ивановым-Смоленским. Установлено, что между первой и второй сигнальной системой существуют тонкие связи. Вторая сигнальная система является высшим регулятором поведения человека. Однако она правильно отражает внешний мир только в том случае, если согласованно взаимодействует в первой.

Анатомической основой первой сигнальной системы являются анализаторы (совокупность рецепторов, нервных путей и нервных центров) которые воспринимают информацию из внешней и внутренней среды организма. Анатомической основой второй сигнальной системы является речедвигательный анализатор.

3.5.

Динамический рабочий стереотип, условия его формирования и закрепления

В процессе трудовой деятельности формируется устойчивая последова-тельность условных рефлексов, способствующая более успешному выполнению трудовых операций. Такой выработанный и закрепленный тренировкой автоматированный способ достижения определенной цели и решение поставленной задачи назыается динамическим ребочим стеротипом. Кроме двигательного, существует и более сложный динамический стереотип, например, режим труда и отдыха при пяти- или шестидневной рабочей неделе и др.

Динамическим стереотип называется потому, что он может быть разрушен, а затем снова создан при изменении условий. Перстройка динамического рабочего стереотипа иногда происходит с большим трудом и может вызвать развитие неврозов, в частности, у пожилых людей. Эту психофизиологическую особенность следует учитывать руководителям и менеджерам при введении иноваций, что особенно актуально в современных условиях реформирования экономики.

Механизм формирования динамического рабочего стереотипа заключается в образовании у работника связанной цепи условных и безусловных рефлексов, под влиянием комплекса раздражителей, действующих в определенном порядке и в определенной последовательности. При этом в центральной нервной системе происходит распределение процессов возбуждения и торможения.

Динамический рабочий стереотип способствует выполнению трудовых действий, ибо при его наличии условные рефлексы протекают легче и автоматичнее.

Основные особенности динамического рабочего стереотипа заключаются в следующем [5, с. 39-40]:

· условными раздражителями для динамического рабочего стереотипа являются не только факторы, происходящие от физических процессов во внешней среде, но и собственные движения, воздействующие на нервные окончания, заложенные внутри двигательного аппарата человека;

· среди условных раздражителей динамического рабочего стереотипа ведущее значение имеют раздражители словесные (слова приказа, инструкции устные, письменные и вспоминаемые), без которых невозможно формирование и совершенствование динамического рабочего стереотипа;

· подкреплением динамического рабочего стереотипа является успешное достижение цели данного вида труда, решение поставленной производственной задачи или раздражения, которые остаются ниже порога ощущения, но дают начало автоматическим реакциям, способствующим выполнению работы;

· в комплексе условных и безусловных рефлексов динамического рабочего стереотипа различные компоненты играют разную роль. Некоторые из них отличаются большой устойчивостью при изменений условий рабочей деятельности, другие же могут в широких пределах видоизменяться в зависимости от изменения этих условий. Первые обычно соответствуют завершающим, вторые – начальным движениям и операциям в динамическом рабочем стереотипе.

Подкрепление динамического рабочего стереотипа обычно производится сигналами, которые подтверждают достижение полезного производственного результата. Оценка этого результата и последовательности выполняемых рабочих операций происходит в коре головного мозга путем сверки возбуждения, притекающего в центральную нервную систему по обратной связи, с интегральным образом рабочего действия.

Интегральный образ рабочих действий – это следовое возбуждение, оставшееся в коре больших полушарий от ранее выполненных достаточно совершенных рабочих действий [5, с. 33].

А.А.Ухтомский, предложивший в 1923 году термин “интегральный образ” для объяснения поведения животных, обосновал наличие в центральной нервной системе “кортикального шрама”, т.е. длительно сохраняющегося следового возбуждения. Определение «интегральный», по мнению А.А. Ухтомского, отмечает сложность следового возбуждения, включающего в себя следы возбуждений различных органов чувств.

В дальнейших исследованиях гипотеза формирования интегрального образа была подтверждена при изучении рабочих операций на производстве. Было установлено, что соответствующие очаги возбуждения возникают в результате накопления и взаимодействия (суммации) следов возбуждения от рабочих действий, имевших положительный конечный результат.

При обучении работе (к примеру, на токарном станке) физиологической основой представления о правильном плане рабочих действий являются следы возбуждения от применения словесных и наглядных инструкций. Без закрепления теоретических знаний практическими действиями в центральной нервной системе остается пробел вследствие отсутствия следовых возбуждений, возникающих в результате раздражения нервных окончаний мышц, суставов и сухожилий. Следовательно, для формирования интегрального образа рабочих действий необходимо сочетания условных и безусловных рефлексов как непосредственных (первая сигнальная система), так и речевых (вторая сигнальная система).

Закономерности формирования интегрального образа рабочих действий согласуются с разработанной П.К. Анохиным (1962, 1967, 1968) концепцией акцептора результата действий, согласно которой в мозге человека и животных формируется особый аппарат (акцептор результата действия), выполняющий функцию сличения планируемого и полученного результата. Учение П.К. Анохина о функциональной системе, составным элементом которой является акцептор результата действия, будет рассмотрено в следующем параграфе.

Если в производственных условиях невозможно увидеть результат выполняемых действий одновременно с их окончанием, то в этом случае подкреплением служит совпадение информации о реальной текущей деятельности с хранящейся в интегральном образе информацией о правильном ее выполнении. При несовпадении рабочих действий с представлением об их правильном выполнении осуществляется коррекция посредством посылки центральной нервной системой корригирующих импульсов к исполнительным органам (мышцам).

Учет физиологических закономерностей формирования и закрепления динамического рабочего стереотипа и особенностей интегрального образа рабочего действий является чрезвычайно полезным для оптимизации и нормализации трудовых процессов, в частности, при разработке мер по достижению и поддержанию в течение рабочей смены высокой производительности труда и устойчивости физиологических функций организма работника.

3.6.

Интегративная функция центральной нервной системы.

Функциональная система как единица измерения интегративной функции

Основными функциями центральной нервной системы являются интеграция и координация.

Интеграция заключается в объединении деятельности различных систем организма, что обеспечивает его приспособительное поведение. Интегративной называется деятельность мозга, объединяющая разнообразные функции организма для их согласованного взаимодействия в процессе достижения поставленной цели [7, с.37].

Исходя из принципа интеграции, П.К. Анохин создал учение о функциональных системах.

Функциональная система, являющаяся единицей интегративной функции, представляет собой совокупность различных структур и процессов, объединенных для достижения полезных результатов соответственно поставленной цели.

Принципиальная схема функциональной системы представлена на рис. 3.3 [2, с.17].

Рис. 3.3.Общая схема функциональной системы

Функциональная система не является анатомическим образованием. Она лишь временно объединяет различные нервные центры и периферические органы для выполнения конкретной задачи.

Функциональная система включает:

· рецепторы, воспринимающие воздействие факторов внешней среды;

· проводниковые аппараты, передающие сигналы от рецепторов;

· нервные центры и их связи, обеспечивающие объединение функций;

· проводниковые аппараты, передающие сигналы из центральной нервной системы к рабочим органам;

· совокупность различных органов, изменение деятельности которых дает полезный результат;

· совокупность проводниковых аппаратов, обеспечивающих обратную связь.

Влияние внешней среды воспринимаются рецепторами и передаются в центральную нервную систему, где на основе предшествующего опыта человека (память) и потребности создается программа действий. Центральная нервная система посылает к периферическим органам эфферентные импульсы, т.е. сигналы о необходимости выполнения работы в соответствии с имеющейся программой действий. Одновременно в центральной нервной системе создается модель будущего результата, что на схеме названо акцептором результата действия. Акцептор результата действия не является анатомическим образованием и лишь условно отражает представление о желаемом полезном результате, формируемое в сознании человека.

При выполнении работы образуется связь между периферическими органами и нервными центрами, в результате чего в центральную нервную систему поступает информация о производимых действиях, которая сопоставляется с моделью. В случае несовпадения результата и прогноза структура функциональной системы изменяется (включаются другие нервные центры и органы), и работа выполняется несколько иначе.

Выполнение трудовой деятельности сопровождается формированием трех типов рефлекторных актов:

· рефлекторные акты, составляющие основную функциональную систему (те действия, из которых складывается профессиональная деятельность);

· посторонние рефлекторные акты, составляющие побочную функциональную систему (образы, мысли, переживания, являющиеся посторонними по отношению к основной функциональной системе);

· рефлекторные акты, составляющие восстановительную функциональную систему (физиологические реакции, вызванные утомлением).

Во время выполнения работы происходит противоборство этих типов рефлекторных актов, но в нормальном состоянии конфликт сглажен или преодолен из-за доминирования основной функциональной системы. При сильном утомлении нейрофизиологический конфликт резко выражен, что проявляется в растормаживании (появлении лишних действий, неустойчивости внимания и т.п.). Для преодоления такого конфликта требуется соблюдение режима труда и отдыха и внедрение мероприятий по сохранению работоспособности.

3.7.

Координационная функция центральной нервной системы.

Учение А.Н. Ухтомского о доминанте

Согласованное проявление отдельных рефлексов, обеспечивающих выполнение целостных рабочих актов, называется координацией.

За счет координированной работы нервных центров, органов и систем человек приспосабливается к условиям существования и трудовой деятельности. Явление координации играет важную роль в деятельности двигательного аппарата (ходьба, бег), а также основных физиологических процессов организма (кровообращение, дыхание, пищеварение и др.).

Специалисты выделяют ряд общих закономерностей – принципов координации [11, с. 319-321]. К ним относятся следующие:

· принцип конвергенции – импульсы, приходящие в центральную нервную систему по различным афферентным волокнам могут сходиться (конвертировать) к одним и тем же вставочным и афферентным нейронам. Конвергенция объясняется тем, что афферентных нейронов в организме в несколько раз больше, чем эфферентных;

· принцип иррадации – импульсы, поступающие в центральную нервную систему при сильном и длительном раздражении рецепторов, вызывают возбуждение не только данного рефлекторного центра, но и других нервных центров. Процесс иррадации связан с наличием в центральной нервной системе многочисленных ветвлений отростков нейронов, которые объединяют друг с другом различные нервные центры;

· принцип реципрокности (сопряженности) – при возбуждении одних нервных центров деятельность других может затормаживаться (например, работа мышц-антогонистов: сгибателей и разгибателей конечностей);

· принцип общего конечного пути – различные афферентные импульсы сходятся к общим выводящим путям. Эта особенность обусловлена, как уже указывалось, тем, что афферентных нейронов в несколько раз больше, чем эфферентных;

· принцип обратной связи – точность выполняемых движений контролируется за счет импульсов, поступающих от проприорецепторов работающих скелетных мышц в нервную систему. Эти импульсы получили название вторичных афферентных импульсов, или «обратной связи»;

· принцип доминанты – этот принцип, сформулированный А.П. Ухтомским, играет важную роль в согласованной работе нервных центров. Доминанта – это временно господствующий очаг возбуждения в центральной нервной системе, определяющий характер ответной реакции организма на внешние и внутренние раздражители. Доминантный очаг возбуждения характеризуется следующими основными свойствами:

1) повышенной возбудимостью;

2) стойкостью возбуждения;

3) способностью к суммированию возбуждения;

4) инерцией – доминанта в виде следов возбуждения может длительно сохраняться и после прекращения вызвавшего ее раздражения. Доминанта, сформированная во время работы, может сохраняться долгое время и во внерабочий период, если проблема осталась нерешенной.

Доминанты бывают экзогенного и эндогенного происхождения. Экзогенная доминанта возникает под влиянием факторов внешней среды (интересная работа и т.п.). Возникновение эндогенной доминанты связано с воздействием внутренних факторов (гормонов, недостатком воды или питательных веществ в организме и т.п.).

Формирование доминантного очага возбуждения имеет большое значение для трудовой деятельности. Доминанта способствует выполнению трудовых операций, поддержанию работоспособности человека, формированию его устойчивого внимания. Утомление приводит к снижению возбуждения доминантного очага или его разрушению, что вызывает неточность рабочих движений и дискоординацию деятельности центральной нервной системы.

Вопросы для самоконтроля

1. Опишите основные этапы исследования нервной системы человека.

2. Из каких отделов состоит центральная нервная система человека?

3. Что такое симпатическая и парасимпатическая нервная система?

4. Какие функции выполняет спинной мозг?

5. Назовите основные отделы головного мозга. Какие центры в них находятся?

6. Что такое ретикулярная формация? Какие функции она выполняет?

7. В чем заключается функции голоного мозга?

8. Какие основные нервные процессы вам известны?

9. Охарактеризуйте процесс возбуждения и определите его роль в трудовой деятельности работника.

10. Какие формы торможения вам известны?

11. Что такое парабиоз? Какие стадии парабиоза выделяют?

12. Нарисуйте схему рефлекторной дуги, выделив и охарактеризовав ее звенья.

13. Какие типы рецепторов вам известны? В чем заключается их биологическая роль?

14. Каков механизм выработки условных рефлексов? Какие условия для этого необходимы?

15. Что такое динамический рабочий стереотип?

16. Раскройте сущность понятия «интегральный образ рабочих действий».

17. Охарактеризуйте интегративную функцию центральной нервной системы и представьте общую схему функциональной системы П.К. Анохина.

18. Какие принципы координации вам известны?

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность: Учебник для вузов. -: Высш. шк., 1991. – 256 с.

2. Георгиева С.А., Беликина Н.В. и др. Физиология /Под ред. С.А. Георгиевой. – 2-е изд. – М.: Медицина, 1986. – С. 310-374.*

3. Горго Ю. П. Психофизиологія (прикладні аспекти): Навч. Посібник. – К.: МАУП, 1999. – С. 4-13.

4. Коган А.Б. и др. Физиология человека и животных. – М.: Высш. школа, 1984, ч. П. – Гл. 14, 18, 19.

5. Косилов С.А., Душков Б.А. Медико-биологические проблемы НОТ. – М.: Медицина, 1971. – С. 28-41.

6. Костюк П.Г. Физиология центральной нервной системы. – К.: Выща шк., 1977. –320 с.*

7. Крушельницька Я.В. Фізіологія і психологія праці. – К.: КНЕУ, 2000. – С.21-41.*

8. Крушельницкая Я.В. Физиология и психология труда. – К.: КИНХ, 1989. – 90 с.*

9. Основы психофизиологии: Учебник /Отв. ред. Ю.И. Александров. – М.: Инфра-М, 1999. – С. 4-13.

10. Полежаев Е.Ф., Макушин В.Г. Основы физиологии и психологии труда. – М.: Экономика, 1974. – Гл. 2.*

11. Руководство по физиологии и психологии труда /Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. – М.: Медицина, 1983. – С.21-34.*

[1] Синапс – это специализированная структура, обеспечивающая передачу нервного импульса с нервного волокна на какую-либо клетку, а также с рецепторной клетки на нервное волокно.

Дата добавления: 2015-09-29