6. При оптимальных условиях наблюдается наибольшая согласованность (например, синхронность) в работе компонентов системы.
3. Специфика труда в экстремальных ситуациях
К экстремальным условиям деятельности относят: монотонность, рассогласование ритма сна и бодрствования, изменение восприятия пространственной структуры, ограничение информации, одиночество, групповую изоляцию, угрозу для жизни. В.И. Лебедев дал подробную характеристику деятельности человека в экстремальных ситуациях.
Развивая идеи И.М. Сеченова, И.П. Павлов отмечал, что для деятельного состояния высшего отдела больших полушарий необходима известная минимальная сумма раздражений, идущих в головной мозг при посредстве обычных воспринимающих поверхностей тела животного.
Влияние измененной афферентации, т. е. потока внешних раздражителей, на психическое состояние людей особенно отчетливо начало выявляться при увеличении дальности и высоты полетов, а также при внедрении в самолетовождение автоматики. В полетах на бомбардировщиках члены экипажей стали жаловаться на общую вялость, ослабление внимания, безразличие, раздражительность и сонливость. Необычные психические состояния, возникавшие при управлении самолетов при помощи автопилотов, – чувство утраты связи с реальностью и нарушение восприятия пространства – создавали предпосылки к летным происшествиям и катастрофам. Появление таких состояний у летчиков непосредственно связано с монотонней.
Исследования показали, что у каждого третьего жителя города Норильска при обследовании отмечались раздражительность, вспыльчивость, снижение настроения, напряженность и тревожность. На Крайнем Севере значительно выше, по сравнению с умеренными и южными районами земного шара, нервно-психическая заболеваемость. Многие врачи арктических и материковых антарктических станций указывают на то, что с увеличением срока пребывания в экспедиционных условиях у полярников нарастает общая слабость, нарушается сон, появляются раздражительность, замкнутость, депрессия, тревожность. У некоторых развиваются неврозы и психозы. Одной из главных причин развития истощения нервной системы и психических заболеваний исследователи считают измененную афферентацию, особенно в условиях полярной ночи.
В условиях подводной лодки двигательная активность человека ограничена сравнительно небольшим объемом отсеков. Во время плавания подводники проходят пешком 400 м в сутки, а порой и меньше. В обычных же условиях люди проходят в среднем 8–10 км. Летчики по время полета пребывают в вынужденной позе, связанной с необходимостью управления самолетом. Но если у летчиков и подводников при гипокинезии, т. е. при ограничении двигательной активности, постоянно работают мышцы, обеспечивающие поддержание позы в условиях гравитации, то во время космических полетов человек сталкивается с принципиально новым видом гипокинезии, обусловленной не только ограничением замкнутого пространства корабля, но и невесомостью. В состоянии невесомости отпадает нагрузка на опорно-мышечный аппарат, обеспечивающий поддержание позы человека в условиях гравитации. Это приводит к резкому уменьшению, а подчас и прекращению афферентации от мышечной системы в структуры головного мозга, о чем свидетельствует биоэлектрическое «молчание» мышц в условиях невесомости.
Рассогласования ритма сна и бодрствования. В процессе развития человек как бы «вписался» во временную структуру, определяемую вращением Земли вокруг своей оси и солнца. Многочисленные биологические эксперименты показали, что у всех живых организмов (от одноклеточных животных и растений до человека включительно) суточные ритмы деления клеток, активности и покоя, обменных процессов, работоспособности и т. д. в постоянных условиях (при постоянном освещении или в темноте) являются весьма устойчивыми, приближаясь к 24-часовой периодичности. В настоящее время в организме человека известно около 300 процессов, подверженных суточной периодичности.
В обычных условиях «циркадные» (околосуточные) ритмы синхронизированы с географическими и социальными (часы работы предприятий, культурных и общественных учреждений и т. д.) «датчиками времени», т. е. экзогенными (внешними) ритмами.
Исследования показали, что при сдвигах от 3 до 12 часов сроки перестройки различных функций в соответствии с воздействием измененных «времядатчиков» колеблются от 4 до 15 и более суток. При частых трансмеридианных полетах десинхроз у 75% членов экипажей самолетов вызывает невротические состояния и развитие неврозов. Большинство электроэнцефалограмм членов экипажей космических кораблей, имевших сдвиги сна и бодрствования во время полетов, свидетельствовали о снижении процессов возбуждения и торможения.
Что же служит механизмом биоритма человека – его «биологическими часами»? Как они работают в организме?
Наиболее важен для человека суточный ритм. Часы заводятся регулярной сменой света и темноты. Свет, падая на сетчатку глаза через зрительные нервы, попадает в отдел головного мозга, называемый гипоталамусом. Гипоталамус – это высший вегетативный центр, осуществляющий сложную интеграцию и приспособление функций внутренних органов и систем в целостную деятельность организма. Он связан с одной из важнейших желез внутренней секреции – гипофизом, который регулирует деятельность других желез внутренней секреции, вырабатывающих гормоны. Так, в результате этой цепочки количество гормонов в крови колеблется в ритме «свет – темнота». Эти колебания и определяют высокий уровень функций организма днем и низкий – ночью.
Ночью самая низкая температура тела. К утру она повышается и достигает максимума к 18 часам. Этот ритм – отзвук отдаленного прошлого, когда резкие колебания температуры окружающей среды усвоили все живые организмы. По мнению английского нейрофизиолога Уолтера, появление этого ритма, позволяющего чередовать ступень активности в зависимости от температурных колебаний среды, было одним из важнейших этапов в эволюции живого мира.
Человек уже давно не испытывает этих колебаний, он создал себе искусственную температурную среду (одежду, жилище), но температура его тела колеблется, как и миллион лет назад. И колебания эти имеют сегодня ничуть не меньшее значение для организма. Дело в том, что температура определяет скорость протекания биохимических реакций. Днем наиболее интенсивно идет обмен веществ, и это определяет большую активность человека. Ритм температуры тела повторяют показатели многих систем организма: это, прежде всего, пульс, артериальное давление, дыхание.
В синхронизации ритмов природа достигла удивительного совершенства: так, к моменту пробуждения человека, как бы предвосхищая возрастающую с каждой минутой потребность организма, в крови накапливается адреналин, вещество, которое учащает пульс, повышает артериальное давление, то есть активизирует организм. К этому времени в крови появляется и ряд других биологически активных веществ. Их нарастающий уровень облегчает пробуждение и приводит в готовность аппараты бодрствования.
У большинства людей в течение суток имеются два пика повышения работоспособности, так называемая двугорбая кривая. Первый подъем наблюдается от 9 до 12–13 часов, второй – между 16 и 18 часами. В период максимальной активности повышается и острота наших органов чувств: утром человек лучше слышит и лучше различает цвета. Исходя из этого, следует самую трудную и ответственную работу приурочивать к периодам естественного подъема работоспособности, оставляя для перерывов время относительно низкой работоспособности.
Ну, а если человеку приходится работать ночью? В ночные часы наша работоспособность гораздо ниже, чем в дневные, поскольку функциональный уровень организма значительно снижен. Особенно неблагоприятным периодом считается промежуток с 1 до 3 часов ночи. Вот почему в это время резко возрастает количество несчастных случаев, производственных травм и ошибок, наиболее ярко выражено утомление.
Английские исследователи обнаружили, что у медицинских сестер, десятилетиями работающих в ночную смену, сохраняется ночной спад уровня физиологических функций, несмотря на активное бодрствование в это время. Это связано с устойчивостью ритма физиологических функций, а также с неполноценностью дневного сна.
Дневной сон отличается от ночного по соотношению фаз сна и ритму их чередования. Однако если человек спит днем в условиях, имитирующих ночь, его организм способен выработать новый ритм физиологических функций, обратных прежнему. В этом случае человек легче приспосабливается к ночной работе. Многонедельная работа в ночную смену менее вредна, чем периодическая, когда организм не успевает приспосабливаться к меняющемуся режиму сна и отдыха.
Не все люди одинаково приспосабливаются к сменной работе – один лучше работает в первой половине дня, другие – вечером. Люди, называемые «жаворонками», рано просыпаются, чувствуют себя бодрыми и работоспособными в первой половине дня. Вечером они испытывают сонливость и рано ложатся спать. Другие – «совы» – засыпают далеко за полночь, просыпаются поздно и встают с трудом, так как наиболее глубокий период сна у них утром.
Немецкий физиолог Хампп при обследовании большого количества людей обнаружил, что 1/6 часть людей относится к лицам утреннего типа, 1/3 – к вечерним, а почти половина людей легко приспосабливается к любому режиму труда – это так называемые «аритмики». Среди работников умственного труда преобладают лица вечернего типа, тогда как почти половина лиц, занятых физическим трудом, относятся к аритмикам.
Ученые предлагают при распределении людей по рабочим сменам учитывать индивидуальные особенности ритма работоспособности. Важность такого индивидуального подхода к человеку подтверждают, например, исследования, проведенные на 31 промышленном предприятии Западного Берлина, показавшие, что только 19% из 103435 рабочих соответствуют требованиям, предъявляемым к работникам ночных смен. Любопытно предложение американских исследователей вести обучение студентов в разные часы суток, с учетом индивидуальных особенностей их биологических ритмов.