ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДАПТИВНОГО БИОУПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ЧЕЛОВЕК-ТЕХНИКА»
В данной статье рассматривается перспектива использования метода адаптивного биоуправления на принципах биологической обратной связи для оптимизации функционального состояния человека при профессиональной деятельности в системе «человек-техника».
Ключевые слова: адаптивное биоуправление с биологической обратной связью, саморегуляция физиологических функций.
Труд, будь он физический, умственный, творческий, играет важнейшую роль в жизни человека. Он не только является посредником получения материальных средств, но и основополагающим критерием в определении социального статуса человека. Кроме этого от характера, интенсивности и напряженности трудовой деятельности в значительной степени зависят психофизиологическое состояния человека: его самочувствие, настроение.
Безопасность функционирования системы «человек-техника» в значительной степени зависит от, так называемого, «человеческого фактора», а следовательно и от физиологического, психического и эмоционального состояния человека.
Психофизиологическая особенность труда в системе «человек-техника» - это постоянная готовность работника к действию и быстрота реакции по решению оперативно появляющихся задач и устранению возникающих неполадок. Такое функциональное состояние «оперативного ожидания» и «оперативного действия» различно по степени утомляемости и зависит от отношения к работе, срочности необходимого действия, ответственности предстоящей работы.
Психофизиологические исследования показали, что при подобной работе отмечается утомление в среднем каждые три-четыре часа. Объективные же изменения физиологических показателей появляются уже после двух часов работы. К субъективным признакам общего утомления относятся - появление усталости, раздражительности и возникновение желания быстрее закончить работу, т.к. становится труднее сосредоточиться на конкретной задаче. При ухудшении состояния могут наблюдаться головные боли, головокружение, немотивированная тревога, а также неприятные ощущения в области сердца. Все это может существенным образом сказаться на качестве трудовой деятельности человека, а следовательно, и безопасности.
С учетом требований, предъявляемых к человеку современным уровнем развития технических средств, становится ясной необходимость коррегирующих и адаптирующих влияний, которые может оказать адаптивное биоуправление с биологической обратной связью (АБУ БОС), так как с одной стороны, под воздействием эмоционального стресса, развивающегося в напряженной трудовой обстановке, у работников появляется целый ряд соматических и невротических жалоб, а с другой стороны требуется максимальная скорость адаптации к динамическим условиям трудовой деятельности.
АБУ БОС принадлежит особое место среди разнообразных средств нефармакологической коррекции функционального состояния человека. Являясь универсальным приемом произвольной саморегуляции физиологических функций, он характеризуется эффективностью, доступностью и практическим отсутствием показаний к применению. Проблема контроля и коррекции функционального состояния организма является одним из важнейших направлений медико-биологических исследований, имеющих высокую актуальность в современных условиях. Однако недостаточность фундаментальных исследований механизмов БОС приводит к ряду нерешенных вопросов, противоречий и трудностей метода, ограничивающих его эффективность. Большинство из них сводится к проблеме адекватного выбора вида БОС или параметра, подлежащего произвольной регуляции с обратной связью. По-видимому, решение данной проблемы необходимо рассматривать с позиции общей теории систем. Анализ показывает, что процедуры биоуправления могут быть максимально эффективными в условиях тесного взаимодействия механизмов БОС с центральными механизмами регуляции психфизиологических функций.
БОС обеспечивает возможность обучения и является универсальным приемом саморегуляции физиологических функций организма человека. Наше сознание не получает подробной информации о внутреннем физиологическом состоянии организма. Значительная часть информации так и не доходит до сознания. Главные трудности заключаются в большой величине порогов, а также в особенностях сенсорного восприятия вегетативных функций. Это затруднение оказалось разрешимым благодаря использованию принципа БОС, сущность которого состоит в переводе обычно неощущаемых и неосознаваемых функций и процессов в ощущаемые и следовательно - в управляемые. При этом непроизвольное их управление становится произвольным.
Перечисленные факторы придают особую значимость кортикализации за функциональным состоянием человека, разработке нефармакологических способов предотвращения и коррекции физиологических сдвигов.
Если представить организм как многоуровневую систему, то кортикальные влияния в такой сложной системе не могут осуществляться иначе, как через саморегуляцию органов. По П.К.Анохину конкретным аспектом саморегулирования является функциональная система, то есть такое взаимодействие центральных и периферических образований, составляющих действующий комплекс с определенными свойствами, определяющими получение конечного приспособительного результата, который для вегетативных функций является поддержание определенных констант организма, необходимых для поддержания различных жизненно важных процессов.
Саморегуляцию можно рассматривать как циклический процесс, и одним из ее обязательных условий является информация о конечном приспособительном эффекте в центральные регулирующие аппараты. Поступающая информация определяется степенью отклонения конечного эффекта от константного уровня. Поведение висцеральных систем в организме, а значит и их саморегуляция, находится под контролем высших отделов нервной системы.
Функциональное состояние рассматривается как результат актуализированной потребности, воздействий внешней среды и свойств субъекта, обуславливающих его исходное состояние и как пространственно-временные отношения между центрами мозга, которые складываются в процессе гомеостатической регуляции внутренней среды организма, а при сознательной произвольной деятельности - в процессе целенаправленного восприятия и переработки информации из внешней среды.
Возможность произвольной саморегуляции физиологических функций человека достигается различными психофизиологическими процедурами, такими как биоуправление с обратной связью, медитация, аутогенная тренировка, релаксационная тренировка и т.д.
Эти процедуры относятся к методам поведенческой терапии, которые характеризуются практическим отсутствием противопоказаний к применению и используются в качестве антистрессового, анальгетического и реабилитационного средства в клинике, спортивной медицине и при проведении спортивно-оздоровительных мероприятий.
В некоторых ранних работах по поведенческой кибернетике изучались способности испытуемых управлять собственными физиологическими функциями посредством сенсорной обратной связи от органических функций или процессов. Были проведены компьютеризированные исследования саморегуляции волновых колебаний мозга, числа ударов сердца в минуту и кровяного давления, дыхания и мышечного сокращения.
Многие педагогические и клинические психологи рассматривали обучение с помощью биологической обратной связи как демонстрацию оперантного обучения. Анализ процессов обучения и физиологических факторов, включенных в управление числом ударов сердца в минуту, показал, что при саморегуляции органических функций все, что достигается посредством оперантной методики наград-наказаний, может быть более точно и эффективно достигнуто посредством хорошо разработанных кибернетических процедур, которые обеспечивают мгновенные сигналы сенсорной обратной связи от органических функций.
Среди преимуществ БОС необходимо отметить предельную его индивидуальность, привлечение личности пациента к процессу регуляции обычно неконтролируемых произвольно функций организма, наличие зрительной и/или слуховой обратной связи, сигналы которой обращены непосредственно к субъекту, использование объективных, точно измеряемых параметров физиологических процессов. Благодаря появлению БОС наметился принципиально новый «поведенческий» подход к лечению ряда заболеваний и коррекции разнообразных сопутствующих дисфункций, сформировалось новое перспективное направление медицины -кардиоваскулярная психофизиология.
Произвольное управление параметрами различных физиологических функций организма по методу БОС применяется уже более 30 лет. Его основа заложена многочисленными данными о том, что даже наиболее внутренне самостабилизированные системы организма человека демонстрируют пластичность при условии, если их параметры могут быть адекватно оценены и показаны в виде сигнала обратной связи. Поскольку современные технические средства позволяют регистрировать параметры функционирования практически любой ткани или органа человека, к настоящему времени существует обширная сфера клинического применения метода БОС в качестве приема коррекции различных функциональных состояний организма.
В настоящее время изучаются наиболее адекватные приемы для использования в качестве БОС, ищутся аналоги, что может раскрыть механизмы возникновения ощущений. Так, например, показано, что выдох и сила сжатия кисти - сходные нейрофизиологические функции, в то время как вдох - нет. В других исследованиях установлено, что с помощью аналогов шкалирования (оценочная шкала, состоящая из 15 пунктов), можно оценивать чувство усталости, хорошо коррелирующее с ЧСС, а также показана возможность направленного понижения и повышения АД, используя инструментальную методику с обратной связью, управление внутримозговым раздражением, так называемых, зон поощрения.
Таким образом, методика АБУ БОС в определенной мере является "модной" в исследованиях по изучению ощущений от изменяющегося функционального состояния человека. Кроме того, эта методика, безусловно, весьма интересна для оздоровительных технологий и в профессиональной деятельности, где результат оперативного управления в условиях предельных нагрузок лимитируется возможностями человеческого организма.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- 1. Баевский Р.М., Кукушкин Ю.А., Марасанов А.В., Романов Е.А. Методика оценки функционального состояния организма человека// Медицинский труд и промышленная экология. 1995. - С. 30-33.
- 2. Черниговская Н.В. Адаптивное биоуправление// Л., Медицина, 1978. - С. 198.
- 3. Шварц М. Современные проблемы биоуправления// Биоуправление-3. Теория и практика. Новосибирск. 1998. - С. 15-21.
- 4. Штарк М.Б., Шварц М. Некоторые аспекты биоуправления// Биоуправление-4. Теория и практика. Новосибирск. 2002. - С. 3-8.
- 5. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем//М, Медицина. 1975. - С. 448.
- 6. Василевский Н.Н., Киселёв И.М., Алексанян Э.А. Биоуправление с обратной связью: итоги и некоторые новые данные о нейронных и системных механизмах и др.// Биоуправление: теория и практика. Новосибирск, Наука. 1988.- С. 18-41.
- 7. Красильников А.Н., Кучкин С.Н. Управление тренировкой спортсменов на принципах биоуправления // Доклады I Всероссийского съезда физиологов. Ж. “Успехи физиологических наук”.- 1994.- № 3.- Том 25.-С. 73 - 74.
- 8. Седых Н.В. Использование методов биоуправления в процессе формирования навыков здорового образа жизни// Астрахань, 1992-44 с.
- 9. Красильников А.Н. Способность человека к самооценке параметров физиологических функций и управление ими на принципах обратной связи// Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Краснодар: КГАФК, 1995.- С. 142.
