Диагностика утомления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Уральский государственный экономический  университет

Кафедра экономики труда и управления персоналом 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

по курсу  «Физиология и психология труда» 

Тема «Диагностика утомления»

Вариант 3 
 
 
 

Исполнитель: студент гр. ЭТр-09СР

Плетнева  Екатерина Сергеевна 
 

Руководитель: 
 
 
 
 

Екатеринбург

2009

     Содержание

Вариант 3. Диагностика утомления

     Введение 

     Наиболее  существенными для выявления  специфики функционального  состояния  являются показатели деятельности различных  отделов центральной нервной  системы, сердечно - сосудистой, дыхательной,  двигательной, эндокринной и др. систем.

     Для разных состояний характерны определенные сдвиги в протекании основных психических  процессов: восприятия, внимания, памяти, мышления и эмоциональной сферы.

     Состояние человека невозможно представить в  виде простого изменения в функционировании какой-либо одной системы организма. Оно является сложной системной реакцией индивида. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие утомления

     Традиционным  стало изучение динамики работоспособности  и утомления. Чаще всего встречается  определение утомления как временного снижения работоспособности под влиянием нагрузки.

     Утомление — состояние организма, возникающее  вследствие его длительной или напряженной  функциональной активности и проявляющееся  в снижении работоспособности. Ощущение усталости человеком обозначается термином «усталость». Динамика работоспособности включает фазы: мобилизации, т. е. подготовки к деятельности, первичной реакции, отражающей процесс количественного уравновешивания, гиперкомпенсации, т. е. поиска оптимального решения, компенсации, когда работоспособность адекватна требованиям деятельности, субкомпенсации, декомпенсации и срыва, отражающих постепенное истощение резервов организма и снижение работоспособности. Утомление характерно для всех фаз, начиная с субкомпенсации, когда наступает значительное сокращение физиологических резервов и организм переходит на энергетически менее выгодные виды реакций, например поддержание минутного объёма кровотока за счёт увеличения частоты сокращений сердца вместо более выгодной реакции увеличения ударного объёма; осуществление двигательной реакции большим числом функциональных мышечных единиц при ослаблении силы сокращений отдельных мышечных волокон, т. е. нарушении чередования периодов работы и отдыха мышечных групп, участвующих в сокращении. У человека в начальных стадиях утомления снижается эффективность деятельности, т.е. возрастает величина физиологических и психических затрат, необходимых для одного и того же трудового акта; затем падает и производительность труда. При утомлении прежде всего нарушаются устойчивость вегетативных функций, сила и скорость мышечного сокращения, ухудшаются регуляция функций, выработка и торможение условных рефлексов. Вследствие этого замедляется темп работы, нарушаются ритмичность, точность и координация движений, для одной и той же деятельности требуются большие энергетические затраты. Повышаются пороги сенсорных (чувствительных) систем, в процессах принятия решения доминируют готовьте стереотипные формы, внимание ослаблено и с трудом переключается.

     Переутомление следует за продолжительной однообразной умственной работой в недостаточно вентилируемых помещениях. Частые перемены рода работы, короткие перерывы среди  работы и достаточно продолжительные после дневного окончания ее содействуют ослаблению действия мозгового переутомления. Периодический полный отдых, сон, чистый воздух - главные и самые действительные средства борьбы с нервным переутомлением.

     Утомление может возникать в разных формах. Следует тщательно оценить вид утомления, которому подвержен пользователь, и ожидаемую интенсивность проявления этого утомления.

     Различают следующие виды и причины утомления  пользователя:

     Зрительное утомление как следствие нагрузки зрительной системы при работе за дисплеем;

     Мышечное  утомление вследствие преобладания статической нагрузки мышц;

     Общее утомление организма как следствие общей психической нагрузки и темпа работы;

     Психическое утомление, обусловленное духовным перенапряжением;

     Хроническое утомление, обусловленное комбинированным действием нескольких видов утомления;

     Субъективное чувство утомления вследствие длительного воздействия информационного потока при работе за компьютером. 
 
 
 

     2. Особенности утомления при мышечной и умственной работе 

     В зависимости от типа нагрузки, принято различать умственную и физическую усталость, хотя четкой грани между этими формами нет. Первое характеризуется понижением продуктивности умственного труда, трудностью сосредоточения, снижением внимания; второе - снижением физической работоспособности, уменьшением мышечной силы, ухудшением точности и координации движении и т. д. Все эти черты в той или иной степени могут иметь место при обеих формах усталости.

     Существенное  различие между умственным и физическим трудом проявляется, прежде всего, в различии социально- экономического положения работников, играющих различную роль в общественном производстве.

     Работник  умственного труда – интеллигенция  выполняют работу по управлению производством, а также осуществляют разнообразную  государственную, культурно – просветительскую и научную деятельность.

     Физический  труд – это по преимуществу исполнительский  труд, непосредственно связанный  с воздействием человека на предмет  труда для получения полезного  продукта.

     Вместе  с тем между физическим и умственным трудом есть различие и со стороны психофизиологии. Оно заключается в то, что умственный труд, как правило, требует большего напряжения деятельности высших отделов центральной нервной системы, и прежде всего коры больших полушарий головного мозга. Кроме того, он характеризуется гораздо меньшим по сравнению с физическим трудом применением двигательного аппарата, что ограничивает изменение обменных функций.

     В свое время Н.Е. Введенским были сформулированы требования к организации умственного труда, которые актуальны и сегодня:

1. Во всякий труд нужно входить постепенно. Постепенное вхождение в работу, то есть умственную деятельность, следует начинать с наиболее простых ее элементов: с подготовки рабочего места и планирования предстоящей работы. Очень важно установить оптимальное увеличение объема и усложнения умственной деятельности.
2. Соблюдение строгой последовательности и систематичности в проведении умственной работы, тщательное ее планирование. Никогда не нужно браться за последующее, не усвоив и не выполнив предыдущего.
3. Выработка и соблюдение оптимально темпа и ритма работы. Это требование имеет одинаково большое значение для выполнения как физической, так и умственной работы. Отсутствие ритма в работе быстро приводит к утомлению. Однако при определении темпа работы следует учитывать два важных компонента:
• отрицательное воздействие оказывает не только чрезмерно высокий, но и явно заниженный темп
• индивидуальные различия людей проявляются и в темпах работы: то, что для данного человека является нормальным, для другого может быть непосильно высоким.
4. Установление научно – обоснованного режима труда и отдыха. Нужно соблюдать установленный режим, превращать его в компонент рабочего динамического стереотипа. При это необходимо разумно сочетать умственную деятельность с физической работой и занятиями спортом.

     Важным  условием эффективности умственного  труда является его общественное признание. Когда работник видит, что  его труд полезен обществу, и оно  высоко его ценит, это значительно  стимулирует деятельность данного работника. Практическое признание и оценка умственной деятельности может осуществляться путем применения системы материального и морального поощрения работников умственного труда. 
 
 
 

     3. Скорость наступления усталости 

     Скорость  наступления усталости зависит от интенсивности работы: чем выше интенсивность, тем быстрее появляется усталость. Она зависит также от характера работы: при статических напряжениях, при действиях, сложных в координационном отношении, при частых нарушениях ритма и интенсивности работы усталость наступает особенно быстро; при выполнении хорошо автоматизированных и ритмических движений — позднее. Степень усталости зависит как от интенсивности, так и от длительности работы (напр., после бега на длинные и сверхдлинные дистанции она намного значительнее, чем после бега на короткие и средние дистанции, хотя интенсивность работы во втором случае больше.) Восстановление работоспособности после усталости, как правило, происходит тем медленнее, чем больше была степень усталости. При прочих равных условиях быстро развивающаяся усталость ликвидируется быстрее, чем развивающаяся более медленно, но достигающая высоких степеней.

     Усталость является своеобразной защитной реакцией организма, не позволяющей ему перейти  предел, за которым возникают функциональные и биохимические изменения, не совместимые с жизнью. Сущность этой реакции заключается в изменении координации функций, которая приводит к ограничению работоспособности и затруднению дальнейшего продолжения работы.

     Для объяснения усталости был предложен ряд гипотез. Наиболее распространенные из них: гипотеза «засорения», т. е. накопления в мышцах и крови продуктов обмена веществ (молочной кислоты и др.), и гипотеза «истощения», т. е. израсходования энергетических ресурсов организма (в первую очередь запасов гликогена в печени и мышцах). Несмотря на то, что при утомительной работе в мышцах происходит ряд биохимических изменений (увеличение содержания молочной кислоты и аммиака, уменьшение содержания макроэргических фосфорных соединений, гликогена и др.), а содержание гликогена в печени снижается, попытки объяснить усталость этими причинами оказались несостоятельными. Исследования показывают, что даже при очень значительных биохимических изменениях в мышцах может не наблюдаться усталость; даже при тяжелом утомлении не наступает полного или почти полного истощения углеводных запасов организма. Ведущая роль в развитии усталости принадлежит центральной нервной системе. Усталость представляет собою функциональное истощение нервных клеток (или центров), где, видимо, нарушается баланс макроэргических фосфорных соединений. Превалирование расщепления последних над ресинтезом приводит к развитию охранительного торможения, ограниченного или разлитого, воспринимаемого как чувство «местной» или «общей» усталости. Другая причина усталости лежит в нарушении баланса макроэргических фосфорных соединений в области нервно-мышечных синапсов (двигательных нервных окончаний) и затруднении передачи нервных импульсов мышце. Роль возникающих под влиянием физических упражнений биохимических изменений в мышцах и др. органах заключается в том, что они служат источником проприоцептивных сигналов, усиливающих процессы торможения в нервной системе. Развитие этих процессов в коре головного мозга при усталости, в свою очередь, приводит к угнетению активности ряда тентов в мышцах, печени и др. органах, затрудняя дальнейшую мобилизацию источников энергии, и предохраняет организм от далеко идущих, опасных для жизни нарушений обмена веществ. При уменьшении интенсивности работы или ее прекращении, вызванном усталостью, в нервной системе, мышцах и др. органах усиливаются восстановительные процессы, приводящие после отдыха к восстановлению и даже повышению работоспособности.

     Эффективное средство снижения утомительности работы - правильное чередование работы и отдыха нервных клеток, сменность работы функциональных единиц. Это не обязательно должно быть связано с прекращением работы. Хорошей формой отдыха является чередование различных видов деятельности, переключение с работы одних мышечных групп на работу др. Так, восстановление работоспособности утомленной правой руки быстрее наступает не при пассивном отдыхе, а при активной работе левой руки. Причины этого лежат в усилении торможения в нервных центрах, иннервирующих мышцы правой руки, наступающем вследствие возбуждения центров, иннервирующих работающие мышцы левой руки. В результате в более сильно заторможенных центрах восстановление нормальных биохимических соотношений работоспособности наступает быстрее, чем при пассивном отдыхе. Это явление послужило началом для развития учения об активном отдыхе и научного обоснования производственной гимнастики.

     При занятиях спортом наступление усталости  отдаляется разнообразием средств, методов и форм занятий, а также  изменением обстановки, в которой они проводятся. Но ликвидация усталости наступает в периоде отдыха, длительность которого между занятиями должна индивидуализироваться в зависимости от характера и величины нагрузки и степени тренированности спортсмена.

     Борьбе  с усталостью и ускорению восстановления работоспособности помогают некоторые пищевые факторы, в частности витамины. Однако следует помнить, что усталость является защитной реакцией организма, поэтому бороться с ней при помощи фармакологических стимуляторов не всегда полезно для организма. 
 
 
 
 
 
 

     4. Субъективные и объективные признаки утомления 

     В течение многих лет ученые стремятся  определить и по возможности измерить утомление вследствие различных  факторов производственной среды. Имеется  большое число исследований, описывающих  причинные связи утомления человека и особенностей его труда и производственной среды. Некоторым удалось описать практические ситуации связи утомления и индивидуального поведения в труде. Однако полной системы связей между отдельными аспектами трудовой деятельности и производственной средой пока не создано.

     Большинство методов исследования идут в двух направлениях: изучение объективных  показателей деятельности в ответ  на определенные задания и профессиональные ситуации, и изучение субъективных показателей.

     Существует проблема различения утомления и других состояний, также связанных с динамикой работоспособности. Так, выделяются три близких, но не тождественных состояния, приводящих к снижению эффективности работы - утомление, монотония и психическое пресыщение. Если утомление можно охарактеризовать как естественную, связанную с нарастанием напряжения реакцию, прежде всего, на продолжительность выполняемой работы, то два других состояния являются следствиями однообразия деятельности, выполняемой в специфических условиях (бедность внешней среды, ограниченное поле работы, несложные стереотипные действия и т.п.).

     Объективные и субъективные реакции человека отчетливо проявляются в трех аспектах:

     в индивидуальном опыте, т.е. в личном мнении, субъективных высказываниях;

     в величине и изменениях продуктивности труда (в изменении числа ошибок, величине производительности и ее стабильности);

     в физиологических реакциях; например, ЭЭГ-активности, частоте дыхания, пульса и т.п.

     Различия  между этими состояниями проявляются  как в поведении, так и в характере субъективных переживаний, им сопутствующих. Для монотонии основной тенденцией в сдвигах наблюдаемых параметров является постепенное снижение активности протекания соответствующих процессов. Для утомления, напротив, характерно нарастание напряженности в деятельности различных систем и рост рассогласования между отдельными показателями.

     Объективные методы выделяют составные части  трудового задания и описывают "человеческий фактор" на каждой фазе или компоненте задания. Эти  методы могут соответствовать задаче изучения утомления в том случае, когда компоненты утомления определены точно, и имеется масштаб, в соответствии с которым измерение интенсивности утомления возможно. Однако, и в определении этого масштаба еще достаточно проблем и, прежде всего, когда сами исследователи пытаются выделить внешние, объективные величины, связанные с утомлением.

     Большинство подобных методов диагностики требуют  много времени, сложного инструментария и детальных знаний в области  физиологии и психофизиологии. Кроме того, ограничение свободы передвижений и другие источники неудобства приводят к совершенно нехарактерному поведению пользователей, что требует учета в обязательном порядке. Чтобы получить обоснованные результаты, число испытуемых должно быть достаточно велико. Все эти факторы делают физиологические методы не очень оперативными.

     Если  же попытаться решить проблему, уменьшив число испытуемых, то надежность и  объективность результатов может безнадежно упасть. Характерной для опытов является фаза привыкания испытуемого к необычности своего положения. Учет и интерпретация всех перечисленных факторов требует достаточно сложной системы обоснования правомерности получаемых физиологическим методом результатов.

     Работа  пользователя может быть оценена  не только на основании физиологических  показателей, но и с помощью показателей  его производительности. Оперативность  получения этих показателей может  быть достигнута с помощью компьютера. Если предусмотреть в программном средстве встроенную подпрограмму измерения таких параметров как интервалы между нажатиями, число и продолжительность пауз, число ошибок и исправлений за определенные интервалы времени. А затем рассчитать некоторые критерии, позволяющие отличить средние показатели от плохих, то это позволит автоматически отслеживать динамику производительности пользователя, которая считается симптомом его функционального состояния. Такие исследования уже были проведены. Однако, их результаты не получили широкого практического распространения у нас по разным причинам. Вместе с тем их следует признать очень перспективными, т.к. данные такого рода являются основой для разработки так называемых адаптивных пользовательских интерфейсов, изменяющих режим предъявления информации пользователю (объем, последовательность, время отклика) в зависимости от уровня его работоспособности.

     Каждый  человек имеет в соответствии со своей физической и психической  конституцией определенные возможности  и границы в производительности. И если не принимать во внимание эти возможности и границы наряду с организационными и техническими аспектами труда, то возникает феномен перенапряжения и переутомления. Каждый из нас по-разному реагирует на изменения в организационной и технической структуре труда. Любое новшество может влиять по-разному на разных людей. Многое зависит и от отношения к труду, его престижности, а также от личной мотивации работающего. 

     5. Коррекция функциональных состояний 

     Под профилактикой неблагоприятных функциональных состояний понимается комплекс мероприятий, направленных на предупреждение развития или на ликвидацию (полную или частичную) уже возникших состояний.

     В производственной ситуации любая оптимизационная  работа, имеющая целью облегчение труда человека, может рассматриваться как профилактика неблагоприятных функциональных состояний.

     Выделяются  следующие направления такой  работы:

     усовершенствование  средств труда;

     рационализация  рабочих мест;

     оптимизация режима труда и отдыха;

     использование чередования операций с нагрузкой на разные функциональные системы;

     нормализация  факторов производственной среды;

     создание  благоприятного социально-психологического климата.

     Коротко остановимся на оптимизации режима труда и отдыха, которая может  опираться на анализ кривой работоспособности у данной категории пользователей. Такой анализ позволяет выделить критические моменты, характеризующиеся значительным снижением производительности и ростом утомления. Время назначения перерыва должно приходиться на начальные периоды изменения состояния, т.е. предшествовать появлению выраженного сдвига на кривой работоспособности.

     Нередко высказывается мнение, что благоприятный  эффект коротких и частых пауз значительнее, чем в случае более продолжительных  и редких. Действительно, для многих видов труда, особенно монотонных, наличие частых коротких перерывов для отдыха весьма желательно.

     Следует заметить, что не существует общего определения термина перерыв  для разных видов выполняемой  человеком деятельности. Перерыв  можно интерпретировать и как время бездействия, и как особую фазу в выполнении задания, и как разрыв в работе, наконец, как особый период покоя. Некоторые авторы включают в перерывы и периоды бездействия, которые возникают на основе самой организации задания, например, время ожидания при работе за компьютером. Другие же причисляют такое бездействие к условиям, не облегчающим, а усложняющим деятельность. В большинстве профессий такое ожидание предоставляет организму определенный период покоя, однако не уменьшает общую нагрузку, которой подвержен пользователь. Это относится в первую очередь к тем периодам ожидания, которые влекут за собой психическую напряженность, т.к. их длительность трудно предсказуема, и они возникают в критические моменты функционирования системы "пользователь-компьютер".

     В отношении работы за экраном компьютера имеет смысл употреблять понятие  ПЕРЕРЫВ только в случае паузы  отдыха, завершающей период напряженности, возникшей на предыдущих отрезках работы. Характеристики этой напряженности  и относительная величина физиологического и психического утомления изменяются в зависимости от особенностей предшествующего задания. Таким образом, время, в течение которого человек бездействует, но не может отрешиться от предыдущего задания, не может называться "перерывом". Это всего лишь пауза, чье значение для отдыха не определяется длительностью кажущегося бездействия. 
 
 
 
 
 
 
 

     6. Методы оценки работоспособности 

     Работоспособность – это некое функциональное состояние  нашего организма, или другими словами  – физиологическое состояние организма и его систем. Из данного определения можно сделать вывод, что работоспособность зависит от множества факторов, так как очевидно, что состояние организма и его систем – не одно и то же. Ведь одно дело говорить о функциональном состоянии ЦНС или состоянии зрительной, двигательной или прочих систем, а другое – о функциональном состоянии человека как целостной его характеристике. Именно поэтому необходимо рассматривать вопрос о физиологических механизмах активации мозга. Безусловно, этот вопрос важен, но активированный мозг – только часть функционального состояния человека.

     В развитии утомления можно выделить несколько фаз или различных  стадий.

     Традиционным  способом выделения этих фаз является анализ так называемой "кривой работоспособности" - зависимости между эффективностью деятельности и временем ее выполнения. В противовес первоначальным попыткам охарактеризовать динамику работоспособности только на основании внешних показателей результативности, в современных исследованиях и с точки зрения развития эмоционального напряжения работающего человека, а также уровней субъективного ощущения утомления. Достаточно точная характеристика конкретного состояния человека может быть получена при сравнении показателей, достигнутых на каждой из этих четырех кривых.

    Существуют  общие закономерности динамики работоспособности. Она делится на несколько периодов: врабатывание, устойчивый период (оптимальной  работоспособности), предутомление (период неустойчивой работоспособности, или  компенсаторной перестройки) и утомление. Схематически кривую работоспособности можно представить следующим образом (рис.1):  

      Л 

     Рис. 1 «Кривая работоспособности» 

     Легко выделяются общие, наиболее типичные стадии: в начале работы наблюдается период врабатывания, затем следуют периоды оптимального выполнения деятельности, утомления и "конечного порыва". Однако их продолжительность, чередование и степень выраженности определяются воздействием множества факторов и могут варьировать вплоть до полного выпадения некоторых из них.

    В период врабатывания происходит постепенное  повышение работоспособности. Это  период поиска наиболее адекватных и  эффективных вариантов функционирования всех органов и систем, период значительного  напряжения, высоких энергозатрат, период организации произвольного внимания и функциональной организации деятельности. В этот период меняются свойства нервных клеток – повышаются их возбудимость, функциональная подвижность, активизируются связи между отдельными нервными центрами головного мозга. Работоспособность пока неустойчива, эффективность ее невысока. Устойчивый период (оптимум) – это время, когда организм работает наиболее эффективно в оптимальном режиме. Высокая устойчивая работоспособность не требует от организма чрезмерных усилий и энергозатрат, снижается напряжение и повышается согласованность в деятельности всех систем. Однако период оптимума не может продолжаться бесконечно и закономерно сменяется следующим периодом – компенсаторной перестройки. Ребенок еще может работать качественно, но уже ценой значительного напряжения. Именно этот период характеризуется снижением внимания, ростом числа отвлечений, снижением темпа деятельности, повышением двигательной активности. Усилием воли, функциональным напряжением ребенок может продолжить работу и даже сохранить ее качество, но очень недолго. Следующий период – утомление.