Умственная рабтаспособность

Часть 2. ОСОБЕННОСТИ УМСТВЕННОЙ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ В ВОЗРАСТНОМ АСПЕКТЕ

ВВЕДЕНИЕ

      В течение жизни явления старения проявляются на всех уровнях организма: на молекулярном уровне, на уровне клеток, тканей, органов, функциональных систем и на уровне организма в целом. При этом регуляторные и компенсаторные механизмы утрачивают свою эффективность, и соответственно изменяется адаптация организма к условиям деятельности. Это положение мы взяли в основу своей работы, концентрируя внимание на взаимоотношениях возраста, умственной работоспособности и физической работоспособности.

      В последнее время отечественные  и зарубежные авторы уделяют большое  внимание проблемам физической и  умственной работоспособности при  старении по следующим причинам: 1) с  увеличением средней продолжительности жизни происходит рост численности населения пожилого и старческого возраста; 2) возрастное снижение умственной и физической работоспособности ограничивает применение труда пожилых и старых людей в современных производственных условиях, ухудшает качество их жизни.

      Проблема  возрастных изменений отдельных  сторон деятельности, вклада этих механизмов в обеспечении нормы и нарушений  при патологических состояниях привлекает внимание исследователей (Навакатикян  А. О., Крыжановская В. В., 1979, Коркушко О. В., 1983, Фролькис В. В. с соавт., 1984, Сметник В. П. с соавт., 1988, Липовецкий Б. М.  с соавт., 1988), но до сих пор вопрос недостаточно изучен и имеет много спорных положений даже в отношении чисто физиологических механизмов. Что же касается онтогенетического плана исследований обоих видов работоспособности, то такие работы единичны (Pirani А. et al., 1984, Zoler М., 1984), противоречивы и не дают полного анализа явления. А важность решения этого вопроса не вызывает сомнения, так как сохранение умственной и физической работоспособности обусловливает обеспечение долголетней активной жизни граждан.

      Несмотря  на значительные успехи геронтологии в данной проблеме, до сих пор  мало исследованы особенности умственной работоспособности при старении. В единственной отечественной монографии Навакатикяна А. О., Крыжановской В. В. "Возрастная работоспособность лиц умственного труда" (1979) этот вопрос изучен только в отношении работников управления и операторов. Остаются неизвестными границы уменьшения умственной работоспособности, факторы, отодвигающие или приближающие эти границы, не разработаны комплексы нагрузочных тестов для оценки умственной работоспособности у пожилых и старых людей.

      Более глубоко исследованы возрастные сдвиги физической работоспособности (Коркушко О. В., 1983; Фролькис В. В. с соавт., 1984; Сметник В. П. с соавт., 1988; Липовецкий Б. М. с соавт., 1988 и др.), но требуют дальнейшей разработки вопросы зависимости темпов снижения ее от пола, двигательных режимов, вида труда. До сих пор нет ясности в вопросе, в чем отличия адаптации на физические нагрузки у пожилых и старых людей по сравнению с молодыми, недостаточно разработаны тесты для оценки состояния сердечно-сосудистой системы при старении (Мотылянская P. Е., Ерусалимский Л. А., 1980).

      До  настоящего времени не установлена  взаимосвязь между умственной и  физической работоспособностью (Pirani А. е1 а1., 1984) .

      Возрастные  изменения работоспособности объясняются  рядом физиологических механизмов, но ведущий механизм старения —  сдвиги в центральной нервной системе. Информативным показателем последних, отражающим местные и общие физиологические перестройки функционального состояния, уровня метаболических и гемодинамических процессов в центральной нервной системе, является биоэ- лектрическая активность головного мозга (Фролькис В. В. с соавт., 1991). Изучение возрастных сдвигов электрогенеза мозга дает возможность уточнить механизмы уменьшения работоспособности при старении.

      Исследование  умственной и физической работоспособности  позволило создать метод объективной оценки биологического возраста человека, что имеет большое значение для медицинских рекомендаций, диспансеризации населения, своевременности выхода на пенсию, профессиональной переориентации, а также для оценки влияния социальных, экологических и генетических факторов, влияющих на продолжительность жизни.

      Цель  и задачи исследования.

      Цель  настоящей работы изучить возрастные особенности умственной и физической работоспособности, установить взаимоотношения  обоих видов работоспособности, выявить физиологические механизмы сдвигов работоспособности и создать метод оценки биологического возраста по работоспособности.

      Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи.

1. Изучить особенности умственной и физической работоспособности при старении.
2. Выявить разницу возрастных изменений умственной и физической работоспособности у лиц разного пола, с разными двигательными режимами и различными видами труда.
3. Исследовать взаимоотношения умственной и физической работоспособности.
4. Изучить физиологические механизмы возрастных изменений умственной и физической работоспособности.
5. Разработать тест-программы для определения умственной работоспособности, физической работоспособности и обоих видов работоспособности.
6. Предложить метод определения биологического возраста:
7. по умственной работоспособности; 2) по физической работоспособности; 3) по обоим видам работоспособности.
8. Установить объективность метода определения биологического возраста по разнице темпов старения лиц разного пола, с разными двигательными режимами и различными видами труда.

      ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

      1.1. Умственная работоспособность в  возрастном аспекте

      Решение ряда важнейших проблем в геронтологии в большей мере связано с возможностью оценки работоспособности и ее изменений. До сих пор нет общепринятого определения этого термина.

      Так, в психологии работоспособность  определяется как потенциальная  возможность индивида выполнять  целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение  определенного времени (Психология, словарь, 1990).

      В физиологии труда под работоспособностью принимается способность человека к выполнению совершенно конкретной деятельности в рамках заданных временных  лимитов и параметров эффективности (Загрядский В. П., Сулимо-Самуйло 3. К., 1976).

      В геронтологии работоспособность расшифровывается как максимальная возможность организма  совершать какую-либо работу за большой  период времени. Ее называют общей работоспособностью и делят на два вида — умственную и физическую работоспособность (Навакатикян А. О., Крыжановская В. В., 1979).

      Для определения умственной работоспособности  изучается ряд психологических  показателей — память, психическая  продуктивность, мыслительные процессы, внимание, зрительное восприятие (Гречин В. Б. с соавт., 1977). Такой подход к изучению работоспособности носит многогранный характер.

      Но  большинство авторов предпочитают исследовать отдельные стороны  умственной работоспособности. Большая  часть работ посвящена изучению памяти (Arenberg D., 1983; Неss Т., 1984; Macht М., Buschke Н., 1984; Read D. 1984; Park В., Puglisi J. 1985; Rotrou J. et а1., 1986; Литовченко С. В., Бачинская Н. Ю., 1987; Morris R. еt а1., 1988), в данных исследованиях отмечается снижение памяти при старении. Для старых людей характерен хорошо известный факт снижения памяти на текущие события и относительной сохранности ее на события далекого прошлого (закон Рибо). При старении более медленно снижаются скорость запоминая, кратковременная память и объем непосредственной памяти, чем продуктивность запоминания и оперативная память (Hultsct D. et а1., 1987) .

      В старости наблюдается преобладание логического и семантического освоения над механическим запоминанием. Относительно усилившиеся внутренние смысловые  связи становятся основой прочности  памяти у старых людей (Фролькис В. В. с соавт., 1991).

      Другой  точки зрения придерживаются авторы, не нашедшие тесной взаимосвязи между  старением и изменениями памяти (Rankin J. Collins М., 1985; Backman L., 1985; Gilmore G. et al.. 1986) .

      Противоречия  в отношении памяти при старении обьясняются неоднородностью групп испытуемых и применением разных методов исследования, зависимостью выраженности возрастного снижения памяти от степени ее тренированности на протяжении всей жизни.

      Механизмами изменения памяти при старении принято считать включение большого количества анализаторов в процесс запоминания, а также смысловую организацию, эмоциональную значимость материала, использование прежнего опыта и более медленный, чем в молодые годы, темп восприятия информации.

        Возрастные особенности памяти рассматриваются как проявление снижения функциональной активности лимбико-ретикулярных структур и тонуса мозговой коры, дисфункции холинергической системы в гиппокампе и коре головного мозга (Фролькис с соавт., 1991).

        Изменения психической продуктивности и внимания при старении изучались Маньковским Н. Б., Минцем А. Я., 1972; Навакатикяном А. О., Крыжановской В. В., 1979; Фролькисом В. В. с соавт., 1991. Авторы отмечают снижение количества просмотренных знаков в корректурной пробе. Первый довольно заметный негативный скачок выражен после 40 лет, затем в шестом, седьмом и первой половине восьмого десятиления снижение идет плавно и только во второй половине восьмого десятилетия наблюдается значительное ухудшение результатов. Снижение умственной деятельности в основном проявляется в ее количественной характеристике и значительно меньше в качественной.

        Исследования мышления у пожилых  и старых людей по сравнению  с молодыми показали, что во  время выполнения заданий на  образование аналогий и количество ошибок с возрастом значительно увеличиваются, а с методом исключений слова легко и правильно справлялись лица пожилого возраста и несколько хуже — старческогo возраста. При старении увеличивалось число испытуемых с непониманием переносного смысла пословиц. Это показывает снижение уровня аналитико-синтетической деятельности в процессе старения (Маньковский Н. Б., 1978).

       Pearce К., Denney N. (1984) не нашли существенных  различий по типам классификации  у детей и пожилых людей. Madden D. (1985) установил, что в старости уменьшается скорость обработки информации за счет ухудшения процесса извлечения из долгосрочной памяти семантической информации, касающейся идентификации букв. Burke D., Peters L., (1986) отмечали, что мышление зависит не от возраста, а от образовательного уровня. Снижение когнитивной де- ятельности с возрастом зарегистрировано в исследованиях Jacewicz M., Hartley А. (1987), Davis G., Ball Н. (1989).

      Анализ  внимания и зрительного восприятия при старении сделан в работах Giaquinto Б., Noifе G. (1984), Veinman J. (1986), Литовченко С. В., Бачинской Н. Ю. (1987). Все исследователи единодушны в том, что с возрастом растет время реакции узнавания, а отсюда делается заключение, что обработка зрительной информации в центральной нервной системе старых людей происходит медленнее, чем у молодых людей, и объем внимания при старении уменьшается.

      В системе изучения возрастных особенностей нейропсихической деятельности особое внимание отводится анализу изменений  интеллектуальных функций. В обзоре Ананьева Б. Г. (1968) приведены данные многих авторов, полагающих, что оптимум развития этих функций приходится на возраст между 18-20 годами. Различают 2 типа интеллекта — вербальный и невербальный. Вербальный интеллект в большей мере, чем невербальный, является результатом социальной среды и образования, и его высокое развитие способствует психофизиологической сохранности, возможности противостоять старению и задерживать инволюционный процесс. Вербальный интеллект характеризуется большей возрастной стабилизацией, чем невербальный. Снижение невербальных функций, включающих в себя перцептуально-моторные и скоростные процессы, начинается в возрасте 30-35 лет, в то время как вербально-логические функции с этого периода прогрессируют наиболее интенсивно, достигая самого высокого уровня после 40-45 лет.

      Коbауashy S. еt а1. (1984) установили, что социальная стимуляция у лиц, проживающих в кругу семьи и ведущих активный социальный образ жизни, оказывает активизирующее влияние на мозговые функции (преимущественно невербального характера) и замедляет старение мозга. Они же отмечают, что у мужчин мозг более чувствителен к уменьшению социальной стимуляции в старости, чем у женщин.

      В работе Ретера Д. (1984) исследована связь  между возрастом, образованием и  состоянием психического здоровья. Автор считает, что различия в уровне обучаемости в зависимости от образования есть только у лиц молодого и среднего возраста, а при старении эти различия сглаживаются.

      Villardita С. et а1. (1985) изучали корреляции между  возрастом и познавательными процессами. Установлено, что ряд признаков с возрастом меняется незначительно, тогда как другие заметно утрачиваются; однако возраст, в котором этот процесс обнаруживается, сильно варьирует. Некоторые способности, например узнавание в лицо, воспроизведение геометрических фигур, не изменяются до преклонных лет.

      Каnе R. е1 а1. (1986) установили, что в целом  с возрастом снижаются качественные показатели когнитивных тестов и  возрастает время реакции. А11аmannо N. еt а1. (1987) предложили использовать при  исследованиях упрощенный невербальный тест, который доказывает возрастное ухудшение способности к выполнению предлагающихся задач у нормальных испытуемых независимо от пола и уровня образования.

      Иные  результаты получены Нааg G. (1987) — в  лонгитудинальных исследованиях, проведенных на людях повторно через 30-40 лет, он не выявил снижения интеллектуальных способностей. В 55-60 лет наблюдался даже второй максимум отдельных проявлений творческой активности. В возрасте старше 60 лет за десятилетний промежуток констатированно снижение оценок по шкале Векслера (на 2,6 в 60-69 лет и на 7,3 — в 70-79 лет) невербальных (моторных) функций, а на 8-м десятилетии — снижение как вербальных, так и невербальных функций.

      Высокий уровень образования уменьшает  степень негативной корреляции снижения интеллекта с возрастом (Александрова М. Д., 1974, Борисова Л. Н., 1990). В последние годы предлагается разделение интеллекта по типам "кристаллизованный" и "флюидный". Кристаллизованный интеллект представляет собой способность человека использовать собранную информацию для выработки собственного мнения и решения проблем. Этот тип интеллекта развивается на протяжении всей жизни здоровых людей. В отличие от этого флюидный интеллект, который заключается в способности видеть и использовать новые абстрактные взаимосвязи и образы„ при старении снижается. Анализ флюидного интеллекта у здоровых и больных лиц (паркинсонизм, начальные формы церебрального атеросклероза) пожилого и старческого возраста показал, что изменения этого типа интеллекта преимущественно определяются возрастом, а не патологией (Cronin-Golomb А., 1987).

      Интенсивность инволюции психофизиологических функций  зависит от уровня интеллектуальной одаренности. Некоторые особенности  интеллекта могут коррелировать  с высокой продолжительностью жизни. Широко известны факты долгожительства многих выдающихся деятелей науки и культуры, которые сохраняли в глубокой старости достаточно высокий уровень интеллекта. Среди факторов, определяющих интенсивность онтогенетической эволюции интеллектуальных функций, важнейшее значение имеют степень активности человека, его жизненный путь, совершенствование профессиональной и познавательной деятельности (Маньковский Н. Б., Кузнецова С.М.,1991).

        Взаимоотношения между интеллектуальными  функциями и биоэлектрической активностью мозга исследовались многими авторами, но до сих пор нет общепринятой точки зрения по данной проблеме. По мнению некоторых авторов (Аibert М. е1 а1., 1987), параллельные нарушения в структурах и функциях (по данным компьютерной томографии и электроэнцефалографии) подтверждают, что нелинейные изменения в когнитивной сфере могут быть результатом избирательных изменений в мозге, которые происходят в разном темпе в течение всей жизни. Наряду с этим в других работах отмечается непосредственная корреляция между увеличением дельта- и тета — активности у лиц пожилого возраста и изменением интеллектуальных функций. Woodruff D. (1982) установил корреляции между степенью изменения психики и замедлением фоновой цикличности мозга. Он считает, что наличие медленных волн (преимущественно в левой височной области) и амплитудных асимметрий более чем на 50% являются коррелятами психических особенностей при старении. Nakano Т. et al. (1985) утверждают, что изменения ЭЭГ отражают прогрессивное снижение ментальных функций при старении в возрасте свыше 60 лет. В этой работе показано, что в психологических тестах у лиц с возрастным ухудшением ЭЭГ — показателей выявлено снижение ментальных функций и рост тета — активности.

        Биэлектрическая активность головного  мозга является информативным показателем местных и общих патологических и физиологических перестроек функционального состояния и уровня метаболических и гемодинамических процессов в центральной нервной системе. В процессе старения происходят изменения структуры и уровня электрогенеза мозга, которые отражают состояние гомеостатических механизмов саморегуляции и программы переработки информации в старости (Маньковский Н. Б., Кузнецова С. М., 1991).

        Большинство авторов, изучающих  биоэлектрическую активность мозга при старении, отмечают замедление основных ритмов ЭЭГ и перераспределение их пространственной топографии.

        Снижение частоты ритмов ЭЭГ,  после 70 лет, связанное с общим  снижением уровня функциональной  активности центральной нервной  системы, установлено Кратиным Ю. Г., Гусельниковым В. И. (1971). Егоров И. С. (1973) отмечает, что у лиц старше б0 лет (без клинических признаков патологических отклонений в деятельности нервной системы) наблюдается замедление частоты ритмов, гиперсихронизация альфа-ритма с появлением веретенообразных волн, возрастание числа медленных волн и некоторое снижение реактивности электроэнцефалограммы.

        В лонгитудинальных исследованиях  Белонога Р. П. (1980) показано, что  при старении проявляется тенденция  к уменьшению частоты альфа-ритма, причем ни в одном из случаев не была зарегистрирована частота выше 10 Гц.

       Keller W. et а1. (1985) считают, что в норме в ЭЭГ наблюдается снижение частоты альфа-ритма на 0,5 Гц в декаду после 60 лет, увеличение диффузной и фокальной медленной активности в левой височной области со снижением бета-ритма и реактивности на внешние стимулы. Karbowski К. (1985) установил, что снижение частоты основного ритма с возрастом составляет около 2 Гц в интервале 3-8 декады, и связал это с нарушением метаболизма мозга. Arenas А. et а1.(1986) изучали данные ЭЭГ у здоровых лиц старше 60 лет и нашли замедление темпоральной медленной активности.

      Иные  данные были получены Giaquinto S., Noife G. (1986), которые не отметили вышеупомянутых изменений в спектральном составе  ЭЭГ при старении. Доминирующим оставался альфа-ритм и сохранялось региональное его распределение. У женщин в большей степени был выражен бета-ритм и в меньшей дельта-ритм, а у мужчин наоборот.

      Большой вклад в изучение биоэлектрической активности мозга внесли Маньковский Н. Б. с сотрудниками (1985, 1991). По данным этих авторов, урежение альфа-ритма происходит после 60 лет, одновременно снижается ее амплитуда и индекс, но при этом авторы отмечают высокую морфофункциональную сохранность сложных кортикоретикулярных мозговых механизмов, генерирующих биоэлектрическую активность мозга. Что касается бета-ритма, то его возрастные изменения не носят количественных характерных сдвигов. Анализ частотной полосы в дельта-ритме, тета-диапазоне показал существование общих закономерностей для альфа-ритма и медленной составляющей ЭЭГ. Независимо от возраста обнаруживается снижение частоты всех этих ритмов в направлении от затылочно-теменных к передним областям головного мозга. Авторы полагают, что снижение частоты доминирующих ритмов ЭЭГ при старении человека в целом сохраняется и для медленных ритмов, и это является общебиологическим принципом старения.

        По данным Зенкова Л. Р., Ронкина  М. А. (1991), относительная стабильность  характеристик ЭЭГ взрослого  человека сохраняется приблизительно до 50 лет. С этого периода наблюдается перестройка спектра ЭЭГ, выражающаяся в уменьшении амплитуды и относительного количества альфа-ритма и нарастание количества дельта и тета-волн. Доминирующая частота после б0-70 лет имеет тенденцию к снижению.

      Таким образом, анализ литературы показывает, что среди возрастных изменений  ЭЭГ наиболее стабильным является замедление частоты альфа-ритма и усиление медленной активности. Первое обычно связывают с нарушением метаболических процессов, а второе — с гемодинамическими изменениями. К механизмам, влияющим на электрогенез мозга, относится также закономерность старения— снижение лабильности, способности воспринимать, перерабатывать и передавать информацию ( Фролькис В. В. с соавт., 1991).

      Влиянию двигательной активности на умственную работоспособность и электрогенез мозга посвящены единичные работы.

      Ohlsson М. (1977) изучала умственную работоспособность  у двух групп пожилых мужчин, ведущих активный и пассивный  образ жизни. Автор отмечает, что  физически активные испытуемые лучше выполняли большинство предложенных психологических тестов (на способность к концентрации внимания, логическое мышление, объем кратковременной памяти). Делается заключение о положительном влиянии физической активности на уровень переработки информации у пожилых людей.

      Spirduso W. (1980) постулировал механизмы, обеспечивающие  связь между длительной физической  тренировкой и сохранностью психомоторных  реакций и умственных способностей, которые заключаются в увеличении  под влиянием нагрузки окислительного метаболизма мозговой ткани и трофических влияний мышечных нагрузок на мозг при старении.

       Dutman Н. et al. (1984) определяли нейропсихологические  показатели у пожилых людей,  занимающихся аэробными упражнениями, силовыми упражнениями, и не занимающихся спортом. Авторы доказали, что только аэробные упражнения вызывали рост нейропсихологических функций, связывая этот факт с увеличением уровня мозговой метаболической активности.

       Molloy D. et а1. (1988) не нашли изменений  нейропсихологического статуса у пожилых и старых женщин после трехмесячных занятий легкими физическими упражнениями.

        Из всего изложенного можно  заключить, что возрастные сдвиги  в умственной работоспособности  и биоэлектрической активности  мозга, а также механизмы, влияющие  на их изменение в старости, изучены недостаточно. Противоречивость данных объясняется сложностью объекта исследования, разными методическими подходами, размерами выборок и особенно принципами формирования этих выборок.