Начало >> Статьи >> Архивы >> Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека

ЭЭГ-корреляты функциональных состояний - Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека

Оглавление
Электроэнцефалограмма и функциональные состояния человека
Методика регистрации ЭЭГ
Общая характеристика ЭЭГ
Методы анализа электрограмм
Природа суммарной биоэлектрической активности мозга
Современные представления о природе суммарной электрической активности мозга
Роль неспецифической таламической системы в синхронизации ритмической активности корковых нейронов
Взаимодействие неспецифических систем как основа формирования ритмической активности мозга
Нейрофизиологические механизмы синхронизации биопотенциалов
Дельта-ритм ЭЭГ
Тета-ритм ЭЭГ
Альфа-ритм ЭЭГ
Функциональное значение альфа-актвности
Бета-ритм ЭЭГ
Нетрадиционные колебания и ритмы ЭЭГ
Генетическая обусловленность ЭЭГ-характеристик
Классификация типов ЭЭГ
Характеристики ЭЭГ и индивидуально-типологические свойства личности
Взаимосвязь ЭЭГ-характеристик с уровнем бодрствования
ЭЭГ-характеристики спокойного бодрствования
Зависимость КК от спектрального состава ЭЭГ
ЭЭГ-характеристики активного бодрствования
Нейрофизиологические механизмы десинхронизации ритмической активности мозга при переходе от состояния спокойного к активному бодрствованию
Пространственно-временная  организация биоэлектрической активности мозга человека в состоянии активного бодрствования
Концепция М.Н.Ливанова о функциональном значении феномена пространственной синхронизации биопотенциалов
Роль синхронных, асинхронных и случайных электрических процессов в интегративной деятельности мозга
ЭЭГ-корреляты функциональных состояний
ЭЭГ-корреляты умственного утомления
Нейрофизиологические механизмы умственного утомления
Состояние монотонии
ЭЭГ-корреляты состояния монотонии
Психофизиологические механизмы состояния монотонии
ЭЭГ в условиях двигательной активности
Электрическая активность коры мозга в динамике мысленного представления и психомоторных действий
Обсуждение результатов
Электрическая активность мозга транссексуалов
Заключение и литература

РАЗДЕЛ 3. ЭЭГ-КОРРЕЛЯТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СОСТОЯНИИ

ВВЕДЕНИЕ

В отечественной и мировой науке наблюдаются отчетливые различия в подходах к проблеме, которая обозначена нами как проблема функционального состояния. Они состоят в том, что западные ученые крайне редко используют сам термин “функциональное состояние”,  по-существу, отождествляя функциональное состояние человека и уровень бодрствования, функциональное состояние мозга и уровень его активации (arousal).
Термин “функциональное состояние” возник в отечественной физиологической науке и использовался при описании мобилизационных возможностей и энергетических затрат различных по сложности биологических систем - от одиночных клеток до органов, их систем и организма в целом. Функциональный подход к состоянию человека получил широкое развитие благодаря теории функциональных систем П.К.Анохина и концепции деятельности - одного из методологических принципов отечественной психологической науки. Вследствие этого практически все существующие определения понятия “функциональное состояние человека” связывают последнее с конкретной, значимой для индивида или окружающих трудовой деятельностью. Наиболее известное определение понятия функциональное состояние, приводимое в Словаре физиологических терминов (1987, с. 408), принадлежит В.И.Медведеву: “Интегральный комплекс наличных характеристик тех качеств и свойств организма, которые прямо или косвенно определяют деятельность человека”. При этом выделяют три класса состояний: состояния оперативного покоя, адекватной мобилизации и динамического рассогласования. Детально проанализированные нами состояния покоя (спокойного бодрствования) и активного бодрствования относятся, соответственно, к первым двум классам. К третьему классу могут быть отнесены состояния утомления (в том числе, умственного) и монотонии, которые будут рассмотрены нами в настоящем разделе. Более детально проблема функциональных состояний проанализирована в монографиях Н.Н.Даниловой (1985), В.Н.Кироя (1991) и некоторых других авторов.

СОСТОЯНИЯ УМСТВЕННОГО УТОМЛЕНИЯ и МОНОТОНИИ

Исследования ЭЭГ человека в динамике пролонгированной деятельности относительно немногочисленны и фрагментарны. В целом их можно разделить на два направления. В рамках одного из них используются модели операторской деятельности, монотонной по своему характеру (водителей транспортных средств, пилотов, диспетчеров и т.д.). В этом случае у человека в процессе ее реализации формируется состояние монотонии, под которой понимается “особый вид функционального состояния человека, возникающего в процессе монотонной работы. Субъективными проявлениями состояния монотонии являются скука, апатия, сонливость, снижение внимания, искажение чувства времени, раздражительность, чувство усталости и т.п.” (Словарь физиологических терминов, с.225). Наблюдаемые при этом изменения в ЭЭГ, по-видимому, и являются следствием монотонных условий деятельности, а не ее специфики (D.R. Davies, R.Parasuraman, 1982).
Работы второго направления еще менее многочисленны. В них исследуются ЭЭГ- корреляты пролонгированной умственной деятельности, включающей непрерывное и качественное выполнение высокомотивированными испытуемыми (операторами) достаточно сложных заданий. Такие условия деятельности приводят к формированию у человека качественного иного состояния, которое известно как состояние умственного утомления. Под ним понимается “особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием продолжительной или интенсивной работы и приводящий к снижению ее эффективности” (там же, с.393).

1.1. Умственное утомление

Общая характеристика состояния умственного утомления

Существование множества определений понятия “утомление”(а их уже в 1947 году имелось, как подсчитали S.H.Bartley и E.Chute, более 100) указывает на то, что в подходах к этому явлению имеются значительные различия и даже противоречия. Именно неопределенность самого термина, как полагает, в частности, В.И.Рождественская (1965), является серьезным тормозом для разработки различных аспектов проблемы утомления. Как отмечал R.A.McFarland(1971), “термин ‘Утомление” подобен слову “подсознание”, которое стало удобной категорией для обозначения феноменов, не совсем понятных, но от этого не менее реальных”.
Существующие определения понятия “утомление” можно разделить условно на три группы: общеметодологические (философские), описательные и определения, в которых предпринимается попытка раскрыть его сущность, т.е., прямо указать на его возможные механизмы. К первой группе могут быть отнесены определения типа: утомление есть “неадекватность организма как личности с окружающей средой” (S.H.Bartley, 1957), “декомпенсация реакции относительно стимула” (N.R.Burch, T.H.Greiner, 1958) и некоторые другие. Ко второй группе могут быть отнесены определения типа: утомление есть “сочетание психологических и соматических, специфических и неспецифических явлений, возникающих у человека в результате воздействия нерезко выраженных вредных факторов” (P.Bugard, 1960). Третья группа определений также достаточно неоднородна. Так, если некоторые отечественные исследователи рассматривают утомление как специфическое состояние физиологических систем организма (Г.Л.Комендантов, 1983; В.И.Копанев, 1982), то другие - более широко, как функциональное состояние, включающее не только физиологические, но также психические и психо-социальные детерминанты (К.К.Платонов, 1979; В.И.Медведев, А.Т.Марьянович, 1983).
Значительное число существующих определений утомления рассматривает его как временное снижение работоспособности под влиянием длительного воздействия нагрузки (К.К.Платонов, 1960; В.В.Розенблат, 1975; В.П.Зинченко, А.Б.Леонова, 1978; Г.Леман, 1967; В.И.Медведев, А.М.Парачев, 1971; И.А.Сапов, А.С.Солодков, 1980; А.С.Солодков, 1981; В.А.Бодров, 1988 и др.). Снижение работоспособности, по мнению авторов, проявляется в нарушении состояния ряда функций организма и, как следствие, в ухудшении качества деятельности.
Еще в 1926 г. Н.А.Бернштейн дал определение утомлению, которое не потеряло свое значение и сегодня. В противовес тем исследователям, которые определяли его как временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей интенсивной или длительной деятельностью, сопровождающееся своеобразным чувством недомогания и снижением производительности труда, Н.А.Бернштейн предложил рассматривать утомление как предохранительное приспособление организма, защищающее его от чрезмерных затрат и истощения. В той же работе
Н.А.Бернштейн указывал на то, что “об утомлении приходится судить по следующим признакам: 1) по показаниям самого утомленного о наступившем чувстве усталости (это ненадежный показатель, поскольку человек может преувеличивать свою усталость); 2) по внешним признакам утомления, которые распадаются на две группы: а) расстройство, нарушение деятельности всех органов, б) понижение работоспособности (уменьшение количества и ухудшение качества производимой работы)”.
Совершенно очевидно, что существует по крайней мере два вида утомления, а именно, физическое и умственное (психическое). Как полагает, в частности, М.Н.Виноградов (1966), наряду с ними следует выделять также третью форму утомления, а именно, сенсорное утомление. Как правило, однако, выделяют два вида утомления: физическое и умственное (общее, психическое). Различия между ними очевидны и, тем не менее, как считает, в частности В.В.Розенблат (1983), достаточно условны. Так при умственной деятельности всегда имеются элементы мышечного утомления (длительное пребывание в одной позе вызывает утомление соответствующих частей двигательного аппарата) и, наоборот, в случае физической (мышечной) деятельности нередко большое значение имеет интеллектуальный компонент.
Давая общую характеристику состояния утомления, прежде всего следует отметить, что оно представляет собой психофизиологический синдром с комплексом физиологических и психических изменений в организме и личности.
Объективно оно может быть диагностировано на основе субъективных оценок человеком собственного состояния и по изменению показателей качества деятельности. K.Saito с соавторами (1978) выделяют следующие субъективные симптомы утомления: сонливость, вялость, ослабление внимания. Е.Р. Grandjean (1968) связывает с утомлением снижение мотивации, внимания, ослабление перцепции, ухудшение физиологической и умственной работоспособности, субъективное чувством усталости. Наиболее полный перечень симптомов утомления дает H.Schmidtke (1970): изменение восприятия, нарушение координированных движений, ослабление внимания и собранности, изменение мышления, снижение уровня активности, нарушение социальных отношений.
Как отмечается в многочисленных экспериментальных исследованиях, результаты субъективных отчетов и самооценки не всегда отражают истинное положение дел (D.Kahnemann, 1973). Необходимый для практического использования (в частности, для разработки систем контроля состояния человека-оператора) уровень надежности его идентификации не обеспечивают и характеристики самой деятельности, в частности, ее эффективность, поскольку в литературе встречаются данные о том, что даже на фоне выраженного утомления человек зачастую сохраняет на достаточно высоком уровне важнейшие элементы профессиональной работоспособности, что во многом определяется соответствующими целевыми установками, мотивацией, волевыми усилиями (R.T.Wilkinson, 1965; E.Broadbent, 1971; D.Kahneman, 1973; П.Р.Попович, Л.С.Хачатурьянц, 1983; Л.Г.Дикая и др., 1992). Снижение работоспособности может являться не следствием утомления, а следствием незаинтересованности в работе. С другой стороны, в целом ряде случаев высококвалифицированному оператору удается за счет волевых усилий поддерживать качество деятельности неизменным, хотя его функциональное состояние заметно отклоняется от нормы, в частности, на поздних стадиях утомления (П.В.Симонов, М.В.Фролов, 1984).
О системном характере феномена утомления свидетельствует и тот факт, что, как показал анализ состояния физиологических систем организма при его развитии, изменения в организме носят, как правило, комплексный характер и затрагивают деятельность большинства из них - сердечнососудистую, центральную нервную и другие.
При анализе работ, посвященных изучению утомления, прежде всего обращает на себя внимание ненадежность и вариативность критериев, используемых для диагностики этого состояния, будь то субъективные симптомы усталости, сдвиги в эффективности труда или же изменения психофизиологических функций. Практически нет показателей, которые бы однозначно свидетельствовали о наступлении утомления, в связи с чем в настоящее время невозможно представить состояние утомления как четко очерченный синдром с ограниченным набором закономерно связанных параметров. Такое положение, по мнению В.А.Бодрова (1988), можно объяснить рядом обстоятельств. Во-первых, воздействие различных факторов, вызывающих утомление, сопровождается появлением таких неспецифических признаков этого состояния, которые характерны и для некоторых других функциональных состояний (нервно- психического напряжения, гипоксии, монотонии, десинхроноза и т.п.). Во-вторых, возникновение утомления, особенно в его выраженных формах (хроническое утомление, переутомление), характеризуется совокупностью компенсаторноприспособительных реакций организма, которые в определенных стадиях своего развития отражают, с одной стороны, снижение уровня функциональной активности и резервных возможностей организма вплоть до их истощения, астенизации в ответ на нагрузки, а с другой - активизацию функций, направленных на обеспечение необходимого рабочего напряжения и достижение заданного результата деятельности. Г.А.Стрюков с соавторами (1981) отмечают, что в зависимости от характера нагрузки, мотивов деятельности, ее субъективной значимости, индивидуальных особенностей человека складывается весьма изменчивая картина организации его деятельности и функционального состояния организма. В-третьих, различия в симптоматике утомления при его экспериментальном изучении определяются в ряде случаев недостаточно адекватными моделями, используемыми для формирования этого состояния, в частности, по параметрам величины и продолжительности нагрузки, субъективному отношению испытуемых к выполняемой работе и т.д.
В связи с отмеченным выше, большинство авторов указывают на необходимость комплексного подхода к диагностике утомления, основанного на использовании методов оценки как эффективности деятельности, так и состояния ряда физиологических и психических функций и качеств (К.К.Платонов, 1960;
В.И.Рождественская, 1965; H.Bartemverfer, 1971; В.В.Розенблат, 1975; И.А.Сапов и др., 1976; S.H.Bartley, 1981; А.С.Солодков, 1981; В.И.Копанев, 1982 и др.). Однако в экспериментальных исследованиях этой проблемы по понятным прагматическим причинам основное внимание направлено на поиск отдельных наиболее информативных методических приемов диагностики утомления на основе достаточно ограниченного набора физиологических, психологических (психофизиологических) и биохимических показателей. Следует однако признать, что надежность предлагаемых при этом критериев диагностики утомления определяется полнотой учета и разнообразием используемых симптомов.
В экспериментальном плане в динамике развития утомления, в частности, умственного наиболее изучены изменения характеристик ряда вегетативных систем организма (сердечно-сосудистой, дыхательной и др.), а также нервной системы. Последнее определяется тем, что как уже отмечалось выше, ряд теоретических моделей связывают развитие этого состояния либо с эффектами типа истощения, либо с изменениями в деятельности ЦНС. Для изучения последних, как правило, используются характеристики ЭЭГ.
Несмотря на известное сходство симптоматики и, возможно, механизмов формирования, при анализе экспериментального материала мы остановимся на ЭЭГ- коррелятах и нейрофизиологических механизмах умственного и сенсорного утомления, оставив за рамками рассмотрения утомление физическое.



 
« Электрокардиографическая диагностика   Эндокринология »