PDF-версия
Б.Н. Рыжов - Системная психология
Б.Н. Рыжов - История псих-ой мысли
Содержание №30 2019

Психологические исследования

Коган Б. М., Дроздов А. З. Системная взаимосвязь механизмов психологической защиты и личностных характеристик девушек с несуицидальным самоповреждающим поведением
Арзуманов Ю. Л., Коротина О. В., Абакумова А. А. Личностные особенности людей с зависимостью от синтетического психоактивного вещества
Валявко С. М. О возможности формализации рисуночных методик в специальной психологии: проблемы и перспективы
Захарова Л. Н., Саралиева З. Х.-М., Леонова И. С., Заладина А. С. Усталость как показатель социально-психологического возраста персонала

История психологии и психология истории

Романова Е. С., Рыжов Б. Н. Борис Федорович Ломов — ученый, ставший воплощением своего времени
Ryzhov B. N. Psychological Age of Civilization (перевод на английский язык Л.А. Машковой)

Социологические исследования

Добрина О. А. Социальные риски современности и угрозы идентичности: системный анализ концепции «культурной травмы» П. Штомпки
Ткаченко А. В. Системный подход в социологических концепциях Г. Лебона и З. Фрейда

Рецензии

Aleksander T. Review about Old Age and Disability (с переводом на русский язык)
Новлянская З. Н. Психология, литература и кино в диалоге о человеке

Информация

У Дмитрия Владимировича Гандера юбилей!
Сведения об авторах журнала «Системная психология и социология», 2019, № 2 (30)
Требования к оформлению статей
Наши партнеры

WWW.SYSTEMPSYCHOLOGY.RU

 

Рыжов Б.Н. СИСТЕМНАЯ ПСИХОМЕТРИКА НАПРЯЖЕННОСТИ

Журнал » 2013 №7 : Рыжов Б.Н. СИСТЕМНАЯ ПСИХОМЕТРИКА НАПРЯЖЕННОСТИ
    Просмотров: 10271

Теория и метод системной психологии

 

СИСТЕМНАЯ ПСИХОМЕТРИКА НАПРЯЖЕННОСТИ

Рыжов Б.Н.
МГПУ, Москва

 

Статья посвящена описанию метода системного анализа функционального состояния человека, процедуры определения интегрального показателя (индекса) психофизиологической напряженности и примеров использования системной психометрики напряженности в практике космических исследований и детской психодиагностике.
Ключевые слова: система, структура, психическая напряженность, интегральная оценка, индекс психофизиологической напряженности, космическая психология, детская психодиагностика.

 

SYSTEM PSYCHOMETRICS OF TENSION

 

Ryzhov B.N.

MCTTU, Moscow

 

This article is devoted to the description of the system analysis method of a person’s functional state and  a procedure of the psychophysiological tension integrated indicator (index) definition. There are also some examples of use of a system psychometrics of tension  in practice of space psychology and children psychodiagnostics.
Key words: system, structure, mental tension, integrated assessment, psychophysiological tension index, space psychology, children psychodiagnostics.

Введение

 

   Проблеме объективной диагностики психической (психофизиологической) напряженности посвящено множество работ в различных отраслях психологии. Сегодня наиболее востребованными областями практического использования средств объективной диагностики напряженности, возможно, являются уже не эргономика и психология спорта, а становящиеся все более привычными технологии детекции лжи, тренинги саморегуляции и психорелаксации. Однако вопрос получения универсального критерия напряженности, позволяющего получать сопоставимые результаты в различных исследовательских ситуациях, независимо от индивидуальных особенностей психофизиологического реагирования, до сих пор остается открытым. В настоящей статье предлагается системно-психологическое обоснование разработки такого критерия, и приводятся примеры его использования в практике космических исследований и детской психодиагностике.                                                                                                               

 

1 Напряженность как психологическое понятие

 

Начало изучения напряженности как особого класса функциональных состояний человека было связано с ускоренным военно-техническим прогрессом после окончания второй мировой войны, одним из следствий которого стало особое внимание, уделяемое так называемым операторским профессиям. Общей характеристикой этих профессий, от которых во все большей мере зависела безопасность  государства, явилось значительное повышение требований к психологической подготовке  человека, работающего в сложных условиях информационных перегрузок, дефицита времени и высокой ответственности. Это обстоятельство определило прикладную ориентацию многих исследований напряженности, так или иначе направленных на повышение надежности труда операторов. Сам термин «напряженность» впервые начал применяться для обозначения состояния человека в авиационной психологии, будучи заимствован из технических наук [3, 17]. Постепенно анализ состояний напряженности превратился в специальную область работ и включил в себя ряд аспектов психологии эмоций, инженерной психологии и психологии личности, широко используя при этом не только собственно психологические методы исследования, но и все больше опираясь на достижения технических и естественных наук.

Теоретической базой исследований напряженности традиционно оставалась теория стресса Г.Селье. С позиций этой теории психическая напряженность рассматривалась как неспецифическая реакция организма на эмоциогенный раздражитель [20]. Вместе с тем, необходимость вычленить психологическую составляющую в широком кругу приспособительных реакций, объединяемых понятием «стресс», заставила многих исследователей перейти к представлявшемуся более четким понятию «напряженность», или «психическая напряженность». Под этим стали понимать состояние, возникающее у человека при выполнении продуктивной деятельности в трудных условиях и оказывающее выраженное влияние на эффективность выполнения этой деятельности [14].

На протяжении нескольких десятилетий изучение психической напряженности  проводилось во многих направлениях. В их числе можно найти немало исследований, посвященных изучению вопроса о биологической и социальной роли этого состояния или же работы, в которых рассматривается эволюционная необходимость и конкретные типы эмоционального реагирования. Значительное число исследований было посвящено изучению мозговых субстратов психической напряженности. Во многих из этих работ было показано, что актуализация потребностей приводит к образованию доминант в соответствующих подкорковых центрах и, в свою очередь, вызывает определенный комплекс сдвигов в деятельности организма, направленных на активацию и мобилизацию его внутренних ресурсов. При этом механизм связи психической напряженности с выполняемой деятельностью заключается в тех отношениях, которые существуют между корковой доминантой, возникающей при осуществлении деятельности, и подкорковой субдоминантой, возникающей при наличии значимости для личности данной ситуации. В тех случаях, когда доминанта «питается» за счет субдоминанты, мы встречаем улучшение продуктивности деятельности при умеренном стрессе; в тех случаях, когда субдоминанта начинает тормозить работу корковых структур -  имеет место дезорганизация деятельности [13].

Особое направление составило изучение конкретных форм и проявлений напряженности. В том числе существуют предложения классифицировать виды этого состояния в зависимости от характера его проявлений (формы) и длительности. При этом выделяют тормозную форму напряженности, проявляющуюся в двигательной заторможенности, замедлении темпа многих психических процессов и т.д.; импульсную форму, которая характеризуется возрастанием количества ошибочных действий на фоне увеличившегося темпа работы; и генерализованную форму напряженности, соответствующую сильному возбуждению, резкому ухудшению исполнения, двигательной дискоординацией, одновременным снижением темпа работы и нарастанием ошибок, что в конечном итоге приводит к полному срыву деятельности.

По фактору продолжительности, как правило, выделяется незначительная, длящаяся сравнительно недолго напряженность; более длительная, которая уже заметно сказывается на осуществляемой деятельности; и длительная, резко выраженная напряженность, связанная с серьезными последствиями для человека.

Большое число работ посвящено изучению роли индивидуально-типологических особенностей при возникновении психической напряженности [11]. В их числе, наряду с исследованием специфики психического реагирования, обусловленной половыми и возрастными различиями, немало работ связано с изучением влияния типологических свойств нервной системы на характер состояния в экстремальных условиях деятельности. При этом уже общепринятым стало утверждение, что в экстремальных ситуациях лица с сильной нервной системой показывают значительно большую устойчивость к стрессу [4]. (Здесь и далее будем использовать термин «стресс»  для обозначения крайней степени психической напряженности). Схожую по результатам влияния на деятельность картину устойчивости к стрессу, вызванного экстремальностью нагрузки, дают лица с относительно низким уровнем эмоциональной реактивности и подвижности нервных процессов, а также лица с сильным тормозным процессом, определяющим скорость эмоциональной адаптации [15].

Самостоятельную группу составляют исследования напряженности в зависимости от характера и степени мотивации субъекта. В рамках этого направления, начало которому положено еще классической работой Йеркса и Додсона [30], был собран богатый фактический материал, отражающий особенности реагирования при различной интенсивности стимуляции. Не меньшую известность приобрели работы К.Левина и его школы по изучению роли динамического фактора мотивации при возникновении эмоциональной напряженности. В более поздних исследованиях, наряду с количественной стороной вопроса большое внимание уделялось также качественному содержанию мотивации субъекта. Например, необходимость учета двухмодальной структуры мотивации (положительной-отрицательной) и связи уровня эмоциональной напряженности со значимостью и вероятностью удовлетворения мотива.

Заметный вклад в развитие этой проблемы внес Дж. Аткинсон, опубликовавший ряд работ, в которых анализировалась связь эмоциональной напряженности как с ситуативными, так и с личностными факторами, и, прежде всего, с постоянным уровнем мотивации, присущим данному субъекту [27].  Позиция Аткинсона состоит в том, что обусловленность уровня напряженности той или иной личностной характеристикой предстает как сложный процесс, опосредованный тем уровнем мотивации, который достигнут при данной деятельности. В значительной мере она зависит от доминирующей у данного субъекта тенденции поведения: ориентации на активное достижение цели или же преимущественной ориентации на избегание возможных негативных последствий при ее недостижении.

В то же время ряд других исследователей обращает преимущественное внимание на уровень реактивности субъекта. Согласно одной из концепций, люди с высокой реактивностью стараются избежать чрезмерной стимуляции, тогда как люди с низкой реактивностью стремятся к ней. Большая выраженность таких индивидуальных черт характера, как мужественность, склонность к лидерству и общительность свидетельствует, по мнению авторов этой концепции, что носители этих качеств нуждаются в стимуляции и, следовательно, в условиях интенсивной деятельности они будут склонны давать менее выраженные эмоциональные реакции [29].

Вместе с тем практически все исследования напряженности в той или иной мере затрагивают проблему внешних факторов, непосредственно вызывающих это состояние. К их числу обычно относят сверхсильную интенсивность и необычность стимула, угрозу жизни или здоровью, работу в ситуациях повышенной ответственности, какими являются, например, экзамены, экспертизы профессиональной пригодности и т.д.

Типичным фактором, обуславливающим возникновение напряженности, считается дефицит времени. Один из основателей отечественной школы авиационной психологии К.К.Иоселиани показал, что оптимальный темп психической активности составляет существенную субъективную черту, и что эффективность деятельности начинает значительно нарушаться с переходом через индивидуальные темповые пределы, благодаря чему повышается вероятность возникновения стрессового состояния [8].

Влияние фактора дефицита времени было также подробно описано в обстоятельной работе А.Зигеля и Дж. Вольфа [7]. Данные, полученные этими исследователями, свидетельствуют о существовании критического уровня дефицита времени, по достижении которого качество деятельности понижается, а количество ошибок резко возрастает. При этом в условиях докритического дефицита времени, наоборот, наблюдалось возрастание качества деятельности в сравнении с работой, не ограниченной временем. Следует указать, что исследователи, работающие в этом направлении не раз предлагали выделить особый вид психической напряженности, связанной с действием дефицита времени и имеющей пороговое значение, до которого она воздействует на поведение человека как организующий фактор, а после его превышения - как дезорганизующий [9].

Развитие в начале второй половины ХХ века теории автоматического управления и теории информации, в рамках которых был разработан математический аппарат, пригодный для формального описания динамики состояния сложных систем, обусловило появление ряда работ, направленных на изучение информационных характеристик среды, влияющих на уровень активации человека. Пионерской работой в этом направлении была публикация Л. И. Веккера и И. М. Палея, предложивших рассматривать информационно-активационное соотношение как функцию, в которой активационные характеристики выступают как независимые, а информационные – как зависимые переменные. При этом было показано, что в опытах, где имел место достаточно широкий разброс уровней активации, наблюдалось следующее соотношение: эффективность деятельности была наименьшей при экстремальных значениях активационного фактора и наибольшей – в среднем диапазоне его значений. Отсутствие линейности информационно-активационной функции объясняется авторами существованием предельной энергии связи между элементами структур информации и активации, которая и определяет точку перегиба кривой этой функции [2].

Еще один аспект исследований был посвящен изучению роли антиципации человеком угрозы его жизни или здоровью, вытекающей из возможности аварии. На связь между психической напряженностью и степенью риска, содержащейся в деятельности, указывал еще Грей Уолтер, отмечая существование пороговых значений при восприятии риска [22]. Близкую мысль высказали И.М.Фейгенберг и В.А.Иванников [23], предположив, что преднастройка осуществляется лишь по отношению к действиям, адекватным такой ситуации, возникновение которой прогнозируется с вероятностью, превышающей некоторую минимальную величину, определяемую авторами как абсолютный «порог вероятностного прогноза» (в экспериментальных ситуациях она оценивалась равной 0,1).

Очевидность того значения, которое имеет опасность неуспеха при возникновении эмоционально негативных состояний, проявляющихся в возрастании психической напряженности, привела многих исследователей к выделению особого класса «эмоциональных реакций на неуспех», возникающих в результате критической оценки человеком возможности достичь поставленную цель. Теоретическое обоснование роли субъективной вероятности достижения цели при развитии эмоциональных явлений предложил П.В.Симонов, в уже упоминавшейся «информационной теории эмоций», согласно которой эмоции отражают величину потребности и вероятность ее удовлетворения в данный момент. Попытка установить формальную связь между эмоцией и информацией безусловно была новым и останавливающим на себе взгляд явлением на рубеже 1970-х годов. Хотя критики информационной теории эмоций и указывали, что в качестве детерминанты эмоций при этом вводится абстрактная потребность, которая, как замечал и сам автор теории, является скорее предпосылкой, условием формирования реальной детерминанты [21].

Существенное развитие проблема антиципации опасности получила в работе М.А.Котика [9], подчеркнувшего, что любая цель, возникающая в сознании человека, всегда воспринимается на фоне породившей ее ситуации и условий ее достижения. Поэтому цель отражается в сознании человека в виде конкретной задачи, которая развивается на пути к достижению цели с учетом условий действий, средств достижения цели и собственных возможностей человека. М.А.Котик особо указывает на то, что «в целенаправленной деятельности человека существует мотив стремления к достижению цели и мотив стремления избежать неудачи. Причем в зависимости от преобладания того или иного мотива один и тот же прогноз вероятности недостижения цели будет переживаться человеком по-разному» [9]. Здесь обнаруживается весьма важный вопрос о соотношении двух разных состояний, которые можно назвать «полезной» и «вредной» напряженностью.

 

2 Классификация видов и методы оценки напряженности

 

     Основным критерием выделения различных видов психической напряженности является, как правило, характер их влияния на эффективность выполняемой деятельности. В некоторых работах состояние напряженности рассматривалось только как помеха для выполнения задания, приводящая к снижению качества деятельности [17]. В то же время имеются неоспоримые доказательства того, что состояние психической напряженности может оказывать положительное влияние на деятельность и даже является необходимым для достижения выдающихся результатов в некоторых профессиях [14]. Это обстоятельство заострило проблему дифференцированного подхода к характеристике различных состояний напряженности.
Одна из первых точек зрения на этот вопрос сформировалась в русле авиационной психологии. Исходя из нее целесообразно различать состояние эмоционального напряжения и эмоциональной напряженности. Причем формирование эмоциональной напряженности связано с активными волевыми актами, регулирующими целенаправленную деятельность или преднастройку деятельности, и является необходимым элементом любой активности, обеспечивая эффективность ее выполнения.

В отличие от этого, состояние эмоциональной напряженности связано с перенапряжением психофизиологических ресурсов. Оно сопровождается чрезмерными вегетативными и внешними эмоциональными проявлениями, приводит к разнообразным качественным и количественным сдвигам различных психических процессов, вследствие этого наблюдается резкое падение работоспособности человека [11].

Другая точка зрения принадлежала эргономическому направлению и заключала в себе предложение выделить специфическую и неспецифическую напряженность, связывая при этом понятие специфической напряженности с изменениями психофизиологических функций, непосредственно участвующих в реализации определенных действий, а понятие неспецифической напряженности с общим уровнем мобилизованных ресурсов организма [6].

Различие взглядов на состояния напряженности характерно и для позиций так называемых петербургской (ленинградской) и московской психологических школ, долгое время противостоящих друг другу по многим методическим и методологическим вопросам. Первая из них основывалась на взглядах Б. Г. Ананьева и Б. Ф. Ломова и представляла собой системно-объективистское направление в психологии. Представителям этого направления было свойственно рассматривать состояние напряженности как реакцию организма на информационную структуру нагрузки, которая зависит прежде всего от режима предъявления информации. При этом одним из главных критериев оценки степени напряженности является адекватность реакции организма изменениям информационной структуры стимуляции.
На основании этого критерия выделяются два типа напряженности: одно из них - состояние адекватной мобилизации, под которым понимается такое функциональное состояние человека, которое является оптимальным или близким к оптимальному для данных условий работы. Чем больше требуемое состояние отличается от состояния оперативного покоя, тем выраженнее активная мобилизация.

Другой тип напряженности — состояние динамического рассогласования, характеризующееся несоответствием требований, предъявляемых со стороны деятельности, наличному физиологическому состоянию. Возникновение такого состояния сопровождается значительными изменениями вегетативных функций и появлением специфических непроизвольных реакций (мышечная скованность и т.д.). Следствием развития состояния динамического рассогласования являются падение эффективности работы и истощение функциональных ресурсов человека [12].

Позиция московской психологической школы, сложилась под воздействием взглядов А. Н. Леонтьева и его учеников. Основным критерием классификации состояний психической напряженности для этой школы явились различия в мотивационной сфере субъекта. В соответствии с этим критерием были также выделены два типа состояний - состояние операционной напряженности и состояние эмоциональной напряженности. Операционная напряженность возникает на фоне эмоционально-нейтрального отношения человека к выполняемой деятельности, при преобладающей роли мотивов, порожденных самой деятельностью; Это процессуальное состояние, связанное с ходом выполнения сложной задачи. Напротив, эмоциональная напряженность является результатом оценочного, эмоционального отношения человека к ожидаемым результатам деятельности [14].

Таким образом, несмотря на разнообразие мнений и критериев,  для всех направлений ясно обозначилась тенденция различать состояния, способствующие успешному выполнению деятельности (напряжение, специфическая напряженность, адекватная мобилизация, операционная напряженность) и состояния, мешающие ей (эмоциональная напряженность, динамическое рассогласование). Среди приведенных определений напряженности обнаруживаются многочисленные точки пересечения, что делает разрешимой задачу преодоления терминологической неоднозначности на основе соотнесения различных содержаний понятия «напряженность» в рамках единой концепции [10].

Психофизиологическая диагностика напряженности, без сомнения, принадлежит к наиболее изученным аспектам этого состояния. В настоящее время существуют десятки превосходных обзорных работ по этой проблеме, в качестве примера которых достаточно указать на известную монографию Дж. Хессета «Введение в психофизиологию»[25]. И все же на практике возникает немало вопросов самого различного характера: от выбора наиболее адекватных задаче показателей напряженности, до  способов количественной оценки получаемых результатов и их качественной интерпретации. Для того, чтобы иметь возможность ответа на эти вопросы, необходимо кратко остановиться на существующих методах диагностики напряженности.

Судить о степени психической напряженности человека можно, прежде всего, по продуктивным показателям его реальной деятельности — точности и времени выполнения операций, характеру ошибок, сбоев и т.п. Однако такую оценку, построенную только на результатах текущей деятельности, нельзя признать эффективной, поскольку компенсаторные механизмы нередко позволяют человеку сохранить высокий уровень работоспособности вплоть до момента критического падения его надежности и срыва деятельности [21]. Поэтому оценка напряженности обязательно должна опираться на анализ физиологических реакций нашего организма.

Учитывая сложный нейро-гуморальный характер этих реакций, в их числе традиционно выделяют три основных группы, относящиеся к различным регуляторным системам организма: гормональные реакции, характеризующие состояние центральной нервной системы электроэнцефалографические показатели и большой круг вегетативных  реакций.
К наиболее надежным показателям перехода нашего организма в более напряженное состояние безусловно принадлежат происходящие при этом биохимические и гормональные сдвиги [20].  По мнению многих исследователей оценка уровня 17-оксикортикостероидов, адреналина, норадреналина и некоторых других химических веществ, содержащихся в крови и моче, является наиболее прямым методом оценки напряженности механизмов адаптации человека. Такая точка зрения ввиду сложившейся традиции характерна для большинства американских исследователей. Однако, в силу невозможности пролонгированного использования биохимического анализа в процессе деятельности (подобно регистрации   вегетативных функций), область его применения существенно ограничена.

Похожие ограничения исходно присущи и электроэнцефалографическим исследованиям, роль которых при диагностике функциональных состояний человека, тем не менее, с каждым годом медленно, но неизменно возрастает. Причина повышения популярности ЭЭГ показателей связана со все большей доступностью и разнообразием компьютерной обработки получаемых данных. Однако, помимо неизбежных трудностей, связанных с регистрацией ЭЭГ, весьма важной для этого вида исследований остается проблема критериев диагностики напряженности.

Так, например, существуют противоречивые данные относительно возможности рассматривать депрессию альфа-ритма как показатель психической напряженности [10]. Тем не менее, можно считать общепризнанным факт возрастания медленной активности ЭЭГ под влиянием отрицательных эмоциогенных воздействий и в экстремальных ситуациях, вызывающих эмоциональную напряженность [5]. Возрастание медленной электрической активности мозга было зарегистрировано также и при интенсивной умственной деятельности [18]. Все это дало повод охарактеризовать преобладание в ЭЭГ медленных волн (главным образом тета-спектра) как «ритм напряжения».

И все же, несмотря на все успехи биохимических и энцефалографических исследований, основным инструментом изучения состояний психической напряженности остаются вегетативные показатели. Главной теоретической проблемой при анализе этих реакций является оценка роли симпатической и парасимпатической нервных систем. Говоря о соотношении этих систем, обычно имеют в виду, что первая, обеспечивая энергетические потребности организма, играет, в основном, активирующую, или катаболическую роль, в то время как вторая, называемая анаболической, регулирует преимущественно образование резервов организма. Эти две системы оказывают противоположное действие. «Наше равновесие, - указывал известный специалист в области психологии эмоций, П.Фресс, - зависит от равновесия этих систем. Очевидно, при возникновении напряжения это равновесие нарушается» [24]. Так как в филогенезе состояние напряженности всегда соответствовало необходимости увеличения активности (прежде всего двигательной), то это дало повод многим исследователям (У.Кеннон) отдавать приоритет возбуждению симпатической нервной системы.

Указывая на существующие различия в физиологических показателях при разных типах напряженности (назовем их операционной и эмоциональной напряженностью), Н. И. Наенко отмечает, что, в зависимости от типа состояния, эти изменения имеют разное количественное выражение. При этом автор указывает, что в состоянии эмоциональной напряженности величина сдвигов показателей относительно фона выше по сравнению с состоянием операционной напряженности, а также, что существуют изменения физиологических функций, специфичные для выделенных типов напряженности [14].

Одним из наиболее часто используемых в практике вегетативных коррелятов психической напряженности являются изменения, регистрируемые в электрокардиограмме. При анализе результатов электрокардиографии некоторые исследователи указывают на изменение амплитудных характеристик сигнала, типичных для состояний психической напряженности, отмечая при этом особую реактивность в некоторых отведениях Т-зубца при эмоциональных реакциях человека [16].

Многие исследования посвящены изучению изменений, наблюдаемых в сердечном ритме. В их числе бесспорно ведущую роль играют различные способы комплексного учета основных статистических характеристик сердечной ритмики. Так, Р.М.Баевским было установлено, что если разбить исследуемый период деятельности на равные временные интервалы и построить для каждого из них гистограмму сердечных сокращений, то комплексный учет статистических характеристик этих гистограмм (моды, коэффициента вариации, амплитуды моды) позволяет с высокой достоверностью судить о наличии состояния напряженности. Рассматривая напряженность как меру активации приспособительных механизмов, Р.М.Баевский предложил формализованный критерий ее оценки – «индекс напряженности», являющийся, однако, адекватным только операционному типу напряженности [10].

При исследовании психической напряженности часто используют данные пневмографии. Известно, что в стрессогенных ситуациях частота дыхания может превышать исходные данные в 1,5-2 раза, достигая 40-60 циклов в минуту [11, 21]. Наиболее информативными для диагностики психической напряженности являются показатели: частоты дыхательных движений, соотношения глубины вдоха и выдоха, амплитуды дыхательных волн, а также задержки (перебои) дыхания, изменения типа последствий (более глубокий вдох или выдох). Н.И.Наенко указывает, что для состояния операционной напряженности характерно учащение и синхронизация дыхательной ритмики. При эмоциональной напряженности наблюдается резкая десинхронизация дыхательных движений.

К числу используемых при изучении психической напряженности вегетативных реакций относят также изменения артериального давления, кровенаполнения сосудов, тремографию. Была установлена возможность дифференцировать состояния психической напряженности, базируясь на данных температурных реакций различных участков кожи. Весьма распространенным вегетативным показателем является изменение величины электрокожного сопротивления [25].

Существует обширная литература, посвященная опыту применения электромиографических данных для оценки функционального состояния оператора. При этом исследователи указывают, что существует тесная корреляция между степенью психической напряженности оператора и уравновешенностью его неработающих при данной деятельности мышц [15]. В качестве методов анализа электромиограммы обычно используют оценку суммарной активности процесса по его амплитудным и частотным характеристикам. Для операторских профессий близким по смыслу к электромиографическим методикам является изучение усилия обжатия органов управления, которое осуществляется обычно с помощью вмонтированных в ручки управления тензодатчиков.

Наряду с отмеченными, ставшими уже традиционными методами исследования напряженности, существуют и более «экзотические», но, тем не менее, весьма информативные диагностические методики. Один из таких методов оценки психической напряженности базируется на анализе объективных параметров интонаций речи. В основе этого метода лежит обнаруженный во многих работах [26] факт изменения частотного спектра речи при возникновении психической напряженности. Объектом анализа служит, как правило, какая-нибудь фраза или слово, непременно употребляемое в процессе работы несколько раз. Эта фраза или слово записываются на магнитофон и затем, с помощью специальной аппаратуры, определяется его амплитудно-частотная характеристика. Далее эта характеристика сравнивается с фоновой, и по степени корреляции между ними судят о степени психической напряженности.

Помимо физиологических показателей, для срезовой диагностики состояний напряженности могут применяться и различные психометрические методики. К числу наиболее часто применяемых из них относится изучение пороговой чувствительности человека в различной модальности, определение критической частоты слияния мельканий и оценка динамики показателей кратковременного запоминания [15]. Распространены также классические методики типа корректурной пробы, черно-красных таблиц (методика Ф.Д.Горбова), изучение точности и координации движений при выполнении специальных тестов.

Вместе с появлением большого числа частных методик, направленных на объективную оценку функционального состояния оператора, на первый план выдвинулась проблема их валидности и относительной чувствительности. В настоящее время большинство исследователей указывают на недостаточность применения какого-либо одного показателя. Основным методическим приемом исследования стал полиэффекторный метод регистрации, предполагающий последующее комплексное изучение выделенного паттерна реакций.

Итак, можно сделать несколько выводов, касающихся современного состояния проблемы напряженности в психологии. Прежде всего, необходимо отметить, что понятие напряженности, подобно ряду других, уже упоминавшихся психологических понятий, все еще остается недостаточно четким. Встречающиеся в литературе определения этого понятия, как правило, опираются на различные критерии и потому выражают лишь точку зрения того или иного автора. На этом основании, по-видимому, пока еще преждевременно говорить о выделении напряженности как психологического явления в самостоятельное научное понятие.

Значительно лучше изучены факторы, вызывающие напряженность. Описание особенностей их воздействия на человека составляет обширный перечень литературных источников, число которых продолжает быстро пополняться. В то же время типология видов напряженности, хотя и имеет у разных авторов много общего, тем не менее, нуждается в обобщающем взгляде, способном преодолеть существующее терминологическое разнообразие, сохранив при этом позитивные черты каждого из развиваемых направлений. Возможный путь решения этой задачи состоит в последовательном использовании при изучении явлений напряженности принципов системного анализа.

С системных позиций психическая напряженность представляет собой  нарушение баланса взаимодействий между личностью и средой, или отклонение системы «личность-среда» от своего стационарного состояния. Величина этого отклонения определяется двумя обстоятельствами внешнего и внутреннего характера. Первое из них связано с объективным изменением среды, приводящем к возникновению некоторого мотивационного потенциала. Если мотивационный потенциал достигает порога эмоциональных переживаний, то такое состояние воспринимается как психическая и именно «эмоциональная» напряженность.

Второе обстоятельство связано с субъективной активностью самой человеческой личности. Наличие мотивационного потенциала есть необходимое условие начала деятельности по системному регулированию среды, которая, в конечном итоге, ведет к уменьшению этого потенциала и снятию сопровождающей его напряженности.

Вместе с тем, сама продуктивная деятельность есть не что иное, как временное нарушение баланса взаимодействий личности со средой, отклонение процессов взаимодействия от их стационарного уровня. Причем напряженность деятельности непосредственно зависит от ее характеристик - темпа, сложности и объема, но, в то же время, может и не иметь прямой зависимости от мотивации деятельности. Будучи полностью связанным с деятельностью, этот вид напряженности воспринимается как рабочая или «операционная» напряженность.

Таким образом, значимое для личности изменение среды обусловливает два компонента развития психической напряженности:
- операционный, связанный с количественными характеристиками производимой деятельности; 
- эмоциональный, связанный с качественной оценкой происходящих изменений среды.
Эти компоненты могут быть интерпретированы как соответствующие направления, или оси развития психической напряженности. Одну из них (операционную) можно назвать «осью r », а другую (эмоциональную) -  «осью y ». В своей совокупности они представляют систему координат, удобную для визуального представления напряженности в виде построенного в этой системе вектора (рис.1).



Рис. 1

Системная интерпретация операционной и эмоциональной напряженности

 

Координата «y» здесь, образно говоря, ответственна за развитие эмоциональной напряженности (динамического рассогласования, в терминологии петербургской школы), а координата «r» – операционной напряженности (адекватной мобилизации, в той же терминологии).

При этом, конечно, следует иметь ввиду, что, несмотря на формальную независимость факторов «r» и «y», взятых самих по себе, в реальной деятельности их взаимовлияние может быть весьма велико и способно приводить в зависимости от особенностей ситуации как к блокаде эмоциональных переживаний при интенсивной умственной работе, так и к разрушению этой работы при эмоциональном стрессе.

Добавление к плоской системе координат «r» и «y» еще одной независимой координаты, учитывающей длительность напряженного состояния, или оси времени - «оси Т», позволяет интерпретировать напряженность как зависящее от времени семейство векторов N, или векторную функцию времени.

Для каждого конкретного случая эта функция может быть изображена в виде кривой в трехмерном пространстве (r, y, Т), подобно кривой N1 – N4 изображенной на рис. 2.
.

  

Рис. 2
Системная интерпретация напряженности с учетом фактора времени
где N1...N4 – вектора психической напряженности в различные моменты времени Т

 

3 Принцип интеграции психофизиологических функций

 

Быстрое развитие электрофизиологических методов исследований в ХХ столетии сопровождалось одновременным ростом скептических настроений относительно возможности использования этих методов для идентификации и количественной оценки психологических состояний. Если Вильгельм Вундт был уверен в возможности диагностики ощущений удовольствия и неудовольствия на основе измерения частоты и наполнения пульса. Однако уже в 1940-е годы, наряду с так называемыми ситуативными паттернами реагирования, было установлено существование индивидуальных паттернов, весьма различающихся у отдельных людей. В ряде случаев была обнаружена независимость индивидуальных паттернов от характера решаемой задачи и уровня мотивации [24]. Кроме того, различная трактовка одних и тех же событий в разных психологических школах во многом подрывала саму идею связать то или иное психологическое состояние с конкретным типом вегетативных реакций.

На этом фоне значительно более убедительными представлялись психологические работы, опиравшиеся на учение о стрессе Ганса Селье, поскольку их сильной стороной было ясное видение природы и механизмов этого явления. Сложившаяся ситуация заставляла многих исследователей углубиться в поиски более надежных путей психофизиологической диагностики и, прежде всего, в область изучения биохимических изменений гуморальной среды организма. Тем не менее, электрофизиологические методы продолжали совершенствоваться, получая все большее распространение как в инженерной психологии, так и во многих других направлениях, включая приобретшие широкую известность технологии детекции лжи.

Однако, в большинстве случаев использование физиологических данных для психологических целей имело и имеет характер качественных оценок. Образцами таких оценок можно назвать, например,  контроль  повышенной напряженности испытуемого на детекторе лжи или мониторинг уровня бодрствования машинистов на железных дорогах, поскольку и в том и в другом случае задачей является констатация факта измененного состояния у человека, а не оценка градаций этих состояний.

Преодолеть ограничения сложившегося качественного подхода позволяет использование системно-психологического анализа психофизиологических показателей. В его основе лежит теоретическое представление о психофизиологической напряженности как о динамическом рассогласовании стационарного и текущего (реального) состояний человеческого организма, возникшем в результате воздействия на человека информационных факторов среды. При этом под стационарным понимается наиболее вероятное устойчивое состояние, к которому стремится система после прекращения внутренних или внешних возмущений, а к информационным факторам относится любая воспринимаемая человеком информация, возбуждающая у него мотивационный потенциал [19].

Ввиду того, что непосредственно выделить показатель состояния всего организма затруднительно, его оценка может быть получена путем системной интеграции показателей состояния функциональных подсистем организма, каждый из которых доступен для прямой электрофизиологической регистрации. При этом адекватность интегральной оценки достигается в результате выполнения следующих требований:

  • полноты выборки функциональных подсистем организма, несущих основную ответственность за биологическую адаптацию человека под воздействием информационных факторов среды;
  • использования для получения показателей состояния функциональных подсистем безразмерных энтропийных оценок напряженности этих систем (так называемых «локальных оценок напряженности»);
  • использования при интеграции локальных оценок общих законов организации сложных функциональных систем с одновременным учетом взвешенности локальных показателей, пропорциональной их диагностической  информативности.

Первое требование к формированию интегральной оценки заключается в необходимости обеспечить полноту выборки составляющих ее локальных оценок. Описание типичных ситуативных паттернов дает представление о том минимуме локальных функций, на базе которых строится интегральная оценка. Среди функциональных систем организма при воздействии стрессогенного фактора в первую очередь подвергаются мобилизации.

1.Нейро-гуморальная система, обеспечивающая общую регуляцию адаптационных реакций организма. В контексте рассматриваемой проблемы, из множества референтных показателей состояния этой системы наибольший интерес представляют электроэнцефалографические показатели и характеристики гормонального состава крови.

2.Кардио-респираторная система, обеспечивающая энергобаланс организма, также имеющая ряд референтных показателей, из которых наиболее часто используемыми являются электрокардиограмма (или одна из ее характеристик - частота сердечных сокращений) и пневмограмма.

3. Моторная система, обеспечивающая двигательные приспособительные реакции. Ее референтным показателем является амплитуда электромиограммы - ЭМГ, регистрируемой с работающих (специфическая напряженность) или неработающих при данной деятельности (неспецифическая напряженность) мышечных групп.

4. Экскректорная система, обеспечивающая в рассматриваемом контексте приспособительное поведение, как химическое воздействие на среду. Показателями состояния этой системы могут быть различные сфинктерные реакции и кожно-гальваническая реакция.

Очевидно, что для удовлетворения требований полноты выборки необходимо, чтобы интеграции подвергались показатели состояния всех выделенных функциональных систем организма. Тем не менее, практически достижение полноты выборки не всегда представляется возможным. В этом случае целесообразно использовать показатели, в которых, помимо состояния какой-либо одной функциональной системы, косвенным образом отражается состояние еще и другой системы. К таким показателям относится, например, пневмограмма или одна из ее характеристик – частота дыхательных циклов. Отражая, главным образом, энергобаланс организма, эта функция одновременно является показателем произвольной и непроизвольной мышечной активности. Аналогично, «двойным» показателем может считаться и кожно-гальваническая реакция, которая, будучи индикатором интенсивности процесса потоотделения, является древнейшим непроизвольным сигнальным механизмом нашего организма. В этой связи кожно-гальваническая реакция является референтным показателем активности центральной нервной системы, поэтому ее нередко называют также психогальванической реакцией.
Интересно, что именно эти физиологические реакции чаще всего упоминаются в фольклоре и литературных произведениях для обозначения выраженных состояний эмоционального волнения и напряженности или, напротив, демонстрации ледяного спокойствия. «Неровно дышит», говорим мы о человеке, чье поведение выдает пристрастное отношение к кому-либо. «Душа ушла в пятки» - это уже о ситуации крайнего испуга, когда мощная кожно-гальваническая реакция свидетельствует о резкой активации деятельности потовых желез на стопах ног (как, впрочем, и ладонях рук) и вызывает ощущение внезапного покалывания и легкого жжения в этих частях тела. Или  у Лермонтова, знаменитые строки: «пустое сердце бьется ровно, в руке не дрогнул пистолет». Здесь уже речь идет о двух других бесспорных показателях напряженности – нарушении ритмики сердечной деятельности и мышечном треморе конечностей.

Таким образом, необходимый для регистрации психофизиологической напряженности комплекс реакций может быть сокращен до блока, состоящего из трех показателей – частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД) и кожно-гальванической реакции (КГР). Однако на практике нередки случаи, особенно если речь идет о сколько-нибудь массовых исследованиях, когда и этот минимальный набор показателей оказывается слишком громоздким. В этих случаях  обычно перечень используемых физиологических показателей ограничивают данными ЧСС и ЧД.

При этом, конечно, следует иметь в виду, что использование только двух показателей является предельным ограничением и, в принципе, нежелательно. Причины здесь кроются как в заметном уменьшении информативности интегральной оценки  из-за возрастания роли индивидуальных особенностей (чем шире набор показателей, тем меньшее значение имеют индивидуальные паттерны реагирования), так и в снижении чувствительности интегральной оценки к короткопериодическим стрессорам (изменения циклических функций типа ЧСС и ЧД имеют значительно меньшую лабильность, чем колебания КГР). Использование только одного показателя вообще противоречит смыслу и даже названию интегральной оценки. Хотя, разумеется, такие данные также оказываются небесполезными в целом ряде случаев, когда не ставятся задачи получения точных количественных характеристик психофизиологической напряженности и, тем более, получения сравнительных оценок напряженности у разных людей.

 

4 Локальная оценка напряженности

 

     Второе требование касается процедуры получения локальных оценок. Исходя из принципов системно-психологического анализа, критерием оценки напряженности каждой конкретной физиологической функции является отклонение ее текущих энтропийных показателей от показателей фона, которые в данном случае рассматриваются в качестве  стационарных характеристик. При этом текущее значение функции (например, частота пульса или частота дыхания) отражает меру упорядоченности состояния соответствующей физиологической системы (в нашем примере сердечно-сосудистой или респираторной) по отношению к стационару.
    Таким образом, унифицированная мера напряженности физиологической функции () может быть определена как разность текущих и фоновых (стационарных) показателей состояния функции, отнесенная к предельно допустимой (или предельно возможной) величине этой разности:

                                                               
где    - текущее значение физиологической функции;
- ее стационарное значение;
 - соответственно, максимально возможное и минимальное значение этой функции.

Эту зависимость удается существенно упростить, приняв допущение об идентичности стационарного и минимального значений физиологической функции. Подобное допущение оказывается вполне возможным для так называемых амплитудных функций типа КГР, основным показателем которой является амплитуда электрического потенциала кожи, приближающаяся в стационарном состоянии к нулю. Для так называемых частотных функций, типа ЧСС и ЧД, такое допущение также возможно с учетом знака происходящих перемен. В случае превышения текущей частотой функции ее фоновых значений, в качестве   должна использоваться ее максимально возможная частота, а в обратном случае – минимально возможная частота.
Показатель  всегда изменяется от нуля, при равенстве текущих значений оцениваемой функции ее стационарному значению, до единицы, при достижении максимально допустимых значений, что создает удобство для идентификации состояния различных физиологических функций. Вместе с тем, для практического использования формулы напряженности необходимо уточнить ряд вопросов.
Первый из них касается метрики и способа определения используемых физиологических показателей. Наиболее простым решением является использование мгновенных значений оцениваемых функций - ЧСС, ЧД и амплитуды КГР. Однако, учитывая различную периодичность этих функций, их совокупная оценка при таком подходе неизбежно должна характеризоваться автоколебаниями, представляющими помеху полезному сигналу. Лучший результат удается получить, перейдя к оценке статистических характеристик рассматриваемых функций за стандартную эпоху анализа (Т). При этом выбор статистического критерия сравнения данных  может быть произведен с учетом особенностей массива располагаемого материала.
    Величина эпохи анализа должна быть ориентирована на наиболее низкопериодическую функцию из числа используемых. Учитывая, что этой функцией обычно является ЧД и принимая во внимание максимальную длительность дыхательного цикла (без задержки дыхания) равную 3 - 10 сек, по теореме Котельникова находим Т = 20 - 30 сек.
   Второй вопрос представляет, по сути дела, самостоятельную психофизиологическую проблему - проблему нормирующих экстремумов изучаемых функций. Возможны два пути ее решения, один из которых заключается в нахождении индивидуальных экстремумов, а второй - в использовании нормативных среднестатистических данных. 

Первый путь предпочтительнее в длительных исследованиях со сравнительно небольшим числом обследуемых, т.к. он требует составления подробного психофизиологического паспорта. Значительно упростить выбор экстремумов удается, используя сочетание первого и второго подходов. Так, для исследования операторской деятельности, литературные источники [9, 10] рекомендуют фиксированные максимумы для ЧСС: 170 - 200 уд/мин, и ЧД: 40 - 50 цикл/мин. Третий вопрос связан с не менее важной задачей адекватного выбора стационарных значений физиологических функций. Выбор этих значений осуществляется экспериментально, на основе регистрации устойчивых уровней используемых показателей в состоянии пассивного бодрствования, при отсутствии воздействия на обследуемого каких-либо стрессоров.

Разумеется, при многократных обследованиях показатели физиологических функций могут испытывать колебания, обусловленные изменениями в состоянии здоровья, биоритмологическими и многими другими факторами. Поэтому для получения устойчивого уровня стационарных показателей целесообразно использовать среднестатистические величины, получаемые по нескольким реализациям в различные сутки и часы суток. Однако при необходимости стационарные (паспортные) значения могут быть получены и путем однократного замера. Следует подчеркнуть, что, ввиду значительного различения данных  и , разностную меру этих показателей допустимо считать постоянной, определенной на основе сравнения их средних значений.
     Сравнение текущих значений психофизиологических показателей с паспортным фоном позволяет получить абсолютный уровень напряженности. При этом, если в качестве текущих выбираются те же значения функции, на основе которых был определен паспортный фон, то получаемая величина (вернее ее доверительный интервал, т.к. величина по определению равна нулю) называется паспортным уровнем напряженности.

 

5 Интегральный индекс психофизиологической напряженности

 

     Последний вопрос в цепи приведенных рассуждений касается процедуры интеграции локальных оценок напряженности. Для ответа на него вновь обратимся к представлению напряженности системы, как вектора в координатах объема и сложности этой системы (рис. 1 и 2). С этих позиций локальные психофизиологические показатели представляют собой вектора состояния функциональных подсистем организма. Вместе с тем, в своей совокупности они являются характеристикой единой системы организма. В этом смысле напряженность организма в целом, как функциональной системы, может быть представлена в виде векторной суммы этих показателей. При этом величина психофизиологической напряженности организма соответствует скаляру полученной векторной суммы. Допустив в качестве первого приближения отсутствие корреляции локальных показателей и, в то же время, принимая во внимание их различную информативность при оценке состояния системы в целом, интегральный показатель психофизиологической напряженности () может быть найден как:
          
где  - весовой коэффициент i-ой физиологической функции при ее  объединении в интегральную оценку;
    n -  количество использованных показателей.

Рациональная организация системы весовых коэффициентов должна строиться с учетом, во-первых, «степени доверия» (или сравнительной информативности) к используемым физиологическим показателям, и, во-вторых, - общего числа показателей. Иначе говоря, требование соблюдения единой размерности локальных и интегрального показателей обуславливает равенство единице сумм всех используемых в данном исследовании весовых коэффициентов. Реализация этих требований определяет следующую зависимость для определения весовых коэффициентов:
                                              
где: - показатель сравнительной информативности i-го психофизиологического показателя.
Конкретные величины определяются эмпирически, в ходе специальных испытаний с моделированием состояния напряженности и регистрацией необходимых психофизиологических параметров.
  Полученный таким образом интегральный показатель психофизиологической напряженности, ввиду его преимущественной чувствительности к наиболее изменяющимся локальным оценкам, позволяет демпфировать влияние индивидуальных паттернов и, таким образом, является удобным и достаточно надежным инструментом при анализе состояний напряженности. В том числе и в задачах дифференциальной диагностики функциональных состояний человека.
   Еще более удобный вид приобретает интегральный показатель напряженности, будучи выражен в привычной для восприятия процентной форме. Такое выражение показателя напряженности получило название индекса психофизиологической напряженности и обозначается символом g , или аббревиатурой ИПН:

                                                                    

В таком выражении индекс психофизиологической напряженности изменяется от нуля, в случае равенства нулю всех входящих в него локальных показателей, до 100%, при максимальной напряженности всех локальных функций.

Вместе с тем, на практике нередко возникают ситуации, когда подлежащее оценке состояние человека определяется не только конкретной ситуацией, в которую он включен непосредственно, но и комплексом ранее действовавших факторов. В этом случае стоит задача различения «фоновой» напряженности и напряженности, обусловленной данной ситуацией. Здесь удобно использовать относительный уровень напряженности (пользуясь принятой системой обозначений –Δ g), определенный как разница текущего уровня напряженности (gтек) и ее уровня в покое перед обследованием (фоновой напряженности - gфон ):

Δ g= gтек  – gфон                         

   Для определения коэффициентов сравнительной информативности локальных и интегрального показателей психофизиологической напряженности в Институте медико-биологических проблем в Москве на протяжении ряда лет проводились экспериментальные исследования функционального состояния человека в условиях изменявшейся информационной нагрузки [18]. В этих работах для оценки уровня психофизиологической напряженности в качестве локальных показателей использовалось 9 различных физиологических функций:

  • частота сердечных сокращений (ЧСС);
  • частота дыхания (ЧД);
  • амплитуда кожно-гальванической реакции по Тарханову (КГР);
  • мощность фазической составляющей кожно-резисторного эффекта, оцененного по Фере (Ф КРЭ);
  • суммарная энергия бета 2 и тета ритмов биоэлектрической активности мозга (ЭЭГ);
  • суммарная энергия электромиограммы мышц предплечья (ЭМГ);
  • напряжение кислорода в тканях, определяемого транскутанным методом ();
  • минутный объем дыхания (МОД);
  • температура тыльной поверхности кисти руки ( ),

а также составленный на основе данных ЧСС, ЧД и КГР индекс психофизиологической напряженности g .
     Для получения данных о сравнительной информативности (коэффициентах информативности) каждой из использованных методик (включая и показатель g ) применялась известная из теории обнаружения сигналов зависимость, характеризующая меру изменчивости каждого из использованных показателей при переходе от минимального по темповой нагрузке режима работы к режиму с предельными темповыми нагрузками. В соответствии с этой зависимостью определение показателя сравнительной информативности b  велось по формуле:
                                                     
где:  - математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение показателя i при минимальной и максимальной нагрузках соответственно.

Результаты оценки сравнительной информативности приведены в таблице 1. Из приведенных данных видно, что информативность результатов, полученных с помощью методики интегральной оценки повсеместно превосходила информативность локальных показателей.

Проведенный цикл исследований позволил также установить некоторые диапазоны качественной интерпретации получаемых с помощью метода интегральной оценки данных, включая диапазоны изменений g и Δ g, характерные для фоновых обследований. В том числе было отмечено, что:1.сопоставимых данных удается добиться при условии непревышения уровнем фоновой напряженности -gфон величин 20–25% (имеется ввиду стабильное отклонение функциональных показателей от паспортных значений в период, предшествующий деятельности). В случае превышения gфон уровня 20-25% имеет место либо выраженное изменение состояния здоровья обследуемого, либо человек находится под воздействием неучтенных факторов, существенно искажающих характер его психофизиологического реагирования. В обоих случаях качественная интерпретация результатов обследования возможна лишь после подробного уточнения всех обстоятельств сложившейся ситуации;


Таблица 1
Сравнительная информативность локальных и интегральных показателей психофизиологической напряженности

№ п.п
Методика

Коэффициент информативности  

b

1

частота сердечных сокращений (ЧСС)

0,67

2

частота дыхания (ЧД)

0,70

3

кожно-гальваническая реакция (КГР)

0,49

4

кожно-резисторный эффект по Фере

0,60

5

электромиограмма мышц предплечья (ЭМГ)

0,65

6

суммарная энергия бета 2 и тета ритмов ЭЭГ

0,42

7

напряжение кислорода в тканях ()

0,30

8

минутный объем дыхания (МОД)

0,60

9

температура тыльной поверхности кисти руки ( )

0,50

10

индекс психофизиологической напряженности (g)

0,85

     2. изменения уровня g в пределах 5-7% при фоновых обследованиях могут быть вызваны биологической ритмикой изучаемых показателей (например, дыхательные волны и волны Геринга в спектре ЧСС) или случайными отклонениями этих показателей из-за неучтенных стимулов (что особенно характерно для КГР);
     3. могут быть установлены области оптимальных уровней психофизиологических затрат (оцениваемых в данном случае по величине показателя g) для исследований, осуществляемых в лабораторных условиях и не сопровождающихся интенсивной физической нагрузкой на обследуемого (рис. 3). При этом показано, что границами области оптимальной напряженности в этих условиях является уровень g =9-12% (нижний предел) и 25-30% (верхний предел). Психологически состояние оператора в этих условиях характеризуется «операционной» напряженностью, по Н.И.Наенко [14] или адекватной мобилизацией, по В.И.Медведеву [12]. Превышение уровня g =25-30% в ходе таких обследований, как правило, связано с развитием ситуативных эмоциональных реакций, а дрейф показателя gв область, лежащую ниже 9-12%, свидетельствует о пассивном бодрствовании или релаксации. (При лабораторных испытаниях это может быть обусловлено спецификой текущего этапа деятельности (например, работа в режиме ожидания низкопериодического сигнала) или связано с недостаточным вниманием к выполняемой задаче). Превышение показателем g уровня 40-45% при лабораторных исследованиях свидетельствует о развитии состояния стресса и нередко сопровождается характерной для этого неадекватностью поведенческих и вербальных реакций.

 

 

Рис. 3
Шкала нормативов психофизиологической напряженности  

 

6 Напряженность в космическом полете

 

   Одной из первых областей применения системных методов диагностики функциональных состояний стало исследование напряженности в профессиях повышенного риска, где вероятность возникновения и возможная цена аварии по вине человеческого фактора наиболее высоки. Среди этих профессий традиционно значительное внимание уделялось космонавтам. Разумеется, в этом сказывалось то обстоятельство, что космический полет всегда был зримой демонстрацией успеха осуществившей его страны, в результате чего космонавты оказывались в фокусе общественного внимания. Но немаловажно и то, что работа в космосе действительно содержит почти все виды возможных психологических нагрузок на человека и поэтому космический корабль или станция для психолога всегда являются уникальной по своим возможностям лабораторией, к тому же, как правило, отлично оснащенной самой современной техникой для объективных исследований.

В 1987 году проходил один из таких полетов с участием российского и французского космонавтов. Полет был достаточно продолжительным, а на его завершающей стадии был предусмотрен выход иностранного космонавта в открытый космос для монтажа солнечных батарей на поверхности станции. Скафандр, в котором космонавты работают в открытом космосе, снабжен датчиками для регистрации нескольких важнейших показателей физиологического состояния человека, в том числе электрокардиограммы и пневмограммы. Поэтому технически, с учетом ранее собранных сведений о стационарных и экстремальных уровнях этих функций у космонавта, контроль его напряженности на всех этапах работы не составлял труда. При этом опыт предшествующих полетов говорил о том, что нормой при выполнении задания является напряженность g, находящаяся на уровне 25-35% , и только во время особых физических нагрузок повышающаяся до 45-50%.

В начале предусмотренный заданием выход в открытый космос проходил без каких-либо отклонений от программы. Как и следовало по заданию, надев скафандр и подключив все системы жизнеобеспечения, французский космонавт перешел в шлюзовой отсек и некоторое время спокойно находился в нем, ожидая пока будет герметически закрыт люк, ведущий внутрь станции и открыт люк, ведущий на ее поверхность. Затем он вышел в открытый космос и занялся предусмотренной работой, потребовавшей от него немалых усилий.

На рис.4 приведена запись напряженности космонавта на протяжении нескольких часов, пока он находился вне станции. Как видно спокойное состояние  человека в шлюзовом отсеке сменилось резким повышением напряженности при выходе на поверхность станции. Сказалось и вполне понятное эмоциональное волнение, и трудность выполнения физических действий в невесомости, еще более увеличивающаяся из-за сковывающего движения скафандра. После почти часовой работы на поверхности станции космонавту предстояла весьма сложная операция по подготовке солнечных батарей к раскрытию (на рисунке это конец витка 6144). Он мастерски выполнил свою задачу, хотя его напряженность достигла почти критического уровня для штатных, то есть неаварийных условий работы. Наконец, пластины батарей, вибрируя, начинают раскрываться.

Теперь космонавт только наблюдает за происходящим,  однако,  его  напряженность  по-прежнему  велика – ведь в любой момент из-за вибрации конструкцию может заклинить и тогда трудно сказать, сколько понадобится времени для того, чтобы опять заставить батареи раскрыться.

Но вот работа закончена и можно возвращаться на станцию. Космонавт устал, он пробыл в открытом космосе более двух часов, запасы кислорода в скафандре на исходе. И здесь накопившаяся усталость готовит для него ловушку. Он входит в шлюзовой отсек, пытается закрыть за собой люк, ведущий на поверхность станции, но люк до конца не закрывается, остается щель. Космонавт еще и еще пытается закрыть люк - все безуспешно. Но при негерметично закрытом наружном люке нельзя открывать люк внутрь станции, иначе произойдет ее взрывная разгерметизация. Кислорода в баллонах почти не осталось, а люк упорно отказывается подчиниться.

В этот момент психологическое состояние человека уже резко отличается от своего обычного уровня. Его индекс психофизиологической напряженности достигает 70%, вдвое превышая нормативный уровень и, почти в 1,5 раза превышая уровень, допустимый при максимальных нагрузках, хотя в этот период он не должен развивать сколько-нибудь большие усилия.

Системно-психологическая интерпретация этого явления выглядит  следующим образом: главным фактором, определяющим ситуацию, становится дефицит времени, который предъявляет предельно высокие  требования к темпу выполняемых операций. Однако, деятельность остается успешной лишь до тех пор, пока функциональное состояние человека остается в оптимальной, или, по крайней мере, допустимой  зоне. Выход за допустимые пределы, эмоциональный «перегрев», приводит к дисбалансу характеристик деятельности, когда дальнейшее повышение темпа сопровождается резким сокращением числа воспринимаемых предметов - объема образуемых систем. Не лучше обстоит дело и со сложностью или качеством образуемых связей, которые также испытывают явную тенденцию к упрощению. Происходит своеобразная деформация системообразующих возможностей человека, общим итогом которой становится значительное снижение его работоспособности.

Обычно такая ситуация проявляет себя в появлении «странных», ранее нехарактерных ошибок при выполнении, казалось бы, привычных действий. Учитывая это, операторы наземных служб и остававшийся на станции космонавт должны были прийти на помощь коллеге, оказавшемуся в критическом положении. Как выяснилось, именно такая «странная» ошибка и была допущена. Дело в том, что при открытии люка, ведущего в открытый космос, на его бортик надевается специальное пластиковое кольцо, которое должно предотвратить возможную деформацию шлюзового отверстия при прохождении через него космонавта и перемещении различных предметов. Предосторожность эта имеет немаловажное значение, поскольку даже небольшая деформация шлюзового отверстия может привести к разгерметизации станции. При закрытии люка кольцо, разумеется, необходимо снять. Однако, именно это и забыл сделать уставший космонавт, а последовавшее за тем стрессовое состояние из-за невозможности закрыть люк, до предела сузило объем его внимания, затруднив восприятие даже таких хорошо известных ему деталей.

Случай, весьма близкий по возможным последствиям, хотя и противоположенный по знаку имевшего место состояния, произошел при подготовке пилотируемого полета корабля многоразового использования «Буран». В 1987 году полным ходом шли тренировки экипажа этого корабля. Также как и полетам совместных экипажей на орбитальной станции, ему придавалось большое политическое значение. Хотя американские многоразовые «Шаттлы» давно уже стали привычным явлением, Буран, обладавший рядом усовершенствований по отношению к своему американскому собрату, должен был показать всему миру по-прежнему высокие возможности отечественной космонавтики.

 Рис. 4

Динамика психофизиологической напряженности космонавта при работе в открытом космосе

(Ж.-Л. Кретьен   09.12.1988 г.)

            
   Психологам предстояло решить в этом полете множество еще новых для себя проблем. Дело в том, что в отличие от полетов на кораблях типа «Союз», где космонавтам на этапах взлета и посадки отводилась в общем-то пассивная роль, здесь все обстояло иначе. Главная сложность заключалась в необходимости точно осуществить посадку после приблизительно недельного пребывания в невесомости. При этом машина, которую надо было вручную посадить на аэродром, лишь отдаленно напоминала привычные очертания самолета и гораздо больше походила на огромную ночную бабочку с коротким и массивным телом и маленькими треугольными крыльями.

За неделю организм человека привыкает к невесомости, и переход к нормальным земным условиям, а, тем более, к прохождению через перегрузки при торможении и спуске корабля с орбиты, всегда тяжело переносится космонавтами. В обычных спускаемых аппаратах со времен Гагарина человека на этом этапе выручает автоматика. Она регулирует параметры спуска, включение парашютной и других систем, космонавт же только контролирует работу механизмов. На Буране все как раз наоборот. Именно в самый физиологически и психологически неблагоприятный период космонавт должен не просто управлять кораблем, но выполнить архисложную задачу посадки тяжелого космического самолета с ухудшенной, по сравнению с любой авиационной техникой, аэродинамикой, да еще при выключенном двигателе (ведь у корабля на орбите, с которой он спускается большой избыток скорости).

Для того, чтобы решить эту действительно непростую задачу, к ее выполнению были привлечены первоклассные летчики-испытатели и организован достаточно эффектный эксперимент. Космонавт, который должен был пилотировать Буран, на завершающем этапе подготовки совершал космический полет на обычном корабле типа «Союз». После недельного пребывания в невесомости, он возвращался на Землю. Сразу же после приземления поисково-спасательная служба переправляла его на один из ближайших аэродромов, где ему предстояло, не теряя времени, сесть за штурвал и подняться в воздух на специально подготовленном самолете - так называемой летающей лаборатории. Достигнув высоты в 20 километров, с которой должен был начаться режим ручного управления спуском и посадкой Бурана, и, развив необходимую скорость, пилот должен был выключить двигатель и посадить самолет на аэродром по глиссаде Бурана, то есть, придерживаясь его расчетной траектории и скоростного режима посадки.

Всего было проведено два таких эксперимента с участием лучших летчиков-испытателей страны, командира отряда пилотов Бурана, Игоря Волка и его заместителя Анатолия Левченко. Полет И. Волка прошел успешно. Он хоть и показал значительно более высокий уровень напряженности при управлении «падением» самолета-лаборатории после космического полета по сравнению с многочисленными тренировочными «падениями», однако, ни качество управления, ни динамический профиль напряженности существенно не отличались от того, что наблюдалось при тренировках.

Но вот с А. Левченко  события развивались более драматично. Предшествующая усталость (а, возможно, и первые признаки тяжелого заболевания, обнаружившегося у него спустя непродолжительное время) проявилась у него во флуктуации функционального состояния и «провале» психофизиологической напряженности ниже критического уровня на одном из участков управления. Ситуация эта возникла за несколько десятков километров до взлетно-посадочной полосы и хорошо видна на рисунке 5, отражающем динамику напряженности космонавта.

В этот момент уровень психофизиологических затрат оказался значительно ниже не только данных, полученных на том же участке у его предшественника И. Волка, но и его собственной нормы, полученной в тренировочных полетах. Следствием этого должно было стать снижение работоспособности пилота, которое и действительно произошло. Причем, механизм ухудшения работоспособности, также как и в случае с французским космонавтом включал уменьшение числа элементов образуемой системы.

Реально пилот выпустил из внимания показания одного из весьма важных приборов - высотомера. Именно в этот момент самолет «провалился» по высоте на четыре километра по сравнению с расчетным режимом.  Вместо исходного избытка энергии, которую необходимо было рассеивать посредством специального маневра, обнаружился ее дефицит, и возникла угроза, что, спускаясь по-прежнему с неработающим двигателем, самолет может «не дотянуть» до посадочной полосы.

Пилот слишком поздно заметил опасное показание прибора, а отсутствие в системе контроля напряженности обратной связи не позволило оперативно сообщить ему об утрате бдительности и, тем самым, предотвратить критическое развитие событий. В итоге А. Левченко пришлось использовать все свое незаурядное мастерство летчика-испытателя, не раз спасавшего машину из безнадежных ситуаций, для того, чтобы все-таки удачно приземлить самолет. Летающая лаборатория опустилась на трехкилометровую бетонную полосу всего лишь в семи метрах от ее торца, что было, конечно, чрезвычайно рискованно, так как даже случайный встречный порыв ветра мог отбросить самолет на эти же семь метров и обернуться непоправимой аварией. За минутную релаксацию в начале режима пилот заплатил предельной напряженностью при заходе на посадку.

К сожалению, вскоре, в связи с бурными политическими изменениями в России, космонавтика утратила свое прежнее элитное положение. Так и не была завершена программа пилотируемого полета многоразового корабля «Буран», в которую было вложено столько сил, и которая обещала быть значительно эффективнее своего американского аналога. Один за другим уходили из жизни летчики-испытатели, потратившие почти десяток лет на подготовку к полету на «российском Шаттле». Сворачивались и другие медико-психологические программы некогда мощной оборонной промышленности. В то же время разработанные там методики и аппаратура нередко стали находить новое применение, в весьма далеких от оборонной тематики областях. Одним из примеров такой конверсии стало применение системных методов оценки напряженности в детской психодиагностике, где они обнаружили себя достаточно эффективным инструментом исследования.


Рис. 5
Напряженность космонавта при полете на самолете - летающей лаборатории по траектории посадки многоразового космического корабля «Буран»
(А. Левченко 29.12.87г.)

 

7 Исследования напряженности в детской психодиагностике

 

В 1994 году в одном из московских центров психологической помощи детям – жертвам насилия — проходила обследование девочка с чрезвычайно трагической судьбой. На глазах у восьмилетнего ребенка отец в порыве ревности убил мать и младшего брата. После случившегося девочка, полностью перестала общаться со взрослыми, сохранив лишь минимальный уровень общения со своими сверстниками. Прошло несколько месяцев, в течение которых педагоги, несмотря на почти полную невозможность контакта с ребенком, все-таки пытались работать с Дашей (имя ребенка изменено). Однако, ни о какой, даже самой скромной, успешности обучения не могло идти и речи, поскольку девочка игнорировала все обращенные к ней слова. В связи с этим педагогические работники были вынуждены обратиться в психологический центр с вопросом: можно ли надеяться, что умственные возможности Даши в целом остаются сохранными или же психике ребенка нанесен невосполнимый ущерб. Вопрос этот имел далеко идущие последствия, поскольку по результату ответа на него предстояло решить, должна ли девочка оставаться среди здоровых детей, или ее следует поместить в специальное учреждение для детей с отклонениями в развитии.

Использование обычных психодиагностических процедур отпадало вследствие того же ярко выраженного мутизма ребенка. В этих условиях единственным путем для оценки умственных возможностей Даши оставалась объективная регистрация ее эмоциональных реакций в какой либо стандартной для ее сверстников ситуации. В качестве такой ситуации использовался эмоционально насыщенный фрагмент детского мультипликационного фильма. При этом ранее уже было показано, что нормальные дети и дети с дефектами развития при просмотре этого фрагмента давали два совершенно разных типа реакций ( рис.6).

Профиль напряженности обычных детей при просмотре мультфильма имел выраженный рисунок, в котором отражались особенности обыгрываемой сюжетной линии. В то же время напряженность умственно отсталых детей представляла скорее «белый шум» и, как правило, никак не отражала сюжетных поворотов картины. Проведенное исследование показало, что, по восприятию сюжета и эмоциональным откликам на его развитие, Даша практически не отличалась от нормальных детей своего возраста. И хотя как-то комментировать просмотренный фильм она по-прежнему отказывалась, ее когнитивные возможности оставались в пределах нормы.

На основании полученных данных было принято решение продолжить исследование, используя в качестве стимула тестовые нагрузочные задания, адаптированные для младшего школьного возраста. Дополнительно регистрировалась также глазодвигательная активность. Повторное исследование вновь показало, что хотя ребенок не выполнял положенные по инструкции действия, он продолжал внимательно следить за развертывающейся ситуацией и реагировать на неуспех выполнения задания подобно своим сверстникам.

Рис. 6

Психофизиологическая напряженность у детей 8-ми лет при просмотре эмоциогенного фильма

 

    Таким образом, вопрос о переводе девочки в школу для детей с задержками развития был снят. Одновременно была значительно усилена программа психотерапевтических занятий с ребенком. Результат сказался приблизительно через три недели: Даша начала общаться с педагогами, выполнять просьбы воспитателей. Плотина была прорвана.

 

Заключение

 

    В целом, приведенные материалы дают системно-психологическое обоснование технологии определения индекса психофизиологической напряженности теории и качественной интерпретации получаемых с помощью этой технологии результатов при тестовых испытаниях и лабораторных психологических исследованиях. Приведенные данные также свидетельствуют о целесообразности применения метода интегральной оценки напряженности в экстремальной психологии и детской психодиагностике.

 

Литература

  1. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.: Медицина, 1979.
  2. Веккер Л.М., Палей И.М. Информация и энергия в психическом отражении. // Экспериментальная и прикладная психология. Вып. 3.   Л.: Изд. ЛГУ, 1971.
  3. Голубев Г.Н. К вопросу о напряженности в полете. // Вестник воздушного флота. Вып. 8. 1948.
  4. Гуревич К.М. Профпригодность и основные свойства нервной системы.  М.: Наука, 1970.
  5. Дикая Л.Г., Гусев А.Н., Шапкин С.А. Взаимосвязь продуктивности деятельности и уровня активации при решении оператором задачи по обнаружению сигнала. // Функциональные состояния и эффективность деятельности человека-оператора в режимах непрерывной деятельности.  М., 1987.
  6. Зараковский Г.М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности. М.: Наука. 1966.
  7. Зигель А., Вольф Дж. Модели группового поведения в системе человек-машина. М.: Мир. 1973.
  8. Иоселиани К.К., Рыжов Б.Н. Информационно-активационное соотношение и психическая работоспособность операторов. // Космическая биология и авиакосм. мед., 1987. № 1.
  9. Котик М.А. Курс инженерной психологии. Таллин: Валгус, 1978.
  10. Леонова А.Б. Психодиагностика функциональных состояний человека. М.: Изд. МГУ, 1984.
  11. Марищук В.Л., Платонов К.К., Плетницкий Е.А. Напряженность в полете. М.: Воениздат, 1969.
  12. Медведев В.И. Функциональные состояния оператора. // Эргономика. Принципы и рекомендации.  М., 1970.
  13. Милерян Е.А. Эмоционально-волевые комплексы надежности оператора. // Очерки психологии труда оператора.  М.: Наука. 1974. 
  14. Наенко Н.И. Психическая напряженность. М.: Изд. МГУ,  1976.
  15. Небылицин В.Д. Психофизиологические исследования индивидуальных различий.  М.: Наука, 1976.
  16. Нюттен Ж. Мотивация. // Экспериментальная психология. ред. П. Фресс и Ж. Пиаже. Вып.5.  М.: Наука, 1975.
  17. Платонов К.К. О так называемой напряженности в полете. // Гражданская авиация. 1939. № 11.
  18. Рыжов Б.Н., Сальницкий В.П. Методика оценки уровня психической напряженности у оператора. // Космическая биология и авиакосм. мед., 1983, № 5.
  19. Рыжов Б.Н. Системные основания психологии. / Системная психология и социология. 2010. № 1.
  20. Селье Г.  Очерки об адаптационном синдроме. М.: Медгиз, 1960.
  21. Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1981.
  22. Уолтер Г. Живой мозг. М.: Мир, 1966.
  23. Фейгенберг И.Н., Иванников В.А. Вероятностное прогнозирование и преднастройка к движениям. М.: Изд. МГУ, 1978.
  24. Фресс П. Эмоции. // Экспериментальная психология. ред. П. Фресс и Ж. Пиаже. Вып.5. М.: Наука, 1975.
  25. Хессет Дж.  Введение в психофизиологию.  М.: Мир, 1981.
  26. Экспериментальная психофизиология в космических исследованиях. М.: Наука, 1976.
  27. Atkinson J. Some General Implications of Conceptual Developments in Study of Achievement - Oriented Behavior. // Motives in Fantasy. Action and Society. Prinston, 1964.
  28. Madsen K. Psychological Metatheory // Annals of Theoretical Psychology.  N.Y.; London, 1985. Vol. 3.
  29. Terelak J. Alpha index and personality traits of pilots. // Aviat. Space Environ. Med., 1976, v. 47. № 2.
  30. Yerkes R., Dodson J. The relation of strength of stimulus to rapiding of habitformation. // Journal of Comparative Neurology and Psychology. 1908, № 18.