Введение к работе
Актуальность работы. Прогнозирование адаптации и управление этим процессом в разных эколого-проыышленных условиях является ванной предпосылкой профилактики и ранней диагностики с учетом индивидуальных особенностей человека и окруяапщей среды. Такой подход позволяет осуществлять Однако до последнего времени в мировой литературе не обнаруяено общей концепции, на основании которой мояно было бы описать и спрогнозировать динамику и механизмы индивидуальной адаптации к основным факторам внешней среды (Газенко, 1986; Коган, Владимирский, 1988; Айдарлиев, 1993). Среди механизмов адаптации на первый план единодушно выдвигаются нервные (Горизонтов, 1988; Василевский, 1984; Казначеев, 1986; Судаков, 1990; Неерсон, 1993; Медведев, 1995). Проблема устойчивости и пластичности нервных процессов является узловой проблемой адаптации, которая тесно связана с конкретными условиями деятельности, с особенностями переработки информации, пластичности, устойчивости и связности биоритмов нервных и соматических функций.
Исследованиями Н.Б.Суворова с соавт'. (1985),
Н.Н.Василевского с соавт. (1988), С.И.Сороко с соавт. (1990)
показано, что характер развития в экстремальных
климато-географических условиях, при действии слабых
электромагнитных полей зависит от типа нейродинамической
пластичности испытуемых. Однако в доступной литературе
отсутствуют сведения о влиянии конкретных видов деятельности
с различными долями физического и умственного труда на
развитие индивидуально-типологических стратегий
долговременной адаптации. Интеллектуализация трудовой
деятельности' привела не только к изменению структуры труда,
но и к изменению его условий. Неблагоприятные последствия
этого заключаются в появлении большого числа невротических
расстройств (Деряпа, Рябинин, 1977; Василевский и др., 1978;
Хананашвили, 1978; Казначеев, 1986; Косицкий, 1987; Баевский
и др., 1988; Соколов и др., 1989; Судаков, 1990; Медведев,
1993; Симонов, 1993). ,
Исследования последних лет убеждают в том, что отнюдь не происходит снияение случаев профессиональной патологии. Более того, по данным мировой статистики от 25 до 80Х всех
- 2 -несчастных случаев, наносячих уцерб, исчисляемый миллиардами рублей, определяются человеческими факторами (Немсадзе, 1990). Таким образом, на современном этапе становления государства проблема профессиональной адаптации имеет не только ваяное физиологическое и гигиеническое, но и социально-экономическое значение. Вопрос об управлении состоянием человека при профессиональной адаптации далек от своего решения. Процессы адаптации тесно связаны с биоритмологической структурой нервных и вегетативных процессов, управление которой расширяет интегративнне возможности центральной нервной системы, повышает уровень адаптивности. Исходя из вышеизложенного, оптимальным способом управления работоспособностью является управление биоритмологической структурой деятельности функциональных систем, тесно сопряженной с индивидуальными особенностями организации регуляторних процессов (Ітарк, 1993). Наиболее актуальным является изучение механизмов профессиональной адаптации, как научно обоснованной базы для прогнозирования, ибо трудовой деятельностью занята основная масса населения. Наиболее перспективным уровнем изучения является биоритмологическая структура нервных, вегетативных и соматических функций, а такве механизмов их сопряжения. Наиболее ке перспективными для повышения адаптивности организма являются методы адаптивной саморегуляции функций на уровне основного звена - биоритма.
Цель исследования состоит в изучении нейрофизиологических основ развития долговременной адаптации к трудовой деятельности с различными долями умственных и физических нагрузок в зависимости от уровня организации мозгового гомеостаза с разработкой и испытанием методов адаптивного биоуправления по параметрам нервных и вегетативных процессов.
Основные задачи исследования.
1. Разработать четкие количественные критерии оценки
типов адаптивной пластичности мозга (уровня организации
мозгового гомеостаза).
2. В рамках этих критериев исследовать структуру
организации мексистемных отношений нервных, мышечных,
сердечно-сосудистых, дыхательных и кожных компонентов
адаптации к деятельности с различным сочетанием долей
умственного и физического труда у здоровых лиц. Заметим, что главная задача - найти анализ вероятностно-статистических закономерностей, на основе чего возмояно более точное изучение динамики и состояния функций нейрофизиологическими способами.
3. Определить роль организации психологических, нервных
и вегетативныхъ функций в развитии индивидуальной стратегии
долговременной адаптации к различным видам трудовой
деятельности.
4. На основании применения методов адаптивного
биоуправления по параметрам биоритмологической структуры
деятельности мозга, сердца и мышц разработать систему
оптимизации реабилитационных мероприятий на различных фазах
развития долговременной профессиональной адаптации с
исследованием отсроченных эффектов.
5. Определить соотношение центральных, вегетативных и
психических функций при формировании навыка саморегуляции
функционального состояния мозга, сердца и мышц.
1{ссл.вдовани8 ., выполнено в рамках Постановления комиссии Президиума СМ СССР за N 404 от 04.12.84 г. и тематической карточной Секции прикладных проблем АН СССР ТК СП—1580 01583/10216 от 19.08.83 г. по теме:"Исследование и разработка биотехнических систем управления горными работами" шифр "Сигма" и в рамках основного плана НИР Карагандинского государственного медицинского института "Научно-методщические и организационные основы диспансеризации студентов", N гос. per. 018600і2216.
Научная новизна исследования. Впервые установлены три типа мексистемного взаимодействия организации мозгового гомеостаза, вегетативных и психических функций у лиц с высоким, средним и низким уровнем репрезентативности альфа-активности в ЗЗГ коры больших полушарий. У лиц с корковым доминированием (высокая альфа-активность) наиболее развито и равновероятно взаимодействие функциональных систем, зон коры, уровней регуляции вегетативных и психических функций. У лиц с корково-лимбическим (средняя) и лимбико- стволовым (низкая альфа-активность) интрацервбральное взаимодействие выраяено слабее, чем у первых, с перегрузкой лобных отделов коры у второго и выключением из паттерна интрацеребрального
- 4 -взаимодействия g третьего типа лиц. Это приводит к ослаблении участия коры головного мозга в межсистемном взаимодействии, нарушению равновероятности процесса, дезорганизации структуры управления вегетативных и психических функций. Вновь подчеркиваем, что предмет исследования касается вероятностно-статистических закономерностей.
Показано, что долговременная адаптация к различным видам трудовой деятельности обеспечивается не только за счет направленных биоритмологических перестроек функционирования систем, но и уровнем развития авторегуляторных процессов в организме, устойчивость и пластичность которых имеет индивидуальный характер и фазовое развитие с различным периодом колебаний, что используется для прогноза появления дизадаптации, определения ее локализации, глубины и специфики.
Предложенный способ функциональной коррекции артериального давления на базе разработанных трех модификаций метода альтернативного биоуправления ритмом сердца ("Способ функциональной коррекции артериального давления" АС 4852554, Б.И. N 25 от 07.92 авторов Л.Н.Гондаревой, Н.Н.Василевского, Т.З.Сейсеыбекова) дал возмояность повысить функциональные резервы у лиц различных профессиональных групп, добиться устойчивой нормализации показателей, установить соотношение нервных и вегетативных функций в формировании навыка саморегуляции ритма сердца.
Разработанное устройство для контроля и коррекции функционального состояния человека ("Устройство для контроля и коррекции функционального состояния человека" Патент N 2028078 Б.И. N 4 от 9.95 авторов Л.Н.Гондаревой, А.Г.Лазуткина, Н.В.Разумова) дало возможность проводить экспресс-диагностику и экспресс-коррекции состояния операторов энергосистем на рабочем месте, что позволило снизить уровень дизадаптации в реальном трудовом процессе и аварийность по вине персонала. Впервые показано, что эффективность альтернативного биоуправления ритмом сердца зависит от стажа работы и организации мозгового гомеостаэа.
Показано, что адаптивное биоуправление с обратными связями по биоритмологическим параметрам деятельности мозга, сердца или мышц имеет непосредственные, опосредованные и
- 5 -.отсроченные эффекты, что выражается в оптимизации интракортикального и межсистемного взаимодействия. Эффективность различных видов биоуправления зависит от активности тренируемой функции в мевсистемном взаимодействии. Лицам I типа показаны все формы биоуправления, у лиц Л типа выше эффективность биоуправления ритмом сердца, лицам III типа показано биоуправление тонусом мышц.
Детальное изучение функциональных перестроек физиологических и психических процессов и их системной организации при развитии долговременной адаптации к различным видам профессиональной деятельности позволило выдвинуть и обосновать новую научную концепцию о ведущей роли организации мозгового гомеостаза в формировании системного ответа и возможностях его модуляции функциональными методами.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты позволят расширить и углубить представления о физиологических основах жизнедеятельности человека на уровне механизмов, контролирующих функциональное состояние, не только для понимания его природы, но и для поиска эффективных способов преодоления предпатологичвских состояний и направленного комплекса мероприятий. Полученные данные являются критерием оценки информационной емкости нервной системы человека, в условиях взаимодействия человека и окружающей среды как двух информационных систем. Разработки показали, что пластичность нервной системы определяется биоритмологической структурой жизнедеятельности мозга, интрацеребрального и межсистемного взаимодействия: чем выше параметры этих видов взаимодействия, тем выше информационная емкость системы, тем выше уровень адаптивности, тем меньше риска срыва адаптационных процессов и возникновения лредлатологических и патологических состояний. Выяснено, что теснейшим образом с биоритмологической структурой физиологических процессов связана способность к адаптивной саморегуляции функций, так как именно в ней находят отражение механизмы стабилизации текущей деятельности и сопряженность адаптивных процессов друг с другом. Разработаны разносторонние подходы к управлению функциональным состоянием человека на базе
методов саморегуляции функций у- здоровых лиц и группы "риска", что максимально сблизило теоретические и прикладные задачи.
Приведенные исследования позволяит обосновать критерии
профотбора на всех этапах профессиональной деятельности.
Индивидуально-типологические предпосылки возникновения
дизадаптации в конкретных производственных условиях
позволяют осуществлять безошибочный прогноз сроков, глубины
и характера возникавших расстройств, что позволяет подобрать
эффективные немедикаментозные способы преодоления
дисфункций. Такой подход позволяет повысить качество здоровья, эффективность и надежность производственной деятельности.
Систематизация применения биотехнических методов и средств для повышения адаптивности человека необходима для активного управления формированием уровня работоспособности и ускорения адаптации к труду.
Выдвигаемая концепция. Адаптивность человека как интегратор устойчивости и пластичности мозга определяется уровнем доминирования мозговых образований (коры, лимбических и стволовых структур) в вероятностно-статистическом смысле. Корковый уровень доминирования ообеспечивает наивысшую форму адаптивности к различным видам умственного и физического труда; за счет развитого, сбалансированного взаимодействия нейроритмов ЭЭГ, основных зон коры, основных функциональных систем организма с центральной нервной системой, информационная емкость которой максимальна, что позволяет проводить постоянную плавную поднастройку гомеостатических механизмов по оптимальному пути к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Корково-лимбическое доминирование определяет средний уровень адаптивности к различным видам умственного и физического труда за счет развитого, но не сбалансированного взаимодействия нейроритмов ЭЗГ между собой, ЭЭГ основных зон мозга, основных систем организма с центральной нервной системой, информационная емкость которой снижена, что монет обеспечивать адаптацию и поднастройку гомеостатических механизмов к изменягацимся условиям внешней среды как бы "рывками". Поэтому на начальной фазе адаптации у лиц этой группы преобладают гиперреакции, ведущие на более поздние
- 7 -сроки к истощению компенсаторних механизмов. Лимбико-стволовой уровень доминирования определяет минимальный уровень адаптивности к различным видам умственного и физического труда за счет ослабленного взаимодействия нейроритмов ЭЗГ, исследуемых зон мозга и функциональных систем организма с центральной нервной системой, информационная емкость которой ниже, чем у лиц первых двух групп, что не позволяет своевременно проводить коррекцию гомеостатических механизмов при изменениях внешней и внутренней среды. Поэтому на первой фазе адаптации у лиц этой группы отсутствуют выраженные реакции, что на более поздние сроки приводит к кумуляции неблагоприятных влияний на организм за счет несбалансированности воздействия и реакции.
Адаптивность человека может быть повышена методами саморегуляции функций, причем наиболее эффективными являются методы с тренировками вегетативной нервной системы.
Положения, выносимые на защиту
-
У лиц I типа (корковое доминирование) при развитиі долговременной адаптации к трудовой деятельности с различными долями умственного и физического труда сохраняется развитое межкомпонентное, интрацеребральное и межсистемное циклическое взаимодействие. Дисбаланс взаимодействия возникает как правило, на второй фазе адаптации, что вызывает включение авторегуляционных процессов и в дальнейшем возвращает развитие адаптации на путь оптимального развития.
-
У лиц II типа (корково-лимбическое доминирование) в аналогичных условиях дисбаланс взаимодействия возникает на те яе сроки или позне, чем у лиц I типа, следует за фазой гиперреакции, но авторегуляторные процессы включаются частично.
-
У лиц III типа (лимбико-стволовое доминирование) в этих . ше условиях дисбаланс всех видов взаимодействия наступает на ранние сроки адаптации, авторегуляторные механизмы ослаблены, что ведет к непрерывному углублению дисбаланса на протяжении всего рассматриваемого срока адаптации.
4. Лица I типа лучше всего поддаются обучению всем видам
адаптивной регуляции функций, однако с- ростом стажа эта
- 8 -способность ослабляется. Лица II типа обучаются адаптивной саморегуляции функций частично, причем эффективнее с участием вегетативных звеньев на ранние сроки адаптации. Лица III типа лучше обучаются адаптивной саморегуляции соматических функций.
Внедрение. Разработанные способы и устройства
внедрены и используются в клинике профессиональных
заболеваний Карагандинского государственного медицинского
института, Научно-исследовательском центре КГМЙ,
Зкибастузских ГРЭС-I. Санатории-профилактории КГМИ. студенческом отделении городской поликлиники г.Караганды.
Апробация диссертации. Основные мате
риалы исследований доложены и обсуждены на объединенном
съезде гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов и
инфекционистов Казахстана (Чимкент, 1985), на II Всесовзной
конференции "Физиология экстремальных состояний и
индивидуальная защита человека" (Москва, 1986), на U съезде
гигиенистов, санитарных врачей, эпидемиологов, микробиологов
и инфекционистов Узбекистана (Ташкент, 1987), на XU съезде
Всесоюзного физиологического общества им. И.П.Павлова
(Кишинев, 1987), на II Всесоюзном симпозиуме
"Физиологическое нормирование труда" (Донецк, 1989), на IX Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы физиологии труда и профилактической эргономики" (Москва, 1990), на IU съезде терапевтов Казахстана (Караганда, 1990), на научной конференции "Актуальные проблемы профилактической и клинической медицины" (Караганда, 1990), на Всесовэной конференции "Труд, экология и здоровье шахтеров" (Донецк, 1991), на съезде гигиенистов, зпимедиологов, микробиологов, паразитологов и инфекционистов Казахстана (Алма-Ата, 1991), на I- съезде кардиологов Казахстана (Алма-Ата, 1991), на II съезде физиологов Казахстана "Актуальные проблемы физиологии" (Караганда, 1992), на занятиях школы- семинара "Антропогенная геохимия ланшафта и здоровье населения" (Пущино-на-Оке, 1992), на международной конференции стран СНГ "Коррекция и управление функциональным состоянием в процессе трудовой деятельности" (Караганда, 1993), на симпозиуме "Актуальные вопросы умственного труда" (Киев, 1993). на I Конгрессе кардиологов Центральной Азии (Бишкек, 1993), на заседаниях Карагандинского областного отделения
- 9 -Всесоюзного общества физиологов им. И.П.Павлова (Караганда, 1986-30 гг.), на научных заседаниях отдела экологической физиологии НИИЭМ РАНН (Санкт-Петербург, 1986-1992 гг.), на выездной заседании Президиума ЙН СССР (Жуковский, 1987), на Всесоюзном совещании "Проблемы подготовки операторов энергосистем" (Зкибастуз, 1986), на заседаниях научно-технического совета Экибастузских ГРЭС-і и НИИ АО МАП СССР (Зкибастуз, Жуковский, 1986-88 гг.).
Основние результаты диссертационной работы отражены в публикациях, в том числе в 21 научной статье, 1 авторском свидетельстве и 1 патенте РФ, 1 информационном листке, а такге в 2 отчетах ТК СП-1580 01583/102116 от 19.08.83 "Исследование и разработка биотехнических систем управления горными работами" шифр "Сигма" (1988) и "Разработка методов аппаратурного тренинга для коррекции состояния операторов подземных автоматизированных систем управления" шифр "Сигма" (1990).'
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа излонена на 291 странице машинописного текста, содержит 4 таблицы и 40 рисунков. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования и объектов наблюдения, пяти глав собственных данных, заключения, выводов, указателя цитированной литературы и приложения.