ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2014, том 64, № 4, с. 428-438
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.821
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МОНОТОНИИ У ОПЕРАТОРОВ С РАЗЛИЧНОЙ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИЕЙ АЛЬФА-АКТИВНОСТИ
© 2014 г. Н. Н. Лебедева, Е. Д. Каримова
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, e-mail: lebedeva@ihna.ru, e.d.smirnova@yandex.ru Поступила в редакцию 18.12.2013 г. Принята в печать 03.03.2014 г.
В работе проведено комплексное исследование состояния монотонии человека-оператора во время вождения на симуляторе с использованием психофизиологического тестирования, регистрации электрокардиограммы и электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Было выявлено, что во время операторской деятельности вследствие развития состояния монотонии появляется специфический ЭЭГ-паттерн — повышение мощности тета-, альфа- и бета-ритмов. После 90 мин монотонной деятельности ухудшается самочувствие, снижается активность, повышается ситуативная тревожность и латентный период сложной зрительно-моторной реакции, а в состоянии покоя с закрытыми глазами выявляются признаки дремоты. Более того, эти негативные проявления состояния монотонии в большей степени проявляются у операторов с доминированием альфа-активности в левом полушарии.
Ключевые слова: состояние монотонии, человек-оператор, межполушарная асимметрия, ЭЭГ.
Neurophysiological Manifistetions of the Monotony State in the Human-Operators with Different Alpha-Activity Hemispheric Asymmetry
N. N. Lebedeva, E. D. Karimova
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS, Moscow, e-mail: lebedeva@ihna.ru, e.d.smirnova@yandex.ru
This paper presents the monotony state investigation of the human-operator while simulator driving by using a combination of psychophysiological testing, registration of an electrocardiogram and electroencephalogram (EEG). The appearance of specific EEG-pattern (power ascension of the theta-, alpha-and beta-rhythms) during operator activity due to the monotony state progression was revealed. W found out the reduction in health, decrease activity, the increase of the situational anxiety and the reaction time after 90 minutes of the monotonous activity. The signs of drowsiness were detected at the rest with closed eyes after operator activity. Moreover, these negative manifestations of the monotony state were observed mainly in subjects with domination of the alpha-activity in the left hemisphere.
Keywords: monotony state, human operator, hemispheric asymmetry, EEG.
Б01: 10.7868/80044467714040108
Большинство современных людей каждый день управляют собственным транспортным средством, не задумываясь о своем состоянии в данный момент и способности адекватно реагировать на внезапные ситуации, хотя широко известен факт, что "человеческий
фактор" является главной причиной дорожно-транспортных происшествий, и занимает второе место среди причин крупных техногенных катастроф в мире [Дорохов, 2013; Сычев, 2012]. Последствия ошибок при выполнении операторской деятельности у водите-
лей автомобилей могут приводить к авариям и гибели людей, не говоря уже об операторах технологических линий, работниках атомных станций, диспетчерах аэродромов и т.д.
Трудность адекватной оценки человеком собственного состояния и своих возможностей заключается еще и в том, что практически любая операторская деятельность в течение продолжительного времени приводит к возникновению состояния монотонии. А.Б. Леонова и С.Б. Величковская [2002] определили такое состояние следующим образом: "Монотония — состояние сниженного сознательного контроля за исполнением деятельности, возникающее в ситуациях однообразной работы с частым повторением стереотипных действий и обедненной внешней средой, сопровождающееся переживаниями скуки/сонливости и доминирующей мотивацией на смену деятельности".
Психическое состояние переживания мо-нотонии вызывается действительным или кажущимся однообразием выполняемых действий. В результате возникновения моното-нии человек становится вялым, безучастным к работе, снижается общий уровень активности, ухудшается внимание, снижается чувствительность к внешним раздражителям. Отличительной особенностью состояния мо-нотонии от усталости является то, что силы организма еще не израсходованы, т.е. оператор не чувствует себя уставшим, но при этом качество деятельности значительно ухудшается [Ильин, 1976].
Стоит отметить, что как в реальной жизни, так и в условиях эксперимента трудно говорить о развитии только одного состояния мо-нотонии. Чаще всего, поскольку монотония развивается при достаточно длительном осуществлении какой-либо деятельности, она сопровождается также появлением усталости и снижением уровня бодрствования [Дорохов и др., 2011; Larue et al., 2011; Thiffault, Bergeron, 2003]. Широко известно явление так называемого "дорожного гипноза", когда во время длительной езды по незагруженной трассе с одинаковым пейзажем у водителя настолько снижается сознательное внимание и контроль, что он даже может не помнить свои действия. Подобное состояние является суперпозицией монотонии и состояния со сниженным уровнем бодрствования, причем внимание может снижаться вплоть до непроизвольного возникновения кратковременных эпизодов засыпания за рулем, называе-
мых "микросном" [Тарасов и др., 2008; Тка-ченко и др., 2013]. Водитель в этом случае не осознает ни усталости, ни того, что он засыпает [Underwood, 2005]. В других случаях состояние монотонии осознается оператором как скука и сонливость.
В работах по исследованию изменения функционального состояния оператора во время вождения или другой монотонной деятельности применяют различные физиологические показатели, например, электромио-грамму, электрокардиограмму, динамику ритма дыхания, кожно-гальваническую реакцию [Larue et al., 2011], электроокулограмму, отслеживание движений глаз (eye-tracking) [Rauch et al., 2009] и, конечно, электроэнцефалограмму.
Электрографические исследования показывают, что подобное состояние характеризуется повышением мощности тета- и альфа-ритма [Lal,Craig, 2005; Steele et al., 2004], кроме того, некоторые исследователи отмечают повышение и бета-ритма [Кирой, Асланян, 2005, 2006; Тхоревский и др., 1985]. По мнению авторов [Тхоревский и др., 1985] повышение мощности альфа-ритма отражает процесс снижения сознательного внимания, уровня бодрствования, а повышение мощности тета-ритма является реакцией на стрессовую ситуацию.
Таким образом, монотония — это весьма нежелательное функциональное состояние, возникающее при операторской деятельности, которое может привести к весьма опасным ситуациям, если оно возникает у диспетчера, водителя или машиниста какого-либо транспортного средства, оператора на производстве и т.д.
Давно замечено, что устойчивость к состоянию монотонии определяется такими индивидуально-психологическими особенностями работника, как тип и подвижность нервной системы, темперамент, уровень экстраверсии и нейротизма [Ильин, 2005]. Однако совсем недавно исследователи стали выявлять нейрофизиологические показатели, определяющие развитие состояния монотонии при выполнении операторской деятельности.
В одной из работ [Асланян, Кирой, 2002] по выявлению индивидуальных особенностей устойчивости к монотонии было показано, что наименее устойчивыми являются испытуемые, характеризующиеся высоким уровнем лабильности нервных процессов. У
этих испытуемых снижались мощности тета-и альфа-1 ритмов, при этом электроэнцефалограмма (ЭЭГ) испытуемых, у которых не выявлялось ухудшение качества деятельности, характеризовалась преобладанием высокочастотного и низкоамплитудного альфа-ритма.
В другой работе этой же группы исследователей было получено, что высокое и стабильное качество работы демонстрировали испытуемые с низкой суммарной мощностью ЭЭГ, высокочастотным альфа-ритмом и минимальным уровнем когерентности [Кирой, Асланян, 2006].
В работе другого коллектива авторов была выявлена интересная закономерность: у испытуемых с выраженным высокоамплитудным альфа-ритмом в спектре ЭЭГ наблюдался наименьший процент ошибок операторской деятельности. Однако именно у этой группы испытуемых наблюдалось повышение мощности медленных ритмов во время деятельности, что свидетельствовало о развитии состояния монотонии [Григорьев и др., 1990].
Наличие противоречивых данных может быть следствием различных экспериментальных задач и свидетельствует о том, что необходимы дальнейшие исследования в этой области. Таким образом, целью данной работы являлось уточнение механизмов формирования состояния монотонии, а также выявление надежных нейрофизиологических коррелятов, определяющих развитие состояния монотонии и ее негативных проявлений у человека-оператора.
МЕТОДИКА
В исследовании участвовали 20 практически здоровых добровольцев (15 мужчин и 5 женщин) в возрасте от 18 до 26 лет, все испытуемые были правши, не имевшие проблем со сном. В качестве операторской деятельности предлагалась работа на программируемом симуляторе вождения в условиях ограниченной сенсорной информации в течение 1.5 ч. Качество вождения оценивали по траектории отклонения от линии разметки и количеству поворотов руля с помощью авторской программы, разработанной совместно с лабораторией математической нейробиоло-гии обучения ИВНД и НФ РАН (зав. лабораторией проф. А.А. Фролов). В случае успеш-
ного выполнения задачи вождения испытуемые поощрялись материально.
Оценку функционального состояния испытуемого осуществляли по показателям электроэнцефалограммы (ЭЭГА-21/26 "ЭН-ЦЕФАЛАН 131-03", г. Таганрог), электрокардиограммы (ЭКГ), психологических тестов и теста на сложную зрительно-моторную реакцию с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 "Психофизиолог", г. Таганрог.
Психофизиологическое тестирование включало в себя:
1. Шкалу тревожности Спилбергера, с помощью которой оценивали ситуативную тревожность, связанную с текущими событиями, и личностную тревожность, являющуюся индивидуальной характеристикой каждого человека.
2. Тест САН, определяющий
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.