Научная статья на тему 'БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПРИ РАБОТЕ, СВЯЗАННОЙ С ВОСПРИЯТИЕМ ЗРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ'

БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПРИ РАБОТЕ, СВЯЗАННОЙ С ВОСПРИЯТИЕМ ЗРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
18
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — П.И. Гуменер, Е.К. Глушкова, Л.В. Веремкович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOCYBERNETIC FEATURES OF CHANGES IN THE BODY STATE DURING WORK CONNECTED WITH PERCEPTION OF VISUAL INFORMATION

The investigations performed showed that the features of the regulation of the eye movement and that of the vegetative functions make it possible to assess the state of the body in case of different strains of the visual analyser and at various periods of work and it may be used for operation of such technical means of teaching, that will provide the optimal body state.

Текст научной работы на тему «БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПРИ РАБОТЕ, СВЯЗАННОЙ С ВОСПРИЯТИЕМ ЗРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ»

одинаковыми для различных городов страны. Следовательно, весо-ростовые и другие соотношения показателей физического развития в подгруппах также одинаковы для новорожденных из различных городов.

2. Оценочные таблицы физического развития новорожденных детей, составленные предложенным нами способом (Б. Н. Ильин), могут быть едиными для различных населенных пунктов СССР. Создание общих для страны оценочных таблиц физического развития детей, составленных высококвалифицированными специалистами на основе тщательно собранного материала, избавит многих исследователей и практических работников здравоохранения от трудоемкой работы по составлению местных (регионарных) стандартов.

3. Факторы внешней среды (климатогеографические, социально-экономические и др.) прежде всего и главным образом влияют на соотношение подгрупп (весовых, ростовых и др.) в возрастно-половой группе, а не на весо-ростовое и другие соотношения. Следовательно, изучение динамики физического развития детей, сравнение данных различных регионов полезнее проводить по средним показателям подгрупп, по величинам весо-росто-вых показателей подгрупп и по соотношению подгрупп во всей возрастно-половой группе.

4. Средние данные о физическом развитии возрастно-половых групп не могут в достаточной степени характеризовать физическое состояние детей, не могут быть надежными показателями при различных сравнениях, производимых при социально-гигиенических и других исследованиях.

ЛИТЕРАТУРА. Ильин Б. Н.—»Сов. здравоохр.», 1975, №7, с. 41 — 47,— Коган Р. Б., Подъячева Н. Ф,— »Педиатрия», 1970, № 3, с. 54—57.

Поступила 6/VII 1976 г.

METHODS OF COMPARING THE PHYSICAL DEVELOPMENT INDICES OF CHILDREN IN VARIOUS REGIONS OF THE COUNTRY

в. N. Jmn

The climatic-geographical and socio-economic factors prevailing in various regions of the country are shown to affect the correlation of height, weight and other subgroups among newborn children. At the same time the average values of weight and chest circumference in the height subgroups of new-born children or those of height and chest circumference in the weight subgroups are practically identical in various communities of the country.

УДК ei3.S.ei2.343.7]:«ei.3l

Проф. П. И. Гуменер, кандидаты мед. наук Е. К■ Глуилкова и Л. В. Верем-

кович

БИОКИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПРИ РАБОТЕ, СВЯЗАННОЙ С ВОСПРИЯТИЕМ ЗРИТЕЛЬНОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва

В настоящей работе проведен поиск информативных подходов к анализу физиологических функций в процессе зрительной работы на основе экспериментов, моделирующих использование технических средств обучения (ТСО).

В отличие от традиционного подхода в иерархической системе регулирования организма мы рассматривали те показатели, которые связаны с медленной системой управления организмом. Для характеристики регулирования физиологических параметров в процессе зрительной работы вычисляли корреляционные функции движений глаз с помощью электроокуло-граммы (ЭОГ), кожно-гальваническую реакцию (КГР), частоту сердечных

сокращений {ЧСС) и взаимокорреляционные функции сигнал — ЭОГ, сигнал — КГР, ЭОГ — КГР.

При выборе моделей работы мы пытались максимально отразить условия применения технических и аудиовизуальных средств в процессе учебных занятий в школе. Во-первых, это выражалось в необходимости отслеживания светового сигнала (восприятие информации с экрана в классе); во-вторых, качество отслеживаемого светового сигнала определяло качество (или продуктивность) выполняемой работы; в-третьих, условия зрительной работы отражали характерные для использования технических средств условия. Продолжительность работы 15—20 мин соответствовала наиболее часто встречающейся в практике школ длительности применения технических средств, диапазон интенсивности освещенности светового сигнала соответствовал характеристике параметров при использовании технических средств обучения в школе. Проведение исследований на моделях обусловлено также тем, что круг методик, позволяющих оценить влияние зрительной работы непосредственно в процессе деятельности человека, весьма ограничен.

Модель ТСО представляла собой систему, в которой обследуемый должен был отслеживать синусоидальный сигнал на экране электронной трубки при помощи устройства, позволяющего обеспечить совмещение управляемого луча с заданным. Для суждения о качестве слежения сопоставляли движения глаз, учитываемые с помощью ЗОГ, с синусоидальным сигналом. Условия отслеживания были подобраны в соответствии с требованиями ТСО. Скорость движения сигнала 9° в 1 с используется и другими авторами при исследовании процессов слежения в работе операторов. Вычисляли автокорреляционную функцию (АКФ) движений глаза и взаимокорреляционную функцию (ВКФ) этих движений с перемещением заданной точки сигнала. В литературе имеются данные о соответствии движений глаза движениям объекта до определенной величины, т. е. об отражении зрительной работы глаза в управлении его движениями (Л. И. Леушина; А. Л. Ярбус). Нас интересовали изменения этого управления при различных уровнях освещенности сигнала и различной длительности воздействия светового сигнала. Проведены 2 серии исследований. В I серии синусоидальный сигнал подавался на экран осциллографа при оптимальной его освещенности (Сопт)— 300 лк, во II — при слабой освещенности (С„), близкой к фону, — 10 лк. Длительность работы в каждой серии 20 мин. Кроме движений глаз, изучали регулирование вегетативных функций (ЧСС и КГР) при помощи корреляционного анализа и определения спектральной плотности. В эксперименте участвовали 10 практически здоровых подростков в возрасте 15—16 лет с нормальной остротой зрения и эмметропической рефракцией. Всего получено около 700 корреляционных функций и характеристик спектральной плотности. Наши исследования позволили отметить в первые минуты работы четкий фазовый сдвиг (<р порядка 90—135°), который при оптимальном по освещенности сигнале (Сопт) после нескольких минут работы резко снижался (ф в пределах 0—45°), а при слабом сигнале (См) оставался значительным (табл. 1).

Эти данные, полученные при помощи взаимокорреляционных функций (ВКФ) ЭОГ и сигнала на экране осциллографа, говорят о различиях регулирования при Сопт и См- Однако как ВКФ, так и АКФ ЭОГ и характеристика спектральной плотности ЭОГ показывают четкую обработку заданного сигнала как при оптимальной, так и при слабой освещенности. Эта данные позволяют считать, что в наших исследованиях и при См зрительная работа обеспечивается, о чем говорит и хорошее качество слежения на экране осциллографа. В то же время при См регулирование движений глаз выявляет особенности, связанные, по-видимому, со сложностью обеспечения работы в данных условиях. Это предположение соответствует изменениям числа скачков. При Сопт на протяжении первых 10 мин число скачков сохранялось, а при С„ оно в начале (1—2-я минута) работы было близким к наблю-

Т а .6 лица 1

Характеристика динамических параметров регулирования при зрительной работе с различным

освещением

Показатель Время работы, мин

начало (1—2-я) середина (6—7-я) конец (13—19-я)

с ^опт см Сопт см Сопт см

АКФ ЭОГ, с 4 4 4 4 4 4

ВКФ сигнал — ЭОГ. с 4 4 4 4 4 4

Фазовый сдвиг <р° 90 135 45 90 135 135

Число скачков, в 1 мин 13,1 13,0 12,9 10,8 17,8 15,1

ККФ ЭОГ — КГР, с 4 5 10 24 23 23

Спектральная плотность КГР

отн. ед. 140 18 60 240 438 120

даемому при Сопт, но по ходу зрительной работы снижалось и стабилизировалось на более низком уровне. Снижение числа скачков было отмечено В. А. Филиным иС. П. Сидоровым при концентрации внимания. Ю. Б. Гип-пенрейтер и С. Д. Смирнов также обнаружили подавление скачков в периоды активного исследования зрительных образов или «внутреннего слежения» за движениями собственной руки. В наших исследованиях этот эффект (уменьшение числа скачков в единицу времени) также проявился отчетливо после периода врабатывания. Возможно, что и в наших исследованиях трудное отслеживание при См привело к соответствующему изменению числа скачков и характеристик регулирования движений глаза (см. табл. 1).

На различный характер регулирования физиологических функций при Сопт и См указывает и динамика КГР. Выраженность медленных составляющих спектра колебаний КГР больше при отслеживании См, чем при отработке СоПТ в середине работы (см. табл. 1). Так, Л. Д. Чайнова и соавт. указывают, что при комплексной психофизиологической оценке читаемости знаковой информации у обследуемых отмечались высокоамплитудные колебания КГР.

В свете современных представлений о КГР это также указывает на большее напряжение регуляции вегетативной нервной системы при отработке С*. Изучение медленных колебаний ЧСС позволяет указать на большую величину их спектральной плотности при слежении С„. Так, в начале работы максимум СП (Т около 20—30 с) при С„ имел энергию 85 отн. ед., при Сопт — 30 отн. ед. (табл. 2).

Данные табл. 2 говорят о различиях регулирования не только движений глаз, но и вегетативных функций при зрительной работе, связанной со слежением за слабым сигналом, по сравнению с работой при оптимальном сигнале.

Таблица 2

Спектральная плотность и средний уровень ЧСС при зрительной работе с различным

освещением

Минута работы

Показатель Сигнал И —15-я \

1—5-я 6 —10-я 16—20-я

Средний уровень ЧСС Сопт 88,5^0,4 88,7^1,2 89,5:2=0,5 87,8^0,4

См 87,0±0,5 85,4±0,4 87,1±0,4 86,2i0,5

Спектральная плотность ЧСС, отн. ед.: Сопт 30 22 20 15

См 85 45 23 30

при 30 с

при 60—120 с Сопт 35 20 95 40

См 25 43 68 90

Таким образом, при выполнении зрительной работы См, несмотря на четкую отработку сигнала, отмечался определенный фазовый сдвиг в системе сигнал — ЭОГ (даже в период оптимизации). Это коррелирует и с уменьшением числа скачков (на вертикальной ЭОГ), указывающих на напряжение зрительного анализатора. Анализ автокорреляционной функции (АКФ) и спектральной плотности ЧСС выявил при выполнении работы с С„ более выраженные медленные колебания ЧСС порядка 80—100 с, чем во время работы с С,,,,,. У части обследуемых автокорреляционный и спектральный анализы КГР при выполнении работы с О, выявили более четкие колебания КГР, соответствующие ритму работы с заданным периодом (Т=4 с) при отсутствии таковых при Сопт. Все это указывает на большее напряжение регуляции движений глаз и вегетативных функций при отработке сигнала слабой интенсивности.

Регулирование движений глаз и вегетативных функций имеет существенные различия не только в зависимости от воздействия на организм световых сигналов различной интенсивности (С0П1 и С^,), но и в зависимости от длительности выполняемой школьником зрительной работы. Начало последней характеризуется неточным воспроизведением заданного сигнала, особенно при С„, о чем можно судить как по амплитуде автокорреляционной кривой ЭОГ, так и по выраженности фазового сдвига <р в системе сигнал — ЭОГ. Середина работы характеризуется улучшением данной связи и уменьшением фазового сдвига в системе (см. табл. 1). В этот период не выявляются и колебания КГР в ответ на заданный сигнал. Конец работы характеризуется ухудшением регулирования ЭОГ и вегетативных функций. Взаимокорреляционные функции ЭОГ и заданного сигнала выявляют менее точное воспроизведение последней (см. табл. 1), о чем можно судить по увеличению фазового сдвига. К концу работы при утомлении на вертикальной ЭОГ появляются дополнительные скачки и фиксации, а также обусловленное этим отставание от заданного ритма, что проявляется уменьшением амплитуды автокорреляционной кривой ЭОГ. Это согласуется с литературными данными. Так, А. А. Митькин и другие исследователи выявили, что при утомлении наблюдается отклонение от заданного маршрута, появляются дополнительные поправочные скачки и фиксации, а также отставание от заданного ритма.

В наших исследованиях при непрерывной зрительной работе в течение 20 мин ЧСС практически не изменялась. Однако автокорреляционный анализ и характеристика спектральной плотности позволили выявить к концу работы появление медленных колебаний (МК) с периодом порядка 60— 120 с, существенно отличающиеся от колебаний в начале работы (с периодом порядка 20—30 с).

Появление медленных волн (с периодом 30—60 с) при работе оператора Р. М. Баевский и В. И. Кудрявцева связывают с развитием умственного утомления. Эти волны возникают раньше увеличения числа ошибок, т. е. снижения показателей работы, и поэтому могут расцениваться как признаки ранних стадий утомления. В наших исследованиях МК, рассматриваемые в качестве показателей утомления и появляющиеся при изменении регулирования движений глаз в конце работы, имели период несколько больший, чем в наблюдениях Р. М. Баевского и В. И. Кудрявцевой. Возможно, это определялось индивидуальными и возрастными особенностями обследуемых контингентов. Необходимо подчеркнуть, что выявление медленных колебаний ЧСС позволяет обнаруживать утомление при отсутствии достоверных изменений ЧСС. Например, проявление МК на 16—20-й минуте работы не сопровождается нарушением ЧСС ни при работе с оптимальным сигналом, ни при работе со слабым (см. табл. 2). В то же время анализ спектральной плотности четко показывает усиление МК в конце деятельности. Увеличение выраженности медленных колебаний ЧСС, отмеченных как при помощи АКФ, так и по спектральной плотности, было нами установлено в конце работы во всех опытах при С„. Анализ АКФ и спектральной плотности КГР

и ВКФ ЭОГ — КГР показывает усиление медленных колебаний ЭОГ в: конце работы.

Выводы

1. Изучение процессов регулирования движений глаз и вегетативных, функций непосредственно в процессе работы позволяет более точно по сравнению со средним уровнем этих показателей оценить состояние организма при различном направлении зрительного анализатора и разной длительности работы, моделирующей использование технических средств обучения.

2. Показатели напряжения организма при зрительной работе требуют индивидуального анализа особенностей регуляции физиологических функций в процессе деятельности при различной характеристике технических средств обучения. Характеристика состояния организма человека, получаемая в процессе работы, может быть использована для такого управления техническими средствами обучения, которое позволит обеспечить оптимальное состояние организма, что открывает новые возможности для разработки гигиенических нормативов.

| |ЛИТЕРАТУРА. Баевский P.M., Кудрявцева В. И.—«Физиология человека», 1975, т. 1, № 2, с. 296—301.— Гиппенрейтер Ю. Б., Смирнов С. Д.— «Вопр. психол.», 1971, № 3, с. 31—45,— Леушина Л. И.— В кн.: Физиология сенсорных систем. Ч. 1. Л., 1971, с. 60—77.— Митькин А. А. Электро-окулографня в инженерно-психологических исследованиях. М., 1974.— Филин В. А.„ Сидоров С. П.— «Ж. высш. нервн. деят.», 1972, № 4, с. 688—691.— Ч а й и о -ва Л. Д., Комарова И. А., Зонабенд Ф. И.— «Вопр. психол.», 1970, № 2,. с. 163—168«— Я р б у с А. Л. Роль движений глаз в процессе зрения. М., 1965.

Поступила 19/VIII 1976 г.

BIOCYBERNETIC FEATURES OF CHANGES IN THE BODY STATE DURING WORK CONNECTED WITH PERCEPTION OF VISUAL INFORMATION

P. I. Gumener, E. K. Glushkova, L. V. Veremkovich

The investigations performed showed that the features of the regulation of the eye movement and that of the vegetative functions make it possible to assess the state of the body in case of different strains of the visual analyser and at various periods of work and it may be used for operation of such technical means of teaching, that will provide the optimal body state.

УДК 616.89-008.434+в16.899-053.5]-085.861.4-07:612.76.

Проф. Д. H. Исаев, H. В. Дьяченко, В. В. Иванов

НЕКОТОРЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ КАЧЕСТВ УЧАЩИХСЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ШКОЛ-ИНТЕРНАТОВ ДЛЯ АНОМАЛЬНЫХ ДЕТЕЙ

Ленинградский педиатрический медицинский институт, Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт

В принятом в 1 1975 г. Советом Министров СССР постановлении «О мерах по дальнейшему улучшению обучения, трудового устройства и обслуживания лиц с дефектами умственного и физического развития» намечена широкая программа повышения качества учебно-воспитательного процесса, совершенствования профессионально-трудовой подготовки и профессиональной ориентации учащихся специальных школ-интернатов.

Успешное овладение трудовыми навыками в значительной степени определяется развитием двигательных качеств. До настоящего времени в литературе не освещены вопросы состояния и возрастной динамики функций двигательного аппарата учащихся, страдающих тяжелыми нарушениями речи, и имеются лишь отдельные работы по изучению двигательной сферы детей-олигофренов (Н. П. Вайзман; Е. С. Черник, и др.).

Мы изучили некоторые возрастные показатели развития двигательных качеств учащихся 2-х (9—10 лет), 5-х (12—13 лет) и 8-х (15—16 лет) классов

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.