Профессиональное утомление: фундаментальные и прикладные проблемы

Основными признаками утомления, согласно большинству определений, является временное снижение работоспособности человека в процессе выполнения физической или умственной работы. Особо следует подчеркнуть роль рабочей нагрузки в развитии утомления, так как временное снижение работоспособности может быть следствием заболевания человека, воздействия на него неблагоприятных факторов среды (гипоксия, высокая и низкая температура окружающего воздуха и т. д.).

Утомление представляет собой сложное состояние организма, которому А.С. Егоров и В.П. Загрядский (1973) дают следующее определение: утомление – это возникающее вследствие работы временное ухудшение функционального состояния организма человека, выражающееся в снижении работоспособности, в неспецифических изменениях физиологических функций и в ряде субъективных ощущений, объединяющихся чувством усталости.

При детализации приведенного определения обращается внимание на то, что утомление:

– является обратимым процессом, обусловленным объективными причинами;

– функциональные сдвиги со стороны органов и систем при нем не носят какого-либо специфического характера;

– возникает, как правило, в результате напряженной или длительной физической или (и) умственной деятельности;

– является одним из функциональных состояний, начальные признаки которого связаны с развитием тормозного процесса в коре головного мозга («охранительное торможение»), биологически необходимого для предотвращения или замедления развития истощения в организме (защитная функция);

– обладает эффектом развития механизмов регуляции функционального состояния, повышения способности к выполнению работы, формирования функциональной надежности (устойчивости) при воздействии рабочих нагрузок при его умеренных проявлениях (приспособительная функция);

– его начальные признаки (чувство усталости, снижение работоспособности и др.) являются сигналом к уменьшению рабочей нагрузки или прекращению работы и к необходимости функционального восстановления;

– его развитие и проявления могут быть приостановлены или даже частично преодолены за счет волевых усилий, особенно в начальный период утомления.

То, что утомление – это, прежде всего, снижение работоспособности, не подлежит сомнению, ибо именно отсюда вытекает практическая значимость проблемы. А.А. Ухтомский (1927) отмечал, что «вопрос об утомлении – прежде всего житейский вопрос, и физиологическая наука до тех пор не выполнит здесь своей задачи, пока она не даст житейски ясным языком указаний, как овладеть явлениями утомления, как можно было бы предотвратить их, как сохранить рабочие ресурсы организма без функционального упадка на максимально долгое время» (Ухтомский, 1927, с. 143).

Наиболее часто встречается определение утомления как временного снижения работоспособности под влиянием воздействия трудовой нагрузки (Геллерштейн, 1929; Берлов, 1930; Конради, Слоним, Фарфель, 1934; Платонов, 1960; Розенблат, 1961, 1975, 1983; Леман, 1967; Солодков, 1973; Медведев, 1977; Зинченко, Леонова, Стрелков, 1977; Сапов, Солодков, 1980; van der Linden et al, 1999).

Некоторые ученые в свои формулировки утомления стараются включить определение механизмов утомления. Так, Р. Бугард (Bugard, 1960) писал: «Утомление представляет собой сочетание психических и соматических, специфических и неспецифических явлений, возникающих у человека в результате воздействия нерезко выраженных вредных факторов». В.В. Розенблат (1961) дает еще более широкую формулировку: «Утомление – это вызванное интенсивной или длительной работой временное уменьшение работоспособности, выражающееся в снижении количества и качества работы и ухудшении координации рабочих функций. Утомление при мышечной работе человека есть целостный процесс с центрально-корковым ведущим звеном, представляющий по биологической сущности корковую защитную реакцию, а по физиологическому механизму – уменьшение работоспособности прежде всего самих корковых клеток. Последнее обусловливается в большей степени охранительным торможением и в свою очередь обусловливает существенные изменения в состоянии периферических аппаратов» (Розенблат, 1961, с. 198).

По мнению И.А. Кулака (1968), определение утомления должно отражать не его внешнюю сторону и механизм, а только главное назначение утомления и вызывающую его причину. В соответствии с указанным соображением автор предлагает следующее определение утомления: «Утомление – это функция организма, которая снижает интенсивность внешней работы органов и систем в связи с возникновением дефицита активных энергетических веществ» (Кулик, 1968, с. 253).

На основании данных многолетних исследований летного труда, в частности вопросов утомления и переутомления, К.К. Платонов (1960, 1970) определяет утомление как закономерный процесс временного снижения работоспособности, наступающий в результате деятельности. Он использует лишь внешние факторы развития и проявления этого состояния, не отражая его внутреннюю физиолого-психологическую сущность. Однако в своих работах К.К. Платонов обосновывает особенности регуляции этого состояния и симптоматику его проявлений. Кроме того, он дифференцирует состояние утомления, хронического утомления и переутомления, а также обращает внимание на сигнальное значение чувства усталости как предвестника и одного из симптомов развития утомления.

В работе А.С. Солодкова (1973) приводится определение данного термина с физиологической точки зрения: «Утомление является состоянием организма, вызванным умственной или физической работой, при котором временно понижается работоспособность, изменяются функции организма и появляется субъективное ощущение – усталость» (Солодков, 1973, с. 4). Однако автор отмечает, что понижение работоспособности характерно не только для утомления, оно может возникнуть вследствие пребывания человека в неблагоприятных условиях (высокая или низкая температура внешней среды, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и т. д.), при нарушении состояния здоровья, режима питания и т. д. Снижение работоспособности является только тогда симптомом утомления, когда известно, что оно наступило вследствие выполненной физической или умственной работы. Вторым важным показателем утомления является изменение функций организма и психики во время работы, характер которого зависит от тяжести и длительности работы, стадии развития утомления, его формы (острое и хроническое утомление, переутомление).

А.О. Навакатикян с соавт. (1987) дает более развернутое определение термина «утомление»: «Совокупность временных изменений в физиологическом и психологическом состоянии человека, развивающихся в результате напряженной или продолжительной деятельности и ведущих к ухудшению количественных и качественных показателей работы и дискоординации физиологических функций, повышающих психофизиологическую стоимость работы» (Навакатикян и др., 1987, с. 59).

Познание сущности процесса утомления лежит не только на пути тщательного учета внешних признаков этого процесса. Исследование функционального состояния центральной нервной системы и всей вегетативной сферы, обеспечивающих выполнение трудовых операций, является следующим, но также не единственным путем познания сущности утомления. Следовательно, кроме внешней стороны процесса утомления, теоретическому изучению подлежит внутренняя его сторона, требующая применения специальных физиологических, психологических и биохимических методов, системного анализа и синтезирования многообразных результатов исследований.

Интенсивная или длительная работа ведет к развитию утомления, причина которого – недостаточность процессов восстановления физиологических затрат, вызванных работой или ее сочетанием с влиянием производственных факторов среды. Полное восстановление, как правило, происходит после окончания работы.

Подверженность быстрому утомлению («утомляемость») связана с такими индивидуальными особенностями человека, как физическое развитие и состояние здоровья, возраст, профессиональный стаж и квалификация, характер и уровень мотивации, профессиональная пригодность, состояние эмоционально-волевой сферы и другие качества. От такого рода индивидуальных особенностей зависит степень функциональной устойчивости к рабочей нагрузке, способность к рациональному и экономическому выполнению трудовых задач, характер отношения к работе и ее результатам, уровень переживания трудностей и неудач и т. д.

Утомление, развивающееся под влиянием трудовой деятельности, обозначается как профессиональное в отличие от общего утомления, обусловленного жизнедеятельностью организма, выполнением разнообразных работ, связанных с домашним хозяйством, занятиями физкультурой, активным отдыхом и т. д.

Таким образом, в физиологии и психологии труда нет точного, однозначного определения понятия утомления. Анализ многочисленных вариантов его толкования свидетельствует о том, что основные из них ориентированы на связь таких компонентов в этом состоянии, как воздействие работы (рабочей нагрузки), снижение работоспособности, продуктивности труда и нарушение (напряжение, дискоординация) основных функций организма и психики.

Анализ содержания определений понятия «утомление» свидетельствует о том, что авторы отмечают ряд основных признаков, характеризующих особенности развития и проявления этого состояния, а именно:

– работа (рабочая нагрузка) как основной фактор – причина формирования этого состояния;

– работа вызывает утомление при интенсивном и (или) длительном ее воздействии на человека;

– развитие утомления сопровождается нарушением состояния ряда органов, систем, функций организма и психики, которое: а) отражает снижение функциональных ресурсов человека; б) проявляется в дискоординации этих функций и дезорганизации поведения; в) носит, как правило, временный, обратимый характер;

– утомление проявляется в снижении работоспособности человека и, как следствие, – в нарушении эффективности (производительности), качества, надежности, безопасности труда и состояния здоровья.

Кроме перечисленных особенностей состояния утомления, отмечается также ряд других его характеристик:

а) мера воздействия рабочей нагрузки носит индивидуальный характер и зависит от субъективной оценки степени ее значимости и сложности, профессиональной квалификации субъекта труда, уровня его мотивации, состояния здоровья, степени развития профессионально важных психических и психофизиологических качеств и т. д.

б) степень утомления (скорость его развития, характер функциональных нарушений) существенно возрастает при воздействии, помимо рабочей нагрузки, неблагоприятных факторов внешней среды, нерациональной организации деятельности, при нарушении состояния здоровья, наличии вредных привычек и т. д.

в) восстановление работоспособности при ее нарушении вследствие утомления требует проведения мероприятий, адекватных степени утомления и индивидуальным способностям субъекта труда (его функциональным ресурсам) и определяющих характер методов и средств регуляции данного функционального состояния и продолжительности их применения.

В.И. Медведев и А.А. Алдашева (2008) отмечают, что большинство определений чаще всего раскрывают какую-то одну сторону состояния утомления. Более того, наиболее часто встречаемое определение утомления как состояния, сопровождаемого снижением работоспособности, нуждается в уточнении. Дело в том, что если под работоспособностью понимать прямые показатели деятельности (производительность, качество, надежность и т. д.), то действительно развитие утомления на определенном этапе приводит к ухудшению этих показателей. Но если работоспособность рассматривать как системное свойство субъекта труда, обусловленное совокупностью показателей его профессиональной подготовленности, функциональным состоянием и уровнем профессиональной мотивации, то утомление может являться одной из причин нарушения объективных показателей работы, но может и само являться следствием недостаточного уровня профессиональной подготовленности и мотивации, а также чрезмерно высоких нормативов профессиональной деятельности (требований к субъекту).

Отсюда следует, что в определении понятия «утомление» практически невозможно отразить указанные выше характеристики этого состояния и, как в случае попыток определения многих других понятий, дополнительно требуется раскрытие, пояснение этих терминов.

На основании результатов наших собственных исследований (Бодров, 1969; 1988; 1993), а также представлений ряда авторов о сущности феномена утомления, изложенных в данной главе, можно определить утомление как состояние человека, которое развивается под влиянием интенсивной рабочей нагрузки и проявляется в чувстве усталости и, как правило, временно нарушении физиологических, психологических, поведенческих функций организма и психики, что сопровождается ухудшением эффективности и качества деятельности, снижением уровня функциональных ресурсов субъекта труда.

Утомление при мышечной работе человека, по мнению В.В. Розенблата (1975), есть процесс с центрально-корковым ведущим звеном, представляющий по биологической сущности корковую защитную реакцию, а по физиологическому механизму – уменьшение работоспособности, прежде всего, самих корковых клеток. Последнее обусловливается в большей степени охранительным торможением и, в свою очередь, определяет существенные изменения в состоянии периферических аппаратов.

Главным признаком утомления человека является снижение его работоспособности, которое, однако, не всегда является симптомом утомления. Снижение работоспособности может возникнуть вследствие воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, снижения профессиональной мотивации, монотонии, заболеваний и т. д. Снижение работоспособности является только тогда признаком утомления, когда его основная причина – напряженная работа.

Утомление представляет собой снижение функциональной возможности органа или всего организма, наступившее в результате деятельности. Г. Леман (1967) связывает развитие этого состояния с накоплением в организме продуктов метаболизма в результате напряженной деятельности органов и систем организма («вещества утомления»). Однако он считает, что является ложным старое представление об образовании при утомлении ядовитых веществ, которые сначала парализуют работающий орган, а позже, благодаря проникновению в кровь, и весь организм. В большой степени, считает автор, здесь речь идет о замедлении нормального течения реакций с задержкой на промежуточных ступенях таких веществ, которые частично должны быть выведены из утомленных органов, а в других органах, например, в легких, должны подвергнуться дальнейшему окислению.

Основная схема процессов утомления указывает на обратимость данного явления, т. е. на возможность устранения этих процессов, например, путем усиленного «подвоза» кислорода или посредством прекращения деятельности органа и снижения потребности в кислороде.

Рассмотрение сущности состояния утомления с позиций теории автоматического регулирования работоспособности и системного анализа восстановительных процессов позволило уточнить ряд позиций этой сложной проблемы. В частности, утомление можно представить как обусловленную работой дискоординацию физиологических механизмов регуляции функциональной системы и критическую величину расхода функциональных ресурсов. Это состояние формирует нейрофизиологический конфликт между трудовой деятельностью и восстановительными процессами и ведет к снижению работоспособности (Фролов и др., 1992).

Учитывая возможность возникновения утомления не только в процессе работы (профессиональное утомление), но и при физиологическом покое, когда оно обусловлено только жизнедеятельностью человека (физиологическая работа), Н.И. Фролов с соавт. считают, что более точным является определение, согласно которому утомление – это «временная дезинтеграция функциональных систем организма и, в первую очередь, корковых клеток мозга как наиболее ранимых при израсходовании лимита активных энергетических запасов организма в процессе деятельности, что приводит к снижению резервных возможностей человека и его работоспособности» (Фролов и др., 1992, с. 18). И далее, «утомление – это нормальная защитная реакция организма, проявляющаяся во временном нарушении ряда физиологических и психических функций, а также в снижении эффективности и качества выполнения профессиональной деятельности» (там же, с. 19).

Утомление является биологически целесообразным процессом, оно, с одной стороны, сигнализирует о необходимости прекращения работы, а с другой – о значительных нагрузках, которые являются необходимым условием для повышения тренированности организма. Однако не всегда можно решить, какой уровень тренированности целесообразно достигнуть для лиц разных профессий, различных индивидуальных характеристик (по возрасту, состоянию здоровья, профессиональной подготовленности, психическим особенностям и т. д.), так как если утомление сильно выражено, то восстановительные процессы в течение даже длительного времени (сутки и более) после работы оказываются недостаточными для полного отдыха.

Важным является вопрос о пользе и вреде утомления. Для ответа на него необходимо выяснить влияние утомления на эффективность трудовой деятельности и на состояние здоровья. Материалы исследований свидетельствуют о том, что утомление не наносит вреда здоровью, так как стойкие, необратимые функциональные расстройства связаны не с утомлением, т. е. физиологически и психологически нормальной, естественной и обратимой реакцией, а с переутомлением, т. е. с патологическим состоянием, требующим лечения (Навакатикян и др., 1987; Бодров, 1988; Навакатикян, 1993). Что касается влияния на эффективность трудовой деятельности за определенный период времени (рабочий день, неделя и т. д.), то следует полагать, что имеется определенный оптимум утомления, при котором обеспечивается достаточная эффективность работы; снижение утомления посредством уменьшения темпа труда или другими мерами сопряжено со снижением объема работы, а увеличение объема работы вызывает более выраженное утомление и снижение ее качества.

Фактору утомления как стимулятору восстановительных процессов и тренировки посвящено большое количество исследований. Одним из первых эти исследования провел Г.В. Фольборт (1955) и его ученики. Ими установлено, что чем более выражено утомление, тем больше скорость восстановительных процессов. Однако при этом часто упускается из виду, что, несмотря на увеличение скорости восстановления, при возрастании степени утомления его длительность увеличивается. Что же касается влияния утомления на степень тренированности, то имеется достаточно данных, свидетельствующих о том, что высокие нагрузки, приводящие к выраженному утомлению, обеспечивают тренировку (развитие, устойчивость) функциональных систем организма и психики. Однако, как отмечает А.О. Навакатикян с соавт. (1987), в конкретных случаях необходимо решать, какой уровень тренированности и, соответственно, нагрузки целесообразно поддерживать у отдельных людей для успешного выполнения определенной работы и полноценной жизнедеятельности в течение длительного периода времени.

Утомление играет положительную роль в процессе упражнения в любой деятельности человека, в том числе и в профессиональной. Для совершенствования рабочих навыков требуется, чтобы в процессе тренировки в конце каждого сеанса упражнений возникала определенная степень утомления, свидетельствующая о том, что достигнут высокий уровень функциональной напряженности, который в последующем при повторениях рабочих нагрузок может быть преодолен за счет совершенствования, повышения возможностей механизма мобилизации резервов организма для компенсации более высоких нагрузок за счет обеспечения необходимых функциональных усилий.

Таким образом, можно считать, что утомление по своей биологической сущности является нормальным, целесообразным физиологическим процессом, выполняющим определенную защитную роль в организме, предохраняя его отдельные физиологические и психологические системы, органы и функции от чрезмерного перенапряжения и от возможных в связи с этим нарушений поведения. Определенный уровень утомления в конце рабочей деятельности даже является необходимым для поддержания достигнутого уровня тренированности организма к выполняемому виду трудовой нагрузки у работников, адаптированных к этой работе, или для повышения степени развития функциональных систем обеспечения деятельности у начинающих работников.

В реальной трудовой деятельности утомление может проявиться или в снижении интенсивности (производительности) труда работников при сохранении величины начального уровня напряжения физиологических функций при неизменных показателях количества и качества труда, или (что бывает наиболее часто) в некотором снижении количества и качества труда с одновременным увеличением степени напряжения физиологических функций.

Ряд авторов обращает внимание на значение фактора времени как переменной, имеющей отношение к утомлению. Так, С. Бартлей и Е. Шуте (Bartley, Shute, 1947) указывали, что многие эффекты утомления имели краткую длительность проявления, от них можно было избавиться за сравнительно короткие периоды отдыха или путем снижения рабочей нагрузки. Авторы придавали большое значение хроническим и кумулятивным воздействиям и считали, что повышенная тревожность или связанное с ней эмоциональное состояние обусловливают развитие утомления. Одновременно они отмечали, что снижение работоспособности в результате более или менее продолжительной деятельности были частью нормальной поведенческой реакции и могло происходить без наличия утомления.

Другие авторы считают, что эффекты утомления можно наблюдать и после сравнительно коротких периодов напряженной работы. Д. Фрезер (Fraser, 1956), например, обнаружил изменения в работоспособности после двух часов интенсивного полета на реактивном самолете и объяснил их состоянием утомления. Подобные явления утомления при кратковременной нагрузке отмечают и другие авторы (Davis, 1946; Jackson, 1958 и др.).

Таким образом, продолжительность рабочей нагрузки (фактор времени) остается одной из ведущих характеристик определения утомления.

Вторая характерная черта состояния утомления – это роль деятельности в его развитии. Имеется в виду, что если индивид ничего не должен делать, то он не должен и утомляться. Это утверждение может быть справедливым для краткосрочных воздействий, но недостаточно обоснованным при напряженной работе большой продолжительности в часах или днях. Имеются свидетельства того, что способность к действию уменьшается при возрастании периодов бездействия (Broadbent, 1980).