Физиологическая сущность производственного утомления

Изучение изменений различных физиологических показателей работоспособности позволяет сделать вывод о физиологической сущности, т. е. об основном физиологическом процессе в производственном утомлении.

Мы уже рассмотрели примеры изменения функционального состояния нервной системы под влиянием суммирующихся следов возбуждения в процессе тренировки и упражнения. Тот же процесс суммирования следов возбуждения определяет и динамику работоспособности в течение рабочего дня, последовательные переходы от врабатываемости к периоду высокой устойчивой работоспособности и к периоду утомления. Суммирование  следов возбуждения происходит как при развитии мышечных усилий (см. гл. VI), так и при рабочих действиях, не требующих приложения больших усилий, например при управлении сложной техникой при помощи кнопок на пульте управления.

При каждом рабочем действии (восприятии сигнала и осуществлении соответствующего действия) в нервных центрах анализаторов (органов чувств) и в нервных центрах мышц руки, нажимающей на кнопку, возникает процесс возбуждения. Наряду с возбуждением, которое, достигнув определенного уровня, распространяется по нервным проводникам и достигает эффекторного органа (мышцы), в нервных центрах развивается местное возбуждение, которое остается в виде следового процесса. Каждое рабочее действие обычно начинается еще в то время, когда в нервных центрах остается возбуждение в виде следа от предыдущего действия. Взаимодействие следов возбуждения и происходящее вследствие этого суммирование возбуждения и является причиной изменения функционального состояния нервных центров. После работы, продолжающейся в течение 1—2 ч, суммирование возбуждения приводит к значительному повышению функциональной подвижности, к повышению скорости и точности реакций, следовательно, к повышению работоспособности. Если же непрерывная работа продолжается 3—4-й ч и т. д., то функциональное состояние нервной системы начинает изменяться в обратном направлении, работоспособность снижается и человек чувствует усталость.

В описанных физиологических процессах проявляется один из общих законов жизнедеятельности, открытый русским физиологом Н. Е. Введенским,— закон парабиоза. Изучая изменения сокращений изолированной мышцы лягушки, Н. Е. Введенский установил, что при увеличении силы и частоты раздражающих ударов электрического тока величина мышечных сокращений возрастает до некоторого предела, а при дальнейшем увеличении силы и частоты раздражений — уменьшается. В результате анализа этого явления, воспроизведенного и проверенного в различных вариантах, Н. Е. Введенский пришел к выводу, что уменьшение мышечного сокращения при чрезмерных раздражениях вызвано уменьшением функциональной подвижности, или лабильности, возбудимых тканей (нервного волокна, нервных окончаний и мышечных волокон) и развитием в них особого вида возбуждения, так называемого парабиотического, которое не способно распространяться и при дальнейшем углублении переходит в торможение.

Было бы неправильным полагать, что в организме человека парабиотическое торможение, вызванное продолжительной работой, всегда проявляется в чистом виде. Скорее наоборот, оно большей частью сопровождается процессами, ограничивающими его действие. Человек не прекращает работу при первых же признаках торможения, связанного с утомлением: в организме человека в это время в порядке усвоенного в процессе обучения и воспитания рефлекса начинают действовать (как физиологическая мера против утомления) компенсаторные процессы. Один из них — повышение интенсивности нервной стимуляции работающих мышц. При этом увеличивается не только биоэлектрическая активность мышц, но и частота сердечных сокращений, глубина и частота дыхательных движений. Интенсивный приток нервных стимулов из центральной нервной системы может распространяться и на мускулатуру, функционально не связанную с выполнением рабочих операций, вследствие этого появляются лишние движения. Как крайняя мера против истощающего действия работы, ставшей непосильной для утомленного организма, возникает реакция охранительного, или запредельного, торможения. Согласно И. П. Павлову, «запредельное торможение выступает как при одном очень сильном условном раздражителе, так и в случае суммации не очень сильных в отдельности раздражителей». (Полн. собр. соч., т. III, кн. 2, с. 332). В результате этих процессов нарушается система условных рефлексов, обеспечивающих успешное выполнение работы (рабочий динамический стереотип).

Парабиотическое и охранительное торможение не следует отождествлять с производственным утомлением. Оба вида торможения имеют в организме вполне самостоятельное значение и лишь при определенных условиях становятся важными факторами в нарушении динамического стереотипа и снижении работоспособности.