Фізіологія і психологія

Ці  аферентні збудження інтегруються завдяки аферентному синтезу.

Аферентний синтез — це багатоступенева фізіологічна переробка в мозку різної інформації для постановки мети та її досягнення. Переробка аферентних імпульсів зумовлює створення певного об’єднання різних центральних і периферійних елементів організму — конкретної функціональної системи. Складність її залежить від кількості аферентних збуджень. Результатом аферентного синтезу є заготовлений комплекс збуджень, який передує рефлекторним діям і являє собою аферентний контрольний апарат.

В інтегративній діяльності організму  велику роль відіграють периферійні  ефекторні апарати, від яких постійно до нервових центрів надходить інформація про ефективність виконаних дій  — так звана зворотна аферентація. Зворотна аферентація має відповідати заготовленому комплексу збуджень. Корковий апарат, який оцінює відповідність зворотних аферентацій заготовленому комплексу збуджень, називається акцептором результатів дії (акцептором дії).

Отже, аферентний синтез, зворотна аферентація  і акцептор  
результатів дій є органічними складовими цілісної діяльності організму.

Основою функціональної системи як цілісної діяльності організму є мета, засоби і результат. Мета є вихідним моментом і стимулом системної діяльності. Вона відображується в мозку образом, динамічною моделлю майбутнього результату діяльності. Мета формується на основі аферентного синтезу раніше, ніж починається рефлекторна дія з її реалізації. Матеріальною основою мети є фізіологічний апарат — акцептор результатів дій. Він же оцінює результат дій, порівнюючи з метою, тобто фізіологічною моделлю. Роль акцептора відіграють різні нервові утворення, що входять до складу центральної інтеграції.

Досягненню  мети підпорядковується програма дій, тобто склад, послідовність і тривалість їх окремих елементів. Вона відображується в мозку інтегральним образом робочих дій. Спосіб виконання і характер цих дій визначаються фізіологічною моделлю мети. Програма дій реалізується ефекторними робочими органами на основі команд, що надходять від спеціалізованого комплексу нервових клітин у вигляді нервових імпульсів.

Здійснення  програми дій є засобом реалізації мети, тобто отримання конкретного  результату. Результати дій є сполучною ланкою між програмою дій і поставленою метою. Ці результати діють на рецептори органів чуттів, створюючи в різних аналізаторах нервову імпульсацію щодо ефекту виконаних дій. Ця нервова імпульсація у вигляді зворотної аферентації, або реаферентації, несе інформацію про корисність чи безрезультатність виконаних дій. Акцептор дій порівнює результати з метою. Якщо параметри результату дій збігаються з параметрами фізіологічної моделі мети, то робочий акт вважається закінченим і організм переходить до інших трудових актів. За наявності розбіжностей у цих параметрах діяльність мозку набуває іншого напрямку (вносяться корективи до трудових дій). У першому випадку йдеться про негативну зворотну аферентацію, у другому — про позитивну, тобто таку, що спонукає до нових дій. Корисний ефект діяльності є провідною ланкою функціональної системи, і саме йому підпорядковуються всі її компоненти. Коли мети досягнуто, функціональна система стає неактивною. Вона починає функціонувати, якщо є відхилення від наміченої мети. Саме відхилення є подразником, який мобілізує відповідну функціональну систему. Така форма керування називається саморегуляцією. Засобами саморегуляції є процеси збудження і гальмування. Процес збудження стимулює всі ланки функціональної системи. Процес гальмування сприяє безперешкодному здійсненню діючої функціональної системи, блокуючи неадекватні в даний момент рефлекторні акти.

Виконання трудової діяльності відбувається завдяки  формуванню робочої (основної) функціональної рефлекторної системи, яка забезпечується енергією, що виробляється в клітинах і тканинах організму.

Під робочою функціональною системою розуміють злагоджено діючі фізіологічні механізми головного та спинного мозку, які організують і регулюють робочі рухи, процеси мислення, енергетичне забезпечення, спрямовані на виконання певної трудової операції.

Взаємодія органів забезпечується чотирма  рівнями системної регуляції. На найнижчому, першому, рівні відбувається кільцева саморегуляція, яка є універсальною  для всіх органів. Аферентна і  ефекторна ланки містяться в  одному й тому самому органі. Відхилення в показниках його роботи є подразником, що стимулює зворотну аферентацію і  викликає відповідну реакцію щодо підтримки  функціональної стійкості. Другий рівень стосується внутрішньосистемної регуляції, завданням якої є підтримка злагодженої  взаємодії між складовими тієї чи іншої фізіологічної системи (наприклад, між роботою серця і тонусом  судин).

Третій  рівень — це міжсистемна регуляція, внаслідок якої досягається взаємодія  між різними вегетативними функціями (наприклад, між серцево-судинною та дихальною системами).

Найскладнішим є четвертий рівень регуляції, пов’язаний з пристосуванням діяльності внутрішніх органів до рухової активності. Нерегульованість механізмів цього рівня особливо різко впливає на життєдіяльність  організму як єдиного цілого. Тому затрати енергії в процесі  праці підлягають механізму саморегуляції.

Відновлювати  затрачені енергетичні ресурси  є завданням спеціальної системно організованої діяльності організму, так званої відновлювальної функціональної системи.

Зменшення кількості енергетичних речовин  у клітинах і тканинах є подразником  для цієї функціональної системи. Процес збудження стимулює різноманітні фізіологічні і біохімічні перетворення в організмі, пов’язані з відновленням вихідного  розміру енергетичних речовин. Робоча (основна) функціональна система  блокується в цей час процесом гальмування.

Координаційна функція

Вибірковість  рефлекторних актів та активізація  функціональних систем забезпечуються координаційною функцією центральної  нервової системи.

Координаційною функцією називається діяльність мозку щодо подолання антагоністичної взаємодії між рефлексами з різним функціональним призначенням. Антагоністична взаємодія виникає внаслідок того, що один і той самий подразник є стимулом для багатьох рефлексів або одночасно на людину діють численні побічні подразники, які порушують виконання трудового завдання.

Різні за своїм функціональним призначенням рефлекси не можуть безперешкодно здійснюватися  в один і той самий час. Причиною цього є те, що мозок складається  з неадекватної кількості чутливих, вставних і виконавських нейронів, які виконують відповідно функції  сприймання, перероблення та передачі інформації. Кількість чутливих нейронів набагато більша, ніж вставних і  виконавських. Це означає, що в мозок  надходить величезний потік інформації від органів чуттів, до якого додається  інформація, котра виробляється у  процесі творчої діяльності та вилучається  з пам’яті.

Уся ця інформація спрямовується до виконавських нейронів, які безпосередньо пов’язані  з робочими органами. Але цих елементів  набагато менше і, утворюючи загальний  кінцевий шлях, вони обмежують пропускну  здатність мозку.

Спрямовуючись до виконавських нейронів, різні збудження  стикаються на проміжних станціях і  втягуються в так званий нейрофізіологічний конфлікт за кінцевий шлях.

Нейрофізіологічний конфлікт — це суперництво між різними рефлекторними актами за провідне значення в організмі. Для подолання нейроконфлікту мозок мобілізує координаційну функцію. На основі аналітико-синтетичної діяльності мозку забезпечується вибір певної форми поведінки з багатьох альтернатив, тобто мозок встановлює, який рефлекс має для організму основне значення. Для цього рефлексу створюється силове переважання у вигляді процесу збудження. Вихід конкуруючих рефлексів на виконавські нейрони блокується процесом гальмування. Загальний кінцевий шлях стає відкритим для рефлексу, який є сильнішим.

Отже, координація — це підпорядкування  за допомогою гальмування одного рефлекторного акту іншому, який має  в даний момент важливіше значення. Цей рефлекс стає домінантою.

Домінантою називається тимчасово пануючий рефлекс, який має силове переважання. Для домінанти характерною є стійка підвищена збудливість нервових центрів, яка посилюється слабкими нервовими імпульсами від конкуруючих рефлексів. Залучення до сфери домінанти значної кількості нервових клітин, що працюють в одному ритмі і темпі, забезпечує стійкість усієї системи. Проявами домінанти у процесі праці, як зазначав О. О. Ухтомський, є стаціонарно підтримувана робота або робоча поза.

Стан збудження  в домінанті характеризується такими ознаками:

• підвищена збудливість;
• стійкість збуджень;
• здатність акумулювати збудження;
• інерція після закінчення роботи.

Домінанта є фізіологічною основою концентрації уваги і творчого мислення у процесі праці, умовою високої продуктивності та якості роботи.

Утворення домінанти підпорядковане законам  концентрації збудження в нервовому  центрі актуального рефлексу та індукції гальмування на побічні рефлекторні  акти.

Зауважимо, що не всякі трудові дії або  прийоми можна розглядати як домінанту. Домінанта утворюється тоді, коли постає завдання засвоїти трудові операції, знання, які є змістом конкретної професійної діяльності. Домінанта  — це тривала іннервація, а не швидкоплинні рефлекси на подразники зовнішнього середовища. Вона може супроводжувати людину не лише під  час роботи, а й у позаробочий  час доти, доки не буде вирішено проблему. У разі втоми домінанта руйнується, розгальмовуються конкуруючі рефлекси і підвищується рівень їх збудження, що призводить до дискоординації діяльності центральної нервової системи. У роботі працівника з’являються зайві, неточні рухи, сповільнюються дії тощо.

Контрольні запитання

1. Що таке фізіологічна система? Наведіть приклади фізіологічних систем.

2. Яку будову має нервова система людини? Що є найвищим поверхом нервової системи?

3. Як побудована нервова клітина? Які групи нервових клітин ви знаєте?

4. Назвіть властивості нервової та м’язової тканин.

5. Охарактеризуйте нервові процеси, їх функції та взаємодію.

6. Що таке лабільність і парабіоз? Як вони виявляються у трудовій діяльності?

7. Назвіть і охарактеризуйте основні принципи діяльності нервової системи.

8. Що таке рефлекс і рефлекторна дуга? Які існують рефлекси? Значення умовних рефлексів для життєдіяльності людини.

9. Назвіть принципи рефлекторної діяльності.

10. У чому полягає суть нижчої і вищої нервової діяльності? Що є їх результатом?

11. Що таке аналізатор, з яких відділів складається і які має властивості?

12. Що таке перша і друга сигнальні системи? Розкрийте значення другої сигнальної системи.

13. У чому виявляється рефлекторна функція центральної нервової системи у процесі праці?

14. Що таке робочий динамічний стереотип та яке він має значення для підвищення ефективності праці?

15. Які цикли саморегуляції реалізують робочі динамічні стереотипи?

16. Які умови на виробництві забезпечують формування і стійкість робочих динамічних стереотипів у працівників?

17. У чому суть інтегративної функції центральної нервової системи?

18. Досягнення яких цілей забезпечується інтегративною функцією у процесі праці?

19. Що таке функціональна система та на чому вона грунтується? Яка роль у цьому аферентного синтезу?

20. Як взаємопов’язані в цілісній діяльності організму мета, програма і результат дій?

21. Що таке акцептор результатів дій та зворотна аферентація?

22. Що таке робоча функціональна рефлекторна система і як здійснюється системна регуляція взаємодії органів?

23. У чому суть координаційної функції центральної нервової системи?

24. Які причини виникнення нейрофізіологічного конфлікту та механізм його подолання?

25. Що таке домінанта та яке її значення у трудовій діяльності?

 

Розділ  ₃

ФІЗІОЛОГІЯ РУХОВОГО  
АПАРАТУ ЛЮДИНИ  
І РАЦІОНАЛІЗАЦІЯ  
ТРУДОВИХ ПРОЦЕСІВ

 

3.1. Загальні відомості  про будову  
рухового апарату людини  
та його функції

Руховий апарат людини  
та функції його елементів

Найбільш  загальним проявом життєдіяльності  організму, основним засобом пристосування  його до зовнішнього середовища є  рухова діяльність. Рухи здійснюються за допомогою рухового апарату. Руховим апаратом називається сукупність тканин і органів, які забезпечують переміщення людини у просторі та її активні дії, спрямовані на предмети зовнішнього світу. Руховий апарат людини у процесі праці розглядається, з одного боку, як джерело енергії, а з іншого — як робоча машина, що змінює завдяки рухам предмет праці.

Функціонально до складу рухового апарату входять  нервові клітини головного і  спинного мозку — мотонейрони  та їхні аксони, а також кістково-м’язова  система.

У складному руховому апараті людини керівну і регулюючу функцію  виконує центральна нервова система. Роль кістково-м’язових органів є  виконавчою.

Кісткова система, або скелет, складається  з 208 кісток, які надають форму  тілу, слугують опорою організму і  захищають внутрішні органи. Зв’язки  і суглоби з’єднують кінці  двох кісток і в місцях рухливих з’єднань забезпечують різні рухи кісток. Кістки під час виконання  рухів слугують важелями, тобто відіграють пасивну роль.

Активну функцію під час рухів виконують  скелетні м’язи, які сухожиллями  прикріплені до кісток скелета. Вони складаються з м’язових клітин, які називаються волокнами. У  складі кожного м’яза налічується  від сотні до десятків тисяч волокон. М’язове волокно має такі властивості:

• збудливість — здатність відповідати збудженням на подразнення;
• провідність — здатність проводити збудження в обидва боки від місця подразнення по всій своїй довжині;
• скорочуваність — здатність під час збудження скорочуватися або змінювати рівень напруження.

За наявності протидії скороченню м’язи розвивають певне напруження, силу, під дією якої кістки змінюють своє положення. Розрізняють червоні  і білі м’язові волокна, які відрізняються  функціональними властивостями. У  червоних волокнах швидкість проведення збудження вдвічі менша, а тривалість збудження в п’ять разів більша, ніж у білих. Тому червоні м’язові волокна називають повільними, або тонічними, а білі — швидкими, або тетанічними.