OPTIMIZATION OF PROFESSIONAL ACTIVITY IN OPERATORS OF MORNING CHRONOTYPE BASED ON BIOELECTRICAL FEATURES OF BRAIN


Cite item

Abstract

Biorhythmological features and electroencephalography parameters in operators of morning chronotype demonstrate a significant mutual influence. In particular, frequency of the low-frequency beta-rhythm in left central leads and the total result of Ostberg-Stepanova test have an inverse correlation of average strength (rs = -0,697), which reflects the expressed ability of these operators to perform stereotypical, routine mental operations. In addition, total result of Ostberg - Stepanova test has a strong inverse correlation with frequency of low-frequency beta-rhythm in right central (rs = -0,704) and right temporal leads (rs = -0,738). This indicates that «pronounced larks» have the ability to quickly and efficiently perform repetitive mental operations, especially those associated with the impact of non-verbal auditory stimuli.

Full Text

Работа современного оператора представляет в условиях повышенного внимания, при умственном собой особый вид профессиональной деятельности, напряжении, предъявлении неожиданного стимула который характеризуется взаимодействием челове- в°зрастает выраженн°сть р-ритма. В усшв^х сп°ка с предметом труда, машиной и внешней средой, койного бодрствования активизируются синхронизив результате чего формируется система «человек - рующие ст^кту^^ что проявляется в виде а-ритма. машина - среда». При этом процесс труда осущест- При этом исследование биоэлектрической активновляется путем удаленного управления объектами сти головного мозга может косвенно прогнозировать с помощью специальных средств управления и ин- способность оператора искать и находить праформационных систем. Специфичность деятельно- вильные„решения при возникновении внештатных сти оператора состоит в том, что он лишен возмож- ситуаЧий, что может в Дальнейшем использоваться ^ ^ L в профессиональном отборе. ^сш непосредственно наблюдать управляемые Высокая индивидуальная вариабельность спекобъекты и вынужден пользоваться информацией тров ЭЭГ может объясняться индивидуальными об изменениях в состоянии управляемого объекта, способностями испытуемых, их когнитивными осокоторая поступает к нему по каналам связи [1]. бенностями, а также различными подходами при В настоящее время практически в каждой решении задач [3, 4]. профессии существуют элементы операторской Таким образом, оценка параметров биоэлекдеятельности. Усложнение оснащенности процесса трической активности головного мозга позволит труда меняет требования к операторам, а также оценить функциональное состояние операторов, выих профессиональному отбору [2]. явить эпизоды микросна, повышенный или снижен- От стрессоустойчивости и эмоционального ный уровень умственной активности, а также обнарусостояния оператора напрямую зависит функцио- жить признаки напряженного внимания и нервнональное состояние его головного мозга. Как известно, психического напряжения. ijcaeTDpfe ©©ffiTrf 0Щ>: Интенсивные интеллектуальные, информационные и сенсорные нагрузки, характерные для данного вида деятельности, требуют значительного напряжения функциональных резервов организма, что проявляется в дисфункции и физиологических сдвигах ведущих сопряженных систем [5, 6]. Как правило, работа оператора связана с посменным графиком работы, что подразумевает ночные и суточные дежурства. Неодинаковая сложность решаемых задач и различная интенсивность их предъявления, внештатные ситуации, а также воздействие других неблагоприятных профессиональных факторов и их сочетаний (гипокинезия, монотонность деятельности (сенсорная депривация), эмоциональнопсихическое напряжение, статическая рабочая поза, нарушение суточных ритмов), способствуют снижению работоспособности, ухудшению здоровья и появлению ошибок [7, 8]. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Оптимизация профессиональной деятельности операторов, в том числе представителей утреннего хронотипа, на основе биоэлектрических особенностей головного мозга. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом исследования были 121 оператор с начальным уровнем подготовки. Возраст всех участников на момент включения в исследование составлял 18-45 лет. По результатам предварительного медицинского осмотра все обследованные были признаны практически здоровыми. Биоэлектрическая активность головного мозга оценивалась по данным электроэнцефалографии (ЭЭГ) с использованием международной схемы установки электродов «10-20 %». На каждом полушарии устанавливалось по 4 электрода парасагит-тально и по одному височному электроду на линии аурикулярной вертикали. Для регистрации ЭЭГ использовался 8-канальный электроэнцефалограф «Нейрон-Спектр-1» производства ООО «Нейрософт» (Россия, Иваново) с программным обеспечением «Нейрон-Спектр» (2006). Запись фоновой ЭЭГ проводилась в первой половине дня в затемненном комфортном помещении в спокойной обстановке, способствующей релаксации. Перед процедурой обследуемому подробно объяснялась суть исследования, после чего отводилось 5-10 минут на адаптацию. Во время регистрации ЭЭГ обследуемый находился в положении сидя с закрытыми глазами. Для определения хронотипа использовалась анкета Остберга в модификации С. И. Степановой [9]. Статистическая обработка полученных данных проводилась в программных пакетах Gnumeric (версия 1.12.35) и LibreOffice (версия 6.0.3.2) [10]. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ С помощью критерия Колмогорова - Смирнова было установлено, что распределение анализируемых выборок отличается от нормального. В связи с этим для анализа зависимости показателей биоэлектрической активности головного мозга от хронотипа у лиц с начальными навыками операторской деятельности нами использовался корреляционный анализ с расчетом коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Был выбран данный метод статистического анализа, поскольку требовалось оценить зависимость одного количественного признака от другого при отсутствии нормального распределения в анализируемых выборках. По результатам корреляционного анализа нами проводилось выявление взаимосвязей между параметрами ЭЭГ и результатами теста Остберга -Степановой у начинающих операторов с утренним хронотипом. В табл. 1 представлены результаты анализа корреляции параметров ЭЭГ (в левых отведениях) и итогового результата теста Остберга - Степановой в группе утреннего хронотипа у обследованных с начальными навыками операторской деятельности. Таблица 1 Взаимосвязь параметров ЭЭГ (левые отведения) и результата теста Остберга - Степановой в группе утреннего хронотипа (коэффициент ранговой корреляции Спирмена, rs) Рит мы ЭЭГ Отве дения Показатели ЭЭГ Значение показателей ЭЭГ, Me Итоговый результат теста Остберга -Степановой, Me, баллы Коэффи циент ранговой корреляции Спирмена, Rs Бета!- частота, Гц 15,4 85,3 0,146 (и Ч) тм Лоб ные амплитуда, мкВ 0,5 85,3 -0,546 индекс, % 2 85,3 -0,217 частота, Гц 16,1 85,3 -0,696* Цент раль ные амплитуда, мкВ 0,6 85,3 -0,188 индекс, % 3 85,3 0,504 частота, Гц 16,4 85,3 0,129 Заты лоч ные амплитуда, мкВ 0,6 85,3 -0,017 индекс, % 2 85,3 -0,054 частота, Гц 15,0 85,3 0,463 Височ ные амплитуда, мкВ 0,5 85,3 -0,479 индекс, % 3 85,3 0,267 *Корреляция достигает уровня статистической значимости (при p < 0,05 критическое значение rs = 0,68). Из табл. 1 следует, что параметры биоэлектрической активности головного мозга (в левых ijcaeTDpfe [ЩсшгРЩ* отведениях) в группе утреннего хронотипа имеют прямые и обратные корреляционные связи слабой и умеренной тесноты с результатом теста Остберга - Степановой. При этом лишь корреляция частоты низкочастотного бета-ритма в левых центральных отведениях и результата теста Ост-берга - Степановой оказалась статистически значимой (rs = -0,697) при умеренной тесноте обратной связи (при p < 0,05 критическое значение rs = 0,68). Таким образом, в группе утреннего хронотипа увеличение суммы баллов обследованного по результатам теста Остберга - Степановой соответствует снижению частоты низкочастотного бета-ритма в левых центральных отведениях. В тесте Остберга - Степановой наибольшее количество баллов соответствует именно утреннему хронотипу (77-92 балла). Следовательно, для наиболее ярких представителей утреннего хронотипа характерна более низкая частота низкочастотного бета-ритма в левых центральных отведениях. Это свидетельствует о том, что у «жаворонков» имеется выраженная способность к выполнению стереотипных, рутинных, повторяющихся умственных операций (сопровождающихся снижением частоты бета-ритма), особенно вербальных заданий и тестов на зрительно-пространственные отношения (поскольку активность бета-диапазона ЭЭГ левого полушария положительно связана с успешностью выполнения такого рода заданий) (Мартынова О.В. с соавт., 2016). В то же время меньшей сумме баллов по результатам теста Остберга - Степановой соответствует более высокая частота низкочастотного бета-ритма. Данный факт указывает на то, что для менее «четко выраженных» представителей утреннего хронотипа (близких к аритмикам) характерна повышенная умственная активность в условиях предъявления нового, неожиданного стимула. В табл. 2 представлены результаты анализа корреляции параметров ЭЭГ (правые отведения) и итогового результата теста Остберга - Степановой в группе утреннего хронотипа у обследованных с начальными навыками операторской деятельности. Из табл. 2 следует, что параметры биоэлектрической активности головного мозга (в правых отведениях) в группе утреннего хронотипа имеют прямые и обратные корреляционные связи слабой, умеренной и высокой тесноты с результатом теста Остберга - Степановой. При этом статистически значимой оказалась корреляция результата данного теста с частотой низкочастотного бета-ритма в правых центральных отведениях (rs = -0,704) и правых височных отведениях (rs = -0,738) при высокой тесноте обратных связей (при p < 0,05 критическое значение rs = 0,68). Таблица 2 Взаимосвязь параметров ЭЭГ (правые отведения) и результата теста Остберга - Степановой в группе утреннего хронотипа (коэффициент ранговой корреляции Спирмена, rs) Рит мы ЭЭГ Отве дения Показатели ЭЭГ Значение показателей ЭЭГ, Me Итоговый результат теста Остберга -Степановой, Me, баллы Коэффи циент ранговой корреляции Спирмена, Rs Бета!- частота, Гц 15,7 85,3 -0,504 (НЧ) Лоб ные амплитуда, мкВ 0,5 85,3 -0,504 индекс, % 2 85,3 -0,250 частота, Гц 16,3 85,3 -0,704* Цент раль ные амплитуда, мкВ 0,6 85,3 -0,188 индекс, % 3 85,3 0,171 частота, Гц 16,6* 85,3 0,438 Заты лоч ные амплитуда, мкВ 0,6 85,3 0,025 индекс, % 4 85,3 -0,267 частота, Гц 15,9 85,3 -0,738* Височ ные амплитуда, мкВ 0,5 85,3 0,371 индекс, % 3 85,3 0,508 *Корреляция достигает уровня статистической значимости (при p < 0,05 критическое значение rs = 0,68). Таким образом, доказана обратная корреляционная взаимосвязь высокой тесноты между частотой низкочастотного (НЧ) бета-ритма в правых центральных и височных отведениях с итоговым результатом теста Остберга - Степановой в группе утреннего хронотипа у лиц с начальными навыками операторской деятельности. Следовательно, увеличению суммы набранных баллов по результатам теста соответствует снижение частоты низкочастотного бета-ритма в правых центральных и височных отведениях. Большое количество баллов в тесте Остберга - Степановой является характерным признаком утреннего хронотипа (77-92 балла). В связи с этим для «четко выраженных» представителей утреннего хронотипа (с максимальным количеством баллов в тесте на хронотип) характерна более низкая частота низкочастотного бета-ритма в правых центральных и височных отведениях. Это указывает на то, что для «ярко выраженных жаворонков» характерна высокая способность к выполнению повторяющихся умственных операций, сопровождающихся снижением частоты бета-ритма, особенно связанных с воздействием невербальных слуховых раздражителей. С другой стороны, уменьшению суммы баллов по результатам теста Остберга - Степановой Выпуск 3 (75). 2020 67 ijcaeTDpfe ©©ffiTrf 0Щ>: соответствует нарастание частоты низкочастотного бета-ритма. Таким образом, для менее «четко выраженных» представителей утреннего хронотипа (близких к аритмичному хронотипу) характерны проявления повышенной умственной активности на фоне эмоционального возбуждения, а также в условиях предъявления нового, неожиданного стимула. Таким образом, по результатам проведенного корреляционного анализа у начинающих операторов с утренним хронотипом доказана зависимость биоэлектрической активности коры головного мозга от биоритмологических особенностей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Для представителей различных хронотипов с начальными навыками операторской деятельности характерно наличие корреляционной взаимосвязи между параметрами ЭЭГ и результатом теста Остберга - Степановой. При этом наибольшее влияние хронотипа на биоэлектрическую активность головного мозга среди начинающих операторов прослеживается в группе утреннего хронотипа. Показано, что для «ярко выраженных жаворонков» характерна высокая способность к выполнению стереотипных, рутинных, повторяющихся умственных операций, особенно связанных с воздействием невербальных слуховых раздражителей. С другой стороны, для «слабо выраженных» представителей утреннего хронотипа, приближенных по своему хронотипологическому профилю к аритмичному хронотипу, характерны явления повышенной умственной активности на фоне эмоционального возбуждения, а также в условиях предъявления неожиданного стимула. Обе выявленные тенденции позволяют рекомендовать представителей утреннего хронотипа как наиболее подходящих кандидатов при профотборе лиц на операторские профессии. Использование полученных данных поможет оптимизировать профессиональный отбор операторов для систем «человек - машина - среда» и снизить аварийность на потенциально опасных объектах.
×

About the authors

R. A Kudrin

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: rodion.kudrin76@yandex.ru
Department of normal physiology

E. V. Lifanova

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of normal physiology

A. V. Plotnikova

FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of normal physiology

References

  1. Лукьянова Л.М. Оценка эффективности деятельности в условиях автоматизированной информационной системы // Материалы IV Международного Балтийского морского форума. - Калининград: Калининградский государственный технический университет, 2018. - С. 977-983.
  2. Ярушкин Н.Н., Сатонина Н.Н. Условия надёжности человеческого звена в системах «человек -машина» // Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием «Человек в условиях неопределённости». - Самара: Самарский государственный технический университет, 2018. -С. 183-186.
  3. Мартынова О. В., Портнова Г. В., Балаев В. В., Иваницкий А. В. Сравнительный анализ активности головного мозга при вербальном и пространственном мышлении в норме и у пациентов с нарушениями речи // Журнал высшей нервной деятельности. - 2016. - Т. 66, № 3. - С. 313-326.
  4. Кудрин Р.А., Лифанова Е.В., Плотникова А.В. Хронофизиологические особенности операторов с начальным уровнем профессиональной подготовки // Физическое воспитание и тренировка. - 2019. - № 1 (27). -С. 92-103.
  5. Тебенова К.С., Ильясова Б.И., Заркенова Ж.Т., Заркенова Л.С. Функциональное состояние системы кровообращения у работников видеодисплейных терминалов в динамике смены // Успехи современного естествознания. - 2015. - № 1-3. - С. 382-386.
  6. Кудрин Р.А., Лифанова Е.В., Плотникова А.В. Вегетативный статус и регионарная гемодинамика операторов с различным хронотипом // Физическое воспитание и тренировка. - 2020. - № 1 (73). - С. 164-168.
  7. Кальниш В.В., Швец А.В. Информационная технология психофизиологического обеспечения высокой надёжности операторской деятельности // Кибернетика и вычислительная техника. - 2014. -№ 3 (177). - С. 54-67.
  8. Дуюнов Е.А., Абдулазизов В.Р. Влияние факторов профессиональной деятельности на работоспособность и состояние здоровья военнослужащих операторского профиля // Гуманитарный вестник военной академии ракетных войск стратегического назначения. - 2017. - № 3 (7). - С. 32-35.
  9. Степанова С.И. Биоритмологические аспекты проблемы адаптации. - М.: Наука, 1989. - 239 с.
  10. Букушева А.В. Статистическая обработка данных в Gnumeric: учебное пособие. - Саратов, 2015. - 70 с.

Copyright (c) 2020 Kudrin R.A., Lifanova E.V., Plotnikova A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 79562 от 27.11.2020 г.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies