Утомление, совокупность изменений в физическом и психическом состоянии человека и животного, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению её эффективности. Субъективное ощущение У. называется усталостью.
Динамика утомления. Динамика работоспособности включает фазы: мобилизации, т. е. подготовки к деятельности, первичной реакции, отражающей процесс количественного уравновешивания, гиперкомпенсации, т. е. поиска оптимального решения, компенсации, когда работоспособность адекватна требованиям деятельности, субкомпенсации, декомпенсации и срыва, отражающих постепенное истощение резервов организма и снижение работоспособности. У. характерно для всех фаз, начиная с субкомпенсации, когда наступает значительное сокращение физиологических резервов и организм переходит на энергетически менее выгодные виды реакций, например поддержание минутного объёма кровотока за счёт увеличения частоты сокращений сердца вместо более выгодной реакции увеличения ударного объёма; осуществление двигательной реакции большим числом функциональных мышечных единиц при ослаблении силы сокращений отдельных мышечных волокон, т. е. нарушении чередования периодов работы и отдыха мышечных групп, участвующих в сокращении. У человека в начальных стадиях У. снижается эффективность деятельности, т. е. возрастает величина физиологических и психических затрат, необходимых для одного и того же трудового акта; затем падает и производительность труда. При У. прежде всего нарушаются устойчивость вегетативных функций, сила и скорость мышечного сокращения, ухудшаются регуляция функций, выработка и торможение условных рефлексов. Вследствие этого замедляется темп работы, нарушаются ритмичность, точность и координация движений, для одной и той же деятельности требуются большие энергетические затраты. Повышаются пороги сенсорных (чувствительных) систем, в процессах принятия решения доминируют готовьте стереотипные формы, внимание ослаблено и с трудом переключается. Для У. характерны увеличение числа ошибок и изменение их структуры: в начальных фазах доминируют количественные ошибки, в последующих – появляются качественные. Развитие картины У. можно в целом охарактеризовать как нарушение адекватности ответа организма требованиям, предъявляемым характером деятельности. При этом нарушаются все 3 основных требования адекватности: оптимальность частных реакций, лежащих в основе деятельности, и их согласование друг с другом, качественное и количественное соответствие ответа организма требованиям задачи и минимизация расхода физиологических резервов. При выраженном У. наблюдается полное прекращение работы. Субъективные признаки У. человека – неприятные ощущения в работающих мышцах и суставах, при статической позе – боль и чувство затекания в мышцах спины, живота и шеи, появление болей в области лба и затылка, особенно при сенсорном и умственном У., нарушение сосредоточенности, лёгкая отвлекаемость, вначале некоторое увеличение, а затем резкое ограничение контактов с окружающими, неосознанное стремление делать перерывы в работе более частыми и длительными. У. у животных и человека имеет ряд общих механизмов, связанных с биохимическими изменениями на клеточном уровне и нарушением условнорефлекторной деятельности. Однако как динамика, так и ряд структурных механизмов У., определяемые у человека регулирующей ролью мотивов деятельности, её целями и социальным характером, позволяют обнаружить в У. животных и человека и ряд принципиальных различий. В частности, у животных не наблюдается строгого развития фаз У., более характерно последовательное снижение количественных показателей, менее выражено изменение структуры деятельности, У. практически не подавляется волевым усилием.
На динамику У. влияет характер деятельности, в первую очередь её интенсивность, экстенсивность и темп. Существует оптимальная интенсивность деятельности, при которой У. наступает позже; увеличение или уменьшение этой интенсивности ускоряет наступление У. Быстро развивается У. при монотонной, статической и сенсорно обеднённой деятельности. Так, при деятельности, в течение которой человек длительное время выполняет одну и ту же рабочую операцию, требующую ограниченного набора движений, например при узкоспециализированной работе на конвейере (монотонная деятельность), снижается внимание, угасают положительные мотивы деятельности и быстро развивается У. Особенно рано появляется У. в тех случаях, когда работа выполняется при фиксированной напряжённой позе (статическая деятельность) или когда ограничен поток раздражителей, поступающих к человеку, например звуковых или световых сигналов, содержащих сведения об условиях деятельности. Из внешних факторов рабочей среды большое значение имеют микроклимат, особенно температура, влажность и скорость движения воздуха, состав воздуха и наличие в нём химических примесей, шум, вибрация, освещённость и т.п. Развитие У. зависит от состояния здоровья и физической подготовки человека, которые не только обусловливают большие физиологические резервы, но и способствуют более быстрой и устойчивой мобилизации и формированию функциональных систем. Скорость возникновения и развития У. зависит и от ряда психологических характеристик личности – уровня тревожности, волевых качеств, в том числе настойчивости, и др. активационных параметров, т. е. таких функциональных свойств человека, которые обеспечивают степень реализации в конкретной деятельности его потенциальных возможностей. Например, внимание как активационный параметр обеспечивает большие возможности запоминания, а высокий уровень волевых качеств позволяет поддерживать необходимый уровень деятельности при выраженном чувстве усталости. Ведущая роль принадлежит высшим психическим характеристикам – идеалам и мировоззрению.
Виды утомления. В зависимости от вида выполняемой работы выделяют умственное и физическое У., при котором учитывают отклонения энергетических показателей обмена, например изменение температуры тела, биоэлектрических потенциалов. В связи с тем что обнаружилась принципиальная общность физического и умственного У., приобретает большое распространение классификация, основанная на преимущественной локализации У. в звеньях нервной системы, обеспечивающей деятельность человека. Так, различают сенсорное У. и его разновидности (перцептивное и информационное) и эффекторное У. Кроме того, выделяют как обобщённую форму общее У. Однако та или иная классификация зависит от принятой физиологической теории У. Сенсорное У. развивается в результате длительного или интенсивного воздействия раздражителя (например, сильный шум, свет), при котором первичные изменения возникают в сенсорных системах, начиная от рецептора и кончая корковым концом анализатора. Перцептивное У., локализованное преимущественно в корковом конце анализатора, связано с трудностью обнаружения сигнала (например, при больших помехах, при его малой интенсивности, трудности дифференцирования). Информационное У. развивается вследствие недостаточности информации или при информационной перегрузке, когда наибольшая нагрузка падает на динамику межцентральных отношений, заключающуюся в замыкании временных связей между различными структурами в центральной нервной системе и оживлении ассоциативных связей, позволяющих правильно отразить в сознании объективную картину внешней среды. Эффекторное У. возникает при локализации изменений преимущественно в отделах центральной нервной системы, формирующих двигательный акт. При изменениях, появляющихся вследствие интенсивных процессов репродуктивной деятельности, связанной лишь с обработкой получаемой информации по жёстким правилам (например, счёт, разнесение по рубрикам), а также продуктивной, включающей процессы преобразования информации и формирования суждения, понятия, умозаключения и т.п., и эвристической, т. е. творческой, осуществляемой по индивидуальным, неявным алгоритмам, формируется умственное У. В связи с тем, что при трудовой деятельности чаще сочетаются все перечисленные изменения, выделяют общее У., подчёркивая при этом наиболее выраженные нарушения в центральной нервной системе.
Теории утомления. Из многочисленных теорий У. теории «отравления» немецкого учёного Э. Пфлюгера (1872), «истощения» М. Шиффа (1868, Швейцария), «обменная теория» английского исследователя А. Хилла (1929) и др. имеют только исторический интерес. Признаны две группы современных теорий, на основании которых первичными считаются изменения в нервных центрах. Согласно одной из них, основой У. являются гипоксические, т. е. связанные с недостаточностью кислородного снабжения, нарушения в нервных структурах, регулирующих процессы гомеостаза, в особенности изменения в сфере медиаторного обмена и химических процессов возникновения и передачи возбуждений. Сторонники второй группы теорий отрицают единый механизм возникновения У. По их мнению, появление У. может быть обусловлено рядом факторов или их комбинаций, начиная с недостаточности кровообращения при локальном мышечном У. и кончая изменением структуры гомеостатической регуляции со стороны высших отделов центральной нервной системы (охранительное торможение) при общем У. Большую роль в разработке современных теорий У. сыграли И. М. Сеченов, И. П. Павлов, Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский и Л. А. Орбели, последний рассматривал У. как нарушение адаптационно-трофической регуляции со стороны вегетативной нервной системы. Проблему У. изучали также сов. физиологи Г. В. Фольборт, С. А. Косилов и др. В современных исследованиях вскрыт ряд тонких механизмов У., связанных с нарушением обмена макроэргических соединений, снижением активности окислительных ферментов, изменением характера эндокринной регуляции со стороны гипоталамуса. Например, зарегистрировано снижение функции надпочечников, показано, что угнетается выработка адренокортикотропного гормона гипофизом, вначале повышается, а затем снижается активность инсулярного аппарата поджелудочной железы. Это ведёт к увеличению недоокисленных продуктов и гипергликемии. Как следствие этого возникают вторичные изменения афферентной импульсации, что ещё больше ухудшает состояние гомеостаза и ведёт к нарушению согласованности вегетативных и двигательных рабочих реакций.
Начальные фазы У. оказывают благоприятное влияние на устойчивость организма, способствуют в последующем более быстрой и совершенной мобилизации резервов и компенсаторных функций, ускоряют овладение навыком и его упрочение. Выраженное У. отрицательно влияет на организм, уменьшая производительность труда, и может привести сразу к предпатологической фазе срыва, а при нерациональном отдыхе и к развитию патологического состояния переутомления. Чрезмерное У. может сопровождаться неврозами и сосудистыми заболеваниями.
Методы борьбы с утомлением. Борьба с У. осуществляется внедрением рациональных режимов труда и отдыха, улучшением условий обитаемости, внедрением эргономических рекомендаций по организации рабочего места, панелей и пультов управления, рациональным распределением функций между человеком и машиной (см. Гигиена труда, Научная организация труда, Организация труда). Мощное средство борьбы с У. – тренировка, которая предусматривает формирование оптимальных функциональных систем, обеспечивающих минимальное расходование физиологических резервов при заданной интенсивности, упрочение навыков, правильное распределение микропауз и перерывов в работе. Серьёзное значение имеет эмоциональное и мотивационное содержание деятельности. Чем значимее мотивы труда, тем позже наступает У., особенно при мотивах высокого социального значения, имеющих соревновательный характер. Они обусловливают интерес к работе, творческое отношение к ней. Положительные эмоции обеспечивают быстрое включение в ритмику труда, длительное сохранение оптимальной работоспособности, способствуют более полной мобилизации физиологических резервов организма. См. также Психология труда, Физиология труда.
Лит.: Виноградов М. И., Физиология трудовых процессов, М., 1966; Марченко Е. Н., Кандрор И. С., Розанов Л. С., К вопросу о принципах классификации работ по степени тяжести, вредности и опасности, «Гигиена труда и профессиональные заболевания», 1972, № 3; Введение в эргономику, под ред. В. П. Зинченко, М., 1974; Розенблат В. В., Проблема утомления, М., 1975; Донская Л. В., Двигательная деятельность человека в условиях механизированного производства, Л,, 1975; Cameron С., A theory of fatigue, «Ergonomics», 1973, v. l6, p.633–648; Symposium on fatigue, L., 1953; Bugard P., La fatigue. Physiologic, psychologie et medecine sociale. P., 1960.
В. И. Медведев.