Диагностика уровня бодрствования человека-оператора

Известно, что монотония в любом виде вызывает утомление, сонливость, снижение уровня бодрствования. А для некоторых видов деятельности это недопустимо, поскольку является небезопасным для жизни. Это касается работы операторов различных автоматизированных систем, включая атомные станции и военные объекты, а также водителей любого транспортного средства.

В исследованиях проведен анализ психофизиологических показателей функционального состояния человека-оператора, находящегося в условиях сенсорной депривации и монотонной деятельности.

В исследовании с сенсорной депривацией было выявлено, что 40% операторов не засыпали, а 60% – засыпали. С развитием сонного состояния у засыпающих операторов происходило “замедление” доминирующего альфа-ритма и формирование двух–трех гармоник альфа-ритма с низкочастотной составляющей в теменной области коры (рис.1). Это явление расценивалось как снижение активации коры.

Рис. 1. Топограммы спектральной мощности доминирующих частот альфа-ритма оператора, который засыпал в процессе исследования: фон – одна гармоника, перед сном – две гармоники, после пробуждения – три гармоники альфа-ритма.

У операторов, которые не засыпали в процессе исследования, частота доминирующего альфа-ритма не изменялась на протяжении всего исследования. Наблюдалось усиление его мощности и распространение в теменную область коры. Разделения на субгармоники, как это было у засыпающих операторов, не происходило. На рисунке 2 представлена динамика альфа-ритма одного из не засыпающих операторов.

Рис. 2. Топограммы спектральной мощности доминирующего альфа-ритма оператора, который не засыпал в процессе исследования.
Анализ источников активности доминирующего альфа-ритма показал, что у большинства засыпавших испытуемых его источник перемещается, а у не засыпавших операторов остается там же.
Развитие утомления и сонливости при монотонной деятельности изучалось с применением компьютерного тренажера, позволяющего имитировать управление транспортным средством в однообразной “внешней среде”. Для оценки уровня бодрствования непрерывно с помощью видеокамеры регистрировалась двигательная активность оператора с программным преобразованием в графический вид и, синхронно, электроэнцефалограмма (ЭЭГ) и кардиоритмограмма.

Ослабление внимания и нарастание утомления операторов сопровождалось возрастанием количества ошибок во время работы, увеличением времени двигательной реакции (рис.3), постепенным снижением частоты пульса, увеличением вариабельности сердечного ритма, возникновением медленноволновой активности в ЭЭГ, учащением моргания, увеличением продолжительности времени смыкания век, расслаблением позы, непроизвольными наклонами головы. Во время работы на тренажере заснул только один оператор. На протяжении всей работы на тренажере и далее, когда он уже спал за рулем ЧСС и ИН постепенно снижались, а вариабельность СР росла. Переход к сну произошел плавно, без резких изменений в КРГ. А переход от сна к бодрствованию произошел быстро с резким возрастанием ИН, пульса, и снижением вариабельности СР (рис.4, рис.5).

Рис.4 Кардиоритмограмма оператора, засыпавшего во время управления. Сон и пробуждение. Стрелкой обозначен момент пробуждения. По горизонтали – время в секундах. 0 соответствует времени начала записи. По вертикали: слева – частота пульса, справа – величина R-R-интервала в мс.

Рис.5 Динамика показателей сердечного ритма оператора, заснувшего во время работы на тренажере.

Результаты анализа свидетельствуют о том, что оценка уровня бодрствования оператора должна проводиться комплексно, так как ни один отдельно взятый показатель не может быть достоверным свидетельством снижения уровня бодрствования. Кроме того, оценка уровня бодрствования по физиологическим параметрам человека является объективной и имеет количественные оценки, но по этим параметрам можно заметить лишь тенденцию изменений ФС, но не точный момент утраты контроля над ситуацией. Регистрация физиологических данных требует использования датчиков, накладываемых на кожу, а это не всегда допустимо в условиях реальной работы человека. При операторской деятельности, связанной, в частности, со слежением за показаниями приборов, основная нагрузка падает на зрительный анализатор. Анализу его функционального состояния уделяется особое внимание. Предпочтение отдается бесконтактным методам.