Психофизиологические характеристики органов чувств

Свойства органов чувств, которые в первую очередь определяют возможности восприятия информации, подразделяются на психо­физиологические и психологические. Первая группа свойств харак­теризует чувствительность периферических отделов органов зрения, слуха и т. д., обусловленную, главным образом, анатомо-физиологической «конструкцией» этих органов. Вторая группа свойств — психологических — характеризует способность целостного воспри­ятия, опознания, мысленной интерпретации воспринятых образов натуральных объектов внешнего мира или искусственных сигна­лов — «заместителей» натуральных объектов или явлений.

Органы чувств человека воспринимают только те раздражители, которые лежат в пределах диапазона, ограниченного их чувстви­тельностью, и они способны дифференцировать сигналы лишь тог­да, когда различие между ними достигает определенного уровня.

Изучением связи между физическими характеристиками раз­дражителя и порождаемыми ими субъективными реакциями — пси­хическими процессами ощущения занимается специальная область психологии — психофизиология анализаторов (или психофизика).

В основу психофизики положено понятие о пороге ощуще­ния. Под порогом понимают некую границу в ряду раздражите­лей, разделяющую сигналы, которые вызывают один ответ, от сигналов, вызывающих другой ответ или вообще не вызываю­щих ответа.

В восприятии сигнала можно выделить четыре этапа:

Шкала балльных оценок показателей «Буквенно-числовой методики»

ü процесс раздражения (физический процесс);

ü процесс возбуждения (физиологический);

ü процесс субъективного ощущения стимула (психологический);

ü процесс интерпретации (выведения суждения и осознания смысла сигнала (психологический).

Обнаружение сигнала осуществляется в результате преобразо­вания процесса возбуждения в процесс ощущения и его осознания.

Для того чтобы сигнал вызвал процесс его ощущения, он должен создать такой уровень физического раздражения рецептора, при котором физиологическое возбуждение анализатором превысит его внутренние — биологические шумы. Минимальную интенсив­ность физического раздражителя, при превышении которой по­является ощущение, называют нижним, VUIH абсолютным поро­гом этого раздражителя.

Если интенсивность раздражителя, превысив абсолютный по­рог, убудет продолжать увеличиваться, то после достижения им какого-то предельного значения адекватное ощущение сигнала станет уже невозможным. Эту интенсивность раздражителя на­зывают верхним порогом ощущения.

По нижнему порогу ощущения судят об абсолютной чувстви­тельности анализатора относительно данного раздражителя.

Кроме нижнего и верхнего порога, в психофизике используется понятие дифференциального порога (dJ) ощущения; он оп­ределяется минимальным различием интенсивности двух раздра­жителей, которые возможно распознать как отдельные.

Непосредственной основой развития Психофизики явились работы немецкого психофизика Э. Г. Вебера, который обнару­жил, что ощущения у человека увеличиваются пропорционально не абсолютному приросту интенсивности раздражителя, а его От­носительному приросту (5.1): (5.1)

где J — интенсивность исходного раздражителя; dJ — мини­мально различимое приращение интенсивности раздражителя (дифференциальный порог).

Действие закона Вебера легко проиллюстрировать примером из практики. Если световой раздражитель имеет исходную интенсив­ность Dg = 100 свечей, то, чтобы ощутить прирост интенсивности света, нужно увеличить ее минимум на 1 свечу. Если же исход­ная интенсивность составляет 1000 свечей, то, чтобы ощутить прирост интенсивности, ее надо увеличить минимум на 10 свечей. Таким образом, для световых сигналов отношение dJ/J = 0,01. Для звуковых раздражителей оно оказалось равным 0,1.

Более универсальным и широко используемым в практике яв­ляется так называемый основной психофизический закон Вебера-Фехнера, относящийся не только к пороговым ощущениям, а ко всему диапазону величин ощущения. Он связывает величину ощущения (Е) с интенсивностью раздражителя (J) (5.2):

E = Kx(lnJ-C), (5.2)

где К - постоянная, зависящая от вида анализатора; J — интен­сивность исходного раздражителя; С — пороговая чувствитель­ность данного анализатора.

Из этого закона следует, что по логарифмическому закону с увеличением интенсивности раздражителя величина ощущения растет значительно медленнее, чем сам раздражитель. Например, если интенсивность раздражителя возрастает в 100 и 1000 раз, то величина ощущения увеличивается соответственно в 4,6 и 6,9 раза.

Описанные законы достаточно точны в среднем диапазоне интенсивностей раздражителей. При очень малых или при очень больших интенсивностях возникают существенные отклонения. Их учитывают более сложные закономерности, установленные С. Стивенсом, затем Ю. М. Забродиным.

Как видно, после достижения отношения, равного примерно 10, скорость восприятия информации перестает возрастать. То есть оперативный порог в 10 раз больше, чем абсолютный порог ощущения. Для разных органов чувств, для разных признаков сигналов (пространственные различия, цветовые, тембровые, вре­менные и т. д.) оперативные пороги выше психофизических, как правило, в 10-20 раз.

Пороговые характеристики обнаружения сигналов оказывают­ся довольно индивидуальными и зависят от присущих человеку особенностей анатомо-физиологического строения органов чувств, от его психологической предрасположенности к восприятию дан­ного раздражителя, от степени его уверенности (осторожности) привыводе суждения о появлении ощущения. На характеристики по­рогов влияет физическое и психическое состояние человека.

При оценке пороговых показателей следует учитывать способность анализаторов к адаптации, т. е. к самонастройке, к приспо­соблению их функций к условиям среды. Благодаря такой способ­ности анализаторы повышают свою чувствительность к восприя­тию сигналов малой интенсивности (близких к абсолютным поро­гам) и, наоборот, понижают чувствительность по отношению к сигналам большой интенсивности. Адаптационные возможности органов чувств также имеют большие индивидуальные различия.

Для оценки профессионально важных качеств, относящихся к группе психофизиологических характеристик органов чувств, применяются различные инструментальные методы. Хорошо из­вестны методы и аппаратура для определения пространственных порогов ощущения зрительного анализатора (остроты зрения), контрастной чувствительности глаза, частотно-амплитудных по­рогов слуха. Менее известны, но существуют в отработанном виде методы и технические средства оценки вибротактильной чувстви­тельности, динамических (связанных с временными характерис­тиками раздражителей) порогов восприятия, а также вестибуляр­ной чувствительности.

Обычно оценку психофизиологических характеристик орга­нов чувств проводят в рамках медицинского отбора. Но надо иметь в виду, что эти оценки ориентированы на некоторую среднюю популяционную норму развития и состояния органов чувств и не всегда учитывают специфику профессиональных требований. На­пример, измеряемые в процессе медицинского освидетельствова­ния пороговые характеристики слуха весьма слабо коррелируют со способностями воспринимать устную речь. Для оценки этой способности необходимо проводить не стандартную частотно-амп­литудную аудиометрию, а речевую аудиометрию. Аналогично, оцен­ка порогов динамического зрительного восприятия не входит в задачу медицинского освидетельствования. А индивидуальные возможности такого восприятия для некоторых специальностей являются очень значимыми. Поэтому изучение и оценка психо­физиологических свойств органов чувств входит в компетенцию не только медицинского, но, и профессионального психологичес­кого отбора.

Психомоторные процессы

Движения человека — важнейший компонент его деятельнос­ти. В организации мышечного действия участвует комплекс моз­говых зон, образующих функциональную систему управления дви­гательными актами. Движения человека в большинстве случаев совершаются по определенной программе, важнейшим элементом которой является психический элемент деятельности — цель дей­ствия. Программы действий формируются в центрах лобных до­лей мозга, откуда возбуждение распространяется на вторичные, а затем и на первичные отделы моторной коры. Всякое движение- действие в процессе его выполнения корректируется в соответствии с поступающей афферентацией (зрительной и кинестетической или только кинестетической, когда движение осуществляется без зри­тельного контроля). В организации движений значительную роль играют также затылочные и теменные отделы коры, формирую­щие установку пространственных координат действия.

Разновидностью движений являются рабочие движения, под которыми понимаются психомоторные действия, входящие в тру­довой процесс как составной элемент. Характеристики выполне­ния трудовых движений следует учитывать при профессиографическом анализе деятельности.

В самом рабочем движении различают три его стороны: био­механическую, физиологическую и психологическую.

Биомеханическая сторона рабочего движения определяется: тра­екторией движения конечности, скоростью движения, силой, тем­пом (частотой повторения одних и тех же движений). Физиологи­ческая сторона заключается в энергетическом, биохимическом и нервно-регуляторном механизмах координированных сокращений и расслабления мышц. Психологический аспект рабочего движе­ния связан с сознательным управлением двигательным актом. Сле­дует различать автоматизированные и неавтоматизированные ра­бочие движения. Психологический аспект больше выражен при выполнении движений второго типа.

Скорость движений может колебаться в широких пределах. Частота повторений рабочих движений может быть различной: от 1-2 колебаний в секунду (движения туловищем) до 6 колеба­ний за это же время (движения кисти радиста при передаче ра­диограммы). Каждому человеку присущ свой оптимальный темп движений, который он при необходимости в состоянии ускорить, но до определенных пределов. Индивидуальный темп движений специалиста определяется основными свойствами нервной систе­мы, в частности, подвижностью нервной системы.

Большинство рабочих движений осуществляется, как ответ­ные реакции на раздражение сенсорных систем, т. е. они связа­ны с актом восприятия. Эта связь проявляется в различных пси­хомоторных процессах: простой сенсомоторной реакции, сложной сенсомоторной реакции и сенсомоторной координации.

Простая сенсомоторная реакция — ответное элементарное дви­жение на внезапно появляющийся заранее известный сигнал. Простая реакция характеризуется единственным параметром — временем. Различают латентное, или скрытое время реакции, т. е. время от момента воздействия раздражителя на рецепторы до начала ответного рефлекторного движения. Среднее для дан­ного человека в определенных условиях латентное время реак­ции называют скоростью простой реакции. Если к латентному времени прибавить время двигательного акта, то получится вре­мя сенсомоторной реакции. Примером простой сенсомоторной реакции может служить переключение тумблера в ответ на зву­ковой сигнал. Простые сенсомоторные реакции довольно редко встречаются в профессиональной деятельности.

В естественных условиях труда в основном имеют дело со слож­ными сенсомоторными реакциями. В том случае, когда на одинсигнал следует ответить движением, а на другой нет, говорят о реакции различения. Если же необходимо выбрать строго опре­деленный из нескольких возможных вариантов двигательный ответ, то реакцию называют реакцией выбора.

Время сенсомоторной реакции зависит отряда причин. Прежде всего, оно обусловлено видом сигнала, т, е. его модальностью. Время реакции на сигналы, адресованные к различным анализа­торам, неодинаково. Так, время простой двигательной реакции на свет в среднем составляет 147 мс, а на звук — 190 мс.

Время реакции определяется также силой стимула. При оп­тимальной силе раздражителя проявляется закон силовых отно­шений» т. е. сильный раздражитель вызывает более сильный от­вет. Вместе с тем, «закон силы» неодинаково проявляется у раз­ных людей. Существенную роль в этом играют индивидуальные различия по силе нервной системы. С учетом разницы скрытого времени реакции на сильные и слабые раздражители можно оп­ределить силу нервной системы.

На время реакции влияет сигнальное значение раздражителя. Так, более быстрые реакции возникают на аварийные сигна­лы, даже если они небольшой интенсивности.

Время сенсомоторной реакции выбора определяется числом диф­ференцируемых сигналов. Чем их больше, тем больше время реак­ции. При предъявлении серии раздражителей на время реакции влияет интервал между ними. Если интервал невелик, то следовые явления от предшествующих сигналов накладываются на действие последующих раздражителей, что замедляет реакцию на них.

Время реакции увеличивается при утомлении человека. Это необходимо учитывать при проведении психофизиологического обследования в целях профотбора, строго соблюдая предписывае­мый соответствующими методическими пособиями режим труда и отдыха обследуемых лиц.

Время простой и сложной сенсомоторной реакции можно зна­чительно уменьшить путем специальной тренировки. Время слож­ной реакций своим пределом имеет время простой реакции.

Более сложным сенсомоторным процессом является реакция на движущийся объект (РДО), когда движение необходимо со­вершить в определенный момент, который устанавливается по параметрам движущегося объекта. Хорошая реакция на движу­щийся объект — профессионально значимое качество для ряда специалистов.

Самым сложным и характерным для профессиональной де­ятельности сенсомоторным процессом является сенсомоторная координация. Одна из разновидностей сенсомоторной коорди­нации — реакция слежения. Она заключается в удержании в определенном положении непрерывно отклоняющегося объек­та. Так, водитель, останавливая машину, координирует оборо­ты двигателя и силу нажатия тормоза со скоростью движения автомашины.

Деятельность некоторых специалистов (например, водителей, механиков, летчиков) требует согласованных движений двумя руками, двумя ногами или движений рук и ног. В этих случаях профессионально важным является такое психомоторное каче­ство, как координация движений. Сочетаясь с быстротой й точностью реагирования, хорошая координация движений обуслов­ливает ловкость человека.

К психомоторным процессам относятся речевые действия. Боль­шое значение они имеют в различных видах профессионального труда. Ведущим показателем речевой деятельности является каче­ство дикции. Оценку этого показателя необходимо проводить при отборе менеджеров, операторов, работающих в системах передачи информации, водолазов и некоторых других специалистов.

По аналогии с общими, т. е. неспецифическими, интеллекту­альными способностями человека до недавнего времени существо­вало представление об общей двигательной одаренности или спо­собности. Предполагалось, что Одаренный в этом смысле человек способен успешно выполнять самые разнообразные двигательные акты. Однако накопленный большой экспериментальный материал показал отсутствие корреляции между показателями успешности выполнения различных психомоторных тестов. Следовательно, универсальной психомоторной одаренности не существует. Успеш­ность выполнения различных типов движений определяется спе­циальными способностями.

В настоящее время отсутствует общепринятая классификация двигательных способностей. Ниже представлена одна из описан­ных в литературе классификаций:

1. Контроль движений.

Способность к тонко контролируемым мускульным напряже­ниям больших мышечных групп (ног и рук).

2. Координация движений.

Способность к координации разнородных одновременных дви­жений.

3. Скорость сложной сенсомоторной реакции.

Способность к быстрой дифференциации сигналов и выбора

соответствующего двигательного ответа.

4. Скорость простой сенсомоторной реакции.

5. Скорость движений рукой.

Скорость движений рукой с большой амплитудой, в которыхне важна точность.

6. Контроль двигающегося объекта.

Способность к непрерывным предвосхищающим мышечным дви­жениям в соответствии с перемещениями движущегося объекта.

7. Сноровка рук.

Способность к быстрым манипуляциям большими предметами.

8. Ловкость пальцев.

Способность к манипуляциям объектами малой величины с преимущественным участием пальцев рук.

9. Устойчивость рук.

Способность к удержанию определенного положения рук (сила и скорость движений не имеют значения).

10.Тёппинг.Способность к быстрым повторяющимся вертикальным дви­жениям в лучезапястном суставе.

 

Помимо движений — целенаправленных действий существу­ет еще большой класс непроизвольных изначально, с рождения рефлекторных или автоматизированных процессов. Это движе­ния и тонические напряжения мышц по сохранению позы, под­держанию равновесия тела, идеомоторные движения, т. е. вы­званные образами, представлениями или воображаемой деятель­ностью, а также эмоционально-моторные процессы. Последние наиболее значимы для профессионального психологического от­бора. Эмоционально-моторные процессы отражают влияние раз­личных эмоций на тонус мускулатуры и устойчивость двигатель­ных актов. Эмоции могут в определенных условиях вызывать нарушение нормального протекания целенаправленных движе­ний или создавать общую психомоторную напряженность. Эмо­циональная напряженность человека проявляется в позе, мими­ке, чрезмерно замедленных или, наоборот, в чрезмерно резких движениях, в спазме речедвигательной мускулатуры, в расшире­нии зрачков.

Психомоторные проявления эмоций часто сопровождаются вегетативными реакциями, такими как расширение или суже­ние сосудов кожи (покраснение или побледнение лица, шеи, рук), появление в слюне некоторых специфических для сильных эмоций веществ, в повышенной потливости, в нарушени­ях работы сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеваритель­ной систем.

Такой большой спектр психомоторных и вегетативных про­явлений позволяет их использовать для объективной оценки эмо­циональной устойчивости обследуемых лиц. Эти проявления ре­гистрируются в процессе наблюдений и с помощью специальной аппаратуры (например, полиграфа «детектор лжи»).

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определения и характеристику основным свойствам восприятия.

2. В каких взаимосвязях находятся интенсивность физичес­кого раздражителя и сила его субъективного ощущения?

3. Приведите примеры профессий, в которых, по вашему мне­нию, характеристики восприятия являются определяющими.

4. Какие методики оценки основных свойств восприятия вы знаете?

5. Какие виды рабочих движений вы изучили?

6. Какие методики оценки психомоторных процессов вы знаете?

Задание для самостоятельной подготовки

Используя приведенные методики, самостоя­тельно изучите порядок исследования простой и сложной сенсомоторной реакции.

Вопросы для тестового контроля знаний

1. Абсолютным порогом раздражителя называется:

а) минимальная интенсивность физического раздражителя, при превышении которой появляется ощущение;

б) предельно высокое значение физического раздражителя, при котором еще возможно адекватное ощущение сигнала;

в) минимальное различие интенсивности двух раздражителей, которые возможно распознать как отдельные.

2. С увеличением интенсивности раздражителя величина ощу­щения растет:

а) значительно медленнее, чем сам раздражитель;

б) прямо пропорционально росту интенсивности раздражи­теля;

-в) значительно быстрее, чем сам раздражитель.

3. Способность анализаторов повышать свою чувствитель­ность к восприятию сигналов малой интенсивности и, наоборот,

понижать чувствительность по отношению к сигналам боль­шой интенсивности объясняется:

а) защитными возможностями анализаторов;

б) компенсаторными механизмами;

в) адаптацией анализаторов;

г) все ответы верны;

д) все ответы неверны.

4. Биомеханика рабочего движения определяется:

а) энергетическими, биохимическими и нервно-регуляторны­ми механизмами координированных сокращений и расслабления мышц;

б) траекторией движения конечности, скоростью движения, силой, темпом (частотой повторения одних и тех же движений);

в) сознательным управлением двигательным актом;

г) все ответы верны;

д) все ответы неверны.

5. Наиболее важной характеристикой простой сенсомоторной реакции является:

а) ответное элементарное движение на внезапно появляющийся сигнал;

б) время реакции;

в) скорость переработки сигнала в центральной нервной сис­теме;

г) все ответы верны;

д) все ответы неверны.

6. Время простой и сложной сенсомоторной реакции:

а) определяется числом сигналов и длительностью интерва­лов между ними;

б) увеличивается при утомлении человека;

в) можно значительно уменьшить путем специальной трени­ровки;

г) все ответы верны;

д) все ответы неверны.

Рекомендуемая литература

Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. М.: Наука, 1980. 289 с.

Ведение в эргономику / Под ред. В. П. Зинченко. М.: Со­ветское радио, 1974. 352 с.

Зараковский Г. М„ Павлов В. В. Закономерности функцио­нирования эргатических систем. М.: Радио и связь, 1987, 232 с.

Загрядский В. П., Сулимо-Самуйлло 3. К. Методы исследо­вания в физиологии труда. Л.: Наука, 1976.

Кулагин В. В. Основы профессиональной психодиагности­ки. Л.: Медицина, 1984. 216 с.

Медведев В. И., Леонова А. Б. Функциональные состояния человека // Физиология трудовой деятельности. СПб.: Наука,

С. 25-61.

Небылицын В. Д. Основные свойства нервной системы че­ловека. М., 1966.

Основы профессионального психофизиологического отбора военных специалистов / Под ред. В. А. Пухова. М.: МО, 1981.

Основы физиологии функциональных систем / Под ред. К, В. Судакова. М.: Медицина, 1983. 272 с.

Русалов В. М. Опросник структуры темперамента. М.: Смысл, 1992.

Came И. А, СолодковА. С. Состояние функций организма и работоспособности моряков. Л.: Медицина, 1980.

 

Методика определения времени простойсенсомоторной реакции

Методика предназначена для исследования скорости психо­моторных процессов. Регистрация времени простой сенсомоторной реакции проводится обычно с помощью специально разрабо­танных программ на ПЭВМ.

Сущность методики заключается в измерении среднего вре­мени двигательной реакции в ответ на световой раздражитель красного цвета.

Временем простой зрительно-моторной реакции называется время от момента появления светового сигнала до момента ответ­ной двигательной реакции испытуемого. При простой сенсомоторной реакции обследуемый не анализирует сигнал, а только регистрирует момент его появления, после чего должна следо­вать незамедлительная двигательная реакция.

Световой Сигнал предъявляется 10 раз. Счетчик фиксирует суммарное время реакции на 10 предъявлений сигнала. Деление суммарного времени на 10 позволяет получить среднее время про­стой сенсомоторной реакции на красный световой сигнал (Тср) в миллисекундах. Среднее время реакции и соответствующий ему балл, определяемый по табл. 5.6, заносится в карту психофизио­логического обследования.

Таблица 5.6

Шкала балльных оценок времени простой сенсомоторной реакции

Среднее время ПСМР на красный свет, мс	Баллы
меньше 231,0
231,0-235,0,
235,1-247,3
247,4-263,7
263,8-288,3
288,4-312,9
313,0-345,7

 

Окончание табл. 5.6

Среднее время ПСМР на красный свет, мс	Баллы
345.8-386,7
386.8-390.8
больше 390,8

 

Методика определения времени сложной сенсомоторной реакции

Под сложной сенсомоторной реакцией (реакцией выбора) пони­мают реакцию, требующую не только обнаружения сигнала, но и его анализа (т. е. выделения сигнала на фоне адекватных помех).

Сущность методики заключается в определении времени сенсомоторной реакции на строго определенную из нескольких воз­можных комбинацию световых стимулов.

Методика предназначена для исследования динамики основ­ных нервных процессов и реализуется с помощью ПЭВМ.

Счетчик фиксирует суммарное время десяти реакций (Тс) в секундах, которое по табл. 5.7 переводится в баллы и регистри­руется в карте психофизиологического обследования.

Таблица 5.7

Шкалы балльных оценок суммарного времени сложной сенсомоторной реакции