Как появилась моторная система?

Лекция 1, 4.09.12

Эргономика: учёт возможностей человека, оптимизация условий работы для достижения высокой производительности.

В эргономике речь идет о динамической физиологии. Эргономика важна не только в трудовой, но и в рекреационной, жилой, социальной среде.

«Эргономия и физиология труда», Ж. Шерер; Касилов и Виноградова тоже что-то написали; «Человеческий фактор», Сальвенти.

17-19% КПД мышц, но зато мышцы очень медленно изнашиваются. Мышцу нельзя загружать больше, чем на 15% от ее силы.

Как оценить эффективность работы, организовать рабочее пространство и пр.

Поперечнополосатые мышцы.

Наш опорно-двигательный аппарат оснащен мышцами-антагонистами. Все мышцы немного натянуты – это следствие приспособления к условиям среды. Тоническое напряжение остается даже у изолированной мышцы. Если предплечье напрячь так, чтобы мышцы были напряжены одинаково, то мышца ослабнет (?) на 10-15% - это длина покоя. 100% - это максимальная возможность мышцы. Если резко поднять груз, то работы больше, чем при удерживании груза. При тренировке показатели увеличиваются до 18% примерно.

Изотоническое сокращение = динамическое. Изометрическое сокращение = статическое. Динамическая работа – поднимание и опускание груза.

Превзойти статическую работу по энергоемкости можно только при резком поднятии груза. Если мышца сокращена, то ее максимум работы меньше. Если мышца растянута, то она сокращается быстрее и сильнее. Эргономически рекомендуется, чтобы на всем этапе работы была одна производительность труда.

Как появилась моторная система?

Одноклеточные двигались в среде по одиночке, но потом объединились, так как поверхность соприкосновения со средой стала меньше. Одни клетки защищают от внешней среды, другие ищут и переваривают пищу, третьи – система оповещения (палеокинетическая система), система подготовки продуктов жизнедеятельности. Для того, чтобы выжить, надо быстрее передвигаться в среде. Произошел переход от гладкой мускулатуры к поперечнополосатой.

Поперечнополосатая мышца быстро и с силой сокращается, но у нее большой рефрактерный период.

Двигательные единицы.

Двигательная единица – мышечные волокна, которые иннервируются одним аксоном.

Нейромоторная единица – двигательная единица с командным нейроном.

Электродом можно найти центр одной двигательной единицы (если ввести его перпендикулярно).

Для того, чтобы удержать груз, достаточно 10 двигательных единиц, и эксперименты показали, что для данного удержания двигательные единицы включаются поочередно. Эта регуляция тоже считается палеокинетической (=безмиелиновой).

Басмашан (канадский психолог) первым использовал БОС. Вывел двигательную единицу на экран и заставил испытуемого ею управлять: увеличивать или уменьшать частоту двигательных сокращений мышцы (палеокинетическая система). Оказалось, что из 10 человек 1 способен управлять скоростью отдельной двигательной единицы.

Дальше куска лекции, видимо, нет, потому что Ане надоело писать.

Обездвиженный человек не может построить систему действий. Потому что у него нет систем обратной связи от двигательной системы

Как работает двигательная единица в статике?

Персол Р.С: одномоментно надо включать 15 двигательных единиц и включаться они должны последовательно для того, чтобы не было тремора.

В разных мышцах двигательные единицы имеют разные характеристики: мышцы века наиболее быстрые, больше всего двигательных единиц в коронарной мышце, в двуглавой мышце бедра – длинные волокна.

Наиболее экономичное напряжение – удлиняющее динамическое. Наименее экономичное – статическое. Но динамическое укорачивающее может быть сложнее статического при усилии свыше 15%.

Лекция 2, 11.09.12

Лекция 3, 18.09.2012

Продолжаем тему, связанную с психомоторикой человека. Сначала рассмотрим все это на низком уровне: на уровне одной мышцы. Потом обсудим условия окружающей среды, которые необходимы для полноценного функционирования человека.

Два типа мышечного сокращения:

· изотоническое (динамическое). Бывает двух типов: когда мышца сокращается и когда она растягивается. Пример: поднять груз со стола и поставить на пол. Есть какие-то статистические характеристики, вроде «чем тяжелее груз, тем меньше времени он удерживается». Зависимость нелинейная, она прогибается к началу координат.

Позная активность тоже меняется: некоторые мышечные волокна устают, и возникает потребность переменить позу.

Наиболее дешевое в энергетическом плане действие – на растяжение мышцы. Самое дорогое – статическое напряжение мышцы. Потому что тогда она работает в анаэробном режиме: давление в мышце становится таким высоким, что кровь не проходит через нее нормально. Получается, что напряжение в

Есть представление «о насосе». Когда мышца напрягается настолько, что кровь не проходит через нее, лишняя кровь выбрасывается не в артерию, а в венозную систему. Хорошо должна работать система «отсасывания»: это задача предсердий… В общем, мышечная система может помогать кровеносной. Есть даже специальные упражнения на этот счет.

 

 

ü Пиковая мощность. Связана с тем, на что способна мышца в короткое время. С какой интенсивностью наращивает усилие и какого в итоге достигает. Например, надо поднять что-то тяжелое. Или спринтерский бег.

 

 

(х – частота сокращений, у – мощность; высокая кривулька – пиковая мощность, кривулька пониже отражает оптимум частоты сокращений при определенном усилии, ех., при определенном весе груза)

· изометрическое (статическое).

Позные движения

Если мы просто встанем, то энергозатраты организма возрастают сразу на 30%. Чтобы меньше тратить, «взор должен быть устремлен в бесконечность». Ну и все точки опоры должны «проходить» через центр тяжести.

Про скелет уже говорили раньше.

Поза лежа только при определенных условиях является реферной точкой для того, чтобы оценить, сколько энергии вы тратите во время сна и сколько во время бодрствования.

*еда, оказывается, отнимает кучу сил*

Ходьба.

Раньше это было очень актуально, потому что водились курьеры, проходящие 30-40км за 8мичасовой рабочий день. Почему мы вообще ходим – загадка для ученых (в смысле, почему не перемещаемся как-то иначе). Ходьба – это как? Надо перенести центр тяжести на опорную ногу, потом упасть на вторую и затормозить это падение. Получается страшно невыгодно. Качение или ходьба на 4 ногах куда удобнее и экономичнее.

По горизонтали колебания получаются небольшими за счет того, что работает стопа. В ходьбе очень много циклических фаз.

В 50х-60х годах очень активно изучалась эта область. Исследовали процессы колебаний в процессе ходьбы с грузом. В начале – большие шаги и большие колебания во все стороны. К концу – короче и быстрее шаги, а центр тяжести идет почти прямо.

Движения руками.

Оптимальные движения на рабочем месте – в пределах 40 сантиметров - эргорама. Свыше 40см – мезорама. Еще дальше – экторама? А еще дальше – панорама. Пример: управление автомобилем.

Максимальной силы при работе одной рукой можно достигнуть под углом около 30 градусов. Если работа выполняется двумя руками, предпочтительнее выполнять движения ими одновременно или в противофазу.

Когда проектируется какая-либо система, если нужно очень быстро реагировать, то движение органов управления должно быть коротким. А если нужно быстрое радиальное движение, то лучше делать его с большей амплитудой.

Движения по прямой линии какое-то время назад считались наиболее экономными. На самом деле это не так. Для того, чтобы сделать прямое движение, мы должны включить огромное число степеней свободы. Человек пытается найти более удобные способы реализации: например, движения по дуге.

Захват. Рассказ про ручки разной формы. Включая грушевидные. Есть много разных видов захвата. Инструменты строились по типам захвата человеческой кисти. Крючковой, пальцевой, боковой, ногтевой, шарообразный и др. Самое слабое место для любого захвата – под большим пальцем.

Подъем тяжестей: штангисты всегда в жестком поясе и прогибаются. Без прогиба при таком усилии получится межпозвоночная грыжа.

Оптимальные углы.

Сидим мы в кресле. Удобнее всего сидеть тогда, когда антагонисты одинаково напряжены. Есть определенные угловые зоны комфорта. Угол между усредненным положением позвоночника и вертикалью: 15-20 градусов. Угол между ногами и позвоночником: 85-100 градусов. В коленном суставе: 95-120 градусов. Между стопой и голенью: 85-95 градусов. Между плечом и вертикалью: 15-35 градусов. В локте: 80-110 градусов. В кисти: 170-190 градусов. Это европейские показатели. У нас считается комфортнее, если человек лежит чуть ниже. Голове надо находиться так, чтобы центр тяжести у нее проходил через вертикальную ось вращения. Если есть гравитация, то надо ориентировать голову относительно нее. В любом случае: чтобы меньше нагрузки было на шее.

Сидение. Имеет характеристики: высоту – 39см, угол посадочной части – 5 градусов, ширину посадочной поверхности – 35 см. Еще есть спинка на расстоянии 24см от поверхности. Ширина опорной части спинки – 20см. Угол наклона – 105 градусов. Это было 50 лет назад. Сейчас характеристики другие. Высота увеличилась на 2-3см (а впереди – 43см). Ширина посадочного места тоже увеличилась.

Вообще, если посмотреть на старые рыцарские латы, они же для очень низких людей. Ступеньки тоже стали выше (сейчас – до 18см, а сама площадка – до 30см; раньше – 14 и 27).

Лекция 4, 25.09.12

Ходьба босиком по земле – наиболее экономичная. Самое подходящее из искусственного – виниловое покрытие пола.

Другое условие – оптимизация обуви. Так решается проблема с понижением свода стопы, отложение солей у пожилых людей.

Существуют движение удлинения/укорочения мышцы и постоянного напряжения ее в статике (изотопическое и изометрическое).

Если в течение рабочего дня время работы и отдыха равны, то для статического напряжения максимум – 10-12%. Для изотонических сокращений максимум – 13-15% (при проектировании закладывается 7-8%).

Статическое напряжение мышц выходит значительно дороже (в 6-7 раз), так как при сокращении в мышцу почти перестает проходить кровь и, следовательно, кислород. Еще более энергоемкими являются движения, когда нужно резко поднять какой-то груз, даже если он «стоит» всего 15% от напряжения статики.

13-15% - предел для работы мышц в режиме удлинения или сокращения. Но при проектировании надо брать не более половины этой величины. При правильном проектировании рабочего места человек может проработать на нем много лет.

Нормативы и рекомендации по проектированию рабочего места:

1. Движения верхних конечностей должны производиться одновременно в симметричных и обратных направлениях. Задачи силы, скорости и точности возлагаются на ведущую руку.

2. В движения должно вовлекаться минимальное количество сегментов тела. Сопутствующие движения должны быть устранены.

3. Кинетическая энергия рабочей системы или инструмента должна быть использована в максимальной степени.

4. Движения, включающие резкие изменения направления должны быть устранены. Движения должны совершаться по естественной траектории.

5. Движения на точность должны быть достаточно хорошо обеспечены визуальной и слуховой информацией. Поэтому необходимо совершенствовать передачу сигналов (в т.ч. улучшать освещение) и минимизировать шумы на производстве. Примечание: целесообразно соотносить необходимую для передачи информацию со степенью профессионализма (новичку нужно больше сигналов для ориентировки, а опытному работнику излишняя информация может мешать).

6. Движения должны выполняться в правильном (спонтанном) ритме.

7. Статическая работа по возможности должна быть устранена.

8. Пространственные соотношения рабочего места должны соответствовать антропометрическим характеристикам оператора.

Лекция 5, 02.10.12

После 25 градусов тепло организма и окружающей среды уравновешивается. 24 градуса – если человек лежит голый и накрыт простыней. В этой температуре измеряется CO2 относительно О2 – респираторная калориметрия. Последний прием пищи должен быть за 12 часов до этого, пища должна быть небелковой.

При помощи аппарата Бенедикта (или Дугласа, Девишвили постоянно их путал) изучают, сколько кислорода выдыхается.

1л О2= 4,825 кКал в минуту

14% кислорода остается в альвеолах, 16% уходит в воздух. При выполнении тяжелой работы соотношение кислорода и углекислого газа другое.

Поверхность кожи выделяет постоянное количество тепла. Считается, что на квадратный метр выделяется 37 ккал за час (м2/ч). (Человек ростом 172см и весом 68 кг)

1,1 ккал/мин – основной показатель трудности выполнения, но только с условиями: не ели 12 часов, только проснулись и проч. Этот показатель на 5-7% меньше у женщин во время беременности. Каждую неделю на 1% повышается.

График, иллюстрирующий, как падает этот самый ккал/мин у мужчин и женщин с возрастом: у мужчин постепенно снижается от 42 до 34, а у женщин резкое падение около 20 лет до уровня около 33-34 – и так потом до старости.

По 1,1 ккал/мин оценивается рацион, тяжесть труда и проч.

Затраты: 1,1 – если человек лежит. На 5-15% больше - если человек сидит, на 15-30% больше - если стоит.

Приблизительное количество выделяемого тепла:

· 20 лет: 37-38

· 50 лет: 36

· 75: 34

Этот показатель может колебаться в пределах 15%. При патологии колебания в пределах 40%. При лихорадке увеличивается на 120%. Считается, что этот показатель должен быть больше в северных широтах. Но индусы выпадают, многие считают, что это из-за культуры питания. У них низкий метаболизм. При голодании меньше 20 ккал/ч. Обмен в покое зависит от: активности пищеварения, всасывания питательных веществ, энергозатрат самого пищеварения. Приблизительно 4г углеводов сохраняются в организме в виде моносахаридов – депонированный сахар. Видимо, поэтому спортсмены выпивают полстакана сахара перед выступлением. За 15 минут – для короткой дистанции, за 1,5 часа – для длинной дистанции.

В 3-4 раза повышается показатель 1,1 терморегуляции при нагрузке (например при чистке ковров).

Аэробная способность – максимальная способность утилизации кислорода. Каждый вдох примерно - 500мл О2, усваивается примерно 5%.

Непонятный график восстановления О2.

При очень интенсивных физических нагрузках кислород не увеличивается дальше предела, поэтому растет доля кислорода и после нагрузки потери восстанавливаются.

Значения затрат О2:

· 3,5-4 ккал в минуту – ходьба, меньше 4 км/ч. Дальше линейно растет со скорости 4,5 км/ч по мере ее увеличения.

· Наклон почвы увеличивает потребление О2 до 10-12ккал/ч. Можно выдерживать до 3-4 часов.

· Характер почвы сказывается: 3-8ккал/мин. Ходьба по глубокому снегу – 15-20 ккал/мин.

· Письмо сидя: 1,9-2,2 ккал/мин.

· Игра на флейте, пианино, скрипке: 2,2-2,7 ккал/мин

· Игра на барабане, игра с детьми: 3,5-4 ккал/мин

· Вождение автомобиля (МКПП): 2,2-2,8 ккал/мин

· Мопед: 3,4-3,7 ккал/мин

· Ходьба: 3,5-6,5 ккал/мин

· Бег со скоростью 15 км/ч: больше 7 ккал/мин

· Велосипед: 5,2-7,0 ккал/мин

· Шитье: 1,3-1,6 ккал/мин

· Чистка обуви: 2,1-3,1 ккал/мин

· Мытье кафельного пола: 3-3,6 ккал/мин

· Глажка: 3,6-4,2 ккал/мин

· Заправка постели: 3,7 ккал/мин

· Чистка ковра: 3,5-8 ккал/мин

· Каменная кладка: 4,6-5,1 ккал/мин

· Рытье окопов: 10-14 ккал/мин

Но интеллектуальный труд эти показатели не охватывают.

Эталоны затрат: 1700 ккал/сут – поддержание жизнедеятельности: 1/3=8 часов сна, 1/3=бодрствование, 1/3=работа. Сон (8 часов) – 560 кКал, бодрствование 1120кКал, работа -1920 кКал. Таким образом, человек в среднем в сутки трарит 3600кКал.

Показатели трудности для 1936 и 1957 годов: то, что считалось истощающим в 1936м, стало оптимальным в 1957. И как-то это связано с тем, что повысили требования к рабочему месту, стали улучшать условия:

Классификация по аэробной способности:

· Изнурительная работа – больше 100% аэробной способности. Спортивная деятельность, истощение в течение нескольких минут.

· Максимальная работа – 75-100%. Спорт, сталеплавы. 30 минут – 3 часа работы.

· Субмаксимальная работа – 35-75%. Шахты, спорт, тяжелая промышленность.

· Интенсивная работа – 25-35%. Деятельность, связанная с физическим трудом.

· Легкая работа – меньше 25%. Канцелярские виды.

По мышечной массе (какие мышцы участвуют) оцениваются расходы. Эталон по типу мышечных сокращений (удержание, динамика), классификация по еще чему-то: 3-4 часа – марафонный бег, тяжелый труд (ну, тут просто Девишвили тянул время, рассказывал, что бывают другие классификации, но нам это, вроде, знать не надо).

Лекция 6, 09.10.2012

Опоздала на 15 минут.

Сердце

Сердце реагирует на все и очень быстро. Например, при задержке дыхания начинается продолжительное снижение ЧСС, а потом она начинает возрастать. Раньше норма для 20-40 лет была 68-78 ударов в минуту. Сейчас иногда говорят, что оптимум – это повыше. В спорте, при хорошо развитой сердечной мышце, на фазе отдыха нормальным может быть пульс и 52 удара в минуту (у них сердце перегоняет больше крови за один систолический удар). А еще в спорте замечено, что частота дыхания также может понижаться.

Вообще, как только появилась возможность регистрировать ЧСС, самые разные специалисты стали проводить массу исследований, связанных с ней. Сейчас уже можно регистрировать ЧСС и без контакта.

Какие показатели используются:

· Моментальный показатель ритма сердца. Прибор измеряет R-R интервалы и определяет частоту.

· ЧСС за минуту. Нужно, чтобы хоть как-то усреднить разброс ЧСС.

· Еще сердце очень хорошо показывает стоимость интеллектуальной работы. Как считать – я прослушала. Это к вопросам об энергозатратах.

Аэробная способность.

Это способность к максимальной утилизации кислорода при … Ох, тут перерисовать нужно у кого-нибудь.

 

 

А еще есть пульсовый эквивалент аэробной способности.

Во время интенсивной физической нагрузки объем выбрасываемой крови может увеличиваться в 1,5-2 раза. А у спортсменов может и в 2-3. Каждый разовый удар в 70 мм ртутного столба присоединяет от 3 до 4,5 мл (!!!) кислорода.

Дыхание.

Сколько на уровне альвеол? 16%. Сколько на выдохе? 14%. Или наоборот? 70мл. Где-то в районе 75 ударов пульс. В минуту перегоняется 5л крови. 400-500мл за один вдох=выдох в состоянии покоя. Частота дыхания от 10 до 16. Получается, что легкие перегоняют примерно такой же объем воздуха, как сердце – кровь.

Отношение жизненной емкости легких к весу тела: CV/P. Демет. Еще есть показатель CV*P/T (T – рост). Спеит? И еще один: CV*P\(T-100)^2. Мароутер?

Показатель по максимальной вентиляции.

Проба по максимальной задержке дыхания – на вдохе и на выдохе. Если на выдохе, то норма от 30 до 40 секунд. Если получается больше – то состояние отличное. С задержкой на вдохе норма, конечно, повышается.

Оценка состояния	Время задержки	Задержка пульса
5 4 3 2	Больше 50с 30-50 20-30 Меньше 20	Более 25% 20-25% 15-20% Менее 15%

 

Когда мы сильно вдыхаем и выдыхаем, происходит вымывание CO2 из крови -> головокружение.

Тесты на работоспособность без нагрузки (биометрические) или с нагрузкой. С нагрузкой можно поделить еще на две подгруппы: как восстанавливаеся пульс после усилия; экстраполируются три терпимые нагрузки и что-то с ними делается. •      

Про дыхание: биометрические тесты:

· проба Флака

· Показатель Кремптона?

· индекс Пинье: определить средний периметр грудной клетки, рост, вес. Индекс выглядит так: Tсм- (Pкг+Pсм) Очень хорошее состояние – это от 10,1 до 15; 4 – 15,1-25; 3: 25,1-30; 2 больше 30. Еще шкала: 0 до -1; -1,1 - -3; -3.1 - -5; меньше 5. Это не совсем точный текст: организм же перестраивается под работу до какой-то степени.

· Более точные тесты тоже есть.

Пример теста с нагрузкой: за 45 минут 30 приседаний, в течение 15 секунд, оставшихся до конца первой и последней минуты измеряется пульс. И после еще раз считается пульс через 45 минут в течение 15 секунд.

Оценка состояния	Прирост пульса после этой нагрузки	Задержка пульса
6 5 4 3 недостаточность средней степени 2 сильная недостаточность	Меньше 0 0,1-5 5,1-10 10,1-15   15,1-20	Более 25% 20-25% 15-20% Менее 15%

Другой пример теста: гарвадский степ-тест? Это самый популярный тест.

Оценка состояния	Результат по индексу
5 4 3 2 1	Больше 90 80-89,9 65-79,9 55-64,9 Меньше 55

 

В некоторых случаях для оценки состояния используется и кардиограмма. При сильных нагрузках величина P может утраиваться. S-T  сегмент может сильно депрессироваться, увеличивается амплитуда R и углубляется зубец S. Часто наблюдается вся эта картина уже на первой минуте и до конца нагрузки. Волна Р нормализуется после завершения нагрузки в течение первой минуты. А S-T сегмент сохраняется в депрессивном состоянии дольше.

Лекция 7, 16.10.12

В 1953 году Левин заметил, что если производство требует определенной производительности в час (день), то за 8 часов выполняется так:

Педагогическая деятельность может быть больше 8 часов (7 часов – преподавание и 3,5 часа – другая деятельность), следовательно, только преподавателям разрешали дополнительную деятельность. В Германии, Франции, Англии были проведены исследования по уменьшению рабочих часов в неделю: с 48 до 40. Тогда по достоверным показателям потеря производительности должна равняться примерно 16%. У мужчин производительность повысилась на 14%, следовательно, потери составили только 2%. У женщин на 7% повысилась производительность. Когда анализировали производительность за полгода, то в целом она увеличилась за счет уменьшения пропусков работы. Так и узнали, что 8 часов – это оптимальное время работы.

В Азии люди работали до 16 часов на производстве обуви, не было такой усталости и хронического утомления. Возможно потому, что процесс производства обуви таким образом – вручную – не столь утомителен, как на конвеере. Были проблемы с производством мелких изделий. Возможный выход – переход на 36часовую неделю, организация нескольких смен.

Слуховой анализатор

Шум – это то, что не несет информации. Может быть помехой, а может и поддерживать бодрствование.

343-344 м/с – скорость распространения звука.

Слышимые колебания – частота от 20 до 20000Гц.

4-6 тысяч - хорошо отражаются; 20-300 тысяч – хорошо огибают поверхность. Определенный объем воздуха может резонировать на определенной частоте. В древних театрах сцена строилась так, чтобы звук прямой и отраженный соединялись. Звук может отражаться, соединяться с другой звуковой волной и входить с ней в одну фазу. Издалека хорошо слышно басы, но плохо – высокие частоты.

· 95-150 дБ – болевой уровень

· Приблизительно 65 дБ – нормальный звук

· 64 дБ – на расстоянии 1 метра в коридоре

Дирижеры могут различать до 70000 Гц. Неподготовленные слушатели различают до 10000-12000 Гц. Дальше была аудиограмма для юношеского возраста. Самое главное там, видимо, прогиб чувствительности где-то на средних частотах (от 500 до 3500 Гц). Там порог чувствительности ниже. При поражениях понижается чувствительность в самой чувствительной зоне.

Лучше всего локализуют звуки в диапазоне 20-800 Гц. Звуки с более низкими частотами локализуются за счет того, что их обертоны попадают в те же 20-800 Гц.

Наружный слуховой проход имеет частоту 3000 Гц. Барабанная перепонка – 1500 Гц. Каждый объем в наружном ухе имеет свою резонансную частоту, а их сумма равна 3000 Гц. Резонансная частота среднего уха – 1300Гц. На самом деле резонанс имеет распределение типа гауссианы, так как усиливается на разном диапазоне.

Барабанная перепонка. Овальное окно – 3,3 мм2 – концентрирует звук на маленькой площади. Может усилить звук до 22 раз.

Маскировка внятности речи.

Если человек стоит напротив на расстоянии 1м, то ему хорошо слышна речь в 67дб, сбоку 2 метра – 70 дб. По-разному действуют на анализатор звуки разной интенсивности. Если воздействие высокой интенсивности, то слух понижается. Звук диапазоном в 1 октаву не воздействует. Белый шум до 90 дБ не воздействует на звуковой анализатор.

Белый шум – частоты 20-20000 Гц в одной амплитуде.

Слуховая маскировка примерно на 800 Гц. Если интенсивность невысокая, то практически не сказывается на частотах выше и ниже. Чем выше интенсивность маскировки, тем больший диапазон она охватывает.

Хроническое утомление от шума 1-1,5 года не воздействует не производительность, зато позже она резко падает.

· Аудиометрическая фаза потери слуха – до 20 Гц. Если приближается к 20 дБ, то можно уловить прибором. Если нет, то незаметна.

· Фаза явного клинического развития – от 20 до 40 дБ.

· Фаза инвалидности – более 40 дБ

Методы оценки слуховой функции:

1. Тональная пороговая аудиометрия. Измеряют с 62 дБ на октавных частотах (125-1000-2000…16000Гц). С возрастом слух на высоких частотах ухудшается.

2. Пороговая речевая аудиометрия

Лекция 8, 23.10.12

Пришла на обсуждении распространения звуковых колебаний в жидкости. Это мы, видимо, к слуховой функции. На прошлой лекции обсуждали тональную пороговую аудиометрию. Есть еще речевая пороговая аудиометрия. Это про то, как пропадает слух на отдельные фонемы, морфемы и т.п.

3. Надпороговая тональная аудиометрия. На фоне белого шума подаются тональные частоты, по ним определяется кривая чего-то. Нужно несколько сеансов. При разных уровнях белого шума можно получить разные пороги. Строим порог, увеличиваем шум, строим другой, третий – и в какой-то момент происходит аудиометрическое восполнение: аудиограмма становится нормальной. Так и получается, что, например, рабочие из шумного цеха в самом цехе слышат нормально, а у себя на кухне просят родственников повторить едва ли не каждое слово. А когда они выходят на пенсию, у них остается потребность в шуме.

4. Речевая надпороговая аудиометрия. То же самое распознавание, но уже с фонемами, морфемами и т.п.

Белый шум, кстати, - это частоты с одинаковой амплитудой в слышимом диапазоне.

5. Тест «СС» - малые приращения интенсивности. В наушники экспонируют надпороговый тон (18-20дБ), порог. Потом этот порог удваивают, а потом начинают понемногу приращивать интенсивность звука. Чем меньше приращение испытуемый чувствует, тем лучше. А еще играет роль время экспозиции – и особенно оно важно в более позднем возрасте.

6. Тест на слуховой дискомфорт. Тоже выявляет определенный класс заболеваний, связанный с интенсивностью звуковой информации. Берут определенный порог в слышимом диапазоне и увеличивают интенсивность звука. Если меньше 40дБ для испытуемого – уже дискомфорт, то это нарушение слуха. Видимо, чем круче повреждения в слуховой системе, тем меньшие интенсивности звука оказывают болевое воздействие. 

7. Тест распада тона. Увеличивают интенсивность, и тон перестает распадаться. Какой диапазон от порога до стабильного распознавания частоты – такова чувствительность.

8. Тест Люшера. Позволяет выявить особенные нарушения слуха. Этот тест определяет порог увеличения интенсивности до 40 дБ и изменения частоты (с 1000 до 1010 Гц) и определяет, распознается ли этот прирост.

Интенсивность звука 64 дБ – это когда говорят в нормальной шумовой среде на расстоянии 1 м. Если собеседник стоит на расстоянии 1м слева или справа, ему нужно еще 6дБ (т.е. 70 дБ), а если сзади – то еще 12. Шепот в ухо – это 55 дБ. Нормальный голос –64 дБ. Очень громкий голос – 76дБ. Крик – 82 дБ. Вот такие мы тихие. С 95дБ – уровень дискомфорта. 127-130дБ уже опасно даже при кратковременном воздействии (может лопнуть барабанная перепонка).

Маскировка. Вышележащие частоты сильнее маскируют. Совершенно непонятный график.

Адаптация к уровню шума. На один наушник дают тон определенной интенсивности на некоторое время. Потом просят подобрать такую же интенсивность на втором наушнике, куда сначала ничего не предъявляли. Чем интенсивнее и дольше предъявляют звук, тем сильнее происходит адаптация: на втором ухе подрегулируют до более низкого уровня, чем исходный стимул (т.е. тенденция занижать интенсивность).

Слова и слоги. Длительность слога 50-100 мс, интервал между ними – 100 мс. Звуковое давление очень сильно меняется в процессе воспроизведения слога. К чему была эта бесценная информация, я уже не помню.

Чистый тон в 90дБ может вызвать нарушение слухового анализатора, если экспонируется 1 час в день. Особенно, если он идет на средних или высоких частотах. Поражение слухового анализатора зависит во многом от частоты, от интенсивности и от полосы пропускания. Что-то было про октаву, которая практически безвредна.

Снова маскировка. Комментарий к графику: если на фоне шума 47% слышно, тогда мы распознаем информацию, если меньше 47%, то мы ее различаем, но не распознаем. А еще на распознавание влияет реверберация – отражение звука от стен. Наиболее оптимальный период реверберации – 1-1,5 сек. В лесу примерно так и есть, это наиболее приближенно к естественным условиям.

В концертных залах пытаются оптимальную реверберацию создать искусственно. Например. В 1961 году построили Дворец Съездов. Строили криво, поэтому когда зал был пустой – все там нормально было с реверберацией. А как только туда набивалась публика – она сразу глушила звук. Поэтому пришлось строить специальный коридор, колдовать с динамиками и микрофонами, которые в итоге выпускали звук в зал с задержкой. Так создавался «митинговый» эффект. Сейчас есть специальные электрические примочки, которые задерживают звук на какое угодно время, и которыми, собственно, большую часть концертных залов подзвучивают. А когда разбирали зал Чайковского (этого в лекции не рассказывали), там под полом нашли глиняные трубы. И строители их покололи в труху да вынесли. Как бы это помягче выразиться… Негодяи. Вот.

Для военных нужд разработали команды, которые можно различить в контексте даже в условиях плохой слышимости. В условиях шума число и длина команд, кто бы мог подумать, ограничены. Если они будут слишком длинными, то никто ничего не поймет. На самом деле и в условиях нормальной слышимости многословные команды – это плохо.

Методы измерения шума.

Французские акустики пытались избавиться от шума в цеху: поставили у источников шума микрофоны, которые этот шум ловили и отправляли на динамики сигнал, инвертированный по фазе. Таким образом, вроде должны были заглушить шум. Получилось не очень: в некоторых местах помещения действительно стало тихо, зато в других сигнал наложился на шум в правильную фазу и там совсем звездец случился. В смысле, громко очень вышло)

Еще один метод спасения обсуждали. Если у вас за стеной какая-то хренотень выдает жуткий шум, который попадает на ваш пол и на ножки вашего стула уже преимущественно в виде вибрации, не унывайте. На источник шума можно надеть специальный колпак из звукопоглощающих материалов. Но они все равно не съедят все частоты. Поэтому источник, который все еще потряхивает вас в соседней комнате, ставят на платформу. Вуаля: он больше не мешает вам жить, так как и воздушный, и наземный пути распространения шума перекрыты.

Так вот, про измерение шума. Существуют – что бы вы думали? – шумомеры, которые обладают различными коэффициентами подавления. Следовательно, можно увидеть состав шума в помещении (мерить надо в 5-10 точках на уровне головы). В зависимости от положения в пространстве, в основном меняются высокочастотные составляющие. И снова непонятный график, причем, кажется, важный. График шумовых стандартов. На нем есть зоны:

· Зона тихого чтения

· Тихая зона

· Шумная зона

· А все, что выше, видимо, зона высокой опасности: даже при случайном воздействии можно получить нарушение слухового анализатора.

· Больше последней зоны – опасность глухоты.

Исследования в СССР. Предприятия были разбиты на различные помещения. Таблица стандартов у нас была ниже, чем где еще. Причем особенно ниже – в высоких частотах. Но последняя корректировка норм была сделана в 1995м году.

Лекция 9, 30.10.12

Хорошо локализуется звук низких частот в полумраке.

Скотомы – понижения чувствительности на сетчатке глаза. В том месте, где человек не видит, пустота заполняется тем же цветом, который превалирует в целом на сетчатке.

В основном хорошо локализуется от 200 до 800 Гц, другие частоты тоже локализуются, но за счет обертонов и гармоник. Более естественно воспринимается произведение в более широком диапазоне гармоник.

Случай в 80-е годы. Женщина приходила к семье Девишвили в 9 часов вечера слушать новости. Она носила слуховой аппарат и через минут 15-20 уходила из-за боли в голове. ВМ посмотрел ее слуховой аппарат, оказалось, что частотные усилители работают в той частотной области, в которой и так повреждение волосковых клеток. Поэтому ВМ оставил средние полосы, но усилил высокие и низкие частоты, т.е. усилил гармоники средних частот, что позволило немного улучшить слышимость.

Есть много работ, оценивающих взаимодействие слухового и зрительного анализаторов. Речь с визуальным изображением быстрее воспринимается. Спорно: какое место занимает визуальная информация при слуховом воспроизведении. Есть данные. Что студенты показывают более высокие результаты, когда слушают лектора, а не готовятся по записям. При визуализации информация запоминается лучше. При восприятии лектора много зависит от интонации, движений, жестов (например, ученик Конфуция воспроизвел все его труды после того, как император их сжег).

Какая-то статья: человек способен управлять слуховым восприятием, акцентируя внимание на одном звуке. Сущ. Латеральное торможение (исключение монотонно повторяющегося). Новый, резкие звук привлекает внимание человека. В слуховой модальности есть верхний и нижний порог. Мозг лучше воспринимает упорядоченную информацию. Речь различима, если она больше шумов на 8 дб (более 40% относительно шума). Восприятие речи существенно зависит от ее скорости. Слух способен утомляться при длительном воздействии шумов или высокой интенсивности звука, но через полминуту-минуту тишины восстанавливается. При длительном воздействии интенсивного звука мозг перестает на него реагировать.

Есть технические способы адаптации слуховой системы к звукам: примерно 1300 гц до 12-16 дб, за счет мышц наковальни и стремечка. 100-300 мс – порог срабатывания этих мышц. Стремечко поворачивается из-за усилий мышцы и касается овального окна только одной ножкой.

Лекция 10, 06.11.12

Зрительный анализатор.

Защита зрения.

Блеск, выводящий из строя: если источник в пределах 30 градусов, то его, видимо, мерцание, вызывает падение чувствительности. Значит, надо лампу регулировать таким образом, чтобы отраженный свет не попадал в глаза.

Периферия и фовеальная части зрительного анализатора влияют на блескость, так как блескость уменьшает диаметр зрачка, тогда fovea не хватает осве