1. Модели эмоциональных состояний

Многочисленные психологические и психофизиологические исследования эмоций свидетельствуют о том, что основным в этих психических состояниях человека является переживание им отношения к окружающему миру, индивидуальное отношение к воздействующему стимулу. В таком понимании эмоции представляют собой специфическую форму отражения действительности, основанную на ощущениях (К. К. Платонов, 1960).

В общебиологическом плане, согласно теории эмоций П. К. Анохина (1949, 1964, 1966), эмоциональное реагирование способствовало прогрессу приспособительной деятельности живых организмов. «Эмоциональные ощущения закрепились как своеобразный механизм, удерживающий жизненные процессы в их оптимальных границах и предупреждающий разрушительный характер недостатка или избытка каких-либо факторов» (П. К. Анохин, 1966, с. 14).

В эволюционном аспекте эмоции как одна из форм психической деятельности занимают более низкое положение по отношению к сознанию. Присущее живым тканям общее свойство раздражимости на определенном этапе фило- и онтогенетического развития обогащается свойством переживаемости (П. С. Купалов, 1963). Появляется то, что называют «субъективным». Весь смысл возникновения и развития этого нового качества состоит в том, чтобы служить внешней деятельности организма, его сложному взаимодействию с окружающей средой. Переживание первично по отношению к сознанию и не является результатом его рефлектирующей деятельности (Г. X. Шингаров, 1971).

Исследованию эмоций и методам моделирования эмоциональных состояний у человека посвящено огромное количество работ.

Следует отметить, что решение задачи целенаправленного и адекватного моделирования эмоциональных состояний оператора, вызванных действием психогенных факторов (большая ответственность, опасность для жизни и т. п.), связано с серьезными трудностями. Дело в том, что вызвать у испытуемого те или иные эмоции значительно сложнее, чем заставить работать в нужном направлении его память, восприятие, мышление и т. п. Но если это и удается, то вряд ли можно утверждать, что эмоция, полученная в лабораторных условиях (например, эмоция страха), вполне идентична той, которая возникает в жизненных ситуациях. Ясно, что в лаборатории мы получаем лишь модель эмоции с известным приближением к реальной.

Трудности в изучении эмоций состоят и в том, что до сих пор еще нет однозначных индикаторов, которые учитывали бы комплексный характер эмоциональной реакции, отличающейся разнозначными и неоднородными признаками, такими, как внешний вид, субъективное переживание, экспрессивная окраска речи, своеобразие вегетативных сдвигов.

В самом деле, при изучении эмоций мы каждый раз сталкиваемся с комплексом реакций, не всегда совпадающих между собой по всем параметрам, а потому трудно сопоставимых при анализе и оценке данных. В ряде случаев вообще бывает невозможно отчленить эмоции от потребностей, мотивов, желаний, побуждений и т. п. Да и само понятие «эмоция» в нейрофизиологическом аспекте до сих пор не имеет достаточно четкого содержания. «Эмоция», «эмоциональное состояние», «эмоциональное отношение», «эмоциональное поведение», «эмоциональное напряжение»— вот далеко не полный перечень терминов, которыми обычно оперируют как синонимами для обозначения вызванных в эксперименте ответных реакций и различных форм поведения. При этом главным критерием оценки эмоций служат всевозможные моторные и вегетативные проявления, легко доступные для визуального наблюдения. Крайне противоречивы и представления о том, что следует считать эквивалентом эмоций у животных.

Моделирование эмоциональных состояний в экспериментальной психологии преследует в основном две цели: изучить психофизиологические изменения, происходящие в организме в связи с переживаемым состоянием, и выявить влияние этих состояний на различные виды деятельности человека.

Для решения указанных задач используются самые различные стимулы, которые условно можно подразделить на следующие группы:

— сильные и неожиданные звуковые, световые, болевые и другие неприятные раздражители для формирования отрицательных эмоций и, наоборот, приятные — для создания положительных внутренних переживаний;

— постановка перед испытуемым, на первый взгляд, простых, но по существу трудных или же неразрешимых задач; выполнение деятельности на фоне помех, утомления, при дефиците времени;

— применение фармакологических веществ, изменяющих эмоциональное состояние;

— прямое электрораздражение первичных структур головного мозга с помощью микроэлектродной техники;

— факторы реальных условий деятельности, вызывающие большое эмоциональное напряжение оператора (диспетчера, летчика и т. п.).

Наконец, еще одним из методов исследования эмоциональных состояний, находящимся в стадии становления, является математическое моделирование психофизиологических процессов, лежащих в основе эмоций, на электронно-вычислительных машинах.

Характеризуя возможности каждого из указанных методов, следует прежде всего остановиться на одной из первых отечественных работ по экспериментально-психологическому изучению эмоций, а именно на докторской диссертации В. В. Срезневского (1906), в которой исследовалось влияние испуга на некоторые физиологические и психические функции человека. Моделирование соответствующих состояний проводилось посредством применения сильных и неожиданных раздражителей (выстрел, вспышка магния, показывание змеи и т. п.). В результате этих экспериментов был сделан вывод о том, что испуг проявляется объективно в изменении функций дыхания и сердечно-сосудистой системы, причем характер физиологических проявлений не зависит от особенностей раздражителя, которым был вызван испуг.

Более поздние работы А. А. Каэласа (1918) представляют лишь определенный исторический интерес. Для того чтобы вызвать у испытуемых то или иное эмоциональное состояние, он также предъявлял им различные раздражители (звуковые, вкусовые, обонятельные), предлагал рассматривать и сравнивать картины, работать на эргографе и т. п. Несмотря на то что предъявлявшиеся раздражители были сравнительно слабыми и не могли вызвать ярко выраженного эмоционального переживания, автор на основании этих экспериментов делал ряд обобщающих (выводов. Так, например, он неправомерно отвергал существование основных параметров трехмерной теории эмоций Вундта (1886), а также наличие каких-либо связей между функциональными изменениями в организме и переживаемыми эмоциями.

Несколько позже 3. И. Чучмарев (1926), изучая изменения сфигмо- и пневмограмм при эмоциональных воздействиях (вкусовые раздражители — раствор хины, варенье, шоколад; слуховые — звук выстрела, музыка; зрительные — живопись различного содержания), пришел к выводам, противоположным тем, которые опубликовал А. А. Каэлас. В частности, он установил, что характер пульса и дыхания является существенным показателем эмоционального состояния. При этом следует учитывать не только частоту пульса, но и его амплитуду, которая также меняется в зависимости от переживаемых эмоций.

В качестве эмоционального фактора и в настоящее время часто применяются различного рода термические и болевые раздражители или угроза их применения (П. В. Симонов с соавт. 1964; В. В. Суворова, 1964; В. В. Суворова, 3, Г. Туровская 1968; П. В. Симонов с соавт., 1968), а также сочетание нескольких раздражителей. Во многих исследованиях эмоциональное состояние испытуемых направленно изменяется под воздействием просматриваемых ими рисунков, картин, кинофильмов, прослушиваемых отрывков из музыкальных или художественных произведений или же в речевых ассоциативных экспериментах.

Более сложный и психологически более интересный характер носят исследования, в которых чувство растерянности, раздражения (frustration) вызывается в лабораторной обстановке при помощи трудной или в конечном счете неразрешимой задачи. Так. например, в опытах А. Зандера (A. Zander, 1944) появление чувства раздражения у испытуемых было обусловлено тем, что они не могли выучить предложенные на световом табло цифры (которые незаметно менялись). Подобным же образом вызывалось и чувство растерянности. Успешно освоив проведение стержня по лабиринту с открытыми глазами, испытуемые не могли этого сделать с завязанными глазами, так как лабиринты в это время меняли свою конфигурацию (W. Thiesen, R. Meister, 1949). Т. Дембо (Т. Dembo, 1934) в лабораторной обстановке вызывал у испытуемых нарастающее раздражение и даже гнев тем, что они не могли набросить в определенном порядке кольца на бутылки (будучи уверены в простоте поставленной задачи). Нередко эмоциональное напряжение проявлялось в связи с напряженной интеллектуальной работой (Ю. Е. Виноградов, О. К. Тихомиров, 1968).

Во всех этих случаях в лаборатории действительно вызывались реальные эмоции. Однако существенный недостаток методик, применявшихся в этих исследованиях, состоял в том, что эмоции изучались лишь с точки зрения их структуры и динамики, в отрыве от их содержательной стороны.

Фармакологические воздействия чаще всего используются в тех случаях, когда требуется целенаправленно изменить уровень эмоциональной реактивности испытуемого. Для этого применяются вещества, подавляющие или же стимулирующие активность центральной нервной системы (М. Frankenhauser, 1964). В других случаях производятся те или иные сдвиги в уровне активности симпатической нервной системы путем введения в кровь различных доз адреналина (М. Frankenhauser, 1961, 1962, 1963). Повышают тонус симпатической нервной системы фенамин и его производные. При их введении возрастает кровяное давление, ускоряется ритм сердца, происходит сужение сосудов, расширение зрачков, появляется сухость во рту и т. д. У здоровых людей отмечаются при этом психические сдвиги, которые проявляются в повышенной настороженности, беспокойстве и эйфории. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что центральное действие указанных веществ первично связано с задними отделами гипоталамуса (G. Hiedal et al., 1954; и др.). Диаметрально противоположное действие на общий уровень бодрствования оказывают вещества, получившие название транквилизаторов. Например, хлорпромазин и резерпин почти полностью устраняют эмоциональные реакции, вызывают предельное снижение кровяного давления и уровня общей реактивности нервной системы (L. Н. Gliedmaa, W. Gant, 1956).

Для целенаправленного воздействия на эмоциональную сферу испытуемых нередко применяются вещества психотропной группы (мескалин, диэтиламид лизергиновой кислоты — LSD-25 и др.), действующие на центральную нервную систему подобно фенамину. В зависимости от дозы они вызывают улучшение настроения, а также ряд психотических симптомов типа галлюцинаций, сноподобных состояний (Н. Isbell et al., 1956; и др.).

Метод прямого электрораздражения глубоких структур мозга, формирующих определенный тип эмоциональных реакций, получил всеобщее признание благодаря многочисленным работам Дж. Олдза (1954, 1956, 1957). Раздражая электротоком через вживленные электроды мозг крысы в области передней комиссуры, он заметил стремление животного к получению повторных раздражителей. При более тщательных исследованиях было обнаружено, что стремление к самораздражению возникает при локализации электродов в области, имеющей форму креста и распространяющейся вверх, вниз, кпереди и кзад от передней комиссуры; сюда входят клетки, связанные с такими классическими первичными подкреплениями, как пищевое, половое и т. п. Кроме того, было выявлено, что, кроме клеток, к возбуждению которых организм стремится (они составляют 35 % всех клеток мозга), имеются клетки, возбуждения которых организм избегает (всего 5 %). Наиболее многочисленный тип клеток (60 %) в этом отношении нейтрален — к их возбуждению организм не стремится, но и не избегает его. Аналогичные исследования проводил и Дельгадо (J. М. R. Delgado, 1954). Несколько позже подобные результаты были получены Дж. Лилли в экспериментах на обезьянах (J. С. Lilly et aL, 1956).

Таким образом, нейрофизиологи располагают методом исследования поведенческих и эмоциональных реакций, характер и особенности которых могут быть заданы заранее. Особенности развития эмоциональных реакций при электрических воздействиях на глубокие структуры мозга человека описаны в многочисленных работах. Продолжаются тщательные исследования в этом направлении на животных (А. В. Вальдман, 1971; А. В. Вальдман, М. М. Козловская, 1973; И. И. Вайнштейн, 1971; Т. Н. Ониани с соавт., 1971; Л. А. Преображенская, 1971; и др.), а также комплексные исследования физиологических механизмов эмоций человека.

Данный метод позволил накопить большой фактический материал, необходимый для изучения мозговых механизмов эмоциональных и психических реакций. Получены сведения о зонах мозга, имеющих отношение к центральному контролю эмоций, о наличии структур, определяющих возможности осуществления психической деятельности. Стали доступны для исследования некоторые интересные психические феномены и их структуры (Н. П. Бехтерева, 1971). Однако полученный материал еще далеко не достаточен для конструирования каких-то определенных схем мозгового контроля психических функций. Более того, проводя опыты с электрораздражением мозга у животных, исследователи не всегда бывают уверены в том, какие именно структуры активируются — проводящие пути или же высшие интегративные центры [106, с. 122]. Тщательные исследования в этом направлении показывают, что центры эмоций представляют собой сложную многоступенчатую центральную структуру, характеризующуюся тесной зависимостью от неспецифических структур. Кроме того, наблюдаются явления дублирования и иерархии механизмов в пределах основного образования — лимбико-ретикулярного комплекса (Т. А. Леонтович, 1968; А. Г. Лещенко с соавт., 1968). И наконец, А. В. Вальдман (1971), ссылаясь на работы Скиннера (В. F. Skinmer, 1938), подчеркивает, что имеется немало наблюдений, свидетельствующих об отсутствии «жесткой» связи определенного типа эмоций с конкретными морфологическими структурами мозга (1971., с. И).

Можно утверждать, что наиболее приемлемым методом изучения эмоций является их исследование в реальной обстановке, когда экспериментатор сопровождает испытуемого на всех этапах его предметной деятельности и так или иначе фиксирует данные о его психическом и физиологическом состоянии. Именно этот путь исследования эмоциональных состояний «был избран А. Р. Лурия. В большинстве своих работ он использовал естественные аффектогенные ситуации — экзамен, предоперационное состояние, шок, состояние после шока, состояние преступника после совершения преступления и т. п. Применение так называемой «сопряженной (отраженной) моторной методики» позволило ему выявить ряд существенных закономерностей в эмоциональном реагировании. Было показано, что аффективные реакции резко нарушают моторную деятельность (А. Р. Лурия и А. Н. Леонтьев, 1926, 1929) и что сопряженная моторная методика дает возможность отличать случаи аффективного торможения центрального процесса от похожих, но совершенно иных случаев (трудная интеллектуальная задача). Методика позволяет вскрывать импульсы преднамеренного торможения словесных реакций, когда, например, преступник стремится не высказывать приходящие в голову слова. Наконец, в этой же серии работ показано, что воспоминание о сильном аффекте вызывает резкие изменения в жизнедеятельности. Попытка скрыть аффект приводит к усилению соответствующих симптомов — в результате создается вторичный аффект (А. Р. Лурия, 1937).

Естественные эмоциональные ситуации у детей школьного возраста исследовались в работах П. М. Якобсона (1958, 1960, 1961). В естественной обстановке повседневного развития изучала формирование положительных реакций у ребенка в течение первых месяцев жизни М. Ю. Кистяковская (1965).

Проявления отрицательных эмоциональных реакций у больных в связи с предстоящей хирургической операцией также нередко оказывались предметом исследования.

Разнообразные формы проявления эмоциональных состояний систематически исследуются в реальной обстановке спортивных соревнований и выступлений (О. А. Черникова, 1960, 1962; П. А. Рудик, 1966; и др.), в условиях напряженной производственной деятельности (В. П. Соловьева, 1972; Ё. А. Милерян, 1968; и др.).

Эмоциональное напряжение летчика исследуется в условиях моделируемых полетов на тренажерах и в реальной обстановке (И. С. Балаховский, И. Г. Длусская, 1963; В. Л. Маршцук, Н. В. Сысоев, 1964). Появляется все больше работ, посвященных изучению эмоциональных состояний космонавтов на различных этапах космических полетов (И. Т. Акулиничев, Р. М. Баевский, 1964; В. И. Лебедев, 1964; Л. С. Хачатурьянц, Л. П. Гримак, 1972).

Военные психологи всегда придавали большое значение исследованию эмоциональных реакций и состояний человека в обстановке реального боя (А. Пузыревский, 1893; Н. Н. Головин, 1907; К. И. Дружинин, 1910; А. С. Резаков, 1910; В. М. Бехтерев, Г. Е. Шумков, 1926). Актуальность этих исследований не снижается и в настоящее время, а их материалы представляются весьма ценными для понимания поведения человека в условиях психологического стресса.

Одним из новых направлений в исследовании эмоциональных состояний, как неотъемлемой стороны психической деятельности человека, являются попытки кибернетического моделирования эмоций. Известно, что эвристический метод подхода к изучению психики обнаружил весьма существенные недостатки: ограниченные возможности самоусовершенствования системы, отсутствие в программе функции потребностей и мотивов (U. Neisser, 1961). Поэтому процесс решения задачи в подобных системах оказывается обособленным от таких чрезвычайно важных процессов, как эмоции. Тем самым игнорируется тот факт, что эмоциональные оценки типа «хорошо — плохо» необходимы для контроля и регулирования процессов переработки информации на каждом из этапов целенаправленной деятельности (Н. М. Амосов, 1965). Переработка любой информации осуществляется человеческим мозгом по двум программам: «интеллектуальной», направленной на выработку решений в соответствии с правилами логики, и «эмоциональной», отражающей отношение действительности к потребностям и мотивам деятельности человека. Это положение заложено в основу программы модели, разрабатываемой группой авторов во главе с Н. М. Амосовым (1965, 1968). В зависимости от результатов анализа поступающего воздействия, т. е. от вывода: вредно — полезно, приятно — неприятно и т. д., эта программа так или иначе характеризует и даже изменяет интеллектуальную программу. Последняя в свою очередь оказывает влияние на развитие эмоций, что снова ведет к изменению поведения. Авторы считают, что подобная программа может иметь большое значение для изучения «аварийных» эмоциональных состояний и их влияния на деятельность в критических условиях, при больших умственных и физических нагрузках.

 

2. Психическое напряжение

Внимание исследователей к состояниям человека было привлечено не столько их адаптивной функцией, сколько частым их несоответствием требованиям складывающихся рабочих ситуаций.

Исходя из оценки влияния состояний на надежность деятельности оператора. А. Н. Лукьянов и М. В. Фролов (1969) подразделяют их на две большие группы. Состояния первого типа (сон, крайняя степень утомления, потеря сознания) практически выводят оператора из процесса управления, образуя явную брешь в замкнутом контуре управления. При возникновении состояний второго типа (сильное психическое (эмоциональное) напряжение, отвлечение внимания) оператор продолжает участвовать в процессе управления, однако эффективность его деятельности так или иначе меняется. Разумеется, данная классификация далеко не исчерпывает всех возможных состояний, в том числе и оказывающих положительное влияние на работоспособность оператора.

В плане наших исследований важно рассмотреть лишь ту группу состояний, которая объединяется под терминами: «психическая напряженность», «эмоциональное напряжение», «эмоциональный стресс», «напряженность» и т. п. Следует отметить, что под этими терминами чаще всего подразумеваются состояния, снижающие уровень работоспособности оператора, и что все состояния этой группы являются видоизмененной реакцией организма на данный вид деятельности, т. е. патогенетически связаны с нормальной рабочей активацией. По различным причинам, о которых будет сказано далее, рабочая активация может оказаться чрезмерной, и тогда она приводит к дезорганизации деятельности, осложняя ее тенденцией к преждевременным реакциям, к упрощению принимаемых решений, к нарушению точности действий и т. п.

Исторически концепция психического напряжения связана с физиологическими теориями В. Кеннона и Г. Селье (W. Кеnnоn, 1927; Н. Selye, 1950, 1960). Началом экспериментальных работ по напряженности считают исследование К Левиным (1935) поведения, потребностей и аффектов как напряженных состояний. В отечественной литературе понятие психического напряжения (стресса) нередко связывается с перенапряжением нервных процессов, описанным в работах Ф. П. Майорова (1954, 1962) по экспериментальным неврозам. Однако срывы при перенапряжении представляют собой дезорганизацию нервной деятельности. Повышение же продуктивности деятельности, а также чередование противоположных функциональных сдвигов, наблюдающиеся при психическом напряжении, с этой точки зрения объяснить нельзя.

В настоящее время психическое напряжение рассматривается как общая психофизиологическая реакция, возникающая при смене стереотипа деятельности и наиболее резко проявляющаяся при угрозе Ареальной или мнимой) жизни или здоровью (В. И. Барабаш, 1967; В. С. Мерлин, 1967). Эта реакция связана с различными эмоциональными состояниями и входит в сложный комплекс адаптивных реакций. Многие авторы указывают, что понять причины развития психического напряжения можно только с учетом всех компонентов деятельности, и прежде всего мотивов. «Характер состояний психического напряжения (стрессовых реакций), — пишет Р. С. Лазарус, — причинно связан с психологической структурой личности, взаимодействующей с внешней ситуацией посредством процессов оценки и самозащиты. Только связывая характер стрессовой реакции с вышеуказанными психическими процессами, действующими в людях с различными психическими структурами, мы можем надеяться объяснить происходящие явления и получить возможность их предсказания» [167а, с. 179].

Состояние психической напряженности может выражаться в двух формах сдвигов — по типу нарастания возбуждения (гипермобилизация) или же по типу развития тормозных реакций.

Резкий сдвиг форм реагирования в сторону крайнего возбуждения или торможения вызывается исключительно острыми психогенными стимулами. При относительно длительном действии стресс-фактора нередко наблюдается переход фазы возбуждения в тормозную фазу.

Отрицательные явления, вызываемые выраженным психическим напряжением как гиперактивизационного, так и тормозного типа, проявляются в виде общей дезорганизации поведения, торможения ранее выработанных навыков (тем большего, чем сложнее навык, — R. A. Luria, 1952), неадекватных реакций на неожиданные резкие раздражители, снижения работоспособности, затруднений в распределении внимания, сужения объема внимания, ошибок восприятия, провалов памяти, импульсивных действий.

Имеются данные, указывающие на нарушения в моменты психической напряженности оценок временных интервалов (В. Т. Лебедева, 1963).

Отличительной особенностью поведения в состоянии психического напряжения является негибкость. Операторская деятельность утрачивает при этом элементы пластичности. В то же время стереотипные, шаблонные действия протекают в этом состоянии быстрее, приобретая тенденцию к автоматизму.

Таким образом, самой общей характеристикой состояния психического напряжения является нарушение структуры сложной деятельности.

В ситуациях невысокой психической напряженности у человека нередко наступает адаптация, приводящая к восстановлению качества деятельности. В случае повторения очень сильных психогенных воздействий, наоборот, может наступить обострение эмоционального реагирования, связанного с механизмами ожидания (А. В. Heilbrun, 1959).

Применительно к деятельности оператора целесообразно, на наш взгляд, различать следующие виды психического напряжения:

— напряжение, обусловленное изменением общего уровня активности оператора (в иностранной литературе часто встречается употребляемый в этом же смысле термин «уровень бодрствования»);

— напряжение, вызываемое повышением уровня трудности выполняемой деятельности;

— напряжение, связанное с повышением уровня опасности деятельности (для собственной жизни или жизни окружающих).

Психическое напряжение, первично связанное с изменением общего уровня активности центральной нервной системы, может развиться не только под действием психических факторов (предшествующее утомление, эмоциональные воздействия отрицательного характера), но и под влиянием физических условий окружающей среды (шум и вибрация на рабочем месте, значительные колебания внешней температуры, состава газовой среды и т. п.). Перечисленные причины приводят к снижению или повышению порога возбудимости нервной системы и тем самым нарушают адекватность нормального рабочего состояния оператора. Стремление поддержать надлежащую «рабочую форму» волевыми усилиями может привести даже к возрастанию психического напряжения.

Часто такого рода нарушения возникают вследствие чрезмерно выраженной предшествующей фазы «предрабочего состояния». Интенсивное мысленное «проигрывание» предстоящей деятельности (малоопытный летчик, например, тщательно обдумывает детали предстоящего полетного задания) может нарушить ночной сон и привести к утомлению. В результате «рабочая форма» в момент самой деятельности оказывается нарушенноё.

Развитие психического напряжения вследствие изменения порога возбудимости центральной нервной системы под действием факторов измененной газовой среды показано в работах С. Г. Мельника (1973).

Так, например, кислородная недостаточность, вызванная дыханием газовыми смесями, содержащими 8—10 % кислорода, ухудшала качество деятельности оператора и сопровождалась субъективными переживаниями, аналогичными тем, которые имеют место при утомлении. При этом время сенсомоторной реакции выбора удлинялось на 35 %, а точность преследующего слежения снижалась на 140 %. Характерно, что в этих условиях после приема стимуляторов центральной нервной системы (центедрина, сиднокарба) нормализовались основные физиологические функции, повышался общий уровень процессов возбуждения и быстро восстанавливался уровень работоспособности (относительно контрольных цифр) по всем исследуемым параметрам управления.

Противоположное действие на рабочее состояние оператора оказывало дыхание гиперкапническими газовыми смесями (с концентрацией СО2 2–3, 4–6, 7–8 и 9 %). Результаты этой серии исследований показали, что дыхание газовыми смесями с концентрацией углекислого газа до 3 % не сопровождается изменениями качества управления в течение изучаемого интервала времени. Более того, на этапе обучения операторов при использовании газовых свечей, содержащих 2–3 % СО2, эффективность тренировок несколько повышалась, что выражалось в уменьшении числа интегральных ошибок слежения. При дыхании же газовыми смесями с концентрацией углекислого газа 4–6 % качество управления снижалось в два раза. Интересно, что прием на этом фоне стимуляторов вызвал еще более выраженное снижение работоспособности, тогда как транквилизаторы (триоксазин, хлордиазецоксид) способствовали полному восстановлению качества слежения и нормализации рабочего состояния оператора. Было показано также, что к гиперкапнической среде с концентрацией СО2 до 8 % операторы в процессе работы способны адаптироваться. При этом происходит все более устойчивое уравновешивание возбудительных процессов тормозными. Увеличение же в окружающей среде содержания СО2 до 9 % приводит к быстрому истощению силы тормозных процессов, и нарушение рабочего состояния оператора принимает характер чрезвычайного возбуждения.

Основной причиной развития состояния психического напряжения В. С. Мерлин (1967) считает трудные ситуации. В деятельности оператора они чаще всего бывают связаны с непредвиденными изменениями в режимах работы, а также с осложнениями, появляющимися в аварийной обстановке. Противоположные направления сдвигов работоспособности, которые часто наблюдаются при психическом напряжении, В. С. Мерлин объясняет динамикой функционирования доминанты. При этом имеется в виду, что при определенных значениях раздражителя доминанта переходит в парабиоз. «Суммирование и накопление возбуждения в физиологическом приборе носит в себе уже все элементы к тому, чтобы в следующий за тем момент времени в том же приборе наступило торможение… — писал А. А. Ухтомский. — Чуть-чуть учащенные или усиленные волны при одном же функциональном состоянии центрального прибора переведут его возбуждение в торможение. И при одних и тех же частотах и силах приходящих волн малейшее изменение в состоянии функциональной подвижности прибора переведет его былую экзальтацию в торможение» [310, с. 286].

В исследованиях В. С. Мерлина показано, что предел психического напряжения, которое как функция доминанты еще благоприятно сказывается на работоспособности, зависит от лабильности системы нервных центров. Чем они лабильнее, тем благоприятнее условия для образования доминанты и тем выше тот предел трудности задачи, при котором доминанта переходит в парабиоз. Можно предположить, что при большем участии в образовании доминанты соответствующих мотивов второй сигнальной системы (отличающейся наибольшей лабильностью нервных центров) уровень трудности решаемой задачи будет значительно выше.

С этой точки зрения становятся понятными экспериментальные факты, которые свидетельствуют о том, что одновременное действие нескольких экстремальных факторов не приводит к большим нарушениям деятельности оператора, чем влияние каждого из них в отдельности (F. Bartlet, 1958; W. F. Grether, С. S. Harris et al., 1971). В этих случаях проявляется одна из важных особенностей доминантных процессов, заключающаяся в том, что при одновременном существовании двух доминантных очагов происходит взаимное ослабление их силы.

Примером психического состояния оператора, вызываемого ростом трудностей его деятельности, могут быть так называемые пароксизмы дифференцировки. Впервые эти состояния были изучены и описаны Л. Д. Чайновой и Ф. Д. Горбовым (1960). Они отмечались у некоторых летчиков при сложных видах полетов (полеты строем в условиях чрезмерно интенсивного радиообмена с землей). Развивающиеся при этом ощущения «плохого самочувствия» выражались в неясности восприятия окружающего, спутанности мыслей, ощущении «прилива крови» к голове. Возникнув в определенном режиме полета, подобные ощущения проходили при его изменении. Причиной этих состояний, как было показано авторами в специальных экспериментах, бывает необходимость выполнять одновременно два чрезвычайно близких по характеру умственных действия, а именно сохранять концентрацию раздражительного процесса в двух различных «пунктах» без распространения отрицательной индукции из одного «пункта» в другой. В таких случаях имеет место непрерывное дифференцировочное торможение, подвижное напряжение процесса торможения. Это проявляется в повышении психического напряжения и сопровождается ростом моторной активности или же переживанием чувства «озадаченности», незавершенности выполняемых действий и т. п. В некоторые моменты это психическое состояние может вызывать нарушения адаптационно-вегетативных функций, кратковременные, но в то же время существенные перерывы в деятельности. В отдельных случаях данное состояние осложняется «запредельным торможением».

Рост психической напряженности оператора, связанной с повышением фактора трудности, наблюдается, как правило, при освоении новых видов деятельности, а также в тех случаях, когда привычная деятельность осложняется дефицитом информация или же ее неопределенностью, например при противоречивых показаниях приборов. Крайние степени психического напряжения в этих случаях могут привести к растерянности.

Появление фактора опасности (для жизни или здоровья) многие авторы считают главной причиной формирования состояния психического напряжения. И. Бауэр (J. Bauer, 1945), Р. Лазарус (R. S. Lazarus, 1970) и др. склонны связывать психическое напряжение (стрессовые реакции) только с активацией защитных инстинктов, поддерживаемой угрозой для жизни. Так, И. Бауер считает, что степень психической напряженности определяется формулой D = I/R, где D (disease) — уровень напряженности I (injury) — сила повреждения и R (resistance) — устойчивость к этому повреждению. Своеобразными математическими зависимостями оперирует и Г. Уолтер (1966), когда с достаточной красочностью излагает существующую, по его мнению, взаимосвязь между психическим напряжением человека и степенью риска, содержащейся в его деятельности: «Каждый день, не думая ни о риске, пи об опасности, мы имеем миллион шансов к одному против насильственной смерти. В течение месяца обычного путешествия мы с большей неохотой миримся со ста тысячами к одному в нашу пользу. При десяти тысячах к одному мы сознаем риск, но тем не менее идем на него. При тысяче к одному против катастрофы мы чувствуем себя возбужденными или возмущенными в зависимости от того, оказались мы у руля или на обочине. Мы полагаем, что за риск в сто к одному следует хорошо заплатить, а при десяти к одному, когда каждый десятый должен погибнуть, можно рассчитывать на орден» [306, с. 166].

 

3. Постгипнотические модели эмоциональных состояний

Моделирование эмоциональных состояний, в том числе и психического напряжения, имеет большое значение для экспериментальных исследований в авиакосмической психологии. Так, например, моделируя в лабораторных условиях операторскую деятельность, связанную с определенной степенью риска для жизни на протяжении нескольких часов и даже суток, очень важно выяснить те изменения в уровне работоспособности оператора, которые наступают при длительном пребывании в специфическом эмоциональном напряжении.

Как показали экспериментальные исследования, одним из эффективных методов моделирования эмоциональных состояний оператора может быть метод формирования заданных эмоциональных состояний в гипнозе.

Известно, какое огромное значение придавали гипнозу в экспериментально-психологических исследованиях В. М. Бехтерев (1911), В. Я. Данилевский (1925), К. И. Платонов (1962). В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом (в частности, в США) прикладная роль гипноза в авиационно-психологических и медицинских исследованиях заметно повышается. Оценивая экспериментальные возможности гипноза, известный французский гипнолог Л. Черток отмечал, что гипноз, оказавшийся таким плодотворным методом в прошлом, заслуживает внимания и современных исследователей [327, с. 155].

В приложении к задачам физиологических исследований метод воспроизведения эмоций в гипнозе достаточно широко известен (К. И. Платонов, 1962; А. П. Пшоник, 1952; и др.). С 1960 г. мы исследуем возможности моделирования эмоциональных состояний с помощью гипноза. Этот метод применялся для исследования физиологических реакций у парашютистов (Л. П. Гримак, 1959; 1966; Л. П. Гримак, В. А. Пономаренко, 1967).

Однако для решения задач экспериментальной психологии гипноз непригоден. Заторможенность коры головного мозга у испытуемого, избирательность речевого контакта, выраженные функциональные нарушения в сфере двигательного и других анализаторов делают гипноз непригодным для психологических исследований, которые предполагают такое важное условие, как полноценное и согласованное функционирование психических и физиологических компонентов деятельности, свойственное только бодрствующему состоянию.

В случае же моделирования заданных эмоциональных состояний с их реализацией в постгипнотическом периоде это условие сохраняется. Данный метод использует известные в гипнологии закономерности, по которым реализация внушений, сделанных в гипнозе, происходит в постгипнотическом периоде на фоне полноценного бодрствующего состояния. Самостоятельным вопросом этой методики является содержание формулы внушения, направленной на формирование у испытуемого заданного эмоционального состояния. На основании экспериментального опыта, а также имеющихся по этому вопросу работ (I. Horvaj, 1959) можно утверждать, что эмоциональные реакции реализуются полнее в том случае, когда внушается соответствующая эмоциогенная ситуация, а не внутреннее переживание. Применение данного метода моделирования эмоций предполагает участие в экспериментах испытуемых с высокой степенью гипнабильности, обнаруживающих достаточно прочный эффект постгипнотической реализации внушений.

Этот метод, безусловно, не относится к числу простых и общедоступных. Его использование ограничено наличием специалистов-гипнологов и соответствующего контингента испытуемых. Однако в тех случаях, когда эти условия имеются, его применение в целях моделирования эмоциональных состояний для изучения надежности оператора в системах управления представляется весьма перспективным.

Метод целенаправленного формирования эмоциональных состояний в постгипнотическом периоде применялся в эксперименте для воздействия на операторов, включенных в аналоговые системы, моделирующие различные виды операторской деятельности. Ведь нередко для практики бывает очень важно, чтобы уже на стадии проектирования систем управления и их экспериментальной апробации возможно полнее учитывалось влияние комплекса физических и психических воздействий, имеющих место в реальных условиях.

 

4. Влияние моделируемых состояний на работоспособность оператора

Особенности зрительного восприятия. Вопросы исследования особенностей зрительного восприятия и визуальной оценки пространственных отношений приобретают в настоящее время особую важность в связи с реализацией все расширяющихся программ космических полетов. Специфика светотехнических характеристик космической среды — большие яркости и перепады контрастности, отсутствие привычной воздушной перспективы и полутеней — снижает надежность тех визуальных оценок пространственнопредметных отношений, навыки которых вырабатываются у человека в условиях наземной оптической среды. Кроме того, сами факторы космического полета (невесомость, гиподинамия, снижение сенсорной афферентации) могут оказывать непосредственное влияние как на периферические отделы зрительного анализатора, так и на функциональное состояние центральных его структур. Исследования функций зрения в космических полетах показали, что в невесомости снижается острота зрения (Л. А. Китаев-Смык, 1963), ухудшается на 20–40 % зрительная работоспособность, изменяется зрительное восприятие предметных цветов. Причиной наблюдаемых сдвигов в функции зрительного анализатора является двигательная дискоординация в работе мышечного аппарата глаз, особенно сильно проявляющаяся в период адаптации к факторам космического полета (Е. А. Иванов, В. А. Попов, Л. С. Хачатурьянц, 1968).

В свою очередь эмоциональное напряжение, как сопутствующий фактор сложной и ответственной деятельности в космическом полете, также может изменять уровень психофизиологической активности, что опосредованно сказывается на деятельности зрительного анализатора, и в том числе на функциях восприятия.

Анализируя роль психики в механизмах рецепторной функции, М. И. Аствацатуров (1939) отмечал, что в нормальных условиях процесс сознания является следствием деятельности сенсорных систем, а именно — представление о внешнем предмете возникает под влиянием импульсов, вызываемых совокупностью раздражений, исходящих от внешнего объекта. Однако, как свидетельствуют многочисленные данные из области клинической неврологии, имеются достаточные основания для того, чтобы говорить о стимулирующем влиянии сознания на рецепторную функцию при восприятии реальных внешних раздражений. «Корковая функция всегда имеет своим основным фоном подкорковую функцию, «интрапсихический» (корковый) процесс неразрывно связан с тимопсихическим (таламическим) процессом. Неизбежность отражения психической деятельности на зрительном бугре, этом истинном центре всей рецепторной системы, предполагает существование импульсов в направлении от коры головного мозга к этому центру. При известных условиях эти импульсы могут приводить к раздражению таламических чувствительных центров» [16, с. 339].

О влиянии психического состояния человека на функции восприятия писали В. М. Бехтерев и Г. Е. Шумков (1926) в связи с психофизиологическим анализом рефлекса настораживания, проявляющегося в период подготовки к опасным событиям. В частности, они подчеркивали, что в этом состоянии повышается чувствительность всех рецепторных образований. В чисто психологическом аспекте влияние некоторых личностных особенностей и состояний на функции восприятия исследовалось представителями функционально-психологического направления. В их работах был накоплен большой эмпирический материал, касающийся влияния на восприятие таких факторов, как установка, характер инструкции, прошлый опыт, особенности воспринимаемого материала и т. п. Несмотря на то что данные факторы рассматривались как внешние по отношению к восприятию, эти работы подтвердили, что перцептивный процесс существенно зависит от особенностей личности и ее психического состояния.

Широко известны работы представителей школы Л. Н. Узнадзе (1963), в которых процесс восприятия рассматривается в связи с активностью личности, с ее установкой. Роль различных видов человеческой деятельности в изменении порогов рецепторных функций изучалась Б. Г. Ананьевым (1960), Б. М. Тепловым (1961) и др.

Заслуживают внимания работы, в которых исследуется влияние эмоциональных состояний на функцию зрительного восприятия или на те функции зрения, изменение которых в конечном счете сказывается на восприятии… Так, П. О. Макаров (1956), изучая влияние эмоций на состояние некоторых нервных центров, установил, что положительные эмоции (удовольствие, радость) повышают их возбудимость, а эмоции отрицательные (неудовольствие, горе, страх, обида) ее снижают. В частности, сопровождающиеся отрицательными эмоциями жажда и боль понижают возбудимость зрительного анализатора. Аналогичные исследования были проведены Е. Г. Кунашевой (1960) на детях. Она также пришла к выводу, что положительные эмоции повышают возбудимость зрительного анализатора. Это проявилось в укорачивании адекватной оптической хронаксии, понижении адекватной оптической реобазы. Отрицательные эмоции, наоборот, приводили к снижению возбудимости мозговых центров зрительного анализатора.

В ряде работ исследовалась чувствительность зрительного анализатора, определяемая по различным методикам (критическая частота световых мельканий (КЧСМ), светочувствительность темноадаптированного глаза и др.), в зависимости от различных психических состояний (эмоциогенное воздействие, психотропные вещества, мышечное утомление и пр.). Результаты исследований свидетельствуют о том, что психическое состояние определенным образом сказывается на функциональном состоянии зрительного анализатора и на визуальном восприятии. Заметные сдвиги некоторых функций зрения наблюдались у парашютистов в состоянии эмоционального напряжения перед прыжком с парашютом (Д. Д. Шерман, 1969).

В наших исследованиях функции восприятия и визуальной оценки объектов исследовались применительно к деятельности оператора, включенного в систему дистанционного управления лунным модулем при посадке его на поверхность Луны.

Известно, что визуальная оценка степени пересеченности лунного рельефа при выборе площадки «прилунения» автоматических аппаратов является важным и весьма ответственным этапом таких полетов. Она включает три типа перцептивных операций: процессы различения элементов лунного рельефа, их распознавание (дифференцировку) и метрическую оценку.

С точки зрения теории информации различение элементов лунного рельефа есть не что иное, как выделение полезного сигнала от шума. При некоторых углах освещения (20°< i <7°] и визирования восприятие и распознавание соответствующих объектов бывает очень затрудненным. Процесс различения требует, чтобы в памяти оператора были предварительно сформированы оперативные единицы восприятия, на основе которых и происходит выделение существенных признаков полезных сигналов (А. Молль, 1966). В данном случае такими полезными сигналами являются признаки, по которым можно распознавать кратеры, различного рода возвышения, камни, трещины, склоны и т. п.

Процесс распознавания объектов основывается на психологических закономерностях экстраполирования третьего измерения объекта. Задачи этого класса связаны с представлением о трех измерениях, которыми определяются фигуры с двойной или обратимой перспективой (Р. Вудворте, 1950). В данном случае один и тот же трехмерный объект, видимый под разными углами, дает много разных проекций. Степень же контраста видимого изображения и дополнительные признаки (величина и конфигурация теней) обусловливаются углом и направлением освещения. На этом этапе восприятия происходит дальнейшее дифференцирование распознаваемых объектов по их группам (углубления или возвышения), а также по форме (уплощенные, конические, сферические), что позволяет определить принадлежность объектов к тому или иному классу.

Процесс визуальной метрической оценки включает определение трех измерений элементов лунного рельефа. Определение величины объекта в каком-либо измерении осуществляется путем решения пропорций трех измерений. Метрическая оценка может быть произведена в относительных единицах, если отсутствует соответствующий размерный эталон, или же в абсолютных — при знании истинной величины хотя бы одного из находящихся в поле зрения объектов. Безусловно, на точности этих определений будет сказываться целый ряд факторов: углы освещения, визирования, конфигурация, контрастность контуров объектов и т. д.

Изучив в предварительных сериях экспериментов на специальном моделирующем стенде указанные зависимости, необходимо было установить характер их изменений в связи с различными психическими состояниями оператора.

Наиболее типичными состояниями оператора для исследуемого вида деятельности мы считали измененную весомость тела, выраженное эмоциональное напряжение, а также сочетание этих двух состояний.

Эксперименты проводились с участием пяти испытуемых, хорошо подготовленных к решению данного типа визуальных задач на моделирующем стенде. Визуальная оценка пространственных параметров элементов лунного рельефа производилась каждым из них поочередно во всех указанных состояниях.

Субъективные ощущения частичной весомости тела формировались методом репродуктивного внушения в гипнозе (с постгипнотической реализацией внушения) на основе имевшегося у испытуемых опыта кратковременных переживаний частичной весомости тела.

Выраженное эмоциональное напряжение формировалось тем же методом с дополнительной внушенной установкой: «Эмоциональное напряжение вызвано стремлением выполнить поставленную задачу наилучшим образом, так как неточная работа увеличивает степень опасности для управляемого объекта».

Аналогичным способом внушалось и одновременное переживание двух указанных состояний. Такой план эксперимента имел целью установить особенности влияния на функции визуальной оценки не только каждого состояния в отдельности, но также и их одновременного переживания.

Динамика некоторых физиологических сдвигов (рис. 48), а также словесный отчет испытуемых свидетельствовали о том, что внушаемые психические состояния реализуются полностью. Обращает на себя внимание тот факт, что при моделировании эмоционального напряжения у испытуемых часто развивалась гипервентиляция с последующими жалобами на головокружение. Нередко для того, чтобы исключить развитие гипокапнической гипоксии, приходилось во время эксперимента снижать частоту дыхания специальным внушением.

Рис. 48. Изменение физиологических показателей в зависимости от моделируемых состояний (в % к фону)

ЧП — частота пульса; ЭОГ — электроокулограмма в условных единицах площади, описываемой амплитудой и изолинией; Н — «гиповесомость тела»; Э — эмоциональное напряжение; Н+ ( -Э ) — эмоциональное напряжение на фоне «гиповесомости тела»; ПД — прекращение воздействий, ЧД — частота дыхания

В то же время частота пульса не достигала больших величин, что следует связывать со спецификой моделировавшейся в эксперименте деятельности, не требовавшей соответствующей активизации двигательного анализатора. Аналогичные изменения отмечались в исследованиях В. П. Соловьевой (1962), изучавшей психофизиологические реакции у человека при умственном труде, сопровождавшемся значительным эмоциональным напряжением. При напряженной работе испытуемых за экспериментальным пультом диспетчера у них наблюдалось даже снижение частоты сердечных сокращений по отношению к фоновой.

Как показали результаты экспериментов, точность визуальной оценки глубины кратеров (при известных значениях их диаметра) в зависимости от переживаемых психических состояний меняется в значительной степени (рис. 49).

Рис. 49. График визуальной оценки глубины кратеров в зависимости от моделируемого состояния операторов

Σ Ноц — средняя суммарная оценка глубины кратеров;  Σ ист — истинная суммарная глубина кратеров; i — угол освещения;  n — число кратеров, Ф — фоновые данные; Н — внушенная гиповесомость тела; Э — эмоциональное напряжение; Н+ ( -Э ) — сочетание «гиповесомости тела» с эмоциональным напряжением

Визирование лунного рельефа при угле освещения i = 7° на фоне субъективных переживаний сниженной весомости тела снижает точность метрической оценки на 14 %.

Моделируемое эмоциональное напряжение с внушенной установкой, что недостаточная точность оценки связана с угрозой для объекта, наоборот, повышает надежность работы на 40 %.

Характерно, что переживание того же эмоционального состояния на фоне пониженной весомости (вес тела субъективно равен 6 кг) повышает точность визуальной метрической оценки лишь на 30 %. Следовательно, состояние гиповесомости способствует снижению качества указанного вида деятельности. Это может быть связано с явлением глазодвигательной дискоординации: как видно на рис. 48, в ряде случаев движения глаз становятся более медленными и размашистыми, в результате чего площадь, описываемая электрофизиологическим импульсом и изолинией, возрастает относительно фоновых данных. В то же время, как это видно на рис. 49, визуальная оценка глубины кратеров при угле освещения i = 20° становится точнее во всех случаях моделируемых психических состояний в среднем на 10–15 %.

Изменение точности зрительной оценки крутизны склонов лунного рельефа находится в очень сложной зависимости от различных психических состояний и условий освещения и визирования. Средние данные, характеризующие эту зависимость, представлены на рис. 50. Наиболее общей закономерностью и здесь оказывается повышение точности работы при моделируемом эмоциональном напряжении. Субъективное переживание частичной весомости тела нередко сопровождается тенденцией к снижению точности визуальных метрических оценок.

Рис. 50. График визуальной оценки крутизны склонов при различных моделируемых состояниях операторов

α  — угол визирования; i ° — угол освещения; Ф — фоновые данные; Н — при внушенном снижении веса; — Э — при психическом напряжении; 1 — 4 — данные четырех испытуемых

Таким образом, как показывают результаты экспериментов, психическое состояние оператора в значительной степени отражается на изменении функций зрительного восприятия и в частности функций метрических оценок воспринимаемых объектов применительно к условиям лунного рельефа. В зависимости от специфики переживаемого состояния оно может повышать или снижать эту функцию. Проектирование и разработка соответствующих технических систем должны учитывать это свойство оператора и уровни колебания его надежности в данном виде деятельности.

Динамика слежения дискретного характера. Исследование уровня работоспособности космонавта-оператора по выполнению задач астронавигации с моделированием различных психических состояний проводилось на аналого-цифровом комплексе автономной навигации пилотируемого космического летательного аппарата (КЛА).

Аналого-цифровой комплекс состоял из имитаторов небесной сферы и земной поверхности, управляющей электронной цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ) «Днепр», аналого-вычислительной машины «Мн-10» и действующего макета секстант-визира (СВ). В качестве имитатора небесной сферы был использован плоский планшет, в котором смонтированы самолетные малогабаритные лампы, имитирующие участок северного неба, описанный радиусом 40° вокруг Полярной звезды. Имитатор земной поверхности представлял собой специальную цветную карту участка местности, наблюдаемого с высоты полета 200 км. Для описания анализа деятельности космонавта-оператора, включенного в аналого-цифровой комплекс, использовался специальный функционально-алгоритмический метод.

Основными задачами данной серии исследований являлись:

— изучение уровня работоспособности космонавта-оператора по выполнению астронавигационных операций с использованием космического секстант-визира в условиях моделирования отдельных факторов космического полета пилотируемого КЛА (невесомость, психическое напряжение, вестибулярные воздействия, засветка оптических каналов секстанта) и в условиях отсутствия этих факторов;

— разработка на основании экспериментальных данных конкретных рекомендаций, относящихся к тренажным средствам подготовки космонавта-оператора для выполнения астроизмерений с применением космического секстант-визира.

Все испытуемые проходили предварительную теоретическую и практическую подготовку, а затем тренировались в работе с секстант-визиром до получения устойчивых результатов.

Оценка качества выполнения операций на моделирующем стенде осуществлялась по временным, точностным и интегральным характеристикам. Временные показатели выполнения астронавигационных операций в системе «оператор — СВ» характеризуют одну из сторон эффективности работы оператора. В основу математической модели времени выполнения оператором астроизмерений положена стохастическая модель обучаемости (Р. Буш, Ф. Мостеллер, 1962). Точностные показатели работы оператора определялись посредством регистрации ошибок астроизмерений по четырем каналам секстант-визира с помощью ЭЦВМ «Днепр» и соответственно статистически обрабатывались. Интегральные оценки качества работы оператора (оценка качества переходного процесса астроизмерений) имели целью дать общую оценку скорости и точности астронавигационных операций.

Временные характеристики работы оператора регистрировались по следующим показателям:

— время выполнения астроизмерений в системе «оператор-СВ», исчисляемое с момента подачи сигнала на начало работы (загорание лампочки) до момента окончания наведения (нажатие кнопки);

— время рабочей реакции оператора, исчисляемое с момента подачи сигнала на начало работы до момента первого движения ручками управления;

— время принятия решения об окончании наведения, исчисляемое с момента окончания управляющих движений до нажатия кнопки, сигнализирующей об окончании наведения.

В первой серии экспериментов методом постгипнотической реализации внушений моделировались следующие психические состояния: «гиповесомость» тела (до 5 кг), «аварийная ситуация, требующая предельной психической мобилизации оператора» (психическое напряжение), и сочетание этих двух состояний. Результаты данной серии экспериментов после соответствующей статистической обработки сведены в табл. 3. Анализ приведенных результатов показывает, что при моделировании условий космического полета отдельные его факторы приводят к увеличению времени астроизмерений на 30–40 %.

Результаты обработки данных по точности выполнения оператором астроизмерений в системе «оператор — СВ» показали, что только 10 % ошибок по точности наведения выходят за пределы возможных инструментальных погрешностей системы.

Моделируемые психические состояния оператора проявлялись не только в виде субъективных переживаний, но и в изменении соответствующих физиологических показателей. На рис. 51 представлены усредненные данные (частота пульса и дыхания) по 15 испытуемым, работавшим в качестве операторов в системе автономной навигации.

Рис. 51. Изменение частоты пульса ( 1 ) и дыхания ( 2 ) при выполнении астронавигационных операций в различных моделируемых состояниях

Н — внушение сниженной весомости тела; Э — моделируемое психическое напряжение; Н+ ( -Э ) — моделируемое сочетание двух указанных состояний

Как видно из рисунка, эти показатели закономерно изменяются в зависимости от специфики психического состояния. Характерно, что сильное психическое напряжение на фоне его постгипнотической реализации протекает с преобладанием парасимпатической иннервации (относительное замедление частоты пульса), но с выраженным нарастанием частоты дыхания (в редких случаях до 30–40 дыхательных движений в минуту). В то же время в первые периоды субъективного переживания гиповесомости тела наблюдается преобладание симпатикотонических влияний, в результате чего частота пульса заметно возрастает без существенного учащения дыхания, если «гиповесомость» не сопровождается психическим напряжением. Если же состоянию гиповесомости сопутствует психическое напряжение, то в эксперименте возникают крайние формы гипервентиляции. Следует отметить, что в любом случае в процессе работы оператора (на рисунке показан период, соответствующий выполнению трех астронавигационных операций) адаптационные механизмы физиологических систем приводят к снижению явлений тахикардии, однако не уменьшают в заметной степени явлений гипервентиляции.

Изучение сложных видов слежения. В данной серии экспериментов операторы выполняли несколько последовательных операций: зрительный поиск движущегося точечного источника света на специфически «зашумленном» фоне в телесном угле, равном 60 угловым градусам, а затем операции слежения, моделирующие различные этапы сближения и стыковки космических кораблей.

Всего было проведено около 60 экспериментов, в которых участвовали 17 испытуемых. У каждого из них методом постгипнотической реализации внушений формировались однотипные психические состояния (эмоциональное напряжение в ответственной ситуации, связанной с риском для жизни; субъективное переживание сниженной весомости тела до 5–6 кг; одновременное переживание этих двух состояний). Степень реализации внушаемых состояний оценивалась на основании комплексных сдвигов физиологических функций (ЧД, ЧП, ЭЭГ, ЭОГ, динамика взора, уровень сахара крови и т. п.) и с учетом субъективных переживаний испытуемых.

Усредненные результаты этой серии экспериментов позволили выявить существенную закономерность (рис. 52).

Рис. 52. График зависимости времени поиска точечного источника света и качества функции слежения от моделируемых состояний оператора

D1 — простой вид преследующего слежения; D2 — сложный вид преследующего слежения;  t — время поиска (сек.);  H — внушение сниженной весомости тела; Э — моделируемое психическое напряжение; Н+ ( -Э ) — моделируемое сочетание двух указанных состояний

Время зрительного поиска (t) заданных точечных объектов в состоянии значительного Эмоционального напряжения, связанного с высокой ответственностью за точность работы и угрозой для жизни (при плохом качестве работы), сократилось у всех операторов в среднем на 17 %. Оно продолжало сокращаться (до 20 %), когда это же эмоциональное состояние сопровождалось субъективным переживанием сниженной весомости тела, и увеличилось на 10 % относительно фоновых значений, когда переживание гиповесомости тела протекало без существенной активизации эмоциональной сферы оператора.

Указанные сдвиги в функционировании зрительного анализатора не являются неожиданными. Активизация зрительных функций в ситуациях с элементами угрозы отмечалась еще в исследованиях В. М. Бехтерева и Г. Б. Шумкова, подчеркивавших, что в этих случаях происходит «обострение функций воспринимающих органов (гиперестезия) с повышением ориентировочных рефлексов fe области зрения, слуха и осязания» [37, с. 237].

В то же время переживание сниженной весомости тела, сопровождающееся реальным снижением проприоцептивной импульсации, как это имеет место в космическом полете, или ее целенаправленным торможением вследствие второсигнальных воздействий, как это имеет место в наших экспериментах, вызывает двигательную дискоординацию в работе мышечного аппарата глаз, что приводит к снижению качества данного вида операторской деятельности. Специальное исследование данного вопроса (см. далее) позволило установить характер функциональных сдвигов глазодвигательных реакций в каждом из моделируемых психических состояний оператора. Они с достаточной полнотой объясняют причину описанных колебаний зрительной работоспособности оператора в различных психических состояниях.

Выполнение второй операции (простое преследующее слежение), лишь косвенно отражающееся на конечных результатах деятельности, в состоянии моделируемого эмоционального напряжения в среднем улучшилось на 4 % относительно фоновых данных. При этом имели место индивидуальные колебания работоспособности как в сторону ее улучшения, так и в сторону снижения (на 10 % у одного оператора).

Точность выполнения следующего этапа моделируемой комплексной задачи (сложный вид преследующего слежения) в среднем возросла на 3 %, хотя имел место и случай ее ухудшения (на 50 % у того же оператора).

Внушение пониженной весомости тела как с сопутствующим эмоциональным напряжением, так и без него приводит к значительному снижению точности выполнения и первой и второй задачи в среднем на 15–20 %. Здесь сказывается дискоординация двигательной деятельности, которая бывает особенно заметной в переходные фазы адаптации к субъективным переживаниям сниженной весомости тела. Она хорошо прослеживается в реальных космических полетах (Л. А. Китаев-Смык, 1963, 1964, 1968; И. И. Касьян, 1963, 1968; В. И. Яздовский с соавт., 1963, 1964, 1968; Б. А. Иванов с соавт., 1968 и др.) и наблюдалась в наших многосуточных экспериментах с постгипнотической реализацией внушения пониженной весомости тела. Субъективно это проявляется в нарушении общего комфорта рабочей обстановки, в необходимости принимать дополнительные меры фиксации на рабочем месте, «чтобы не всплыть», в непривычной размашистости движений рук. Часто испытуемые отмечали, что в состоянии «невесомости» ручки управления становятся более тугоподвижными, «их загрузка возрастает», хотя реально загрузка рычагов управления не изменялась. Все это, согласно словесному отчету испытуемых, приводило к снижению точности управления.

Данные описанной серии исследований говорят лишь об изменении точности конечных результатов слежения при экспериментальном моделировании различных психических состояний. Специфика решаемых оператором-задач и моделирующих устройств не давала возможности проанализировать другие параметры деятельности.

В следующей группе экспериментов, производившихся на специальном моделирующем стенде, имелась возможность выявить динамику некоторых слагаемых управляющей деятельности, в том числе расхода рабочего тела, в зависимости от переживаемых оператором психических состояний. Усредненные результаты по 6 операторам и 30 экспериментам представлены на рис. 53.

Рис. 53. Изменение параметров управления на тренажере в зависимости от моделируемых состояний оператора (в % к фоновым данным)

v  — тангаж;  φ — курс; J Σ — расход рабочего тела;  ρ — скорость сближения; V ω — угловая скорость; Н — внушенная гиповесомость тела; Э — моделируемое психическое напряжение

Качество управления в состоянии моделируемой частичной весомости резко снижается за счет возрастания ошибок управления объектом по тангажу (v) и курсу (ψ) соответственно на 145 и 25 % при практически неизменном расходе рабочего тела (JΣ).

При эмоциональном напряжении (его сила и мотивация были теми же, что и в предыдущей серии опытов) почти все параметры управляющей деятельности выдерживались точнее, чем в фоновых экспериментах. Вместе с тем улучшение качества работы операторов в этом состоянии сопровождалось повышением суммарного расхода рабочего тела (JΣ) на 20 % относительно контрольных цифр. Понятно, что возросшая осторожность и точность выдерживания заданных параметров полета приводили к дополнительной нагрузке на органы управления в виде возросшей частоты включения двигательных установок.

Специфичность моделируемых психических состояний и их выраженное влияние на качество тонких зрительно-координационных действии давали основание предполагать, что переживание этих состояний сказывается не только на двигательных функциях мышц исполнительных органов (рук), но и на анализаторных функциях органа зрения, изменяя характер глазодвигательных реакций. Проверка этого предположения облегчалась тем, что метод постгипнотической реализации внушенных психических состояний позволял формировать повторно у одних и тех же испытуемых одни и те же внутренние переживания, что давало основание усреднять результаты экспериментов.

Приступая к исследованию динамики взора в зависимости от переживаемого психического состояния, мы исходили из того, что с помощью поисковых и установочных движений глаз происходит выделение объекта восприятия, оценка его пространственного положения и соотношения с другими объектами, находящимися в поле зрения.

Исследование поисковых движений глаз у операторов радиолокационных установок проводил 3. Гератеволь (1952). По его данным, за двухчасовой период дежурства при рассматривании экрана глаза оператора совершают 7000 саккадических движений, за счет которых и происходит поиск заданных объектов. При поиске наблюдается максимальная частота движений глаз, сопровождение же найденного объекта приводит к ее снижению. Скачки при поиске характеризуются обычно переменной величиной. Большой материал относительно поисковых движений глаз содержится в книге Г. Т. Базвелла (G. Т. Buswell, 1935). Он регистрировал движения глаз при рассматривании картин и описал две стадии этого процесса. На первой стадии движения размашисты, фиксации коротки. На второй стадии поисковые движения сменяются гностическими; при этом движения становятся более мелкими, а фиксации более длительными. А. Л. Ярбус (1965) считает, что в естественных условиях размер скачка не превышает 20°. Очень часто повороты глаз, превышающие 15°, складываются уже из двух или трех скачков. Однако, по данным И. Д. Хайде (J. D. Hyde, 1959), во многих случаях скачки могут достигать 50–60°.

Мы допускали, что амплитуда скачков при зрительном поиске и выполнении зрительно-двигательного слежения может меняться не только в зависимости от характера выполняемой задачи, но и в зависимости от психического состояния оператора. Такое предположение было основано на учете экспериментальных факторов, показывающих, что скачок глаза (его направление, скорость и амплитуда) не регулируется по ходу движения, а формируется специальным задающим механизмом (A. Л. Ярбус, 1956).

На рис. 54 представлены типичные маршруты взора при решении оператором задачи зрительного поиска точки в различных психических состояниях. Обращает на себя внимание тот факт, что моделируемое эмоциональное напряжение приводит к характерному изменению динамики скачков взора: редкие одиночные длинные скачки перемежаются с множеством коротких (не характерных для спокойного состояния). В то же время переживание пониженной весомости тела изменяет функцию задающего механизма глазодвигательных реакций в сторону значительного преобладания более длинных скачков.

Рис. 54. Изменение характера зрительного поиска точечного источника света в зависимости от моделируемого состояния оператора

А — в обычной состоянии; Б — пря внушенной гиповесомости тела; В — при моделируемом эмоциональном напряжении; Н — начало маршрута взора; К — конец поиска

Особенности глазодвигательных реакций при зрительном поиске операторами светящейся точки и преследующем слежении исследовались при моделировании указанных ранее психических состояний. Так как все эти операции проводились в полной темноте, в экспериментах использовался метод киносъемки взора в инфракрасных лучах (Б. В. Щадронов, 1969) с последующей покадровой расшифровкой и математической обработкой полученного материала.

Очень демонстративно зависимость глазодвигательных реакций от моделируемых состояний при выполнении оператором указанных операций проявляется на кривых распределения величины скачков взора (рис. 55). Усредненные по пяти операторам данные сглаживают выраженные индивидуальные отклонения и позволяют вскрыть четко проявляющуюся закономерность. Эмоциональное напряжение не только при зрительном поиске, но и при других операциях приводит к сдвигу глазодвигательных реакций в сторону более коротких скачков. В то же время переживание пониженной весомости тела вызывает во всех случаях значительное удлинение скачков. Одновременное переживание этих психических состояний приводит к тому, что на кривой распределения величин скачков взора возникает два максимума, один из которых характерен для первого состояния, другой — для второго (рис. 55. г).

Рис. 55. Кривые распределения величин скачков взора в зависимости от внушаемых состояний при выполнения различных операций (средние данные)

Ф — фоновые данные; Н — внушение гиповесомости; Э — психическое напряжение; а — зрительный поиск; б — простой вид преследующего слежения; в — сложный вид преследующего слежения; г — зрительный поиск при одновременном воздействии «гиповесомости» и психического напряжения (приведены данные трех операторов)

Выявленная особенность функционирования зрительного анализатора нуждается в дальнейшем уточнении с применением более чувствительных методов исследования. Не исключена возможность, что переживаемое оператором психическое состояние отражается не только на скачкообразных движениях глаз, но и на других видах их движения (дрейфе зрительных осей, треморе глаз и пр.). Практическая же ценность приведенных данных состоит в том, что, зная индивидуальный «спектр» величины зрительных скачков при выполнении определенного теста, можно по наблюдаемым сдвигам судить об изменениях психического состояния оператора в процессе осуществляемой деятельности.

Комплексное изучение уровня работоспособности оператора летного профиля. В одной из серий экспериментов исследовалось влияние моделируемого психического «напряжения на качество пилотирования летного тренажера. Группа операторов (6 человек) предварительно прошла обучение и тренировку по выполнению поставленной задачи с заданными параметрами полета.

Оценка качества пилотирования производилась по выполнению захода на посадку с прямой с рубежа 16 км. Начальные параметры полета задавались постоянными (V0, t0, H0, Ex0), варьировался только знак исходного углового отклонения самолета от посадочной прямой (±Ex0). Оценивались три этапа, выполняемые при заходе на посадку:

1. Выход на прямую посадки в режиме горизонтального полета до зоны глиссадного радиомаяка (до Гл.).

2. Полет до дальнего привода (ДП) со стабилизацией самолета на посадочной траектории снижения с заданной скоростью полета и завершение выхода на посадочную прямую (от Гл. до ДП).

3. Полет от дальнего привода до ближнего привода (БП) со стабилизацией самолета на посадочной прямой и гашение скорости полета (от ДП до БП).

В каждом случае пилотирования определялись средняя (М) и разброс (σ) сравнительных ошибок управления боковым (Δγ, Δyτ) и продольным (ΔV, Δyv) движениями, величина а, характеризующая запаздывание при формировании управляющего воздействия, а также статистические показатели» изменения регулируемых параметров (Еz, Ek, Δh). Характеристики работы каждого оператора использовались для получения среднегрупповых данных (рис. 56).

Рис. 56. Изменение качества пилотирования летного тренажера при моделировании состояния сильного психического напряжения

ГЛ — начало глиссады; ДП — дальний привод; БП — ближний привод; Δh — отклонение высоты полета от заданного значения ( М ); Δv — отклонение реализуемого угла тангажа от оптимального его значения; ΔI v — отклонение руля высоты от оптимального его положения; α γ — характеристика запаздывания в управлении рулем высоты; E к — угловое отклонение самолета от посадочной прямой; Δγ — отклонение реализуемого угла крена от оптимального его значения; ΔI γ— отклонение элеронов от оптимального их положения; α v — характеристика запаздывания в управлении элеронами; Δφ  — отклонение курса самолета от заданного курса посадки

На рис. 56 представлены области значений ошибок управления по тангажу (ΔVmin =< Δγ =< Vmax) и крену (Δγmin =< Δγ =< γmax) в контрольных полетах и полетах в моделируемых состояниях психического напряжения (—Э), формируемых однотипным внушением в гипнозе следующей мотивации: «От качества пилотирования зависит безопасность полета». Здесь же отражены показатели запаздывания (αv, ατ) и интервалы ошибок (Δh, Ек, Δt). В состоянии психического напряжения управление продольный движением выполнялось при более точном выдерживании заданной скорости полета, тогда как в контрольных полетах в большинстве случаев управление производилось на повышенных скоростях полета. Интервал ошибок, в который укладывалось 50 % случаев, на участке полета от ДП до БП уменьшался в 2,в раза. Запаздывание в формировании управляющего воздействия уменьшалось в среднем на 30 %, интервал ошибок управления боковым движением (±Δγ) — в 1,6 раза, а запаздывание в отклонении элеронов — на 4,6 %.

Таким образом, в моделируемом состоянии психического напряжения пилотирование осуществляется с уменьшением дисперсии ошибок управления, со снижением запаздывания в отклонении органов управления. Качество пилотирования свидетельствует о значительной мобилизации психофизиологических возможностей оператора в данном состоянии. Это же подтверждают а регистрируемые в «полете» физиологические показатели состояния оператора (рис. 57). В частности, сдвиги функций дыхания достаточно четко свидетельствуют о том, что напряженность состояния оператора в «полете» возрастает в значительной степени.

Рис. 57. Физиологические показатели операторов при пилотировании в состояниях

ЧП — частота пульса; ЧД — частота дыхания; ЛВ — легочная вентиляция; Гл — начало глиссады; ДП — дальний привод; БП — ближний привод