Хронофизиологические особенности операторов с начальным уровнем профессиональной подготовки

Бесплатный доступ

У операторов с начальным уровнем подготовки утренний хронотип является наиболее предпочтительным для эффективной профессиональной деятельности. В частности, в состоянии спокойного бодрствования у представителей данной группы отмечаются признаки напряжённого внимания (преобладание тета- и низкочастотного бета-ритма), а также эмоционального возбуждения и умственного напряжения (преобладание бета-ритма).

Хронотип, хронофизиологические особенности операторов, биоэлектрическая активность головного мозга, эффективность работы операторов, профессиональный отбор операторов

Короткий адрес: https://sciup.org/140243696

IDR: 140243696

Текст научной статьи Хронофизиологические особенности операторов с начальным уровнем профессиональной подготовки

Введение . В современных условиях цифровизации здравоохранения и экономики РФ в целом профессия оператора является одной из самых востребованных и, вместе с тем, самых сложных на рынке труда. Данный вид профессиональной деятельности связан с переработкой больших объёмов разнообразной информации, которую предъявляет машина [3]. При этом человек, являясь звеном в цепи «человек-машина-среда», выполняет функцию посредника между внешним миром и техническим устройством [8, 9].

Повсеместное внедрение новейших достижений научно-технологического прогресса требует постоянного участия операторов. Вместе с тем эксплуатация автоматизированных машинных систем в виду их постоянно увеличивающейся сложности сопровождается возрастанием личной ответственности оператора за ошибки в работе [1, 5].

В настоящее время между профессиональными требованиями к оператору, отражающими специфику труда, и его индивидуальными психофизиологическими особенностями имеются выраженные противоречия. Это определяет настоятельную необходимость изучения закономерностей работы человека в системах управления. Кроме того, требуется разработка на этой основе актуальных практических рекомендаций по оптимизации профессиональной деятельности операторов и отбору лиц для операторских профессий [12].

Умение поддерживать высокий уровень бдительности в течение длительного времени является одним из ключевых качеств современного оператора. Наибольшее значение это имеет для работающих в ночную смену и напрямую зависит от их хронофизиологических особенностей [4]. В свою очередь хронотип, являясь относительно устойчивой индивидуальной психофизиологической характеристикой состояния и работоспособности человека, проявляется в виде предпочтения им утренней или вечерней деятельности [14].

Исходя из этого, представляется актуальным изучение хронофизиологических особенностей операторов для выявления их профессионально важных качеств.

В свою очередь исследование биоритмологических особенностей позволит оценить, в какое время суток оператор, относящийся к тому или иному хронотипу, способен наиболее продуктивно и с минимальным количеством ошибок осуществлять про- фессиональную деятельность. Это имеет большое значение в сложных условиях операторского труда, особенно при работе по сменам [11,15].

Цель работы. На основе представлений о хронофизиологии человека планируется разработать новый подход к оптимизации профессиональной деятельности оператора, в том числе снижению физиологической «цены» эффективной работы. Для этого будут исследованы особенности биоэлектрической активности головного мозга у операторов с различным хронотипом. Выявленные ключевые показатели и индикаторы планируется использовать в контексте превентивного управления психофизиологическим здоровьем и трудоспособностью человека-оператора.

Методика исследования. В настоящем исследовании участвовал 121 человек с начальными навыками операторской деятельности в возрасте 18-45 лет. По результатам предварительного медицинского осмотра все обследованные оказались практически здоровыми.

Фоновая биоэлектрическая активность головного мозга оценивалась по параметрам электроэнцефалографии (ЭЭГ) с применением международной схемы установки электродов «10-20 %» [6]. При этом использовался 8-канальный электроэнцефалограф «Нейрон-Спектр-1» производства ООО «Нейрософт». Обследование проводилось с 9 до 12 часов.

Для определения хронотипа использовалась анкета Остберга в модификации С. И. Степановой [10].

Статистическая обработка полученных данных проводилась в программных пакетах Gnumeric (версия 1.12.35) и LibreOffice (версия 6.0.3.2) [2].

Результаты исследования и их обсуждение. По результатам теста Остберга операторы были разделены на 5 хронотипов: 1) слабо выраженный утренний; 2) чётко выраженный утренний; 3) аритмичный; 4) слабо выраженный вечерний; 5) чётко выраженный вечерний. При этом чётко выраженный утренний хронотип включал в себя лишь единичных участников, вследствие чего мы посчитали возможным объединить крайние типы между собой. В дальнейшей работе использовалась распространённая в литературе классификация, включающая в себя три основных хронотипа: утренний, вечерний и аритмичный [13].

Среди обследованных операторов представители аритмичного хронотипа составили 61,2 %, утреннего – 7,4 % и вечернего – 31,4 %.

В результате проверки выборок на нормальность распределения (по критерию Шапиро-Франсиа при n<50 и по критерию Колмогорова-Смирнова при n>50) оказалось, что для утреннего хронотипа p=0,07, для вечернего - p=0,04, для аритмичного - p=0,38 [7]. В выборках же, соответствующих утреннему и аритмичному хронотипам, p>0,05, следовательно, эмпирическое распределение соответствовало нормальному. В выборке вечернего хронотипа - p<0,05, что говорит о существенном отклонении распределения от нормального. Таким образом, для сравнения указанных выборок нами использовался односторонний дисперсионный анализ (H-критерий Краскела-Уоллиса).

В таблице 1 представлены хронофизиологические особенности операторов по результатам теста Остберга.

Таблица 1

Хронофизиологические особенности операторов

(односторонний дисперсионный анализ)

Показатели теста Остберга

Утренний хронотип (n=9) Me

Вечерний хронотип (n=38) Me

Аритмичный хронотип (n=74) Me

Итоговый результат, баллы

85,3*

49,1*

67,9*

Примечание: * статистически значимые различия (р<0,05)

Из таблицы 1 следует, что итоговый результат теста Остберга оказался наименьшим в группе вечернего хронотипа - 49,1 балла (межквартильный размах 46-54 балла), средним в группе аритмичного хронотипа - 67,9 балла (межквартильный размах 64-72 балла) и наибольшим в группе утреннего хронотипа - 85,3 балла (межквартильный размах 83-90 баллов). Обнаруженные различия итогового результата теста Остберга в группах обследованных с разным хронотипом оказались статистически значимыми (p=-1,58 * 1017).

В результате проверки нормальности распределения выборок (по критерию Ша-пиро-Франсиа при n<50 и по критерию Колмогорова-Смирнова при n>50) оказалось, что для утреннего, вечернего и аритмичного хронотипов по большинству показателей ЭЭГ распределение существенно отличается от нормального [7]. В связи с этим сравнение данных выборок проводилось с помощью одностороннего дисперсионного анализа (H-критерий Краскела-Уоллиса).

В таблице 2 представлены биоэлектрические особенности операторов по результатам электроэнцефалографии (левые отведения).

Таблица 2

Биоэлектрические особенности операторов (левые отведения; односторонний дисперсионный анализ)

Ритмы ЭЭГ

Отведения ЭЭГ

Параметры ЭЭГ

Утренний хронотип (n=9) Me

Вечерний хронотип (n=38) Me

Аритмичный хронотип (n=74) Me

Альфа-ритм

Лобные

частота, Гц

9,7

9,4

9,8

амплитуда спектра, мкВ/с

0,9

1,3

1,2

индекс ритма, %

11

8

9

Центральные

частота, Гц

9,9

9,5

9,7

амплитуда спектра, мкВ/с

1,3

1,7

1,7

индекс ритма, %

20

18

17

Затылочные

частота, Гц

9,8

9,6

10,2

амплитуда спектра, мкВ/с

1,7

2,1

2,2

индекс ритма, %

29

29

25

Височные

частота, Гц

9,4

9,4

9,8

амплитуда спектра, мкВ/с

0,9

1,2

1,3

индекс ритма, %

8

8

11

Бета-ритм (НЧ)

Лобные

частота, Гц

15,4

15,3

15,8

амплитуда спектра, мкВ/с

0,5

0,5

0,6

индекс ритма, %

2

2

2

Центральные

частота, Гц

16,1

15,9

15,9

амплитуда спектра, мкВ/с

0,6

0,6

0,7

индекс ритма, %

3

3

3

Затылочные

частота, Гц

16,4

15,9

15,6

амплитуда спектра, мкВ/с

0,6

0,8

0,7

индекс ритма, %

2

3

3

Височные

частота, Гц

15,0

15,9

15,7

амплитуда спектра, мкВ/с

0,5

0,6

0,5

индекс ритма, %

3

2

2

Бета-ритм (ВЧ)

Лобные

частота, Гц

22,9

23,1

22,9

амплитуда спектра, мкВ/с

0,4

0,4

0,3

индекс ритма, %

3

2

2

Центральные

частота, Гц

22,3

22,2

22,1

амплитуда спектра, мкВ/с

0,4

0,4

0,4

индекс ритма, %

3

3

3

Затылочные

частота, Гц

24,1

22,7

22,5

амплитуда спектра, мкВ/с

0,4

0,4

0,5

индекс ритма, %

2

2

3

Продолжение таблицы 2

Ритмы ЭЭГ

Отведения ЭЭГ

Параметры ЭЭГ

Утренний хронотип (n=9) Me

Вечерний хронотип (n=38) Me

Аритмичный хронотип (n=74) Me

Бета-ритм (ВЧ)

Височные

частота, Гц

21,4

23,9

22,4

амплитуда спектра, мкВ/с

0,3*

0,4*

0,4*

индекс ритма, %

3

3

3

Тета-ритм

Лобные

частота, Гц

5,3

5,2

5,3

амплитуда спектра, мкВ/с

1,2

1,6

1,5

индекс ритма, %

10

9

9

Центральные

частота, Гц

5,3

5,4

5,4

амплитуда спектра, мкВ/с

1,8

1,8

1,7

индекс ритма, %

21*

15*

15*

Затылочные

частота, Гц

5,2

6,0

5,5

амплитуда спектра, мкВ/с

1,5

1,5

1,5

индекс ритма, %

12

11

10

Височные

частота, Гц

4,9

5,3

5,4

амплитуда спектра, мкВ/с

1,1

1,5

1,5

индекс ритма, %

13

12

14

Дельтаритм

Лобные

частота, Гц

0,9

0,9

1,0

амплитуда спектра, мкВ/с

3,5

4,6

3,9

индекс ритма, %

57

63

61

Центральные

частота, Гц

1,5

1,2

1,2

амплитуда спектра, мкВ/с

2,6

3,2

3,3

индекс ритма, %

47

45

49

Затылочные

частота, Гц

1,3

1,3

1,3

амплитуда спектра, мкВ/с

3,5

2,9

3,0

индекс ритма, %

37

32

40

Височные

частота, Гц

0,9

1,3

1,2

амплитуда спектра, мкВ/с

2,0

3,2

3,4

индекс ритма, %

44

52

50

Примечание: * статистически значимые различия (р<0,05)

Из таблицы 2 следует, что амплитуда спектра высокочастотного бета-ритма в левых височных отведениях оказалась наименьшей в группе утреннего хронотипа 0,3 мкВ/с (межквартильный размах 0,11-0,33 мкВ/с). В группе вечернего хронотипа тот же показатель составил 0,4 мкВ/с (межквартильный размах 0,25-0,51 мкВ/с), а в группе аритмичного хронотипа 0,4 мкВ/с (межквартильный размах 0,28-0,46 мкВ/с). Обнаруженные различия амплитуды спектра высокочастотного бета-ритма в левых височных отведениях между хронотипами оказались статистически значимыми (p=0,02892).

Кроме того, индекс тета-ритма в левых центральных отведениях оказался наибольшим в группе утреннего хронотипа 21 % (межквартильный размах 17-25 %). В группе вечернего хронотипа тот же показатель составил 15 % (межквартильный размах 12-18 %) и в группе аритмичного хронотипа 15 % (межквартильный размах 12-18 %). Обнаруженные различия индекса тета-ритма в левых центральных отведениях у операторов с разным хронотипом оказались статистически значимыми (p=0,01023).

В таблице 3 представлены биоэлектрические особенности операторов по результатам электроэнцефалографии (правые отведения).

Таблица 3

Биоэлектрические особенности операторов (правые отведения; односторонний дисперсионный анализ)

Ритмы ЭЭГ

Отведения ЭЭГ

Показатели ЭЭГ

Утренний хронотип (n=9) Me

Вечерний хронотип (n=38) Me

Аритмичный хронотип (n=74) Me

Альфа-ритм

Лобные

частота, Гц

9,3

9,5

9,7

амплитуда спектра, мкВ/с

1,0

1,3

1,3

индекс ритма, %

10

9

10

Центральные

частота, Гц

9,7

9,6

9,8

амплитуда спектра, мкВ/с

1,4

1,6

1,7

индекс ритма, %

17

21

18

Затылочные

частота, Гц

10,1

10,1

10,2

амплитуда спектра, мкВ/с

2,3

2,4

2,4

индекс ритма, %

31

38

34

Височные

частота, Гц

9,4

9,7

9,7

амплитуда спектра, мкВ/с

1,1

1,3

1,3

индекс ритма, %

15

11

12

Бета-ритм (НЧ)

Лобные

частота, Гц

15,7

15,3

15,4

амплитуда спектра, мкВ/с

0,5

0,5

0,5

индекс ритма, %

2

2

2

Центральные

частота, Гц

16,3

16,0

15,7

амплитуда спектра, мкВ/с

0,6

0,7

0,7

индекс ритма, %

3

3

3

Затылочные

частота, Гц

16,6*

15,8*

15,8*

амплитуда спектра, мкВ/с

0,6

0,8

0,8

индекс ритма, %

4

3

4

Височные

частота, Гц

15,9

15,9

15,6

амплитуда спектра, мкВ/с

0,5

0,6

0,5

индекс ритма, %

3

2

3

Бета-ритм (ВЧ)

Лобные

частота, Гц

22,6

23,0

22,5

амплитуда спектра, мкВ/с

0,3

0,4

0,3

индекс ритма, %

3

2

2

Продолжение таблицы 3

Ритмы ЭЭГ

Отведения ЭЭГ

Показатели ЭЭГ

Утренний хронотип (n=9) Me

Вечерний хронотип (n=38) Me

Аритмичный хронотип (n=74) Me

Бета-ритм (ВЧ)

Центральные

частота, Гц

21,8

22,1

22,1

амплитуда спектра, мкВ/с

0,3

0,4

0,4

индекс ритма, %

3

3

3

Затылочные

частота, Гц

22,9

22,1

22,0

амплитуда спектра, мкВ/с

0,4

0,5

0,5

индекс ритма, %

3

3

3

Височные

частота, Гц

21,4

22,5

22,5

амплитуда спектра, мкВ/с

0,3

0,4

0,4

индекс ритма, %

2

2

3

Тета-ритм

Лобные

частота, Гц

5,3

5,3

5,3

амплитуда спектра, мкВ/с

1,3

1,7

1,5

индекс ритма, %

10

9

9

Центральные

частота, Гц

5,7

5,5

5,8

амплитуда спектра, мкВ/с

1,6

1,7

1,8

индекс ритма, %

16

15

14

Затылочные

частота, Гц

5,8

5,9

5,8

амплитуда спектра, мкВ/с

1,3

1,6

1,5

индекс ритма, %

11

10

9

Височные

частота, Гц

5,3

5,4

5,4

амплитуда спектра, мкВ/с

1,3

1,8

1,4

индекс ритма, %

13

12

12

Дельтаритм

Лобные

частота, Гц

0,8

1,0

1,0

амплитуда спектра, мкВ/с

3,3*

4,7*

4,3*

индекс ритма, %

55

61

62

Центральные

частота, Гц

1,3

1,2

1,1

амплитуда спектра, мкВ/с

2,7

3,2

3,1

индекс ритма, %

47

45

49

Затылочные

частота, Гц

1,3

1,2

1,2

амплитуда спектра, мкВ/с

2,4

2,9

3,0

индекс ритма, %

33

31

35

Височные

частота, Гц

1,3

1,3

1,2

амплитуда спектра, мкВ/с

2,7

4,0

3,5

индекс ритма, %

54

56

58

Примечание: * статистически значимые различия (p≤0,05)

Из таблицы 3 следует, что частота низкочастотного бета-ритма в правых затылочных отведениях оказалась наибольшей в группе утреннего хронотипа 16,6 Гц

(межквартильный размах 15,1-16,8 Гц). У вечернего хронотипа данный показатель составил 15,8 Гц (межквартильный размах 15,2-16,5 Гц), а у аритмичного хронотипа - 15,8 Гц (межквартильный размах 15,1-16,4 Гц). Обнаруженные различия частоты низкочастотного бета-ритма в правых затылочных отведениях между хронотипами оказались статистически значимыми (p=0,03207).

Кроме того, амплитуда спектра дельта-ритма в правых лобных отведениях оказалась наименьшей в группе утреннего хронотипа - 3,3 мкВ/с (межквартильный размах равен 2,2-4,0 мкВ/с), средней в группе аритмичного хронотипа - 4,3 мкВ/с (межквартильный размах - 3,4-5,4 мкВ/с) и наибольшей в группе вечернего хронотипа - 4,7 мкВ/с (межквартильный размах - 3,4-6,7 мкВ/с). Обнаруженные различия амплитуды спектра дельта-ритма в правых лобных отведениях у операторов с разным хронотипом оказались статистически значимыми (p=0,04218).

Заключение. Среди лиц с начальными навыками операторской деятельности выявлены представители трёх основных хронотипов: аритмичного - 61,2 %, утреннего - 7,4 % и вечернего - 31,4 %. Данные группы достоверно отличаются по итоговому результату теста Остберга. Кроме того, у представителей утреннего хронотипа обнаружена наименьшая выраженность высокочастотного бета-ритма в левых височных отведениях и наибольшая выраженность тета-ритма в левых центральных отведениях.

В группе утреннего хронотипа частота низкочастотного бета-ритма в правых затылочных отведениях оказалась наибольшей, а амплитуда спектра дельта-ритма в правых лобных отведениях - наименьшей.

Таким образом, обнаруженные особенности биоэлектрической активности головного мозга характеризуют утренний хронотип, как наиболее предпочтительный для человека-оператора. В состоянии спокойного бодрствования у представителей данной группы имеются признаки напряжённого внимания (преобладание тета- и низкочастотного бета-ритма), а также эмоционального возбуждения и умственного напряжения (преобладание бета-ритма). Вместе с тем, у операторов с аритмичным и вечерним хронотипами на фоне высокой нервно-психической напряжённости (высокочастотный бета-ритм) зачастую наблюдаются эпизоды микросна (преобладание дельта-ритма), как реакция на эмоциональный стресс и длительную умственную работу.

Полученные результаты позволяют оптимизировать профессиональный отбор операторов для систем «человек-машина» и снижать аварийность на потенциально опасных объектах.

Список литературы Хронофизиологические особенности операторов с начальным уровнем профессиональной подготовки

  • Бодров В. А., Дикая Л.Г., Журавлев А.Л. Основные направления и результаты инженерно-психологических исследований в Институте психологии РАН //Актуальные проблемы психологии труда, инженерной психологии и эргономики. Выпуск 2. -М.: Институт психологии РАН, 2011. -624 с. Режим доступа: https://b-ok.org/book/3290823/5bc877 (дата обращения: 03.02.2019).
  • Букушева А. В. Статистическая обработка данных в Gnumeric: учебное пособие. -Саратов, 2015. -70 с.
  • Воронин В. М. Психология решения оперативных задач в больших системах. Диагностика функционального состояния и обучение операторов: монография. -Екатеринбург: УрГУПС. -2016. -249 с.
  • Генетические исследования циркадных ритмов работников, занятых операторской деятельностью/Таранов А. О. //Вестник Московского государственного гуманитарного университета имени М. А. Шолохова. Педагогика и психология. -2014. -№ 4. -С. 74-83.
  • Дорохов В. Б. Сомнология и безопасность профессиональной деятельности//Журнал высшей нервной деятельности. -2013. -№ 63 (1). -С. 33-47.
  • Дьяков А. Ф. Техногенные катастрофы в тепловой и атомной энергетике. Прочностный анализ. Инженерная психология. Новые технологии и их предотвращения. -М.: Инновационное машиностроение, 2016. -614 с.
  • Зенков Л. Р. Клиническая электроэнцефалография (с элементами эпилептологии). Руководство для врачей. -5-е изд. -М.: МЕДпрессинформ, 2012. -356 с.
  • Марапов Д.И., Закиров И.К., Искандаров И.Р. Медицинская статистика //Сайт для аспирантов и молодых учёных, врачей-специалистов и организаторов, студентов и преподавателей. -2013. Режим доступа: http://medstatistic.ru (дата обращения: 03.02.2019).
  • Методические подходы к определению уровня профессиональной пригодности работников травмоопасных профессий/Юшкова О. И. //Медицина труда и промышленная экология. -2006. -№ 3. -С. 7-11.
  • Найденова Л. И. Инженерная психология. -Пенза: Пенз. ГТУ. -2014. -99 с.
  • Платонова А. В. Основы инженерной психологии: учебное пособие. -Изд. 2-е. -Томск: ТГАСУ. -2016. -126 с.
  • Степанова С. И. Биоритмологические аспекты проблемы адаптации. -М.: Наука, 1989. -239 с.
  • Фугелова Т. А. Инженерная психология. -Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. -291 с.
  • Хильдебрандт Г., Мозер М., Лехофер М. Хронобиология и хрономедицина. -М.: Арнебия, 2006. -144 с.
  • Чибисов С. М., Катинас Г.М., Рагульская М.В. Биоритмы и космос: мониторинг космобиосферных связей: монография. -М., 2013. -442 с.
Еще
Статья научная