А. Б. Леонова Психодиагностика функциональных состояний человека

Тест дифференцированной самооценки утомления, предло­женный В. А. Доскиным и соавт. [66], основывается на предва­рительном выделении основных компонентов функционального состояния. Авторы полагают, что оно всесторонне характери­зуется с помощью трех категорий признаков: самочувствия, активности и настроения (сокращенно — САН). В оригиналь­ном варианте теста каждая из них представлена десятью по­лярными признаками, степень выраженности которых устанав­ливается по семибалльной шкале (подробнее содержание этой методики описывается в разделе 4.1). При этом подчерки­вается, что диагностика состояния основывается не только на абсолютных оценках каждой из категорий, которые снижаются при утомлении, но и на показателях их соотношения. У отдох-

50

дувшего человека все три категории признаков оцениваются близкими цифрами. По мере нарастания утомления растет их дивергенция за счет большего снижения показателей самочув­ствия и активности по сравнению с субъективной оценкой на­строения (рис. 7). Такая ин­формация оказывается полез­ной для более тонкой диффе­ренциации состояний.

математического аппарата и обращения к данным, накоп­ленным в традиционных об­ластях использования шкали­рования — субъективной пси­хофизике и психометрике. Од­нако методическое совершен­ствование процедур разработ­ки субъективных тестов не снимает принципиальной односторон­ности получаемой с их помощью информации — оценки состоя­ния с точки зрения самого субъекта. Ее достоверность должна подкрепляться собираемыми параллельно объективными дан­ными.

2.3. КОМПЛЕКСНЫЕ МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ

Проведенный выше анализ показывает, что всем из­вестным в настоящее время методическим подходам к оценке функциональных состояний свойственны существенные недо­статки. Преодолеть их можно только на пути использования комплексных методов диагностики.

Идея комплексного подхода к изучению состояний не нова. Еще в 1929 г. А. П. Нечаев, проанализировав более 30 различ­ных методик оценки утомления, пришел к выводу, что ни одна из них при однократном применении не позволяет не только^ судить о величине утомления, но и вообще делать вывод о его наличии. «Неужели психологи,— писал он,— никогда не будут владеть методом, при помощи которого можно было бы реги­стрировать психическую утомленность в каждый отдельно взя­тый момент времени?! ...Когда к врачу приходит больной, то-для констатирования его болезни не требуется предваритель­ная справка о его здоровом состоянии» [156, с. 38]. Пытаясь найти такой метод, он приходит к выводу о необходимости в любой момент времени одновременно регистрировать ряд ха­рактеристик сенсорной и моторной готовности человека и оце-

51

Рис. 7. Средние величины дивеоген-

ции между категориями теста САН

при различных степенях усталости-

(по В. А. Доскину и др., 1973)

живать соотношение между ними. Несмотря на некоторую на­ивность в определении содержания этой комплексной характе­ристики— «коэффициента гармоничности», разработанные в исследованиях А. П. Нечаева положения с особым интересом читаются в наши дни. При этом важно отметить, что объеди­няемые им характеристики направлены на количественную ■оценку соотношения между разными элементами единой пси­хофизиологической системы, обеспечивающей выполнение дея­тельности.

В современной литературе вряд ли найдется эксперимен­тальная работа, в которой изучение функционального состоя­ния человека проводилось бы с использованием только одного методического приема. Даже в тех случаях, когда цель иссле-^ дования состоит в анализе динамики какого-либо частного признака, авторы обязательно обращаются к соотнесению по­лучаемых результатов с эффективностью выполнения стоящей перед человеком поведенческой задачи, с данными о его субъ­ективных переживаниях и т. д.

Пути реализации принципа комплексности частично затра­гивались нами при обсуждении основных методических под­ходов. Решение этой проблемы для физиологических исследо­ваний связано с разработкой полиэффекторных методов реги­страции. Развитие психологических методов тестирования идет по пути создания многофакторных субъективных тестов и ба­тарей психометрических методик. Это необходимый, но дале­кий от завершения начальный этап работы. Следующим шагом является проведение корреляционных исследований и создание на их основе комплексных систем тестов более высокого по­рядка.

Центральной проблемой при этом является выбор из боль­шого числа имеющихся наиболее надежных и удобных для .практического использования методик. Последнее требование теоретически может быть удовлетворено в отношении любой методики за счет усовершенствования процедуры тестирова­ния, способов регистрации и обработки данных на основе при­менения современных технических средств (использование ЭВМ на линии эксперимента, разработка портативных устано­вок, применение адекватных математических моделей и средств •статистического анализа). Надежность же отбираемых методи-' ческих средств определяется чувствительностью используемых показателей и их адекватнестью конкретным задачам исследо­вания.

Говоря о пригодности того или иного показателя для оцен­ки функционального состояния, прежде всего должна учиты­ваться его информативность. Во-первых, необходимо, чтобы ис­пользуемый показатель наиболее полно отражал состояние ис­следуемой системы. Это достижимо в том случае, если он аде­кватен работе, которую выполняет последняя. Кроме того, важ­но, чтобы выбираемый показатель обладал определенной сте-

пенью устойчивости, отражая не любые спонтанные колебания регистрируемых параметров, а фиксируя изменение состояния, g то же время неуместно использование слишком грубых по­казателей, способных уловить только ярко выраженные изме-нения. Перечисленные требования, на наш взгляд, составляют основное содержание проблемы информативности выбираемых критериев оценки состояния.

Отметим, что различным типам показателей свойственна неодинаковая динамика во времени. Например, в работе У. Лундберга и М. Франкенхойзер [293] изучалось изменение успешности решения арифметических задач, развитие субъек­тивной симптоматики стресса, динамики частоты сердцебиений и секреции катехоламинов в условиях длительного воздействия шума. Результаты эксперимента продемонстрировали не толь­ко существование типичной картины сдвигов отдельных пока­зателей в условиях шумового стресса (по типу реакции адап­тации к сверхнагрузкам), но и качественное своеобразие про­явлений отсроченных эффектов стресса. Так, если субъектив­ные ощущения дискомфорта были непродолжительными и име­ли тенденцию к быстрому исчезновению, то эндокринная акти­вация длилась от нескольких часов до двух суток, возрастая после окончания стимуляции. Поведенческие и физиологиче­ские сдвиги наблюдались как во время действия стрессора, так л в течение двух-трех часов после прекращения шумового воз­действия. В свете таких данных проблема чувствительности приобретает новую окраску: отбор диагностических средств должен производиться с учетом временного интервала между периодом воздействия исследуемого фактора и моментом по­явления выраженных сдвигов со стороны анализируемых пока­зателей.

Формулировка конкретных требований к выбору адекват-лых методических процедур определяется характером диагно­стической задачи и содержанием реальной деятельности чело­века. Именно в этом контексте выделяются те психические про-.дессы и обеспечивающие их реализацию физиологические 'функции, которые испытывают максимальную нагрузку при .выполнении конкретного вида труда и в наибольшей степени лодвержены изменениям. Анализируя состояние человека по локазателям профессионально важных функций, можно с боль­шей достоверностью прогнозировать динамику эффективности труда и оценивать психофизиологическую «цену» деятельности. В соответствии с этим содержательный психофизиологический анализ конкретных видов трудовой деятельности представ­ляется необходимым условием для создания комплексных си­стем тестов, пригодных для оценки функциональных состояний ■в условиях реального производства.

ГЛАВА III

МИКРОСТРУКТУРНЫИ АНАЛИЗ КАК СРЕДСТВО СОЗДАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МЕТОДИК

Процесс решения различных поведенческих задач, в том числе и связанных с реализацией преимущественно когни­тивных действий (например, восприятия, обнаружения сигна­ла, опознания, запоминания, принятия решений), может быть описан в терминах функциональной структуры соответствую­щего вида деятельности [52; 77; 82]. Представления о наличии структурных перестроек в системе, обеспечивающей выполне-' ние деятельности, при изменении состояния человека основы­ваются на достижениях отечественной физиологической школы Н. Е. Введенского — А. А. Ухтомского [168; 194], а также це­лом ряде психологических исследований Э. Крепелина [103], Ф. Бартлетта [223; 224], В. Н. Мясищева [135], А. П. Нечаева [141; 156] и др.

Экспериментальному развитию этого подхода может спо­собствовать ассимиляция данных, накопленных в современной психологической науке относительно строения и механизмов различных психических процессов. Разработка этих проблем интенсивно ведется в русле микроструктурного анализа психи­ческой деятельности в нашей стране и когнитивной психологии на Западе [27; 29; 95; 334]. Несмотря на обилие теоретических и экспериментальных исследований в этой области, связанных главным образом с созданием моделей процессов приема и пе­реработки информации человеком, их прикладная направлен­ность явно недостаточна. Можно назвать несколько работ, в которых концептуальный аппарат указанных исследований ис­пользуется непосредственно в диагностических целях — при оценке индивидуальных и возрастных различий, в клинической практике, при выявлении специфики воздействия наркотиче­ских средств!, Специальных исследований, направленных на использование когнитивных методик для диагностики функцио­нальных состояний человека, мы пока не знаем. В некоторой степени этот недостаток компенсируется работами, посвящен-, ными изучению влияния разных уровней активации и стресса на эффективность процессов переработки информации [256; 274]. Весьма информативные в содержательном плане резуль­таты этих исследований носят все же предварительный харак­тер в связи с нерасчлененностью исходных представлений о специфике моделируемых состояний и преимущественно иссле­довательской установкой авторов. В то же время мнение о не­посредственной диагностической ценности этого класса методик

Обзорные материалы по этим работам можно найти в [263; 276; 291].

54

я возможности их использования в самых разнообразных си­туациях в последние годы звучит все отчетливее [291; 337].

3.1. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИМВОЛИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ

Первоначально экспериментальная реализация пред­лагаемого подхода была осуществлена в цикле работ, посвя­щенных анализу изменений выполнения задач на кратковре­менное запоминание зрительно предъявляемого цифрового ма­териала под влиянием утомления2. Микроструктура решения этих задач может быть представлена в виде гипотетической модели, включающей последовательность функциональных бло­ков, соответствующих основным этапам процесса переработки информации. Строение каждого функционального блока опи­сывается с помощью системы психологических операций, реа­лизующихся на данном этапе. Для описания процесса реше-яия задач, связанных с обработкой буквенно-цифровой инфор­мации, адекватной является модель Р. Аткинсона и Р. Шиф-фрина [218; 219], одна из модификаций которой была исполь­зована в нашей работе [80]. Несмотря на далеко не универ­сальный характер блочных моделей подобного типа [27; 137], для анализируемого нами класса экспериментальных ситуаций их применение вполне обосновано и продуктивно.

Основным в рассматриваемой модели процесса переработки информации (рис. 8) является выделение трех блоков хране­ния информации: сенсорной (или иконической) памяти, крат­ковременной (вербально-акустической) памяти и долговремен­ной (семантической) памяти [349]. Перевод информации из од­ного блока хранения в другой осуществляется с помощью так называемых «контролирующих» операций [219]—-фильтрации

2 Подробно результаты данного цикла исследований в настоящем разде­ле не рассматриваются, поскольку им посвящена специальная моногра­фия [80].

55

локализация нарушении

Рис. 8. Локализация эффектов утомления в структуре процесса переработки буквенно-цифровой информации

нли селекции поступившего сенсорного материала, его переко­дирования (в данном случае в вербально-акустическую форму) „ повторения, используемого как средство удержания инфор­мации в кратковременной памяти и перевода ее на более про­должительное хранение. Операциональная структура блока организации ответа зависит от типа решаемой задачи и пред­полагает наличие этапов принятия решения и подготовки соб­ственно моторной реакции. В описанной системе существуют достаточно сложные и не только прямые связи между отдель­ными блоками. Так, например, нередко указывается на воз­можность непосредственного доступа сенсорной информации в долговременную память [77; 95], которая в свою очередь опре­деляет эффективность осуществления операции кодирования [346]. Последняя выполняет регуляторную функцию по отноше­нию к блоку сенсорной памяти — по мере перекодирования устраняется необходимость непосредственного обращения к сенсорным следам, которые, интерферируя между собой, могут служить помехой для успешного запоминания материала [327; 345]. Следовательно, непосредственно сенсорная обработка ин­формации должна быть своевременно прекращена. Связь меж­ду блоками кратковременной и долговременной памяти осуще­ствляется с помощью так называемого «вербального кольца» ,[346] — при работе со знакомым символическим материалом операция повторения выполняется в форме внутреннего прого-варивания [95; 349]. При этом к функциям повторения отно­сится не только циркуляция информации между блоками па­мяти, но и осуществление активных преобразований удержан­ной информации, имеющих семантическую окраску [246]. В по­следнем случае повторение непосредственно связано с осущест­влением таких операций, как поиск в памяти, упорядочение и сравнение материала, организация стратегий восстановления информации и др. [346]. Операциональный состав на уровне отдельных блоков и характер актуализируемых связей между ними во многом определяются содержанием решаемой когни­тивной задачи.

Различные задачи, основывающиеся на кратковременном .запоминании поступающей информации — обнаружение, опо­знание, частичное и полное воспроизведение, преимущественно .нагружают отдельные блоки описанной выше системы. На этом основан главный методический принцип построения раз­работанного комплекса методик: каждая из них предназначе­на для оценки эффективности работы определенных групп операций, позволяя тем самым как бы «прозвонить» разные звенья процесса переработки информации. Анализируя ха­рактер влияния нагрузки, приводящей к развитию утом- . ления, можно локализовать его эффекты и описать вызывае­мые им нарушения в терминах изменений на уровне органи­зации функциональной структуры определенного когнитивного .акта.

57

После предварительного отбора [80; 115] в базовый ком­плекс были включены четыре методики.

Методика «опознание» позволяет главным образом анали­зировать операции, осуществляющие хранение информации в кратковременной памяти. Испытуемому предъявляется после­довательность цифр, после которой следует тестовая цифра. Удерживая в кратковременной памяти всю предъявленную информацию и осуществляя операцию сравнения, испытуемый должен дать двоичный ответ («да» или «нет») относительно того, присутствовала ли тестовая цифра в предъявленном ра­нее стимульном ряду. Операция сравнения осуществляется на уровне кратковременной памяти, что отличает эту методику от предыдущей. Выполнение операций, связанных с воспроизве­дением, сведено к минимуму, поскольку развернутый ответ о всей сохраненной информации не предполагается.

Методика «полное воспроизведение» направлена на более полное тестирование операций по активному удержанию ин­формации и организации ответа. Испытуемому предъявляете» последовательность цифр, которая должна быть полностью» воспроизведена в порядке поступления стимулов. Для того что­бы выполнить эту задачу, информация должна быть не только переведена в кратковременную память, но и постоянно удер­живаться там до реализации ответа с помощью операции по­вторения. С помощью повторения информация переводится и на более продолжительное хранение, что повышает эффектив­ность воспроизведения. Специальная работа должна осущест­вляться на этапах принятия решений, поскольку должен быть' сделан вывод относительно присутствия каждого элемента в стимульном ряду, и подготовки развернутого ответа. Таким образом, в процесс реализации данной задачи включены прак­тически все блоки системы переработки информации.

Методика «определение отсутствующей цифры» направлена на анализ операций, осуществляющих элементарные семанти­ческие преобразования на уровне взаимодействия кратковре­менной и долговременной памяти. Испытуемый работает с по­следовательностью цифр, представляющей собой отрезок нату-

58

рального ряда чисел (например, 1, 2, 3, 4, 5). В предъявляе­мой испытуемому последовательности одна из цифр этого на-бора пропускается, а остальные цифры расположены в случай-ном порядке. Задача испытуемого состоит в том, чтобы опре­делить, какая из цифр указанного отрезка натурального ряда отсутствовала. Помимо запоминания всего предъявленного материала испытуемый должен осуществить простейшие се­мантические операции по упорядочению предъявленной инфор­мации и сравнению ее с хранящимися в долговременной памя­ти эталонами.

Проведение экспериментов по данным методикам автомати­зировано на базе ЭВМ, которая обеспечивает тахистоскопиче-ское предъявление информации на электролюминесцентных индикаторах, регистрирует ответы испытуемых и проводит пер­вичную обработку данных на линии эксперимента [79; 113]. Для проведения исследований на производстве был разработан лортативный стенд, позволяющий воспроизводить необходимые условия предъявления информации [112].

Организация эксперимента по каждой методике состоит в предъявлении испытуемому серии отдельных проб. Каждая из проб представляет собой предъявление одной цифровой после­довательности и ответа испытуемого. Условия предъявления информации определяются двумя основными количественными величинами:

а) длиной последовательности (для всех методик она варь­ировала на двух уровнях — 3 и 5 цифр);

б) величиной межстимульного интервала. На начальных этапах подготовки методик этот параметр варьировал в широ­ких пределах:

для методики поиска сигнала в шуме — от 40 до 180 мс (с шагом 20 мс);

для методик опознание и полное воспроизведение — от 60 до 270 мс (с шагом 30 мс);

для методики определение отсутствующей цифры — от 60 до 360 мс (с шагом 60 мс).

В качестве стимульного материала используются последо­вательности однозначных цифр, выбираемые из набора 2—9,

3 Время, отведенное на обработку одного стимула, в разных задачах колеблется в пределах от 60 до 300 мс.

59

или двузначные числа. Время экспозиции одного стимула для; всех методик одинаково и составляет 20 мс.

При апробации методик в лабораторных условиях утомле­ние моделировалось в процессе продолжительного решения* различного рода интеллектуальных задач. Проверка диагности­ческой пригодности этого комплекса методик в реальных усло­виях проводилась в ситуациях учебной деятельности, а также на примере деятельности операторов-микроскопистов (см. раз­дел 5.3, а также [116]).

Полученные данные свидетельствуют о существовании устойчивого влияния утомления на микроструктуру процесса переработки зрительной информации. Это выражается в изме­нении разнообразных показателей выполнения перечисленных выше методик, наступающем в конце рабочего дня или после воздействия моделируемой в эксперименте нагрузки. Более вы­раженной чувствительностью к утомлению обладают методики полного воспроизведения, опознания и определения отсутствую­щей цифры. В явном виде чувствительность методики поиска сигнала в шуме высока только для испытуемых определенной возрастной группы (дети и подростки). Однако в косвенной форме эффекты, выявляемые с помощью этой методики, про­являются и в результатах выполнения других задач. Это де­лает целесообразным ее включение в диагностический ком­плекс.

Выраженные эффекты утомления наблюдаются в случае до­статочно интенсивной нагрузки на память, как правило, при предъявлении последовательностей, состоящих из пяти одиноч­ных цифр или трех двузначных чисел. Однако если субъектив­ная сложность задания велика, то влияние утомления ярко проявляется и при меньшей длине последовательности, напри-' мер в методике определения отсутствующей цифры при длине последовательности, равной трем цифрам. Критическим пара­метром является скорость предъявления информации. Наибо­лее информативными являются значения межстимульных ин­тервалов, обеспечивающих нормальные условия выполнения необходимых психологических операций. Для методики поиска сигнала в шуме они располагаются в диапазоне 60—80 мс, для методик опознания и полного воспроизведения—150—180, для методики определения отсутствующей цифры—180—300 мс.

Качественная характеристика протекания соответствующих

60

психологических операций может быть получена на основе-анализа формы позиционных кривых обоих типов. Для описан-ного класса экспериментальных задач в нормальных условиях обычно имеют место £/-образные позиционные кривые правиль­ных ответов с выраженными эффектами первичности и недав­ности [95; 259; 306]. Влияние утомления имеет ряд типичных проявлений. Для методики поиска сигнала в шуме характерно возникновение нетипичных «зубчатых» позиционных кривых правильных ответов, обусловленное усилением интерференции следов в сенсорной памяти. Кроме того, при утомлении увели­чивается правильность идентификации цифр, в первую очередь сканирующихся в сенсорной памяти (первая цифра при пря­мом самооканчивающемся поиске и последняя — при обратном самооканчивающемся поиске). Это свидетельствует об исполь­зовании испытуемыми неадекватной стратегии, базирующейся на сличении непосредственно сенсорных следов стимулов при затруднении протекания процессов кодирования. Для методик опознания и полного воспроизведения типично ухудшение пра­вильности ответов на первых позициях последовательности. Наблюдается уменьшение эффекта первичности и углубление позиционных кривых, что связано со снижением успешности вербально-акустического хранения. Главную роль при этом играют нарушения операции повторения. Для методики опре­деления отсутствующей цифры помимо общего массивного сдвига уровня выполнения на всех позициях характерна тен­денция к снижению правильности ответов на первой позиции. Это можно объяснить затруднением взаимодействия кратко­временной и долговременной памяти, в данных условиях реа­лизуемого на основе неэффективного повторения. Страдает и выполнение собственно семантических преобразований.