Исследование над мышечной работой и усталостью
К интересующему нас предмету относится, между прочим, целый ряд работ по вопросу о мышечной работе и усталости. Дело в том, что мышечная работа обычно выполняется при посредстве личных движений, которые должны преодолевать то или другое препятствие и поднимать тяжести, общий размер которых за известный промежуток времени и определяет размер мышечной работы.
Собственно точные исследования в отношении мышечной работы начались со времени введения в науку эргографа Моссо, который подвергался затем различным усовершенствованиям; из последних наиболее удачным, без сомнения, должно быть признано усовершенствование прибора Крепелином. Первые же исследования Моссо ‘ с его приборами показали, что каждому человеку свойственна своя типичная кривая мышечной работы, отличающаяся известным постоянством. В этом сказывается особенность индивидуальности каждого лица.
Далее, исследования Моссо показали, что если в одном случае путем постоянных личных усилий производить подъем груза пальцем до полного истощения и, с другой стороны, тот же подъем: груза производить путем электрического раздражения соответствующего нерва (п. medianus), то количество произведенной работы во втором случае окажется больше, чем в первом случае. Это обстоятельство по Моссо, должно быть поставлено на счет развития утомления центров, которое происходит раньше утомления самой мышцы.
Если, наоборот, путем электрического раздражения нерва довести мышцу До крайнего истощения, то оказывается, что палец в состоянии будет производить еще движения под влиянием личных усилий. Опыт этот истолковывается в том смысле, что импульсы, исходящие от неутомленных центров, оказывают на мышцы более сильное действие, нежели искусственно вызванное физиологическое возбуждение нерва.
Если путем личных усилий постоянно производить подъем груза и довести этим путем палец до полного обессиления, то при раздражении соответствующего нерва, как мы уже видели, палец вновь начинает производить подъем груза; если же вслед за такой работой, производимой в течение 30 с, вновь начать производить работу путем личных усилий, то оказывается, что палец вновь в состоянии поднимать груз.
Таким образом, очевидно, что усталость зависит главным образом от работы центров и посылка Личных импульсов становится невозможной вследствие неизбежно связанных с ними изменений клеточных элементов, питание которых должно восстановиться, прежде чем окажется невозможной дальнейшая работа мышц под влиянием личных импульсов.
Подтверждением этого взгляда служит то обстоятельство, что и всякая вообще умственная работа без всяких мышечных усилий сопровождается, в свою очередь, как показал Моссо, резким падением мышечной работы на эргографе как под влиянием личных импульсов, так даже и под влиянием электрического раздражения нерва.
Последний факт привел автора к гипотезе, что работа центров в этом случае вызывает распад нервной ткани и обусловливает этим насыщение крови токсическими продуктами» приводя, таким образом, к ослаблению мышечной ткани. Отсюда очевидно, что мышечная усталость может зависеть не только от обеднения мышц соответствующим питательным материалом» но и от токсинов, развивающихся под влиянием усиленной нервно-психической деятельности,
Подтверждением этой гипотезы является тот факт, что если животное утомить усиленными мышечными движениями и затем перелить его кровь другому животному, то у последнего развиваются все явления усталости, свойственные первому животному.
Дальнейшие исследования Weiehardta вполне подтвердили эту гипотезу Моссо, но мы не будем здесь заниматься долее этим вопросом как не имеющим ближайшего отношения к нашей задаче. Упомянем лишь, что, по исследованиям Maggiora, оказалось, что утомление одних мышц отражается и на утомлении других мышц, причем здесь речь идет о влиянии не-посредственно на мышцы, а не на центры, и что при лишении питания речь идет о развитии мышечной, а не центральной усталости.
Упомянутые исследования показывают, что при явлениях усталости дело не в одной центральной нервной системе. И действительно, некоторые авторы оспаривают мнение об исключительно центральном происхождении усталости, которого не придерживался, впрочем, и сам А. Моссо. Treves, например, являясь защитником периферических влияний на усталость, оспаривает значение некоторых из фактов, говоривших будто бы за центральную теорию усталости.
Так, колебания кривых, наблюдаемые в опытах Lombards, он получил и при непосредственном раздражении мышц электрическим током 1а, С другой стороны, вышеприведенный опыт Моссо с попеременным вызыванием мышечной работы личными импульсами и электрическим раздражением нервов, объясняется тем, что последнее отличалось меньшей силой по сравнению с личными импульсами.
В пользу периферических условий развития усталости высказывается и Joteyko M, основываясь, с одной стороны, на несравнимости, по существу, личных импульсов и электрического раздражения нервов в вышеуказанном опыте Моссо, с другой стороны, на том факте, что кривая усталости сохраняет один и тот же тип независимо от того, работает ли мышца под влиянием личных импульсов, или под влиянием раздражения нерва элек-трическим током и, наконец, на благоприятном влиянии массажа на утомленные мышцы, доказанном 3 а бл у донским и др.
Все вышеприведенные разноречия говорят, очевидно, против исключительности как центральной, так и периферической теории мышечной усталости и заставляют нас признать смешанную теорию, в которой в развитии усталости должно принимать во внимание как влияние деятельное нервных центров, так и влияние самих мышц как работающих органов.
Сделав это отступление в сторону физиологии, обратимся к фактам, которые должны иметь несомненный интерес для психологов. Руководствуясь тем, что усталость от мышечной работы является результатом как утомления центров, так и мышц, ясно, что в характере эргограмны должно отражаться как состояние центров, так и состояние мышц во время работы.
Так как умственное утомление, как показывает опыт, вызывает сокращение числа подъемов без уменьшения их высоты, то последняя, очевидно, должна быть отнесена главным образом на счет самих мышц, число же сокращений — на счет импульсов центральной нервной системы. Это дает нам .возможность соответственного анализа эрго-грамм в отношении того, преобладает ли в каждом случае нервное или мышечное утомление.
Такого именно взгляда приходится держаться главным образом благодаря исследованиям Kraepelin’a и Hoche’a L. При преобладании утомления центров мышечные сокращения будут отличаться достаточной силой, но число сокращений будет уменьшено и кривая будет представляться в конце как бы оборванной, тогда как при преобладании мышечного утомления число сокращений будет значительно, но высота их будет постепенно понижаться до полного исчезновения.
Maggiora показал, что кривая мышечной работы различна в зависимости от размеров груза и что для каждого человека имеется особый груз, с которым он может произвести возможный максимум мышечной работы. Кроме того, его опыты показали, что количество работы возрастает тем в большей мере, чем медленнее ритм мышечных сокращений.
Равным образом, если в течение известного периода времени производить мышечную работу так, чтобы, не доводя мышцы до усталости, делать некоторые перерывы, то оказывается, что такая работа в смысле продуктивности окажется много выгоднее, нежели мышечная работа, производимая за тот же период времени хотя и с перерывами, но не доводимая до крайней усталости.
Из работы W, Lombard’а мы узнаем, что в мышечной работе обнаруживаются известные периодические колебания, которые не происходят, если мышечную работу производить с помощью раздражения нерва электрическим током. Из факторов, угнетающих мышечную работу, и» следовательно, содействующих развитию мышечной усталости, по автору, следует иметь в виду усталость, голод, понижение атмосферного давления, высокую температуру, особенно при влажности воздуха, и курение табака; к факторам же, приводящим к повышению работы, автор относит упражнение, сон, прием пищи, повышение атмосферного давления и алкоголь.
Далее, из работы Storey’а мы узнаем, что мышечная работа колеблется в различные часы дня. Она увеличивается к 10 ч и уменьшается к 12 ч, затем опять увеличивается — к 2 ч и еще более увеличивается к 4 ч дня, а к 6 ч снова уменьшается. Исследование с помощью электрического тока показало, что и при этом обнаруживаются аналогичные изменения мышечной работы.
По Фере, замедление ритма против свойственного данному человеку поднимает количество мышечной работы. Он убедился также, что наступление усталости при работе с грузами равного веса происходит тем медленнее, чем больше величина груза, если последний колеблется в пределах между 1/2—5; выше же этого предела увеличение груза ускоряет появление усталости.
Binet и Vaschide в своих работах обращают внимание на то, что два лица, обладающие разной мышечной силой, могут произвести одну и ту же мышечную работу, развивай неодинаковое усилие. Так как это усилие измерить не представляется возможным, то авторы взамен того для выяснения произведенного усилия исследовали время, необходимое для восстановления работоспособности утомленной мышцы.
Постановка их опытов состояла в том, что они сравнивали две эрго-граммы, иа которых обе представляют мышечную работу, выполненную одна за другой через известный промежуток времени. Таким промежутком в первых опытах авторов были 30 мин. Затем, признав слишком большим, они его сократили до 2 мин 30 с.
Сравнение кривых производилось по числу отдельных подъемов и по максимальной и средней высоте этих подъемов. При одинаковости вышеуказанных трех компонентов признавал что время для отдыха было достаточным; если же вторая эргограмма представляла меньшие величины против первой, то, значит, восстановления не произошло. При промежутке в 2 мин 30 с авторы нашли, что вторая эргограмма отставала от первой в отношении числа подъемов (с 41 на 29), тогда как высота подъемов существенно не отставала.
Эти изменения напоминали изменения эргограммы, наблюдаемые Моссо при умственной усталости- Заслуживает внимания факт, что третья эргограмма, полученная через тот же промежуток времени, 2 мин 30 с, отличается много меньше от второй эргограммы, нежели вторая от первой.
Вгоса и Ch Richet производили исследования над самими собою с грузом в 12,5 г. Они убедились, что если вначале наблюдается наибольшая величина работы, то через некоторое время она постепенно падает, но затем должно иметь в виду два порядка явлений — усталость и упражнение, действующие повышающим образом на работу .
При повышении груза количество работы также растет, но лишь до известной величины груза, которая в опытах авторов равнялась 12,5 г.
Увеличение частоты подъемов увеличивает мышечную работу, но зато ускоряет и развитие усталости, вследствие чего и общее количество работы понижается.
Прерывистая работа дает повышение количества ее по сравнению с непрерывной, причем максимум работы наблюдается при грузе в 1500 г при частоте сокращения не свыше 200 в 1 мин и при перерывах в 2 с после работы, продолжающейся также не более 2 с.
Maggiora, производя исследования над собой в течение от 22 до 35 лет» убедился, что с возрастом длина кривой по сравнению с более молодым возрастом увеличивается, высота же подъемов подвергается медленному понижению, причем она дольше держится на средних числах, не обнаруживая резкого падения» и более постепенно понижается к концу. Общее же количество работы с возрастом: повышается, причем становятся более заметными и периодические колебания работы, предельный же груз с возрастом остается почти без изменения.
