Физиология человека, 2020, T. 46, № 4, стр. 63-70

МЕТОДИКА

Схематически ПФП индивида можно отобразить в виде структурной модели (рис. 1), состоящей из укрупненных групп свойств, которые формируют его текущий медико-биологический статус (МБС), нервно-психический статус (НПС) и культурно-образовательный статус (КОС).

Рис. 1.

Совокупность свойств индивида.

При массовом обследовании и экспресс-контроле значимых свойств и потенциальных возможностей индивидов допустимо использовать простые тестовые задания и некоторое понижение точности измерений (принцип редукции). В данном исследовании применяли стандартный комплекс адекватных “двигательных единиц” и информативных показателей организма, доступных для численного измерения. Все значения показателей организма человека, включенные в эту структурную модель, измеряются классическими системами единиц, являются переменными. Многие показатели организма имеют эмпирически установленные возрастные “нормы”, которые градуируются диапазоном от “идеальных”, до крайне негативных (патологических) значений. При этом понятие “норма” для организма человека является антологической категорией, которая всегда опирается на статистические данные и устанавливается консенсусом научного сообщества.

Ключевым методическим вопросом в квантификации сложных психофизических свойств человека являлся выбор “единиц” действий (тестов). Основу разработанной программы тестирования составили типовые “действия”, ежедневно совершаемые людьми. Это подъем по ступенькам по лестнице, приседания и вставания со стула, всевозможные наклоны и повороты тела, подъемы и перемещения весомых предметов. В табл. 1 показаны тесты и контролируемые показатели, на основе которых оценивали психофизические свойства и функциональные возможности систем организма человека.

Доказательная численная оценка выделенных свойств возможна только на основе массового, целевого обследования разных групп населения. В период с 1990 по 2018 гг. по стандартной программе обследовано более 750 тыс. чел. в возрасте от 6 до 60 лет, результаты которых аккумулированы на сервере ГНЦ РФ – ИМБП РАН (г. Москва).

Накопленный массив данных позволил сформировать репрезентативные выборки групп населения численностью не менее 300 чел. и анализировать результаты. Анализ выявил, что все показатели подчиняются закону нормального распределения (по Гауссу), что позволило обосновать диапазоны фактических показателей и трансформировать их в систему одноразмерных, шестиуровневых шкал. На их основе выполнялась оценка психофизических свойств и деятельного потенциала индивида. По всем контролируемым показателям в разных возрастных группах установлен разброс значений и медианные величины. На рис. 2 и 3 представлены массивы значений индекса вес/рост и показателя физической работоспособности (PWC₁₇₀) у юношей 15 лет разного роста.

Рис. 2.

Значения индекса Кетле (вес/рост) и показателя физической работоспособности (РWC 170 кгм/мин) у 15-летних юношей различного роста на фоне зоны “идеальных” значений. n = 4300, а – верхняя граница статистической нормы, б – нижняя граница статистической нормы.

Рис. 3.

Массив абсолютных значений и средние показатели физической работоспособности (РWC 170 кгм/мин) у юношей 15 лет, выявленный в степ-тесте. n = 4300.

Для преобразования контролируемых показателей в систему индикаторов применена модель стандартных одноразмерных отклонений (рис. 4). В каждой возрастной группе значения всех показателей с отклонением от медианы до (–0.3) сигмы получили оценки в 3 балла. Показатели, соответствующие диапазону от (–0.31) до (–1.5) получают оценки в 2 балла. Значения, удаленные от средних величин от (–1.51) до (–3.0) сигмы оцениваются в 1 балл. Соответственно оценки в 4, 5 и 6 баллов, получили все значения фактических показателей, отнесенные к зонам положительных отклонений от медианы: от 0.0 до +0.3; от 0.31 до +1.5 и от 1.51 до +3 сигмы. Это позволило сформировать одноразмерные балльные шкалы для всех контролируемых показателей во всех возрастных группах и на их основе выполнять индикативные оценки сложных психофизических свойств человека.

Рис. 4.

Экспертная модель стандартных отклонений для трансформации фактических показателей организма в индикативные балльные (шестиуровневые оценки) во всех гендерно-возрастных группах населения.

Статистический анализ выполнен по всем контролируемым показателям для групп населения в возрасте от 6 до 60 лет, что позволило перевести фактические значения каждого показателя в балльные оценки. Большой объем обследования населения потребовал компьютеризировать процесс анализа, хранения и предоставления данных всем категориям пользователей, что привело к разработке программно-информационного комплекса (ПИК) “Навигатор здоровья” (Орлов В.А., Григорьев А.И., Журова С.С. Патент на изобретение “Способ оценки резервов физического здоровья и работоспособности населения” № 2 441 580 от 10.02.2012). Этот комплекс позволяет пользователю в режиме “онлайн” со своего компьютера обрабатывать на сервере ГНЦ РФ – ИМБП РАН протоколы обследования человека и получать итоговые формализованные документы.

Одной из главных целей многолетней работы являлось: “создание практичной и доступной населению оздоровительно-развивающей технологии”. В связи с этим возникли определенные противоречия: наука требует строгой терминологии, а население нуждается в простых и хорошо понятных показателях организма и жизненно важных свойствах. Людей, прежде всего, интересует оценка состояния сердца, органов дыхания, позвоночника, суставов и других органов, которые часто снижают свои функциональные резервы при старении или подвергаются преждевременным заболеваниям. При разработке программного обеспечения пришлось пойти на значительные упрощения в терминах, что нашло отражение в компьютерных протоколах.

Согласно принятой концепции все показатели и сложные свойства индивида оцениваются шести балльным шкалам. По результатам обследования формируется “Психофизический профиль” человека (рис. 5), где отражены 19 показателей, их индикативные оценки и идеальные значения для данного возраста.

Рис. 5.

Психофизический профиль и потенциал человека.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В данной работе, на примере формализованного “психофизического профиля” мужчины 20-и лет выполнена оценка его медико-биологического, нервно-психического, культурно-образовательного статусов и психофизического потенциала.

Медико-биологический статус человека можно характеризовать многими показателями. Современная наука накопила огромный объем знаний об организме человека. В данном исследовании МБС мужчины упрощенно оценивается по совокупности 9-и показателей “профиля” с № 1; 2; 5; 6; 7; 8; 14; 15; 16. Усредненная сумма балльных оценок этих показателей составила 2.9 балла, что со значительным упрощением принимается за показатель МБС данного индивида.

Нервно-психический статус индивида наиболее сложен для численной оценки. Комплекс психологических качеств человека многообразен и наглядно проявляется только в практической деятельности. Способность человека концентрировать внимание, осознавать предстоящее двигательное действие, строить его виртуальную модель, мобилизовать нейроны головного и спинного мозга на управление работой мышечных волокон для выполнения движения тела, является сложным нервно-психическим комплексом. Двигательные ошибки часто приводят к серьезным авариям и квалифицируются как “человеческий фактор”. Классик биомеханики Н.А. Бернштейн [5] назвал “двигательную ловкость или координацию движений” важным интеллектуальным свойством человека, что в современном представлении ассоциируется с когнитивными функциями. Кроме того, при напряженной работе и накоплении утомления человек вынужден мобилизовать психику и “силу воли” для получения желаемых результатов. Именно эти сегменты психики человека, в некоторой мере, доступны для тестирования и измерения. В экспресс-программе обследования и персональном “психофизическом профиле” показатели под № 4; 7; 9; 11 с значительной редукцией можно интерпретировать как нервно-психические свойства личности. В данном примере численная оценка НПС мужчины после усреднения составила 4.2 балла.

Культурно-образовательный статус человека, при его внешней простоте, достаточно сложно описать и квантифицировать. Наиболее понятным показателем выступает уровень образования, в отличие от сегмента общей культуры, так как он остается в сфере субъективных суждений индивида. В связи с этим необходима формализованная оценка образа жизни (двигательная активность, ночной сон, режим дня, питание, курение, алкоголь и т.д.). Весомое значение в оценке КОС играет физическая культура и подготовленность индивида. В педагогике и образовательной системе эти свойства человека описывают понятием “общая физическая подготовленность”, которую оценивают с помощью различных тестовых программ. При данном подходе КОС индивида вычисляется крайне условно на основе комплекса важных для здоровья и работоспособности показателей “профиля” под № 1; 2; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14. После усреднения показателей, отражающих лишь отдельный сегмент, КОС составляет 3.8 балла.

Выделенные для анализа три психофизических свойства у людей разного возраста имеют разные “весовые коэффициенты”, которые учитываются при расчете интергального индекса психофизического потенциала (ИПФП). “Весовые коэффициенты” каждого из трех свойств определялись экспертами на основе метода Дельфы для 12-и возрастных групп населения [6]. Для людей в возрасте 18–23 лет эксперты установили следующие “весовые коэффициенты”: МБС = = 1.0; НПС = 0.8; КОС = 0.9. С учетом этих коэффициентов был рассчитан персональный ИПФП конкретного мужчины (ИПФП = [(2.9 × 1.0) + + (4.2 × 0.7) + (3.8 × 0.8)]: 3 = 3.2 балла).

В рамках предложенной концепции, ИПФП данного мужчины составил 3.2 балла и по возрастной шкале оценивается как удовлетворительный [7]. Повышение точности вычисления ИПФП индивида может быть достигнуто при успешной квантификации других значимых показателей, которыми предстоит характеризовать возрастные психофизические модели человека.

Предварительный анализ базы данных обследованного населения (750 тыс. чел.) показал, что около 4% ИПФП оценен на 5.1–6.0 баллов; у 18% – на 4.1–5.0 баллов; у 26% – на 3.1–4.0 балла; у 31% – на 2.1–3.0 балла; 16% – на 1.3–2.0 балла, а около 5% – ниже 1.3 балла (критический уровень ИПФП) [8].

ВЫВОДЫ

1. Любая численная оценка психофизических свойств и “деятельностного потенциала человека” будет оставаться условной и относительной, поскольку отсутствуют обоснованные стандарты для разных сфер деятельности человека. Предложенная методика определения и оценки ПФП человека является достаточно простой и, в значительной мере, построена на экспертных оценках. Если для детей и молодежи эта система “работает” вполне успешно, то для категории населения занятого интеллектуальным или творческим трудом ее применение целесообразно лишь в аспекте контроля резервов здоровья и профилактики преждевременных соматических болезней.

2. Текущий ПФП индивида на этапе взрослой жизни согласуется и коррелирует с “биологическим возрастом” и может выполнять прогностическую функцию для оценки продолжительности жизни и трудового долголетия.

3. Объективная численная оценка ПФП человека может стать значимой информацией для обычных людей, работодателей, государства и играть важную роль при расчете вероятности соматических заболеваний разных категорий населения, а также затрат на программы медицинского страхования и лечения граждан.

4. Статистически обоснованные возрастные нормативы психофизических свойств и потенциала человека могут стать важными ориентирами (и целями) в образовательных программах физического воспитания, здорового образа жизни и профилактического оздоровления населения.

5. Систематический массовый мониторинг и поддержание оптимального уровня ПФП разных групп населения может внести существенный вклад в укрепление “человеческого потенциала” России.

Этические нормы. Все исследования проведены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях, и одобрены одобрены комиссией по биомедицинской этике Института медико-биологических проблем РАН (Москва).

Информированное согласие. Каждый участник исследования представил добровольное письменное информированное согласие, подписанное им после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

Финансирование работы. Данная работа выполнялась в рамках исследований по программе Президиума РАН “Фундаментальные науки – медицине”.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.