2.1.5. Адаптация к работе в сложных условиях

2.1.5. Адаптация к работе в сложных условиях

Целенаправленная подготовка специалиста, кроме того, должна включать и развитие специфических качеств — таких, как развитие внимания, зрения, слуха, обоняния, мышечного чувства, боевого рефлекса на готовность немедленного ведения боя и т. д.

Обусловлено это тем, что если мимо специалиста (в ходе выполнения им задачи) пройдет важная оперативная информация (вследствие неразвитости чувств внимания, зрения, слуха и т. д.), никакое физическое и интеллектуальное его превосходство над противником, если тот первым обнаружит специалиста и применит по нему оружие, практически уже не поможет.

Все перечисленное выше необходимо для реализации единственной цели — специалист обязан первым обнаружить противника и принять меры либо по его уничтожению, либо по уклонению от боя (если этого требует выполняемая им задача), а это и требует развития специфических качеств, повышения общей психофизиологической реакции, быстроты и точности действий в экстремальных ситуациях.

То, что специалисты специальных подразделений, выполняющие свои задачи в составе малочисленных групп, в отрыве от своих подразделений, должны быть во всех отношениях сильнее противника (действующего большими силами и в условиях возможности их наращивания при необходимости), сомнению не подлежит, ибо в противном случае может оказаться невыполненной боевая задача. Кроме того, как показывает практика, в этом случае (при прочих равных условиях) всегда выигрывает тот, кто обладает более тонким восприятием окружающей обстановки, повышенным уровнем внимания и наблюдательности, обостренным чувством опасности и интуитивной проницательностью.

Развитие органов чувств специалиста

Известно, что многие факторы, определяющие физическую и умственную работоспособность, систематически изменяются в течение дня. Опыты, описанные в литературе, показали, что внутренний, так называемый «циркадианный» ритм синхронизирован с 24-часовым суточным циклом посредством внешних «увлекающих» (задающих ритм) факторов различного характера. Систематические исследования изменений работоспособности в течение суток позволили выявить значительные ее вариации.

У лиц, работающих в разное время суток, происходит десинхронизация внешних сигналов, задающих ритм, причем природные сигналы, зависящие от вращения Земли, не меняются, а некоторые социальные (необходимость выполнения той или иной работы в различное время суток) сдвигаются. Показано, что люди никогда не приспосабливаются к ночной работе на уровне своих биологических ритмов, и с этим необходимо считаться, однако в ходе ночных занятий у специалистов происходит определенная адаптация к таким работам в значительно большей степени, чем без таковых.

Особенностью же боевой работы специалистов является то, что им, как правило, приходится работать (выполнять задачи) в темное время суток, т. е. в условиях, когда работоспособность (физическая и умственная) понижена, с одной стороны, затруднено (а порой и невозможно) полноценное получение информации, поступающей от их органов чувств, с другой стороны. Следовательно, чтобы иметь преимущество над противником, у специалиста должны быть натренированы (развиты) его органы чувств таким образом, чтобы он смог получить информацию и в тех условиях, когда не тренированный подобным образом человек не получит ничего.

Возможно ли это?

Специалисты, занимающиеся по системе выживания А. А. Кадочникова, положительно отвечают на этот вопрос как в теоретическом плане, так и практически, имея в своем арсенале специальные методики по нетрадиционному развитию органов чувств.

На чем они основаны и что дают специалисту?

Специальные методики, используемые в системе выживания А. А.Кадочникова, по сути, есть систематизация широко известного, дополненная, в частности, методиками, адаптированными к условиям выполнения боевых задач, прошедшими практическую проверку в элитных спецподразделениях, использующих опыт фито- и рефлексотерапии, повышающих их эффективность.

В нервной системе человека взаимосвязано все. Однако скрытые качества человека проявляются далеко не у всех, а только у тех, кто либо тренировался по специальным методикам, либо у тех, кого заставила жестокая необходимость, у кого проявился специфический рефлекс преодоления того или иного жизненного препятствия. Внутренние психофизиологические резервы человека, пробужденные и вызванные к действию, многократно усиливают и увеличивают эффективность его нервной рефлекторной и физической деятельности. На этом принципе мобилизации внутреннего психофизиологического потенциала и была основана система боевой подготовки многих специальных подразделений в различных странах мира.

Например, в литературе много писалось и пишется о сверхъестественных способностях, достигнутых различными мастерами боевых искусств мира, в частности японских ниндзя. Насколько здесь переплетаются вымысел и правда, сказать трудно. Так, контрразведка царской России сталкивалась с ними (или лицами, выдающими себя за ниндзя) еще в прошлом столетии, когда некоторые из них были захвачены в плен и допрошены. Реальные способности японских разведчиков, выявленные еще в те далекие времена, действительно впечатляли.

Однако при близком медицинском изучении их «физиологического феномена» все оказалось гораздо проще, чем об этом говорилось тогда и пишется сегодня. Как оказалось, в природе (и человеке как одной из ее составляющих) все естественно и объясняется гораздо проще.

Зрение

Философ и физик Якоб Фридрих Фриз из Йены в 1818 г. опубликовал «Руководство по психологической антропологии», в котором писал: «Там, где речь идет о познании Природы, люди руководствуются тем, что они видят. Только зрение позволяет проникнуть за пределы Земли, до звезд, а на самой Земле оно дает больше всего впечатлений, охватывает самые дальние расстояния и обеспечивает максимальную легкость понимания. Зрячий человек воспринимает всю жизнь природы вокруг себя посредством света и цвета; глаз придает смысл нашему миру». Попытаемся рассмотреть физиологические аспекты «придания миру смысла».

Рассмотрим работу глаза более подробно, чтобы понять, в чем же заключаются проблемы с постановкой зрения специалиста.

То, что воспринимается зрением, есть результат взаимодействия сенсорных и двигательных механизмов глаза и ЦНС, поскольку как произвольные, так и непроизвольные движения глаз, головы и тела заставляют изображение окружающего мира на сетчатке смещаться каждые 200–600 мкс. Мозг создает целостную и непрерывную картину окружающего из последовательности дискретных изображений на сетчатке, которые слегка различны в левом и правом глазах (по законам геометрической оптики) и изменяются от одного момента фиксации взгляда к другому. Несмотря на смещение этих изображений, мы видим неподвижные предметы именно неподвижными, расположенными под одними и теми же углами к нам, т. е. в устойчивой системе координат.

Общая схема глаза человека и схема формирования изображения в нем представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Схема горизонтального сечения глаза

Движения, изменяющие направление взгляда наблюдателя, устанавливают глаз в такое положение, при котором изображение интересующего объекта попадает как раз в то место сетчатки, где острота зрения максимальная. Если этот объект достаточно крупный, взгляд проходит по всем его участкам за счет небольших резких скачков глаз (саккад). Эти активные моторные компоненты зрения выражаются такими терминами, как «сканирование», «обзор», «осмотр» и т. д. Только когда мы погружаемся мыслями в себя и не обращаем внимания на окружающее, наш взгляд направлен в «пространство».

Когда оба глаза движутся одинаково в системе координат внешнего пространства — вверх, вниз, влево или вправо, при этом веки поднимаются, когда мы смотрим вверх, и опускаются, когда мы смотрим вниз, движения глаз называются содружественными.

Когда движение одного глаза примерно зеркально симметрично движению другого относительно системы координат головы, движения глаз называются вергентными.

Если же точка фиксации взгляда перемещается издали все ближе и ближе, оба глаза совершают так называемое конвергентное движение (глаза сходятся в сторону переносицы). Если же осуществляется перевод взгляда с ближнего предмета на дальний, то глаза совершают так называемое дивергентное движение. При рассматривании объектов на большом расстоянии зрительные оси глаз расходятся до такой степени, что становятся практически параллельными друг другу.

Электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 400 до примерно 750 нм воспринимается человеком как свет. Важнейшим его источником для нас служит солнце. В случае радуги мы видим, как его желтовато-белый свет разделяется на свои составляющие — спектр разных длин волн.

Длинноволновые компоненты воспринимаются нами как красный цвет, а коротковолновые — как сине-фиолетовый.

В пределах видимого спектра монохроматическим называют электромагнитное излучение с очень узким диапазоном волн. Большинство окружающих нас предметов поглощает или отражает разное количество света в зависимости от длины его волны. Если спектральная отражательная способность объекта распределена в видимом диапазоне волн неравномерно, мы воспринимаем его поверхность как разноцветную.

Зрение базируется, прежде всего, на восприятии контрастов светлого и темного, а для поверхностей с неоднородной спектральной отражательной способностью — на восприятии цветовых контрастов. Именно за счет цветового контраста мы различаем объекты, между которыми нет физического контраста. Средняя яркость естественной окружающей среды варьирует в широких пределах: ночью при пасмурном небе она составляет примерно 10^-6 кд/м² (кд — кандела), в ясную безлунную ночь — 10^-3 кд/м², в полнолуние при безоблачном небе — 10^-1 кд/м², а в солнечный день при наличии хорошо отражающих поверхностей (например, на снежном поле) — до 10⁷кд/м². Зрительная система приспосабливается к этому огромному диапазону посредством различных адаптационных процессов, которые позволяют зрению функционировать в диапазоне воспринимаемой энергии, крайние значения которой соотносятся друг с другом примерно как 1:10¹¹. Однако реально при постоянном освещении оно должно адаптироваться в значительно более узком диапазоне — приблизительно 1:40, что соответствует различиям в средней отражательной способности большинства окружающих нас предметов, за исключением зеркальных поверхностей. Подстройку к сильно варьирующемуся уровню внешнего освещения облегчает наличие двух систем сетчаточных рецепторов с разными абсолютными порогами. При нормальном дневном свете работают колбочки (фотопическое зрение), а в сумерках и ночью палочки (скотопическое зрение).

В первом случае (при фотопическом зрении) у предметов различимы как их яркость, так и окраска. Во втором случае (при скотопическом зрении) цвета не различаются, хотя даже и при свете звезд предметы не одинаковы по яркости. Переход между скотопическим и фотопическим называют мезопическим зрением. При нем возможно ограниченное цветоразличение. Общий вид предмета, формируемый зрением, при различном его освещении представлен на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Предмет при: а — фотопическом зрении (дневное освещение) и б — скотопическом зрении (ночное освещение)

Как правило, мы воспринимаем окружающие предметы неизменными по форме и размеру, хотя на самом деле их угловые размеры и форма изображений на сетчатке непостоянны. Например, велосипедист в поле нашего зрения всегда кажется одинаковым по величине, независимо от расстояния до него. Колеса велосипеда воспринимаются как круглые, хотя на самом деле их изображения на сетчатке могут стать узкими эллипсами. Это явление постоянства формы и размера демонстрирует роль опыта в видении окружающего. Он влияет и на восприятие глубины внешнего пространства. Область в пределах нашей непосредственной досягаемости и поблизости от нее, доступная для взаимодействия с окружающими предметами, является «евклидовой»_г т. е. равные по длине отрезки в ней воспринимаются одинаковыми по всем направлениям. Однако для более дальнего окружения это не так. Можно убедиться в этом на собственном опыте. Если смотреть с высоты 100–150 м вниз, люди и машины там кажутся маленькими (игрушечными), однако если их же рассматривать на расстоянии 100–150 м по горизонтали, они сохранят свой «истинный» размер.

Фигура и фон при восприятии формы

Различные фигуры можно видеть только тогда, когда они выступают из «фона». В определенных условиях разница между фигурой и фоном бывает неоднозначной. Это иллюстрирует рис. 2.7. На нем можно различить белый квадрат (а) на темном фоне, либо силуэт черного кубка (или подсвечника) на белом фоне, либо два белых улыбающихся друг другу лица в профиль на черном фоне (в), т. е. идет постоянное чередование фигуры и фона. Одновременно воспринимать обе эти формы невозможно.

Рис. 2.7. Примеры оптических иллюзий

Если долго смотреть на изображение, фигуры и фон неизбежно будут чередоваться. Серый круг кажется значительно темнее на белом фоне (б), длина двух вертикальных линий (г) кажется разной, хотя на самом деле их длина одинакова. Если смотреть на изображенный на рисунке (д) куб Неккера некоторое время (одним глазом или обоими), его ориентация покажется изменчивой — ребро «1» оказывается расположенным то спереди, то сзади. Можно произвольно заставить куб Неккера не «перепрыгивать» из одного положения в другое, однако «удержать его на месте» удается не более чем на несколько секунд.

Человек до 80 % информации получает через зрение. Правильная постановка зрения особенно важна для специалиста. Не секрет, что практически все смотрят на окружающие нас предметы, однако при этом — не все видят. Это несколько утрированное положение можно пояснить на следующем примере.

Проходя по скверу (улице и т. д.), мы спокойно можем смотреть (любоваться) на открывающийся перед нами вид. Какие-то элементы увиденного врезаются в нашу память, однако многое и многое из того, на что мы смотрели, так и не увидели, потому что это не оставило следа в нашей памяти хотя бы и из-за того, что не привлекло нашего внимания. Напрягите память и вспомните, например, как был одет продавец магазина, у которого вы только что совершили покупку, какого цвета у него глаза, волосы и т. д., и вы поймете правильность вышеприведенного положения.

Специалист же должен видеть все, включая все те незначительные отклонения от естественного, присущего данному участку местности (объекту) фону, созданные (вызванные) деятельностью человека. Коротко говоря, специалист должен «схватывать» глазами нужные явления и предметы в мельчайших деталях и в любой обстановке. Одновременно им проводится экспресс-анализ полученной визуальной информации, выявляются ее соответствие или несоответствие данному моменту времени и возможные причины такого несоответствия для принятия того или иного решения.

Поэтому зрение специалиста (включая ночное) необходимо всемерно развивать и укреплять достигнутые результаты.

Риторический вопрос

Вы можете представить себе специалиста специального подразделения в очках? По всей видимости, никогда, так как само определение специалист и очки — несовместимы.

Однако зрение имеет свойство со временем ухудшаться. Можно ли с этим смириться? Ответ большинства опрошенных можно свести к следующему — против природы не попрешь. Тут возникает закономерный вопрос: а виновата ли в этом (в том, что у Вас ухудшается зрение) мать-природа? Может быть, в этом виноваты лично Вы, не занимающийся поддержанием и сохранением своего (а не дядиного) здоровья (конкретно зрения)? Может быть, в этом виновата Ваша лень, не позволяющая Вам заняться элементарными упражнениями по его сохранению, или Вам, может быть, показалось, что в очках лично Вы выглядите более импозантно?

Ведь существуют и отлично действуют различные методики сохранения и развития зрения, лучшая из которых, разработанная академиком М. Норбековым, дает практически 100 %-й результат. Что, трудно подняться, пройти в книжный магазин и купить нужную методику или, в крайнем случае, в библиотеку? Или просто легче зайти в «Оптику» и заказать очки? Решайте сами, хозяин — барин. А это лишь один из примеров нашего с Вами отношения к своему личному здоровью.

Слух

Известно, что люди, тренирующие слух, начинают его ощущать всем своим естеством, но эти ощущения специфичны для каждого человека. Звуки начинают не только слышать, но и… видеть. Это объясняется взаимодействием слуховых и зрительных центров, расположенных рядом. Тренированным слухом можно чувствовать звуки на вкус и ощущать цвет — для обычного человека эта информация фантастична, а для музыкантов — довольно частое явление. «Цветным» слухом в потенциале обладают все люди. Некоторые из них даже «видят» форму звука визуально.

Говорить о необходимости тренированного слуха для специалиста — излишне, специалист, конечно, не готовится к работе в филармонии, но от тренированности его слуха, его способности первым услышать противника порой могут зависеть как выполнение задачи, так и сама его жизнь.

Для тренировки слуха в системе выживания А.А. Кадочникова также существует ряд методик, известных с давних времен, например, такой несложный, но от этого не менее эффективный дедовский способ, дошедший до нас от казаков кубанских пластунских полков. Недалеко от себя кладут ручные или карманные часы и ложатся возле них на спину с закрытыми глазами, но на таком расстоянии, чтобы работа часового механизма отчетливо улавливалась слухом. Постепенно от часов отодвигаются, чтобы их работа была слышна еле-еле. На такой дистанции прислушиваются к тиканью механизма несколько минут, ни о чем больше не думая, сосредоточиваясь только на этих звуках. По мере тренированности часы отодвигаются все дальше и дальше. Если случайно окажется, что часы отодвинуты слишком далеко и звук часового механизма не слышен, то в этом случае предпринимается попытка услышать звук часового механизма не за счет напряжения слуха, а за счет обострения слухового внимания. Между вниманием и слухом существует физиологическая связь. Именно обостренное внимание к источнику звука обостряет и тренирует слух. Для повышения остроты слуха при этом можно использовать легкий нажимающий массаж зон ушных раковин. Более всего слух развивается при длительной работе ночью в экстремальной обстановке, причем довольно быстро, что наиболее четко проявляется в ходе занятий на тактическом фоне.

Кроме остроты слуха, специалисту важна и тренировка слуха по направлению.

Слуховая ориентация в пространстве

Центральная слуховая система очень важна для пространственной ориентации. Как известно из повседневного опыта, при бинауральном слухе, т. е. когда оба уха обладают одинаковой остротой, направление на источник звука можно определить достаточно точно. Физическая основа такой дирекциональности в том, что обычно одно ухо расположено от него дальше, чем другое. Распространяясь с конечной скоростью, звук достигает более удаленного уха позже и с меньшей силой, а слуховая система способна выявить ее разницу в двух ушах уже на уровне 1 дБ. На рис. 2.8 показан метод расчета разницы во времени прохождения звука.

Разница в расстоянии, преодолеваемом звуком, составляет:

As = d — sin а,

где:

d — расстояние между ушами;

а — угол, под которым источник звука расположен относительно испытуемого.

Тогда временная задержка At прихода звука составит: At = As/ с;

где: с — скорость распространения звука при данных условиях атмосферы.

Рис. 2.8. Расчет разницы во времени достижения звуком правого и левого уха

Человек способен уловить задержку всего в 3?10^-5 с, что соответствует отклонению источника звука от средней линии примерно на 3°. При оптимальных условиях можно различить и вдвое меньший угол.

Данные рассуждения правильны лишь при условии, что оба уха у данного человека слышат одинаково, т. е. острота слуха каждого звука одинакова.

Однако здесь существует некоторая особенность.

Реально у абсолютного большинства людей острота слуха каждого уха различна. Это не отмечается ими в повседневной жизни, так как практически разница отклонения источника звука от средней линии на угол 7 — 10 градусов для них не имеет значения — услышав звук, человек поворачивается в его сторону и визуально корректирует разворот головы в его направлении.

Иное положение у специалиста. Для него источник звука зачастую является источником потенциальной опасности, по которому необходимо применение оружия, и от точности определения направления на этот источник звука может зависеть его жизнь.

Поэтому специалист обязан знать, какое именно его ухо обладает большей остротой, чтобы научиться правильно, с учетом именно этого обстоятельства, разворачивать сначала голову, а затем и оружие на источник звука даже в темноте. Методика применения оружия в темноте «по слуху» дана в другой работе серии «Антитеррор».

В лесу хорошая слышимость, но звук нередко распространяется в виде эха, чем создается ложное представление о направленности и количестве источников звука. Известен обычный прием — две ладони, рупором приставленные к ведущему уху, намного улучшают распознавание звука и его направление.

В тумане, при высокой влажности воздуха и после дождя, зимой, в безветренную ночь звук распространяется лучше и дальше. Но в тумане искажается направление звука.

Для улучшения восприятия звука можно использовать целую совокупность подсобных приемов, когда для улучшения слышимости используются, например, такие подручные предметы, как малая саперная лопата, солдатская фляжка, плащ-палатка, сухая доска и многое другое.

Острота слуха специалисту важна и в ряде других случаев. Например, у человека, находящегося в состоянии готовности к агрессивным действиям, так или иначе изменяется тембр голоса вследствие внутреннего мобилизационного напряжения. Натренированным слухом по изменению голосовых частот можно определить скрытую агрессию, настороженность, подавленность, страх, каким бы равнодушным видом это ни маскировалось.

Внимание

Говоря упрощенно, внимание — это направленность и сосредоточенность сознания. Различают внимание непроизвольное (непреднамеренное) и произвольное (преднамеренное).

Непроизвольное внимание — это внимание, возникающее без всякого намерения человека, например, когда человек наблюдает какой-либо интересный процесс. Такой вид внимания не требует напряжения.

Другой вид внимания — произвольный, когда надо «открывать дверь» в свое сознание, имея определенную цель. Это внимание из сферы «надо», «необходимо», когда для работы мозга нужно приложить усилие воли, т. е. добиться этого можно только при напряжении сил — иначе или ничего не получится, или получится очень плохо. В этом случае все зависит от заинтересованности в конечном результате и намерения его достичь, что практически невозможно без волевых усилий со стороны специалиста.

Обоняние

Обоняние — это способность живого организма улавливать носом выделения, свойственные тому или иному объекту материального мира, иногда и ничтожные по количеству. Обоняние человека весьма чувствительно (дегустаторы) и, как считают многие исследователи, едва ли не больше, чем у собаки. Но большинству это практически не нужно в повседневной жизни, поэтому они ничего и не улавливают.

Для специалиста тренированное обоняние трудно переоценить, так как оно способно не только улавливать тончайшие запахи, но и определять их направленность. Так, очень характерные запахи имеют не чищенное после стрельбы оружие, ружейные масла, средства ГСМ, отдельные пищевые продукты, которые не спутает даже нетренированный человек. В безветренную погоду запахи распространяются очень быстро и на значительное расстояние. Тренированный нос чувствует вышеперечисленные запахи на 150–200 м, а табачный и пороховой дым — на расстоянии до 500 м.

В лесу визуальная дальность обнаружения противника ограничена, поэтому большая часть информации поступает от органов слуха и обоняния. Обнаружение противника по специфическому запаху на дистанции в 150–200 м — гарантия возможности перехвата инициативы, т. к. это уже больше, чем реальная дистанция боя в лесу. Но такие результаты могут достигаться только теми, кто не курит, а это как минимум еще один повод задуматься о борьбе с вредными привычками.

Укажем, что, несмотря на тренированные (развитые) зрение, слух, обоняние, всегда можно использовать с пользой для дела дополнительные приемы активизации нервной системы, обостряющие восприятие. Известно, что сахар и глюкоза — энергетические вещества, необходимые для работы сердца, мозга и нервной системы в целом.

Специально подобранные комплексы витаминов поднимают иммунитет, использование методик рефлексотерапии в совокупности с применением средств фитотерапии позволяет резко снизить пагубное влияние на организм специалиста высоких физических и психологических нагрузок, испытываемых им при выполнении специальных задач.

Подводя итог, следует отметить, что целенаправленное развитие органов чувств, которые, по сути, являются фрагментами мозга, выполняющими функции чувствительных датчиков, не только возможно, но и обязательно для специалиста, резко повышает его потенциальные возможности при встрече с противником.

Собственно методики постановки и развития органов чувств достаточно просты, известны с давних времен, ими может овладеть любой желающий. Специальные методики их постановки и развития, используемые в системе выживания А.А.Кадочникова, по сути, есть систематизация широко известного (традиционного), дополненная, в частности, нетрадиционными методиками и использующимися в ходе боевых действий способами и методами, повышающими их эффективность.

Дыхание

Одним из важнейших направлений развития здоровья специалиста является постановка дыхания. Не секрет, что практически каждый из нас сталкивался с проблемой дыхания при выполнении той или иной физической работы (выполнении тяжелых физических упражнений), когда результат оказывается плачевным только потому, что не хватило «дыхалки».

Вернемся к рассмотрению, казалось бы, всем известного процесса — акта дыхания.

Дыхание является одной из наиболее важных физиологических функций человеческого организма, связанных с обменом веществ. Посредством дыхания осуществляется обеспечение организма кислородом и выделение из него углекислого газа.

Дыхание включает следующие процессы:

• обмен воздуха между внешней средой и альвеолами легких (внешнее дыхание, или вентиляция легких);

• обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью, протекающей через легочные капилляры (диффузия газов в легких);

• транспорт газов кровью;

• обмен газов между кровью и тканями в тканевых капиллярах (диффузия газов в тканях);

• потребление кислорода клетками и выделение ими углекислоты (клеточное дыхание).

Внешнее дыхание осуществляется в результате ритмических дыхательных движений грудной клетки. Акт вдоха (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной полости. Это происходит в результате поднятия ребер и опускания диафрагмы. При этом поднятие ребер обеспечивается сокращением наружных межреберных и межхрящевых мышц, а опускание диафрагмы — сокращением ее мышечных волокон. При форсированном (усиленном) дыхании в акте вдоха участвует ряд вспомогательных дыхательных мышц, разгибающих грудной отдел позвоночного столба и фиксирующих плечевой пояс с откинутыми назад плечами.

Акт выдоха (экспирация) происходит обычно пассивно: в результате расслабления дыхательных мышц под тяжестью ребер и под действием упругих сил реберных хрящей, стенок живота и брюшных внутренностей. При форсированном выдохе объем грудной клетки дополнительно уменьшается в результате сокращения внутренних межреберных мышц, мышц живота, оттесняющих органы брюшной полости и купол диафрагмы кверху. Помещенные внутри грудной клетки легкие отделены от ее стенок плевральной полостью (плевральная щель). При вдохе, когда объем грудной клетки увеличивается, давление в плевральной щели уменьшается, объем легких растет, и давление в них понижается.

При выдохе, когда объем грудной полости уменьшается, давление в плевральной щели немного увеличивается, растянутая легочная ткань несколько сжимается, а давление в легких незначительно повышается.

Как во время вдоха, так и во время выдоха эластичная ткань легких остается в растянутом состоянии. Это является причиной того, что давление в плевральной щели во время спокойного вдоха на 9 мм рт. ст., а во время спокойного выдоха на б мм рт. ст. ниже атмосферного.

Жизненная емкость легких приблизительно в 8 раз больше их дыхательного объема (в состоянии покоя). Это позволяет за счет изменения глубины дыхания при постоянном числе дыхательных движений (в состоянии покоя 16–20 дыхательных движений в минуту) изменять минутный объем вентиляции легких. Объем выдыхаемого воздуха по сравнению с объемом вдыхаемого воздуха несколько меньше в связи с тем, что углекислого газа выделяется меньше, чем поглощается кислорода, так как последний частично используется в организме на окисление водорода и образование воды, выделяемой с мочой и потом. Состав выдыхаемого воздуха отличается меньшим содержанием кислорода (около 16,3 %) и большим содержанием углекислого газа (около 4 %) по сравнению с составом атмосферного (вдыхаемого) воздуха (соответственно 20,94 % и 0,03 %). При этом состав выдыхаемого воздуха существенно зависит от интенсивности обмена веществ организма и от объема легочной вентиляции.

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии углекислого газа из крови в альвеолярный воздух и кислорода из альвеолярного воздуха в кровь. Диффузия газов происходит вследствие разности между парциальным давлением этих газов в альвеолярном воздухе и напряжением их в крови. Напряжение кислорода в артериальной крови равно 100 мм рт. ст., а углекислого газа — 40 мм рт. ст., в венозной же крови напряжение кислорода равняется 40 мм рт. ст., а углекислого газа — 46 мм рт. ст. Парциональное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет примерно 102 мм рт. ст., а углекислого газа — 40 мм рт. ст. Разность между напряжением газов в венозной крови и их давлением в альвеолярном воздухе равна для кислорода приблизительно 62 мм рт. ст., а для углекислого газа, имеющего значительно большую скорость диффузии, — 6 мм рт. ст. За короткое время пребывания крови в легочных капиллярах напряжение газов в крови почти сравнивается с их парциальным давлением в альвеолярном воздухе.

Кислород и углекислый газ находятся в крови не только в физически растворенном, но и в химически связанном состоянии. Кислород в крови связан с гемоглобином, поэтому кислородная емкость крови (порядка 19 %) определяется содержанием в ней гемоглобина. Связывание кислорода с гемоглобином (с образованием оксигемоглобина) зависит от напряжения кислорода в крови и является легко обратимым процессом. При понижении напряжения кислорода оксигемоглобин отдает кислород. Углекислый газ только частично связан с гемоглобином; большая же часть его находится в крови в виде бикарбоната, образующегося в эритроцитах. Таким образом, в механизме транспорта кровью кислорода и углекислого газа важнейшая роль принадлежит эритроцитам, в которых содержатся гемоглобин и карбоангидраза.

В тканях кровь отдает кислород и поглощает углекислоту. Газообмен в капиллярах тканей также обусловлен диффузией вследствие разности напряжения газов в крови и тканях. Напряжение углекислого газа в клетках может достигать 60 мм рт. ст., в тканевой жидкости — около 46 мм рт. ст. Диффузируя по направлению более низкого напряжения, углекислый газ переходит из клеток в тканевую жидкость и далее в кровь, делая ее венозной. Клетки весьма энергично потребляют кислород, поэтому его напряжение в протоплазме клеток очень низкое (близкое к нулю), а в тканевой жидкости составляет порядка 20–40 мм рт. ст. Кислород непрерывно поступает в тканевую жидкость; в оттекающей от тканей венозной крови напряжение кислорода снижается до 40 мм рт. ст. Таким образом, кровь отдает приблизительно 30–40 % содержащегося в ней кислорода. Коэффициент утилизации кислорода увеличивается (до 50–60 %) при повышенных физических нагрузках.

Поступающий в клетки кислород обеспечивает тканевые окислительные процессы, происходящие в них с освобождением энергии и выделением углекислого газа и других веществ — продуктов жизнедеятельности.

Координированная ритмическая деятельность дыхательных мышц и приспособление дыхания к условиям внешней и внутренней среды организма обеспечиваются дыхательным центром, представляющим совокупность нервных клеток, расположенных в разных отделах центральной нервной системы. Факторами, вызывающими возбуждение дыхательного центра, являются напряжение углекислого газа и напряжение кислорода в крови. При понижении напряжения кислорода в крови наблюдается рефлекторное учащение ритма дыхания, а при незначительном повышении напряжения углекислого газа в крови происходит рефлекторное углубление дыхательных движений. Существенным в регуляции дыхания является то, что понижение напряжения углекислого газа в крови угнетает деятельность дыхательного центра и приводит к уменьшению объема вентиляции легких.

Для регуляции дыхательной деятельности характерны рефлекторность и автоматия. Однако в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит большим полушариям головного мозга и их коре, благодаря которой осуществляется приспособление дыхательных движений при разговоре, различных видах деятельности.

Взаимосвязь дыхания с внешней средой и состоянием организма

На функциональное состояние дыхательного центра оказывают влияние факторы внешней среды и состояние организма человека.

Наиболее важными факторами внешней среды являются газовый состав и давление атмосферного воздуха. Существенное влияние на дыхание оказывают такие природные факторы внешней среды, как температура, влажность, подвижность воздуха, что обусловлено, в частности, участием дыхания в процессе теплообмена организма с внешней средой. Задымленность, запыленность воздуха, содержащиеся в нем различные примеси также оказывают воздействие на дыхание человека.

При мышечной работе, эмоциональном возбуждении и т. п. интенсифицируется обмен веществ, а следовательно, увеличиваются потребление кислорода и выделение углекислого газа, что сказывается на функции дыхания. Функциональное состояние дыхательного центра оказывается связанным и с питанием, поскольку после приема пищи обменные процессы в организме человека усиливаются.

Глубокие патологические нарушения дыхания могут иметь место при пребывании человека в условиях пониженного атмосферного давления. На высоте порядка 4000–6000 м могут возникнуть симптомы так называемой горной болезни, которая характеризуется рядом признаков, свидетельствующих о кислородной недостаточности — гипоксии. Причиной появления горной болезни является снижение парциального давления кислорода и углекислого газа в атмосферном воздухе.

При пониженном атмосферном давлении из-за низкого парциального давления кислорода снижается его напряжение в крови, что вызывает учащение дыхания. Это ведет к вымыванию углекислоты из крови. При этом понижается возбудимость дыхательного центра и дыхание не усиливается настолько, насколько это требуется для удовлетворения потребности организма в кислороде. Прибавка к вдыхаемому воздуху некоторого количества СО₂ (до 3 %) вызывает заметное улучшение состояния организма при высотной болезни. Адаптация организма к пониженному парциальному давлению кислорода обеспечивается усилением легочной вентиляции, увеличением содержания эритроцитов в крови (повышением кислородной емкости крови), понижением чувствительности тканей к недостаточному снабжению кислородом, а также учащением и усилением сердечной деятельности, раскрытием капилляров тканей.

Интенсивность дыхания тесно связана с интенсивностью окислительных процессов в организме. Так, при тяжелой мышечной работе увеличиваются глубина и частота дыхательных движений. В соответствии с величиной выполняемой работы увеличивается вентиляция легких, параллельно возрастает и минутный объем кровотока, перестраивается работа всей системы кровообращения. Потребности организма в кислороде в состоянии покоя составляют 250–350 мл в минуту, а во время работы — 4500–5000 мл в минуту. Интенсивно работающие мышечные волокна испытывают недостаток кислорода, что является причиной накопления молочной кислоты в тканях и перехода ее в кровь. Молочная кислота вытесняет угольную кислоту из ее связей с ионами натрия и калия, что приводит к повышению напряжения углекислого газа в крови и к возбуждению дыхательного центра. Окисление образовавшейся во время работы мышц молочной кислоты завершается уже после окончания работы. Кроме этого, усиление легочной вентиляции при мышечной работе обусловлено и рефлекторными влияниями.

Формирование дыхания специалиста в основных его структурных составляющих (внешнее дыхание, диффузия газов в легких и в тканях, транспорт газа кровью и клеточное дыхание) должно быть ориентировано на адаптацию специалиста к внешней среде в соответствии с изменением состояния организма.

Не отдельно взятые природные факторы определяют характер влияния внешней среды на дыхание, а их комплексное воздействие.

Например, для холодной арктической климатогеографической зоны специфическим является комплексное воздействие низкой температуры воздуха, ветра, снега (метель, пурга). Существенным моментом в формировании дыхания для этих условий является его тесная взаимосвязь с терморегуляцией организма.

Пустынные (аридные) условия характеризуются высокой температурой и низкой влажностью воздуха, его подвижностью и запыленностью; условия тропической зоны — высокими температурой и влажностью (что обусловливает снижение парциального давления кислорода в воздухе), а также повышенным содержанием в воздухе углекислого газа.

В высокогорной зоне определяющим фактором воздействия внешней среды на дыхание является пониженное атмосферное давление.

Поэтому способы и средства обеспечения дыхания зависят от уровня окислительных процессов, что отражается в классификации их делением по состояниям организма. Рассматриваемые способы и средства могут быть направлены либо на адаптацию (приспособление) дыхания к внешним условиям, т. е. быть направленными на организм, либо они могут обеспечивать изменение параметров внешних воздействий, ослабляя их неблагоприятное влияние на акт дыхания, см. рис. 2.9.

В последнем случае речь идет о способах защиты дыхания от неблагоприятных воздействий внешней среды с помощью технических средств (устройств).

В настоящее время наиболее полно разработаны и реализуются способы и средства формирования внешнего дыхания и дыхания в обмене газов в легких, а также способы защиты дыхания с помощью технических устройств:

• специальных фильтров, обладающих различной проницаемостью для кислорода и углекислого газа и предотвращающих угнетение дыхательного центра в условиях пониженного парциального давления углекислого газа;

• устройств тепловой рекуперации вдыхаемого и выдыхаемого воздуха;

• средств, обеспечивающих повышение кислородной емкости крови, выполняющих функции, аналогичные функциям гемоглобина;

• средств, обеспечивающих регулирование интенсивности процессов дыхания на тканевом и клеточном уровнях.

Рис. 2.9. Система организации дыхания

Представляют интерес также исследования различных систем дыхания (по Бутейко, по системе йогов и др.) с целью разработки системы тренировочных дыхательных упражнений, ориентированной на формирование произвольных и условно-рефлекторных навыков дыхания, обеспечивающих улучшение адаптации специалиста к различным условиям внешней среды.

Следует рассмотреть также особенности дыхания человека в так называемых нестандартных условиях (горы, дыхание с использованием различных приспособлений под водой и т. д.).

Дыхание под водой

Бытует широко распространенное мнение о том, что наши предки при возникновении той или иной экстремальной ситуации в ходе боевых действий могли успешно дышать, используя простейшие приспособления типа трубки, находясь подолгу погруженными в воду, причем глубина погружения якобы измерялась метрами, время — часами, трубка — простая камышина (например, скрытное форсирование водной преграды, спасаясь от преследования, и т. д.).

Учитывая, что наш человек — фигура творческая, все познанное либо услышанное стремится немедленно проверить практически, считаем себя обязанными предупредить о возможных ошибках, связанных с дыханием в особых условиях. Особенно это связано с возможностью дыхания под водой с использованием подручных средств. Прежде чем затевать подобные проверки, особенно на глубинах более 1 метра, следует четко разобраться в физике процесса.

Отметим, что практическая проверка возможности дыхания под водой с использованием подручных средств, причем на глубинах более 1 метра, как правило, заканчивается весьма плачевно: «экспериментаторы» надолго попадают на больничную койку с серьезными расстройствами кровообращения. Рассказы «бывалых», свой опыт плавания в маске с трубкой (если он имеется) или опора на опыт плавания в маске с трубкой какого-то другого дяди без четкого представления физических процессов, происходящих при этом, — смертельно опасны!

Почему?

Причин несколько.

1. Для обеспечения дыхания под водой подручный предмет, через который осуществляется дыхание, должен обладать как минимум проходным сечением, обеспечивающим поступление воздуха к легким в объеме, потребном для акта дыхания, с одной стороны, и обязательно быть над поверхностью воды, даже при ее волнении — с другой, т. к. эффект попадания воды в легкие при дыхании не требует комментариев.

2. Неравенство давлений, действующих изнутри и снаружи тела при его погружении в воду, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Рассмотрим схему взаимодействия давления воздуха (снаружи и изнутри) на человека (см. схему на рис. 2.10.), лежащего на кушетке и находящегося под воздействием атмосферного давления воздуха.

Рис. 2.10

Как видно из схемы, внутренняя плевральная полость находится под давлением, равным атмосферному, в то время как и вся наружная поверхность тела (включая грудную клетку) также находится под давлением, равным атмосферному, т. е. 1 кгс/см².

Таким образом, можно говорить о равенстве внутреннего и внешнего давления, действующего на организм человека, а следовательно, об отсутствии (в общем случае) помех, препятствующих нормальному кровообращению под действием атмосферного давления.

В этом случае изнутри, со стороны легких, давит воздух с силой одной атмосферы (т. е. те же 1 кгс/см²), а снаружи на тело (включая грудную клетку) давят:

Абсолютно иная картина взаимодействия давления воздуха (снаружи и изнутри) на человека возникает при его погружении под воду с обеспечением дыхания через трубку, сообщенную с атмосферой (см. схему на рис. 2.11.).

Рис. 2.11

В этом случае изнутри, со стороны легких, давит воздух с силой одной атмосферы (т. е. те же 1 кгс/см²), а снаружи на тело (включая грудную клетку) давят:

• воздух с той же силой одной атмосферы (1 кгс/см²);

• столб воды, высотою, равной глубине погружения.

Что происходит в этом случае?

1. Так, при глубине погружения, например, равной 50 см от поверхности воды, грудная клетка находится под избыточным давлением снаружи, создаваемым столбом воды высотою, равной глубине погружения, т. е. в данном случае 50 см водяного столба, или 50 гс/см² (5 кгс/дм²). Это заметно затрудняет дыхание, т. к. с учетом площади грудной клетки при этом создаются условия, когда приходится дышать уже в условиях, равноценных тем, когда на грудь давит груз в 15–20 кг.

Но это чисто физические трудности, сопровождающие акт дыхания в таких условиях.

2. Дело не только в этих чисто физических трудностях. Гораздо опаснее и серьезнее проявление нарушения кровообращения. Под действием избыточного давления, создаваемого столбом воды и действующего на всю поверхность тела, кровь вытесняется из частей тела, где давление выше (ноги, полость живота), в области меньшего давления — в грудь и голову. Переполненные кровью сосуды этих частей тела препятствуют нормальному оттоку крови от сердца и аорты: последние непомерно расширяются от избытка крови, и в результате — если не смерть, то тяжелое заболевание.

Экспериментальные исследования, проведенные австрийским врачом Р. Штиглером и описанные им в книге «Купанье, плаванье и нырянье» (Вена), полностью подтвердили вышеизложенное. Опыты проделывал он над самим собой, погружая в воду тело и голову с трубкой, ведущей ото рта наружу.

Результаты опытов представлены в таблице 2.

Почему же мы все-таки можем нырять на большую глубину и оставаться там довольно долго без вреда для здоровья? Потому, что при нырянии условия совершенно иные. Перед тем как нырнуть, ныряющий набирает в легкие как можно больше воздуха; по мере погружения тела в воду воздух этот все сильнее сдавливается напором воды, оказывая в каждый момент давление, равное давлению окружающей воды, поэтому нет причины для переполнения сердца кровью.

В аналогичных условиях, как и ныряющий, находится и водолаз в тяжелом (жестком) костюме (когда давление воздуха, закачиваемого в шлем скафандра, равно давлению окружающей воды), рабочие в кессонах (водолазных колоколах). Если же рассматривать аквалангиста, пользующегося воздухом из баллона, то акваланг снабжается специальной регулирующей аппаратурой, обеспечивающей изменение давления подаваемого воздуха в зависимости от глубины погружения.