Данная статья посвящена проблеме углубленного изучения причин появления ошибок в деятельности пилотов в полетах. Документы ИКАО призывают при расследовании авиационных происшествий не ставить точку после констатации допущенных пилотом ошибок, а рассматривать их как отправной момент в поиске причин неправильного срабатывания мозговых функций, поскольку ошибки пилота сводятся к ошибкам внимания, восприятия, памяти, мышления, моторики и речи. Особенности протекания данных психических (мозговых) функций отражают определенные законы психологии. В статье рассматривается 7 основных психологических законов, которые позволяют понять причины различных сбоев, отклонений, задержек, пропусков и других дефектов в функционировании нейронов головного мозга.

The laws of psychology that explain mistakes in the work of pilots

Yakimovich N.V.,
aviation psychologist, doctor of science (psych.), Chief Researcher of JSC “Research Unit “MATI”

Abstract
This article is devoted to the problem of in-depth study of the causes of errors in the activities of pilots in flight. The ICAO documents call for the investigation of aviation accidents not to put an end to the mistakes made by the pilot, but to consider them as a starting point in the search for the causes of incorrect activation of brain functions, since pilot errors are reduced to errors of attention, perception, memory, thinking, motor skills and speech. The peculiarities of the course of these mental (brain) functions reflect certain laws of psychology. The article discusses 7 basic psychological laws that allow us to understand the causes of various failures, deviations, delays, omissions and other defects in the functioning of brain neurons.

При расследовании авиапроисшествий и инцидентов в первую очередь рассматриваются в два компонента «человеческого фактора» (ЧФ): профессиональный компонент (уровень профессиональной подготовки пилотов) и медицинский компонент (уровень сохранности здоровья пилотов). А третий неотъемлемый компонент ЧФ – психологический – недостаточно анализируется в рамках проводимых расследований. Из-за этого не вскрываются глубинные первопричины авиапроисшествий и инцидентов, которые имеют психологическое происхождение.

Как известно, самими частыми причинами авиационных происшествий и инцидентов становятся ошибки или нарушения, которые допускают члены летных экипажей в полете. Незначительная часть этих ошибок и нарушений, действительно, обусловлена недостатками профессионального обучения, в частности, недостаточной подготовкой в области ручного пилотирования воздушного судна (ВС).

Другая (преобладающая) часть ошибок и нарушений, возникающих в работе пилотов, имеет совсем иной источник происхождения – это проявления определенных психологических закономерностей функционирования головного мозга.

Как установила психологическая наука, качество и точность выполнения сенсорных, мыслительных, моторных и других видов психических действий во многом определяется тем, в каком психическом состоянии пребывает человек на тот или иной момент времени. Иными словами, от текущего психического состояния в полете в значительной степени зависит, будет ли пилот работать исправно или допустит ошибки и нарушения в свой деятельности. Причем при определенных неблагоприятных состояниях ошибки в работе психики являются вполне закономерными и потому неизбежными феноменами (Левитов Н.Д., 2004).

Согласно Правилам расследования авиационных происшествий и инцидентов (ПРАПИ) требуется отличать ошибки от нарушений, допущенных в полете со стороны пилотов. К ошибкам относят непреднамеренные неправильные действия, как правило, они являются неосознанными действиями. А к нарушениям причисляют осознанные (намеренные) неправильные действия.

Ошибки обычно являются следствием дефектного срабатывания функций головного мозга, в то время как нарушения, которые проявляются в невыполнении инструкций и правил полета, чаще всего связаны с неадекватной мотивацией (преобладанием каких-то личных мотивов над мотивом обеспечения безопасности полета).

Работа психики подчиняется целому ряду установленных наукой закономерностей. Поэтому, чтобы грамотно подходить к анализу возможных причин появления дефектов в работе психических (высших мозговых) функций, необходимо знать об этих закономерностях и уметь их применять для объяснения наблюдавшихся в полете явлений.

На изучение физиологических закономерностей работы мозга для понимания причин тех или иных действий человека обращал внимание известный отечественной психолог А.Н. Леонтьев, который писал: “… за деятельностью и регулирующим ее образом открывается грандиозная физиологическая работа мозга, это ставит проблему перехода от анализа деятельности к анализу реализующих ее мозговых процессов.” (А.Н. Леонтьев А.Н., 1975).

Одна из наиболее известных закономерностей в работе психики, а значит, и мозговой деятельности, – получила название «Закон Йеркса-Додсона». Закон назван в честь двух американских ученых, которые исследовали результаты решения трудных умственных задач при различных уровнях активации нервной системы. Ученые обнаружили некоторый парадокс: лица с чрезмерно высокой мотивацией на достижение успеха (с высоким уровнем нервного напряжения) допускали больше ошибок, чем те, кто работал в спокойном состоянии. Оказалось, что слишком высокое нервное напряжение влияет на качество деятельности также отрицательно, как и низкая мотивация (незаинтересованность в работе).

Таким образом, закон «Йеркса-Додсона» демонстрирует связь между степенью мотивации (степенью эмоционального напряжения) человека и степенью успешности его деятельности. На графике эту связь можно изобразить в виде перевернутой параболы, где наибольшая эффективность деятельности имеет место только при среднем уровне мотивации или при уровне чуть выше среднего. А при крайне высоких или крайне низких уровнях эмоционального (нервного) напряжения наблюдаются наихудшие результаты деятельности, т.е. большое количество ошибок (рис.1).

Согласно этому закону, если у пилота эмоциональное напряжение (нервное возбуждение) достигнет очень высокого уровня, то это приведет к нарушению его спокойной, продуманной и слаженной деятельности на борту ВС. Сильные эмоциональные переживания начнут «подстегивать» процессы мышления к форсированной работе – от этого мышление станет поспешным, непоследовательным, хаотичным и фрагментарным (суженным по объему). В итоге результаты мыслительной деятельности заметно ухудшатся, что приводит к появлению опасных решений и ошибочных действий.

Рис. 1. Закон Йеркса-Додсона, раскрывающий характер связи между активацией (эмоциональным напряжением) и эффективностью деятельности

Негативные изменения при высоком эмоциональном возбуждении происходят не только в мышлении, но и в других психических функциях: например, появляются трудности в процессе вспоминания (актуализации) знаний, в быстроте восприятия, устойчивости внимания, гибкости мышления, точности движений и т.д.

Необходимо отметить, что деструктивные отклонения (сбои) в работе психических функций могут быть обусловлены помимо закона «Йеркса-Додсона» другими особенностями мозговой деятельности.

Например, известен так называемый «Закон Рибо», который отражает закономерности работы долговременной памяти. Наглядным проявлением закона Рибо служит феномен, когда пилот быстрее вспоминает и выполняет тот стереотип действий, который был усвоен им ранее, нежели новообразованный стереотип, хотя старый стереотип неуместен для текущей полетной ситуации.

Согласно Рибо, знания, приобретенные последними в ряду событий – являются менее прочными информационными образованиями, чем старые и чаще использованные информационные структуры. Поэтому легче актуализируются старые и более прочно усвоенные стереотипы действий, а не новые. Особенно часто этот феномен проявляется у лиц старшего возраста с большим опытом работы и запасом стереотипов. «Закон Рибо» как раз объясняет, почему некоторые пилоты могут перепутать действия с органами управления. Например, если ранее они летали на другом типе самолета, где действия с ручками управления требовали одних движений, а на новом типе самолета они требуют противоположных действий. В этом случае нередко происходит интерференция (наложение) навыков, причем в памяти пилота быстрее актуализируются более привычные стереотипы действий.

В отношении функции внимания тоже наблюдаются свои специфические закономерности работы. Специально проведенные психофизиологами эксперименты в Институте высшей нервной деятельности под руководством М.В. Фролова показали, что большинство случаев отвлечения внимания, изменения его направленности и концентрации при выполнении деятельности приходятся на отрицательные фазы сверхмедленных волн, возникающих в головном мозге. Появление сверхмедленных волн свидетельствуют о временном понижении тонуса работы мозговых структур, т.е. о развитии в них небольшого тормозного процесса. Как известно, тонусом мозговой активности управляет такая структура мозга, как ретикулярная формация. Поэтому даже на фоне повышенной умственной активности пилота ретикулярная формация делает своё дело: она волнообразно создает фазы пониженной работоспособности мозга, которые нужны мозгу для кратковременного отдыха и восстановления сил, в эти моменты и происходит ослабление функций внимания и самоконтроля (Фролов М.В., 1993).

Сознание человека способно внезапно отключаться как на несколько секунд (пароксизмальные состояния), так и на более длительное время (состояние внезапного сна). Такое происходит, когда в силу вступает закон «охранительного торможения» нервной системы, который глубоко изучал И.П. Павлов. Этот закон давно известен в психофизиологии, и суть его заключается в том, что при очень длительных и интенсивных нагрузках мозг сильно истощается и происходит его самопроизвольное отключение, т.к. у него уже нет энергетического ресурса для продолжения работы. Внезапный и неуправляемый сон может появиться в процессе работы и вследствие накопленного дефицита сна (после ряда бессонных ночей).

Ученые из Института психологии Российской академии наук под руководством Л.Г. Дикой в ходе изучения особенностей работы психики при очень длительном выполнении деятельности (в течении 72 часов, т.е. непрерывных 3-х суток) обнаружили, что несмотря на высокую мотивированность исполнителей деятельности, тем не менее в их работе происходили иногда резкие кратковременные спады, и приходились они именно на периоды спада уровня активации в тех зонах мозга, которые обеспечивали данный вид деятельности. Причем изменение паттернов активации предшествовало во времени изменениям когнитивного (познавательного) и исполнительного компонентов деятельности. Если изменение активационного уровня охватывало сразу несколько зон мозга, то наблюдался краткий “провал” сознания, на несколько секунд возникало сноподобное состояние и прекращение деятельности, после чего вновь восстанавливался прежний уровень активации мозга и процесс деятельности. Подобный режим функционирования психики был назван исследователями блочным режимом, и отмечался он чаще всего в состояниях выраженного утомления и монотонии (Дикая Л.Г., 2003).

Некоторые случаи снижения сенсорного восприятия пилота в полете могут объясняться «Законом Вебера-Фехнера». Согласно этому закону, открытому двумя немецкими учеными, человек хорошо воспринимает и дифференцирует внешние сигналы лишь в определенном диапазоне интенсивности воздействия раздражителей. Данная закономерность распространяется на все модальности восприятия, будь то слуховое, зрительное, тактильное, обонятельное и т.д. Причем по мере нарастания интенсивности воздействия стимулов получаемые от них ощущения тоже постепенно нарастают, но по логарифмической зависимости, т.е. медленнее, чем рост интенсивности раздражителей.

Начиная с определенного уровня интенсивности стимулов, ощущения от них уже не нарастают, а выходят на «плато», т.е. становятся не различимыми для слуха, зрения и других видов восприятия. Сверхсильные раздражители вызывают не сенсорные, а только болевые ощущения. По этой причине пилот может нечетко дифференцировать, например, звуки от работы неисправного (ревущего) двигателя или слова диспетчера при очень высокой интенсивности сигналов.

Рис. 2. Закон Вебера-Фехнера о связи между интенсивностью внешних стимулов и способностью человека к их дифференцированному ощущению

Восприятие человека подвержено ещё и такому искажению, как сенсорные иллюзии. Зарождение подобных феноменов, как иллюзии, тоже происходит на уровне, который не подвластен контролю сознания, поэтому их возникновение носит непроизвольный характер, и человек не может нести за это ответственность. Появление иллюзий можно объяснить только через определенные закономерности работы зрительной и вестибулярной систем мозга. Например, для опознания наблюдаемых объектов мозг применяет устойчивые «эталоны распознавания образов», при этом воспринимаемые признаки как бы подводятся под давно известную человеку «схему» трактовки совокупности наблюдаемых признаков. Например, аутокинетическая иллюзия, при которой неподвижный объект начинает казаться движущимся, связана с тем, что перемещение светового пятна на сетчатке глаза (по причине обследующих движений зрачка) начинает трактоваться мозгом как перемещение самого объекта наблюдения. Другой пример – иллюзии противовращения и крена. Они обусловлены тем, что вестибулярная система работает с использованием механизма апроксимации событий, поэтому она формирует упреждающий образ движения, но если тот не появляется в ожидаемый момент, тогда это отклонение трактуется как начало противоположного движения.

В полете могут развиваться вполне определенные виды иллюзий восприятия. Наиболее полный перечень авиационных иллюзий был описан эргономистом П.А. Коваленко. Этот перечень иллюзий необходимо знать всем расследователям авиационных происшествий и инцидентов (Коваленко П.А., 2012).

Среди авиационных иллюзий наибольшую опасность представляет так называемая «соматогравическая иллюзия», что означает по сути «иллюзорные телесные ощущения от гравитационных воздействий». Пилоты нередко замечали, что такая иллюзия появляется при необходимости ухода на второй круг, когда самолет набирает скорость не плавно, а с ускорением. Тогда создается ощущение очень резкого прироста высоты и ощущение, что происходит «подъем носа» самолета (на авиационном языке это называется увеличение положительного тангажа самолета). Однако подъем носовой части воздушного судна допустим в очень ограниченном пределе, поскольку при превышении критического угла тангажа самолет заваливается на хвост и переходит в неуправляемый штопор, что кране опасно особенно на малой высоте. Некоторые авиационные катастрофы, которые произошли с самолетами типа «Боинг», связывают именно с проявлением данной иллюзии.

Помимо вышеизложенных феноменов, которые могут влиять на работу психических функций, необходимо обратить внимание на такой фактор, как старение головного мозга и его заболевания. Старение мозга обусловлено, прежде всего, дегенеративными процессами, которые происходят в тканях мозга. Причем негативные изменения имеют место как на клеточном, т.е. нейронном уровне (нарушение проводимости сигналов, ослабление обменных процессов), так и на уровне изменения целостных структур (сокращение площади извилин, расширение внутренних желудочков).

Известный геронтолог (специалист по старению мозга) В.В. Фролькис описал 7 видов изменений, которые происходят внутри нейронов мозга по мере их старения.

К их числу относятся:

– атрофия, т.е. умирание нейронов (прекращение клеточной активности),
– перерождение нейронов в соединительную ткань – нейроглию (ухудшение качества переработки нейросигналов),
– сокращение выработки мозговых гормонов для передачи импульсов (замедленность в передаче сигналов),
– ухудшение проницаемости мембран нейронов (искажения и сбои при передаче сигналов),
– сокращение объема митохондрий (снижение окислительных процессов в нейронах и их активности),
– сокращение объема поступающих питательных веществ в следствие атеросклероза сосудов мозга (снижение кровоснабжения нейронов),
– кислородное голодание нейронов из-за возрастного загущения крови (повышение гематоэнцефалического барьера для проникновения кислорода в нейроны).

Описанные выше закономерности можно назвать «Законом Фролькиса».

Итак, существуют определенные законы, которые экспериментально установила психологическая наука и которые необходимо использовать для понимания глубинных (мозговых) механизмов происхождения ошибок в работе пилотов. Наиболее известные из них сведены в таблицу.

Исходя из законов психологии, нельзя рассматривать ошибки и нарушения со стороны пилотов как сугубо случайные и спонтанные явления, обусловленные только «оплошностями» конкретного индивида – такая точка зрения совершенно не соответствует действительности. Наоборот, все проявления психической деятельности (успешные и неуспешные действия пилотов) имеют под собой вполне конкретные причинно-следственные связи, которые должны рассматриваться при расследовании авиационных происшествий. Только в этом случае возможна разработка адекватных и эффективных способов профилактики ошибок, которые демонстрирует в полетах «человеческий фактор».

Список использованных источников:
1. Дикая Л.Г. Психическая саморегуляция функционального состояния человека / – М.: Институт психологии РАН, 2003.
2. Коваленко П.А. Авиационная иллюзиология и другие проблемы авиационной психологии – М.: Изд-во МГОУ, 2012
3. Левитов Н.Д. Определение психического состояния// Психология состояний. Хрестоматия. /Под ред. А.О. Прохорова – М.: ПЕР СЭ; СПб: Речь, 2004 г.
4. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность – М.: 1975.
5. Психофизиологические исследования функционального состояния человека-оператора. Сборник статей Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН / Отв. ред. М. В. Фролов – М.: Наука, 1993.
6. Старение и увеличение продолжительности жизни /Под ред. В.В. Фролькиса – Ленинград, 1988.

Якимович Н.В.,
авиационный психолог,
канд. психол. наук,
Главный научный сотрудник АО «Научно-исследовательская часть «МАТИ»

Фото: Dhiraj Singh/Bloomberg via Getty

МКАА «Безопасность полетов» не несет ответственности за содержание этого материала. Содержимое сообщения не обязательно является мнением или взглядом учредителей МКАА «Безопасность полетов». Материал публикуется с целью ознакомления авиационного сообщества с различными мнениями специалистов.

Содержание материалов представлено в том виде, в котором их подготовили авторы – без какой-либо редакторской правки.