Изучение активности нервных клеток остается базовым направлением в психофизиологии. Современные технологические возможности позволяют регистрировать импульсную активность нейронов у животных в свободном поведении и, таким образом, сопоставлять эту активность с различными поведенческими показателями.

Электроэнцефалография (ЭЭГ) – регистрация колебаний электрических потенциалов мозга с поверхности черепа. ЭЭГ регистрируют с помощью наложенных на кожную поверхность головы (скальп) отводящих электродов, скомутированных в единую цепь со специальной усилительной техникой. Увеличение по амплитуде сигналы с выхода усилителей можно записывать на магнитную ленту или в память компьютера для последующей статистической обработки. Раздвигают волосы, кожу обезжиривают раствором спирта и между электородом и кожей кладут специальную электроприводную пасту. Существует два способа регистрации ЭЭГ – биополярный и монополярный. При биополярном отведении регистрируется разность потенциалов между активными электродами. Этот метод применяется в клинике для локализации патологического очага в мозге. В психофизиологии общепринятым считаестя метод монополярного отведения. При монополярном методе отведения регистрируется разность потенциалов между различными точками на поверхности головы.

Магнитоэнцеграфалграфия (МЭГ) Активность мозга всегда представлена синхронной активностью большого количества нервных клеток, сопровождаемой слабыми электрическими токами, которые образуют поля. Регистрация этих полей неконтактным способом, позволяет получить так называемую магнитоэнцефалограмму. МЭГ регистрируют с помощью сверхпроводящего квантового интерферентного устройства – магнитометра. Электрическое и магнитное поля взаимоперпендикулярны, поэтому при одновременной регистрации обоих полей можно получать взаимодополняющую информацию об исходном источнике генерации тех потенциалов.

Окулография (ЭОГ) – регистрация движений глаз. С одной стороны, окулографический показатель необходим для выявления артефактов от движений глаз в ЭЭГ, с другой стороны, этот показатель выступает как самостоятельный предмет исследования, и как составляющая при изучении субъекта в деятельности. Амплитуду движений глаз определяют в градусах. Существует восемь основных видов глаз. Наиболее распространенным методом регистрации движения глаз является электроокулография. По сравнению с другими окулографическими методами электроокулография исключает контакт  с глазным яблоком, проводится при любом освещении. Движение глаз, особенно вертикальные, а также моргания вызывают выраженные артефакты в ЭЭГ. Поэтому регистрация ЭЭГ без регистрации ЭОГ в психологических экспериментах считается недопустимой ошибкой.

Электромиография (ЭМГ) – регистрация суммарных колебаний потенциалов, возникающих как компонент процессов возбуждения в области нервно-мышечных соединений и мышечных волокнах при поступлении к ним импульсов от мотонейронов спинного или продолговатого мозга. В настоящее время применяются различные варианты подкожных (игольчатых) и накожных (поверхностных) электродов.

Электрическая активность кожи (ЭАК) связана с активностью потоотделения, однако физиологическая основа ее до конца не изучена. Из центральной нервной системы к потовым железам поступает влияния из коры больших полушарий и из глубинных структур мозга – гипоталамуса и ретикулярной формации. Потовая железа – это «орган с неожиданно высокой биологической сложностью». У человека на теле имеется 2-3 млн. потовых желез. Их главная функция – поддержание постоянной температуры тела. ЭАК обычно используется как  показатель такого «эмоционального» и «деятельностного» потоотделения. Ее обычно регистрируют с кончиков пальцев или с ладони биполярными неполяризующимися электродами. Два способа исследования ЭАК: метод Фере, в котором используется внешний источник тока, и метод Тарханова, в котором внешний источник тока не применяется. Записи ЭАК носят колебательный характер. Расшифровка этих колебательных процессов прямо связано с механизмами ЭАК и поэтому остается проблематичной.

2. Основные закономерности психофизиологических реакций организма

Здоровый человеческий организм испытывает высокую потребность в движениях. В современный век двигательная активность многих людей ограничивается. Поэтому исследование гиподинамии или гипокинезии, т.е. ограничения двигательной активности, в результате которых мышечный аппарат оказывается недогруженным, является актуальной проблемой для физиологов.

Движения обеспечивают соответствующую стимуляцию рецепторов. Если человек совершает движения, то возникают стимулы, связанные с сохранением равновесия, слежением за перемещением различных предметов и их прикосновением к коже человека. Стимуляция двигательного и других анализаторов является источником разнообразной информации. Ограничения этой информации затрудняют выполнение мозгом регулирующей функции и порождают дополнительное нервно-психологическое напряжение.

Нервные импульсы, вызванные движениями, поступают в ретикулярную формацию мозга и поддерживают высокий уровень ее активности. Недостаток в уровне возбуждения мозга снижает работоспособность человека.

Нет ни одного внутреннего органа, на который не влиял бы отрицательно дефицит возбуждения, вызванный гиподинамией. Ограничение в движениях прямо или косвенно сказывается и на кровообращении, дыхании и пищеварении, обмене веществ и деятельности желез внутренней секреции. При длительной и систематичной гиподинамии у человека отмечается повышенная утомляемость, общая слабость, снижение памяти, нарушение сна, сердцебиение. В течение рабочей смены необходима производственная гимнастика и так называемая аутогенная тренировка (психогигиеническая гимнастика). Весьма полезно устраивать во время работы перерывы для проведения физических упражнений в комбинации с аутогенной тренировкой.

Вспомогательными эффекторными компонентами функциональной системы, составляющими трудовую деятельность человека, является деятельность легких, сердца, сосудов и других внутренних органов, которые обеспечиваю вегетативную (растительную) деятельность организма. В трудовом процессе вспомогательные эффекторные компоненты, во-первых, обеспечивают доставку кислорода и энергетических веществ ко всем тканям – нервной, мышечной и пр., во-вторых, удаляют из человеческого организма продукты обменных процессов. И чем интенсивнее трудовой процесс, тем в большем степени мобилизуется вегетативность органов.

Особенность доставки энергетических веществ и кислорода обусловлена двумя различными механизмами выработки энергии в мышцах, которые называются аэробной и анаэробной производительностью, аэробная производительность состоит в способности мышцы вырабатывать энергии при наличии в ней кислорода. Величина этой способности определяется емкостью систем дыхания, кровообращения и крови. Чем больше эта емкость, тем продолжительнее и больше количество кислорода способен использовать организм во время мышечной работы, т. е.  тем больше аэробная производительность.

Анаэробной производительностью называют способность мышц вырабатывать энергии при отсутствии в ней кислорода.

Изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы зависят от содержания конкретного труда и тех условий, в которых он протекает. Поэтому характер и интенсивность функциональных сдвигов находятся в зависимости от условий выполнения работы. Так, при ручной ковке металла у кузнеца и молотобойца резко увеличивается пульс, иногда до 160 ударов в минуту, повышается артериальное давление170-2000 мм, резко учащается дыхание. При работе в горячих цехах, где физические усилия сопровождаются действием  на организм конвекционного и лучистого тепла, изменения в функциях сердечно-сосудистой системы имеют свой специфический характер, обусловленный комбинированным действием физической работы и метеорологического фактора.

Физиологические обследования, проведенные среди рабочих-станочников, занятых в цехах, где созданы нормальные условия труда, показывают, что механизация трудовых операций в корне изменяет картину функциональных сдвигов в деятельности сердечно сосудистой системы. У таких рабочих пульс и артериальное давление лишь незначительно отклоняется от нормального уровня.

Мышечная работа сопровождается изменениями и в обмене веществ, которые в свою очередь отражаются на составе крови. Существенным фактором, влияющим на состав крови, является нарушение водного и вводно-солевого баланса. В связи с этим повышается концентрация солей в жидкой  части крови (плазме) Кроме того, энергетические затраты в процессе труда предполагают поступления в кровь различных продуктов распада веществ, что приводит к изменению обычно слабощелочной реакции крови. Напряженная физическая работа сопровождается также увеличением форменных элементов крови.

Огромное значение как для здоровья работников, так и для их  работоспособности имеет восстановление функций сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и т.д. В нормальных условиях все эти функциональные изменения устраняются в течение непродолжительного времени (от нескольких минут до 1-2 часов). При этом очень важно создать благоприятные условия для отдыха. Если режим работы и отдыха построен таким образом, что функциональные сдвиги накапливаются, это неминуемо приведет к нарушению нормального функционирования сердечно-сосудистой системы, появлению патологических изменений.