И её киберспортивная специфика

^{Подавая сигналы в рог,
Будь всегда справедлив, но строг.
(с) Козьма Прутков}

В связи с относительной спонтанностью зарождения и спецификой развития компьютерного спорта гигиене труда киберспортсмена до сих пор не уделяется должного внимания. Вместе с тем сама киберспортивная деятельность (МКМ — мышь, клавиатура, монитор), из-за специфики спортинвентаря, всё ещё мало отличается от офисной работы за компьютером. Таким образом компьютерный спорт максимально обостряет скрытые в офисной работе моменты негативного влияния деятельности на здоровье человека, т.к. не сильно отличаясь от таковой технически, гораздо более интенсивен в плане непосредственных нагрузок на организм. Потому описанные ниже моменты могут быть наиболее полно проиллюстрированы именно на киберспортивных примерах — раскрывая офисно-гиковскую специфику в целом.

Сбор материала для статьи начался в 2016 году. Первоначально работа задумывалась в качестве некоего пособия для подготовки киберспортсменов, но от такого формата было решено отказаться в пользу статейного.

В процессе написания выяснилось, что некоторые ключевые моменты подготовки и отбора киберспортсменов не то что не проработаны должным образом, а даже и не затронуты в печати. В связи с этим, прежде чем продолжить работу, автору пришлось опубликовать ряд статей и заметок на тему физподготовки и отбора спортсменов в киберспорте — чтобы маленько прощупать почву. Прощупывание кое-что показало, но сейчас это не так уж и важно. Однако было принято решение изменить акценты и переориентироваться на гик/айти аудиторию в целом, т.к. сегодня и киберспортсмены и айтишники находятся в схожих рабочих условиях и подвергаются практически идентичным негативным влияниям рабочей среды.

Материал разбит на две основные части. Первая представляет собой подробный разбор проблематики, известной автору. Предпринята попытка наиболее точно и чётко сформулировать причины и следствия описываемых явлений. Вторая же часть состоит из описания максимально эффективных на взгляд автора способов решения описанных в первой проблем.

Автор выражает благодарность Александру Фёдоровичу Горбаченко за ряд ценных советов по финальной доработке статьи.

---

1. Проблематика

^{Все хотят быть здоровыми, но никто этого не соблюдает.
(с) Козьма Прутков}

^{«Труд может быть тяжёлым не потому, что слаба его механизация, а потому, что условия, в которых он протекает, предъявляют серьёзные требования к организму человека и его физиологическим резервам.»
(с) «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982), В.П.Загрядский, З.К.Сулимо-Самуйлло.}

Работа за компьютером представляет собой операторскую деятельность, которая почти целиком определяется устройствами ввода-вывода. Самыми массовыми и общеобиходными до сих пор являются мышь, клавиатура и монитор, что, однако, влечёт за собой ряд проблем, так как тогда, когда их эргономический концепт окончательно сформировался, ещё не было такого фронта работ за компьютером! Количество времени, проводимого перед мониторами значительной частью населения развитых стран, делает невозможной удовлетворительную индивидуальную адаптацию к условиям деятельности и однозначно требует пересмотра и переустройства самой рабочей среды — как в плане эргономики рабочего места оператора, так и в самой аппаратной части устройств ввода-вывода.

В случае, когда речь идёт о программистах, подразумевается, что ценность специалиста возрастает со временем — когда он накапливает профильный опыт и знания. Однако в текущих условиях время и опыт автоматически означают снижение трудоспособности, т.к. длительная работа по специальности неизбежно приводит к развитию профессиональных заболеваний, большей части которых можно в принципе избежать адаптировав рабочую среду и устройства ввода-вывода должным образом! То есть сегодня речь идёт о хроническом снижении производительности труда в данной области, т.к. общее состояние здоровья оператора напрямую сказывается на его работоспособности!

Если же взглянуть с этой точки зрения на компьютерный спорт, то нарисуется ещё более печальная картина. Использование офисной оргтехники для интенсивной тренировочной и соревновательной деятельности приводит к развитию профессиональных заболеваний гораздо быстрее и эффективнее, чем неспешная работа в офисе или вдумчивое программирование за чашечкой чая/кофе.

Регулярные, длительные сессии за компьютером затрагивают как дыхательную и основные регуляторные системы, так и опорно двигательный аппарат в целом.

Рассмотрим же проблематику поближе!

Ah shit, here we go again.

1.1 Общая хроническая гиподинамия и гипокинезия

^{«Но если медики рассматривают гипокинезию как болезнь, то физиологи труда считают её особым видом работы, заключающейся, с одной стороны, в активном подавлении двигательной активности, а с другой в длительном поддержании фиксированной рабочей позы. Последствия ограниченной подвижности многообразны и отрицательны. Человеческий организм становится уязвимым по отношению к внешним воздействиям; его физиологические системы, призванные снабжать ткани кровью, кислородом, питательными веществами, работая на экономном режиме малой подвжности, начинают утрачивать присущие им свойства быстрого и целесообразного реагирования.»
(с) «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982), В.П.Загрядский, З.К.Сулимо-Самуйлло.}

В норме скелетная мускулатура составляет не менее 55% массы тела. Её сокращения — важная часть системы периферийного кровообращения. Сокращающиеся мышцы помогают сердцу проталкивать кровь по венам. При ритмичных движениях — ходьбе, беге, трудовой деятельности и т. д. — расположенные между мышцами или между мышцей и костью крупные вены с клапанами периодически сдавливаются, а содержащаяся в них кровь направляется в сторону сердца, что получило название «мышечного насоса», или, точнее, «венозной помпы». (подробнее см. работу Н.И.Аринчина «Периферические «сердца» человека» (1988))

Кроме того, имеет место микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении. Присасывающе-нагнетательная функция обусловлена главным образом биомеханическим воздействием мышечных волокон на внутримышечные сосуды — в основном капилляры. (подробнее см. работу Н.И.Аринчин, Г.Ф.Борисевич «Микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении» (1986))

Таким образом мы оказываемся в логически неочевидной ситуации, когда сердечно-сосудистая система человека, подверженного гиподинамии и гипокинезии, хронически перегружается отсутствием достаточной двигательной активности! Умеренная и регулярная физическая нагрузка облегчает работу сердечно-сосудистой системы ритмичными сокращениями мышц.

Застой венозного оттока и лимфы в нижних конечностях на фоне хронической гиподинамии:

К этому прибавляется фактор дегенерации капиллярной сети в отсутствии необходимых физнагрузок. Дело в том, что организм постепенно разбирает капилляры скелетной мускулатуры гиподинамичного человека до уровня минимального необходимого обеспечения тканей. Падает и количество митохондрий в мышечном волокне — то есть функциональные возможности мышечной ткани в целом, т.к. митохондрии являются как раз теми самыми мелкими, универсальными таракашками, которые покушав какают в клетки энергией! Причём в состоянии делать это на разных видах топлива и с использованием разных окислителей!

Далее из-за лени автора и бесполезности этой информации для читателя опущен кусок заумного текста, который описывая сложные адаптационные механизмы организма не имеет по своей сути никакой значимости в рамках данной статьи, т.к. фармакологически допинговать данные системы без физнагрузки не имеет смысла — в связи с тем, что рост капилляров сложным образом запускается именно ей. А на фоне физнагрузки такое допингование не имеет смысла и подавно, т.к. необходимые кондиции достигаются естественным путём, благо наш оператор ЭВМ не стремится к олимийским рекордам. Попытавшись же без должных знаний и опыта он может внезапно ворваться в перетренированность (декомпенсацию по имунной системе), при помощи которой природа мягко поправит взгляды на жизнь нашего супермена. Интересующиеся могут почитать о физической нагрузке как причине вторичного иммунодефицита.

Если же говорить непосредственно о соревнующихся киберспортсменах — для них, острее чем для прочих, встаёт вопрос адреналина. Если в классическом спорте предстартовая лихорадка, в большинстве дисциплин, разрешается интенсивными сокращениями мышц, то наш кибератлет вынужден неподвижно сидеть на стуле на пике «мандража». Таким образом единственная мышца, в которой может хоть как-то прогореть выброшенный в кровь адреналин — это миокард. Адреналиновые нагрузки, не разрешившиеся существенной активностью скелетной мускулатуры весьма негативно сказываются на работе сердца и надпочечников — особенно в долгосрочной перспективе.

Под действием адреналина весьма усиливается процесс свёртывания крови (Adelson (1961)), что эволюционно рассчитано на ранения во время конфликтов. А также сжимаются сосуды в брюшной полости и кое-где ещё (например наполнение пещеристых тел), что, в конечном счёте, означает необходимость для сердца толкать этот готовый свернуться компот изо всех сил — без каких бы то ни было мышечных сокращений на фоне. В связи с чем автор предсказывает у всех регулярно соревнующихся и соревновавшихся киберспортсменов существенную гипертрофию левого желудочка сердца (ГЛЖ). В этой же области мы без труда найдём объяснение фокусам с артериальным давлением во время ответственных, напряжённых матчей.

В нашем же компьютерном случае картина маслом может быть дополнена ещё одним любопытным пунктом.

1.2 Электромагнитная экспозиция + катионизация вдыхаемого воздуха

Гиподинамия приходит к незадачливому оператору не одна. Её ближайшими сестрёнками являются длительная экспозиция операторского организма электромагнитным излучением, а также изрядная катионизация (положительная ионизация) вдыхаемого оператором воздуха — особенно компьютерами с воздушной системой охлаждения.

Пребывание в ЭМ-полях (см. работу «О влиянии электромагнитных полей на свойства эритроцитов» Пиротти Е.Л. (1997)) ведёт к нарастанию агглютинации эритроцитов (не станем забывать, что для киберспортсмена имеет место ещё и повышенный уровень адреналина) — когда полярность их мембран меняется, что приводит к их развороту и склеиванию в т.н. «монетные столбики«, которые, в отличии от одиночных эритроцитов, имеющих свойство складываясь протискиваться в мельчайшие сосудики уже не пролезают в мелкие капилляры, таким образом ухудшая транспорт кислорода в тканях. В т.ч. и в мозге!

Расположение эритроцитов в просвете сосуда:

Наблюдательный читатель наверняка замечал у себя резкое замерзание конечностей через несколько минут после начала работы за компьютером в холодном помещении, в то время как при той же температуре, в том же помещении и в той же одежде ничего подобного не наблюдалось «ни сидя, ни лёжа, ни стоя» до начала работы и некоторое время спустя после. Пожалуй самый наглядный пример нарушения микроциркуляции на периферии, который автор взял неизвестно откуда.

Наложив это на дегенерацию капиллярной сети мы получим достаточно удручающую картину, которую нам любезно и не таясь демонстрирует небезызвестный Данил Ишутин в работе «Говорит и показывает Ишутин» (2020).

Автор этих строк так же голословно заявляет, что после нахождения в «компьютерной комнате» аэробный порог резко снижается на некоторое время даже у тренированных спортсменов. В этой связи, с накоплением определённого статистического массива, можно даже не спрашивать молодого спортсмена, внезапно провалившегося по аэробной выносливости, как он отдыхал перед тренировкой.

Так же голословно заявим, что некоторые напряжённые операторы частенько испытывают затруднения в работе, связанные с внезапно участившимися после начала работы за компьютером позывами к мочеиспусканию. Что в нашем случае связано со стремительным подъёмом артериального давления.

Любопытный читатель для расширения кругозора может ознакомиться со статьёй на смежную тему, часть материала для которой подсказал автор этих строк.

* * *

По поводу ионизации воздуха в рабочем помещении, а вернее его катионизации, нужно учитывать, что длительно работающие электрические приборы практически исключают отрицательную ионизацию воздуха в помещении. Аэрионы, как более подвижные, перемещаются по силовым линиям полей, стремясь к противоположно заряженным поверхностям, где происходит их нейтрализация. Системный блок работающего компьютера с этой точки зрения является установкой по катионизации воздуха, т.к. большинство современных систем имеют воздушное охлаждение, что подразумевает постоянную прокачку воздуха сквозь «самую мякотку». Атмосфера в недостаточно проветриваемом помещении начинает всё больше «накаляться» и всё сильнее отличаться от таковой в окрестностях водопада или высокогорной сосновой рощи…

Эритроциты, захватывающие такой воздух в лёгких, массово меняют заряды мембран, что означает их ещё более интенсивную агглютинацию. Интересующийся читатель может самостоятельно углубиться в вопрос, после чего наложить полученные знания на выше- и, отчасти, нижеописанную проблематику.

1.3 Мелкомоторная блокировка дыхания (*далее МБД)

Глубокое, полноценное дыхание вносит прецессионную погрешность в высокоамплитудные мелкомоторные операции, что было относительно подробно рассмотрено в работе «Мелкомоторная блокировка дыхания в компьютерном спорте» (2019). В связи с чем оператор часто и подолгу рефлекторно задерживает дыхание ради точности выполнения мелкомоторных операций. Вместе с вышеперечисленным ровное, полноценное дыхание способствует и лимфотоку. Сокращения диафрагмы стимулируют отток лимфы через передние медиастинальные лимфатические узлы, которые расположены непосредственно на диафрагме, задние медиастинальные и поддиафрагмальные лимфатические узлы. Кроме того сокращения диафрагмы способствует насасыванию лимфы в грудной проток. В чём собственно и состоит супер-дупер секрет брюшного дыхания в восточных оздоровительных практиках и боевых искусствах.

^{Грудной проток [ductus thoracicus] — основной коллектор лимфатической системы, по которому лимфа оттекает в венозное русло от нижних конечностей, таза, стенок и органов брюшной полости, левой половины груди и расположенных в ней органов, а также левой половины головы и шеи, левой верхней конечности.}

Лимфа движется за счёт действия окружающих мышц на лимфатические сосуды и колебаний внутригрудного и внутрибрюшного давления за счёт дыхания. Таким образом проблема гиподинамии, гипокинезии и низкой интенсивности дыхания подразумевает ещё и застой лимфотока! Увеличение жировой прослойки усугубляет явление, т.к. жировая ткань омывается лимфой в отсутствии мышечных волокон, сокращение которых могло бы лимфотоку помочь.

Мелкомоторная блокировка дыхания актуальна и при обыкновенном печатании на клавиатуре, но, в этот момент, как правило, происходит ещё и артикуляционное сопровождение — беглое, поверхностное проговаривание про себя набираемого текста. И МБД же выводит нас на проблемы с опорно-двигательным аппаратом.

1.4 Опорно-двигательный аппарат

^{«О большой функциональной нагрузке двигательного анализатора в процессе поддержания вынужденной позы говорит резкое уменьшение выносливости человека к статическим нагрузкам. После статического напряжения способность человека к мышечному расслаблению ухудшается, на что указывает усиление электрической активности покоящихся мышечных групп. В царской армии статическое напряжение использовалось как наказание, когда солдата с полной выкладкой ставили под ружьё и держали до тех пор, пока он не терял сознание.»}

^{«Длительно и часто повторяющиеся статические усилия вызывают сужение сосудов. При ритмической работе мышц предплечья, осуществляемой на фоне статического напряжения мышц плечевого пояса происходит ухудшение кровоснабжения работающих мышц, ведущее к быстрому развитию утомления.»
(с) «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982), В.П.Загрядский, З.К.Сулимо-Самуйлло.}

Длительное, регулярное использование мыши и клавиатуры проявляется стойкой характерной деформацией ОДА, отчасти продиктованной МБД.

Объём деформирующей нагрузки таков, что не может быть компенсирован упражнениями и прочей порнографией вроде рекомендаций по верной посадке перед компьютером и т.п. Рекомендации по поддержанию «верной» позы несостоятельны в принципе, т.к. человек не в состоянии просидеть неподвижно не меняя положения оси позвоночника относительно гравитационного вектора более нескольких минут. Вместе с этим имеет место проблема гипокинезии, которая исключает длительное «правильное» сидение перед монитором вообще. Экспериментатор, задавшийся такой целью и отснявший хотя бы час игровой сессии увидит во время скоростного воспроизведения записи, что сидящий киберспортсмен (оператор) занимается по сути постоянным ёрзаньем и переваливанием справа налево и обратно. Многократная, избыточная дублированная нагрузка на задействованные системы исключает применение на практике каких бы то ни было красивых заумных систем упражнений, призванных компенсировать деформирующий фактор. Можно сколько угодно вправлять, править, закачивать, тянуть и любым другим образом мучать перегруженные места, однако после посадки за компьютер и начала непосредственной деятельности произойдёт переключение сознания и моментальное выпадение этих мест из сознательного контроля в течении нескольких секунд, вместе с чем тут же отвалится и вся проделанная работа — а «проработанные» места вернутся в выработанное ранее максимально адаптивное состояние. Сознательный контроль по некоторым биомеханическим векторам слишком труден и отнимет всё внимание — исключая возможность осознанно выполнять внутриигровые манипуляции, а по некоторым невозможен, т.к. блокируется спецификой работы рефлекторных регуляционных механизмов (например МБД и её деформирующим влиянием на ОДА).

Читателю наверняка знакомо чувство странной тяжести при выходе из воды после плавания. Это следствие глубокого расслабления мелких мышц рефлекторно реагирующих на гравитацию и не подвластных сознательному контролю. Ещё читатель, длительно промышляющий, за компьютером может ощупать свои грудинно-ключично-сосцевидные мышцы и убедиться, что на стороне мыши она в гипертонусе. Ещё такой читатель может обратить внимание на разную высоту плеч или горб справа на спине, а также на болезнь Шляттера в локтевых суставах многих кибератлетов. Всё это следствия длительного манипулирования мышью и клавишами на столе.

Взглянём же на характерные симптомы!

Ай малядес! Писталет дэржит!

Из-за МБД (читай из-за мыши) splenius capitis, levator scapulae, а также trapezius особым образом выключаются из поддержания позы, что существенно перенапрягает на этой же стороне sternocleidomastoideus! Лица наших незадачливых операторов начинают плыть весьма характерным образом — слева череп тянет назад, а справа вперёд. Репу ведёт весьма характерно, на фоне чего рано или поздно начинает «свистеть фляга», т.к. крово- и лимфоток в черепе слегка меняется.

Маска как нельзя кстати и подчёркивает описываемый феномен.

И вот наш бочёк потик, дыхательная функция правого лёгкого практически сошла на нет, а полноценное кровообращение в печени затруднилось.

Однако вал симптоматики начинает только нарастать. Наши коровы пасутся даже в стойле!

Выпас в монитор для человека морфологически неестественен, следовательно может без последствий продолжаться лишь некоторый период времени — в режиме компенсации.

Мммууу! (мычит коровка)

Чтобы довести себя до сжатия собственного спиного мозга позвонками нужно, воистину, обладать колоссальной киберспортивной гиперусидчивостью! Возможно, иногда это связано с тем, что свист канистры заглушает голос разума… Блокирование естественной вегетативной функциональности в угоду гиперусидчивости до добра никогда не доводит. Природа строга!

На этом месте не по годам смекалистый, но очень возмущённый читатель заорёт: «Вы всё врёти! Для этого есть специальные игровые кресла!»

Такого Шерлока Холмса мы пригласим взглянуть на две следующие иллюстрации:

Увы…

Все так называемые «игровые кресла» разработаны на основе гоночных (либо авиационных) сидений, что легко проверить через поисковик. Они мало пригодны для киберспортивной деятельности и с технической точки зрения ничем не отличаются для киберспортсмена от деревянного табурета.

При разработке этих кресел инженеры гнули свою линию, не беря в расчёт, что в процессе сидения за компьютером инерционные силы, вжимающие гонщика/пилота в сидение, отсутствуют!

Несмотря на то, что кресла такого типа действительно неплохо поддерживают спину во время скоростной езды, они абсолютно бесполезны во время напряжённой работы за компьютером.

Ни на одной фотографии с турниров или тренировочных сборов мы не наблюдаем опирание затылком на спинку кресла. Более того, мы не наблюдаем такового опирания в процессе киберспортивных схваток в принципе.

Таким образом наш атлет (оператор ЭВМ) мало того, что начинает угрожать пережатием собственному спинному мозгу, так ещё и начинает себя душить — своим же собственным позвоночником пережимая себе гортань!

А это в свою очередь означает постоянное апноэ, то есть невозможность рефлекторно, свободно дышать без сознательного контроля гортани и шеи! И невозможность входить в фазу быстрого сна лёжа на спине. А это ж….!

Наш оператор не может полноценно расслабиться днём и нормально выспаться ночью.

Однако МКМ надавливает ещё на некоторые системы ОДА!

Например на запястья, по которым всегда можно узнать заядлого мышиста/мышевика.

Или на локти, долгие годы статически перегруженные упором рук в столешницу, что вызвало разрастание «воооон той костяной штучки» — с целью увеличить рычаг и таким образом снизить силу статической нагрузки на задействованное сухожилие и мышцу (triceps).

Вся вышеописанная проблематика с ОДА тем более ярко проявится, чем в более раннем возрасте человек начинает баловаться напряжённым операторством за ЭВМ, т.к. до тех пор, пока не завершена оссификация, нагрузки будут проявляться адаптационными деформациями костной тккани. Особенно актуально для астеников!

Кроме того рост оператора также является значимым фактором. Чем длиннее рычаг, тем сильнее гравитация тянет книзу за кончик — стоит лишь чутка ссутулиться.

1.5 Световой режим

Специальные клетки сетчатки глаза при попадании на них яркого света напрямую посылают сигнал в супрахиазматическое ядро. Супрахиазматическое ядро — ядро передней области гипоталамуса, главный генератор циркадных ритмов у млекопитающих, управляет выделением мелатонина в эпифизе и синхронизирует работу «биологических часов» организма.

Мелатонин является индольным производным серотонина и синтезируется ночью. Выработка мелатонина происходит из выработанного на свету днём серотонина, причём более интенсивно на фоне физической активности! Спектр и интенсивность солнечного света невоспроизводимы в быту, следовательно нахождение на свету днём является залогом выработки необходимого количества мелатонина ночью. Однако сон должен происходить в максимально тёмном месте. Пик секреции мелатонина с 11 вечера до 3 утра. В это время человек, желающий сохранить здоровье, обязан спать.

Однако наши незадачливые операторы, как правило, сидят в занавешенных комнатах днём и до поздней ночи светят себе в лица. Ситуация более подробно рассмотрена в 17-ой «Заметке о киберподготовке» (2019) и в работе «Хрестоматийный случай одного гика» (2020).

Мелатонин является индольным производным серотонина и синтезируется ночью.

Секреция мелатонина подчинена суточному ритму, определяющему, в свою очередь, ритмичность гонадотропных эффектов и половой функции. Синтез и секреция мелатонина зависят от освещённости — избыток света понижает его образование, а снижение освещённости увеличивает синтез и секрецию гормона (почему, собственно и положено спать в темноте). У человека с нормальным распорядком дня на ночные часы приходится примерно 70% суточной продукции мелатонина.

На свету он не вырабатывается. А вырабатывается в темноте из серотонина!

Который вырабатывается на ярком свету в дневное время.

2. Решения

^{«Не смотри, что в ранце дыра,- Иди вперёд и кричи: Ура!»
(с) Козьма Прутков}

Идеальным решением, безусловно, является отказ от использования ЭВМ (МКМ). Однако в настоящее время уже не только лишь все могут позволить себе такую роскошь не оставшись голодными.

По глубокому убеждения автора, разрешить весь комплекс проблем методом адаптации организма к негативным воздействиям не удастся. Необходимо пересмотреть рабочую среду в целом и её элементы по отдельности.

Пределы адаптационных возможностей организма вкупе с количеством часов в сутках исключают стойкую компенсацию негативных факторов без изменения самой среды.

2.1 Общая хроническая гиподинамия и гипокинезия

^{«Общая физическая тренированность человека улучшает результаты его профессиональной деятельности. Мобилизующее влияние физической деятельности на рефлекторные и гуморальные механизмы поддержания гомеостаза обеспечивает сохранение высокой работоспособности даже в неблагоприятных условиях внешней среды.»}

^{«Правильная организация внерабочего времени, мышечная активность, занятия физкультурой, закаливание, пребывание на свежем воздухе, регулярное сбалансированное питание — самые благоприятные рекомендации, следуя которым можно противостоять неблагоприятным воздействиям, порождённым техническим прогрессом.»}

^{«Двигательная деятельность представляет собой мощный регулятор всех отправлений организма, источник их совершенствования. В физиологическом понимании мышечное движение является основой активной жизнедеятельности организма и его устойчивости к неблагоприятным влияниям.»}

^{«В настоящее время много и справедливо говорят о том, что профессиональная деятельность большинства специалистов характеризуется ограничением двигательной активности (гипокинезией и гиподинамией), которая отрицательно сказывается на здоровье и работоспособности человека. Но дело заключается не только в том, что операторская профессиональная деятельность сопровождается гипокинезией, но и в том, что операторский труд на фоне ограниченных физических нагрузок требует от человека большой нервно-психической напряжённости, которая при частом повторении отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека. Компенсация недостающей двигательной активности для специалистов преимущественно информационного типа способствует профилактике (предупреждению) отрицательных последствий чрезмерного эмоционального напряжения, монотонии и гипокинезии.»}

^{«Гипокинезия, эмоциональная напряжённость, монотонность работы — своего рода «болезнь прогресса», борьба с которыми должна вестись широким фронтом. В этом наступлении на факторы, оказывающие неблагоприятное влияние на здоровье и проиводительность труда, есть место не только врачу, но и физиологу, гигиенисту, психологу, социологу, инженеру-конструктору. Их совместными усилиями осуществляется такая организация трудового процесса, при которой достигается наилучший производственный эффект на фоне наиболее совершенного функционирования организма.»}

^{«Это прежде всего касается рабочего места, пультов и органов управления. Они должны соответствовать антропометрическим и биомханическим показателям работающего человека, физиологическим нормативам статических усилий на органы управления и т. д. Важнейшее значение при этом имеет научно обоснованное распределение функций между машиной и человеком с учётом его психофизиологических и психических возможностей.»
(с) «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982), В.П.Загрядский, З.К.Сулимо-Самуйлло.}

Бег широкому кругу людей как средство профилактики гиподинамии показан быть не может — в силу своей биомеханической сложности и целому ряду противопоказаний (например таких как плоскостопие). Выбирать нужно ежедневные пешие прогулки не по трассе (не по проезжей части) от 40 минут и отказ от лифта.

Либо, если есть такая возможность, заплывы — от 40 минут и дольше.

2.2 Электромагнитная экспозиция + катионизация вдыхаемого воздуха

Вытяжка воздуха из системных блоков ЭВМ должна производится наружу из рабочего помещения, а не внутрь него. Все источники ЭМ-излучения должны быть по возможности забраны в клетки Фарадея.

От вай-фая следует отказаться в угоду проводам.

В случаях, когда работа проходит в помещениях, где данные условия не соблюдены, стоит обратить внимание на антиагреганты и увеличить потребление чистой питьевой воды.

Антиагреганты должны быть рассмотрены спортсменами в качестве легального допинга.

2.3 Мелкомоторная блокировка дыхания

^{«Проведённые исследования дали основание для вывода о том, что профессиональное отличие у людей с различной степенью двигательной активности связано не с количеством потребляемого кислорода, а с использованием аэробных возможностей организма, с возможностью длительного поддержания устойчивого состояния функций дыхания и сердечно-сосудистой системы — этих транспортных систем организма — на протяжении всего трудового процесса. Сонастроенность этих систем, установление оптимальных соотношений между ними — непременное условие длительного поддержания высокой работоспособности организма.»
(с) «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982), В.П.Загрядский, З.К.Сулимо-Самуйлло.}

Операторам, не имеющим возможности отказаться от мыши и клавиатуры в качестве устройств ввода, следует повышать свой аэробный порог — регулярно тренируя свою аэробную выносливость.

Идеальным же решением видится разработка устройств ввода, позволяющих исключить из работы мелкую моторику рук и отвязать сами руки от столешницы. Автор данной работы убеждён, что самыми эффективными, массовыми, простыми в использовании и недорогими могут стать устройства ввода на базе терменвокса. Они не требуют использования сложной оптики — как оптические датчики, а драйвера для таких устройств будут куда проще и «легче».

Как вариант киберспортивного шоу-формата представляется любопытным провести ряд экспериментов на подобных устройствах.

Киберспортсмены, выступающие на МКМ, в связи с МБД, очевидно, обязаны проходить предсоревновательные тренировочные сборы в условиях среднегорья. А провести отпуск в горах будет в целом полезно любому айтишнику.

В распоряжении высококлассной киберспортивной команды не может не быть открытого олимпийского бассейна на горной тренировочной базе, желательно находящейся не ниже 1500м над уровнем моря, где и должны проходить предсоревновательные киберспортивные сборы. Тренировки в условиях среднегорья наиболее эффективны для развития стойкой резистентности к гипоксии. Что перемножается на наиболее эффективно среди циклических видов спорта развиваемую плаванием аэробную выносливость (повышение аэробного порога).

Более того, разгрузка опорно-двигательного аппарата в воде и биомеханическая специфика оставляют плавание вне конкуренции в плане киберподготовки, т.к. киберспортсмены (да и простые операторы ЭВМ), вкупе с гиподинамией и гипокинезией, испытывают постоянную статическую нагрузку на ОДА.

См.: Агаджанян Н.А., Миррахимов М.М. «Горы и резистентность организма.» М., «Наука», 1970

Допинговаться по этому пункту следует антигипоксантами.

* * *

Застой лимфотока прекрасно ликвидируется ежедневным использованием старой доброй мочалки из люффы.

2.4 Опорно-двигательный аппарат

Как уже сказано выше, использование мыши и клавиатуры в качестве устройств ввода не позволит в полной мере исключить описанную в пункте 1.4 проблематику.

Силовые упражнения с отягощениями противопоказаны сколиотикам, о чём можно подробнее прочесть в работе «Родитель, бди — киберспорт!» (2018). Обычные, симметричные силовые упражнения только закрепляют деформацию мышечным корсетом. Корректировка осанки должна производится методами ЛФК. И такие упраженения, как правило, асимметричны.

Противопоказаны ещё и потому, что будучи хроническим гиподинамиком и обладая ожиревшей от малоподвижности печенью, утилизировать такое количество силовых метаболитов не отравившись не удастся.

Операторам, которые ещё не имеют в своём распоряжении устройств ввода на базе терменвокса, следует адаптировать своё текущее рабочее место таким образом, чтобы т.н. «профессиональное игровое кресло» заработало со своей максимальной отдачей — по возможности снимая гравитационную нагрузку с позвоночника и передавая её на спинку. Ключ к проблеме — положение позвоночника относительно гравитационного вектора.

Близким к идеальному креслом такого типа следует считать зубоврачебное, которое как раз изначально проектировалось для длительных неподвижных отсидок пациента.

В это связи нужно также учитывать, что если мы планируем перестать пастись в монитор, то он в принципе должен находиться выше линии горизонта (линии глаз).

Людям, не имеющим возможности поднять монитор выше линии глаз и опереться затылком, слеует искать надёжной опоры лбом — каковая выстроит всю биомеханику от кресца до затылка. Иллюстрация не приводится, т.к. иллюстратор, к сожалению, сбежал с деньгами, выделенными на иллюстрирование данной статьи.

Ещё одним, более дорогим, вариантом может стать сухая иммерсионная ванна, однако она предъявляет более высокие требования к внепроизводственной физической активности, т.к. дегенерация и детренировка ССС и ОДА в ней происходит гораздо быстрее.

На взгляд автора рекомендация работать стоя за компьютером является злостным вредительством, т.к. гипертония, варикозное расширение вен ног и тромбофлебит в такой ситуации вопрос пары лет!

Единственный вариант, при котором такая поза допустима в течении продолжительного времени — это когда под стол установлена беговая дорожка, включенная на малый ход. Это позволяет ликвидировать венозный и лимфатический застой в нижних конечностях, кроме того большинство критических статических мышечных зажимов превращаются в малоамплитудные движения.

Однако проблематика длительной повседневной работы в таком режиме остаётся дискуссионной и без проведения длительного эксперимента автору данной работы не ясна. Например специфика мелкой моторики, или прецессионная нагрузка на зрительный анализатор.

Автор благодарит экспериментатора за отчёт.

У оператора ЭВМ не может не быть круглосуточного доступа к горизонтальной перекладине (турнику), на которой он в состоянии висеть не доставая ногами до опоры. В течении дня необходимо осуществлять не менее 5 висов максимальной продолжительности, в процессе которых неплохо было бы пораскачиваться, поизвиваться и подрыгаться — максимально снимая компрессию с позвоночника. Продолжительность виса будет постепенно возрастать с укреплением кистевого хвата. Кроме того в отстутствии гимнастических брусьев и их аналогов имеет смысл вставать в упор руками на уровне пояса с одновременным расслаблением (отпусканием) ног — с целью максимальной декомпрессии и расслабления поясничного отдела.

Поясница айтишника нуждается не в дополнительной статической нагрузке, а наоборот — в разгрузке. Статические упражнения типа планки в этом смысле представляются не вполне желательными. Наш интерес в растяжке, висах, упорах (как на брусьях) и динамических упражнениях, которые позволят расслабить межпозвоночные (глубокие) мышцы, а не напрячь их больше по другому вектору. Статические зажимы ведут к ухудшению кровообращения в области — мышечные спазмы блокируют микроциркуляцию — читай питание хрящей. То есть межпозвоночных дисков! Лучшее динамическое упражнение, позволяющее расслабить мышцы низа спины (в т.ч. некоторые не контролируемые сознательно — межпозвонковые) — это длительное ползание на четвереньках!

Беда в нашем случае ещё и в том, что укрепление мышц, в связи со спецификой деятельности, значения не имеет. От длительных статических нагрузок «плывут» хрящи и связки, а затем и кости. Восемь часов выпаса в монитор невозможно компенсировать «зарядочкой», хотя она, безусловно, и улучшит питание хрящей (межпозвоночных дисков) и они деформируются вполне здоровыми. Потому автор данной работы настаивает на том, что наш путь не другая или дополнительная нагрузка, а разгрузка. В связи с чем требуется коренной пересмотр эргономики рабочего места и устройств ввода-вывода. Наша цель — снять статическое напряжение опорой, а не изменить его локализацию!

В целом любая эргономика должна плясать от биомеханики, анатомии и физиологии. Нужно не пытаться компенсировать нагрузку на организм, превосходящую его адаптационные возможности, а трансформировать среду — то есть ликвидировать саму превышающую нагрузку.

Технологии для человека, а не человек для технологий! Техника под задачу, а не задача под технику!

Киберспорт — флагман айтишной эргономики и устройств ввода-вывода!

2.5 Световой режим

Запас серотонина, из которого ночью выработается мелатонин, должен быть наработан днём! Интенсивными физическими упражнениями или, хотя бы, прогулками на солнце. В таком случае ночной сон будет крепким, сладким и весьма оздоравливающим. Причём даже в пасмурный день интенсивность света и его спектр на улице не могут быть компенсированы искусственными источниками в помещении.

Формула проста, но, вместе с тем, не терпит и отступлений.

1) Длительное пребывание на дневном свету.

2) Своевременный ночной сон в полной темноте. (с 11 вечера)

В противном случае не нарабатывается достаточное количество серотонина. Следовательно не из чего выработаться и мелатонину в ночное время, вне зависимости от того, насколько темна ваша «берлога».

Кроме того, серотонин участвует в регуляции сосудистого тонуса. Что особенно актуально для нас в свете проблематики, описанной в других пунктах! Желающие глубже вникнуть в механизм приглашаются к ознакомлению с работой «Кардиотропные свойства эпифизарного мелатонина» (2016):

^{«В основе кардиотропных эффектов МТ лежит, очевидно, в первую очередь, его прямое влияние на сократимые элементы миокарда через заложенные здесь МТ рецепторы.…}

^{… Кардиопротективное действие МТ определяется несколькими механизмами, среди которых ведущим следует признать антиоксидантный эффект, направленный на ослабление проявлений оксидантного стресса. Ишемическое (при ишемии-реперфузии) и токсическое (под влиянием адриамицина или доксорубицина) повреждение миокарда неизменно сопровождается резким усилением свободно радикальных процессов (Morishima et al., 1999; Salie et al., 2001; Xu et al., 2002). Между тем, как уже неоднократно описывалось ранее, эпифизарный гормон разными путями ограничивает подобные нарушения, будучи одним из наиболее мощных эндогенных антиоксидантов. За счёт лёгкого проникновения в клетки он может выступать в роли «ловушки» свободных радикалов, обеспечивая защиту макромолекул, в том числе ДНК, от повреждения, а по способности подавлять процессы перекисного окисления липидов и усиливать активность ферментов антиоксидантной системы превосходит аскорбиновую кислоту. Необходимо подчеркнуть универсальность антиоксидантных свойств МТ, которые проявляются независимо от причины, вызвавшей оксидантный стресс. Так, изопротеренол инициировал перекисное окисление липидов в миокарде со снижением уровня глутатиона. Эти сдвиги сопровождались нарушением насосной функции сердца у крыс. МТ (в дозе 10 мг/кг) полностью блокировал указанные эффекты, обеспечивая тем самым выраженное кардиопротективное действие.»}

Послесловие

Тренеры сегодня, к сожалению, продолжают тренировать опираясь на педагогические принципы в большинстве своём разработанные в прошлом веке под совершенно другие задачи. И опираясь на научные данные того времени. Зачастую такие педагогические методики не имеют достаточного биологического обоснования…

Такие тренеры для сегодняшнего спорта и физкультурной реалибитации малопригодны.

Задача как тренера, так и спортсмена, прежде всего, взяться за книжки и перечитать всё по прфоильным и смежным направления — через то став гармотнее. Знакомство с такой литературой расширяет кругозор тренера и спортсмена, помогая понять какие методы тренировки лучше, а какие хуже — или вовсе необоснованы.

Слишком простые модели организма некорректны. В основе таких моделей, прежде всего, должна лежать информация о биохимиеских и физиологических процессах в организме протекающих. Тренироваться нужно по законам биологии.

Методы тренировок и контроля должны строиться на основе объективных фундаментальных данных и опираться на понимание адаптационных процессов, протекающих в организме. В противном случае горы перепачканной буквами макулатуры будут расти — заполоняя архивы, а достижения спортсменов будут продолжать строиться на достижениях зарубежной фармакологии…

П.С.

Немного романтики для усталого айтишника!

Ши Цзюньу — «Собрание истинных записей бессмертных с гор Сишань.» (~1100-1135 гг. н.э.)

«Убежищем дыхания* является телесная форма. Упражняя телесную форму образуют дыхание. Если же не знать приёмов питания телесной формы, тогда запасы семени и души-по будут рассеяны и истрачены, в результате чего в пустоте сохранится только иньская оболочка, и человек, даже не дойдя до смерти, будет подобен сухому дереву. А когда дыхание его совсем прервётся, от него останется лишь кучка праха. Так разве можно не уделять большого внимания Пути питания телесной формы?»

^{*под дыханием в данном случае понимаются все обменные процессы организма в целом}

Литература

Агаджанян Н.А., Миррахимов М.М. «Горы и резистентность организма.» М., «Наука», 1970.

Аринчин Н.И. «Периферические «сердца» человека» (1988)

Аринчин Н.И., Борисевич Г.Ф. «Микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении» (1986)

Арушанян Э.Б., Ованесов К.Б. «Кардиотропные свойства эпифизарного мелатонина» (2016)

Загрядский В.П., Сулимо-Самуйлло З.К.. «Физические нагрузки современного человека» НАУКА (1982),

Зюбан Д.И. «Биофизические характеристики эритроцитов при воздействии на организм производственных факторов механической и электромагнитной природы» М. (1994)

Пиротти Е.Л. «О влиянии электромагнитных полей на свойства эритроцитов» (1997)

Чижевский А.Л. «Электрические и магнитные свойства эритроцитов» (1973)

2018 — Родитель, бди — киберспорт!

2019 — Заметки о киберподготовке

2019 — Мелкомоторная блокировка дыхания в компьютерном спорте (МКМ)

2019 — «Проблемы подготовки спортивного резерва в компьютерном спорте»

2020 — «Хрестоматийный случай одного гика»

2020 — «Говорит и показывает Ишутин»

Это — специальная рубрика Нового физтеха ИТМО. Здесь учёные, преподаватели и студенты физико-технического факультета размышляют о науке и трудовых буднях. Михаил Петров, Иван Тофтул, Ксения Барышникова и Игорь Рожанский рассказывают, как команда физтеха подошла к запуску курса по компьютерному моделированию для студентов бакалавриата.

Было/стало

Физику исторически делили на экспериментальную и теоретическую, но с развитием вычислительных мощностей и упрощением вычислений в целом, появилось направление на стыке — численное моделирование. По сути это «компьютерный» эксперимент, который позволяет разрабатывать сложные физические системы, проверять их жизнеспособность и эффективность еще до трудоемких испытаний на сложном дорогостоящем оборудовании.

К началу третьего курса наши студенты неплохо знают линейную алгебру, дифференциальные исчисления и базовые приёмы численных методов. Далее они подходят ближе к научной работе. Однако реальные задачи в фундаментальной и прикладной науке бывают весьма громоздкие и трудоемкие. Научить видеть те, к которым можно подступиться аналитически, а тем более решать их, чрезвычайно сложно, да и таких задач мало (автор упоминает исследование фундаментального предела скорости звука, где ответ удалось уложить в абстракт(!) статьи).

В своем курсе мы сфокусировались на умении решать физические задачи численно. Мы делали упор на использование готовых библиотек и численных пакетов (например, SciPy и COMSOL), которые позволяют быстро получить ответ и приступить к анализу. При таком подходе компьютер берет на себя вычисления, а студент — фокусируется на понимании закономерностей.

---

На первом этапе подготовки курса мы сформулировали следующие задачи:

1. Научить студентов готовить математическую модель на основе физической (явно записать уравнения, которые будут решаться), а потом и реализовывать ее на компьютере.

2. Познакомить их с пакетами физического моделирования на примере COMSOL Multiphysics.

3. Показать, как численные ошибки приводят к ошибкам в физических величинах или даже к неверным физическим результатам.

Лабораторные работы

Они должны быть максимально иллюстративны как с точки зрения численных методов, так и с точки зрения актуальности физической модели. Мы реализовали десять лабораторных работ.

---

Эпидемия зомби

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — составление и решение систем ДУ, анализ результатов.

• Физика — стандартные эпид. модель распространения заболевания вроде SIR и др. (когда мы готовили этот курс, даже не могли предположить, что тема будет столь актуальной).

• Значимость — понимание типичных тенденций эпидемий помогает эффективно и ответственно действовать в ситуациях схожими с глобальной пандемией. Аналогичное описание динамики системы ещё встречается, например, в экономике.

---

Оптический пинцет и темпловой шум

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — решение стохастических динамических  уравнений.

• Физика — моделирование движения микро- и наночастицы в оптическом пинцете с учетом тепловых шумов.

• Значимость — добавление стохастики в систему является распространенным приемом для приближении модельной системы к реалистичной.

---

Квантовая яма

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — решение задач на собственные значения.

• Физика — решение уравнения Шредингера, определение состояний электрона в произвольной квантовой яме.

• Значимость — фундаментальная задача квантовой механики с точки зрения численного моделирования.

---

Сетка сопротивлений Миллера-Абрамса

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — решение систем линейных уравнений.

• Физика — элементы теории перколяции, определение проводимости случайной сетки.

• Значимость — методы перколяции сейчас используются в биологии, экологии, городском движении, а также для создания высокоемкостных аккумуляторов [раз, два, три].

---

Определение уровня Ферми

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — решение алгебраических уравнений, метод Ньютона.

• Физика — определение уровня Ферми в полупроводнике с произвольным уровнем легирования.

• Значимость — модель расчета одного из ключевых параметров из мира полупроводников. Эта задача актуальна, пока фотонный компьютер не стал настольным.

---

Планарный волновод

• Инструмент — Python, MATLAB.

• Математика — решение алгебраических уравнений и задачи на собственные значения.

• Физика — определение дисперсионных соотношений мод планарного волновода.

• Значимость — изучение волноводных мод на простом примере. Волноводы сейчас встречаются повсеместно.

---

---

Точечный заряд над проводящей плоскостью

• Инструмент — COMSOL Multiphysics.

• Математика — первое знакомство с COMSOL.

• Физика — простейшая электростатика.

• Значимость — знакомство с одним из стандартов численных проверок теор. моделей.

---

Нормальное падение на границу раздела двух сред

• Инструмент — COMSOL Multiphysics.

• Математика — моделирование граничных условий.

• Физика — прохождение света через границу раздела двух сред.

• Значимость — знакомство с одним из стандартов численных проверок теор. моделей.

---

Распределение тепла у провода с током

• Инструмент — COMSOL Multiphysics.

• Математика — одновременное использование нескольких пакетов «физики».

• Физика — джоулев нагрев и уравнение теплопроводности.

• Значимость — бытовые явления с помощью численного моделирования.

---

Финальный проект — где лучше поставить WiFi роутер / колонки

• Инструмент — COMSOL Multiphysics.

• Значимость — дать задачу с открытым ответом, проверить полученные знания и навыки.

---

Каждому своё решение

У нас не было жестких ограничений на выбор языка программирования, IDE и методов решения. Остановились на трёх вариантах:

• Python и MATLAB. Языки высокого уровня со множеством готовых библиотек — очевидный выбор. Разумеется, есть альтернативы, которые выигрывают при определенных сценариях. Например, неплохо зарекомендовала себя Julia, но популярность вариантов выше и возможность «нагуглить» почти любую проблему, перевесила чашу весов.

• COMSOL Multiphysics — один из стандартов численных расчётов в научном сообществе и настоящий «комбайн» по решению комплексных задач методом конечных элементов (FEM). Позволяет совмещать несколько расчётных модулей в одной симуляции — например, электромагнетизм и теплопроводность. Проверка аналитических формул может сравниваться с численной моделью в COMSOL, что является одной из первых стадий перед сравнением с реальным экспериментом. В Новом физтехе ИТМО это один из наиболее часто используемых инструментов. Для обмена опытом проводятся даже COMSOL Days.

Презентация — это важно

Для карьеры в науке или индустрии необходимо умение внятно представлять результаты своей работы. Поэтому мы сфокусировались на использовании системы вёрстки, которую давно приняли в научном сообществе​. Для оформления предложили следующие рекомендации:

1. Документ должен быть оформлен в ​LaTeX.

2. Содержать аннотацию, теоретическое введение, результаты и выводы, как в научной статье.

3. Картинки должны отображать суть работы — быть понятными для коллег из смежных областей (для этого необходимы подписи осей, параметров и так далее).

Пример одной из иллюстраций для ЛР №1 — многоступенчатая схема противодействия зомби-апокалипсису (работу выполнил Денис Сахно). Здесь можно увидеть историю эпидемии. Студент не стал описывать области в подписях к рисунку, а явно указал их на самом графике.

Дисперсии электрона в периодическом потенциале (ЛР №3, выполнил Денис Седов). График публикационного качества. Есть понятное описание, ссылки на формулы и основные методы.

Исследование собственных мод плоского волновода (ЛР №6, выполнил Глеб Федорович):

Расчет поля роутера Wi-Fi. Один из финальных проектов (выполнили Руслан Гладков, Никита Устименко, Антон Шубник и Денис Седов). В данной работе студенты представили карты распределения. В процессе группа столкнулась с проблемой — расчет для реальных размеров получался слишком тяжелым, поэтому задачу решали для комнаты сантиметровых размеров.

Заключение

Мы коротко рассказали о курсе по компьютерному моделированию. К его окончанию студенты учатся больше смотреть на физику решаемых задач, а не закапываться в численные методы, если в этом нет необходимости. На выходе они получают ряд работ публикационного качества. В данном виде программу слушали бакалавры третьего курса в осеннем семестре 2019 года.

---

Другие материалы у нас на Хабре:

• The founder’s guide to AngelList

• Первый сезон подкаста «ITMO Research_»

• Startups going global: a guide to Product Hunt

• Говорим о Codeforces с основателем проекта

• PopMech and its ancestors: a foray into the history of tech

---