Ergonomics trong thiết kế nội thất kiến trúc và đồ mộc

Lý Văn Lâm

Ergonomics
TRONG THIẾT KẾ NỘI THẤT KIẾN TRÚC VÀ ĐỒ MỘC

Nhà xuất bản Lâm nghiệp Trung Quốc
Bắc Kinh - 2001


LỜI NÓI ĐẦU
Nghề kiến trúc, trang sức và đồ mộc của nước ta đang ở trong thời kỳ phát
triển với tốc độ cao, các sản phẩm công nghiệp từ thị trường trong nước đã từng
bước xâm nhập vào thị trường thế giới, tiến vào cuộc cạnh tranh thế giới. Các
loại sản phẩm, đặc biệt là các sản phẩm nội thất, đồ mộc và môi trường sinh
hoạt... Từ thời đại lượng chuyển sang thời đại chất. Tức là, ý thức về sản phẩm
tinh chế ngày càng mạnh. Sau khi Trung Quốc vào tổ chức thương mại thế giới
(WTO), có tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ công nghiệp và môi trường sinh hoạt của
dân cư.
Các sản phẩm bao gồm kiến trúc và đồ mộc từ lượng chuyển sang chất,
cũng có nghĩa là từ nhận thức cần có phát triển thành nhận thức phải tốt. Để sản
phẩm của nước ta có sức cạnh tranh trên thị trường thế giới, cần phải theo đuổi
con đường mẫu mã đa dạng, đặc sắc và chất lượng cao. Muốn thiết kế một sản
phẩm và môi trường tốt, yếu tố con người là hạt nhân. Xã hội hiện đại phát triển
cao, bất kỳ một hệ thống nào đều khơng thể tách rời con người. Chỉ có kết hợp
hợp lý hữu cơ giữa người – vật - môi trường mới có thể thực hiện được một mơi
trường sống và làm việc dễ chịu.
Trong thực tế, loài người từ cổ chí kim, với những kiến thức khác nhau theo
đuổi tính dễ chịu và tính an tồn tự thân. Nhưng với sự phát triển không ngừng
của khoa học kỹ thuật và văn minh nhân loại, xã hội thay đổi ngày càng phức
tạp. Trong một xã hội hiện đại phức tạp, văn minh hiện đại mang đến cho con
người không phải là hồn tồn an tồn dễ chịu, thường thường cịn tạo ra những

hiệu ứng mặt trái. Thí dụ, các phương tiện giao thông hiện đại tốc độ cao rút
ngắn khoảng cách không gian và thời gian, đem lại cho chúng ta tiện lợi và hiệu
suất, nhưng ở khía cạnh khác cũng tạo ra cho con người tai nạn giao thông và ô
nhiễm môi trường; các kiến trúc cao tầng cũng đem lại những vấn đề về vệ sinh
môi trường cho cá nhân, ảnh hưởng đến sức khoẻ của mọi người; ảnh hưởng của
các vật liệu trang sức nội thất kiến trúc đến sức khoẻ con người là một vấn đề
của môi trường sống hiện đại; sự phát triển của công nghiệp điện tử đã giải
phóng con người khỏi lao động hiệu suất thấp và nặng nhọc, nhưng ngược lại nó
cũng đưa lại những mệt mỏi mới về tinh thần và bệnh tật. Vì thế, làm thế nào để
điều hồ mối quan hệ giữa người – vật – môi trường, làm cho hệ thống người –
vật – môi trường thực hiện phối hợp tốt nhất là nôi dung khoa học quan trọng
của phát triển khoa học kỹ thuật hiện đại. Ergonomics là khoa học giáp ranh mới
mẻ và quan trọng nghiên cứu về lĩnh vực này.
Môi trường và đồ mộc trong nội thất kiến trúc là chủ đề liên quan mật thiết
với con người, Ở các nước tiên tiến, lịch sử nghiên cứu vấn đề này tương đối
dài, đã có lịch sử trên 30 năm, đã hình thành lý luận thiết kế tương đối hồn
chỉnh và có ứng dụng rộng rãi. Cùng với việc đời sống của nhân dân ta không
ngừng nâng cao, người dân yêu cầu về chất lượng cuộc sống cũng ngày một cao,
đối với tính dễ chịu của mơi trường ở và đồ mộc càng cao. Nhưng để thiết kế
2

2


được môi trường ở và đồ mộc dễ chịu an tồn, phải nghiên cứu đầy đủ đặc tính
sinh lý, tâm lý và giải phẫu học, tuy nhiên những đặc tính này giữa các dân tộc
vừa giống nhau lại vừa khác nhau (tính dân tộc và tính khu vực). Về phương
diện nghiên cứu Ergonomics trong nội thất kiến trúc và đồ mộc ở nước ta khơng
có gì, ứng dụng rất ít. Tuy nhiên, Ergonomics có tính dân tộc và khu vực tương
đối mạnh, vì thế phải nghiên cứu dân tộc mình, đất nước mình, hình thành lý

luận Ergonomics và hệ thống kỹ thuật ứng dụng phù hợp với dân tộc và đất
nước mình.
Sách này là tài liệu Ergonomics tương đối hệ thống và toàn diện. Giới thiệu
toàn diện hệ thống lý luận cơ bản và phương pháp nghiên cứu, Ergonomics giới
thiệu lý luận và phương pháp thiết kế Ergonomics học và an tồn nội thất kiến
trúc giữa người và mơi trường, không gian nội thất và đồ mộc. Là tài liệu giảng
dạy và tham khảo cho sinh viên chính qui, nghiên cứu sinh, sinh viên chuyên
ngành sâu, sinh viên tại chức và các lớp bồi dưỡng, cũng có thể làm tài liệu học
tập và tham khảo cho người thiết kế nội thất kiến trúc và đồ mộc.
Do Ergonomics liên quan đến nhiều lĩnh vực, ở đây chỉ giới thiệu một số tư
tưởng và phương pháp lý luận Ergonomics bình thường, nhưng đối với nguyên
tắc và tham số của Ergonomics học khi thiết kế cố ngắng giới thiệu tỷ mỉ.
Hy vọng mọi người lấy đây là điểm khởi đầu, hình thành khái niệm hồn
chỉnh người – vật – mơi trường. Trong tương lai, tư tưởng của Ergonomics học
từng giờ từng phút được ứng dụng vào nghiên cứu, thiết kế và sinh hoạt.
Do trình độ của Tác giả có hạn, có thể có nhiều sai sót và khơng thoả đáng,
xin nhận được những góp ý của độc giả.

Tác giả, tháng 2 năm 2002.

3

3


Chương 1

TỔNG QUAN
I. TÊN GỌI VÀ ĐỊNH NGHĨA CỦA ERGONOMICS
1.

Tên gọi

Ergonomics là một môn khoa học tương đối trẻ, tên của nó cũng tương đối
nhiều. Ở Mỹ đã từng có các tên Human Engineering, Human Factors
Engineering, Human Factors..., nhưng hiện nay thường dùng tên Human
Factors. Còn ở Anh và các nước Châu Âu khác thường dùng tên Ergonomics.
Ở Nhật Bản, “Nhân gian” là ý tưởng của loài người, họ đặt tên Ergonomics
là “Nhân gian công học”
Ở nước ta, tên liên quan đến Ergonomics tương đối nhiều, đặt tên theo các
lĩnh vực chun mơn, “Nhân thể cơng trình học”, “Nhân cơ cơng trình học”.
“Nhân loại cơng trình học”, “Nhân nhân cơng trình học”, “Nhân cơ mơi trường
cơng trình học”, “Nhân loại cơng trình học”.... Nhưng từ năm 1989, Hiệp hội
Trung Quốc nhân loại công hiệu học, cái tên “Nhân loại công hiệu học” dần dần
được mọi người chấp nhận. Trong lĩnh vực thiết kế nội thất kiến trúc và đồ mộc,
thường dùng tên “Nhân thể cơng trình học”, vì thế, trong quyển sách này dùng
tên “Nhân thể cơng trình học”, có lúc cũng xuất hiện những tên khác, chủ yếu là
để tôn trọng những tên dùng trong các tài liệu tham khảo, nhưng nội dung giống
nhau.
2.

Định nghĩa

Hiệp hội Quốc tế Nhân loại công hiệu học (International Ergonomics A
ssociation, viết tắt là IEA) định nghĩa Nhân loại công hiệu học là: “Môn khoa
học này là môn khoa học nghiên cứu yếu tố giải phẫu học, sinh lý học, tâm lý
học,... của con người, nghiên cứu tác dụng tương hỗ của các bộ phận tổ chức
trong hệ thống (hiệu suất, sức khoẻ, an tồn, dễ chịu...), nghiên cứu mơi trường
trong cơng việc và gia đình, trong nghỉ ngơi, như: làm thế nào để thực hiện vấn
đề tối ưu hoá mối quan hệ giữa người – vật – mơi trường.

Nói một cách khái qt, Ergonomics là môn khoa học giáp ranh nghiên cứu
con người và vật liên quan đến con người (máy, đồ mộc, cơng cụ...), hệ thống và
mơi trường của nó, làm cho nó phù hợp với đặc tính sinh lý học, tâm lý học và
giải phẫu học, từ đó cải thiện mơi trường làm việc và nghỉ ngơi, nâng cao tính dễ
chịu và hiệu quả.
II. NGUỒN GỐC VÀ PHÁT TRIỂN CỦA ERGONOMICS
Tuy trong q trình phát triển tự thân của lồi người, tự giác hoặc không tự
giác vận dụng nguyên lý của Ergonomics, nhưng, Ergonomics trở thành một
môn khoa học hệ thống cịn rất trẻ, lồi người tự giác tiến hành thí nghiệm,
4

4


nghiên cứu hệ thống phối hợp giữa công cụ và người sử dụng chỉ mới là công
việc của gần một thế kỷ, tên Ergonomics xuất hiện mới được khoảng 40 năm.
Phát triển của Ergonomics có thể chia làm 5 thời kỳ:
1.

Thời kỳ manh nha của Ergonomics – Từ cuối thế kỷ XIX đến Chiến
tranh thế giới lần thứ nhất

Sách của F.W. Taylor về mối quan hệ giữa đặc điểm thiết kế dụng cụ thủ
công và hiệu suất tác nghiệp, nguyên lý quản lý khoa học. Cuốn sách “Nghiên
cứu động tác – Motion sudy” của F. B. Gilbreth; cuốn sách “Tâm lý học và hiệu
suất công nghiệp” của H. Munsterberg, khởi sướng tâm lý học ứng dụng vào
thực tiễn sản xuất, dùng tâm lý học thực nghiệm để tuyển dụng và đề bạt nhân
viên, huấn luyện và cải thiện điều kiện lao động.... Đây đều là manh nha của
Ergonomics, mởi ra triển vọng nghiên cứu lớn của Ergonomics.
2.

Thời kỳ mới phát triển của Ergonomics – Từ chiến tranh thế giới thứ
nhất đến chiến tranh thế giới thứ hai

Chiến tranh thế giới thứ nhất đã cung cấp mảnh đất cho nghiên cứu về hiệu
suất làm việc của con người. Do thiếu công nhân lành nghề, để nâng cao hiệu
suất sản xuất không thể khơng tăng ca. Thời kỳ đó, hầu hết đàn ông phải đi
chiến đấu, rất nhiều phụ nữ phải tham gia lao động sản xuất.
Vì thế, vấn đề làm việc nặng nhọc và hiệu suất làm việc, và làm thế nào để
phát huy tác dụng có hiệu của con người trong chiến tranh là nội dung nghiên
cứu của thời kỳ đó. Khi đó ở nước Anh thành lập cơ quan nghiên cứu mệt mỏi
của cơ thể; Đức, Liên Xô và Nhật Bản lần lượt thành lập cơ quan nghiên cứu
tâm lý công nghiệp; cơ quan nghiên cứu khoa học lao động và cơ quan nghiên
cứu hiệu suất công việc. Các nhà tâm lý học Mỹ, khoảng năm 1955 đã tiến hành
một nghiên cứu nổi tiếng, nghiên cứu “Hoắc Sung”, ý đồ của nghiên cứu này là
nghiên cứu ảnh hưởng của nhân tố môi trường vật chất như chiếu sáng... đến
hiệu suất làm việc, nhưng trong quá trình nghiên cứu phát hiện nhân tố bên
ngoài như tổ chức, quan hệ trên dưới, khơng khí làm việc... ảnh hưởng có lúc rất
lớn, thậm chí bản thân thực nghiệm cũng ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc, đó
là cái gọi là “Hiệu ứng Hoắc Sung”. Hiện nay, “Quản lý công hiệu học” là môn
khoa học nghiên cứu về những vấn đề này.
3.

Thời kỳ thành thục của Ergonomics – Từ chiến tranh thế giới thứ 2
đến những năm 60 của thế kỷ XX

Trong thời kỳ này, do yêu cầu của chiến tranh, vũ khí phức tạp, yêu cầu đối
với Ergonomics cũng bức thiết. Chủ đề nghiên cứu của Ergonomics từ nghiên
cứu “Người thích ứng máy móc” chuyển sang chủ đề “Máy móc thích ứng
người”. Cũng có nghĩa là, thiết kế vũ khí, máy móc,... phải dựa trên cơ sở

nghiên cứu đầy đủ đặc tính tâm lý, sinh lý và giải phẫu người, làm cho các tham
số thiết kế thích ứng với những đặc tính của người, có như thế mới giảm được
mệt mỏi và sai sót của người, nâng cao hiệu suất tác nghiệp. Trong thời kỳ này,
Anh, Mỹ và Nhật lần lượt vào các năm 1950, 1957 và 1964 thành lập “Sociaty
5
5


of Human Factors”, “Sociaty of Ergonomics”, “Nhân gian công học hội” từ đó,
Ergonomics từng bước hình thành tổ chức nghiên cứu và hệ thống khoa học
tương đối hoàn chỉnh mang tính quốc tế.
4.

Ergonomics từ những năm 70 của thế kỷ XX đến nay

Sau những năm 70 của thế kỷ XX, Ergonomics hình thành 2 đặc điểm: một
là nghiên cứu của Ergonomics xâm nhập vào các lĩnh vực làm việc và sinh hoạt
của con người; hai là Ergonomics được ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật cao,
tác dụng giám sát khống chế của con người trong hệ thống tự động hoá, trao đổi
thơng tin giữa người và máy... đều có quan hệ mật thiết với Ergonomics.
5.

Phát triển Ergonomics ở Trung Quốc

Năm 1935, Trần Lập và Châu Tiên Canh ở Viện nghiên cứu Trung ương và
Trường Đại học Thanh Hoa đã nghiên cứu những vấn đề mệt mỏi của công việc,
môi trường lao động.... Những năm 60 của thế kỷ XX, tín hiệu đường sắt, đồng
hồ trong máy bay cũng đã tiến hành nghiên cứu về phương diện Ergonomics, do
10 năm động loạn (thời kỳ Đại cách mạng văn hoá) bị ngừng lại. Năm 1984, Uỷ
ban Khoa học Cơng nghiệp tồn quốc thành lập Uỷ ban kỹ thuật tiêu chuẩn hố

cơng trình người – máy – môi trường trong quân sự. Năm 1985, thành lập Uỷ
ban Kỹ thuật tiêu chuẩn hoá nhân loại công hiệu học Trung Quốc và Uỷ ban tâm
lý học và Hiệp hội chuyên ngành tâm lý học công nghiệp. Năm 1989, thành lập
Hiệp hội công hiệu học Trung Quốc. Những năm gần đây, nghiên cứu
Ergonomics ở nhiều lĩnh vực của nước ta đã có sự phát triển rõ rệt. Nhưng, so
với các nước tiên tiến, lý luận cơ bản, phương pháp luận và ứng dụng thành quả
của Ergonomics cịn một khoảng cách tương đối lớn. Cơng tác dạy Ergonomics
và phát triển khoa học phải được đẩy mạnh.
III. TÁC DỤNG, NHIỆM VỤ CỦA ERGONOMICS VÀ KHOA HỌC CÓ
LIÊN QUAN
1.

Tác dụng và nhiệm vụ

Từ định nghĩa ở trên đã có thể hiểu được tác dụng của Ergonomics trong hệ
thống người – máy – môi trường, đối tượng nghiên cứu của Ergonomics, nghiên
cứu và nhận thức của con người đối với quan hệ người máy thay đổi theo sự
phát triển của khoa học, từ “Người thích ứng máy” đến “Máy thích ứng người”
hoặc “Người – máy thích ứng lẫn nhau” đó là sự thay đổi của tư tưởng cơ bản
của con người đối với thiết kế hệ thống người – máy. Vị trí và tác dụng của
Ergonomics ở hình 1-1. Trong hình 1-1, trục tung biểu thị tỷ lệ sự cố, trục hoành
biểu thị niên đại (tuổi) của kỹ thuật.

6

6


Tỷ
suất

sự
cố

Cải tiến vật liệu và độ tin cậy
Hoàn thiện hệ thống tuyển chọn, đề bạt, huấn luyện nhân
viên
Người thích ứng với máy
Cải tiến Ergonomics
(Máy thích ứng với người)

Hình 1-1. Vị trí của Ergonomics trong hệ thống khoa học
Sự cố hệ thống người – máy (thí dụ máy bay, ơ tơ...) ngày một giảm theo sự
phát triển của khoa học vật liệu và tiến bộ độ tin cậy của máy móc. Nhưng, sau
khi đã đạt được một trình độ nhất định, tỷ suất sự cố có xu thế ổn định. Điều đó
cho thấy cịn có những nhân tố khác ảnh hưởng đến tỷ suất sự cố; đó là quan hệ
chi phối lẫn nhau giữa yếu tố con người và hệ thống người – máy. Cho nên,
muốn tiếp tục giảm sự cố phải nghiên cứu đặc tính của người và lý luận chi phối
lẫn nhau của hệ thống người – máy, do nghiên cứu và ứng dụng lý luận tuyển
chọn và đề bạt, lý luận huấn luyện nhân viên, tỷ suất sự cố cũng được giảm rất
nhanh. Cũng như vậy, thông qua tuyển chọn và huấn luyện nhân viên có thể
giảm sự cố đến một mức độ nhất định. Nhưng, sau khi máy đã được thiết kế
xong mới tuyển chọn nhân viên thao tác sẽ có tính hạn chế nhất định. Vì thế,
trước khi thiết kế cần phải nghiên cứu đầy đủ đặc tính của người, căn cứ vào đặc
tính của người, thiết kế tham số máy và quan hệ phối hợp người – máy tốt nhất,
đó mới là con đường có hiệu quả để giảm hơn nữa sự cố, đó là vị trí và tác dụng
của Ergonomics trong hệ thống khoa học kỹ thuật.
Hình 1-2 là mơ hình của hệ thống người – máy, nghiên cứu quan hệ chi
phối giữa người và máy, mấu chốt là nghiên cứu vấn đề ranh giới giữa người và
máy, làm cho ranh giới phù hợp tâm lý, sinh lý và đặc tính tâm lý của người, đạt
đến trạng thái phối hợp tốt nhất của hệ thống người – máy. Máy ở đây là nghĩa

rộng, quan hệ giữa người và đồ mộc, người và các công cụ khác cũng phải đạt
được sự phối hợp tốt nhất, cũng cần phải được thực hiện tối ưu hoá hệ thống.
Ranh giới người – máy (vật) bao gồm thị giác, xúc giác, thính giác… tất cả mặt
ranh giới để người – máy đưa thông tin vào và mặt ranh giới tay, chân, mồm của
người đưa thông tin ra.

7

7


Hệ thống
Máy
Hiển thị tin tức

Thiết bị khống chế
Mặt tiếp xúc

Khí quan
cảm giác

Bộ phận hiện ứng (Tay chân)

Người
Xã hội, tổ chức
Hình 1-2. Mơ hình hệ thống người – máy
2.

Khoa học liên quan

Ergonomics là khoa học nghiên cứu người – máy (vật) – mơi trường, có
quan hệ với nhiều lĩnh vực: giải phẫu người, sinh lý học, tâm lý học, lực học,
thiết kế nội thất, thiết kế đồ mộc, cơng trình cơ giới, khoa học quản lý, cơng
trình học mơi trường… đều là những lĩnh vực có quan hệ với Ergonomics. Vì
thế, nghiên cứu Ergonomics phải lấy nhiều khoa học làm cơ sở, đồng thời cần
lấy những chuyên môn khác làm chỗ dựa.
Tóm lại, tốc độ phát triển của Ergonomics rất nhanh. Vì nó là một khoa học
giáp ranh, với sự tiến bộ và phát triển không ngừng của các lĩnh vực khoa học
kỹ thuật, các vấn đề mới liên quan đến Ergonomics cũng khơng ngừng xuất
hiện, vì thế nội dung cụ thể nghiên cứu Ergonomics cũng thay đổi theo. Thí dụ,
với sự phát triển và phổ cập nhanh của vi tính và kỹ thuật thơng tin, tự động hố
văn phịng, mua bán trên mạng…, vấn đề hiện thực ảo, người máy công
nghiệp… rất nhiều vấn đề mới của Ergonomics đang chờ nghiên cứu giải quyết.
Quan hệ giữa nội thất kiến trúc, đồ mộc với con người rất mật thiết, hợp lý
hay không giữa chúng trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe an tồn con người, ảnh
hưởng đến hiệu quả cơng việc. Vì thế, ở các nước tiên tiến, lịch sử nghiên cứu
vấn đề này tương đối dài, ứng dụng cũng rất rộng rãi. Thiết kế nội thất và đồ
mộc ở nước ta tuy hiện nay là một chuyên môn sôi động, nhưng nghiên cứu và
ứng dụng của Ergonomics hầu như bằng khơng. Tuy có một số trường đại học
và đơn vị nghiên cứu theo đuổi nghiên cứu mặt này, cũng chỉ làm bước đầu.
Muốn cho mọi người thiết kế nắm vững cịn rất xa, chỉ có nắm vững đặc tính
của người và mối quan hệ giữa người và môi trường mới có thể thiết kế khơng
8

8


gian nội thất, mơi trường và đồ mộc thích hợp với đặc điểm sinh lý và tâm lý
của người, đặc điểm của môi trường ảnh hưởng đến hành vi và tâm lý của người.
Quan hệ giữa người - đồ mộc – môi trường (người – mặt tiếp xúc), trong thiết kế

nội thất và đồ mộc bao gồm 4 mặt sau đây:
a)

Thị giác và môi trường: Chủ yếu bao gồm tổ hợp khơng gian, chất lượng
bề mặt gỗ, tạo hình, màu sắc, chiếu sáng, sắc quang…

b)

Thính giác và mơi trường: Chủ yếu bao gồm cách âm, phản xạ, thu âm,
hiệu quả âm hưởng…

c)

Khứu giác và môi trường: Chủ yếu bao gồm thơng gió nội thất, kiến trúc
và chọn vật liệu trang sức…

d)

Xúc giác và môi trường: Chủ yếu bao gồm bề mặt vật liệu, cảm giác nóng
lạnh của vật liệu (tính dẫn nhiệt), nhiệt ẩm, cơ học cơ thể người, phân bố áp
suất của người…

9

9


Chương 2

HỆ THỐNG SINH LÝ NGƯỜI

Trung tâm nghiên cứu Ergonomics là người, vì thế, khi nghiên cứu
Ergonomics, phải tìm hiểu đặc tính tự thân của cơ thể người.
Cơ năng của người có thể phân thành cơ năng tính thực vật và cơ năng tính
động vật. Cơ năng trước sinh tồn cần phải có tính năng hấp thụ dinh dưỡng, bài
tiết, sinh dục…; cơ năng sau là cơ năng vận động cảm giác đặc hữu có ở động
vật. Cơ năng cấu tạo con người nhỏ nhất là tế bào, tụ hợp của chúng cấu thành tổ
chức. Tổ chức có thể phân thành tổ chức thượng bì, tổ chức kết hợp, tổ chức trợ
giúp, tổ chức cơ bắp và tổ chức thần kinh. Bộ phận có hình thái đặc biệt duy
nhất do tổ chức cấu thành gọi là khí quan, thí dụ: phổi, tim, dạ dày, … Hệ thống
khí quản do khí quan có cùng đặc tính cơ năng cấu thành, như hệ thống tiêu hố,
hệ thống hơ hấp…Hệ thống khí quan tính thực vật có: hệ thống tiêu hố, hệ
thống hơ hấp, hệ thống bài tiết và hệ thống sinh dục…. Hệ thống khí quan cơ
năng tính động vật có: hệ thống cảm giác, hệ thống vận động và hệ thống thần
kinh, hệ thống thần kinh trung khu và hệ thống thần kinh điểm mút. Hệ thống
thần kinh trung khu do não và cột sống cấu thành; hệ thống thần kinh điểm mút
do hệ thống thần kinh cơ thể của cơ năng tính động vật và hệ thống thần kinh tự
luật của cơ năng thần kinh tính thực vật tổ thành.
I.

HỆ THỐNG TRUYỀN TIN TỨC

1.

Hệ thống cảm giác

Những kích thích mơi trường từ trong và ngồi cơ thể thơng qua khí quan
cảm giác mắt, tai, da… tạo thành xung tín hiệu thông quan hệ thống thần kinh
truyền đến trung khu đại não tạo thành ý thức cảm giác. Nhận biết và phân biệt
(gọi tắt là nhận biệt) của tính chất cảm giác là tri giác. Nhận biệt và sự vật của tri
giác gọi là nhận tri.

Khí quan cảm giác (tai, mắt, mũi, lưỡi, da)
sản sinh cảm giác.

Thần kinh hướng tâm

Đại não 

Cảm giác có những tính chất chủ yếu sau đây:
a)

Kích thích thích nghi

Khí quan cảm giác có phản ứng với kích thích tương ứng, kích thích như
thế gọi là kích thích thích nghi của khí quan cảm giác. Thí dụ: Mắt khơng gây
phản ứng ngồi kích thích của ánh sáng, xem bảng 2-1.

10

10


Bảng 2-1. Loại hình cảm giác và kích thích thích nghi
Loại hình
cảm giác

Khí quan
cảm giác

Kích thích
thích nghi

Hình dạng, màu sắc,
phương hướng…

Thị giác

Mắt

Cảm giác của da

Da và tổ chức dưới Tác dụng vật lý,
da
hóa học

Áp suất, nóng lạnh,
đau

Thính giác

Tai

Tiếng động

Cường độ âm
thanh, phương
hướng, xa gần

Khứu giác

Mũi

Các chất bay hơi

Mùi vị

Vị giác

Lưỡi

Các chất bị nước
bọt hồ tan

Vị chua, ngọt,
đắng, mặn

Cân bằng (quay
vịng)

Ba nửa vịng trịn
trong tai giữa

Thay đổi vị trí vận
động

Vận động quay
vịng

Cần bằng (vận
động đi thẳng)

Hệ thống tiền đình

Thay đổi vị trí vận
động thẳng

Vận động đi thẳng

b)

Ánh sáng

Đặc trưng
nhận biệt

Thích ứng

Sau khi khí quan cảm giác nhận kích thích, nếu cường độ kích thích khơng
thay đổi, sau một thời gian, cảm giác sẽ yếu dần, hiện tượng này gọi là thích
ứng. Khí quan cảm giác khác nhau, tốc độ và mức độ thích ứng khác nhau, thích
ứng xúc giác và áp giác (cảm giác bị ép) nhanh nhất. Thích ứng đối với ánh sáng
phân thành thích ứng sáng và thích ứng tối, thích ứng sáng là q trình thích ứng
từ nơi tối vào nơi sáng; thích ứng tối thì ngược lại, thích ứng sáng nhanh hơn
thích ứng tối.
c)

Cảm giác đặc biệt và thấu xạ

Các loại kích thích cảm giác đến được vị trí trung khu cảm giác đều khơng
giống nhau, vì thế có thể tạo ra các loại cảm giác có tính chất khác nhau, gọi là
cảm giác đặc biệt. Cảm giác bị nhận biết tuy được sản sinh ở trung khu cảm giác

nhưng ý thức ngược lại lại xuất hiện ở nơi bị kích thích, hiện tượng này gọi là
thấu xạ của cảm giác. Chính do con người có đặc tính cảm giác này, người bị
mất chi trên vẫn có cảm giác đặc biệt của chi trên.
d)
11

Dư cảm
11


Sau khi kích thích mất đi, cảm giác có thể tồn tại một thời gian cực ngắn,
hiện tượng này gọi là dư cảm. Thí dụ: đèn huỳnh quang nhấp nháy 100 lần/s tạo
cảm giác cho người là nguồn sáng liên tục, hay điện ảnh… đều lợi dụng hiện
tượng dư cảm sinh lý để thực hiện.
e)

Định luật Weber – Fechner

Cường độ kích thích I phát sinh thay đổi, khi lượng thay đổi của nó vơ cùng
nhỏ, lượng thay đổi nhỏ nhất ∆I mà con người có thể nhận biết được gọi là phạm
vi nhận biết và phân biệt. Phạm vi này thay đổi theo cường độ I kích thích ban
đầu. Nhưng trong phạm vi tương đối rộng ∆I/I = K (giá trị nhất định), gọi là
định lý Weber, K gọi là tỷ số Weber. Giả thiết khi con người nhận tín hiệu có
cường độ kích thích I, khi I thay đổi một lượng ∆I thì cường độ cảm giác cũng
tương ứng có sự thay đổi ∆E, ∆E = K. ∆I/I. Đặt ∆I là dI, ∆E là dE, ta có :
E = K lnI + C
Trong đó:

K, C - Hằng số.
I - Cường độ kích thích.

E – Cường độ cảm giác.

Quan hệ đẳng thức trên gọi là định luật Weber – Fechner. Nó cho biết
cường độ cảm giác và cường độ kích thích là quan hệ tỷ lệ đối số, thơng qua một
số thực nghiệm đã chứng minh sự chính xác của nó. Các nhà nghiên cứu qua
hàng loạt thực nghiệm đã thu được một số tỷ số Weber. Như: cường độ âm thanh
0.088; âm lượng cao 0.003; áp suất cảm giác 0.136; cường độ chiếu sáng 0.016.
f)

Cảm giác sai

Cảm giác sai là cảm giác không phù hợp với sự vật khách quan. Cơ quan
ngoại cảm của người thường xuất hiện hiện tượng cảm giác sai (thí dụ, thị giác
sai, thính giác sai, khứu giác sai…). Trong hiện tượng cảm giác sai của người,
thị giác sai là rõ rệt nhất. Trong thị giác sai, rõ rệt nhất có cảm giác sai về hình
dạng, sai về thấu thị, cảm giác sai về quang ảnh, cảm giác sai về khơng gian… ,
chúng có quan hệ rất chặt chẽ với kiến trúc và nội thất.
Khi chúng ta chỉ đặt sự chú ý tập trung vào một nhân tố nào đó của đường
nét hình vẽ (thí dụ: chiều dài của nó, độ uốn cong, diện tích hoặc phương
hướng…), do ảnh hưởng của các nhân tố chủ quan và khách quan, có lúc kết quả
cảm biết được khơng phù hợp với mơ thức kích thích thực tế. Những tình huống
đặc biệt này gọi là “cảm giác sai về hình học”.
Trong nhiều trường hợp, cảm giác sai được cảm nhận rõ rệt nhất trong hình
chuẩn. Như hình 2-1, cảm giác sai Poggendorf, đường thẳng 1 – 2 (hình a) biến
đổi sai vị trí, cịn trong hình khơng qui tắc (b) khơng có cảm giác sai vị trí (Hình
2-1).

12

12

Hình 2-1. Cảm giác sai Poggendorf
Trong sinh hoạt hàng ngày cũng thường có cảm giác sai, thí dụ, khi đứng
trước thác nước, sau khi chú ý đến cột nước chảy xuống của thác một lúc, rồi
nhìn đá ở hai bên, sẽ có cảm giác sai là núi đá chuyển động lên trên.
Nghiên cứu về cảm giác sai đã có lịch sử trên 100 năm, nhưng đến hiện
nay, rất nhiều nhân tố tạo thành cảm giác sai vẫn không rõ ràng. Dưới đây sẽ
phân tích đơn giản các hình cảm giác sai thường gặp (Hình 2-2).

Cảm giác sản Muller-Lyer và biến thức của nó

Cảm giác sai
thấu thị

Cảm giác sai ngang,
thẳng đứng

Cảm giác sai Wundt

13

Cảm giác sai
Poggendorf

Cảm giác sai 4 cạnh
song song

Cảm giác sai
chiếm chỗ

Cảm giác sai Hering

13


Cảm giác sai
Jastrow

Cảm giác sai
Orbison

Cảm giác sai
Ehrenstein

Cảm giác sai
Zollner

Cảm giác sai Ebbinghalls

Hình 2-2. Hình cảm giác sai thường gặp
Khi thiết kế kiến trúc và nội thất, phải xem xét đầy đủ các nhân tố này, nếu
không sẽ không đạt được hiệu quả thiết kế dự định.
Trong hình cảm giác sai và thay đổi của Muller – Lyer, đường nằm ngang
cùng chiều dài, đường phía dưới cho cảm giác dài hơn. Trong hình cảm giác sai
thấu thị, đoạn ngắn cùng chiều dài, đoạn phía trên cho cảm giác dài hơn.
Trong hình cảm giác sai ngang – vng góc, đường thẳng có cùng chiều
dài, hướng vng góc cho cảm giác dài hơn.
Trong hình khơng gian sai chiều chứa hình khơng gian ảo, đường ngang có
cùng chiều dài, đường trên có cảm giác dài hơn.

Trong hình cảm giác sai Wundt, 4 đường nằm ngang song song, hai đường
ở giữa bị uốn cong.
Trong hình cảm giác sai hình chữ nhật, hai đường chéo có cùng chiều dài,
đường bên phải có cảm giác dài hơn.
Trong hình cảm giác sai Hering, 4 cạnh song song, hai đường giữa bị uốn
cong.
Trong hình cảm giác sai Jastrow, 2 nhóm đường cong, nhóm dưới có cảm
giác dài hơn.
14

14


Trong hình cảm giác sai Ehrenstein, hình vng bị vặn cong
Trong hình cảm giác sai Zollner, 4 đường song song cho cảm giác khơng
song song.
Trong hình cảm giác sai Orbison, bán kính đường trịn bằng nhau, bên phải
cho cảm giác ngắn hơn.
Trong hình cảm giác sai Ebbinghalls, 2 vịng trịn bằng nhau ở giữa, vòng
tròn bên trái cho cảm giác lớn hơn.
Hình dạng của các hình cảm giác sai rất đa dạng, căn cứ vào khuynh hướng
dẫn đến cảm giác sai, có thể phân thành 2 loại:
Một loại là cảm giác sai về số lượng, bao gồm cảm giác sai do kích thước
đưa đến, như cảm giác sai Muller-Lyer, cảm gác sai về hình bình hành 4 cạnh;
loại cảm giác sai khác là phương hướng, như cảm giác sai Zollner, Hering,
Wundt và cảm giác sai tính xoắn ốc (Hình 2-3)

Hình 2-3. Cảm giác sai tính xoắn ốc
Do thay đổi tính quy luật của chi tiết và phương hướng của yếu tố hình học,
tạo cho người ta cảm giác sai xoắn ốc.

g)

Thị giác.

Thị giác do mắt, thần kinh thị giác và trung khu thị giác cùng hồn thành
như hình 2-4.

15

15


Hình 2-4. Cấu tạo cơ bản của nhãn cầu
(1) Giác mạc; (2) Ống Schlemn; (3) Dịch kính; (4) Hồng điểm; (5) Thị thần
kinh; (6) ĐM trung tâm võng mạc; (7) Lá sàng; (8) Đĩa thị giác; (9) Củng mạc;
(10) Mạch mạc (Hắc mạc); (11) Võng mạc; (12) Cơ thẳng trong; (13) Vùng góc
tiền phịng; (14) Mống mắt; (15) Tiền phịng; (16) Dây Zinn.
- Thị lực. Thị lực thường dùng số nghịch đảo của góc nhìn nhỏ nhất (phút) có thể
phân biệt đối tượng, thí dụ: khi góc nhìn nhỏ nhất có thể phân biệt là 1’, thì thị
lực là 1; khi góc nhìn nhỏ nhất là 0.5’ thì thị lực là 2. Bảng thị lực thường dùng
các chữ cái C hoặc E để nhận biết.
- Năng lực tập trung của mắt. Chiều dày thuỷ tinh thể của mắt có thể tự điều chỉnh
theo khoảng cách nhìn, đó là năng lực tập trung. Điểm nhìn (thị điểm) từ điểm
xa vơ hạn (khoảng cách điểm xa) đến điểm trước mắt (khoảng cách điểm gần,
con ngươi có thể thay đổi tự động tỷ lệ cong để thực hiện tự động tập trung.
Theo tuổi tác và xuất hiện mệt mỏi của thị giác, năng lực uốn cong của con
ngươi giảm xuống, làm cho khoảng cách điểm gần tăng lên thường gọi là viễn
thị. Năng lực tập trung A biểu thị bằng biểu thức sau đây:
A=100/khoảng cách điểm xa (cm) – 100/khoảng cách điểm gần (cm)
- Phạm vi nhìn. Tập trung nhìn vào một điểm, khi cố định trục nhìn phạm vi có

thể nhìn thấy gọi là phạm vi nhìn tĩnh (tĩnh thị). Tĩnh thị thay đổi theo màu sắc
của khu vực. Lấy sự thay đổi theo chiều rộng, theo thứ tự lục, hồng, lam, vàng,
trắng (hình 2-5).

16

16


Phạm vi nhìn màu
ngang

Phạm vi nhìn màu vng
góc

Hình 2-5. Phạm vi nhìn màu của người
- Thích ứng sáng và thích ứng tối. Thích ứng sáng và thích ứng tối là hai loại hình
thích ứng của người với kích thích từ bên ngoài. Phần trên cũng đã đề cập đến,
tốc độ thích ứng sáng nhanh hơn tốc độ thích ứng tối. Thích ứng sáng khoảng 1
phút có thể hồn thành, cịn thích ứng tối có thể kéo dài tới 30 phút. Khi tiến
hành thiết kế môi trường thị giác, cần xem xét tính đồng nhất của mơi trường
quanh khu thị giác, đặc biệt là khu vực tác nghiệp thị giác cần tránh lệch sáng tối
quá mức, để giảm mệt mỏi của thị giác, đảm bảo an toàn tác nghiệp.
- Cảm giác sắc màu. Ánh sáng là một loại sóng điện từ, sóng ánh sáng có bước
sóng khác nhau kích thích thị võng mạc (võng mạc mắt), có thể tạo ra cảm giác
màu khác nhau. Có nhiều học thuyết về cơ chế cảm giác màu, nhưng những học
thuyết này không thể giải thích được đầy đủ hiện tượng sinh lý của cảm giác
màu. Trong các học thuyết về cảm giác màu, học thuyết ba màu của Young –
Helmholtz tương đối nổi tiếng. Học thuyết ba màu giả định cơ thể người có tế
bào hình cơn có kích thích với ba màu hồng, lục, lam, tất cả các cảm giác màu

sắc đều do các hưng phấn khác nhau của chúng tạo ra, các nhà nghiên cứu cũng
phát hiện ra ba loại tế bào hình cơn hưởng ứng mạnh nhất với kích thích của ánh
sáng hồng, lục, lam. Song, học thuyết ba màu không giải thích được hiện tượng
mù màu hồn tồn, theo học thuyết ba màu, mù màu hồn tồn cũng có thể nhận
biết ít nhất một loại sắc màu.
h)

Tính hướng quang

Tính hướng quang cũng là một loại đặc tính thị giác của người. Đối với cửa
ra vào có độ sáng khác nhau, người ta ln có xu thế chọn cửa ra vào có độ sáng
hơn. Loại tính hướng quang này vơ cùng quan trọng trong thiết kế kiến trúc và
nội thất. Thí dụ, khi thiết kế nội thất, lợi dụng tính hướng quang, tiến hành chiếu
sáng cục bộ để nâng cao độ sáng cục bộ của sản phẩm và không gian để làm
thay đổi sự chú ý của con người, tạo ra tác dụng dẫn dắt, trình bày hoặc che lấp.
Nâng cao độ chiếu sáng mặt tường nội thất và đồ mộc cịn có thể làm giảm cảm
giác đè nén do trần tương đối thấp gây nên.
17
17


i)

Thính giác

- Kích thích của âm thanh. Tần số âm thanh mà tai người có thể nghe được từ 20
đến 20.000 Hz, âm thanh do vật thể chấn động gây nên, chấn động truyền trong
mơi trường tính đàn hồi (khơng khí, chất lỏng, chất rắn) tạo ra sóng tính đàn hồi
gọi là sóng âm thanh.
- Hệ thống thính giác. Nói nghiêm túc, trong tai người chỉ có nhĩ ốc có tác dụng

nghe, các bộ phận khác của tai ngoài, tai giữa và tai trong là bộ phận bổ trợ của
thính giác. Cấu tạo chủ yếu của tai người như hình 2-6.
Vành tai

Xương búa
Xương
Ống 3 vịng khun
Tiền đình
Hạt thần kinh tiền đình
Hạt thần kinh mặt

Ống nghe trong

Đường tai
ngồi
Màng xương

Hình 2-6. Cấu tạo chủ yếu của tai người
Sóng âm thanh từ bên ngoài qua tai ngoài truyền đến màng nhĩ gây nên
chấn động, sau đó thơng qua hệ thống cánh tay địn (xương búa, xương khoan,
xương nhỏ nghe, cơ nhỏ nghe) chấn động dịch và màng của nó trong nhĩ tai…
làm cho tế bào lông trong màng đáy hưng phấn. Năng lượng cơ học của sóng âm
thanh ở đây bị chuyển thành xung động của các sợi thần kinh, sau đó lại truyền
đến trung khu thính giác lớp vỏ đại não tạo nên thính giác.
- Thính lực. Cường độ của âm thanh thường biểu thị bằng cấp áp suất âm thanh,
đơn vị là dB, cấp áp suất được tính bằng cơng thức dưới đây:
S = 20lg(P/P0)
Trong đó:
S – Cấp áp suất (dB).
P - Áp suất âm thanh (Pa).

P0- Áp suất chuẩn gốc, 2*10-5Pa.

18

18


P0 là áp suất âm thanh bình quân nhỏ nhất mà người tương đối trẻ (khoảng
20 tuổi) có thể nghe được đối với âm tần đơn 1000Hz. Thính lực giảm dần theo
tuổi tăng lên.
- Độ mẫn cảm của phương hướng và hiệu ứng. Tai người có hiệu ứng âm thanh
lập thể hoặc là hiệu ứng 2 tai, khi cấp áp suất âm thanh từ 50 đến 70 dB, loại
hiệu ứng này phụ thuộc vào các nhân tố sau đây:
+ Chênh lệch thời gian ∆t = t2 – t1, t2,t1 : là thời gian âm thanh truyền từ
nguồn âm đến hai tai, căn cứ vào ∆t và chênh lệch, tai người có thể phân biệt
được chính xác phương hướng của nguồn âm.
+ Che lấp của đầu và hiệu ứng phản xạ. Do cản trở và che lấp của đầu tạo
nên sự sai khác tần số âm thanh của hai tai. Che lấp của âm thanh là hiện tượng
một âm thanh bị một âm thanh khác che phủ, hiện tượng phạm vi nghe của một
âm thanh do tác dụng che lấp của một âm thanh khác được nâng cao gọi là hiệu
ứng che lấp.
j)

Vị giác và khứu giác

Khí quan vị giác chủ yếu là các hạt trên đầu lưỡi, các chất bị dịch nước bọt
hồ tan kích thích các hạt này tạo nên vị giác. Vị giác có ngọt, chua, đắng, mặn,
các loại vị khác do 4 loại vị trên hợp thành. Đó là học thuyết của Henning đưa
ra. Tuy rất đơn giản, trừ vị cay và vị chát, các vị khác có thể sử dụng học thuyết
này để giải thích.

Khí quan khứu giác là các tế bào khứu giác trong mũi. Con người có thể
phân biệt hàng nghìn loại khí vị, vì số lượng q nhiều, đến nay vẫn chưa có
phương pháp phân loại lý tưởng.
Ngửi liên tục thời gian dài một loại khí vị, người ta sẽ dần dần ngửi khơng
thấy loại khí vị này, đó là hiện tượng thích ứng của khí quan cảm giác, cũng cịn
gọi đó là mệt mỏi trung khu khứu giác. Vì thế muốn người ngửi được mùi thơm
dài, phải tiếp xúc mùi thời gian gián đoạn hoặc thay đổi nồng độ.
k)

Cảm giác của da

Cảm giác của da cũng là cảm giác rất quan trọng của người. Ba loại cảm
giác của da là xúc giác, cảm giác nhiệt độ và cảm giác đau. Xúc giác được tạo
nên do các kích thích cơ học rất yếu tác dụng lên các cơ quan xúc giác ở lớp da
mỏng; cịn áp giác (cảm giác bị ép) thì do các kích thích cơ học tương đối mạnh
làm biến dạng các tế bào ở lớp da sâu tạo nên. Chúng được gọi chung là xúc
giác. Người ta lợi dụng xúc giác để phán đốn hình dạng vật thể, kích thước và
độ cứng… độ nhạy cảm của con người phụ thuộc vào vị trí.
Cảm giác nhiệt độ chia thành hai loại: cảm giác lạnh (lãnh cảm) và cảm
giác nóng (nhiệt cảm). Hai loại cảm giác nhiệt độ do bộ phận cảm giác nhiệt độ
khác nhau tạo nên. Khí quan cảm nhận nhiệt (nóng) ở dưới da, khi nhiệt độ lớn
hơn 30 0C bắt đầu các xung động hưng phấn, ở 470C cao nhất. Khí quan cảm
19

19


nhận nhiệt độ phân bố ở các vị trí khác nhau trên da, hình thành điểm nóng và
điểm lạnh, điểm lạnh nhiều hơn điểm nóng. Số lượng điểm lạnh và điểm nóng
trong mỗi cm2 thay đổi theo vị trí, thường khoảng 0 - 3 điểm nóng /cm 2, điểm

lạnh 6 – 23 điểm /cm2. Khi liên tục bị nóng, lạnh kích thích, cảm giác nhiệt độ sẽ
xuất hiện hiện tượng thích ứng. Khi lựa chọn vật liệu trong thiết kế trang sức nội
thất, đồ mộc và tiếp xúc với người, phải xem xét hiện tượng sinh lý cảm giác
nhiệt độ của cơ thể người, chọn vật liệu có hệ số dẫn nhiệt nhỏ, như thế sẽ nâng
cao cảm giác dễ chịu khi tiếp xúc.
Cảm giác đau (thống giác) cũng là một loại cảm giác của da. Trong các tổ
chức khí quan có một số đầu dây thần kinh tự do đặc biệt, dưới kích thích nhất
định sẽ tạo ra cảm giác đau. Vị trí những đầu dây thần kinh này phân bố ở da gọi
là điểm đau. Trong mỗi cm2 có khoảng 100 – 200 điểm đau, tồn bộ bề mặt da
của người có khoảng 1 triệu điểm đau. Cảm giác đau có ý nghĩa sinh vật học vơ
cùng quan trọng, vì nó có thể báo động để con người có thể tránh được vật kích
thích, đó là thể hiện bản năng phòng vệ của con người.
l)

Cảm giác bản năng

Khi con người tiến hành các hoạt động thao tác, không dựa vào thị giác,
xúc giác, có thể đồng thời thu được tín hiệu vị trí của 4 chi, đặc tính này gọi là
cảm giác bản năng. Hệ thống cảm giác bản năng có thể chia thành 2 mặt: thứ
nhất là hệ thống tiền đình, tác dụng của nó là giữ cho tư thế người cân bằng; thứ
hai là hệ thống cảm giác vận động, thông qua hệ thống này thu được vị trí tương
đối giữa 4 chi và các vị trí khác nhau trên cơ thể. Bộ phận cảm giác vận động có
ba loại: một là loại tổ chức hình thoi dệt của cơ bắp, hai là loại hình thoi dệt
trung gian; ba là những miếng nhỏ trong khớp rất nhạy cảm với áp lực. Các bộ
phận cảm nhận này cho cơ, gây nên độ giãn nở, từ đó khơng cần dùng mắt có
thể cảm giác được vị trí tương đối của tứ chi. Khi nghiên cứu về hệ thống thao
tác, loại cảm giác bản năng này rất quan trọng, cách đánh số theo thứ tự vị trí là
lợi dụng dụng đặc tính này của người. Thí dụ, bộ phận cơn, phanh ơ tơ có quan
hệ rất chặt chẽ. Khi lái xe tiến hành thao tác, chân thao tác chuyển dịch giữa bàn
đạp phanh và ga, không cần thị giác, chỉ thông qua cảm giác bản năng để thực

hiện. Nếu mất cảm giác bản năng, khơng thể hồn thành thao tác chính xác.
2.

Hệ thống thần kinh

a)

Hệ thống thần kinh đầu mút

- Hệ thống thần kinh đầu mút và tuỷ sống: Truyền thông tin giữa thần kinh trung
khu và các bộ phận của cơ thể là hệ thống thần kinh đầu mút. Theo phân loại
hình thái có thần kinh não và thần kinh tuỷ sống; từ công năng phân thành hệ
thống thần kinh tính động vật và hệ thống thần kinh tính tự luật. Tuỷ sống là
chất trạng thái cột trong cột sống, cột sống do 32-35 đốt xương sống tạo thành.
Từ hai phía của tuỷ sống tách ra 31 đơi thần kinh tuỷ, đầu 8 đôi, ngực 12 đôi,
cạnh sườn 15 đơi, xương cụt 1 đơi… thần kinh não có 12 đôi, chủ yếu phân bố ở
đầu.
20

20


- Đặc tính của hệ thống thần kinh tự luật. hệ thống thần kinh tự luật còn gọi là hệ
thống thần kinh tự chủ hoặc hệ thống thần kinh tính thực vật. Nó được tạo thành
do thần kinh giao cảm và thứ giao cảm, chi phối các tổ chức và khí quan nội tạng,
mạch máu, thận…. Chi phối và tác dụng của thần kinh tự luật xem bảng 2-2.
Bảng 2-2: Chi phối và tác dụng của thần kinh tự luật
Khí quan chi phối
Tim
Mạch máu

Huyết áp
Nhiệt độ cơ thể
Vận động của ruột
Thải nước tiểu
Thải phân
Thải của tuyến giáp trạng
Tổng thể

Hệ thống thần kinh
giao cảm
Tim đập nhanh
Mạch máu co lại
Tăng lên
Tăng lên
Ức chế
Giảm xuống
Giảm xuống
Tăng cường
Hoạt động

Hệ thống thần kinh
thứ giao cảm
Tim đập chậm lại
Mạch máu giãn ra
Giảm xuống
Giảm xuống
Tăng cường
Tăng lên
Tăng lên
Khống chế

Nghỉ

Một tổ chức hoặc một khí quan thường chịu song trùng chi phối của thần
kinh giao cảm và thứ giao cảm. Thần kinh giao cảm có tác dụng gây cơ năng,
thần kinh thứ giao cảm gây tác dụng khống chế. Như vậy, tổ chức khí quan đạt
được trạng thái ổn định. Nếu một loại nào đó khơng điều chỉnh được, con người
ở trạng thái bị bệnh. Thường thì thần kinh giao cảm là loại hình hoạt động, nó
nâng cao khả năng hoạt động của thân thể, nâng cao khả năng phòng vệ sự cố;
hệ thống thần kinh thứ giao cảm là loại hình nghỉ, nó khống chế hoạt động của
hệ thần kinh giao cảm.
b)

Hệ thống thần kinh trung khu

Hệ thống thần kinh trung khu do thần kinh não và thần kinh tủy sống tạo
thành. Trên hình thức não người chủ yếu do đại não, não giữa, trung não, não
cầu và tiểu não tổ thành (Hình 27).

21

21


Bán cầu
đại não

Não cân

Bán cầu
đại não

Trung não

Thể thuỳ

Cầu
não

Tuỷ
sống

Tiểu não
Cột sống

Hình 2-7. Cấu tạo cơ bản của não người
Não giữa nằm giữa hai bán cầu đại não, chủ yếu bao gồm khâu não và hạ
khâu não. Não là trung khu của hệ thống thần kinh của toàn bộ cơ thể người, lớp
vỏ đại não là bộ tư lệnh cao nhất. Lớp vỏ đại não có các vùng gia cơng chun
dùng các thơng tin của các khí quan thu nhận cảm giác. Trong vùng này tiến
hành tổng hợp, phân tích, đưa ra các quyết sách khống chế điều tiết người. Hệ
thống thần kinh trung khu do ba hệ thống điều tiết tổ thành: (1) Phản xạ cần thiết
để tiến hành duy trì sự sống, cơ năng điều tiết hệ thống não – tuỷ sống; (2) Hệ
thống biên của đại não tiến hành bản năng, hành vi tình cảm; (3) Lớp vỏ mới của
đại não tiến hành các hành động phán đoán tư duy cao cấp.
- Hệ thống não – tuỷ sống. Công năng của hệ thống não tuỷ sống là hoạt động
phản xạ của thần kinh động vật và tác dụng điều tiết của thần kinh tự luật. Hoạt
động phản xạ chia thành phản xạ tư thế và hoạt động phòng ngự, hoạt động có
tác dụng chủ yếu thứ nhất là các tổ chức sâu (cơ, gân…) và cơ giãn nở; phản xạ
phịng ngự là cảm giác đau và co cơ. Thí dụ, khi tay chạm vào vật nóng, tự nhiên
co lại do cảm giác phòng vệ, cảm giác đau và co cơ tạo ra. Khi khí quản có vật

lạ, tạo ra hoạt động ho, đó cũng là một loại phản xạ phòng ngự.
- Hệ thống biên của đại não. Hệ thống biên của đại não bao gồm lớp vỏ cũ, và hạ
khâu não, có liên quan mật thiết đến cơ năng gọi là hệ thống biên đại não. Hệ
thống biên đại não có quan hệ mật thiết với xung động tính bản năng, như thực
dục, tình dục, quần thể dục… đều do hệ thống này khống chế. Những xung động
bản năng này sau khi được hạ khâu não cảm nhận truyền đến hệ thống biên đại
não, phán đoán, quyết định bắt đầu và kết thúc xung động. Cáu gắt tính xung
động, thường sản sinh trong hạ cân não, nhưng những hành động cơng kích và
chạy trốn ở mức cao hơn là kết quả tác dụng tổng hợp của toàn bộ hệ thống biên.

22

22


- Lớp vỏ mới đại não. Bề mặt bán cầu đại não do rãnh trung tâm và nếp nhăn
ngoài chia đại não thành 4 bộ phận: lá đỉnh, lá trán, lá thái dương và lá chẩm
như hình 2-8.
Khu vận
động

Rãnh
trung
ương

Lá trán

Lá đỉnh
Khu thị
giác

Khu sáng
tạo tư duy

Lớp nhăn
cạnh ngồi

Khu cảm
giác bình
thường

Khu ký ức

Khu thính giác

Hình 2-8. Cấu tạo cơ bản của bán cầu đại não người.
Bộ phận phía trước của rãnh trung tâm và nếp nhăn ngồi là khu tư duy,
phán đốn và quyết sách, nó thuộc bộ phận đưa ra; bộ phận sau là bộ phận thông
tin đưa vào. Theo công năng, bán cầu đại não chia ra khu cảm giác, khu vận
động và khu liên hợp. Khu ký ức ở lá thái dương.
Tin tức của khu cảm giác thấu xạ khu ký ức sau khi đối chiếu nhận thức với
ký ức đã qua, lại đến lá trán. Ở lá trán tiến hành quyết định ý chí, sau đó đến khu
vận động tiến hành sắp xếp thứ tự hành động và chấp hành.
Trong khu ký ức, chủ yếu ở khu hải mã và lá trán của lớp vỏ bên trái phân
thành ký ức ngắn hạn và ký ức dài hạn. Cơ chế của hai loại này có khác nhau đơi
chút, ký ức ngắn hạn là phản ánh của đường về thần kinh, cịn ký ức dài hạn liên
quan đến tính dẻo của đơn nguyên thần kinh và RNA phương diện sinh hố, tuy
nhiên tình huống chi tiết về cơ chế của ký ức vẫn chưa hoàn toàn biết rõ.
Bán cầu trái, phải của não người khác nhau, khu ngôn ngữ phần lớn ở bán
cầu trái. Bán cầu trái có năng lực phân tích tư duy đặc biệt, năng lực nhận biết

kích thích của bán cầu phải đối với thị giác, thính giác hơn bán cầu trái. Bán cầu
phải nhạy cảm hơn đối với âm nhạc, hội hoạ.
II.

HỆ THỐNG VẬN ĐỘNG

Hệ thống vận động là hệ thống khí quan để cơ thể hoàn thành các động tác.
Do xương, khớp và cơ tổ thành. Các xương thông qua các khớp liên kết thành hệ
thống xương. Đầu xương dưới tác dụng co hoặc duỗi của cơ, quay xung quanh
khớp hoàn thành các loại động tác. Vì thế trong quá trình vận động, xương là
cánh tay đòn của vận động, khớp là trụ quay, cơ bắp là động lực.
1. Hệ thống xương
23

23


Các xương của tồn bộ cơ thể thơng qua khớp cấu thành hệ thống xương.
Hình dạng của các xương rất khác nhau, chúng có thần kinh và mạch máu. Tồn
bộ cơ thể có 206 khúc xương. Phân thành xương mình, chi trên, chi dưới và hộp
sọ. Hệ thống xương ngoài cơng năng hồn thành động tác, cịn có cơ năng đỡ
thân thể, bảo vệ nội tạng, não và tuỷ sống tạo máu. Những chỗ lồi có thể sờ mó
được trên bề mặt cơ thể, trong đo cơ thể người, các chỗ này thường được lợi
dụng làm điểm chuẩn để đo.
Cột sống rất quan trọng trong hệ thống xương, nó gồm 32 –35 đốt xương
sống tạo nên, trong đó xương cổ gồm 7 đốt, xương ngực gồm 7 đốt, thắt lưng 5
đốt và xương cụt từ 3 – 6 đốt. Trong lĩnh vực Ergonomics, quan hệ giữa tư thế
tác nghiệp và vận động của cột sống ảnh hưởng trực tiếp đến chịu đựng sinh lý
và hiệu quả tác nghiệp, thiết kế đồ mộc và tư thế của cột sống có quan hệ vơ
cùng chặt chẽ, vì thế nghiên cứu về mặt này cũng tương đối nhiều, thí dụ: khi

nâng vật nặng từ dưới đất lên, so sánh tư thế đầu gối gập về phía trước với tư thế
khơng gập đầu gối, cánh trên ảnh hưởng nhiều đến cột sống, lại lấy ví dụ, tư thế
ngồi ngả về phía trước và tư thế ngồi tựa, cánh trên ép lên cột sống nhiều, vì thế
tư thế khơng bình thường thường dẫn đến bệnh.
Cánh tay địn xương được hình thành dưới tác dụng qua lại giữa cơ và
khớp, nó có cùng tham số và ngun lý với cánh tay địn trong cơ khí. Chủ yếu
có ba loại hình: (1) Cánh tay địn cân bằng. Điểm đặt ở giữa điểm trọng tâm và
điểm lực, tương tự như nguyên lý cân, như hình 2-9a. Cánh tay đòn tiết kiệm
lực, trọng điểm đặt giữa điểm lực và điểm đỡ, hình 2-9b; (2) Cánh tay địn tốc
độ, điểm lực ở giữa trọng tâm và điểm đỡ, hình 2-9c.

F1 - Trọng lực
F2
F1

0

F2

0 F1

F1 - Lực cơ

F2
0

0 - Điểm tựa
F1

Hình 2-9. Cánh tay đòn xương cơ thể người

Khi thiết kế thao tác phải xem xét đến những đặc tính này của cánh tay đòn
xương, và vận dụng nguyên lý đẳng cơng tiến hành xem xét. Tức là tìm kiếm lực
lớn, tốc độ nhỏ; tốc độ lớn thì lực nhỏ vì công suất bằng nhau.
Công suất = Lực x Tốc độ
2.

Hệ thống cơ

Cơ là nguồn năng lượng hoàn thành các loại tác nghiệp, đảm bảo các tư thế
của người. Thiết kế đồ mộc cần cố gắng giảm bớt mệt nhọc của cơ người, phải
24

24


dưới tiền đề hiểu rõ cơ bắp và xương người, kích thước đồ mộc thiết kế phù hợp
với đặc tính giải phẫu học cơ thể người. Dưới đây xin giới thiệu đơn giản tri
thức liên quan của hệ thống cơ.
a)

Tri thức cơ bản của cơ

Tổ chức cơ chia thành cơ ngang (cơ xương và cơ tim) và cơ trượt phẳng.
Đối tượng nghiên cứu của Ergonomics thường là cơ xương. Do sự co giãn của
cơ xương có thể tiến hành tuỳ theo ý của người, vì thế cịn gọi là cơ tuỳ ý. Đầu
của hai xương có gân nối khớp liền với xương. Co dãn của cơ làm cho xương
quanh khớp vận động. Cơ làm cho xương vươn ra, gập lại gọi là cơ dãn và cơ
gập. Chỉ lệnh vận động của cơ do tế bào thần kinh và các sợi α liên quan tiến
hành truyền đạt.
Cơ năng của cơ chia thành cơ nhanh (FT) và cơ chậm (ST). Cơ nhanh co

rút nhanh, dễ mệt mỏi; cơ chậm thì ngược lại. Cơ có hai màu trắng và đỏ, cơ
trắng có nhiều cơ nhanh; cịn cơ đỏ có nhiều cơ chậm. Vì thế cơ trắng thường
gọi là cơ nhanh, cơ đỏ là cơ chậm. Cơ đỏ ở lớp sâu trong cơ, chủ yếu có tác
dụng đảm bảo tư thế…; cịn cơ trắng ở lớp mặt có tác dụng tạo các động tác
nhanh tinh xảo.
Cơ chế co cơ có rất nhiều học thuyết, trong đó học thuyết trơn được nhìn
nhận phổ biến. Tức là các sợi cơ sau khi các tín hiệu điện kích thích truyền đến
các bó thần kinh sản sinh trơn gây lên co rút kiểu cơ học, giải phóng năng lượng.
Trong cơ hoặc trên bề mặt có thể đo được hiện tượng phóng điện khi co rút, gọi
là điện đồ cơ (EMG). Ở Ergonomics, điện đồ cơ thường được dùng để đánh giá
chất lượng tư thế tác nghiệp, cường độ lao động, kích thước đồ mộc. Phương
thức co rút của cơ có co rút căng đều và co rút dài đều. Co rút căng đều là khi co
rút lực căng không đổi, chiều dài không đổi; co rút dài đều thì chiều dài khơng
đổi, lực căng thay đổi. Trên thực tế, một động tác hoàn thành thường do tổ hợp
của cả hai loại trên.
b)

Lực cơ

- Lực cơ do cơ co rút tạo ra. Độ lớn của nó quyết định bởi số lượng sợi cơ,
thể tích, tính chất, chiều dài trước co rút, trạng thái hưng phấn của trung khu
thần kinh. Mỗi cm2 sợi cơ bắp của người tạo ra lực khoảng 60 – 100 N.
- Lực nắm. Lực cơ thay đổi theo người, lực nắm cũng như vậy. Giá trị trung bình
xem bảng 2-3.
Bảng 2-3. Quan hệ giữa lực nắm với giới tính và tuổi
Tuổi
Hạng
mục
Nam phải
Nam trái

25

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

210
190

240
230

280

240

340
320

400
350

450
380

480
400

480
400

490
410

500
420
25