Величина умственной нагрузки определяется характером деятельности и, в частности, зависит от степени сложности (объективной и субъективной) трудовых задач, длительности работы, уровня требований по скорости и точности выполнения операций и многих других показателей. Сложность оценки реальной рабочей нагрузки определяется не только сложностью ее сравнения в различных видах деятельности, но и несоответствием ее объективных и субъективных значений – значимость, содержательные особенности информации, представления о регулируемых процессах в значительной степени определяются индивидуально-психологическими особенностями субъекта, его опытом и образованием.
Способности в обработке информации имеют свои ограничения в зависимости от типов информационных процессов (информационный поиск, распознавание, подготовка и принятие решения, двигательная реализация и т. п.) и от условий деятельности. Ограничения обуславливаются структурными особенностями – возможностями органов чувств и двигательного аппарата, профессиональными знаниями, опытом и т. д.; функциональными особенностями – например, возможностями решать задачи, как правило, последовательно, а не параллельно, что, в свою очередь, обусловлено механизмами активации ресурсов; особенностями внимания – обработка информации под когнитивным контролем требует постоянного внимания и сопровождается увеличением усилия.
Умственную нагрузку можно отнести либо к объективной рабочей нагрузке, налагаемой задачей (ее сложностью, объемом операций, ограничениями во времени и т. п.), либо к субъективным оценкам человека относительно требований задачи. Большинство теорий рабочую нагрузку связывают только со способностью человека к обработке информации, но некоторые другие рассматривают лишь эмоциональные и физические аспекты. В теориях умственной нагрузки ресурсы психики, способность обрабатывать информацию, необходимую и имеющуюся для выполнения задачи: требования по нагрузке относятся к содержанию исходных данных и процессу обработки информации для выполнения задачи, а также не только к процессу решения задачи, но и к средствам, рабочим условиям и организации деятельности.
Теории умственной нагрузки основаны на моделях, которые описывают взаимодействия между когнитивными и энергетическими процессами. Когнитивные процессы преобразовывают сенсорную информацию в моторные действия, используя формальные и логические действия. Энергетические процессы регулируют функциональное состояние организма и обеспечивают активацию когнитивной системы, косвенно оказывая влияние на преобразование, обработку информации. «Энергетика» в данном случае используется как термин для обозначения всех процессов (активация, возбуждение, утомление, истощение) при описании состояния организма.
Когда выполняется определенная задача, автоматически включаются различные виды активации, которые обеспечивают оптимальные и адекватные требованиям задачи состояния. Активация наступает в период ожидания будущей задачи. Единственным средством оказания воздействия на энергетическое состояние в связи с выполнением задачи является мобилизация дополнительной энергии через умственное усилие, которое зависит от мотивации достижения определенной цели. Умственное усилие играет важную роль тогда, когда приходится работать в субоптимальных условиях – например, выполнять задачу, требующую повышенного проявления внимания. Это происходит при выполнении сложных задач, когда ресурсы приходится перераспределять между разными компонентами задачи и когда для ее выполнения необходимо использовать процессы с ограниченными возможностями по обработке информации (например, оперативную память). Умственные усилия требуются также для выполнения задач, в которых цели или взаимосвязи вводимой или выводимой информации постоянно и непрерывно меняются.
Модель регуляции энергии в связи с решением информационных задач отличается от большинства теорий по обработке информации тем, что она объясняет снижение эффективности деятельности скорее в виде отклонения от оптимального энергетического состояния, чем в виде дефицита ресурса. По мнению А. Джайлларда [318], основное содержание данной модели можно свести к следующим положениям: