Сергей Камратов
Движение:
психологическая
и физиологическая структуры
Если мы зададимся вопросом что такое движение, то напрашивается очевидный ответ: наши мышцы, сокращаясь, приводят в движение наш скелет и перемещают наше тело в пространстве.
Так ли это на самом деле?
Так, да не совсем. Привычные представления о нашем теле зачастую слишком поверхностны и отличаются от того, как всё происходит на самом деле.

Движение — сложнейшее явление, имеющее многоуровневую физиологическую и психологическую организацию. Это трудно и почти невозможно обнаружить в повседневной жизни, как, например, совсем непросто обратить внимание на обычный прозрачный дневной свет. Но если посмотреть на него через специальную призму, то мы увидим радугу и поймём, что он, оказывается, состоит из нескольких цветных составляющих.

Через какую призму мы можем посмотреть на движение?

"Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение"

Сеченов М.И. "Элементы мысли", (1878, 1903)
Инструментом, который поможет нам изучить движение, является эволюционная история развития двигательных функций человека. Тема сложнейшая, поэтому слава Богу, что это уже сделал до нас известный отечественный физиолог Н.А. Бернштейн и нам осталось только проследить за его мыслью.

А почему он вообще об этом задумался? Ведь на тот момент уже были известны такие понятия как рефлекс, рефлекторная дуга и они применялись для объяснения практически всей нервной деятельности, в том числе и организации движения.
Казалось бы всё просто: при обучении в двигательных центрах ЦНС (Центральной нервной системы) формируется соответствующая программа конкретного движения. Затем, стимул, попадая на рецептор, инициирует нервный сигнал, который по афферентномому (от рецептора к ЦНС) нервному пути попадает в ЦНС. Оттуда по эфферентному (от ЦНС к эффектору) нервному пути поступает команда и передаёт на эффектор (рабочий орган, который осуществляет реакцию в ответ на раздражение рецептора) заложенные в программу моторные импульсы, в результате чего осуществляется движение.

Мы сейчас описали принцип реактивности, который преобладал в начале ХХ века.

Н.А. Бернштейн показал, что движение человека настолько сложно, что принцип реактивности и схема рефлекторной дуги И.П. Павлова, при всём к нему уважении, не могут объяснить, как именно оно осуществляется.


"Главнейшее проявление высшей деятельности животного, т.е. его видимая реакция на внешний мир, есть движение – результат деятельности его скелетно-мышечной системы, с некоторым участием секреторной ткани"

Павлов И.П.
Дело в том, что, помимо стимула, на человека во время его движения воздействуют также другие силы:

  • реактивные (если мы что-то бросаем, то это "что-то" действует на нас),
  • инерционные (тело обладает массой, а значит его скорость не может измениться мгновенно),
  • внешние (например, партнёр во время танца).
К тому же Н.А. Бернштейн (а он был родоначальником биомеханики) подсчитал, что избыток степеней свободы во всей совокупности суставов человеческого тела стремится к бесконечности и физиологическое состояние мышечной ткани зависит от параметров, которые изменяются постоянно.

Всё это вместе (сторонние силы, избыточные степени свободы суставов и постоянно меняющееся физиологическое состояние мышц) создаёт такие условия для движения, которые делают систему принципиально неуправляемой через использование схемы рефлекторной дуги.


"...моторика человека может и должна оказаться превосходным индикатором для изучения в ней процессов, происходящих в центральной нервной системе"

Бернштейн Н.А.
Н.А. Бернштейн предложил новый принцип: координация движения есть преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа для превращения системы в управляемую. Данная задача решается через непрерывное получение ЦНС информации о ходе движения и его постоянную корректировку по схеме рефлекторного кольца (принцип сенсорных коррекций).

Не пугайтесь этой сложной схемы, тут всё довольно просто. Обратите внимание, что имульсы программы движения поступают из задающего прибора не сразу в эффектор (двигательный орган), как в рефлекторной дуге, а в прибор сличения (этот поток сигналов обозначается буквами SW), где они сравниваются с сигналами рецептора (IW). В результате сравнения потоков SW ("то, что должно быть") и IW ("то, что есть") образуется новый поток сигналов о рассогласовании ΔW и поступает на блок перешифровки, в котором вырабатывается сигнал коррекции и через промежуточные регуляторные системы попадает на эффектор.

На данной схеме хорошо видно, что из шести блоков обработки нервных импульсов, участвующих в движении, блок, обрабатывающий непосредственно моторные импульсы (эффектор) — лишь один. Остальные пять относятся по своей сути к блокам восприятия.

Таким образом, Н.А. Бернштейн включил в построение движения восприятие человека. Причём это восприятие не "помогает" движению, не "руководит" им, не "участвует" в его построении, а является его неотъемлемой частью.

Включение восприятия в состав движения влечёт за собой важные последствия. По выражению Н.А. Бернштейна, движение имеет как двигательный состав (имеющийся и используемый биомеханический инструментарий для выполнения задачи), так и смысловую структуру (определяется содержанием возникшей задачи и определяет уровень восприятия, который адекватен задаче и может обеспечить её выполнение).

Именно поэтому в начале статьи мы написали, что не всё так просто. Двигательный состав движения, который мы привыкли считать единственной составляющей движения, является только его частью.

При схожих двигательных составах, но с отличающейся смысловой структурой, движения являются – разными.

Н.А. Бернштейн приводил примеры из клинической практики: "Один больной не может поднять руку по приказанию "подними руку", но без затруднения поднимает её по заданию "сними фуражку"… пациент не может по заданию начертить на бумаге кружок или косой крестик, но без всякого труда изображает на ней буквы "О" и "Х"…"
Сергей Камратов
Движение: психологическая и физиологическая структуры
Если мы зададимся вопросом что такое движение, то напрашивается очевидный ответ: наши мышцы, сокращаясь, приводят в движение наш скелет и перемещают наше тело в пространстве. Так ли это на самом деле?

Так, да не совсем. Привычные представления о нашем теле зачастую слишком поверхностны и отличаются от того, как всё происходит на самом деле.


Движение — сложнейшее явление, имеющее многоуровневую физиологическую и психологическую организацию.


Это трудно и почти невозможно обнаружить в повседневной жизни, как, например, совсем непросто обратить внимание на обычный прозрачный дневной свет. Но если посмотреть на него через специальную призму, то мы увидим радугу и поймём, что он, оказывается, состоит из нескольких цветных составляющих.


Через какую призму мы можем посмотреть на движение?

"Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение"

Сеченов М.И. "Элементы мысли", (1878, 1903)
Инструментом, который поможет нам изучить движение, является эволюционная история развития двигательных функций человека. Тема сложнейшая, поэтому слава Богу, что это уже сделал до нас известный отечественный физиолог Н.А. Бернштейн и нам осталось только проследить за его мыслью.

А почему он вообще об этом задумался? Ведь на тот момент уже были известны такие понятия как рефлекс, рефлекторная дуга и они применялись для объяснения практически всей нервной деятельности, в том числе и организации движения.


Казалось бы всё просто: при обучении в двигательных центрах ЦНС (Центральной нервной системы) формируется соответствующая программа конкретного движения. Затем, стимул, попадая на рецептор, инициирует нервный сигнал, который по афферентномому (от рецептора к ЦНС) нервному пути попадает в ЦНС. Оттуда по эфферентному (от ЦНС к эффектору) нервному пути поступает команда и передаёт на эффектор (рабочий орган, который осуществляет реакцию в ответ на раздражение рецептора) заложенные в программу моторные импульсы, в результате чего осуществляется движение.

Мы сейчас описали принцип реактивности, который преобладал в начале ХХ века.

Н.А. Бернштейн показал, что движение человека настолько сложно, что принцип реактивности и схема рефлекторной дуги И.П. Павлова, при всём к нему уважении, не могут объяснить, как именно оно осуществляется.

"Главнейшее проявление высшей деятельности животного, т.е. его видимая реакция на внешний мир, есть движение – результат деятельности его скелетно-мышечной системы, с некоторым участием секреторной ткани"

Павлов И.П.
Дело в том, что, помимо стимула, на человека во время его движения воздействуют также другие силы:

  • реактивные (если мы что-то бросаем, то это "что-то" действует на нас),
  • инерционные (тело обладает массой, а значит его скорость не может измениться мгновенно),
  • внешние (например, партнёр во время танца).

К тому же Н.А. Бернштейн (а он был родоначальником биомеханики) подсчитал, что избыток степеней свободы во всей совокупности суставов человеческого тела стремится к бесконечности и физиологическое состояние мышечной ткани зависит от параметров, которые изменяются постоянно.

Всё это вместе (сторонние силы, избыточные степени свободы суставов и постоянно меняющееся физиологическое состояние мышц) создаёт такие условия для движения, которые делают систему принципиально неуправляемой через использование принципов управления рефлекторной дуги.

"...моторика человека может и должна оказаться превосходным индикатором для изучения в ней процессов, происходящих в центральной нервной системе"

Бернштейн Н.А.
Н.А. Бернштейн предложил новый принцип: координация движения есть преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа для превращения системы в управляемую. Данная задача решается через непрерывное получение ЦНС информации о ходе движения и его постоянную корректировку по схеме рефлекторного кольца (принцип сенсорных коррекций).

Не пугайтесь этой сложной схемы, тут всё довольно просто. Обратите внимание, что имульсы программы движения поступают из задающего прибора не сразу в эффектор (двигательный орган), как в рефлекторной дуге, а в прибор сличения (этот поток сигналов обозначается буквами SW), где они сравниваются с сигналами рецептора (IW). В результате сравнения потоков SW ("то, что должно быть") и IW ("то, что есть") образуется новый поток сигналов о рассогласовании ΔW и поступает на блок перешифровки, в котором вырабатывается сигнал коррекции и через промежуточные регуляторные системы попадает на эффектор.

На данной схеме хорошо видно, что из шести блоков обработки нервных импульсов, участвующих в движении, блок, обрабатывающий непосредственно моторные импульсы (эффектор) — лишь один. Остальные пять относятся по своей сути к блокам восприятия.

Таким образом, Н.А. Бернштейн включил в построение движения восприятие человека. Причём это восприятие не "помогает" движению, не "руководит" им, не "участвует" в его построении, а является его неотъемлемой частью.

Включение восприятия в состав движения влечёт за собой важные последствия. По выражению Н.А. Бернштейна, движение имеет как двигательный состав (имеющийся и используемый биомеханический инструментарий для выполнения задачи), так и смысловую стурктуру (определяется содержанием возникшей задачи и определяет уровень восприятия, который адекватен задаче и может обеспечить её выполнение).

Именно поэтому в начале статьи мы написали, что не всё так просто. Двигательный состав движения, который мы привыкли считать единственной составляющей движения, является только его частью.

При схожих двигательных составах, но с отличающейся смысловой структурой, движения являются – разными.
Н.А. Бернштейн приводил примеры из клинической практики: "Один больной не может поднять руку по приказанию "подними руку", но без затруднения поднимает её по заданию "сними фуражку"… пациент не может по заданию начертить на бумаге кружок или косой крестик, но без всякого труда изображает на ней буквы "О" и "Х"…"
В соответствии со своим строением и иерархией, возникшими в результате эволюционного развития человеческого вида (филогенеза) восприятие человека разделяет движение на несколько составляющих уровней (как оптическая призма разделяет обычный прозрачный свет на несколько цветных составляющих).

Теперь, когда мы понимаем восприятие как часть движения, вернёмся к эволюции двигательных функций, чтобы рассмотреть: какие вообще существуют уровни восприятия и соответствующие им уровни движения?

Когда-то в древности, до возникновения нервной системы, на более ранних этапах эволюции в ходе развития одноклеточных организмов преобладал гуморальный (химический) способ регуляции, где носителем информации выступало химическое вещество.

Эволюционные изменения геометрии животных форм (от округлых и лучистых – к продолговатым) и их состава (от одноклеточных к многоклеточным) предопределило возникновения нового, более быстрого – биоэлектрического способа передачи информации в живых системах.

Новый способ регуляции впоследствии подчинил себе старый (гуморальный).
Удлинение формы организмов привело к тому, что передний ротовой конец приобрёл приоритетное значение, так как он первым сталкивался как с добычей, так и с опасностью, что привело к развитию на нём нового вида рецепторов, которые получают информацию на расстоянии от самого организма – телерецепторов (от греч. téle — вдаль, далеко): обоняния из вкусовых, зрения из кожной фоточувствительности, а слуха из вибрационных.

Так головной отдел стал главным отделом организма.

Развитие телесенсорики стало предпосылкой к развитию двигательных актов для своевременных реакций на удалённый раздражитель. Реакция вовне стала более важной, чем реакция внутри. Возникла потребность в развитии организующей составляющей для усложнения двигательных задач в пространстве для выживания, а это повлекло за собой развитие нервной системы, которая из "системы связи" приобрела руководящую функцию.

Этот процесс постепенной "передачи власти" над функциями организма в вышележащие уровни нервной системы (энцефализация функций) продолжился и в дальнейшем.
Тем не менее, древнейший способ регуляции не исчез, а во взаимодействии с новым нервным процессом вошёл в состав двигательных функций человека. Н.А. Бернштейн назвал его палеокинетической системой. Это вся гладкая мускулатура внутренних органов, иннервируемая вегетативной нервной системой.

Характерные особенности палеокинетического процесса: движения гладких мышц крайне медленны, диффузны. Можно даже говорить не о движениях как таковых, а о смене стационарных состояний, в которых клетки гладкой мускулатуры могут находиться сколь угодно долго.

В противоположность палеокинетической системе Н.А. Бернштейн назвал совокупность поперечно-полосатой мускулатуры, иннервируемой соматической нервной системой – неокинетической системой.

Неокинетический нейро-мышечный процесс наоборот имеет характер быстрой и краткой вспышки – спайка (это миллисекундные интервалы), стандартный для каждой двигательной единицы (двигательная единица – это мотонейрон и участок иннервируемой им мышечной ткани), по закону «всё или ничего».

Работа двигательной единицы не может длиться сколь угодно долго, а только пока происходит раздражение, после чего мышца возвращается в исходное состояние (в состоянии покоя она может находиться неограниченное время).

При этом есть одно явление в поперечно-полосатой мускулатуре, которое ведёт себя по принципам палеокинетического процесса (изменения происходят медленно, диффузно и могут сохраняться доолгое время): тонус.

Физиологический тонус – это не только механическое состояние мышцы, но и сложнейшая динамическая система, регуляция которой происходит на уровне спинного мозга и красного ядра среднего мозга.
Уровень А
Итак, мы готовы назвать первый, самый древний, уровень построения движений – уровень палеокинетических регуляций, он обозначается в системе классификации Н.А. Бернштейна буквой А и имеет рубро-спинальный физиологический субстрат.

Уровень А является «фоном» для двигательной активности всех остальных уровней, при этом он подвижен, приспособителен, функционально самый глубинный и филогенетически самый древний. Уровень А тесно связан с вегетативной нервной системой (ВНС).

Это тот уровень, где физиологические процессы, регулируемые спинным и средним мозгом, создают преднастройку в форме мышечного тонуса для осуществления деятельности неокинетического процесса (наподобие эквалайзера в плейере: он не меняет звучащую мелодию, но определяет то, как она будет звучать).

На этом уровне осуществляются:

1. Ряд спинальных рефлексов, в т.ч. реципрокное взаимодействие мышц-антогонистов (если "включена" одна мышца, то другая обязательно "выключена").

2. Регуляция характеристик возбудимости и фазового процесса в нервной и мышечной тканях (другими словами, физиологический мышечный тонус).
Наиболее видимые проявления двигательной активности этого уровня: дрожь от холода или страха (непроизвольные движения) и удержание позы.
Уровень B
Уровень В – менее древний. Это уровень синергий и штампов, имеет таламо-палидарный физиологический субстрат. Его афферентацией является тангорецепторика (от лат. tango — "касаюсь"), т.е. рецепторное поле расположено в пределах тела и не выходит за его границы.

Афферентация осуществляется на уровне зрительных бугров и состоит из тактильной и проприоцептивной рецепторики собственного тела. Это уровень, на котором двигательные единицы объединяются в целостное восприятие всего двигательного аппарата (безотносительно окружающего пространства). Н.А. Бернштейн называл его уровень-интроверт.

Этот уровень отвечает за обширные мышечные синергии (т.е. слаженные движения всего тела), синхронизацию движения во времени (чередование конечностей, подчинение отдельных движений общему ритму), штампы (повторяемость и схожесть паттернов движений).

Самостоятельные движения этого уровня: эмоциональная (не символическая) мимика, машинальные движения. Существенная роль уровню отводится в автоматизации двигательных навыков.

Уровень C
Уровень пространственного поля имеет пирамидно-стриальный физиологический субстрат. Первый уровень, где присутствует связь с корой головного мозга (КГМ). Первый «психологический» уровень.

Уровень, где бессознательное встречается с сознательным в рамках взаимодействия пирамидной и экстрапирамидной систем, которые вместе участвуют в осуществлении движения. Сенсорный синтез состоит из изменённой на предыдущих уровнях тангорецепторики, объединённой с телерецепторикой и порождает синтетическое пространственное поле – окружающий мир с содержащимися в нём объектами.

Для движений этого уровня характерна цель в окружающем пространстве (если предыдущий уровень был интровертом, то этот – экстраверт). Движениям этого уровня присуща их конечность, они (имеют начало и конец). Ещё одна особенность движений – приспособительность к внешнему пространству.

Уровень D
Уровень предметных действий имеет теменно-премоторный физиологический субстрат. Афферентация – предмет, точнее, его психологический образ. Это результат сложного синтеза сенсорных и мнестических составляющих (памяти).

При движении вверх по классификации выделять отдельные движения становится труднее, т.к. двигательный состав остаётся практически прежним, а большее значение начинает приобретать их смысловая стурктура. Поэтому в названии уровня построения движения впервые появилось слово "действие", но об этом мы напишем подробнее в другой статье.

Движения на уровне D уже не просто движения, а смысловые акты, элементарные поступки. Это все бытовые действия "от чистки картошки до завязывания галстука" (Гиппенрейтер Ю.Б.), что называется физическая или механическая работа, не требующая когнитивной нагрузки.

Уровень E
Данный уровень Н.А. Бернштейн назвал: "Уровень (или уровни), лежащие выше уровня действий". Обратите внимание, как отличается название данного уровня от предыдущих. Сложность сформулировать определение и назвать критерии для классификации связана с тем, что Н.А. Бернштейн подошёл здесь вплотную к уровню координации, обусловленному психологическими мотивами.

В рамках данного уровня находят своё место символические и условные смысловые действия: речь, письменность, музыкальное, театральное и хореографическое исполнение

Итак, подытожим, что нам очень важно запомнить о движении:
Принцип сенсорных коррекций – движение постоянно корректируется соответствующими сенсорными синтезами, т.е. восприятие является не вспомогательным элементом, а неотъемлемой частью движения.

Схема рефлекторного кольца – движение не является реакцией на стимул, оно корректируется постоянно (в отличие от концепции рефлекторной дуги).

В соответствии с иерархией афферентационных синтезов (уровней восприятия), образуются уровни построения движения:

- палеокинетических регуляций (преднастройка, тонус);
- синергий и штампов (слаженная работа всех мышц в пределах тела);
- пространственного поля (действия в окружающем пространстве);
- предметных действий (действия с предметом в соответствии с его предназначением);
- символические и смысловые действия (речь, письмо, хореография и т.д. и т.п.).