Введение………………………………………………………………..2

1. Психофизиологическая основа организации движений……...3

1.1. Принцип сенсорных коррекций…………………………….4

1.2. Схема рефлекторного кольца………………………………6

1.3. Уровни построения движений……………………………..7

2. Формирование двигательных навыков……………………….10

2.1. Структура двигательных навыков ………...……………10

2.2. Природа навыка и тренировки. ………………………….12

З. Уровневый подход при анализе механизмов психической деятельности……………………………………………………..…..15

3.1.Внимание и деятельность…………………………………15

3.2.Восприятие…………………..………………………………20

Заключение…………………………………………………………..26

Список литературы…………………………………………………27

Введение.

Существующее в настоящее время в психологии представление о физиологии движений были сформулировано и экспериментально обосновано выдающимся российским ученым Н. А. Бернштейном.

Врач-невропатолог по образованию, физиолог по своим научным интересам, Н. А. Бернштейн выступал в научной литературе как страстный защитник принципа активности - одного из тех принципов, на которых строится психологическая теория деятельности. В 1947 г. вышла одна из основных книг Бернштейна «О построении движений», которая была удостоена Государственной премии. В этой книге был высказан ряд совершенно новых идей. Одна из них состояла в опровержении принципа рефлекторной дуги как механизма организации движений и замене его принципом рефлекторного кольца.

Цель данной работы является анализ основных аспектов теории построения движений Н. А. Берштейна.

Объект изучения-закономерности организации движения.

Задачи работы:

1) Описать психофизиологическую основу организации движений;

2) Рассмотреть механизмы формирования навыков;

3) Выделить основные механизмы психической деятельности, такие как: внимание и восприятие.

1. Психофизиологическая основа организации движений.

В трудах Н. А. Бернштейна нашла блестящую разработку проблема механизмов организации движений и действий человека. Занимаясь этой проблемой, Н. А. Бернштейн обнаружил себя как очень психологично мыслящий физиолог, в результате его теория и выявленные им механизмы оказались органически сочетающимися с теорией деятельности; они позволили углубить наши представления об операционально-технических аспектах деятельности.

Н. А. Бернштейн выступил в научной литературе как страстный защитник принципа активности - одного из тех принципов, на которых покоится психологическая теория деятельности.

В 1947 г. вышла одна из основных книг Н. А. Бернштейна "О построении движения", которая была удостоена Государственной премии. В этой книге были отражены итоги почти тридцатилетней работы автора и его сотрудников в области экспериментальных, клинических и теоретических исследований движений и высказан ряд совершенно новых идей.

Одна из них состояла в опровержении принципа рефлекторной дуги как механизма организации движений и замене его принципом рефлекторного кольца. Этот пункт концепции H.A. Бернштейна содержал, таким образом, критику господствовавшей в то время в физиологии высшей нервной деятельности точки зрения на механизм условного рефлекса как на универсальный принцип анализа высшей нервной деятельности .

Объектом изучения Н. А. Бернштейн сделал естественные движения нормального, неповрежденного организма, и, в основном, движения человека. Таким образом, сразу определился контингент движений, которыми он занимался; это были движения трудовые, спортивные, бытовые и др. Конечно, потребовалась разработка специальных методов регистрации движений, что с успехом осуществил Бернштейн.

До работ Н. А. Бернштейна в физиологии бытовало мнение (которое излагалось и в учебниках), что двигательный акт организуется следующим образом: на этапе обучения движению в двигательных центрах формируется и фиксируется его программа; затем в результате действия какого-то стимула она возбуждается, в мышцы идут моторные командные импульсы, и движение реализуется. Таким образом, в самом общем виде механизм движения описывался схемой рефлекторной дуги: стимул - процесс его центральной переработки (возбуждение программ) - двигательная реакция.

Первый вывод, к которому пришел Н. А. Бернштейн, состоял в том, что так не может осуществляться сколько-нибудь сложное движение. Вообще говоря, очень простое движение, например коленный рефлекс или отдергивание руки от огня, может произойти в результате прямого проведения моторных команд от центра к периферии. Но сложные двигательные акты, которые призваны решить какую-то задачу, достичь какого-то результата, так строиться не могут. Главная причина состоит в том, что результат любого сложного движения зависит не только от собственно управляющих сигналов, но и от целого ряда дополнительных факторов .

Общие свойства: все они вносят отклонения в запланированный ход движения, сами же не поддаются предварительному учету. В результате окончательная цель движения может быть достигнута, только если в него будут постоянно вноситься поправки, или коррекции. А для этого ЦНС должна знать, какова реальная судьба текущего движения. Иными словами, в ЦНС должны непрерывно поступать афферентные сигналы, содержащие информацию о реальном ходе движения, а затем перерабатываться в сигналы коррекции.

1.1. Принцип сенсорных коррекций.

Н. А. Бернштейн предложил совершенно новый принцип управления движениями, который был назван принципом сенсорных коррекций. Рассмотрим факторы, которые, по мнению Бернштейна, оказывают влияние на ход выполнения движения.

Во-первых, это реактивные силы . И рассматривал пример: например, если человек сильно взмахнет рукой, то в других частях тела у него разовьются реактивные силы, которые изменят их положение и тонус.

Во-вторых, это инерционные силы. Если человек резко поднимет руку, то она взлетает вверх не только за счет тех моторных импульсов, которые посланы в мышцы, но с какого-то момента движется по инерции, т. е. возникают определенные инерционные силы. Н. А. Бернштейн считал, что явление инерции присутствует в любом движении.

В-третьих, это внешние силы , которые оказывают влияние на ход выполнения движения. Пример: если движение направлено на какой-либо предмет, то оно встречает с его стороны сопротивление. И это сопротивление чаще всего оказывается непредсказуемым.

Четвертый фактор, по мнению Н. А. Бернштейна: существует еще один фактор, который не всегда учитывается при начале выполнения движений, - это исходное состояние мышц. Состояние мышцы меняется при выполнении движения вместе с изменением ее длины, а также в результате утомления и других причин. Поэтому один и тот же моторный импульс, достигнув мышцы, может дать совершенно иной результат.

Существует целый перечень факторов, оказывающих непосредственное воздействие на ход выполнения движения. Центральной нервной системе, по мнению Бернштейна необходима постоянная информация о ходе выполнения движения. Эта информация получила название сигналов обратной связи. Эти сигналы могут одновременно поступать от мышц в мозг по нескольким каналам. Он приводит пример: когда мы двигаемся, информация о положении отдельных частей тела поступает от проприоцептивных рецепторов. Однако параллельно информация поступает через органы зрения. Аналогичная картина наблюдается даже при выполнении речевых движений. Человек получает информацию не только от рецепторов, контролирующих движения языкового аппарата, но и через слух. Причем информация, поступающая по разным каналам, должна быть согласованной, иначе выполнение движения становится невозможным.

1.2.Схема рефлекторного кольца.

Существует определенная схема осуществления механизмов движения. Она была названа Бернштейном схемой рефлекторного кольца. Эта схема основана на принципе сенсорных коррекций и является его дальнейшим развитием.

В упрощенном виде эта схема выглядит так: из моторного центра (М) в мышцу (рабочую точку мышцы) поступают эффекторные команды. От рабочей точки мышцы идут афферентные сигналы обратной связи в сенсорный центр. В ЦНС происходит переработка поступившей информации, т. е. перешифровка ее в моторные сигналы коррекции, после чего сигналы вновь поступают в мышцу. Получается кольцевой процесс управления.

Принципиальное различие концепций построения движений на основе рефлекторной дуги и рефлекторного кольца.

В этой схеме рефлекторная дуга выглядит как один из ее частных случаев, когда совершаются движения, не нуждающиеся в коррекции, т. е. движения рефлекторной природы. Позднее Бернштейн детализировал схему рефлекторного кольца. В схеме присутствуют следующие элементы: моторные «выходы» (эффектор), сенсорные «входы» (рецептор), рабочая точка или объект (если речь идет о предметной деятельности), блок перешифровки, программа, регулятор, задающий прибор, прибор сличения.

С наличием большего количества элементов рефлекторное кольцо функционирует таким образом: в программе записаны последовательные этапы сложного движения. В каждый конкретный момент отрабатывается какой-то частный этап или элемент, соответствующая частная программа запускается в задающий прибор. Из задающего прибора сигналы (SW - «то, что должно быть») поступают на прибор сличения. На тот же блок от рецептора приходят сигналы обратной связи (IW - «то, что есть»), сообщающие о состоянии рабочей точки. В приборе сличения эти сигналы сравниваются, и на выходе из него получаются сигналы рассогласования (В\У) между требуемым и фактическим положением вещей. Далее они попадают на блок перешифровки, откуда выходят сигналы коррекции, которые через промежуточные инстанции (регулятор) попадают на эффектор.

Чем сложнее (точнее, осмысленнее, предметнее) двигательная задача, тем более высоким является «уровень построения движения» и тем более высокие уровни нервной системы принимают участие в решении этой задачи и реализации соответствующих движений.

Н.А. Бернштейн выделил и подробно описал пять основных уровней построения движений , обозначив их латинскими буквами А, В, С, D, Е.

Самый древний в филогенетическом отношении - уровень А , который называется уровнем «палеокинетических регуляций» , или руброспинальным, по названию анатомических «субстратов», которые отвечают за построение движений на этом уровне: «красное ядро» выступает «высшей» регулирующей инстанцией этого уровня построения движений, к которому имеют отношение и другие подкорковые структуры.

Система данных структур обеспечивает поступление и анализ проприоцептивной информации от мышц, удержание определенной позы, некоторые быстрые ритмические вибрационные движения (например, вибрато у скрипачей), а также ряд непроизвольных движений (дрожь от холода, вздрагивание, стучание зубами от страха).

Уровень А у человека практически никогда не бывает ведущим уровнем построения движений.

Второй - уровень В - называется также уровнем «синергии и штампов» , или таламо-паллидарным уровнем , поскольку его анатомическим субстратом являются «зрительные бугры» и «бледные шары».

Он отвечает за так называемые синергии, т.е. высокослаженные движения всего тела, за ритмические и циклические движения типа «ходьбы» у младенцев, «штампы» - например, стереотипные движения типа наклонов, приседаний.

Этот уровень обеспечивает анализ информации о расположении отдельных конечностей и мышц безотносительно к конкретным условиям осуществления соответствующих движений.

Поэтому он отвечает, например, за бег вообще (скажем, за бег на месте) как переменную работу различных групп мышц.

Однако реальный бег совершается по какой-нибудь конкретной поверхности со своими неровностями и препятствиями, и чтобы он стал возможным, необходимо подключение других, более высоких уровней построения движений.

Этот уровень отвечает также за автоматизацию различных двигательных навыков, выразительную мимику и эмоционально окрашенные пантомимические движения.

Уровень С , называемый уровнем пространственного поля, или пирамидно-стриальным, поскольку его анатомическим субстратом выступают уже некоторые корковые структуры, образующие так называемые пирамидные и экстрапирамидные системы, обеспечивает ориентацию субъекта в пространстве.

Движения, выполняемые на данном уровне, носят отчетливо целевой характер: они ведут откуда-то, куда-то и зачем-то.Соответственно они имеют начало, середину и конец.

Таковы, к примеру, плавание, прыжки в длину, высоту, вольные акробатические упражнения, движения рук машинистки или пианиста по клавиатуре, движения наматывания, т.е. такие, где требуется учет «пространственного поля».

Еще более высоким уровнем является уровень D , называемый также теменно-премоторным , поскольку его анатомическим субстратом являются исключительно кортикальные структуры в те-менно-премоторных областях.

Он называется также уровнем предметных действий , поскольку обеспечивает взаимодействие с объектами в соответствии с их предметными значениями.

Примеры движений на этом уровне: питье из чашки, снятие шляпы, завязывание галстука, изображение домика или человека.

Если вспомнить структуру деятельности, по А.Н.Леонтьеву, то речь идет о выполнении именно действий, а не операций, т.е. цель действия, строящегося на этом уровне, может быть достигнута разными способами (за осуществление операций отвечают другие уровни).

Наконец, уровень Е (Н. А. Бернштейн говорил, что этот уровень наименее изучен в физиологии активности, - возможно, это даже не один, а несколько уровней) отвечает за «ведущие в смысловом отношении координации речи и письма», которые объединены уже не предметом, а отвлеченным заданием или замыслом.

Таковы, например, речевые и другие движения читающего лекцию преподавателя, танец балерины и т.п.

Здесь речь уже идет о передаче научных знаний или замысла художника, что предполагает -исключительно произвольный уровень регуляции разворачивающихся действий.

Анатомический субстрат движений данного уровня еще не вполне изучен, хотя Н. А. Бернштейн подчеркивал несомненное участие в произвольной регуляции движений лобных долей коры головного мозга, ссылаясь на работы А. Р.Лурия.

Как правило, в построении действий человека принимают участие структуры всех уровней, хотя иногда более простые движения регулируются лишь низшими уровнями.

В принципе одно и то же движение может строиться на различных уровнях, если включается в решение разных задач.

Строго говоря, это движение не будет «одним и тем же» (как было показано выше, даже амплитуда движений рук раненых бойцов увеличивается, если больной выполняет более значимую для него работу).

Поэтому можно изменить характер протекания движений, изменив его смысл для человека.

Из вышеизложенного явствует, что концепция неклассической физиологии Н.А. Бернштейна помогает подойти к диалектическому решению психофизиологической проблемы.

Анатомо-физиологические структуры здесь всего лишь инструменты для реализации задач деятельности субъекта.

То, какие именно структуры участвуют в обеспечении построения движений человека, зависит от того, какое место занимает это движение в структуре деятельности субъекта, какой смысл оно имеет для него.

Образно говоря, мозг и нервная система в целом - инструмент, с помощью которого человек «проигрывает мелодии своей жизни».

Мы не должны, однако, забывать, что устройство этого инструмента также заслуживает своего изучения в психологии, поскольку ни один из психических процессов, обеспечивающих ориентировку субъекта в мире и регуляцию его деятельности, невозможен без нормально работающего мозга.

Естественно, патология мозговой деятельности приводит к ограничениям (иногда весьма существенным) в формировании адекватной деятельности субъекта, подобно тому как поломанный или расстроенный инструмент не позволяет музыканту извлечь достойную музыку (хотя, впрочем, Н.Паганини мог играть и на одной струне).

Соколова Е. Е.

Основные положения теории Н.А. Бернштейна

В основе научного творчества Н.А. Бернштейна лежит его новое понимание жизнедеятельности организма, в соответствии с которым он рассматривается не как реактивная система, пассивно приспосабливающаяся к условиям среды (именно это следует из условно-рефлекторной теории), а как созданная в процессе эволюции активная, целеустремленная система. Иначе говоря, процесс жизни есть не простое «уравновешивание с внешней средой», а активное преодоление этой среды.

Фигура этого ученого является одной из наиболее значительных среди исследователей мозга XX в. Выдающейся его заслугой является то, что он первый в мировой науке использовал изучение движений в качестве способа познания закономерностей работы мозга. По мнению Н.А. Бернштейна, для тех, кто хочет понять, как работает мозг, как функционирует центральная нервная система (ЦНС), в природе едва ли существует более благодатный объект, чем исследование процессов управления движениями. Если до него движения человека изучали для того, чтобы их описать, то Н.А. Бернштейн стал изучать их, чтобы понять, как происходит управление ими.

В процессе исследования этих механизмов им были открыты такие фундаментальные явления в управлении, как сенсорные коррекции и принцип иерархического, уровневого управления, которые лежат в основе работы этих механизмов и без понимания которых правильное представление о закономерностях работы мозга в процессе управления движениями оказывается невозможным.

Следует особо подчеркнуть, что открытие этих явлений имело громадное значение и для развития многих других областей человеческого знания. Особенно наглядно это проявилось по отношению к одной из наиболее ярких наук XX столетия - кибернетике. Как известно, эта область современных знаний возникла в результате симбиоза (взаимовыгодное сосуществование) таких наук, как математика и физиология (ее раздела «Высшая нервная деятельность»). В основе всех кибернетических систем лежит открытый физиологами и удачно использованный математиками принцип обратной связи. Это название есть не что иное, как современное и более распространенное название принципа сенсорных коррекций, который был впервые описан Н.А. Бернштейном еще в 1928 г., т.е. за 20 лет до того, как это сделал создатель кибернетики Норберт Винер.

В соответствии с теорией сенсорных коррекций для выполнения какого-либо движения мозг не только посылает определенную команду мышцам, но и получает от периферийных органов чувств сигналы о достигнутых результатах и на их основании дает новые корректирующие команды. Таким образом, происходит процесс построения движений, в котором между мозгом и исполнительными органами существует не только прямая, но и непрерывная обратная связь.

Дальнейшие исследования привели Н.А. Бернштейна к гипотезе о том, что для построения движений различной сложности команды отдаются на различных уровнях (иерархических этажах) нервной системы. При автоматизации движений функции управления передаются на более низкий (неосознаваемый) уровень.

Еще одно из замечательных достижений Н.А. Бернштейна представляет собой открытое им явление, которое он назвал «повторением без повторения». Суть его заключается в следующем. При повторении одного и того же движения (например, шагов в ходьбе или беге), несмотря на один и тот же конечный результат (одинаковая длина, время выполнения и т.п.), путь работающей конечности и напряжения мышц в чем-то различны. При этом многократные повторения таких движений не делают эти параметры одинаковыми. Если соответствие и встречается, то не как закономерность, а как случайность. А это значит, что при каждом новом выполнении нервная система не повторяет одни и те же команды мышцам и каждое новое повторение совершается в несколько отличных условиях. Поэтому для достижения одного и того же результата нужны не одинаковые, а существенно различные команды мышцам.

На основании этих исследований был сформулирован важнейший для обучения движениям вывод: тренировка движения состоит не в стандартизации команд, не в «научении командам», а в научении каждый раз отыскивать и передавать такую команду, которая в условиях каждого конкретного повторения движения приведет к нужному двигательному результату.

Из всего этого следует еще один важный вывод: движение не хранится готовым в памяти, как это следует из условно-рефлекторной теории (и как, к сожалению, многие думают до сих пор), не извлекается в случае нужды из кладовых памяти, а каждый раз строится заново в процессе самого действия, чутко реагируя на изменяющуюся ситуацию. В памяти хранятся не штампы самих движений, а предписания (логарифмы) для их конструирования, которые строятся на основе механизма не стереотипного воспроизведения, а целесообразного приспособления.

Неоценимое значение имеет теория Н.А. Бернштейна и для понимания роли сознания в управлении движениями. Во многих учебных пособиях до сих пор можно встретить утверждение о том, что проникновение сознанием в каждую деталь движения содействует повышению скорости и качества его освоения. Это слишком упрощенное и во многом ошибочное утверждение. Нецелесообразность и даже принципиальная невозможность подобного тотального контроля со стороны сознания очень образно и убедительно могут быть продемонстрированы в ряде примеров. Приведем один из них.

Для этого рассмотрим, каким образом обеспечивается деятельность такого исключительного по своей сложности, точности, подвижности и жизненной важности органа, каким является зрительный аппарат человека.

Его двигательную активность обеспечивают 24 работающих попарно мышцы. Все эти мышцы осуществляют свою работу в тончайшем взаимном согласовании с раннего утра и до позднего вечера, причем совершенно бессознательно и в большинстве своем непроизвольно. Нетрудно себе представить, что если бы управление этими двумя дюжинами мышц, осуществляющих всевозможные согласования поворотов глаз, управление хрусталиком, расширение и сужение зрачков, наведение глаз на фокус и т.п., требовало произвольного внимания, то на это понадобилось бы столько труда, что лишило бы человека возможности произвольного управления другими органами тела.

Уровни построения движения

Прежде чем перейти к непосредственному рассмотрению механизмов, лежащих в основе освоения движений с позиции теории Н.А. Бернштейна, необходимо хотя бы в самом общем и кратком виде познакомиться с тем, что представляют собой уровни построения движений, что явилось основой их формирования и поступательного развития.

На протяжении долгих тысячелетий эволюции животного мира такой первоосновой и главной причиной развития явилась жизненная необходимость движения, все усложняющаяся двигательная активность.В процессе эволюции имело место безостановочное усложнение и увеличение разнообразия двигательных задач, решение которых было жизненно необходимо в борьбе различных особей за свое существование, за свое место на планете.

Этот процесс непрерывного двигательного приспособления сопровождался анатомическими усложнениями тех центральных нервных структур, которые должны были управлять новыми видами движений и которые для этого обрастали сверху новыми аппаратами управления, все более мощными и совершенными, более приспособленными к решению все усложняющихся двигательных задач. Эти вновь возникающие более молодые устройства не отрицали и не устраняли более древние, а лишь возглавляли их, благодаря чему формировались новые более совершенные и работоспособные образования.

Каждое из таких поочередно возникавших новых устройств мозга приносило с собой новый список движений, точнее говоря, новый круг посильных для данного вида животных двигательных задач. Следовательно, возникновение каждой очередной новой мозговой надстройки знаменовало собой биологический отклик на новое качество или новый класс двигательных задач.

Это также является убедительным свидетельством того, что именно двигательная активность, ее усложнение и разнообразие являлись на протяжении тысячелетий главной причиной развития и совершенствования функций головного мозга и нервной системы в целом. В результате такого развития сформировалось человеческое координационно-двигательное устройство ЦНС, представляющее собой наивысшую по сложности и совершенству структуру, превосходящую все другие подобные системы у каких бы то ни было живых существ. Эта структура состоит из нескольких разновозрастных (в эволюционном плане) уровней управления движениями, каждый из которых характеризуется своими особыми мозговыми анатомическими образованиями и особым, характерным только для него составом той чувствительности, на которую он опирается в своей деятельности, из которой он образует свои сенсорные коррекции (свое сенсорное поле).

Постепенно увеличиваясь, сложность двигательных задач становилась такой, что ни один даже самый молодой и совершенный уровень сам не мог справиться с их решением. В результате ведущему более молодому уровню приходилось привлекать к себе помощников из числа нижележащих более древних уровней, передавая им все большее количество вспомогательных коррекций, обеспечивающих плавность, быстроту, экономичность, точность движений, лучше оснащенных именно для этих видов коррекций. Такие уровни и их сенсорные коррекции называют фоновыми. А тот уровень, который сохраняет за собой верховное управление двигательным актом, его важнейшими смысловыми коррекциями, называется ведущим.

Таким образом, физиологический уровень построения движений - это совокупность взаимно обусловливающих друг друга явлений, таких как: а) особый класс двигательных задач; б) соответствующий им тип коррекций; в) определенный мозговой этаж и (как итог всего предыдущего) г) определенный класс (список) движений.

В настоящее время у человека выделяют пять уровней построения движений, которые обозначаются буквами А, B, C, D и E и имеют следующие названия:

A - уровень тонуса и осанки;
B - уровень синергии (согласованных мышечных сокращений);
C - уровень пространственного поля;
D - уровень предметных действий (смысловых цепей);
E - группа высших кортикальных уровней символической координации (письма, речи и т.п.).

Каждому из этих уровней соответствуют определенные анатомические образования в ЦНС и характерные только для него сенсорные коррекции.

Относительная степень развития отдельных координационных уровней у разных людей может быть различной. Поэтому та или иная степень развития и тренируемости свойственна не отдельным движениям, а целым контингентам движений, которыми управляет тот или иной уровень.

Таким образом, все многообразие двигательной активности человека представляет собой несколько раздельных пластов, различающихся по происхождению, смыслу и множеству физиологических свойств. Качество управления движениями обеспечивается согласованной, синхронной деятельностью ведущего и фоновых уровней. При этом ведущий уровень обеспечивает проявление таких характеристик, как переключаемостъ, маневренность, находчивость, а фоновые уровни - слаженность, пластичность, послушность, точность.

Основные трудности управления движениями

Для того чтобы понять необходимость всей той сложной, многоуровневой системы управления, которая представлена выше, необходимо иметь ясное представление о тех трудностях, которые приходится преодолевать нервной системе в процессе управления движениями. Эти трудности обусловлены следующими причинами:

необычайное богатство подвижности двигательного аппарата человеческого тела, требующее распределения внимания между десятками и сотнями видов подвижности с целью стройного согласования их между собой;

необходимость ограничения огромного избытка степеней свободы, которыми насыщено человеческое тело;

упругая податливость мышечных тяг, которые не могут так же точно и строго передавать движение, как твердые рычаги машин или жесткий буксир;

множество внешних сил (инерции, трения, реактивных и др.), возникающих в процессе движения, направленность и интенсивность действия которых трудно (а зачастую и невозможно) предугадать.

В своей повседневной жизни человек нисколько не задумывается о существовании этих трудностей, легко выполняя многие сложные двигательные действия. Вместе с тем каждой из этих трудностей в отдельности достаточно, чтобы сделать невыполнимой задачу создания искусственного механизма, хотя бы в отдаленной степени сравнимого по своей управляемости с человеческим организмом.

Многие сложнейшие физиологические устройства здорового организма человеком просто не замечаются, пока не возникают случаи, когда это устройство вдруг выбывает из строя. Только тогда и обнаруживается, как оно важно в норме и какие огромные нарушения вызываются его расстройством. Так происходит, например, в случаях нарушения чувствительных проводящих путей спинного мозга, по которым передаются ощущения от суставно-мышечного аппарата (обратная афферентация) при заболеваниях спинной сухоткой, или табесом. При этом теряется возможность ощущать положение той или иной части тела (в повседневной жизни так может получиться, если отсидеть или отлежать руку или ногу). У больных полностью нарушается координация движений, хотя сами мышцы еще в принципе сохраняют свои функции: они или вообще не могут ходить, или с трудом передвигаются с опорой на два костыля при обязательном зрительном контроле движений.

Какое огромное распределение внимания потребовалось бы, если бы всеми элементами сложного движения, например такого, как ходьба, бег, метание, нужно было управлять сознательно, с обращением внимания на каждый из них! Одна только такая трудность может сделать движение неуправляемым.

Однако она выглядит совсем незначительной по сравнению с другой, которая связана с необыкновенной подвижностью человеческого тела. Подвижность кинематических цепей тела человека огромна и исчисляется десятками степеней свободы. Так, подвижность запястья относительно лопатки насчитывает 7 степеней свободы, а подвижность кончиков пальцев относительно грудной клетки - 16. Для сравнения надо отметить, что подавляющее большинство машин, работающих без непрерывного управления человеком, при всей кажущейся их сложности обладают всего одной степенью свободы, т.е. тем, что называется вынужденным движением.

Две степени свободы встречаются редко. Переход от одной степени свободы к двум означает огромный качественный скачок. Две степени означают, что подвижная точка получает свободу выбора любой из бесконечного множества доступных траекторий движения. Одним из редких примеров в технике может служить автоматическое управление морским судном, представляющее собой соединение мощного и точного компаса и передачи к машинам, управляющим рулем. Благодаря этому устройству корабль, имеющий на поверхности моря две степени свободы (т.е. возможность двигаться в любом направлении), автоматически направляется по одному совершенно определенному пути. Этот пример показывает, что выбор пути в таких условиях может происходить только на основе постоянного контроля за ходом движения со стороны бдительного органа чувств, роль которого в данном случае выполняет компас.

Три степени свободы означают для вещественной точки абсолютную свободу передвижения внутри какого-то участка пространства, границ которого она в состоянии достигнуть. Например, тремя степенями свободы обладает совершенно ничем не связанная вольно порхающая в воздухе пушинка.

Таким образом, трудность номер один, которая создается необходимостью распределять внимание между множеством подвижных шарниров (суставов), оказывается не столь значимой по сравнению с трудностью номер два - необходимостью преодоления непомерного избытка степеней свободы, которыми насыщено человеческое тело.

Координация - это и есть преодоление избыточных степеней свободы органов движения, превращение их в управляемые системы.

Очередная трудность управления связана с особенностями мышечной тяги. Мышцы - это единственное средство, которым располагает наш организм для совершения работы, т.е. активных телодвижений. Они представляют собой своеобразные упругие жгуты, которыми подвижные части тела оснащены со всех сторон.

Управление движениями посредством упругих тяг представляет собой очень большие трудности, потому что двигательный результат здесь зависит не только от того, как ведут себя сами тяги, но и от множества других, побочных и неподвластных причин, среди которых ведущую роль играет действие уже упоминавшихся всевозможных внешних сил.

Каким же образом организму удается справиться с таким многообразием, на первый взгляд, неразрешимых трудностей, да еще и так, что человек их даже не замечает, а зачастую и не догадывается об их существовании? Располагая неограниченными возможностями в плане подвижности, человеческое тело может быть управляемым только в том случае, если каждая из степеней свободы будет «обуздана» определенным видом чувствительности, который будет вести за ней непрерывный контроль и корректировку.

Поэтому спасительным принципом, обеспечивающим управляемость костно-мышечного двигательного аппарата человека, явился принцип контроля над движением при помощи чувствительной (афферентной) сигнализации, непрерывно поступающей от органов чувств, и внесения на ее основе непрерывных поправок в каждый момент движения. Этот принцип назван Н.А. Бернштейном принципом сенсорных коррекций («сенсорный» в переводе с латинского - «опирающийся на чувствительность»). При этом преобладающей является мышечно-суставная (проприоцептивная) чувствительность. «Проприоцептивный» («сам себя воспринимающий») - это чувствительность собственного тела. Все другие виды чувствительности (зрение, слух, осязание и др.) в различных случаях в большей или меньшей степени выступают лишь в роли помощников проприоцептивной чувствительности.

Найдя такой эффективный принцип преодоления всевозможных трудностей управления, природа в дальнейшем позаботилась о формировании и совершенствовании нервных структур и механизмов, обеспечивающих его реализацию. В результате мы и получили то устройство нервной системы, которое обеспечивает как управление уже освоенными движениями, так и процесс формирования новых двигательных действий.

Формирование движений у детей и подростков

Естественные двигательные возможности растущего организма определяются процессом созревания и совершенствования функций двигательных структур центральной нервной системы. Формирование всех отделов мозга, отвечающих за движение, и проводящих их нервных путей заканчивается к 2-летнему возрасту. Дальше уже начинается длительная работа по совершенствованию их функций, по прилаживанию друг к другу всех уровней построения движений, наиболее существенные черты которых происходят между 2 и 14 годами - возрастом окончательного созревания.

Возраст 3 года - это время, когда ребенок окончательно перестает быть «высшей обезьянкой» и впервые осваивает такие двигательные действия, которые совершенно недоступны обезьяне. В этом же возрасте начинает обнаруживаться и неравноценность между правой и левой сторонами тела.

Возраст от 3 до 7 лет представляет собой период преимущественно количественного усиления и накапливания всех уровней построения движений, которые начинают заполняться свойственным им содержанием. Дети этого возраста уже не увальни - они грациозны и подвижны.

Следующий период - это возраст 7-10 лет. Набор двигательных навыков детей пополняется еще двумя - силой и точностью. Это возраст, в котором жизненная практика очень чутко уловила необходимость приучения к трудовым навыкам. Это период перехода в работоспособное состояние пирамидной двигательной системы ребенка. В это время формируются мелкие и точные движения, и ребенку уже есть чем занять себя, сидя за столом. У мальчиков совершенствуются метательные и ударные движения.

После 10-11 лет наступает сложный период «ломки», охватывающей все стороны жизнедеятельности растущего организма, вплоть до 14-15-летнего возраста. Поэтому данный период развития очень трудно охарактеризовать. Гармония и согласие, достигнутые к этому времени между отдельными уровнями построения движений, вновь как бы нарушаются. На них отражаются огромные сдвиги в деятельности желез внутренней секреции, всей многосложной химии пубертатного периода (периода полового созревания).

Такая перестройка всего обмена веществ рассматривается как ударное строительство, которому приносится в жертву многое другое. Одним из следствий является неуклюжесть, временное снижение ловкости, а иногда и силы. Эти нарушения никак не связаны с какими бы то ни было непорядками в самих двигательных системах мозга. Поэтому необходимо спокойно продолжать работу по наполнению уровней свойственным им содержанием, т.е. стараться расширять свой двигательный опыт путем освоения все новых разнообразных движений. Такая систематическая работа очень скоро окажет благотворное влияние как на сами двигательные проявления, так и на душевную, эмоциональную и социальную стороны жизни растущего человека.

Формирование двигательного навыка

Правильное и результативное выполнение любого движения возможно только благодаря стройному взаимодействию нескольких уровней построения движений. Такое взаимодействие не возникает сразу, само собой. Для его формирования требуется большая работа. Эта работа и есть то, что называется упражнением, в результате которого и происходит формирование двигательных умений и навыков.

Этот процесс по сути представляет собой изменяющийся характер управления движениями, внешне выражающийся в неодинаковой степени владения двигательным действием.

Двигательное умение - это такая степень владения техникой действия, когда управление осуществляется при ведущей роли сознания, а само действие отличается нестабильным способом решения двигательной задачи.

Уже из этого определения видно, что самой характерной чертой двигательного умения является то, что управление движениями происходит при ведущей роли сознания. Другими характерными чертами двигательного умения являются:

отсутствие стабильности, постоянный поиск способов наилучшего решения двигательной задачи;

невысокая скорость;

малая прочность, неустойчивость к сбивающим факторам;

отсутствие возможности для переключения внимания на объекты окружающей обстановки.

Первоначальное умение выполнять двигательное действие возникает на основе следующих факторов:

уже имеющегося двигательного опыта, ранее выработанных координаций, ощущений и восприятий;

состояния общей физической подготовленности;

знания техники действия и особенностей его выполнения;

сознательных попыток построить некоторую новую для себя систему движений.

Несмотря на перечисленные недостатки, двигательные умения имеют большое значение в процессе овладения движениями, которое заключается в следующем:

основой двигательного умения является творческий поиск способов выполнения движений, что несет в себе большие образовательные возможности;

двигательные умения имеют большую познавательную ценность, поскольку приучают анализировать сущность двигательных задач, условия их решения, управлять собственной умственной и двигательной деятельностью;

двигательные умения являются тем уровнем владения двигательным действием, который характерен для всех подводящих упражнений;

двигательное умение представляет собой первый уровень владения двигательным действием, являющийся переходной стадией к формированию двигательного навыка, которую миновать невозможно.

Двигательный навык - это такая степень владения техникой действия, при которой управление движениями происходит автоматически и выполнение действия отличается высокой надежностью.

Двигательные навыки, как высшая ступень владения двигательным действием, имеют исключительно большое значение в учебной, трудовой, бытовой и физкультурно-спортивной практике. Для них характерны свои отличительные черты, многие из которых являются прямой противоположностью тем, которые характерны для умений. Основными из них являются:

автоматизированный характер управления действием;

высокая быстрота действия;

стабильность результата действия;

чрезвычайная прочность и надежность.

Каким же образом и благодаря чему становится возможным достижение таких характеристик двигательного действия? И на этот сложный вопрос четкий ответ дает учение о построении движений Н.А. Бернштейна.

В соответствии с этой теорией навык активно формируется нервной системой, и в этом процессе последовательно сменяют друг друга существенно различные между собой и расположенные в строгой последовательности фазы или этапы.

Такими фазами являются: определение ведущего уровня; определение двигательного состава навыка; выявление и роспись коррекций; автоматизация, стандартизация и стабилизация двигательного навыка. Границы перечисленных фаз формирования навыка в значительной мере условны и могут частично налагаться друг на друга.

На основании всего изложенного в данном разделе материала можно сделать следующие очень важные заключения:

навык - это координационная структура, представляющая собой освоенное умение решать тот или иной вид двигательной задачи;

построение двигательного навыка есть активный процесс, а не пассивное следование потоку внешних воздействий, как это следует из теории условных рефлексов;

построение двигательного навыка есть смысловое цепное действие, состоящее из целого ряда качественно различных фаз, логически переходящих одна в другую;

двигательный навык не является раз и навсегда закрепленным шаблоном или стереотипом и является вариативным и пластичным в полную меру того уровня, на котором осуществляется управление им.

В связи с представленными выше положениями необходимо обратить внимание еще на одно важное обстоятельство. Многие ученые как у нас в стране, так и за рубежом расходятся в представлениях о том, что является первичным - умение или навык. В приведенном выше определении двигательного навыка и многих других положениях теории Н.А. Бернштейна очень убедительно обосновано и подтверждено положение о том, что первой стадией овладения действием является стадия умения, а высшей и последней - стадия навыка. Иначе говоря, двигательное умение переходит в двигательный навык владения действием, а не наоборот, как можно прочесть в ряде учебников и учебных пособий.

В соответствии с изложенными представлениями все описанные выше фазы процесса формирования двигательного навыка могут быть объединены в три стадии, в течение которых происходит преодоление избыточных степеней свободы движущихся органов и превращение их в управляемые системы.

Первая стадия характеризуется невысокой скоростью, напряженностью, неточностью движений. Это объясняется необходимостью блокирования излишних степеней свободы кинематической цепи. Этой стадии соответствуют первые две фазы становления навыка и частично третья.

Вторая стадия характеризуется постепенным исчезновением напряженности, становлением мышечной координации, повышением скорости и точности двигательного акта. Для этой стадии характерны третья и четвертая фазы - роспись коррекций и автоматизация управления.

Третья стадия формирования навыка характеризуется снижением доли участия активных мышечных усилий в осуществлении движения за счет использования реактивных сил, что обеспечивает динамическую устойчивость движений и экономичность энергозатрат. В течение этой стадии реализуются фазы стандартизации и стабилизации двигательного навыка.

Общая структура и основные задачи процесса освоения двигательных действий

Все рассмотренные выше этапы и стадии формирования двигательного навыка, изложенные в соответствии с теорией о построении движений Н.А. Бернштейна, находятся в полном соответствии с хорошо известными и широко распространенными представлениями об общей структуре процесса обучения двигательным действиям, в которой выделяют три этапа усвоения учебного материала.

Работа на этих этапах характеризуется определенными отличительными чертами, которые находят отражение в особенностях задач освоения, а также в используемых средствах и методах.

В соответствии с этой структурой содержанием первого этапа являются формирование целостного представления о двигательном действии и его первоначальное разучивание. На этом этапе формируются предпосылки для усвоения двигательного действия и возникает первоначальное двигательное умение, позволяющее выполнять двигательное действие в общих чертах.

Второй этап характеризуется углубленным детализированным разучиванием. В результате на этом этапе происходит уточнение двигательного умения, и оно частично переходит в навык.

Третий этап - это процесс достижения мастерства в овладении техникой осваиваемого двигательного действия. Ему соответствуют закрепление и дальнейшее совершенствование двигательного действия, в результате чего и формируется прочный навык. Происходит приспособление навыка к различным условиям его выполнения.

Эта общая структура процесса освоения двигательного действия не должна рассматриваться как совершенно неизменная стандартная схема. В определенной мере она может быть конкретизирована и модифицирована в зависимости от конкретных целей, задач освоения двигательных действий, их особенностей и т.п. Так, в условиях массового образования основное внимание уделяется первому и частично второму этапам, а дальнейшее совершенствование навыков происходит в процессе самостоятельных занятий. В то же время в спортивной тренировке имеют место все три этапа, причем последний рассматривается как главный предмет деятельности и представляет собой многолетний процесс.

Двигательные ошибки: их предупреждение и исправление

Выполнить движение сразу правильно, без ошибок в обычных условиях, как правило, оказывается невозможно. Данное обстоятельство очень осложняет процесс освоения движений. Некоторые ошибки обусловлены закономерностями формирования двигательного навыка, другие связаны с отсутствием необходимых представлений, третьи - с несоблюдением определенных условий и т.п.

Успех в освоении движений во многом зависит от того, насколько правильно определены причины происхождения двигательных ошибок и насколько методы их исправления соответствуют истинным причинам их возникновения. Наиболее типичными являются следующие группы ошибок:

внесение в двигательный акт дополнительных ненужных движений;

закрепощенность движений, несоразмерность мышечных усилий, ненужное привлечение дополнительных групп мышц;

отклонения в направлении и амплитуде движений;

искаженность общего ритма двигательного действия;

выполнение движения на недостаточно высокой скорости.

Основными причинами этих ошибок являются:

неправильное или недостаточно полное представление о структуре и двигательном составе осваиваемого двигательного действия;

неправильное или недостаточно полное понимание двигательной задачи;

недостаточность двигательного опыта занимающегося;

недостаточная физическая подготовленность занимающегося;

неуверенность, боязнь, чувство утомления и т.п.;

неправильная организация процесса освоения двигательного действия.

Для повышения эффективности освоения двигательных действий и профилактики ошибок большое значение имеет правильный регламент их выполнения. Основными параметрами такого регламента являются число повторений и интервалы отдыха между ними. Их конкретные характеристики могут быть самыми различными, так как определяются многими факторами (сложностью движений, этапом освоения, индивидуальными возможностями занимающегося и т.п.). Вместе с тем во всех случаях следует помнить и соблюдать следующие общие правила:

число повторений нового действия определяется возможностями занимающегося улучшать движение при каждой новой попытке;

повторное выполнение с одними и теми же ошибками является сигналом к перерыву для отдыха и обдумыванию своих действий;

интервалы отдыха должны обеспечивать оптимальную готовность к выполнению очередной попытки - как физическую, так и психическую;

продолжать освоение движений при сильном утомлении нецелесообразно и даже вредно;

перерывы между занятиями должны быть как можно короче, чтобы не потерять уже приобретенные умения и навыки.

Страница 1

Значительный вклад в понимание формирования двигательных навыков в процессе обучения внесли теоретические исследования Н.А. Бернштейна. Он доказал: под воздействием двигательных действий организм делается сильнее, выносливее, ловчее, искуснее. Это свойство организма назвали упражняемостью. Повторения двигательных упражнений нужны для того, чтобы раз за разом, каждый раз удачнее, решать поставленную двигательную задачу и тем самым доискиваться наилучших способов её решения. Повторные решения этой задачи нужны ещё потому, что в естественных условиях внешние обстоятельства не бывают в точности одинаковыми, так же как и сам ход решения двигательной задачи не повторяется дважды подряд одинаково. Всякое повторение движения, по мнению Н.А. Бернштейна, «есть повторение без повторения». Ребёнку необходимо набраться опыта по разнообразно видоизменённой двигательной задаче, поставленной перед ним, и её внешнему окружению, и, прежде всего, по всему разнообразию тех впечатлений, с помощью которых совершаются сенсорные коррекции данного движения. Это необходимо для того, чтобы приспособиться даже к незначительному и неожиданному изменению обстановки или самой двигательной задачи.

В становлении двигательного навыка важнейшую роль играет нервная система. Для выработки двигательного навыка мозг нуждается в довольно долгом упражнении.

Из-за огромного избытка степеней свободы движений ребёнка никакие двигательные импульсы к мышцам, как бы точны они ни были, не могут сами по себе обеспечить правильного движения согласно его желанию. Изменение условий выполнения движения возможно только при включении механизма сенсорной коррекции. Чтобы испытать все ощущения, которые лягут в основу изучаемого движения, и подготовить основу для сенсорной коррекции, необходимо неоднократное повторение двигательного действия.

Построение навыка – это смысловое цепное действие, в котором нельзя пропускать ни одного звена. Формирование двигательного навыка находится под контролем нервной системы и представлены в ней многоуровневой системой управления двигательным действием. Любой двигательный акт может быть построен только благодаря строгой иерархии уровней мозга. Всего насчитывается пять уровней: «А», «В», «С», «Д», «Е». Каждый из уровней имеет собственную обслуживающую бригаду органов чувств (эфферентов).

Уровень первый – «А»: «Вы в тонусе»

Уровень «А» – самый первый и самый нижний. Деятельность каждого уровня связана с определенными отделами нервной системы. Для уровня «А» – это часть спинного мозга, самые нижние отделы мозжечка и все располагающиеся там нервные центры – ядра. Уровень «А» регулирует мышечный тонус (готовность мышц и нервов, снабжающих их принять и эффективно исполнить команду-импульс из центра), что важно для формирования поддержания тела. На этом уровне осуществляются непроизвольные действия дрожательных движений – дрожь от холода или при повышении температуры; нервная дрожь от волнения или вздрагивание от внезапного резкого звука, луча света и т.д.

Уровень «А» руководит построением и некоторых произвольных действий: вибрационно-ритмические действия (например, обмахивание веером); принятие и удержание определенной позы, е том числе осанки ребенка. При красивой осанке – голова приподнята, корпус выпрямлен, движения свободны. Регулировка пластического мышечного тонуса, осуществляемая уровнем «А», во многом зависит от шейно-тонического рефлекса (положения головы и шеи).

Уровень второй – «В»:

движения – штамп. Это уровень содружественных движений и стандартных штампов. Он очень важен, так как руководит «локомоторным» механизмом, оснащенным четырьмя конечностями-движителями. Анатомически уровень «В» обеспечивается самыми крупными подкорковыми ядрами. Этот уровень перерабатывает и посылает в мозг информацию о величине суставных углов, о скорости перемещения в суставах, о силе и направлении давления на мышцы и глубокие ткани конечностей туловища.

Уровень «В» обеспечивает точность воспроизведения движения. Ритмичное, качательное движение, например движение руки при ходьбе, точно повторяет предыдущее, в результате как бы штампуются одинаковые действия. Поэтому уровень «В» называется уровнем штампов, настолько точны повторяемые на этом уровне движения.

Уровни построения движений. Сенсорные коррекции и два цикла взаимодействий как принцип саморегуляции двигательной системы в норме и патологии. Теория воспитания навыка. Классификация двигательных расстройств при ДЦП по признаку дефектного уровня координации.
Движение - качество, присущее всему живому, будь это ток жидкости в растениях, кровяных клеток в сосудистом русле, перемещение животных и человека в пространстве или социально обусловленные действия индивидуума.
Становление движения, совершенствование его качеств, таких, как скорость, точность, плавность и т. д., суть процесс, подчиняющийся универсальным законам построения движений. В основе его лежит совершенствование координаций (совместный - от лат. ordinatio - упорядочивание, взаимосвязь, приведение в соответствие. В биологии - соотносительное развитие органов и частей организма в их историческом развитии).
Законы построения движений впервые определены нашим соотечественником Н.А.Бернштейном в сороковых - пятидесятых годах. Энциклопедия сообщает: “Бернштейн Николай Александрович (1896- 1966) - нейро- и психофизиолог, создатель физиологии активности. Его исследования по физиологии движений стали теоретической основой современной биомеханики, некоторые его идеи предвосхитили ряд положений кибернетики”. На основе выведенных им законов развивалась наука об искусственных управляющих системах, манипуляторах, роботах. Научная судьба его, к сожалению, напоминает судьбу прогрессивных биологов н генетиков того времени.
Принципы Бернштейна затем расшифровывались и конкретизировались множеством исследователей (Анохин П.К., Гурфинкель В.С., 1960, и др.).
Движения человека имеют в своем развитии начало, период, когда качества движения (скорость, точность и др.) достигают совершенства, и инволюцию - угасание, потерю этих качеств.
Наиболее заметен этот принцип в формировании локомоции, в частности, ходьбы (локомоция - от лат. lokus - место и motio - движение. В биологии - это циклически повторяющаяся закономерная сумма автоматических движений, обеспечивающих активное передвижение в пространстве, - ходьба, плавание, полет птиц и т. д.).
Мы все наблюдали, как неуклюжие, неточные движения ребенка 1 - 1,5 лет становятся по-своему милыми и грациозными к 3 - 5 годам.
В возрасте пубертатагормональные, возмущения снова делают движения угловатыми, резкими, неловкими. К старости механизмы управления изнашиваются, и движения становятся суетливыми, неуверенными. Пожилой человек долго топчется перед тем, как спуститься с подножки автобуса, перешагнуть лужу, как бы примериваясь к пространству. Сохранить устойчивость при ходьбе все труднее, и старый человек намеренно сокращает переносной период шага, т. к. опора на одну ногу в этот момент несет в себе риск потери устойчивости - походка становится шаркающей.
Известно огромное влияние эмоций на рисунок движений: ходьба пленного и победителя не сравнима, хотя состоит из одинаковых структурных элементов. Движения балерины, мима - это безмолвное выражение всей гаммы чувств от трагедии до триумфа, глухонемым движения рук и лица заменяют речь. Движениями можно изобразить умирающего лебедя и даже растаявшее мороженое и высыхающий сыр.
Такое совершенство движений не наследуется. Младенец не имеет качественных характеристик движений отца и матери. Он вновь проходит весь путь развития движений - от самых примитивных до высококоординированных и социально значимых действий. Каков этот путь, как он связан с развитием структур мозга и периферических механизмов, каким образом происходит развитие навыка, совершенствование качеств движения - на эти вопросы отвечает теория построения движений, предложенная Бернштейном. Она включает в себя несколько основных положений:
первое положение - о единстве онто- и филогенеза движений; второе положение - о ступенчатом развитии движений, об уровнях построения движений в ЦНС;
третье положение - о рефлекторном кольце и сенсорных коррекциях;
четвертое положение - о двух циклах взаимодействия; пятое положение - о развитии навыка.
Остановимся подробнее на каждом из этих постулатов.
Движение - свойство, общее для всего животного мира. В конечном итоге - это борьба за жизнь. От качеств движения зависит - “тебя съедят или ты съешь”, что и составляет сущность закона о естественном отборе: выживает сильнейший, обладающий высокой скоростью, ловкостью, выносливостью, быстротой реакции, умением попасть в цель, защищенный панцирем и т. д. Поэтому так сложны, многократно дублированы на всех этапах развития структуры головного мозга, управляющие движением, поэтому так длителен и тщателен процесс совершенствования механизмов координации и поэтому при локальных поражениях мозга травмой или болезнью движение, хотя и приобретает патологический характер, но не исчезает совсем. Природа не утрачивает в этом процессе ни одного из своих более ранних приобретений.
Формирование движений человека, локомоции в том числе, в онтогенезе повторяют филогенез (онтогенез - от греч. ontos - сущее н genesis - происхождение. В биологии онтогенез - процесс индини дуального развития, филогенез (от греч. phylon - род, племя) историческое развитие мира организмов - видов, классов и т. д.).
В филогенезе процесс управления, координации действий берп свое начало в одноклеточных организмах, где сигнал об опасности или близости добычи передается контактным путем, каким является хемотаксис (от греч. chemo - химия и tachis - устройство). В биологии хемотаксис - движение простейших организмов под влиянием изменения концентрации химических раздражителей. Ответ на раздражение возможен только в непосредственной близости от раздражителя. Следующий этап эволюции - многоклеточные организмы. Механизм координации функций многоклеточной системы усложняется. На этом этапе развития регуляции каждая клетка выделяет в межклеточное пространство продукты своей жизнедеятельности, сообщая информацию о себе всей системе. Это гуморальный способ управления, структурно и функционально более дифференцированный. Заметным этапом в эволюции явилось появление продолговатых форм живых объектов. Появление этого признака было прогрессом эволюции, т. к. продолговатая форма сокращает фронт опасности для животного. Но и порождает массу проблем в управлении, т. к. части тела, находящиеся кзади от главного - головного - конца, должны быть защищены и послушны, должны быть готовы к выполнению более сложной двигательной задачи, т. е. более высоко координированы в своих действиях. Для выполнения двигательных задач этого плана эволюция порождает дистанционный способ восприятия объекта - появляется рецепторный аппарат (от лат. receptor - принимающий, receptio - принятие). В биологии рецепторы - окончания чувствительных нервных волокон или специализированные клетки - сетчатки глаза, внутреннего уха и т. д., преобразующие раздражение, воспринимаемое извне (экстероцепторы) или из внутренней среды организма (интероцепторы), в нервное возбуждение, передаваемое в центральную нервную систему. Телерецепторы (от греч. Ше - вдаль, далеко) - рецепторы, принимающие сигналы на расстоянии, - это механизм зрения, слуха и т. д. Появление телерецепторов рассматривается как скачок, революция в развитии движений, т. к. это уже способность заранее увидеть добычу или опасность, подготовиться к выполнению соответствующей двигательной задачи - обеспечить себе безопасность или овладеть жертвой. Задача усложняется, и вместе с этим усложняются управляющий и исполнительный аппараты - появляется средоточие центров управления - головной мозг, совершенствуется опорно-двигательный аппарат. Н.А.Бернштейн пишет, что загадкой эволюции явилось появление в филогенезе поперечно-полосатой мышцы. Это приобретение природы имело свои как положительные, так и отрицательные (в смысле управления) последствия. Положительным было увеличение силовых возможностей, облегчение решения сложных двигательных задач, скорости ответных реакций, устойчивости позы, выносливости при длительной работе.
Стало возможным не только туловищное передвижение, но и передвижение с помощью конечностей - ходьба, полет, плавание и т. д. Отрицательным, если можно так сказать, была необходимость усложнения систем управления и исполнительного аппарата движений - мышечной и костной систем. Структура мышцы кардинально изменяется. Мышца потому и называется поперечно-полосатой, что состоит из чередующихся, отличных друг от друга, структурных элементов, видимых микроскопически как красные и белые поперечные полоски.
Структура обусловлена функцией. Мышца с точки зрения управления работает по принципу “все или ничего”. В этих условиях дозирование усилия, адекватное решаемой двигательной задаче (фактически координация), затруднительно, и природа наделяет мышцу волокнистым строением, способностью включать в работу не все волокна, а необходимое в данный момент их количество, и “амортизаторами”, какими являются соединительно-тканные прослойки (белые полоски между красными), которые обеспечивают плавность движения. Для функции такой мышцы нужна жесткая система опоры и движений - скелет. Скелет выполняет не только двигательную, но и защитную функцию (панцирь черепахи, череп, ограждающий от повреждений нежную ткань головного мозга). Скелет должен быть жестким, но и одновременно очень подвижным, послушным, те. появляется необходимость подвижных и малоподвижных сочленений, имеющих соответствующую функции форму и определенное для каждого сустава количество степеней свободы.
Степень свободы в биомеханике - это возможность совершить движение в определенном направлении. Для блоковидной формы сустава возможны две степени свободы (например, для коленного сустава - это сгибание и разгибание).
Параллельно совершенствуются и управляющие механизмы. Все сложнее становится центральная нервная система, появляются более высокодифференцированные структуры мозга. Процесс развития мозговых управляющих структур не бессистемен, не хаотичен, а подчиняется совершенно определенным законам. В огромном, многомиллионном мире клеток мозга выстраивается в определенной последовательности и в строго определенных временных пределах своего формирования иерархия - соподчиненность низших мозговых структур высшим. Иерархия (от греч. hieros - священный, огсИё - власть) - расположение частей или элементов целого в порядке от высшего к низшему. В теории организации функций - это принцип управления.
Мы переходим к расшифровке второго положения теории Бернштейна, а именно к понятию уровней построения движений в онто- и филогенезе. Ранее кратко было описано совершенствование механизмов управляющего и исполнительного аппаратов. Из сравнения биомеханических и нейрофизиологических характеристик движений, в частности локомоций, Бернштейн заключает, что дифференцированные движения высших животных и человека есть продукт совершенствования механизмов управления более низко органиюван-

Таблица I
Фило- и онтогенез регуляции движений (по Н.А. Бернштейну)

ных систем путем создания структур, названных им уровнями построения движений.
Для расшифровки этого положения он вводит термин локализации функции. Локализация (от лат. lokus, lokalis - место, местный), по определению Бернштейна, комплекс структур мозга, ответственный за выполнение определенного класса движений. Класс движений - это движения, которые свойственны животному на определенном этапе его двигательного развития. (Далее это последнее понятие будет охарактеризовано более широко.) Он подчеркивает, что термин локализации функции не есть топика - топографическая анатомия мозга (от греч. topos - место, grapho - пишу), а функция и морфологическое содержание, вложенное в это понятие, похожи на функцию и расположение блоков панелей радиоприемника, когда отдельные части целого необязательно всегда находятся рядом, в одном и том же месте, как диктует это топографическая анатомия. Более того, созревание структур мозга, входящих в понятие локализации, может быть растянуто во времени, когда одни элементы уже готовы к выполнению функции, а другие находятся в стадии формирования. Этим, по-видимому, можно объяснить огромную сложность воспитания определенных движений, когда задержка в развитии одного из элементов локализации делает невозможным в данный момент воспитание какого-то движения - будь это игра на фортепиано, скольжение на коньках или навыки самообслуживания. Именно поэтому тренировки в спорте или обучение искусству танца и игре на музыкальных инструментах целесообразно начинать в определенном возрасте. Этим можно объяснить и сложность, огромный разброс, но и определенную закономерность патологии позы и ходьбы при ДЦП.
Различие между понятием топики и локализации иллюстрирует пример, когда при поражении определенных структур мозга больной не может выполнить задание “подними руку”, но на просьбу снять шапку достаточно легко и свободно поднимет ту же руку.
Исходя из всего вышесказанного, Бернштейн предлагает схему построения движений или уровней координации в фило- и онтогенезе.
Каждый уровень координации включает в себя афферентную систему, центр и эфферентную систему. (Афферент - от лат. afferens - приносящий, эфферент - от лат. efferens - выносящий.) В биологии, соответственно, - переносящий нервный импульс к центру или от центра к рабочему органу.
Мы собрали в таблицу сведения Бернштейна о схеме построения движения или координации (табл. I).
В схеме для каждого уровня координации обозначен морфологический субстрат центральной нервной системы, возраст окончательного его формирования, афферентная система, класс движений, организуемый этим уровнем координации, и специфические элементы позы и локомоции человека, вносимые в управление именно этим уровнем.

Уровни координации прелокомоторного периода: руброспиналь- ныц, таламо-паллидарный. стриатно-пирамидный, состоящий из двух подуровней - стриатного и пирамидного.
Далее следуют уровни регуляции движений, когда локомоция уже сформирована: теменно-премоторный (уровень предметных действий и смысловых целей) и группа высших кортикальных уровней, обеспечивающих письмо, речь и т. д., освещение которых не входит в задачу этой книги.
Руброспинальный уровень - самый древний - палеокинетиче- ский (от греч. palaios - древний, kinesis - движение) - уровень координации движений.
Название его включает латинское определение красного ядра головного мозга (nucleus - ядро, rubrum - красный) и ядер спинного мозга (от лат. spina - хребет, в анатомии - спинальный - спинномозговой).
Морфологическим субстратом его являются афференты вестибулярного аппарата, рецепторы кожи, сухожилий, мышц и суставных сумок, рецепторы перекрестных рефлексов парных конечностей и межконечностные (от лат. reflekxus - повернутый назад, отраженный, в биологии - реакция организма на раздражение рецепторов), рефлексов внутренних органов: сосудодвигательный, мочеиспускательный, дефекационный.
Он заканчивает свое развитие внутриутробно. Класс движений, обеспечиваемый этим уровнем координации, состоит из движений плавательного характера - медленные или стремительные, непрерывные или внезапно переходящие в неподвижность, движения, в которых участвует почти 100% мускулатуры тела. Их характер напоминает движения рыб.
Таламо-паллидарный уровень - это еще один механизм регуляции движений, готовый к функционированию еще до рождения. Название его обусловлено латинскими терминами: talamus - зрительный бугор, в анатомии - основная часть промежуточного мозга, главный подкорковый центр, направляющий импульсы всех видов чувствительности - температурной, болевой и т. д. - к стволу мозга, подкорковым узлам и коре больших полушарий. Pallidum (от лат. globus pallidum - бледный шар) у человека регулирует вегетативные функции. Этот уровень обеспечивает основную громадную синергию ходьбы с ритмической последовательностью включения почти 100% скелетной мускулатуры. (Синергия - от греч. sinergBs - вместе действующий. В биологии синергисты - мышцы, действующие совместно для осуществления одного определенного движения, например вдоха, в котором участвуют одновременно межреберные, межхрящевые и диафрагмальные мышцы.)
Таламо-паллидарный уровень в совокупности с руброспиналь- ным обеспечивают механизм равновесия - антигравитационный - и определенный характер движений плода в околоплодной жидкости полости матки.
Здесь следует заметить, что в работах по антропологии (от греч. antropos - человек, logos - слово, учение) есть сведения о том, что возрастная динамика трабекулярной структуры позвонков говорит о позвоночнике плода как о функционирующем органе.
Любопытным с этих позиций является открытие американских ученых, которые доказали, что плод 8 - 12 недель уже слышит. Этот интересный факт бы установлен следующим образом: отец ребенка, прижав голову к животу матери, напевал одну и ту же мелодию. После рождения малыш всегда четко реагировал на эту мелодию, затихал и прекращал плач.
Клиницисты хорошо знают, что брыкательные движения плода возникают в совершенно определенные сроки его развития настолько четко, что время шевеления является одним из критериев определения срока беременности.
Можно предположить, что у ребенка с осложненным рождением, у которого будет диагностирован детский церебральный паралич, дефектен уже самый древний механизм координации движений. В этом случае станут понятными очень многие особенности протекания беременности и родов, такие, как позднее шевеление плода, неправильное его положение (поперечное и т. п.) в полости матки, неправильное вставление головки при прохождении через родовые пути, обвитие пуповиной, один конец которой неподвижно прикреплен к стенке полости матки (так, к примеру, может погибнуть привязанный к будке маленький щенок, обвившийся цепью), быстрые или, напротив, медленные роды, преждевременные или поздние роды. Все указанные признаки достаточно часто отмечаются в анамнезе детей с ДЦП. На эту мысль наводит и то обстоятельство, что двигательные нарушения при ДЦП при всем своем многообразии классифицируются на определенные группы, в которых рисунок движений однотипен. Да и трудно предположить, что акушеры России, США, Индии и т. д. одинаково небрежны при родовспоможении.
С этих позиций родовые травмы - периферические параличи рук, переломы ключиц, гематомы и другие осложнения можно было бы рассматривать не как причину, а как следствие - следствие нарушенной программы движений плода. Исходя из этого, следовало бы, наверное, изучать с помощью ультразвукового или других методов исследования закономерности движений плода, их рисунок, и при обнаружении признаков риска предлагать кесарево сечение вместо стимуляции родовой деятельности матки, которая в данной ситуации только усилит гипоксию плода.
Афферентной системой этого уровня регуляции остаются рецепторы вестибулярного аппарата, которые призваны сигнализировать о положении частей тела в пространстве (отолитовый аппарат) и скорости и направлении движений (полукружные каналы внутреннего уха). Лабиринтная система, красное ядро, зрительный бугор, а также ядра мозжечка в норме к моменту рождения сформированы и могут полноценно функционировать.
Есть основания допустить, что осложнения периода беременности и родов могут исходить из дефектности структурных элементов руб- роспинального и таламо-паллидарного уровней построения движений, выраженной в разной степени тяжести и обусловливающей дальнейший патогенез деформаций позы и ходьбы ребенка с ДЦП после его рождения. Ребенок рождается “таламо-паллидарным”, и движения новорожденного продиктованы этим созревшим уровнем координации. На класс движений, регулируемых руброспинальным уровнем координации, наслаиваются движения класса таламо- паллидарного уровня. При этом природа не утрачивает своих ранних механизмов координации, а каждый следующий, более высоко дифференцированный уровень изменяет характеристики движения в направлении их усложнения, совершенствования в соответствии с более сложной двигательной задачей, используя при этом целесообразные элементы более примитивного класса движений.
Так, плавные, чередующиеся с неподвижностью, непрерывные движения руброспинального уровня (сходные с атетоидным гиперкинезом) переходят в область вегетативных функций, таких, как перистальтика кишечника, сокращения сосудистой стенки, работа сфинктеров мочевого пузыря и заднего прохода. Шагательная синергия таламо-паллидарного уровня координации, включающая почти всю скелетную мускулатуру, служит фундаментом организации двуногой ходьбы, вместо многоногого и туловищного передвижения низших животных (табл. I). В эволюции высших животных и человека природа использует и такие примитивные способы управления, которые свойственны одноклеточным организмам. Примером может служить передвижение кровяных телец в сосудистом русле. Исследования доказали, что это процесс не пассивного перемещения клеток в потоке плазмы крови, а активные, регулируемые движения кровяных клеток.
К классу движений таламо-паллидарного уровня относится, как следует из схемы, глобальная сгибательная синергия. Клинически это выглядит следующим образом: если попросить больного согнуть одну ногу в колене, всегда одновременно происходит автоматическое сгибание в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах обеих ног (рис. 1 А, Б). Изолированное движение невозможно. Поставленный на колени пациент падает вперед или вообще не может принять вертикальную позу на коленях, складываясь при этом как перочинный нож, но тем не менее может сохранить вертикальное положение туловища в положении сидя с согнутыми ногами.
При тяжелой степени дефектности этого уровня человек не может самостоятельно сесть, посаженный, не удерживает позу сидя.
Прослеживая эволюцию движений ребенка, можно наблюдать, что до определенного возраста здоровый ребенок тоже не может выполнить эту задачу, но затем вместе с созреванием структур и следующего за ним по иерархической лестнице стриатного уровня двигательные синергии как бы локализуются, ограничиваются в объеме функционирующих мышц и суставов, и, таким образом, становятся возможными более дифференцированные и целесообразные позы и движения. Такая дифференцировка возможна с созреванием, как сказано выше, стриатного уровня координации, когда шагательная синергия начинает соотноситься с особенностями пространства - препятствиями, неровностями почвы, ступеньками и т. д. Стриатум - от лат. korpus striatum - полосатое тело. В анатомии - высокодиффе-

А. Больная с глобальной сгибательной синергией. Попытка произвести сгибание в правом коленном суставе сопровождается синергическим сгибанием в тазобедренном и коленном суставах, тыльным сгибанием в тазобедренном и коленном суставах, тыльным сгибанием стоп и увеличением глубины поясничного лордоза. Изолированное движение невозможно. Б. ЭМГ мышц- сгибателей левой ноги. Попытка произвести сгибание в правом (контрлатеральном) коленном суставе сопровождается высокой электрической активностью мышц-сгибателей левой ноги.

ренцированное образование головного мозга, играющее роль регулятора и тормоза грубой рефлекторной деятельности паллидума. Известно, что ребенок, только начинающий ходить, еще “не знает высоты”, не переступает через препятствия и т. д.
Глобальные, крупномасштабные двигательные синергии сменяются более локализованными. Этот процесс в норме заканчивается к 2 годам. Признаком локализации такого рода двигательной синергии является так называемая тибиальная синкинезия Штрюмпеля, описанная им в 20-х годах. Он расценивал ее как неврологический симптом, служащий дифференциальным признаком поражения пирамидного пути. Пирамидный уровень регуляции движений, по Бернштейну, является следующим за стриатным, т. е. данные Штрюмпеля косвенно подтверждают правомерность классификации уровней построения движений.
Тибиальная синкинезия Штрюмпеля клинически трактуется как автоматическое тыльное сгибание и супинация стопы с одновременным подошвенным сгибанием первого пальца этой стопы. Анализ электромиографической и биомеханической структуры ходьбы позволяет утверждать, что указанная синкинезия (от греч. sun - вместе, kinema, kinematos - движение) является элементом локомоции здорового человека и.служит для переноса стопы над опорой. Она становится отчетливо заметной только в экстремальных ситуациях: при высоком темпе ходьбы, при преодолении внезапных препятствий.
При неполноценном контроле пирамидного уровня координаций тибиальная синкинезия, не будучи ограниченной по амплитуде указанных ранее движений и времени их проявления в пределах целесообразного, становится патологической и обусловливает такие особенности позы и ходьбы при ДЦП, как нестабильность голеностопного. сустава в сагиттальной плоскости, значительное ослабление заднего толчка при ходьбе, позу так называемого тройного сгибания при стоянии.
Пирамидный уровень завершает прелокомоторный период развития координаций. Этот уровень вносит в движение его смысловое значение (пойти туда, принести то-то и т. д.). Признаком формирования этого уровня в локомоции служит возможность произвести изолированное движение.
При недостаточности пирамидного уровня координации, как указано выше, затруднено или вовсе невозможно, например, тыльное сгибание стопы. На просьбу сделать только это движение изолированное сгибание ее происходит в минимальном объеме, а при команде “согни колено” стопа автоматически сгибается иногда до прикосновения тыла стопы к поверхности голени. Аналогичная ситуация наблюдается и при электромиографическом исследовании, когда максимум амплитуды ЭМГ при автоматическом сгибании стопы при наличии тибиальной синкинезии вдвое выше максимума амплитуды ЭМГ при попытке произвести изолированное тыльное сгибание стопы (рис. 2 А, Б, В).
Пирамидный уровень координации созревает к двум годам, и с окончанием его созревания локомоция формируется в полном объе-

Рис. 2 (А,Б,В)- Больной с тибиальной синкинезией Штрюмпеля.
А. Произвольное изолированное тыльное сгибание левой стопы минимально (в пределах 10°). Б. Попытка согнуть колено левой ноги сопровождается автоматическим тыльным сгибанием стопы этой ноги. В. ЭМГ передней большеберцовой мышцы при попытке произвести максимальное тыльное сгибание стопы этой ноги (верхняя кривая). ЭМГ передней большеберцовой - мышцы значительно увеличена по амплитуде при попытке согнуть колено этой же ноги (нижняя кривая).

ме. Следовательно, схема построения движений дает нам представление о процессе поэтапной организации локомоции и для каждого уровня можно определить дифференциальный признак. Так, для та- ламо-паллидарного уровня - это глобальная сгибательная синергия, для стриатного уровня - тибиальная синкинезия Штрюмпеля, для пирамидного - произвольное изолированное тыльное сгибание стопы. Даже после того как эти уровни окончательно сформированы, локомоция не застывает в своем развитии, элементы ее претерпевают изменения, вызванные гормональными возмущениями периода юности или ветхостью, изношенностью механизмов координации в старости, а также повреждениями, вносимыми в мозг травмой или болезнью. В этом смысле патология позы и ходьбы при ДЦП может быть трактована как результат процесса развития изначально дефектных структур мозга, отвечающих за координацию на каждом этапе онтогенеза локомоции.
Следующий постулат Бернштейна - принцип рефлекторного кольца, или иначе - обратной связи, или так называемых сенсорных коррекций (сенсорный - от лат. sensus - восприятие, чувство, ощущение). Эти формулировки определяют одно и то же понятие.
Бернштейн впервые вводит в нейрофизиологию понятие рефлекторного кольца как формы обратной связи, вступив в драматическую для себя дискуссию с великим Павловым, строившим свою теорию организации и совершенствования функции на понятии рефлекторной дуги, исключая таким образом обратную связь.
Движение представляет собой, по Бернштейну, два цикла взаимодействий: периферического и центрального (рйс. 3).
Периферический двигательный аппарат осуществляет свою деятельность путем сложного взаимодействия с внешней средой. Мера мышечного напряжения зависит как от иннервационного состояния мышцы, так и от значения сочленовного угла, т.ё. от мгновенного положения, занимаемого системой звеньев. Отсюда следует, что мышечное напряжение есть одна из причин движения, т. к. оно есть сила, которая приложена к звену и вынуждает его изменить свое положение. С другой стороны, движение звеньев, сопровождающееся изменением сочленовных углов, изменяет расстояние между точками прикрепления мышц и тем самым является причиной изменения ее напряжения. Здесь имеется характерная для физиологии цйклическая форма взаимодействия: мышечные напряжения влияют на протекание движения, а движения влияют на мышечное напряжение. Такие циклические взаимодействия хорошо известны в механике и имеют выражение на математическом языке. Над периферической системой циклических взаимодействий надстроена другая, деятельность которой также циклична.
Это ЦНС со всеми ее многочисленными аппаратами. Здесь имеют taecTO взаимодействия другого порядка. Прежде всего первичный эффекторный импульс из командного прибора, направленный из ЦНС через клетки передних рогов в мышечную систему, приводит последнюю в движение или изменяет состояние ее движения. Это движение или изменение движения воспринимаются нервными окон-

чаниями сухожилий, мышц и суставных сумок, которые относятся к проприоцептивным нервным аппаратам. Они через аффекторные пути передают информацию об изменениях движения. Учитывая эту импульсацию, а также зрительную, слуховую, ЦНС посылает новый импульс, внося коррективы в первоначальный двигательный импульс, т. е. имеет место циклический характер взаимодействий, что говорит о рефлекторном кольце, о наличии обратной связи или о сенсорной коррекции.
Пассивный двигательный аппарат состоит из подвижных костных звеньев, образующих кинематические цепи, которые характеризуются степенями свободы подвижности.
Переход от одной степени свободы к двум или нескольким знаменует собой возникновение необходимости выбора. Становится необходимым автоматический непрерывный целесообразный выбор.
Кинематическая цепь станет управляемой только в том случае, если в состоянии назначить определенные, желательные для нас траектории движения для каждого из элементов цепи и заставить эти элементы двигаться по назначенному пути.
“В преодолении избыточных степеней свободы движущегося органа, т. е. в превращении последнего в управляемую систему, и заключается задача координации движений”. Принцип координации Бернштейн называет принципом сенсорных коррекций.
Сказанное вполне объясняет, почему расстройства в эффектор- ных аппаратах ЦНС, как правило, не влекут за собой чистых нарушений координации, давая только синдромы параличей, парезов, контрактур и т. п., и почему обязательно неполадки в афферентных системах вызывают нарушения движений атактического типа, т. е. расстройства координации.
Все известные в клинике формы органических расстройств координации всегда связаны с заболеваниями рецепторных аппаратов и их проводящих путей: вестибулярных аппаратов (лабиринтная или вестибулярная атаксия), задних столбов спинного мозга, проводящих проприоцептивную и тактильную импульсации (табетическая атаксия), реципрокных систем мозжечка (церебеллярная атаксия).
У человека возможны компенсации, способные преодолеть в той или иной мере органическую атаксию. Они всегда осуществляются путем включения в двигательный процесс нового вида чувствительности (зрительной, слуховой и др.).
Все виды афферентаций организма принимают в разных случаях и в разной степени участие в осуществлении сенсорных коррекций.
Используя терминологию Sherrington, Бернштейн называет всю совокупность рецепторных отправлений этого рода “проприоцеп- тикон” в широком функциональном смысле.
Это система сенсорных сигналов о позах, сочленовных углах, скоростях, мышечных растяжениях и напряжениях. Мышца, вызывая своей деятельностью изменения в движении кинематической цепи, раздражает чувствительные окончания проприоцепторов, а эти сигналы, замыкаясь в ЦНС на эффекторные пути, вносят изменения в эффекторный поток (т.е. имеется кольцо рефлекса). Координация в зтом понимании - не какая-нибудь точность или тонкость эффекторных импульсов, а особая группа физиологических механизмов, создающих непрерывное организованное циклическое взаимодействие между аффекторным и эффекторным процессом.
Так как каждое движение, имеющее реальный смысл, преодолевает на своем пути внутренние и внешние силы, вся суть его заключается в целесообразной борьбе с ними.
Двигательная задача и те силы, которые надо преодолеть для ее решения, диктуются внешним миром и неподвластны индивидууму.
Для того чтобы правильно решить двигательную задачу, необходимо в течение всего двигательного акта, от начала и до конца выверять его с помощью органов чувств, следить и контролировать каждое мгновение: так ли, как нужно, идет решение задачи, и каждое мгновение вносить необходимые поправки. Механизм этих поправок к движению и является сенсорной коррекцией. Дефект тех или иных нужнейших для движения видов чувствительности и обеспечиваемых ими сенсорных коррекций ведет к тяжелым нарушениям двигательной координации.
Движение не может совершаться по одним лишь внутренним законам баланса возбуждений и торможений, потому что с первого же мгновения его нарушат и внешние силы, неизвестные организму наперед и неподвластные ему, и силы взаимных столкновений и отдачи в длинных и подвижных цепях конечностей, и сопротивление внешней среды.
Роль и деятельность чувствительных афферентных систем организма только и начинается с момента подачи ими пускового сигнала очередного движения. Как только оно началось, в ответ на эффек- торные первые импульсы во всех чувствительных приборах двигательного аппарата (в органах мышечно-суставной чувствительности в первую очередь) возникают афферентные импульсы, сигнализирующие о том, как началось движение и как оно протекало. Эти проверочные чувственные сигналы определяют в мозге необходимые очередные сенсорные коррекции.
Исходя из этого, фундаментальной формой нервного процесса при осуществлении смыслового двигательного акта является, по Бернштейну, форма рефлекторного кольца.
При выполнении двигательной задачи чувствительные системы обеспечивают две различные функции: сигнально-пусковую службу и службу, контролирующую эффект движения и обеспечивающую его управляемость.
Изучение управления целостными смысловыми двигательными актами представило афферентные системы организма в совершенно другом свете. Анализ координационного построения двигательного акта и его нарушений в патологии, изучение того, как ведется управление движениями в порядке кругового процесса типа “рефлекторного кольца” показали, что афферентные системы сигнализируют мозгу о ходе движения и обеспечивают основу для сенсорных коррекций не “сырыми чувственными сигналами, обособленными друг от друга по признаку качества (отдельно осязательными, кинестетическими, зрительными и т. д.), а наоборот. Эти восприятия, обеспечивающие управление движением, всегда имеют характер целых сложных синтезов, глубоко проработанных мозгом комплексов разнообразнейших ощущений, скрепленных еще и многочисленными следами от прежних ощущений, сохраненных памятью, впечатлений от прежних перемещений в пространстве. “Чем сложнее двигательная задача, тем сложнее и дальше от первичных сырых ощущений тот сенсорный (чувственный) синтез, который обслуживает данный уровень, тем больше в нем внутренней мозговой переработки, осмысления, упорядочения и даже схематизации первичных ощущений, которые в нем обобщаются”.
Все последовательное эволюционное усложнение и обогащение сенсорных синтезов шло по линии устранения искажений и неточностей отдельных органов чувств, обеспечения сверки их показаний, осмысления.
Все последовательно формировавшиеся уровни построения движений (так их обозначает и современная физиология двигательных актов) имеют самый различный эволюционный возраст, сохранились и у человека, образовав у него целую иерархическую лестницу взаимного подчинения, причем самый верхний из них принадлежит монопольно человеку (уровень речи и письма). Древнейшие низовые уровни, сформированные у животных со своими мозговыми субстратами и списками посильных им двигательных задач, сохранились и у человека и продолжают управлять древнейшими, примитивными в смысловом отношении двигательными актами (глотание, плавание, ходьба и т. д.).
“В начале формирования нового индивидуального двигательного навыка почти все коррекции суррогатно ведутся ведущим уровнем - инициатором, но вскоре положение изменяется, каждая из технических сторон и деталей выполняемого сложного движения рано или поздно находит для себя среди нижележащих уровней такой, афферентации которого наиболее адекватны этой детали по качествам обеспечиваемых им сенсорных коррекций. Постепенно, в результате ряда последовательных переключений и скачков, образуется сложная многоуровневая постройка, возглавляемая ведущим уровнем, адекватным смысловой структуре двигательного акта и реализующим только самые основные решающие в смысловом отношении коррекции. “Под его дирижированием в выполнении движений участвуют, далее, ряд фоновых уровней, которые обслуживают фоновые или технические компоненты движения, тонус, иннервацию и денервацию, реципрокное торможение, сложные синергии и т. п.” (Н.А.Бернштейн).
Процесс переключения технических компонентов управления движением в низовые, фоновые, уровни есть то, что называется обычно автоматизацией движения.
Во всяком движении, какова бы ни была его уровневая высота, осознается один только ведущий уровень.
Сущность процесса автоматизации, требующего иногда длительного времени и настойчивого упражнения, состоит именно в выработке ЦНС плана описанной выше разверстки фонов, в определении двигательного состава движения.
Определение двигательного состава неврологи называют иногда “составлением проекта движения”.
Первоначально для удержания стойкой длины шага ребенок использует проприоцептивные механизмы и вносит коррекцию “post factum”, затем вступает более совершенный прием коррекции “ante factum" (от лат. post и ante - соответственно после и перед фактом).
Явление предварительных коррекций служит во всех случаях более поздней и более совершенной формой координации по сравнению с механизмом вторичных коррекций.
В начале освоения движения новичок напрягает все мышцы- антагонисты, заранее и с запасом выводит из строя все степени свободы, оставляя одну-две самые необходимые для данной базы движения.
На следующей ступени упражнения, уже освоившись с ним, когда и в каком направлении постигнет его очередной толчок реактивной силы, субъект позволяет себе постепенно, одну за другой высвобождать фиксированные до того степени свободы, чтобы предотвращать реактивные силы, что дает резкую энергетическую экономию, т. е. борется с реактивными силами. В третьей ступени развития движения борьба с реактивными силами носит другой характер, когда они из помех превращаются в полезные силы.
Сенсорные коррекции являются стимулом как в процессе становления движений, так и в процессе их дальнейшего совершенствования в возрастном аспекте. Причем процесс организации движения внутри своего класса Бернштейн определяет как эволюционный, а переход к новому классу движений, обусловленный появлением более дифференцированного уровня координации как революционный, скачкообразный. Движения более высокого уровня регуляции появляются внутри класса более низко организованного, достигают максимума развития и вытесняются нерациональные с точки зрения новой двигательной задачи признаки прежних движений.
К примеру, двигательные автоматизмы глобальной сгибательной синергии постепенно сменяются более локализованными автоматизмами тибиальной синкинезии. При этом изменяются биомеханические и электрофизиологические характеристики ходьбы, позволяющие выполнять более сложные двигательные задачи, такие, как дифференцировка фаз опорного периода шага, способность преодолевать неровности почвы, более высокий темп ходьбы и т. д.
В конечном итоге именно сенсорные коррекции решают эти проблемы. Ведь исполнительный мышечный аппарат, вся работа мышц управляется импульсами, идущими от клеток передних рогов спинного мозга, по принципу: импульс - сокращение мышцы. Все координационные “разборки” (с какой силой сократиться мышце, когда, как долго и т. д.) происходят на супраспинальных уровнях - на уровнях координации, обозначенных Бернштейном, т. е. до клеток передних рогов спинного мозга. Таким образом, “конечный путь” по неврологической терминологии, один при всем многообразии и сложности надсегментарного аппарата ЦНС.
Поза, характеристики ходьбы, следовательно, формируются на надсегментарных уровнях, и инструментом этого процесса являются сенсорные коррекции.
Этот принцип очень важен в том смысле, что при ДЦП, т. е. при центральном параличе, неправомерно, по-видимому, говорить о потере мышечной силы, как о причине ограничения объема движений в суставе (это свойственно только параличам периферическим, где прерван или поврежден конечный - эфферентный - путь), а следует говорить о нарушении координации движений - дискоординации, дискинезии (от греч. dys... и лат. dis... - приставка, означающая затруднение, нарушение, утрату чего-то). С этих позиций логично рассматривать и сущность способов ортопедической коррекции позы и ходьбы при ДЦП.
Все средства, применяемые ортопедией, имеют своей целью в итоге повлиять на характер сенсорных коррекций, будь это уменьшение потока сенсорной импульсации при фиксации сустава лонгетой или ортопедическим аппаратом или применение холода для усиления потока импульсации. Последнее достигается, например, методом Мишеля ля Матье, когда при сгибательной контрактуре лучезапястного сустава и суставов пальцев дальнейшее довольно сильное и продолжительное сгибание, производимое врачом и усиливающее афферентный поток, вызывает увеличение объема разгибательных движений. Ту же роль выполняет и так называемый лечебно-нагрузочный костюм - костюм космонавтов, предложенный к применению при ДЦП. С помощью продольных эластичных тяг, идущих от надплечий к поясу и от пояса к стопам, усиливается сенсорная импульсация в координационные структуры мозга, ответственные за регуляцию антигравитационных функций. И действительно, при применении костюма мы наблюдали значительное повышение устойчивости позы и ходьбы детей с ДЦП. Хотя следует заметить, что в данном случае нельзя исключить и нецелесообразные биомеханические компенсации для повышения устойчивости позы, такие, как изменение глубины кривизн позвоночника, усиление имитационных синкинезий и т. д.
Хирургическое вмешательство также значительно влияет на поток сенсорной импульсации: мио- и тенотомии (от греч. mfs - мышца, tome - отрезок, tendo - от лат. - сухожилие; в медицине - рассечение мышц и сухожилий), артродезы (от греч. arthron - сустав, de - от лат. и des - от франц. - отсутствие) исключают движения в суставах и практически прекращают поток проприоцептивных импульсов. Это объясняет спазмолитический эффект операций при ДЦП, распространяющийся далеко за пределы области вмешательства. Иногда одно рассечение прямых мышц бедра при rectus- синдроме нормализует всю позу.
Пересадка мышц также меняет афферентный поток, внедряясь таким образом в механизм сенсорных коррекций. Это положение заставляет строже подходить к показаниям к хирургическим операциям в возрастном аспекте. Глобальная синергия, например, делает эффект любой операции труднопрогнозируемым, также, как сочетание экви- нуса с тибиальной синкинезией.
Наиболее благоприятным бывает результат у больных ДЦП с недостаточностью пирамидного уровня регуляции, т. е. когда прелоко- моторный период в основном закончил свое формирование и практически не прогнозируем результат “таламо-паллидарных больных” ДЦП, т. к. период формирования локомоции только начал свое развитие.
Об этих и других осложнениях будет сообщено подробнее в главе о принципах хирургической коррекции позы и ходьбы при ДЦП.
Сенсорные коррекции являются основой не только организации движений в онтогенезе, но и механизмом их совершенствования, о чем свидетельствует теория воспитания навыка в спорте, труде, а также организация локомоций. Н.А.Бернштейн в своей теории освещает основные структурные слагающие локомоторного акта: чередование опорного и переносного периодов, период двойной опоры.
По принципу равенства действия и противодействия усилия ног равны и противоположны усилиям опорных реакций, т. е. силовым воздействиям опорной поверхности на тело идущего. Это вертикальная составляющая шага (см. гл. IV).
Наиболее информативна продольная составляющая.
Силовые импульсы, обусловливающие движения ноги при ходьбе, отнюдь не ограничиваются одной парой простых реципрокных импульсов на каждый двойной шаг.
При изучении развития бега у детей обнаружено, что в норме у детей от 2 до 5 лет начинается организация переносного периода и наибольшие новшества появляются в проксимальных точках ноги, тогда как дистальные еще долго остаются стабильными.
От 2 до 5 лет продольные кривые бедра обнаруживают беговую перестройку переносного времени уже в полном объеме, тогда как кривые стопы еще не отдифференцировались от ходьбы даже в опорном периоде.
Этот преобладающий ход эволюции сверху вниз от проксимальных точек к дистальным приводит Н.А.Бернштейна к следующему физиологическому обобщению. (Т.к. эти сведения чрезвычайно важны для ортопеда, особенно хирурга, занимающегося коррекцией позы и ходьбы при ДЦП, представляется целесообразным привести весь текст автора.) “Крайне маловероятно, чтобы нервная динамика дистальной мускулатуры отставала так резко (на целые годы) от динамики проксимальных мышц. Значительно вероятнее другое. Проксимальные точки ноги (например, тазобедренный сустав) окружены значительно более мощным массивом мышц, нежели дистальные (стопа), и в то же время моменты инерции ближайших к первым частей звена несомненно меньше, чем моменты инерции дистальных звеньев. Поэтому мышцам тазобедренной группы гораздо легче сдвинуть с места верхние отрезки бедра, чем стопу, для смещения которой им приходится привести в движение всю инертную ногу сверху донизу. С этим же связано еще и то, что (относительные) скорости дистальных звеньев, как правило, выше, чем проксимальные. Следовательно, и кинетические энергии у первых больше и преодолеть их труднее. Дистальные звенья играют по отношению ко всей ноге роль, напоминающую роль тяжелого маятника”.
Отсюда следует, что нервному эффекторному импульсу при данной его силе несравненно легче проскочить в проксимальную кривую и отразиться в ней в виде заметной динамической волны, нежели суметь пробить всю толщу инерционного сопротивления дистальной системы. Для того чтобы ощутиться в последней, эффекторный импульс должен обладать значительной силой или же попасть “вовремя” - в такой момент, когда дистальная система находится в особенно выгодных условиях для его восприятия.
В чем может выражаться этот благоприятный момент, еще сказать трудно, и здесь, видимо, открывается большое поле для исследования: может быть, здесь имеет значение просто выгодная поза конечности, обеспечивающая мышцам наибольшую биомеханическую эффективность действия, может быть, этот благоприятный момент есть переломный момент скорости, когда инерционные сопротивления всего слабее ощутимы, может быть, наконец, это есть момент особо восприимчивой настройки мышечного аппарата, создаваемой здесь тем или иным стечением проприоцептивных сигналов.
Так или иначе, управление дистальными звеньями требует большей ловкости, более высокой координационной техники в смысле умения улучшить подходящий, оптимальный момент, дать как раз нужный импульс как раз в нужное время. Если это время упустить хотя бы на долю секунды, то импульс уже “не пройдет”, т. е. не даст никакого заметного эффекта на периферии.
Надо отметить, что речь здесь идет не о мелких координированных движениях дистальных отрезков вроде движений пальцев, а именно о глобальных, обширных, экстрапирамидного типа смещениях дистальных отрезков конечности. Динамика этих последних в конечном счете зависит от тех же самых тазобедренных мышц, что и динамика проксимальных точек ноги.
Но дистальная динамика становится богато расчлененной на биодинамические детали не тогда, когда эти детали появляются в эффекторном импульсе и начинают отражаться в динамике податливых проксимальных точек, а только тогда, когда устанавливается функциональная сонастроенность эффекторики и рецеп- торики и когда эффекторная н.с. научается улавливать мимолетные моменты функциональной проводимости. Динамическая расчлененность сопровождается особенно большим богатством силовых “переливов” в дистальных звеньях, свидетельствующим об очень тонком управлении динамикой внешнего, биомеханического порядка.
В сложном многозвенном маятнике, каким в биомеханическом смысле является нога, динамическое взаимодействие звеньев, игра реактивных сил, сложные колебательные цепочки и т. д. очень разнообразны и обильны. И то, что они не стушевываются у тренированного мастера, а в таком изобилии находят свое отражение в динамических кривых, говорит об очень тонкой реактивной приспособляемости нервно-двигательного аппарата к проприоцептивной сигнализации.
Более высокая степень расчлененности дистальных силовых кривых есть признак умения ловить моменты наименьшего сопротивления, иначе говоря, наиболее полно утилизировать и всю внешнюю богатую игру сил и, возможно, всю физиологическую (непроизвольную) гамму реципрокных и иных, более сложных реактивных процессов на мышечной периферии”.
Этот относительно сложный для клинициста материал цитирован для того, чтобы акцентировать, что хирургический экстремизм в вопросах пересадок и удлинения мышц, управляющих движениями в суставах стоп у детей с ДЦП, вряд ли правомерен до тех пор, пока стереотип ходьбы не сформируется окончательно. Следует отметить при этом, что двигательное развитие ребенка с ДЦП почти всегда отстает на 2 - 3 года^Если учесть сведения Бернштейна, ходьба и бег в норме созревают к 5 годам.
Далее автор констатирует наличие трех ступеней инволюции ходьбы в возрастном аспекте.
1. Снижение функции структурных механизмов ходьбы, но больший контроль сознания.
2. Настороженная сознательность сменяется суетливостью, мелкими шаговыми движениями.
3. Явный распад двигательных структур.
Отмечается расщепление ранее единой координации.
Таким образом, онтогенетический материал показал с несомненностью, что динамическая структура ходьбы возникает, проходит через ряд закономерных стадий развития и столь же закономерно инволюционирует в старости.
Принципиально наиболее важно здесь то, что это развитие связано с очень отчетливыми качественными сдвигами в самой структуре ходьбы.
В отношении морфологии эта структура проходит в раннем онтогенезе через:
а) стадию реципрокного иннервационного примитива;
б) стадию постепенного развития морфологических элементов;
в) стадию избыточной пролиферации этих элементов;
г) стадию обратного развития инфантильных элементов и окончательной организации целостной и соразмерной формы.
“В отношении двигательной координации биодинамическая структура ходьбы также проходит через ряд качественно различных этапов развития: в самом начале отмечается симптом гипофункции проприоцептивной координации вообще, затем следует стадия выработки проприоцептивной координации post factum (компенсаторной или вторичной координации).
Гораздо реже развивается координация ante factum (дозировочная или первичная координация), организующаяся значительно позднее”.
Итак, теория Бернштейна о построении движений дает представление о нейрофизиологической и биомеханической структуре движения в процессе его становления и совершенствования. Она включает основополагающие положения:
1. Онтогенез движений человека повторяет филогенез, что позволяет говорить об универсальности схемы построения движений, предложенной автором, и, следовательно, правомерности применения этих законов к различным нарушениям в двигательной сфере человека, в том числе и к ДЦП.
2. Уровень координации морфологически строго обозначен и включает в себя определенные структуры головного мозга, афферентную и эфферентную рецепторные системы, способные осуществлять регуляцию специфических классов движений.
3. Качества движений не наследуются, а приобретаются. Совершенствование качеств движения есть процесс, состоящий из этапов созревания структур мозга, координирующих определенные, специфические для этого уровня классы движений. Процесс этот имеет ступенчатый характер. Совокупность комплекса мозговых структур координации и специфического для него класса движений Бернштейн называет уровнем построения движений. Для каждого класса движений нами определен признак - индикатор, специфический для этого класса движений.
Для таламо-паллидарного уровня - это глобальная сгибательная синергия, для стриатного - тибиальная синкинезия Штрюмпеля, для пирамидного - способность произвести произвольное изолированное тыльное сгибание стопы, изолированное движение пальцев рук.
4. В онтогенетическом развитии природа использует все приобретенные ранее механизмы координации от примитивных, переходящих у человека в сферу вегетатики, до БЫСШИХ социальных действий. Из каждого класса движений природа в онтогенезе использует целесообразные для выполнения двигательной задачи элементы путем торможения движений, не нужных для новой, более сложной координатор- ной задачи. Эту функцию выполняет следующий, более высокоорганизованный уровень координации.
5. Основой координации являются механизм сенсорной коррекции, два цикла взаимодействия и механизм развития навыка.
6. Сравнительный анализ качественных характеристик движений в процессе их онтогенеза в норме и клинических симптомоком- плексов расстройств позы и ходьбы при ДЦП позволяет провести отчетливые параллели. Исходя из этого, есть основание полагать, что ДЦП - не болезнь с резидуальной стадией, а результат созревания изначально дефектного мозга, проявляющий себя уже внутриутробно. Сходство движений определенного класса и симптоматики расстройств движений при ДЦП позволяет классифицировать патологию позы и ходьбы при ДЦП по дефектному уровню координации, при этом учитывается достаточная условность этой схемы.
7. Ребенок в норме рождается “таламо-паллидарным”. В течение первых двух лет он проходит еще две стадии прелокомоторного периода развития координаторных механизмов - стрйатную и пирамидную. У детей с ДЦП пирамидный уровень не достигает своей полноценной зрелости. Чем с большим опозданием и с большей дефектностью проходит у данного больного созревание структур мозга, отвечающих за координацию двигательных функций, тем сложнее прогнозировать результат лечения и тем осторожнее, по-видимому, следует подходить к назначению радикальных, в частности хирургических, методов лечения.
8.,Прелокомоторный период заканчивает свое развитие к 2 годам в норме. Это означает, что все элементы, необходимые Для удержания устойчивой вертикальной позы и ходьбы, есть в наличии. И тем не менее Бернштейн указывает, что такие составные части локомоции, как фазы опоры, элементы бега, заканчивают свое развитие к 3 годам, а все составляющие нормальной локомоции - к 5 годам. Дети с ДЦП значительно отстают в развитии двигательных навыков - на 2 и 3 года. В связи с этим следует заметить, что прогноз любого хирургического вмешательства у детей в возрасте ранее 6 - 7 лет затруднителен и не всегда результат совпадает с желаемым.