LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 6
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

с первого же стежка и не идет ни вниз, ни вверх, в то время как
рука продолжает крутить колесо, почти не ощутив этого. Но вот
работающая заметила, что машина не шьет, и вынула из нее
драп — и вдруг вал, закрутившийся перед этим на несколько
оборотов, как заведенная пружина, начинается раскручиваться
сам собою, и иголка движется вниз и вверх на пустом ходу,
хотя рука и не вертит рукояти. Оставим хозяйку, проколовшую
себе от неожиданности палец, смазывать его йодом и проклинать
неразумное устройство своей машины, и рассмотрим один совсем
уже простой опыт. Пристегнем к поясу стержень с грузом на
конце, как показано на рисунке. Подвесим его свободный конец
на два резиновых жгута, каждый из которых возьмем в одну
руку, и попробуем таким способом проделать концом стержня
те или другие точные движения: например изобразить в воздухе
квадрат или написать свои инициалы. Мы тотчас же обнаружим,
как это трудно, как неточны движения конца стержня и как
непокорно он себя ведет. Закроем в придачу глаза, и пусть
52
другой человек даст отзыв о том, как мы управляемся с движе­
ниями стержня без контроля зрения. Не приходится и подчер­
кивать, что двигательный результат получится самым плачевным,
мало чем отличающимся от телодвижений больного-табетика,
о котором была речь немного выше. Утешим себя тем, что зато
научный результат нашего опыта оказался вполне удачным.
Как видно из сказанного и продемонстрированного на при­
мерах, управление движениями посредством упругих тяг пред­
ставляет очень большие трудности — именно потому, что при та­
ком устройстве двигательный результат будет зависеть не только
от того, как вели себя тяги, но и от множества побочных,
неподвластных нам причин. Можно десять раз подряд совершен­
но одинаково дергать за эти тяги и при этом получить десять ни
в чем не сходных между собой движений стержня. Управление
подобной системой оказывается возможным только при посредст­
ве непрерывного контроля какого-либо «органа чувств», да и то
сначала требует порядочной ловкости. Мы снова возвращаемся
к тому же самому принципу, который в свое время позволил
природе преодолевать избыток степеней свободы подвижности и
даже проявить по отношению к их количеству высокую щед­
рость. Это — принцип контроля над движением при помощи
чувствительной сигнализации: спасительный принцип, который
выручает и на этот раз.
Можно, пожалуй, сказать, что рассмотренное сейчас третье
осложнение, зависящее от упругой податливости тяг, по своему
существу очень близко к предыдущему. Если при одинаковых
потягиваниях могут в разных случаях получаться различные
движения, это значит, что двигаемый стержень не обладает вы­
нужденным движением, т. е. имеет избыточные степени свободы.
Только в данном случае придется для различения обозначить эти
особые степени свободы как динамические, зависящие уже не от
свойств подвижности органа, а от особенностей его силового
обслуживания («динамика» — учение о с и л а х ) . Разумеется,
если выход из положения в принципе найден, то уже не состав­
ляет большой разницы, преодолевать ли сотню кинематических
степеней свободы («кинематика» — учение о п о д в и ж н о с т и )
или приплюсовать к ним еще полсотни д и н а м и ч е с к и х
степеней свободы на придачу.



Что называется координацией движений?

Теперь пора подвести основные итоги этого очерка. Мы ус­
тановили, что управление двигательным аппаратом нашего те­
ла — действительно многосложная задача, даже в наиболее уп­
рощенном подражании едва-едва решимая для самой мощной
техники нашего времени. А поняв сущность заключающейся
53
в ней трудности, мы можем дать и исчерпывающее определение
того, что такое координация движения.
Координация и есть не что иное, как преодоление избыточ­
ных степеней свободы наших органов движения, т. е. превраще­
ние их в управляемые системы. Степени свободы, упоминаемые
в этом определении, могут быть, как уже сказано, кинематиче­
ские и динамические.
Нетрудно будет дать точное обозначение и тому основному
принципу, который позволил природе обеспечить управляемость
костно-мышечных двигательных аппаратов и которому уже в це­
лом ряде устройств подражает по мере сил современная техни­
ка, — принципу, опирающемуся на контролирование движений
посредством органов чувств. Однако нам будет удобнее сперва
обратиться еще к одному примеру из техники, который подска­
жет нам и наилучшее название для рассматриваемого принципа.
Мы имеем в виду прицельную артиллерийскую стрельбу.
Летящий пушечный снаряд принадлежит к числу тел с боль­
шим избытком степеней свободы, напоминая этим органы нашего
тела. Его движение в воздухе далеко от вынужденного. На
его полет влияют и колебания плотности воздуха, и ветер, и
восходящие воздушные течения, и всегда возможная нестрогость
в расположении его центра тяжести и т. д. Вследствие этого
никакая точность предварительного расчета, никакая прорабо­
танность прицельных таблиц, основанных на опытах, не может
обеспечить меткого попадания с первого же выстрела. Поэтому
приходится поступать иначе.
Где-нибудь в отдалении от батареи и удобном для этого
месте устраивается наблюдательный пункт, имеющий с батареей
телефонную связь. Наблюдатель сообщает на батарею свои на­
блюдения над местом разрыва первого выпущенного снаряда, в
какую сторону и насколько уклонился от намеченной цели.
Командование батареи сейчас же переводит эти данные на язык
того, насколько и в каком именно смысле требуется исправить
наводку, и дает приказ произвести второй выстрел. За ним сле­
дует новое донесение наблюдателя (уже более благоприятное)
и новое внесение поправок — то, что на языке артиллеристов
называется корректировкой* стрельбы. После вторичной коррек­
тировки прицел обычно оказывается уточненным уже настолько,
что можно переходить к огню на поражение.
Пользуясь удачным термином и применяя его для вполне
сходного случая, мы называем в физиологии описанный выше
принцип внесения непрерывных поправок в движение на основа­
нии донесений органов чувств принципом сенсорных коррекций.
«Сенсорный» (с латинского) в точном переводе, значит «относя-

* Корректировка — слово, происходящее от того же латинского корня, что
и слова «коррекция» — поправка, «корректура» — исправление ошибок набора
в печатаемой книге, «корректный» — правильный и т. д.
54
щийся к чувствительности», «опирающийся на чувствитель­
ность». Роль артиллерийского наблюдателя-корректировщика
при этом исполняется в нашем организме всевозможными орга­
нами чувств.
Из принципа сенсорных коррекций следует одна интересная
вещь. Привычно и общепринято думать, что выполнение произ­
вольного движения — полностью дело двигательных систем на­
шего организма: мышц — как непосредственных двигателей, дви­
гательных нервов, передающих в мышцы приказы (импульсы)
к движению от спинного и головного мозга; наконец, так назы­
ваемых двигательных центров мозга, откуда исходят эти прика­
зы-импульсы к мышцам. Оказывается, дело обстоит далеко не
так, и чувствительные системы нашего тела загружаются при вы­
полнении того или другого движения не в меньшей степени,
нежели двигательные. По чувствительным нервам всевозможных
специальностей: осязательным, зрительным, нервам мышечно-
суставной чувствительности, вестибулярным нервам уха, несу­
щим сигналы, связанные с чувством равновесия и т. д., —
текут непрерывные корректировочные потоки сигналов к мозгу,
уведомляющие его, так ли течет начатое движение, как оно было
спланировано, и в каком смысле требуются поправки. Каждая
мышца, сокращаясь по ходу движения, раздражает этим какой-
нибудь из чувствительных аппаратов, который немедленно сигна­
лизирует об этом мозгу. Каждый залп двигательных импульсов,
прибывающих из мозга в мышцу, оказывается прямой причиной
нового залпа импульсов, текущих уже в обратную сторону —
от чувствительного аппарата в мозг. Там этот поток чувстви­
тельных сигналов преобразуется в соответствующие коррекции к
движению, т. е., в свою очередь, является причиной возникно­
вения новых двигательных импульсов, исправленных и дополнен­
ных, снова мчащихся из мозга в нужные мышцы. Перед нами,
таким образом, замкнутый кольцевой процесс — то, что в нерв­
ной физиологии называется рефлекторным кольцом. Разрыв
такого кольца в любом месте приводит к полному распаду дви­
жения, как это подтверждает богатый материал заболеваний
нервной системы.
Несколько кратких примеров с убедительностью покажут
нам, как совершается эта сенсорная коррекция движения
и к каким результатам она приводит. Возьмите перо и сделайте
скорописью ряд движений по бумаге, выписывая безостановочно
ряда букв шшшш — сперва с открытыми, затем с закрытыми
глазами. Вы не обнаружите почти никакой разницы. Теперь сде­
лайте такой же опыт, но с написаннием какого-нибудь слова,
например «координация». Опыт снова удастся, но уже менее
благополучно. Дальше напишите это же самое слово, но уже
печатными буквами — опять первый раз при открытых, второй
при закрытых глазах. Наконец, изобразите два кружка рядом,
после чего в каждом поставьте по прямому кресту их диамет-
55
ров; и это действие повторите затем при закрытых глазах. Я по­
добрал эту цепочку заданий так, что каждое последующее за­
ведомо будет выходить все хуже и хуже после выключения зри­
тельной коррекции, а последнее из заданий наверняка приведет
к полному провалу, если только вы не обладаете исключитель­
ной двигательной одаренностью или не упражнялись тщательно
в письме и черчении при закрытых глазах. Анализ этого простого
примера в том, что первое задание исполняется нами почти пол­
ностью под контролем мышечно-суставной чувствительности, не
нуждаясь в коррекции зрения, а чем дальше, тем больше ока­
зывается необходимым зрительный контроль, выключение кото­
рого сразу разрушает всю правильность движения.
Озябшими пальцами очень трудно сделать какие-нибудь
точные движения: вдеть нитку в иглу, развязать узел и т. п.
Дело тут вовсе не в мышцах, так как большинство мышц, управ­
ляющих пальцами, расположено на предплечьи, ближе к локтю,
т. е. спрятано глубоко в рукаве шубы. Это легко подтвердить
и тем, что, например, на динамометре каждый озябшими паль­
цами выжмет ничуть не меньше, чем теплыми. Суть наруше­
ния — целиком в ослаблении мышечно-суставной и осязательной
чувствительности кисти и пальцев.
Каждый из нас, кто привык каждый день повязывать себе
галстук, знает, как сбивает это движение смотрение в зеркало,
если только мы не привыкли всегда делать это перед зеркалом.
Причина заключается в том, что привычная корректировка этого
движения — мышечно-суставная и вмешивание зрительного конт­
роля, непривычного, но сильного, отвлекающего на себя внима­
ние, расстраивает налаженный навык. Перед нами, таким обра­
зом, пример, прямо противоположный первому. Там мы имели
движение, распадавшееся при выключении зрительных коррек­
ций, здесь, наоборот, — при их включении. Есть большое коли­
чество привычных действий-навыков, которые, как мы увидим
в дальнейших очерках, расстраиваются от вмешательства зрения.


Мышечно-суставное чувство и его помощники

Мышечно-суставная чувствительность является, конечно, ве­
дущей и основной в преобладающем большинстве случаев уп­
равления движениями. Вся совокупность органов этого вида
чувствительности называется в физиологии проприоцептивною
системой". Чувствительные окончания органов проприоцептив-
ной системы рассеяны повсеместно в составе мышечных пучков,
в сухожилиях и суставных сумках. Эти окончания (как их
называют, рецепторы, т. е. «восприниматели», «приемники») сиг-

* Проприоцептивная чувствительность в переводе значит «сама себя вос­
принимающая» — чувствительность собственного тела.
56
нализируют мозгу о положениях звеньев тела, о суставных уг­
лах, о напряжениях в тех или других мышцах и т. д.
Вся эта система возглавляется органом, воспринимающим
положения и движения головы в пространстве — верховным ор­
ганом чувства равновесия, так называемым вестибулярным ап­
паратом или ушным лабиринтом, помещающимся в глубинах
височной кости черепа (во «внутреннем ухе» каждой стороны).
Вся сигнализация этой системы в совокупности дает мозгу ис­
черпывающие сведения как о положении всего тела в простран­
стве, так и о положениях и движениях каждой из его частей.
Вполне понятно, что именно проприоцептивная система играет
первую скрипку в деле сенсорных коррекций и что ее выклю­
чение (например, у описывавшихся выше больных-табетиков)
ведет к наиболее тяжелы и трудно возместимым расстройст­
вам координации движений.
Как можно убедиться из приводившихся примеров, описан­
ная сейчас проприоцептивная чувствительная система отнюдь не
единственная, несущая нагрузку управления сенсорными коррек­
циями. Наоборот, нет такого вида чувствительности (не исклю­
чая, может быть, даже и уединенного и безвыходного жителя
рта — чувства вкуса), который не оказывался бы в тех или дру­
гих случаях и типах движений нагруженным «проприоцептив-
ной» службой. Центральная нервная система исходит только из
целесообразности: если такие-то виды коррекций, наиболее под­
ходящие по качеству для управления данным движением или
его частью, имеются в числе средств и возможностей такого-то
органа чувств, она немедленно мобилизует этот орган для сен­
сорных коррекций по этому движению. Таким образом, все виды­
чувствительности бывают (в различных случаях и в большей или
меньшей мере) в роли проприоцепторов в широком или функци­
ональном смысле этого слова.
Зрение — вообще главенствующий орган чувств у челове­
ка — участвует в сенсорном управлении огромным количеством
движений, по преимуществу точных и метких ручных движений,
рабочих операций и т. д., метательных движений, требующих
прицела (метание в цель, стрельба, футбол, теннис и т. п.).
Слух мобилизуется у человека на проприоцептивную службу
в меньшей мере, но вкупе с другими видами чувствительности
им руководятся музыканты, забойщики, деревообделочники, ме­
ханики-мотористы, сборщики-монтажники и т. п. (мы не говорим
здесь, разумеется, об исполнении услышанных словесных ко­
манд). У многих животных, например у хищников — кошачьих,
у зайцев, у ночных летунов (совы, летучие мыши), слух имеет
первостепенное координационное значение. То же надо сказать и
об обонянии многих диких животных, о чутье охотничьей соба­
ки и т. п.
Осязание соучаствует со зрением и с проприоцептивной
чувствительностью в тесном смысле в большинстве точных дви-
57
жений тела и его частей в пространстве в огромном боль­
шинстве трудовых операций и т. д. В неразрывном тройственном
союзе, образуемом перечисленными тремя качествами чувстви­
тельности, трудно бывает отыскать начало и конец и расчленить
роли их всех в коррекции сложных движений. Каждый знает,
однако, как решающе важно тонкое осязание сортировщику,
хирургу, скульптору, шлифовальщику, портному, наборщику
и т. п. У слепых осязание с проприоцепторикой выдвигаются
на самый первый план, господствуя в управлении всеми видами
посильных им движений.


В следующих очерках мы покажем, как различны в зависи­
мости от смысла двигательной задачи и от характера движения,
решающего данную задачу, те сочетания видов чувствитель­
ности, которые обслуживают эти движения. В этих сочетаниях
мы найдем и ключ к правильной физиологической классифи­
кации и систематизации движений. Но раньше нам нужно будет
ознакомить читателя с тем, как произошли и как развивались
движения в животном мире и у человека.
Этой истории движений и будет посвящен следующий очерк.
Очерк III
О происхождении движений




Великий конкурс жизни

ет в природе такого явления, суть которого мож­
но понять, не вникая в то, как оно возникло. Это
происходит прежде всего потому, что все на свете
представляет собою строжайшую цепь причин и
следствий, а самое главное — потому, что все бес­
престанно изменяется, развивается и гибнет.
Каждое явление окружающего нас мира имеет
свою биографию, не ознакомясь с которой мы не можем обсуж­
дать это явление. Ведь и по отношению к людям — от наилучших
до самых худших экземпляров человечества, — чтобы постигнуть
творчество великого поэта, надо узнать историю его жизни; что­
бы вынести справедливый приговор воришке, тоже нужно вник­
нуть в его жалкую биографию.
Все живет и изменяется. Сама звездная Вселенная, еще
двести лет назад считавшаяся олицетворением вечности и неиз­
менности, на самом деле насыщена жизнью и изменяется бук­
вально на наших глазах. За короткое время существования
астрономической науки мы успели быть свидетелями появления
на свет новорожденных звезд-младенцев; мы знакомы с гигант­
скими красными звездами-юношами, растущими и наливающими-
59
Эволюция жизни

ся блеском; на фотопластинках обсерваторий запечатлеваются
звезды-старухи — рубиновые карлики, съеживающиеся и стыну­
щие, как отливки в литейной, отжившие уже на свете положен­
ные им двадцать миллиардов лет. Тем более полна изменений
живая природа, и в ее изменениях нам легче уловить внутренний
60
смысл, поскольку она ближе и родственнее нам: мы сами состав­
ляем ее часть. Мы уже знаем благодаря трудам великих основа­
телей современной биологии и одну из важнейших побудитель­
ных пружин этих непрестанных перемен в живой природе. Мы
знаем, что ее изменения — это непрерывное развитие, движение
вперед и что это развитие совершается в условиях жестокой
и безжалостной борьбы за жизнь. Вся история живой природы
своего рода непрекращающийся конкурс между особями, желаю­
щими жить. На этом конкурсе беспощадно отметается прочь все
слабое, мало удачное, нежизнеспособное, но зато и все те, может
быть чисто случайные поначалу, счастливые находки и «откры­
тия» природы, которые укрепляют и усиливают их обладателя,
побеждают на этом великом конкурсе мира и постепенно
прививаются огромным количеством его обитателей. Мы увидим
ниже, например, какой победоносный путь распространения про­
делали возникший в какой-то момент в природе принцип про­
долговатой формы тела, или поперечнополосатая мышца, или
«пирамидная» двигательная система мозга и как обладатели этих
биологических «нововведений» покоряли себе животных с уста­
ревшими устройствами тела и становились на тот или иной срок
господами животного мира. В непосредственно занимающей нас
здесь области — области движений — мы сможем показать, ка­
кое значение имели некоторые из подобных «технических пере­
воротов» для побеждающего развития того или другого класса
животных и как каждое из таких усовершенствований подвигало
мир животных в направлении большей двигательной приспо-
собительности, большей слаженности, быстроты, находчивости,
точности движений — короче говоря, в направлении возрастаю­
щей двигательной ловкости.
Для проникновения в историю животного мира мы имеем
два основных источника. Первый из них — это те обветшалые об­
рывки подлинных документов о старинных формах жизни, кото­
рые мы находим при раскопках древних напластований Земли.
Их так и называют — ископаемыми. Этот источник всего прямее
и достовернее, но, к сожалению, многие органы давно вымерших
организмов не могли пережить даже малой доли тех тысяч
веков, которые отделяют их обладателей от нас. Как раз то, что
наиболее интересно для нас — нежные органы мышечной и нерв­
ной системы, — относится к их числу. В том, что касается этих
органов, мы были бы целиком обречены на догадки, если бы не
помощь второго источника, к которому мы и обратимся.
Давно замечено, что чем выше развито животное, тем оно
более изменчиво на протяжении веков. Высшие млекопитаю­
щие — один из самых молодых отрядов животных на Земле, но
они успели чрезвычайно резко видоизменяться за немногие сот­
ни тысяч лет своего существования — срок, как мы вскоре уви­
дим, в масштабах истории земли очень небольшой. За этот
срок из маленького копытного ростом с собаку, протогиппуса,
61
сформировался наш друг и спутник — лошадь. Еще быстрее и
резче изменилась собака. Сам человек всего несколько десятков
тысячелетий назад — в ледниковые эпохи — очень сильно отли­
чался от современного и объемом мозга, и формами лица и
конечностей. А, с другой стороны, низшие организмы остаются
почти неизменными на протяжении миллионов веков. Еще и сей­
час существуют, например, некоторые виды моллюсков (карака­
тицы) или ракообразных, почти не отличимые от ископаемых
остатков из времен ранней юности Земли. Вот эти-то факты и
позволяют нам с успехом заменить историю в прямом смысле
тем материалом, какой дают нам сравнительная анатомия и
сравнительная физиология животных. Действительно, во всех тех
случаях, когда мы можем сличить показания обоих источников,
они безукоризненно сходятся между собой и подкрепляют друг
друга. Итак, обратимся к тому, что обе эти сравнительные науки
могут рассказать нам о происхождении и развитии движений
на Земле. Этому очерку предпошлем две сводки, которые очень
помогут нам приблизиться к пониманию изучаемого предмета.


Масштаб и действующие лица
Начнем с масштаба. По счету геологов, земля существует
на свете около двух миллиардов лет; жизнь на Земле, начиная
от самых простейших ее форм, — около половины этого времени.
Обе эти цифры ничего не говорят нашему воображению. Попро­
буем представить дело иначе.
Чтобы получить практически выполнимое и обозримое изоб­
ражение земли — географическую карту, ее чертят с уменьшени­
ем по отношению к подлинным размерам в 10, 50, 100 миллио­
нов раз. Вычертим историю матери-Земли в масштабе 1 :

<< Пред. стр.

страница 6
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign