Ю.Б.Гиппенрейтер. Залог успеха работ Бернштейна состоял в том, что он отказался от традиционных методов исследования движений

ФИЗИОЛОГИЯ ДВИЖЕНИЙ И ФИЗИОЛОГИЯ АКТИВНОСТИ¹

Залог успеха работ Бернштейна состоял в том, что он отказался от традиционных методов исследования движений. До него движения, как правило, загонялись в прокрустово ложе лабораторных процедур и уста­новок; при их исследовании часто производилась перерезка нервов, раз­рушение центров, внешнее обездвижение животного (за исключением той части тела, которая интересовала экспериментатора), лягушек обезглавли­вали, собак привязывали к станку и т.п.

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 л 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 от-

¹ Гиппенрейтер Ю.Б. Введение в общую психологию: Курс лекций. М.: ЧеРо, 1998. С. 138—151.

518 Тема 6. Строение индивидуальной деятельности человека

дергивание 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. Какие это факторы, я скажу несколько позже, а сейчас отмечу только их общее свойство: 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.

Таким образом, Н.А.Бернштейном был предложен совершенно но­вый принцип управления движениями; он назвал его принципом сенсор­ных коррекций, имея в виду коррекции, вносимые в моторные импульсы на основе сенсорной информации о ходе движения.

А теперь познакомимся с дополнительными факторами, которые, по­мимо моторных команд, влияют на ход движения.

Во-первых, это реактивные силы. Если вы сильно взмахнете рукой, то в других частях тела разовьются реактивные силы, которые изменят их положение и тонус.

Это хорошо видно в тех случаях, когда у вас под ногами нетвердая опора. Неопытный человек, стоя на льду, рискует упасть, если слишком сильно ударит клюшкой по шайбе, хотя, конечно, это падение никак не за­планировано в его моторных центрах. Если ребенок залезает на диван и начинает с него бросать мяч, то мать тут же спускает его вниз; она знает, что бросив мяч, он может сам полететь с дивана; виной опять будут реак­тивные силы.

Во-вторых, это инерционные силы. Если вы резко поднимете руку, то она взлетает не только за счет тех моторных импульсов, которые посланы в мышцы, но с какого-то момента движется по инерции. Влияние инер­ционных сил особенно велико в тех случаях, когда человек работает тя­желым орудием — топором, молотом и т.п. Но они имеют место и в лю­бом другом движении. Например, при беге значительная часть движения выносимой вперед ноги происходит за счет этих сил.

В-третьих, это внешние силы. Если движение направлено на объект, то оно обязательно встречается с его сопротивлением, причем это сопро­тивление далеко не всегда предсказуемо. Представьте себе, что вы нати­раете пол, производя скользящие движения ногой. Сопротивление пола в каждый момент может отличаться от предыдущего, и заранее знать его вы

Гиппенрейтер Ю.Б. Физиология движений и физиология активности 519

никак не можете. То же самое при работе резцом, рубанком, отверткой. Во всех этих и многих других случаях нельзя заложить в моторные про­граммы учет меняющихся внешних сил.

Наконец, последний непланируемый фактор — исходное состояние мышцы.

Состояние мышцы меняется по ходу движения вместе с изменени­ем ее длины, а также в результате утомлений и т.п. Поэтому один и тот же управляющий импульс, придя к мышце, может дать совершенно раз­ный моторный эффект.

Итак, действие всех перечисленных факторов обусловливает необ­ходимость непрерывного учета информации о состоянии двигательного аппарата и о непосредственном ходе движения. Эта информация полу­чила название «сигналов обратной связи». Кстати, роль сигналов обрат­ной связи в управлении движениями, как и и задачах управления вооб­ще, А.Н.Бернштейн описал задолго до появления аналогичных идей в кибернетике¹. Тезис о том, что без учета информации о движении послед­нее не может осуществляться, имеет веские фактические подтверждения. Рассмотрим два примера. Первый я беру из монографии Н.А.Бернш-тейна².

Есть такое заболевание — сухотка спинного мозга, при котором по­ражаются проводящие пути проприоцептивной, т.е. мышечной и сустав­ной, а также кожной чувствительности. При этом больной имеет совер­шенно сохранную моторную систему: моторные центры целы, моторные проводящие пути в спинном мозге сохранны, его мышцы находятся в нор­мальном состоянии. Нет только афферентных сигналов от опорно-двига­тельного аппарата. И в результате движения оказываются полностью рас­строены. Так, если больной закрывает глаза, то он не может ходить; также с закрытыми глазами он не может удержать стакан — тот у него выскаль­зывает из рук. Все это происходит потому, что субъект не знает, в каком положении находятся, например, его ноги, руки или другие части тела, дви­жутся они или нет, каков тонус и состояние мышц и т.п. Но если такой пациент открывает глаза и если ему еще на полу чертят полоски, по ко­торым он должен пройти (т.е. организуют зрительную информацию о его собственных движениях), то он идет более или менее успешно. То же про­исходит с различными ручными движениями.

Другой пример я беру из относительно новых экспериментальных исследований организации речевых движений.

¹ Примерно в то же время, т.е. в середине 30-х годо». наличие сигналов обратной связи
в контуре управления физиологическими актами было описано другим советским физио­
логом, П.К.Анохиным, под названием «санкционирующая афферентация» (см. Анохин П.К.
Избранные труды. Философские аспекты теории функциональной системы. М., 1978).

² См. Бернштейн НА. О построении движений. М., 1947.

520 Тема 6. Строение индивидуальной деятельности человека

Когда человек говорит, то он получает сигналы обратной связи о ра­боте своего артикуляционного аппарата в двух формах: в форме тех же про-приоцептивных сигналов (мы имеем чувствительные «датчики» в мышцах гортани языка, всей ротовой полости) и в форме слуховых сигналов.

Вообще сигналы обратной связи от движений часто залараллелены, т.е. они поступают одновременно по нескольким каналам. Например, ко­гда человек идет, то ощущает свои шаги с помощью мышечного чувства и одновременно может их видеть и слышать. Так же и в обсуждаемом слу­чае: воспринимая проприоцептивные сигналы от своих речевых движе­ний, человек одновременно отчетливо слышит звуки своей речи. Я сейчас докажу, что и те и другие сигналы используются для организации рече­вых движений.

Современная лабораторная техника позволяет поставить человека в совершенно необычные условия. Испытуемому предлагают произносить какой-нибудь текст, например, знакомое стихотворение. Этот текст через микрофон подают ему в наушники, но с некоторым запаздыванием; та­ким образом, испытуемый слышит то, что он говорил несколько секунд назад, а то, что говорит в данный момент, он не слышит. Оказывается, что в этих условиях речь субъекта полностью расстраивается; он оказывает­ся неспособным вообще что-либо говорить!

В чем здесь дело? Нельзя сказать, что в описанных опытах испытуе­мый лишен сигналов обратной связи: оба чувствительных канала — мы­шечный и слуховой — функционируют. Дело все в том, что по ним посту­пает несогласованная, противоречивая информация. Так что на основании одной информации следовало бы производить одно речевое движение, а на основании другой — другое движение. В результате испытуемый не может произвести никакого движения.

Замечу, что описанный прием «сшибки» сигналов обратной связи ис­пользуют для выявления лиц, симулирующих глухоту: если человек дейст­вительно не слышит, то задержка сигналов обратной связи по слуховому ка­налу не вызывает у него никакого расстройства речи; если же он только притворяется неслышащим, то этот прием действует безотказно.

Перейдем к следующему важному пункту теории Н.А.Бернштейна — к схеме рефлекторного кольца. Эта схема непосредственно вытекает из принципа сенсорных коррекций и служит его дальнейшим развитием. Рас­смотрим сначала упрощенный вариант этой схемы (см. рис. 1, А).

Имеется моторный центр (М), из которого поступают эффекторные команды в мышцу. Изобразим ее блоком внизу, имея в виду также рабо­чую точку движущегося органа (т). От рабочей точки идут сигналы об­ратной связи в сенсорный центр (S); это чувствительные, или афферент­ные, сигналы. В ЦНС происходит переработка поступившей информации, т.е. перешифровка ее на моторные сигналы коррекции. Эти сигналы сно­ва поступают в мышцу. Получается кольцевой процесс управления.

Гиппенрейтер Ю.Б. Физиология движений и физиология активности

Дата добавления: 2014-01-11