Глава одиннадцатая

11. Психофизиология двигательной активности

Двигательная активность человека имеет очень широкий диа­пазон — от мышечных координации, требуемых для грубой ручной работы или перемещения всего тела в пространстве, до тонких дви­жений пальцев при операциях, выполняемых под микроскопом. Обеспечение всех видов двигательной активности осуществляет­ся на основе движения двух потоков информации. Один поток бе­рет начало на периферии: в чувствительных элементах (рецепто­рах), которые находятся в мышцах, суставных сумках, сухожиль­ных органах. Через задние рога спинного мозга эти сигналь: посту­пают вверх по спинному мозгу и далее в разные отделы головного мозга.

Взятые в совокупности сигналы от перечисленных образований образуют особый вид чувствительности — проприорецепцию. Хо­тя в сознании человека эта информация не отражается, благодаря ей мозг в каждый текущий момент времени имеет полное предста­вление о том, в каком состоянии находятся все его многочисленные мышцы и суставы. Эта информация формируют схему или образ те­ла. Не имея такого интегрального образования, человек не мог бы планировать и осуществлять ни одно движение. Схема тела — ис­ходное основание для реализации любой двигательной програм­мы. Ее планирование, построение и исполнение связано с деятель­ностью двигательной системы.

В двигательной системе основной поток информации направ­лен от двигательной зоны коры больших полушарий — главного центра произвольного управления движениями — к периферии, т.е. к мышцам и другим органам опорно-двигательного аппарата, кото­рые и осуществляют движение.

11.1. Строение двигательной системы

Существуют два основных вида двигательных функций: поддер­жание положения (позы) и собственно движение. В реальности раз­делить их достаточно сложно. Движения без одновременного удерпозы столь же невозможны, как удержание позы без движения.

Нервные структуры, отвечающие за регуляцию положения те­ла в пространстве и движения, находятся в разных отделах ЦНС — от спинного мозга до коры больших полушарий. В их располо­жении прослеживается четкая иерархия, отражающая постепенное совершенствование двигательных функций в процессе эволюции.

У большинства животных в процессе эволюции выработались сложные локомоторные системы, позволяющие им достаточно ус­пешно добывать пищу, спасаться от хищников, находить брачных партнеров и осваивать новые территории.

Локомоция стала возможной в результате формирования, взаи­модействия и координированной работы нервной, мышечной и ске­летной систем. Мышцы, участвующие в локомоции, работают как устройства, преобразующие химическую энергию в механическую. Мышцы способны сокращаться и при этом приводить в движение системы рычагов, составляющие часть скелета. Благодаря коорди­нированной работе рычагов, животное перемещается. Скелетно-мышечная система обеспечивает также поддержание позы и нахо­дится под общим контролем ЦНС.

Самый низший уровень в организации движения связан с двига­тельными системами спинного мозга. В спинном мозге между чув­ствительными нейронами и мотонейронами, которые прямо управ­ляют мышцами, располагаются вставочные нейроны, образующие множество контактов с другими нервными клетками. От возбуж­дения вставочных нейронов зависит, будет ли то или иное движе­ние облегчено или заторможено. Нейронные цепи или рефлектор­ные дуги, лежащие в основе спинальных рефлексов, — это анато­мические образования, обеспечивающие простейшие двигательные Функции. Однако их деятельность в значительной степени зави­сит от регулирующих влияний выше расположенных центров.

Высшие двигательные центры находятся в головном мозге и обеспечивают построение и регуляцию движений. Двигательные ак­ты, направленные на поддержание позы, и их координация с целе­направленными движениями осуществляется в основном структу­рами ствола мозга, в то же время сами целенаправленные движения требуют участия высших нервных центров. Побуждение к действию, связанное с возбуждением подкорковых мотивационных цен­тров и ассоциативных зон коры, формирует программу действия. Образование этой программы осуществляется с участием базальных ганглиев и мозжечка, действующих на двигательную кору че­рез ядра таламуса. Причем мозжечок играет первостепенную роль в регуляции позы и движений, а базальные ганглии представляют собой связующее звено между ассоциативными и двигательными областями коры больших полушарий (рис. 11.1).

Структура

Функция (выполняемая Роль в осуществлении изолированной структурой) движения

Подкорковые

и корковые

мотивационные

зоны

Ассоциативные

зоны коры

Базальные Мозжечок ганглии

Таламус

Т

Двигательная кора

Ствол мозга

Спинномозговые, нейроны

Моторные единицы

Побуждение к действию

Замысел действия

Схемы целенаправ­ленных движений (приобретенные и врожденные)

Регуляция позы

Моно- и полисинаптические рефлексы

Длина мышц Напряжение мышц /

План

Программа

Выполнение

Рис.11.1 Обший план организации двигательной системы.

Важнейшие двигательные структуры и их основные взаимосвязи указаны в левом столбце. Для простоты все чувствительные пути объединены вместе (кружок слева). В среднем столбце перечислены самые главные и твердо установленные функции, обнаруженные при раздельном изучении каждой из этих структур. В правом столбце указано, каким образом эти функции связаны с возникновением и выполнением движения. Следует обратить внимание на то, что базальные ганглии и мозжечок расположены на одном уровне, а двигательная кора участвует в превращении программы движения в его осуществление (по Дж. Дуделу с соавт., 1985)

Моторная или двигательная кора расположена непосредст­венно кпереди от центральной борозды. В этой зоне мышцы тела представлены топографически, т.е. каждой мышце соответствует свой участок области. Причем мышцы левой половины тела пред­ставлены в правом полушарии, и наоборот.

Двигательные пути, идущие от головного мозга к спинному, де­лятся на две системы: пирамидную и экстрапирамидную. Начинаясь в моторной и сенсомоторной зонах коры больших полушарий, боль­шая часть волокон пирамидного тракта направляется прямо к эф­ферентным нейронам в передних рогах спинного мозга. Экстрапи­рамидный тракт, также идущий к передним рогам спинного мозга, передает им эфферентную импульсацию, обработанную в комп­лексе подкорковых структур (базальных ганглиях, таламусе, моз­жечке).