Глава 2. О построении движений.

Двигательная система позвоночных включает пассивную часть (скелет) и активную (поперечнополосатая мускулатура).

Пассивный двигательный аппарат составляется из костных звеньев и не обеспечивает устойчивости системы без активного участия мускулатуры. Эти звенья подвижно сочленены между собой и образуют кинематические цепи. Мера взаимной подвижности двух звеньев кинематической цепи определяется степенями свободы подвижности и деформируемостью.

Степени свободы подвижности характеризуют многообразие направлений и форм подвижности (подвижность локтевой кости относительно плечевой).

Число степеней свободы взаимной подвижности звеньев кинематической цепи - необходимое и достаточное число независимых друг от друга координат, которые должны быть назначены для того, чтобы поза органа оказалась определена.

Подвижности кинематических цепей человеческого тела огромны и исчисляются девятками степеней свободы. Преобладающее большинство машин обладает одной степенью свободы т.е. вынужденного движения.

Таким образом переход от одной степени свободы т. е. от вынужденного типа подвижности, к двум или нескольким степеням знаменует собой возникновение необходимости выбора или трассирования траектории движения.

В сложной кинематической цепи всякая сила, возникающая в одном из звеньев вызывает целую систему реактивных или отраженных сил, передающихся на все остальные звенья. Эти реактивные силы делают общую динамическую картину движения цепи — непредусмотримой. Сделать такую многозвенную цепт послушной невозможно принципиально. Для того, чтобы статически зафиксировать позу сложной кинематической цепи, необходимо закрепить каждую из имеющихся у нее степеней свободы независимым друг от друга связями, по одной на каждую степень.

КЦ (кинематич.цепь) — управляема, если мы в состоянии назначить определенные желательные для нас траектории движения для каждого из элементов цепи и заставить эти элементы двигаться по назначенным им путям. В этом преодолении избыточных степеней свободы движущегося органа, т. е. в превращении последнего в управляемую силу, как раз и заключается основная задача координации движений. В течение же долги десятилетий развития нервной физиологии держалось убеждение, что зависимость между мышечным напряжением и движением пряма и однозначна.

Движение КЦ определяют внутренние, внешние и реактивные силы (организму подвластна только первая категория).

Напряжение мышцы — есть функция сразу двух переменных: ее физиологического состояния и ее наличной длины.Напряжение, развиваемое мышцей входит частью в систему тех сил, которые вызывают перемещение и деформацию КЦ. Изменение напряжения мышцы изменяет ее наличную длину, а это изменение длины вызывает изменение напряжения мышцы. Эта кольцевая зависимость — периферический цикл взаимодействия. Итак, между мышечным напряжением и результирующим движением нет однозначной зависимости — здесь имеет место принципиальная неопределенность.

ЦНС координирует движения путем нескольких способов, а именно: (этот раздел сильно сокращен!)

• эффект действия инерционных сил

• эффект действия внешней силы тяжести

• эффект действия реактивных и инерционных сил

• эффект действия реактивных и иннерционных сил

Т.о. ЦНС будет в состоянии придать мышце требующееся напряжение, если она будет в курсе наличной длины мышцы и всех ее изменений. Для регулировании используется эффекторный процесс сензорных сигналов о позе кинематической цепи и о мере растяжения каждой из влияющих на ее движения мышц. Весь принцип координирования — принцип сензорных коррекций. Все известные в клинике формы органических расстройств координации связаны с заболеваниями рецепторных аппаратов, но у человека возможны компенсации способные преодолеть органическую атаксию (нарушение координации) и всегда они осуществляются путем включения в двигательный процесс нового вида чувствительности.

Все виды афферентации (постоянный поток нервных импульсов, поступающих в центральную нервную систему от органов чувств) организма принимают участие в осуществлении сензорных коррекции. т. е. каждый вид чувствительности выполняет функции наблюдения за движениями собственного тела и сигнализирует о них в ЦНС в порядке выполнения сензорных коррекции.

Вся совокупность рецепторных отправлений — проприоцепторика (в широком смысле).

Т.о. Перед нами не рефлекторная дуга, рефлекторное кольцо:

Рефлекторное кольцо представляет собой фундаментальную форму протекания двигательного нервного процесса.

Координация — это не особая точность или тонкость эффекторных нервных импульсов, а особая группа физиологических механизмов, создающих непрерывное организованное циклическое взаимодействие между рецепторным и эффекторным процессом.

Подведем итоги:

• Два решающих обстоятельства 1.факт избытка кинематических степеней свободы, зависящих от строения сочленений, и 2.факт упругой мышечной связи между звеньями подвижных цепей — оба факта в совокупности делают органы движения принципиально неуправляемыми системами. Но это не так

• Силы, обусловливающие фактическое движение: силы, исходящие от активного двигателя системы (внутренние силы , от мышц); внешние силы и реактивные силы.

• Сензорная коррекция эффекторных импульсов, управляющих мышечной активностью, ведется так, что чтобы равнодействующие всех упомянутых учавствующих в движении сил вели движущуюся систему из ее исходного положения в в требуемом направлении, с требуемой силой и скоростью

Координация движений — преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа, т. е. превращение последнего в управляемую систему. Указанная в определние задача решается по принципу сензорных коррекции, осуществляемых совместно самыми различными системами афферентации и протекающих по основной структурной формуле рефлекторного кольца.