Механізми організації рухів

У психології встановлено, що будь-яка людська діяльність існує у формі дії або ланцюга дій. Отже, центральною ланкою психологічної структури діяльності виступає рухова дія, базальним компонентом якої є «живий рух».

Живий рух, за М. О. Бернштейном, – це активний функціональний орган, який розвивається, що має структуру, яка диференціюється на деталі, і власну біодинамічну тканину. Орган, який не можна редукувати до матеріального субстрату руху.

Живий рух повинен мати певні життєві функції, для характеристики яких М. О. Бернштейн використовував поняття «рухове завдання». Завдання «побудови руху» в унікальній предметній ситуації є фантастичним за своєю складністю. Щоб вирішити її, тіло, що має психіку, вимушене якимсь нераціональним шляхом осягнути складну фізику (статику, динаміку, кінематику) конкретної предметної ситуації й погоджувати її з тілесною біомеханікою.

Рішення подібних завдань вимагає формування функціональних органів, в тканину яких вплетені когнітивні, емоційно-оцінні компоненти, які М. О. Бернштейн співвідносив із «моделями потрібного майбутнього». Живий рух у концепції М. О. Бернштейна – це не реакція, а акція, не відповідь на зовнішнє подразнення, а рішення задачі.

Численні дослідження показують, що у функціональну структуру дії входять когнітивні компоненти: 1) план-програма майбутньої дії; знаходиться перед власне виконавчим компонентом дії; 2) контроль, що пов’язаний зі схемами пам’яті; знаходиться після нього й завершує рух.

Функціональна структура живого руху має характеристики простору, часу й предметності. Предметність, не будучи рухом, надає йому сенс, управляє його протіканням, ініціює його, регулює просторово-часові характеристики, нарешті, перериває або припиняє його.

Зазначені характеристики визначають собою те, що було названо внутрішньою картиною руху, або внутрішньою моторикою, тобто моторикою, що не входить до складу зовнішніх рухів, що безпосередньо виконують цей руховий акт. Внутрішня моторика – це уявлення суб’єкта про простір можливих дій або можливі способи дії в тій або іншій ситуації. Формування внутрішньої моторики – це початок формування внутрішнього плану діяльності.

Складні рухові дії й виконавчу діяльність порівнюють з «розумною роботою». У психології їх описують у таких термінах, як сенсомоторний, або практичний інтелект. Дія може бути зовнішньою, виконавчою і водночас когнітивною, інтелектуальною, розумною. Дія може бути внутрішньою й зовсім не обов’язково розумною, доцільною.

Дія, у цілому, і рухи, що складають її, повинні мати чутливість. Існує загальне правило формування дії: для того, щоб стати керованою, вона має бути такою, що відчувається. Процеси побудови дії й управління нею засновані на двох видах чутливості: чутливість до ситуації й чутливість до виконання. Оцінка ефектів вказаних видів чутливості – це, по суті, початок оцінки рефлексії ситуації, узятої не самій по собі, не абстрактно, а у відношенні до власних можливостей дії в актуальній або майбутній предметній дійсності. Дія містить у собі не лише елементи реактивності й чутливості, але також і елементи пам’яті, передбачення й оцінки. Без передбачення, тобто без мети, вона не може початися, без пам’яті вона не може закінчитися, без оцінки та контролю вона лише випадково може бути ефективною.

Складні стосунки між програмуванням рухів і зворотними зв’язками в їх регуляції привели дослідників до необхідності формулювання цілісних концепцій управління рухами.

Згадно з теорією М. О. Бернштейна, яка досить повно та послідовно описує процеси регулювання великого класу рухів, в основі управління рухами – не пристосування до умов зовнішнього середовища, не відповіді на зовнішні стимули, а усвідомлене підпорядкування середовища, його перебудова відповідно до потреб індивідуума.

Досліджуючи мікроструктуру рухів за допомогою розробленого ним методу кіноциклографії, М. О. Бернштейн відкриває їх здатність реагувати як на нюанси умов виконання дії, так і на коливання власної структури. Ця здатність пояснюється механізмом сенсорних корекцій.

На рис. 7. 1. представлена блок-схема координованого управління руховим актом.

Рис. 7. 1. Схема рефлекторного кільця М. О. Бернштейна.

 

Кільце функціонує таким чином. У програмі записані послідовні етапи складного руху. У кожен момент відпрацьовується якийсь її етап, або елемент, і відповідна спеціалізована програма спускається в задаючий прилад.

Із задаючого приладу сигнали поступають на прилад звірення; М. О. Бернштейн позначає їх двома латинськими буквами SW (Soll Wert, що означає «те, що повинно бути»). На той же блок від рецептора приходять сигнали зворотного зв’язку, що повідомляють про стан робочої точки; вони позначені IW (від нім. Ist Wert, що означає «те, що є»). У приладі звірення ці сигнали порівнюються, і на виході з нього виходить DW, тобто сигнали розузгодження між необхідним і фактичним станом речей. Вони потрапляють на блок перешифрування, звідки виходять сигнали корекції; через проміжні центральні інстанції (регулятор) вони потрапляють на ефектор.

Окрім рефлекторного кільця Бернштейн висунув ідею про рівневу побудову рухів. Під час своїх досліджень він виявив, що залежно від того, яку інформацію несуть сигнали зворотного зв’язку – чи повідомляють вони про міру напруги м’язів, про відносне положення частин тіла, про предметний результат руху і т. ін., – аферентні сигнали потрапляють до різних чутливих центрів головного мозку і відповідно перемикаються на моторні шляхи на різних рівнях. Причому під рівнем слід розуміти буквально «шари» в ЦНС. Так були виділені рівні спинного й довгастого мозку, рівень підкіркових центрів, рівень кори. Кожен рівень має специфічні, властиві тільки йому моторні прояви, кожному рівню відповідає свій клас рухів.

Рівень А – найнижчий і філогенетично найдавніший. У людини він не має самостійного значення, але відповідає за найважливіший аспект будь-якого руху – тонус м’язів. На цей рівень поступають сигнали від м’язових пропріорецепторів, які повідомляють про міру напруги м’язів, а також інформація від органів рівноваги. Самостійно цей рівень регулює дуже нечисленні рухи, які переважно пов’язані з вібрацією і тремором. Наприклад, цокот зубів від холоду.

Рівень В – рівень синергій. На цьому рівні переробляються сигнали в основному від м’язово-суглобових рецепторів, які повідомляють про взаємне положення і рух частин тіла. Таким чином, цей рівень замкнутий па простір тіла. Рівень В бере участь в організації рухів вищих рівнів, і там він бере на себе завдання внутрішньої координації складних рухових ансамблів. До власних рухів цього рівня відносяться потягування, міміка і т. ін.

Рівень С. Цей рівень Бернштейн назвав рівнем просторового поля. На цей рівень надходять сигнали від зору, слуху, дотику, тобто вся інформація про зовнішній простір. Тому на цьому рівні будуються рухи, що пристосовані до просторових властивостей об’єктів, – до їх форми, положення, довжини, ваги. До рухів цього рівня відносяться всі рухи, що пов’язані з переміщенням.

Рівень D – рівень предметних дій. Це рівень кори головного мозку, що відповідає за організацію дій із предметами. До цього рівня відносяться всі гарматні дії й маніпуляції з предметами. Рухи на цьому рівні представлені як дії. В них не фіксований руховий склад, або набір рухів, а лише заданий конкретний результат.

Рівень Е – найвищий рівень – рівень інтелектуальних рухових актів. До цього рівня відносяться: мовні рухи, рухи листа, рухи символічної або кодованої мови. Рухи цього рівня визначаються не предметним, а абстрактним, вербальним сенсом.

Цілеспрямовані рухи людини є рухами вищих рівнів. Нижчі рівні грають підрядну роль, виконуючи при цьому фонові координації. Залежно від мети й смислового змісту рухового акту один із рівнів бере на себе роль ведучого, який координує дії фонових рівнів, що пролягають нижче. У русі усвідомлюється тільки провідний рівень. Вироблення рухової навички – це процес формування під час навчання й тренування рівневого складу руху, виділення провідного рівня і координація між собою всіх залучених в управління рівнів.

П. К. Анохін розглядав поведінковий акт як гетерогенне утворення, що складається з певної кількості вузлових механізмів, кожен із яких займає своє власне місце. У запропонованій ним моделі елемент або компонент функціонування повинні розумітися як самостійне й незалежне утворення, а як елемент, ступені свободи якого підпорядковані загальному плану функціонування системи, спрямованому на отримання корисного результату.

Згідно теорії функціональної системи П. К. Анохіна (рис. 7. 2), результат, потрібний у даний момент її пристосувальної діяльності, залежить від внутрішніх процесів, що протікають на стадії аферентного синтезу.

Аферентний синтез, згідно з теорією П. К. Анохіна, здійснюється при взаємодії чотирьох чинників: 1) пускової аферентації (ПА); 2) обстановкової аферентації (ОА); 3) пам’яті; 4) мотивації. Пусковий сигнал приймається за допомогою органів чуття (у вигляді відчуттів), що посилає відповідні подразнику сигнали по провідниках, що йдуть до нервових центрів – аферентним нервам. У центральній нервовій системі ці сигнали обробляються, унаслідок чого відчуття синтезуються й виникає сприйняття об’єктів і ситуацій. «Пізнання» пускової інформації відбувається за допомогою довготривалої й короткочасної пам’яті, тобто слідів від попередньої в аналогічній ситуації діяльності.

Рис. 7. 2. Загальна архітектура функціональної системи поведінкового акту (за П. К. Анохіним)

 

Переробка в центральній нервовій системі пускової інформації необхідна для визначення значущості сигналу, тобто усвідомлення значення цього сигналу для людини. Це особливо важливо в тих випадках, коли одночасно поступає декілька сигналів і людина повинна вибрати, на які слід реагувати, а на які ні, визначити першочерговість. Допомагає здійснювати такий вибір механізм домінанти.

Пізнання пускового сигналу призводить до появи «моделі потрібного майбутнього», як говорив М. О. Бернштейн, тобто моделі того, що повинно статися під впливом стимулу.

Таким чином, аферентний синтез із урахуванням обстановкової аферентації потрібний для того, щоб ще до початку дії, у разі відхилення системи від звичайного стану, внести поправки до звичної, закріпленої минулим досвідом реакції. Мотивація, особливо соціального характеру, або посилює реагування, або як цензор відміняє намічену дію.

Аферентний синтез призводить до отримання відомостей, необхідних для ухвалення обгрунтованого рішення: що робити, яка мета дії, завдання. Проте постановка завдання – це ще половина справи. Потрібний наступний етап управління: визначення того, як та за допомогою яких наявних ресурсів і засобів можна вирішити завдання.

Настає етап програмування дії або поведінки в цілому. Програмування рухових дій повинне передбачати параметри рухів (простір, швидкість, темп, зусилля) і хід рухів у деталях (почерговий вступ м’язів у дію). Передбачення пов’язане передусім із мозковими й психічними процесами. При багаторазовому застосуванні одного й того ж подразника в людини формується нервова модель стимулу, і вона починає передбачати появу саме цього подразника.

При імовірнісному програмуванні майбутнього реагування важливу роль відіграє біологічна мотивація. Мотиваційне збудження, що виникає на основі внутрішньої потреби, укладає у своїй архітектоніці властивості тих подразників, які призводять до задоволення цієї потреби; впливаючи на кіркові клітини, воно створює особливу хімічну «настроєність». Така настроєність клітин визначає їх реакцію, завдяки чому здійснюється активна фільтрація сенсорної інформації. Таким чином, мотиваційне збудження визначає активне використання й підбір спеціальних подразників зовнішнього світу, що сигналізують про об’єкти, здатні задовольнити початкову потребу організму. Це випереджаюче віддзеркалення результату діяльності формується на основі аферентного синтезу.

При здійсненні екстрених довільних дій особлива роль належить передбаченню дій, здійснюваних свідомо, усвідомлено програмованих. Програмування дій і діяльності з урахуванням прогнозу ситуації здійснюється в трьох можливих варіантах: за наявності повної інформації, за наявності часткової інформації і при повній відсутності інформації. Ці варіанти відповідають вірогідності від одиниці до нуля. Природно, програма досягнення мети складається з урахуванням цих трьох варіантів.

Після закінчення програмування надходить сигнал до реалізації програми й виконання самої програми (дія).

Людина повинна знати, як поетапно і в цілому здійснюється програма, й у разі відхилення від програми повиненна внести виправлення, що повертають реакції системи в запрограмоване русло. Контроль за діями здійснюється за допомогою зворотної аферентації. Зворотний зв’язок – це інформація про те, що сталося або відбувається в даний момент у функціональній системі, як здійснюються дії, які їх результати. Якщо інформація про рухи поступає з дистанційних аналізаторів (зорового, слухового, тактильного), то говорять про зовнішній зворотний зв’язок. Якщо інформація про рухи поступає з пропріорецепторів м’язів, сухожиль, зв’язок і суглобових сумок, то говорять про внутрішній зворотний зв’язок. За допомогою зовнішнього зворотного зв’язку людина дізнається про результат досконалої дії, а за допомогою внутрішнього передусім про те, як здійснювався рух. На підставі аналізу цієї інформації вона може побічно судити й про результат дії, якщо вже має досвід зіставлення внутрішньої інформації із зовнішньою (наприклад, спортсмен тільки за м’язовими відчуттями може судити про те, наскільки вдалою була його спроба). Зовнішній і внутрішній зворотні зв’язки взаємодоповнюють один одного, хоч і відіграють різну роль на різних етапах навчання. На перших стадіях опанування рухових дій провідна роль належить зовнішньому зворотному зв’язку (зоровому і мовному), у міру формування навички все більшу роль набуває внутрішній зворотний зв’язок, оскільки підвищується роль м’язового почуття й воно може забезпечити велику точність рухів, ніж зоровий контроль. Зворотний зв’язок включає не лише сигнали з рецепторів, розташованих у працюючих органах (ефекторах). Головне в зворотному зв’язку – це встановлення за допомогою зворотної інформації, на якій стадії рішення задачі або досягнення мети знаходиться у даний момент функціональна система (чи людина). Знаючи це, людина може далі планувати свою діяльність. Для того, щоб це дізнатися, потрібно звірити (порівняти) інформацію, що поступає по каналах зворотного зв’язку, з інформацією, що відображає, що повинно бути. Нервові утворення, що здійснюють функцію звірення, П. К. Анохін назвав «акцептором дії». У результаті порівняння інформації виникає сигнал узгодження або розузгодження, який передається в програмуючий апарат і враховується при управлінні дією. До виконавчих органів посилається «санкціонуюча аферентація». Цей сигнал призводить або до продовження дії (якщо програма не виконана, але дія здійснюється відповідно до неї), або до зупинки (припиненню дії), якщо програма повністю виконана, або до переробки програми (якщо потрібний результат за цією програмою не досягається).

Важливо відмітити, що за допомогою звірення різних видів інформації передбачається хід дії в майбутні миті, тобто апарат звірення допомагає здійснювати не лише кінцевий (результуючий) контроль, але й поточний.

Звичайно, не слід уважати, що зворотний зв’язок завжди забезпечує точне виконання дій. Точність може бути й не досягнута через запізнювання звірення й видачі сигналу до коригування програми, а також через те, що для звірення подається неправильний еталон.