5.2.4. Уровневое построение движений 

В сфере спортивной педагогики наиболее известна теория уровневого построения движений Н.А. Бернштейна, в которой обобщены материалы и концепции по вопросам координации движений в норме и патологии [5].

Рассматривая происхождение и трансформацию двигательной функции в многовековой эволюции живых организмов, Н.А. Бернштейн установил зависимости между двигательными задачами, которые живые существа решали в процессе эволюции, требованиями, предъявляемыми к организму при решении тех или иных двигательных задач, и изменениями в мозге и в рецепторных системах, позволяющими решать более сложные двигательные задачи. Способности живых организмов решать двигательные задачи более сложного характера обеспечивали особям биологические преимущества со всеми вытекающими последствиями естественного отбора. Установлено [5], что двигательные задачи, возникающие в жизнедеятельности живого организма, усложняются в процессе эволюции по следующим направлениям:

1)  увеличивается количество задач одного уровня сложности, повышаются требования к эффективности их решения (требования в отношении дифференцированности и точности), а также осложняется смысловая сторона повседневных действий и поступков животного;

2)  увеличивается количество непредвиденных двигательных задач, разрешать которые животному необходимо в жизни быстро и эффективно.

В первом случае развитие механизмов координации обеспечивается преимущественно эволюцией рецепторных систем, во втором – эволюцией центральных замыкательных систем.

В процессе эволюции животные, по мнению Н.А. Бернштейна, осваивали новый класс двигательных задач не плавно и постепенно, а относительно резким скачком, что обусловлено появлением в результате естественного отбора особей, способных справиться с новыми, качественно сложными двигательными задачами. Способность животного решать двигательные задачи более сложного типа взаимосвязана с филогенетическим развитием мозга и с появлением нового синтетического сенсорного поля. Каждому классу двигательных задач соответствуют и свои компоненты мозга, и рецепторная система. Совокупность морфологических и функциональных сторон организма, характерных для нового класса движений, Н.А. Бернштейн назвал уровнем построения движений и двигательных координаций.

Для организма человека Н.А. Бернштейн выделил пять уровней построения движений (рис. 9).

 

 Ядра: R – красное ядро, D – ядро Дейтерса, Cq – четверохолмие, Hth – hypothalamus, Nd – зубчатое ядро, P – pallidum, Gm – внутреннее и Gl – наружное коленчатое тело; Crb – кора мозжечка, Str – striatum, Th – зрительный бугор, Pm – премоторная зона коры, Pyr – пирамидная область, Pc – постцентральная извилина, Ac – слуховая, Opt – зрительная зона, Par – теменная область. II. Пути: Pyr – пирамидный, Rsm – рубро-спинальный, Ts – тектоспинальный, Vs – вестибулоспинальный, Sth – спиноталамический, Fp – заднестволовой, Scrb – спиноцеребеллярный, Fp – фронто-понтоцеребеллярный, Otpc – затылочно-височно-понтоцеребеллярный путь

Рисунок 9 – Схема основных ядер и проводящих путей мозга с указанием распределения их по координационным уровням А – Д (для удобообозримости схемы действительное пространственное расположение ядер сильно искажено) [по 5]

 

Рассмотрим классы двигательных задач, которые решаются на различных уровнях, сенсорные системы и компоненты мозга (рис. 9), позволяющие человеку решать соответствующие задачи.

1. 1.  Уровень А (рубро-спинальный уровень палеокинетических регуляций). На уровне А (рис. 9) осуществляется построение следующих движений:

а) спинальные рефлексы (рефлекс реципрокной иннервации и денервации антагонистов, находящийся в основе любого движения конечностей, и др.);

б) центральное регулирование скоростных показателей возбудимости мотонов, под которыми Н.А. Бернштейн понимал мотоневрон и соединенный с ним мышечный пучок – мион;

в) тонические рефлексы.

Под тонусом применительно к рассматриваемому уровню построения движений понималось текучее состояние подготовленности нервно-мышечной периферии к избирательному приему эффекторных импульсаций и к их реализации. К ним отнесены самостоятельные тонические сокращения, расслабления скелетных мышц, механический фон совокупности коэффициентов упругости и возбудимости, на котором протекают тетанусы, и вся совокупность явлений предварительной установки нервно-мышечной периферии на готовящуюся поступить к ней эффекторную импульсацию.

Афферентации, входящие в комплекс механизмов построения уровня А, составляют компоненты проприоцептивной чувствительности, исходящие из концевых аппаратов, воспринимающие величину и направление мышечных напряжений и усилий, и из отолитовых аппаратов уха, а также компоненты «протопатической чувствительности» (тангорецепторика). Афферентация уровня А дает человеку информацию о положении и направленности его тела в поле тяготения, о величинах растяжения (по длине) и напряжения (по силе) скелетных мышц.

1. 2.  Уровень В (уровень синергий и штампов, или таламо-поллидарный уровень). На уровне В (рис. 9) строятся следующие движения:

а) высокослаженные движения;

б) координация движений во времени;

в) «штампы», т. е. повторные движения, практически равные по своим характеристикам предшествующим движениям.

Афферентация уровня В является преимущественно пропреоцептивной, но имеющей свои отличия по сравнению с афферентацией уровня А: преобладание информации об углах в сочленениях, скоростях и взаимных расположениях звеньев, давлении, глубинное осязание, осязание прикосновения, укола, трения, болевая, вибрационная и температурная чувствительность. Таким образом, афферентация уровня В – это афферентация о движениях собственного тела.

3. Уровень С (пирамидно-стриальный уровень пространственного поля). Ведущая афферентация уровня С – синтетическое пространственное поле. В ее состав входят зрительные поля, осязательно-проприоцептивные, слуховые и вестибулярные, а также кора полушарий нового мозжечка [5, с. 81].

Движения уровня пространственного поля имеют ярко выраженный целевой характер: «…они ведут откуда-то, куда-то и зачем-то» [5, с. 83]. Считается, что в сложном уровне пространственного поля С необходимо выделить два подуровня (С₁ и С₂), которые не являются самостоятельными, и один уровень в какой-то степени подчинен другому. Движения в пространственном поле по своей сути переместительны. Подуровень С₁ приспосабливает движения по их ходу к внешней среде (приспособление ходьбы, бега и других перемещений к рельефу местности и т. д.). В подуровне С₂ «…приспосабливаемость к внешнему пространству становится тоньше и специализированнее, приобретая более выраженный целевой или финальный характер», т. е. отвечает за конечный результат перемещения, с установкой на точность и меткость [5, с. 84]. К движениям уровня С относят также и силовые движения: поднятие тяжестей, баллистические движения и др.

Н.А. Бернштейн выделил важнейшие самостоятельные виды и группы движений, которые строятся на уровне пространственного поля С [5, с. 98–106].

1. Подуровень С₁:

а) всевозможные локомоции: ходьба, бег, лазание, плавание, ходьба по канату, ходьба на руках, а также циклические локомоции на приспособлениях (бег на коньках, ходьба на лыжах и др.) и ациклические локомоции (прыжки с разбега и с места, прыжки в цель и др.);

б) нелокомоторные движения всего тела в пространстве (сальто, упражнения на брусьях, кольцах и др.);

в) движения «манипулирования с пространством» отдельных частей тела (движения рук на клавиатуре компьютера и др.);

г) перемещение вещей в пространстве (движения взятия, схватывания, ловли предмета, переноса, передвигания, вдавливания, доставания и др.).

2. Переходная группа между подуровнями С₁ и С₂:

а) баллистические движения на силу, тяготеющие к подуровню С₁ (толкание ядра, метание гранаты, рывок штанги и др.);

б) баллистические движения на меткость, тяготеющие к подуровню С₂ (метание снарядов в цель, городки, теннис и др.).

3. Подуровень С₂:

а) движения прицеливания (прицелы на бильярде, установочно-выжидательные движения вратаря в футболе и др.);

б) подражательные и копирующие движения (имитация зрительно- воспринимающих движений другого человека и др.).

4. Уровень D (теменно-премоторный уровень действий). Ведущей афферентацией уровня D является предмет, имея в виду широкую трактовку этого термина: мотив двигательной деятельности на этом уровне – не сам предмет, а смысловая сторона действия с предметом. Построение движений на уровне D представляет собой смысловые акты (элементарные поступки, определяемые смыслом решаемой задачи) [5, с. 129]. Для уровня D введены два понятия: смысловая структура действия и его двигательный состав. Смысловая структура двигательного акта определяется содержанием двигательной задачи. Двигательный состав включает цепь последовательных элементов, если речь идет о цепном действии, а также, в зависимости от двигательной задачи, может определяться биомеханическим устройством рычагов и кинематических цепей тела и другими компонентами. Среди отдельных движений, образующих цепь действий, выделены ведущие движения – звенья, реализующие смысловые этапы действия, и вспомогательные, или фоновые движения, играющие второстепенную по смыслу, но необходимую роль. К вспомогательным движениям отнесены возвратные движения, замахи и др. Таким образом, смысл действий на уровне D состоит не в перемещениях, а в разнообразных и сложных формах изменения окружающей среды с целью удовлетворения потребностей человека.

Говоря о составе двигательного действия, отмечена высокая автоматизированность этих актов (предметных навыков, сноровок и т. д.), которые получили название «высшие автоматизмы» [5, с. 131-132]. Считается, что высшие автоматизмы сами по себе являются не смысловыми элементами, а техническими средствами, поэтому должны строиться на нижележащих уровнях. В то же время для построения движений на уровне D высшие автоматизмы необходимо вырабатывать в соответствии с решаемыми двигательными задачами.

Н.А. Бернштейн классифицировал виды действий на уровне D, а также привел примеры [5, с. 142–144].

Группа 1. Двигательные действия со сравнительно малым участием технических фонов (высших автоматизмов) (ощупывания, примеривания, разглядывания, пересыпания, открывания и др.).

Группа 2. Акты с фоновым преобладанием подуровня С₂ пространственного поля С (действия, технические фоны и навыки которых тесно связаны с точностью, метричностью движений, значимостью оптического контроля, например, действия хирурга, токаря и др.).

Группа 3. Акты с фоновым преобладанием подуровня С₁ пространственного поля С (влезание по веревке, на веревочную лестницу или дерево, балансирование предметов в положениях неустойчивого равновесия и др.).

Группа 4. Акты с преобладающим фоновым участием уровня синергий В (греко-римская борьба, прыжок с шестом, фокусы «ловкости рук» и др.).

Группа 5. Акты с необходимым участием как уровня пространственного поля, так и уровня синергий (фехтование, стрельба из лука, многие из действий горно-лыжного спорта и др.).

Группа 6. Акты с преобладанием фонового участия уровня А (некоторые из движений массажа и др.).

5. Уровни группы Е (уровни, находящиеся выше уровня действий). Установлено, что не все двигательные акты могут быть построены на уровне D. Исследование таких видов деятельности человека, как речь, письмо и др., показало, что существуют механизмы координации, находящиеся на более высоком по сравнению с D иерархическом уровне. Причем количество таких уровней установить не удалось. Н.А. Бернштейн не предпринимал попыток классифицировать двигательные акты, которые строятся на уровне Е. В то же время он выделил две группы актов, которые, по его мнению, можно несомненно отнести к координациям верхней группы [5, с. 150]:

1) все разновидности речи и письменности (устная речь, «пальцевая речь» глухонемых, стенография, морзирование и т. п.);

2) музыкальное, театральное и хореографическое исполнение.

Развивая идеи Н.А. Бернштейна, его последователь и ученик Л.В. Чхаидзе предложил собственную схему формирования и регулирования двигательного акта (рис. 10).

 

 

Рисунок 10 – Схема регулирования двигательной функции при формировании и реализации двигательного действия [по 65]