1625915635-92a031038627ac3eac2957c3e668e3ef (843953), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Интенсивность штриховки мышц соответствует силе ихсокращений.осуществляется главным образом мышцами голеностопного сустава и вменьшей степени коленного и тазобедренного суставов. В осуществленииходьбы участвуют также мышцы спины (рис. 3.7). Наибольшая активностьмышц наблюдается в фазу опоры. При этом за счет одновременной актив¬ности сгибателей и разгибателей нога становится опорной, способной не¬сти массу тела.Сопоставление изменений межзвенных узлов в тазобедренном, колен¬ном и голеностопном суставах с распределением по времени активностимышц приводит к выводу, что движение ноги в фазу переноса в значите¬льной степени осуществляется за счет сил инерции подобно двухзвенномумаятнику.Анализ работы мышц при ходьбе показывает, что в разные фазы шагаони сокращаются в разных режимах — концентрическом, т.е. с укорочени¬ем (мышцы, осуществляющие подошвенное сгибание стопы в опорномпериоде); эксцентрическом — с удлинением (передняя большеберцоваямышца во время «прислаивания» стопы обеспечивает плавность ее опуска¬ния на опору); изометрическом — без изменения длины (мышцы тазобед¬ренного сустава во время переката через пятку).166Повторяемость параметров движений в последовательных циклах приходьбе не абсолютна: движения обладают некоторой вариабельностью.Наименьшая вариабельность у кинематической картины ходьбы, наиболь¬шая — в работе мышц, проявляющаяся в изменениях электромиограмм отцикла к циклу.
Это отражает корригирующую деятельность ЦНС, котораяпри каждом шаге вносит в стандартную структуру ходьбы поправки, необ¬ходимые для обеспечения относительного постоянства ее кинематики иустойчивости движения.Бег отличается от ходьбы тем, что нога, которая находится позади, от¬талкивается от опоры раньше, чем другая опускается на эту опору. В резу¬льтате в беге имеется безопорный период — период полета. В беге благода¬ря большим, чем при ходьбе, скоростям перемещения более значительнуюроль играют баллистические компоненты движения — перемещение зве¬ньев ноги по инерции.Рабочими движениями в широком смысле слова могут быть названы са¬мые разные целенаправленные движения, совершаемые как в процессетруда, так и в повседневной жизни.У человека основным рабочим органом является рука, причем для вы¬полнения двигательной задачи обычно наиболее важно положение кисти,которая в результате движения должна в определенный момент оказатьсяв определенном месте пространства.
Благодаря большому числу степенейсвободы верхней конечности кисть может попасть в нужную точку по раз¬ным траекториям и при различных соотношениях углов в плечевом, лок¬тевом и лучезапястном суставах. Это многообразие возможностей позволя¬ет выполнять двигательную задачу, начиная движение из различных ис¬ходных поз, и в то же время ставит ЦНС перед сложной задачей выбораодного варианта из многих.Электромиографическис исследования ряда рабочих движений показа¬ли сложную картину работы мышц, однако в этой картине часто можновыделить устойчивые сочетания активности некоторых мышц, используе¬мые в различных движениях.
Это синергии, основанные на врожденныхили выработанных в процессе опыта связях, которые, являясь устойчивы¬ми компонентами движений, упрощают управление сложными двигатель¬ными актами и помогают преодолеть избыточность числа мышц и количе¬ства степеней свободы.При совершении одного и того же, даже простого, движения организа¬ция мышечной деятельности в сильной степени зависит от вмешательствайемышечных сил, в частности внешних по отношению к человеку.
Так,При ударе молотком, когда к массе предплечья добавляется масса молоткаИ, следовательно, возрастает роль инерции, разгибание предплечья совер¬шается по типу баллистического движения — мышцы-разгибатели активны только в начале разгибания, которое дальше совершается по инерции,а в конце притормаживается мышцами-антагонистами. Аналогичное покинематике движение при работе напильником, когда основная внешняясила (трение) совершается путем непрерывной активности мышцы на про¬тяжении всего разгибания.
Если первое из этих двух движений является восновном предпрограммированным, то во втором велика роль обратныхсвязей.Поза. У млекопитающих животных и человека поддержание позы обес¬печивается теми же фазическими мышцами, что и движения; специализи¬рованные тонические мышцы отсутствуют. Отличие заключается в том,Что при «позной» деятельности сила сокращения мышц обычно невелика,режим близок к изометрическому, длительность сокращения значительна.167Рис. 3.8. Площадь опоры тела вудобной стойке.S — точка, соответствующая проекцииобщего центра тяжести тела.В «позный», или постуральный,режим работы мышц вовлека¬ются преимущественно низко¬пороговые, медленные, устой¬чивые к утомлению двигатель¬ные единицы.Одна из основных задач «позной» деятельности мышц —удержание нужного положениязвеньев тела в поле силы тяже¬сти (удержание головы от свисания, удержание корпуса от наклона впе¬ред, голеностопных суставов от тыльного сгибания при стоянии и др.).Кроме того, «позная» активность может быть направлена на фиксацию су¬ставов, не принимающих участия в осуществляемом движении.
В трудовойдеятельности удержание позы бывает связано с преодолением внешнихсил.Типичный пример позы — стояние человека. Сохранение равновесияпри стоянии возможно в том случае, если проекция центра тяжести теланаходится в пределах опорного контура, т.е. площади, занимаемой наплоскости опоры стопами (рис. 3.8). Вертикаль, опущенная из общегоцентра тяжести тела, при стоянии проходит несколько впереди оси голе¬ностопных и коленных суставов и несколько позади оси тазобедренных.Следовательно, на эти суставы действуют моменты сил тяжести вышерас¬положенных звеньев тела, а это делает необходимым для удержания позыстояния напряжение многих мышц туловища и ног.
Развиваемая этимимышцами сила невелика. Максимальное напряжение при стоянии разви¬вают мышцы голеностопного сустава, меньшее — мышцы коленного итазобедренного суставов. У большинства мышц активность поддержива¬ется на более или менее постоянном уровне. Другие, например передняябольшеберцовая мышца, активируются периодически. Последнее обу¬словлено небольшими колебаниями центра тяжести тела, постоянно про¬исходящими при стоянии как в сагиттальной, так и во фронтальнойплоскостях.
Эти колебания могут быть зарегистрированы специальнымприбором — стабилографом, работающим с помощью тензодатчиков.Мышцы голени противодействуют отклонениям тела, возвращая его ввертикальное положение. Таким образом, поддержание позы — этоактивный процесс, осуществляющийся, как и движение, с участием об¬ратных связей от рецепторов. В поддержании вертикальной позы участ¬вуют зрение и вестибулярный аппарат. Важную роль играет проприорецепция.Поза стояния у человека энергетически относительно экономна, таккак моменты силы тяжести невелики вследствие близости проекции тяже¬сти тела к осям основных суставов ног.
Менее экономно стояние у многихживотных, например у кошки и собаки, которые стоят на полусогнутыхконечностях.Поддержание равновесия при стоянии — только частный случай «позной» активности. Механизмы поддержания равновесия используются168также при локомоции и повседневной двигательной деятельности. Напри¬мер, быстрое движение руки может вызывать нарушение равновесия.Обычно этого не происходит, потому что произвольному движению пред¬шествуют такие изменения в системе регуляции позы, которые заранее из¬меняют распределение «позной» активности мышц и тем самым обеспечи¬вают нейтрализацию последствий движения — так называемые позныекомпоненты произвольного движения.
Эта упреждающая «познал» актив¬ность осуществляется автоматически с очень короткими центральными за¬держками. Роль упреждающей активности в стабилизации положения зве¬ньев тела можно проиллюстрировать простым примером: студент удержи¬вает на ладони вытянутой руки учебник физиологии. Если его товарищвнезапно снимет эту книгу с ладони, то рука резко подпрыгнет вверх, еслиже студент сам снимет книгу свободной рукой, то ладонь останется напрежнем уровне.К понятию позы примыкает понятие мышечного тонуса. Термин «то¬нус» многозначен; в применении к скелетным мышцам им обозначаюткомплекс явлений. В покое мышечные волокна обладают тургором(упругость), определяющим их сопротивление давлению и растяжению.Тургор составляет тот компонент тонуса, который не связан со специфи¬ческой нервной активацией мышцы, обусловливающей ее сокращение.Однако в естественных условиях большинство мышц обычно в некоторойстепени активируется нервной системой, в частности, для поддержанияпозы («позный тонус»).
Полное расслабление мышцы, когда электроми¬ографическим методом не регистрируется никаких потенциалов дейст¬вия, достигается только в условиях полного покоя и при исключении за¬дачи поддержания позы в поле силы тяжести (исследуемая часть тела ле¬жит на опоре).Другой важный компонент тонуса — рефлекторный, определяетсярефлексом на растяжение. При исследовании на человеке он выявляетсяпо сопротивлению растяжения мышцы в случае пассивного поворотазвена конечности в суставе.
Если в процессе такого исследования запи¬сать электромиограмму, то в растягиваемой мышце регистрируется элект¬рическая активность, свидетельствующая об активации двигательныхединиц. У здорового человека рефлекс на растяжение при пассивномдвижении наблюдается только в процессе самого растяжения, в случаедостаточно большой скорости растяжения. Тонический компонент реф¬лекса на растяжение, т.е.