Физиология человека (том 1) (947485), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Такие качества движения, кзк плавность, точность, необходимая сила, реализуются с участием мозжечка путем регуляции временных, скоросгных н пространственных характеристик движения. Животные с удаленнмми полушариями, но с сохраненным стволом мозга по координации движении почти не отличаются от интактных. Полупшрия мозга (кора и баэальные ядра) обеспечивают наиболее тонкие координации движений: двигательные реакции, приобретенные в ииднвпдуалъной жизни; Осуязесткление этих реакций базируется на работе рефлекторного аппарата ствола мозга и спинного мозга„функционирование которых многократно обогащается деятельностью высших отделов централнюй нервной системы.
Механизмы координации движений, роль тех или инмх отделов ЦНС в управлении движеннямн изучаются чаще в опьппх на животных, однако объектом исследования естссп|еиных движений является преимущественно человек, что обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, человек в зависимости от задачи иссеедоваиия может воспроизводить любую требуемую форму двигательной деятельности. Во-вторых, движения человека являются проявлением его поведения и трудовой деятельности и поэтому представляют особый интерес как с теоретической точки зрения вследствие их сложности и дифференцированности, тик и с практической — в связи с их значением для медицинм, физиологии труда, космонавтики„эрп)попики, физиологии спорта.
Методы исследования движений человека. Многообразие методических приемов,,исполъзуемых прн изучении координации движений человека, можно разделить на две группы. Одна группа методов ориентирована на получение сведений о процессах, лежащих в основе координации движений, путем регистрации внешних двигателъных проявлений. Другие мегоды связаны с непосредственной регистрацией управляющих сигналов, поступающих к мышцам в процессе двигательной активности (злектромиографня), с регистрацией афферентных сигналов (микронейронография), изменений ЭЭГ, предшествукицнх началу движения. Для регистрации механических параметров движения — траекторий, скорости, ускорения, развиваемой силы (механограмм) используют технику превращения незлектрнческих величин з электрические с помощью различных датчиков. Так, с помощью тензодатчиков можно непосредственно измерять и регнсгрировзть силу, прилагаемую к тому или иному инструменту, или реакции опоры прн ходьбе, с помощью резнстивных датчиков на основе потенциометров — регистрировать изменения суставных углов при движении.
Дифференцирование сигналов с помощью электронных дифференцнаторов или ЭВМ позволяет одновременно с записью перемещения получать запись скорости и ускорения. При анализе механических параметров движения может быть использован принцип циклографин — регистрации последовательных момеигов движения путем 4ютосьемки движущегося человека через равные промежутки времени на неподвижную пластинку.
Если на суставах или точках, соответствующих положению центров тяжести звеньев тела, ухреплепы светящиеся лампочки, то по такой (ш записи — циклограмме, можно восстановить траекторию движения. В настоюцее время чаще используются специализированные компьютерные системы регистрации движения с непосредственным вводом в ЭВМ изображений с двух телекамер, образующих стереопару. решая обратную задачу механики по записям кинематических параметров (еслн известно распределение масс), мшкно рассчитать возникающие при движении силы, моменты в суставах, работу и ыогпиость.
Движения глаз можно регистрировать электрически (электроокулография), с помощью контактных линз (внутри них располагаегся виток проволоки, в котором наводится напряжение при повороте витка в магнитном поле) и другими методамн. Анализ работы мыпщ при совершении двигателыюго акта осущеспвляется с помощью электромнографии. Пря электромиографическом исследовании движений обычно используют наквкные электроды, укрепляемые над исследуемой мышцей. Мнопжаиалъный электромиогрзф дает возможность одновременно записывать электромиограммы нескольких мышц.
Амплитуда злектромиографического сигнала возрастает с увеличением развиваемой мышцей силы, поэтому электромиограммы в сопоставлении с репктрируемыыи синхронно механограммами позволяют судить о силе сокращения мышц и о распределении их активности в последовательных фазах двигательного акта. Набор средств изучения нейронных механизмов управления движениями на человеке включает регисграцию сухожильных рефлексов и рефлекса Гофмана (Н-рефлекс), дающих оценку уровня возбудимости двигательных нейронов спинного мозга в разные фазы движения. Позже стала возможной регнстрзцяя через кожу головы электрических потенциалов различных областей головного мозга, сопугствующнх или предшествующих двюкению (потенциалы готовности).
В последние годы разработаны методы неповреждающей стимуляции отдельных областей коры мозга человека с помощью чрезвычайно кратковременных импульсов высокого напрюкення (электрическая стимуляция) или кратковременных и очень сильных магнитных полей, создаваемых индуктивными катушками, укрепленными над разными обласгями головы и индуцирующнмн электрические поля, достаточные для стимуляции мозговых структур (магнитная стимуляция) . Физиология движений изучает роль сигналов от различных рецепторов в планировании и осуществлении движений и пШ(держании позы. Среди них есп как простейпше — закрывание глаз„ твк и белее сложные — использование призматических очков, смешдющнх или переворачивающих изображения окружающего мира, спецналъных систем, позволяющих вызвать у человека иллюзяю движения зрительного окружения.
Значение вестибулярного аппарата можно изучать в условиях его гальванической или калорнческой стимуляции, а также при искусственном изменении величины н направления вектора силы тяжести — на центрифуге, в условиях кратковременной или длительной невесомости. Пасту- 198 пакядне от мышцы проприоцептивные сигналы можно менять, прикладывая к ее сухожилию вибрацию, вмзывающую активацию рецегпоров мышечных веретен С помощью описанных метаков изучены такие сложные естественные двигательные акты, как ходьба, бег, рабочие и спортивные движения. Многие из этих методов используются в клинике при исследованиях нарушений двигательной функции вследствие поражения нервной системы илн опорно-двигательного аппарата Ходьба и бег.
Ходьба является наиболее распространенной формой локомоции человека (локомоция — активное перемещение в пространстве на расстояния, эначнтелъно превышающие размеры тела). Она относится к циклическим двигателъным актам, при которых последователъные фазы движения периодически повторяются. Для удобства изучения и описания цикл ходьбы пазразделяют на фазы: для каждой ноги выделяют фазу опоры, в течение которой нога контактирует с опорой, и фазу переноса, когда нога находится в воздухе. Фазы опоры двух ног частично перекрываются по времени, образуя двухопорный период. Центр масс тела человека при ходьбе совершает сложные пространственные движения.
Амплитуда этих движений составляет около 5 см в направлении вверх — вниз и 2 — 4 см в боковом направлении. Наиболее низкое положение центра масс соответствует двухопориому периоду, а наяболее высокое— середине одноопорного периода. Давление иа опору зо время ходьбы непостоянно. Оно превьппаег вес тела во время динамических толчков и менъше веса тела в середине одноопорного периода. Ходьба здорового человека характеризуется симметрией движений левой и правой сторон. Фаза опоры начинается с момента соприкосновения пятки с опорой, нога при этом полностью разогнута. Перенос нагрузки на эту ногу сопрово:кдается полошвенным сгибанием с|опм и подгибанием в коленном суставе. За счет этих угловых движений в начале фазы опоры происходит «прислаивание» стопы к опоре.
В записи опорных реакций в это время отмечают первый максимум — передний динамический толчок. Задний динамический толчок соответствует отталкиванию задней ноги от опоры и осуществляется главным образом мьппцами голеностопного сустава и в меньшей степени коленного н тазобедренного суставов. В осуществлении ходьбы участвуют также мышцы спины (рис. 4.18).
Наиболыпая актявность мышц наблюдается в фазу опоры. При этом за счет одновременной активности сгнбателей и разгябателей нога становится опорной, способной нести вес тела. Сопоставление изменений межэвенных узлов в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах с распределением по времени активности мышц приводит к выводу, что движение ноги в фазу переноса в значителъной степени осуществляется за счет сил янерции подобно двухзвенному маятнику.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
