1Московский гор. педагогический университет, 2Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН (г.Москва)

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 1), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В свете структурно-функциональных характеристик мозжечка обратимся к вопросу о вырабатываемых на основе кинестетического чувства синергий, типичных для статической позной активности [1]. При этом заметим, что способность держать голову, сидеть, а потом и стоять адаптивно обусловлена, а ее поэтапное становление свидетельствует не только о двигательном, но и общем психическом развитии ребенка: о появлении у него новых субъективных ценностей и о воплощении этих ценностей в коммуникативно-познавательном опыте и соответствующих адаптивных реакциях. С поднятой головой удобнее ориентироваться в окружающем, легче устанавливать и поддерживать эмоциональный контакт с матерью, в положении сидя - становится шире обзор предметной ситуации, появляется больше возможностей для общения с окружающими и для обследования предметного мира с помощью рук. В положении стоя становится еще шире обзор окружающего, еще больше возрастают коммуникативно-познавательные возможности, еще доступнее оказывается предметный мир. Однако, достижение всех этих преимуществ должно быть оплачено преодолением врожденных сгибательных синергий и выработкой сгибательно-разгибательных, которые помогают сопротивляться силе тяжести и бессознательно поддерживать адаптивно выгодные статические напряжения мышц.
Одним из ранних признаков того, что развитие ребенка протекает согласно возрастным нормативам, становится способность держать голову теменем вверх. Это нормальное для всех животных положение головы антигравитационно. Формируясь на основе врожденных лабиринтно-тонических рефлексов положение головы теменем вверх преобразуется в кинестетически регулируемую синергию, которая может поддерживаться и при отсутствии лабиринтных раздражений, и даже вопреки им. Это положение головы оптимально для одновременно протекающих процессов дыхания, захвата и поглощения воды и пищи, работы органов чувств и предметной активности рук. С его установления начинается вертикализация позы человека.
В 4 месяца ребенок начинает сидеть, к 8-9 месяцам - стоять, а к году - ходить. При этом устойчивость ребенка как физического тела прогрессивно падает в силу того, что площадь его опоры уменьшается (сидеть на ягодицах или стоять на коленях далеко не то же самое сравнительно со стоянием на двух ногах, особенно, когда они тесно сдвинуты). Устойчивость же ребенка как живой системы, напротив, прогрессивно возрастает за счет усиления разгибательных антигравитационных мышечных синергий и усовершенствования механизмов управления ими.
Задача непрерывного противодействия в процессе достижения ориентировочно-исследовательских коммуникативно-познавательных целей силе тяжести путем создания антигравитационного тонуса мышц напоминает ситуацию, воплощенную в древне-греческом мифе об Антее. Великан Антей, сын богини земли Геи, не знал себе соперников в единоборстве. Каждый раз, как он начинал ослабевать, он прикасался к земле, своей матери, и получал от нее новые силы. Победить Антея удалось только тогда, когда Геракл поднял его над землей и не дал ему соприкасаться с нею. Ребенок может противопоставить силе тяжести разгибательный тонус мышц, только опираясь на горизонтально расположенную плоскость и только отталкиваясь от нее. Это лишний раз убеждает в том, что горизонтальная плоскость в позной активности является базисной, а характер взаимодействия с нею организма свидетельствует больше, чем что-либо другое, о степени овладения им силами гравитации.
Научившись держать голову, ребенок начинает попытки сидеть или хотя бы отрывать от плоскости спину. В 3 месяца у него уже получается "мостик", когда он, увидя нечто интересное над головой, тянется вверх туловищем, резко напрягая разгибатели спины и опираясь на плоскость лопатками и ягодицами, ягодицами и головой, головой и ступнями. В 5-6 месяцев он уже сидит в подушках или ухватившись за руки матери; а в 7 месяцев он сидит, опираясь на руки, вытянутые вперед или по бокам туловища, - без опоры на руки или спинкой на подушку он сохранить равновесие туловища еще не может [2, 3].
Кроме усилий, направленных на овладение позной активностью головы и туловища, идет освоение поз отдельных частей тела, прежде всего рук, в процессе совершения произвольных движений. Сгибательная позиция рук, когда они согнуты во всех суставах, приведены к туловищу и прижаты к грудной клетке, а их кисти сжаты в кулаки, причем 2-5-ый пальцы покрывают первый, и эта позиция кисти автоматически усиливается при тактильном раздражении ладони (хватательный рефлекс), имеет большое адаптивное значение у ближайших "родственников" человека - обезьян. Детеныши горилл, шимпанзе и  других обезьян первое время после рождения проводят под брюхом (на брюхе) матери, вцепившись руками в ее шерсть, и прижавшись к ее теплому телу. Позже детеныши, как и взрослые обезьяны, ведя древесный образ жизни, используют свои руки для лазания и карабкания по веткам, для перепрыгивания с ветки на ветку и их обхватывания, - для всего этого мышцы-сгибатели имеют первостепенное значение.
Новорожденный ребенок, запеленутый и укрытый одеяльцем уже не имеет подобных потребностей, и гипертония мышц-сгибателей рук начинает снижаться, хотя и не сразу. С 4-5 месяца жизни у ребенка возникают попытки схватить зрительно воспринятый предмет, например, подвешенную в его поле зрения яркую игрушку. Н.А. Бернштейн [4] описывает эти попытки как диффузные беспорядочные синкинезии - вспышки барахтания, при которых приходят в чередующиеся ритмически-качательные движения все четыре конечности и в которые втягивается мускулатура и лица, и шеи, и туловища. Если ладонь случайно столкнется с предметом и он будет захвачен, то все на этом и закончится; если же - нет, то вспышка барахтания иссякнет сама собой, чтобы через несколько секунд началась следующая. Постепенно движения рук начинают упорядочиваться, появляются сначала неточные, атактичные, с большим процентом промахиваний, а в дальнейшем все более адекватные произвольные движения захватывания нужного предмета. Очевидно, что фоном такого произвольного захватывания предмета служит регуляция активности мышц-сгибателей и разгибателей плеча и предплечья, обеспечивающих устойчивую позу, направленную к предмету.
Одновременно с освоением позной активности тела и его отдельных частей происходит становление также сноровок по изменению поз. Повороты со спины на живот и с живота на спину вначале осуществляются как бы одним блоком, потом повороты плечевого пояса уже не обязательно влекут за собой повороты таза и наоборот. Опираясь на руки, ребенок начинает приподнимать переднюю часть туловища, переносить центр тяжести с одной руки на другую, самостоятельно присаживаться и ползать. Нередко вначале он ползет назад, потом начинает ползать вперед, но посредством подтягивания на руках, когда живот и ноги пассивно волочатся по плоскости. Лишь в 8-9 месяцев осваивается ползание на ладонях и коленях и появляются попытки принять вертикальную позу (вначале с опорой спиной или при поддержке за руки); стояние на коленях быстро сменяется стоянием на стопах, и около 9 месяцев здоровый ребенок уже стоит без поддержки и даже делает первые попытки ходить. Так как мышцы ног еще очень слабы и полусогнуты из-за незакончившегося формирования нормального поясничного лордоза, а общий центр тяжести тела, вследствие большой массы туловища и головы сравнительно с массой ног, располагается более высоко над тазобедренной осью, чем у взрослого, то ребенок без конца падает, садясь на ягодицы.
Между 6-ым и 9-ым месяцами жизни можно наблюдать, как нарушающееся равновесие тела восстанавливается на основе не врожденных вестибуло-моторных автоматизмов, а уже путем кинестетически регулируемых мозжечковых синергий: если наклонить плоскость опоры, на которой ребенок лежит, он наклоняет голову и изгибает туловище по направлению поднятой части тела; при боковом толчке голова его движется в противоположную сторону, руки и ноги отводятся и разгибаются.
Кинестетический контроль позной активности совершенствуется на протяжении всего первого года жизни, внешними признаками складывающихся мозжечковых синергий становятся, с одной стороны, затормаживание примитивных лабиринтно-тонических, шейно-тонических рефлексов и прочих врожденных автоматизмов, а, с другой стороны, исчезновение различных проявлений атаксии (атаксия держания головы, сидения и стояния, атаксия походки, напоминающая ходьбу пьяного человека на широко расставленных ногах, интенционное дрожание при выполнении точных движений, например, пальце-носовой или пяточно-коленной проб, дрожание голоса при произнесении протяжных гласных и пр.).
Обратим специальное внимание на своеобразные мозжечковые синергии, вырабатывающиеся при обучении ребенка стоянию. Успех социальной адаптации человека в значительной мере обусловлен вертикализацией его позы и высвобождением в связи с этим рук для трудовой деятельности. Но в вертикальной позиции вес тела, возрастающий с каждым годом ребенка проецируется на все сокращающуюся площадь опоры, что может быть сопряжено с травматизацией живых тканей, особенно в том случае, если бы сочленения суставов ног были жесткими.
Как известно, у четвероногих животных основные суставы конечностей (голеностопные, коленные, тазобедренные, лучезапястные, локтевые и плечевые) находятся при стоянии в полусогнутом положении, когда тонус мышц-сгибателей равен тонусу мышц-разгибателей. Это эквитонометрическое состояние мышц-антагонистов характеризует и так называемое физиологическое положение человека лежа на спине. По данным [5], при переходе в вертикальное положение происходит растяжение мышц, сгибающих туловищный, тазобедренный и коленный суставы. При удобном стоянии проекция центра тяжести тела проходит сзади от тазобедренного сустава и спереди от коленного, т.е. сила веса стремится разогнуть эти суставы. Тем не менее они не находятся в положении максимального разгибания, чему препятствует упругая тяга растянутых сгибателей. К тому же, в отличие от животных, и позвоночник человека, несущий вес тела, приобретает в развитии ребенка мягкие пружинящие изгибы.
Появление шейного лордоза происходит в первые 6 месяцев под воздействием шейных мышц, когда ребенок начинает сидеть с поддержкой, и особенно после 6 месяцев, когда он может сидеть самостоятельно. С увеличением нагрузки тяжестью рук и головы появляется основной грудной изгиб позвоночника - кифоз. Полностью он формируется в 6-7 лет. Поясничный лордоз выражен у новорожденных очень слабо, начинает формироваться к 4-ем месяцам, но отчетливо определяется к 9-12 месяцам под воздействием веса туловища и мышц, поддерживающих вертикальную позу тела. Крестец, прямой у новорожденных, при нагрузке на позвоночный столб направляется основанием кпереди, образуя промонториум. Эти изгибы позвоночника способствуют стабилизации вертикальной позы тела, придавая ей качества надежности и помехоустойчивости.
Интегративный мышечный тонус, ответственный за позную активность и определяемый сторонним наблюдателем, создается управляющими механизмами центральной нервной системы. Согласно [5], при сохранении позы неизбежны колебания тела в зоне равновесия: абсолютных поз, в которых не происходило бы некоторых изменений суставных углов, и соответствующих длин и напряжений мышц, не существует. Устойчивость позы как раз и определяется в основном способностью нервно-мышечного аппарата минимизировать колебания в зоне равновесия за счет динамического взаимодействия сложных сгибательных и разгибательных синергий. Поэтому неизменным признаком активной позы, будь то тело в целом или отдельные его части, должен быть физиологический тремор, фиксируемый в частности методом стабилографии. Полиморфный характер зубцов стабилограммы, т.е. колебания разной частоты и амплитуды, можно объяснить, как это и было сделано в [5], суммарным действием смещений во всей многозвенной системе человеческого тела, обладающей разными характеристиками собственной частоты колебаний отдельных звеньев.
Поддержание вертикальной позы тела за счет динамического равновесия сгибательных и разгибательных мышечных синергий "работает", главным образом, в сагиттальной плоскости тела. Поэтому кажется возможным рассматривать его в единой цепи таких эволюционно выработанных приспособлений, как плавательный пузырь рыб, хвост и длинная шея древних ящеров эпохи мезозоя (например, динозавров или птиц меловой и третичной эпохи), хвост современных перемещающихся прыжками с ветки на ветку четвероногих (обезьяны, белки, кошки и пр.) "У двуногих динозавров тело опиралось на таз, подпираемый по сторонам двумя ногами как коромысло весов опирается на поперек расположенную призму. Таким образом, основная балансировка тела происходит в сагиттальной плоскости. При этом противовесом туловища и головы служит у динозавров массивный хвост, а перемещения головы в сагиттальной плоскости посредством изгибания шеи могут служить средством балансирования" ([6], с.231).
Поскольку потерять равновесие тела можно не только в сагиттальной плоскости, но и во фронтальной, то вертикализация позы не ограничивается установлением механизма динамического равновесия между мышцами-сгибателями и разгибателями. Этот "базисный" механизм дополняется механизмом "латерализованной стойки" [7], в развитии которого, по-видимому, имело значение то обстоятельство, что статическая нагрузка при поддержании вертикальной позы наиболее велика на мышцы голеностопных суставов: именно эти суставы больше всех остальных нагружены весом тела, да и проекция общего центра тяжести располагается на значительном расстоянии от их осей.
Резкое напряжение мышц, стабилизирующих необходимое для вертикальной позы положение голеностопных суставов, затрудняет возможность их мгновенной мобилизации в защитных движениях при нарушениях равновесия в боковых направлениях. Соответствующие компенсирующие напряжения создаются за счет мышц плечевого пояса, шеи и рук: субъект выбрасывает в сторону противоположную намечающемуся падению руку, наклоняет туда же голову и корпус. Эти мозжечковые синергии формировались еще на этапе освоения сидения. Осваивая стояние, ребенок может использовать в качестве противовеса не только руку, но и ногу. Такие движения, реализуемые вначале по механизму врожденных вестибуло-моторных автоматизмов, преобразуются постепенно в кинестетически управляемые мозжечковые сноровки.
Возникающая синергия связана с таким перераспределением мышечного тонуса, когда функции правой и левой ноги в процессе поддержания вертикальной позы дифференцируются: выпрямленная и с приподнятым тазобедренным суставом одна из них начинает выполнять функцию опоры, тогда как другая, несколько расслабленная и слегка согнутая, - функцию балансира. "Микродвижения свободной ноги как бы создают условия балансировки между весом рассматриваемой конечности и туловищем, что и меняет в нужном направлении положение общего центра тяжести тела испытуемого в пространстве. Функция же конечности, на которой сосредоточен основной вес, является "опорной". Важно, что управляющая и опорная ноги периодически меняются в ролях". ([7], с.49). Этот факт, действительно, очень важен, ибо он свидетельствует, что "латерализация" вертикальной стойки человека принципиально не сопоставима с функциональной латерализацией больших полушарий его мозга, при которой функции левого и правого полушария находятся в устойчивых отношениях комплементарности.
Выработка мозжечковых синергий - процесс длительный. Синергии оказывают мощные воздействия на развитие костей, суставов и связок организма. В частности формируются изгибы позвоночника в сагиттальной плоскости тела, во фронтальной же плоскости изменяется форма тазовых костей. Во время освоения ребенком прямостояния поперечный диаметр входа в таз начинает превалировать над продольным и косым, как было раньше, крылья таза и седалищные бугры расходятся во фронтальной плоскости; в целом, фронтальная ось таза становится длиннее и, следовательно, возможности балансировки в этой плоскости возрастают. Преобладание ширины таза у женщин, возможно, и объясняет экспериментально обнаруженный факт, заключающийся в том, что колебания тела в вертикальной позе у женщин больше, чем у мужчин. Интересно, что в стойке на одной ноге механизм латерального балансирования, хотя и менее надежный, тоже вырабатывается. Здесь опорную функцию выполняет анатомическая и динамическая ось стопы - ее 2 3 плюсневые кости, а балансировочную - крайние 1 5 плюсневые кости. ([7], с. 51).
Смещения тела над горизонтальной плоскостью, удержание его над нею и горизонтальные перемещения тела - это психологически содержательные смысловые задачи вертикализации позы человека. По отношению к этим задачам стабилизация тела в сагиттальной и фронтальной плоскостях представляют их операционный план. Как только этот операционный план осваивается, ребенок приступает к освоению техники поступательных перемещений в горизонтальной плоскости, т.е. к освоению ходьбы и других локомоций, в процессе которых весь механизм поддержания вертикальной позы становится одним из операционных функциональных фонов.
Хотя описание закономерностей онтогенетического развития локомоторных функций и произвольных действий с предметами не входит в нашу задачу, некоторые тенденции в дальнейшем развитии моторики необходимо отметить. Чем больше и разнообразнее становятся двигательные потребности ребенка, тем все активнее используется им фонд врожденных подкорковых синергий, которые приспосабливаются к конкретным условиям социальной жизни посредством их условно-рефлекторных преобразований в локомоторные и предметные синергии [8]. К процессу этих преобразований имеют прямое отношение, во-первых, проекционные отделы мозговой коры (пространственное поле С по Н.А. Бернштейну) с ведущей зрительной афферентацией, новая кора мозжечка и такие предмозжечковые ядра, как нижняя олива и ядра Варолиева моста. Нижняя олива получает импульсы через коллатералей эфферентных путей экстрапирамидных ядер, а ядра Варолиева моста - через коллатерали эфферентных пирамидных путей от коры мозга; здесь те и другие импульсы суммируются под углом зрения массы, пространства и времени планируемого локомоторного акта или произвольного предметного действия и только затем поступают своеобразными квантами в кору мозжечка.
Подведем итоги.
1. Горизонтальная плоскость тела - базисное поле взаимодействия организма с силой земного тяготения. Миф об Антее.
2. Вертикализация позы тела наиболее интенсивна на протяжении первых 2-ух лет жизни ребенка, что находится в связи с активностью глубинных стволово-подкорковых отделов его мозга. Соответствующие сноровки формируются в направлении от орального конца тела к каудальному. Становление статической позной активности предшествует становлению кинетической. В процессе становления позной статики наблюдается преходящая атаксия тела и его частей.
3. Афферентацию позной активности осуществляют разнообразные механорецепторы (вестибулярные, кожные и мышечно-суставные), а также зрение. Комплексы соответствующих ощущений образуют "кинестетическую" чувствительность.
4. В адаптивной деятельности ребенка сочетаются эффекты врожденного безусловно-рефлекторного механизма восстановления нарушенного равновесия и приобретаемого после рождения условно-рефлекторного механизма сохранения равновесия. Первый механизм "работает" на эмоционально отрицательном оборонительном подкреплении, второй - на эмоционально положительном ориентировочно-исследовательском.
5. В позной статике существенна функциональная роль предмозжечковых ядер, мозжечка и структур четверохолмия.
6. Для статики позы характерны такие мозжечковые синергии как: выпрямительные позно-тонические рефлексы, синергии держания головы, сидения, стояния, познае статические синергии отдельных частей тела, в первую очередь рук.
7. В развитии позной статики имеют место, по-видимому, два функциональных механизма [9]: во-первых, преимущественно верхне-стволовой тонический, основанный на сгибательно-разгибательных синергиях и соотносимый прежде всего с сагиттальной плоскостью тела и, во-вторых, преимущественно балансировочный, основанный на подкорковых таламо-паллидарных синергиях и соотносимый прежде всего с фронтальной плоскостью тела.

Литература
1. Винарская Е.Н., Суслов В.Н., Фирсов Г.И. Становление статической позной активности в онтогенезе. I // Естествознание и гуманизм. Сб. научных работ. Том 2, № 5. - Томск: Сиб. Гос. мед. Ун-т, 2005. - С.101-103.
2. Винарская Е.Н., Фирсов Г.И. Проблемы становления статической позной активности в онтогенезе. I. // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 9. - С.92.
3. Винарская Е.Н., Фирсов Г.И. Проблемы становления статической позной активности в онтогенезе. II. // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 9. - С.92-93.
4. Бернштейн Н.А. О построении движений. - М.: Соцэкгиз, 1949. - 255 c.
5. Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л.. Регуляция позы человека. - М.: Наука, 1965. - 256 с.
6. Сепп Е.К. История развития нервной системы позвоночных. - М.: Медгиз, 1949. - 419 с.
7. Агаян Г.Ц. Квантовая модель системной организации целенаправленной деятельности человека. - Ереван: Айастан, 1991. - 224 c.
8. Винарская Е.Н., Суслов В.Н., Фирсов Г.И. Методы теории функциональных систем и физиологии активности в решении задач социо-психо-физиологии // Естествознание и гуманизм. Сб. научных работ. Том 1, № 3. - Томск: Сиб. Гос. мед. Ун-т, 2004. - С.3-6.
9. Винарская Е.Н., Суслов В.Н., Фирсов Г.И. Современные проблемы изучения механизмов позной статики человека // Естествознание и гуманизм. Сб. научных работ. Том 2, № 4. - Томск: Сиб. Гос. мед. Ун-т, 2005. - С.100-103.