Клуб айкидо "Хоккексэй"

Одним из основных в первом компоненте служит вестибулярный анализатор. Он представляет собой единую систему, состоящую из периферического воспринимающего аппарата, проводящих нервов и центральной части с ядрами в стволовом отделе мозга и участком клеток в коре полушарий. Воспринимающий аппарат, в свою очередь, подразделяется на полукружные каналы и отолитовый прибор, размещающиеся в височной кости. Три полукружных канала располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и заполнены жидкостью — эндолимфой. У начала каждого канальца имеются кисточки чувствительных окончаний вестибулярного нерва.

В 1878 г. известный петербургский физиолог И. Ф. Цяон впервые объяснил значение полукружных каналов в формировании человеческих представлений о пространстве. «Полукружные каналы, — писал он, — суть периферические органы пространственного чувства, т. е. ощущения, вызываемые раздражением нервных окончаний в ампулах, служат для образования наших понятий о трех измерениях пространства» (цит. по Циммерману, 1952, стр. 41). Механизм этих раздражений связан с законами инерции.

Когда голова недвижима или вместе с телом перемещается прямолинейно и равномерно, эндолимфа остается относительно нее неподвижной. Но если голову повернуть или наклонить, то жидкость в соответствующих канальцах начинает давить в сторону, противоположную повороту или наклону. Это вызывает раздражение окончаний вестибулярного нерва, и определенная информация о происшедшем поступает в виде нервных импульсов в мозг.

Отолитовый прибор — это, по существу, гравиторецептор, приспособленный для подачи информации в мозг в основном при изменении силы тяжести. Принцип его действия также довольно прост. Дно небольшого мешочка покрыто нервными чувствительными клетками, снабженными волосками, на которых студенистой жидкости как бы лежат кристаллики солей кальция — отолиты. Под действием силы тяжести они давят на окончания вестибулярного нерва, что вызывает возбуждение последних, причем лоток нервных импульсов информирует мозг о величине давления. Нетрудно понять, что эта величина при быстром подъеме или спуске будет изменяться. Возникающие в результате ощущения хорошо известны людям, пользующими скоростными лифтами.

Важное значение отолитового прибора в ориентации животных показывает опыт Крейделя. Он извлекал из полости отолитового прибора маленького рачка отолиты и заменял их железными опилками. Животное после этого сохраняло правильную ориентацию в пространстве и плавало, как всегда, спинкой вверх. Но стоило экспериментатору приблизить к рачку магнит, и моментально положение животного начинало меняться в соответствии с силовыми линиями магнитного поля. Если магнит подносился сверху,-рачок переворачивался спинкой вниз, а если сбоку, то и рачок переворачивался на бок.

Вестибулярный анализатор тесно связан с органом зрения, о роли которого в пространственной ориентации подробнее мы будем говорить ниже. Если долго кружиться на одном месте, т. е. вызывать раздражение вестибулярного аппарата, а затем остановиться, то возникает зрительная иллюзия вращения обстановки. И наоборот, органы зрения влияют на вестибулярный анализатор.

Это иллюстрируется, например, следующим опытом. Летчик при просмотре панорамного кинофильма был усажен в кресло с неустойчивой опорой, на котором до начала сеанса он свободно балансировал, не теряя равновесия. Таково же было его поведение, когда появившийся на экране самолет «летел» вместе со зрителем в горизонтальном полете. Но при демонстрации резких эволюции самолета равновесие летчика быстро нарушилось, и он «завалился» вместе с креслом. Известно так-же, что некоторые люди, увидя на киноэкране раскачивание корабля на волнах и т. п. картины, начинают испытывать чувство укачивания, вплоть до тошноты.

В ходе эволюции сила земного притяжения играла определенную роль не только в формировании опорного скелета и мускулатуры живых существ, но и в развитии так называемого мышечного чувства, т. е. проприоцептивной чувствительности. Как показал И. М. Сеченов, выполнение любого двигательного акта было бы невозможным при закрытых глазах без мышечно-суставных ощущений или, говоря языком кибернетики, без обратной связи. Информация, поступающая от мышечно- суставного аппарата, который поддерживает тело в определенной позе, дает возможность человеку представить свое положение относительно плоскости Земли. Определенная информация об изменении веса и положения тела в пространстве обеспечивается также чувствительностью кожи к механическим раздражителям. Например, когда человек стоит, соответствующие сигналы идут от кожи ступней, когда он лежит,— от кожи спины, и т. д.

«Указателем» направления силы тяжести являются и рецепторы, находящиеся в стенках кровеносных сосудов и воспринимающие давление крови. Если человек стоит, то кровь, стремясь слиться в нижележащие части тела, вызывает большое напряжение стенок сосудов нижних конечностей и соответствующее изменение поступающей в мозг информации. Об изменении направления силы тяжести сигнализируют и другие интерорецепторы.

Как показали исследования Б. Г. Ананьева, Э. Ш. Айрапетьянца и других, деятельность перечисленных выше анализаторов синтезируется определенными структурами коры полушарий головного мозга. В результате образуется определенная функциональная система, отражающая ситуацию в целом и позволяющая таким образом правильно ориентировать тело в пространстве относительно силы тяжести. Решение этой задачи связано также с отражением в сознании «схемы тела», т. е. основных качеств и способов функционирования как отдельных частей и органов нашего тела, так и всего тела. Иными словами, данная схема включает представления о форме, абсолютной и относительной величине различных частей нашего организма, об их взаимоотношениях, о возможных движениях конечностей, об общих размерах и весе всего тела.

Ориентацию организма относительно плоскости Земли (или направления силы тяжести) В. М. Бехтерев теснейшим образом связывал, помимо всего прочего, с функцией равновесия. При выполнении любого действия человек перемещается в пространстве, сохраняя равновесие, а тем самым в общем вертикальное положение но отношению к земной поверхности. Правда, при любом движении, перемене позы или физической работе положение центра тяжести тела относительно плоскости опоры меняется, и, следовательно, условия устойчивости нарушаются. Однако нарушенное равновесие восстанавливается посредством компенсирующего движения (например, сгибания корпуса, выставления в сторону руки и т. д.).

При ходьбе, например, человек активно перемещает свой центр тяжести за площадь опоры и как бы «подхватывает» его выставленной вперед ногой. Таким образом, для поддержания равновесия он выбирает оптимальный режим движения. Это характерно и для всех других видов деятельности человека, связанных с необходимостью принимать рабочую позу и сохранять устойчивость. Сохранение равновесия даже в тех случаях, когда человек стоит на месте не двигаясь, обеспечивается непрерывной работой мышц. Чем меньше площадь опоры, тем большую работу приходится им совершать.

Мозговая регуляция мышц, участвующих в сохранении позы обычно не осознается. До коры головного мозга соответствующей сигналы доходят в обобщенном виде, если требуется срочная реакция организма при потере равновесия. При этом «команда» тем или иным группам мышц на выравнивание тела относительно площади опоры в ряде случаев дается раньше, чем человек осознает случившееся.

Так, если кто-либо поскользнется в гололедицу одной ногой и начинает падать в сторону поскользнувшейся ноги, в тот же момент все тело рефлекторно отклоняется в противоположную сторону, центр тяжести его перемещается и равновесие восстанавливается. Этот рефлекторный акт осуществляется двигательным аппаратом, но сигналами для «пуска» последнего являются вестибулярные и мышечно-суставные ощущения. В общем, рефлексы сохранения позы в вертикальном положении, реализуемые при участии вестибулярного анализатор, мышечно-суставной чувствительности и других рецепторов, противостоят действию сил земного притяжения на массу тела.

Второй компонент пространственной ориентировки, т. е. ориентировка относительно окружающих человека объектов, как мы уже отмечали, всегда осуществляется на базе (фоне) первого компонента. Такая ориентировка происходит при помощи особой системы анализаторов, в которую включаются оптический, звуковой и химический (обоняние) анализаторы. Их рецепторы являются дистантными. Обладая исключительно высокой возбудимостью к адекватным раздражителям, они способны дифференцировать источники действующих на них потоков энергии на большом расстоянии.

Ведущим анализатором при ориентации в пространстве оказывается зрительный. В процессе эволюционного развития он приспособился не к прямому воздействию солнечных лучей, а к восприятию света, отраженного от различных объектов. Одна из важных особенностей оптического анализатора заключается в том, что ощущения, возникающие при его деятельности, как бы проецируются во внешнюю среду. К. Маркс писал: «…Световое воздействие вещи на зрительный нерв воспринимается не как субъективное раздражение самого зрительного нерва, а как объективная форма вещи, находящейся вне глаз» (Капитал, T.I, стр. 78).

Такая особенность не есть врожденное свойство, как, окажем, ощущение боли, а вырабатывается в процессе индивидуальной практики. «В этом отношении,— писал И. М. Сеченов,— крайне поучительно прислушаться к рассказам слепорожденных, которым было возвращено зрение в зрелые года, когда они видели окружающий мир в первые дни после операции. Несмотря на то, что у этих людей были уже ясны в голове все пространственные представления об окружающих их предметах, добытые путем осязания, все поле зрения казалось им наполненным каким-то сплошным образом, который как будто касался их глаз, и они даже боялись двигаться из-за опасения наткнуться на тот или другой образ» (1952, т. I, стр. 220). Этот эффект «проекции» зрительного образа в объективный мир обусловлен как изображением, падающим на сетчатку, так и постоянной работой мышечно- двигательного прибора глаза.

Восприятие формы, величины, движения предмета и некоторых свойств его поверхности достигается установлением сложных функциональных систем внутрианализаторных (а также межанализаторных) связей. Например, на основании одного только изображения на сетчатке глаза мы еще не можем судить о величине предмета, так как размеры этого изображения зависят от расстояния до предмета. Но видение на разных расстояниях обеспечивается соответствующим сокращением (или расслаблением) глазных мышц, изменяющих форму хрусталика и позволяющих правильно фокусировать на сетчатке проходящие через него лучи света. В итоге суждение о величине предмета становится возможным благодаря установлению условно-рефлекторных связей между сетчаткой и мышцами глаза (точнее, аккомодационными мышцами), т. е. между чувствительной и двигательной частями зрительного анализатора.

Восприятие глубины обеспечивается также изменением конвергенции (сведения зрительных осей глаз) в зависимости от расстояния. Известно, что на сетчатке каждого из двух глаз в результате неодинаковых их положений получаются различия в изображениях внешних предметов. Благодаря тому, что центры проекций обоих органов зрения не совпадают и разделены промежутком, одна и та же точка или деталь изображений попадает не на идентичные, а на так называемые диспаратные точки сетчаток. При большой степени диспаратности наблюдаемые предметы «двоятся в глазах». Если же диспаратность не превышает определенной величины, появляется ощущение глубины, значительно более совершенное, чем то, которое имеется при наблюдениях одним глазом.

Обычно человек не осознает ощущения, поступающие в мозг от аккомодационных и глазодвигательных мышц. Эти проприоцептивные ощущения можно достаточно отчетливо отметить у себя, если смотреть на палец, медленно приближая его к носу и затем отдаляя от него. Здесь и будут возникать мускульно-двигательные интерорецептивные раздражения, связанные с конвергенцией и аккомодацией. Восприятие объема, как справедливо замечает Б. Г. Ананьев, нельзя объяснить только деятельностью центрального отдела зрительного анализатора (т. е. соответствующих участков коры больших полушарий). Суть такого восприятия связана и с каким-то вновь возникающим объективным отношением между рецептором и изображением на его плоскости (»экране») предмета. «Очевидно,— пишет Ананьев,— что процесс, например зрительного ощущения, не только начинается в глазу, но и заканчивается в нем. Такое предположение требует признания, что орган чувств является попеременно рецептором и эффектером. Надо предположить также, что между рецептором и мозгом существует не только прямая (центростремительная), но и обратная (центробежная) связь» (1961, стр. 52).

Принцип обратной связи был открыт еще И. М. Сеченовым. На фактах пространственного видения он показал, что оптический аппарат глаза интимно связан с глазодвигательной организацией. Кроме того, в развитии пространственных представлений Сеченов придавал большое значение осязанию. В процессе активного осязания всегда отмечается комплексная динамика тактильной и мышечной чувствительности. Рассматривание же И. М. Сеченов считал «вполне аналогичным по смыслу» ощупыванию предмета руками. Развивая эту мысль, А. Н. Леонтьев отмечает: «Движение, осуществляя практический контакт, «реальную встречу» руки с внешним объектом, необходимо подчиняется его свойствам; ощупывая предмет, рука воспроизводит, следуя за его очертаниями, его величину и контур и через посредство сигналов, идущих от ее двигательного аппарата, формирует „слепок» в мозгу» (1965, стр. 153).

Образование условнорефлекторных связей между ощупыванием рукой предметов и движением глаз начинается с раннего детства. «Сетчатка обученного глаза» — это, собственно говоря, сетчатка глаза, первоначально учившегося у руки. На основе таких условнорефлекторных связей ребенок вырабатывает способность пространственного видения. Впоследствии уже и без движений ощупывающих рук у человека появляется умение связывать зрительные ощущения и движения глаз. По А. Л. Ярбусу, при рассматривании той ими иной фигуры глазное яблоко скачкообразно движется в соответствии с контуром предмета. Такое движение — важнейший компонент зрительного восприятия. При этом каждая точка контура, изображающаяся на периферии сетчатки, служит сигнальным раздражителем, «толкающим» глаз к положению, при котором на контурную линию была бы нацелена область наилучшего зрения. Таким образом осуществляется сложный синтез зрительных раздражителей (объединение ощущений) на основе рефлекторных процессов.

Познавательную работу руки, как и глаза, Леонтьев описывает в соответствии с представлениями Сеченова как самоафферентирующийся процесс, который похож на механизм следящих устройств, «липнущих» к объекту. «Благодаря этому рука, пробегающая по контуру объекта, не срывается с него, а глаз не теряется в отдельных его элементах. Контакт руки с объектом дает начало и направление ее движению, которое, в свою очередь, определяет дальнейшие поступающие от объекта сигналы; в то же время процесс ощупывания или осматривания в целом остается жестко детерминированным свойствами объекта» (Леонтьев, 1965, стр. 172).

По своей структуре этот процесс представляет собой рефлекторное кольцо. Но последнее замкнуто только в морфофизиологическом смысле; с точки же зрения детерминации отражения оно, наоборот, разомкнуто в «точках встречи» с объектом. «Нечто похожее происходит, когда, например, мягкая резиновая камера свободно перекатывается через твердые предметы: она сохраняет свою кольцеобразную структуру и свойственный ей тип движения качения, но, вступая в соприкосновение с предметами, она меняет свою конфигурацию и таким образом дает их адекватный динамический слепок» (Леонтьев, 1965, стр. 173). В ходе осязательной или зрительной рецепции тоже осуществляется «снятие слетка» с объекта, однако делается это не путем изменения формы самого «снимающего» субстрата, но путем изменения процесса: не сама ощупывающая рука или осматривающий глаз, воспроизводят «слепок», а их движения.

В свое время В. М. Бехтерев подметил, что большую роль в пространственном видении играют не только кинестетические ощущения от движений ощупывающей руки и движений глаз, но и сохранение вертикальной позы человека. В дальнейшем А. А. Ухтомский показал, как образуются временные связи между общей установкой тела по отношению к плоскости горизонта и установками самих глаз при фиксации объекта в пространстве. Эти исследования были продолжены Ананьевым. Выяснилось, что вертикальное положение тела, явившееся результатом общественно-трудовой практики человека, послужило исходным основанием для выработки таких представлений, как «верх» и «низ», «справа» и «слева», «спереди» и «сзади».

В общем, психологофизиологические исследования позволили обнаружить, что в общей динамике пространственного видения исключительную роль играют не только пространственные отношения окружающих человека вещей, но и положение тела отно сительно направления силы тяжести. Оправдалась мысль Ухтомского, согласно которой зрение определяется сложной ассоциативной цепью: зрение — кинестезия — вестибулярные ощущения. Именно с цепью зрительно — вестибулярно — кинестезических рефлексов связаны координаты полей зрения человека, взаимодействие монокулярных систем (т. е. обоих глаз) и т. д.

Как мы уже говорили, орган слуха также участвует в анализе пространственных отношений. Однако человеческие возможности в области непосредственного слухового восприятия пространства ограничены и сводятся в основном к локализации звука. В ее основе лежит бинауральный эффект, заключающийся в последовательном ощущении звука, действующего на одно и другое ухо. Еще меньшими возможностями обладает обонятельный анализатор в локализации источника запаха.

Итак, ориентация человека в пространстве осуществляется при помощи ряда анализаторов и тех структур коры головного мозга, которые синтезируют их деятельность в единый процесс отражения пространственных отношений. Каждый из анализаторов отражает какую-либо одну из сторон того сложного, комплексного раздражителя, который в целом воспринимается нами как пространственные характеристики окружающего мира.

Сочетанная же деятельность нескольких анализаторов, представляя собой так называемую функциональную системность, приобретает новое, более высокое качество, так как позволяет перейти от отражения отдельных сторон или свойств пространственных отношений к отражению их совокупности. Она также позволяет человеку отвечать на данный комплексный раздражитель не суммой отдельных реакций, а целостной реакцией, что является более совершенной, а следовательно, и более эффективной формой поведения организма в его взаимодействии с внешней средой.

Источник: Лётчик-космонавт А. А. Леонов и врач В. И. Лебедев,
«Ориентация человека в космическом пространстве»