Запорожец А. В., Леонтьев А. Н.
Восстановление движения

2

Идея этого исследования, проведенного на больных с ограничением движений в плечевом или локтевом суставах на почве миогенных контрактур и изменений со стороны суставов, заключалась в том, чтобы сравнить между собой выполнение произвольных движений, возможно более одинаковых по своему внешнему геометрическому рисунку и анатомическим компонентам, но различных по характеру той двигательной задачи, которая стоит перед испытуемым.

Были исследованы два следующих простых движения руки: 1) поднимание руки вверх и вперед (для испытуемых с ограничением движений в плечевом суставе) при неподвижном надплечьи и 2) сгибание предплечья при опущенном вниз и прижатом к туловищу плече (для испытуемых с ограничением движений в локтевом суставе).

Эти движения испытуемые выполняли по инструкции экспериментатора.

Исследование объема движения проводилось методом измерения предельных углов с помощью монтированных на специальном экране простейших кинематометров. Схема установки, сконструированной для этих опытов, дана на рис. 1.

Рис. 1. Схема установки для исследования объема движения руки.

Исследование было проведено на 41 испытуемом, у которых были ограничения объема движения в плечевом или в локтевом суставе средней степени.

Каждому испытуемому последовательно предлагалось пять инструкций (задач), которые мы приводим на табл. 1.

Следует подчеркнуть, что, во-первых, инструкции, в особенности первая, настойчиво требовали от испытуемых предельного объема движения и что, во-вторых, методика проведения опытов исключала возможность увеличения учитываемых показателей за счет движения других звеньев конечности или за счет движения туловища.

Полученные количественные результаты, выраженные в разностях угловых показателей объема движений, производимых одним и тем же испытуемым в условиях разных задач, представлены по всей группе в средних величинах (в средних разностях) на табл. 2.

Как видно из этой таблицы, движения, одинаковые по своим анатомическим компонентам, но выполняемые в различных условиях, отличаются по своему предельному объему. Особенно заметно увеличение предельного объема движения при сравнении задачи «поднять руку как можно выше» с задачей «взять предмет». Это увеличение выражается, в среднем, в 15° для сгибания предплечья и в 18° для отведения вперед плеча.

При оценке этих величин нужно иметь в виду весьма большое в данном случае нивелирующее влияние суммарной обработки данных, причина которого выяснится ниже.

У отдельных же испытуемых различие объема движения в сравниваемых ситуациях выражается очень резко.

Наконец, следует отметить тот факт, что увеличение объема движения при переходе от задачи А₁ к задаче В имеет место у всех испытуемых без исключения.

Данные по отдельным группам больных, в зависимости от характера ранения и типа дефекта, мы не приводим, так как сколько-нибудь ясной внутригрупповой диференциации между ними обнаружить не удалось.

Чем же объясняется это увеличение объема движения?

С точки зрения первой, изложенной нами выше концепции произвольного движения, оно вообще необъяснимо, так как единственно возможная при этом ссылка на «подталкивающее» влияние волевого усилия, степени эмоциональной окрашенности цели и т. п. здесь явно несостоятельна: сколько-нибудь внимательное наблюдение показывает, что субъективно наиболее напряженным, вызывающим наибольшее волевое усилие, является как раз движение в ситуации первой задачи, дающей наименьшие показатели.

Таким образом, эта концепция обнаруживает перед лицом уже этих первых экспериментальных факторов свою несостоятельность. Очевидно, что для их объяснения нужно принять иную точку зрения. Эта точка зрения подсказывается самим экспериментом: если полученные данные оказываются объективно зависимыми от характера задач, то очевидно, что причину различий между ними и следует прежде всего искать в соответствующих этим задачам особенностях внутреннего строения самого действия. Иначе говоря, мы должны для объяснения полученных фактов встать на позицию второй из изложенных нами выше концепций.

Таков первый вывод, который следует из данных этого исследования.

Второй вывод заключается в том, что полученные результаты требуют ясного различения между анатомическими возможностями органа и его практическим функционированием. Ведь очевидно, что максимальные угловые величины, получаемые в ответ на требование «поднять руку как можно выше», хотя и характеризуют пределы функций, практически имеющей место в данном случае, однако, эта характеристика, вопреки обычному допущению, отнюдь не совпадает с характеристикой предельных двигательных анатомических возможностей соответствующего органа, так как в условиях другой задачи эти возможности оказываются совершенно иными.

Этот вывод представляет, конечно, не только теоретический интерес. Он имеет и немаловажное практическое значение.

Действительно, движение, являющееся предельным по отношению к функционированию данного органа в данных условиях, может, однако, не быть предельным по отношению к его общим возможностям; задача же восстановления на данном этапе и заключается как раз в расширении этих общих возможностей. Именно поэтому восстановительная ценность рекомендуемых движений будет определяться не только их внешне-биомеханической характеристикой, но и особенностями той задачи и отвечающей ей целостной деятельности, в которую эти движения будут включены.

В связи с этим мы можем формулировать следующее общее правило оценки предельных величин замеров движения:

Величины замеров объема движения характеризуют не пределы двигательной возможности пораженного органа вообще, но пределы его функционирования в данных условиях измерения.

Прежде чем перейти к дальнейшему анализу количественных данных, рассмотрим качественные особенности изучавшихся движений.

У подавляющего большинства испытуемых в ситуации первой задачи (А₁) движения протекают относительно медленно, вяло и имеют недостаточно плавный, ступенчатый (вторичная коррекция) характер; в предельных положениях часто появляется довольно сильный тремор. Особенно обращает на себя внимание весьма резкая и при этом очень разлитая напряженность, охватывающая многочисленные мышечные группы. Вся поза испытуемого выражает крайнее усилие, обращенное как бы вовнутрь, на свои органы (поза «натуги»), и в некоторых случаях — на преодоление возникающих при движении болевых ощущений.

Существенно иную картину мы имеем в ситуациях задачи В и близкой к ней задачи Б. Движения испытуемых при переходе к этим задачам становятся более энергичными и более координированными: поза выражает внешнюю устремленность, напряжение приобретает гораздо менее развитой характер и становится отчетливо подчиненным цели.

Уже в ситуации задачи Б у испытуемых появляются непроизвольные попытки содействовать заданному движению здоровой рукой («подхватывание» больной конечности). Появляются также попытки компенсации, особенно многочисленные в ситуации В. Гораздо легче, повидимому, в ситуации задачи В преодолеваются и болевые ощущения, которые у некоторых испытуемых имели место (испытуемые как бы «меньше их замечают»).

Итак, в условиях разных задач мы констатируем не только неодинаковость эффективности движения, но также и неодинаковость самого процесса его реализации.

Сравнивая между собой движения в задаче А₁ и в задачах Б или В, мы прежде всего обнаруживаем разные системы их афферентации.

Движения в ситуации задачи А₁ протекают в координатах собственного тела и их реализация корректируется сенсорными сигналами, приходящими с двигательной периферии. По своему коррекционному механизму это число «проприомоторные» движения, характерные для того уровня построения движения (в смысле Н. А. Бернштейна), который неврологически представлен системой зрительного бугра (thalami optici) и паллидума (globi pallidi). Мы полагаем, что однократность и относительная изолированность изучавшихся движений отнюдь не исключают этого допущения; чисто же проприоцептивный характер их афферентации, большой объем синергетически вовлекаемых мышечных групп, подчеркнутая миостатичность и отсутствие компенсационных переключений, все это — особенности тех движений, коррекционный механизм которых принадлежит именно уровню синергий.

Остается главным вопрос о причине наблюдаемой при патологическом изменении конечности затрудненности движения.

Что мы имеем здесь дело с чисто функциональным ограничением двигательных возможностей центрального происхождения, это — несомненно. Вопрос заключается, следовательно, лишь в том, какова природа этого функционального ограничения. Можно, предположить, что наблюдаемое в ситуации задачи А₁ относительное снижение двигательного эффекта происходит за счет «охранительного» торможения, развивающегося в коре, в связи с раздражением на почве периферической травмы, которое при переходе к последующим задачам, вводящим новую стимуляцию, снимается. Это объяснение наталкивается, однако, на весьма серьезное затруднение. Ни конкретные изменения двигательных реакций при переходе от одной задачи к другой, ни изменения самых задач по различию характерных для них раздражителей, не укладываются в те динамические отношения, которые предполагаются вышеуказанным объяснением. Поэтому, отнюдь не отводя вообще это объяснение, мы все же считаем необходимым выдвинуть здесь другую гипотезу.

Гипотеза эта заключается в допущении, что происходящая в связи с травмой конечности реорганизация ее костно-суставно-мускульного аппарата неизбежно приводит к изменению и ее проприоцептики и что в результате наступающего, таким образом, сдвига нормальной афферентации разрушаются привычные автоматизмы, штампы (Patterns) этого уровня.

Отсюда и вытекают — совершенно безотносительно к наличному функциональному состоянию высших кортикальных инстанций, пускающих в ход данное движение и осуществляющих «общее руководство» им, — те нарушения, которые мы констатируем.

Следовательно, если мы экспериментально изменим афферентацию данного движения так, что проприоцептика будет лишена своего положения монополиста в механизме его коррекции, то оно должно будет существенно измениться, стать более управляемым.

Конечно, для этого недостаточно просто прибавить экстрацептивные раздражители к ведущим проприоцептивным. В одних случаях простое прибавление экстрацепции («теперь откройте глаза и еще раз поднимите руку как можно выше» — задача А₂) действительно сможет перевести движение на другой уровень построения и изменить его. В других же случаях уровень построения движения может остаться прежним, и тогда внесение зрительного контроля будет оказывать лишь отрицательное, сбивающее влияние. Произойдет то же самое, что происходит, например, с движением ходьбы, когда мы начинаем итти по шпалам и поэтому вынуждены корректировать свои движения зрительно.

О чем же говорят полученные в исследовании фактические данные? Средние цифры при сравнении движений в ситуации задачи А₁ и в ситуации задачи А₂ показывают небольшое увеличение объема движения для плеча и почти полное отсутствие сдвига для предплечья. При рассмотрении же индивидуальных показателей мы имеем совершенно другую картину. Оказывается, что одна часть испытуемых (несколько более половины) дает положительные и при этом весьма значительные сдвиги при переходе к задаче А₂, другая же часть испытуемых вовсе не дает сдвигов. Таким образом, средние цифры оказываются здесь особенно сильно нивелированными. Если же выделить только тех испытуемых, которые дают сдвиги, то средняя разность сразу поднимается до величины 12° (для плеча), почти совпадающей с разностью при сравнении показателей задачи А₂ и безусловно требующей зрительной афферентации движения задачи Б (табл. 2).

Особенно резкое различие движения в ситуации задачи А₁ и А₂ наблюдается у обеих этих групп испытуемых при рассмотрении их качественной стороны. У той группы испытуемых, которая дает сдвиги, общее поведение представляет принципиально такую же качественную картину, что и в ситуации следующей задачи В. Та же группа испытуемых, которая не дает сдвига, сохраняет и все качественные особенности движения в ситуации исходной задачи А₁.

Характерно, что некоторые испытуемые, принадлежащие к этой группе, не только не следят глазами за движущейся вместе со стрелкой кинематометра рукой, но в процессе уже самого движения отводят глаза, иногда активно поворачивая голову в противоположную сторону, явно борясь со сбивающим на данном уровне влиянием зрительной афферентации (ср. с явлением прикрывания глаз в нормальных случаях трудного в каком-либо отношении движения, требующего проприоцептивной афферентации).

Приведем примеры поведения испытуемых, принадлежащих к обеим этим группам.

Следующий переход от задачи А₂ к Б так же точно диференцирует испытуемых, как и переход от А₁ к А₂. Это происходит потому, что у тех испытуемых, у которых при переходе к задаче А₂ характер корректирующей движение афферентации не изменился, переход к задаче Б непременно дает сдвиг (по всему материалу мы имеем только одно единственное исключение). Наоборот, у тех испытуемых, которые при переходе к задаче А₂ дают сколько-нибудь значительный сдвиг, при переходе к задаче Б часто (хотя и далеко не всегда) дальнейшего сдвига не наблюдается.

Объяснение этого явления заключается в том, что задача А₂ может выполняться движением, протекающим как на более низком уровне исполнения — «уровне синергии», так и на более высоком уровне исполнения — на уровне «пространственного поля» (Н. А. Бернштейн). Последний именно и характеризуется, как уровень движений со сложной системой экстрацептивной афферентации, позволяющей движению протекать адэкватно «прилаживаясь» к отношениям внешнего, несдвигаемого, гомогенного и апериодичного пространства. Это движения переместительно-целевые, с установкой на независимый от координат собственного тела конечный пункт пути (как, например, движения в условиях задачи Б) или же движения с установкой на также независимый, объективно заданный во внешнем пространстве контур.

Сенсорные центры этого уровня — сенсорные поля коры и рецепторные образования neocerebellum'a, его эффекторные центры — стриатум и кортикальные поля пирамидной системы. С этой двойной — пирамидной и экстрапирамидной — эфферентацией связана, по мысли цитируемого нами автора, и двойственная характеристика движений этого уровня: их приспособленность к конечной внешней цели (под уровень пирамидной системы, которая более тесно связана со зрительными полями коры) и к объективному пространству в самом ходе процесса (под уровень стриатума, более тесно связанного с проприоцепцией)¹.

Мы уже описали движение в ситуации следующей задачи — В. Нам остается лишь отметить, что при переходе от задачи Б к задаче В у части испытуемых (приблизительно у половины) происходит дальнейший заметный сдвиг, у другой части — нет. Повидимому, это объясняется тем, что при переходе к задаче В изменение уровня построения движения вообще не необходимо. Более высокая структура, однако, может возникнуть. Это — структура собственно предметного движения, которому неврофизиологически соответствует одноименный же, по терминологии Н. А. Бернштейна, «уровень построения», связанный со вторичными интегрирующими сенсорными полями коры и ее премоторной зоной.

Эту возможность мы допускаем в силу того, что в некоторых случаях характер движения в ситуации задачи В еще раз перестраивается, о чем свидетельствует дальнейшее развитие вариативности позы и уже отмеченная нами усиливающаяся тенденция к заместительным движениям других звеньев той же конечности, при одновременном исчезновении попыток непроизвольного привлечения противоположной руки, что говорит о локализационном ассиметризме центральных инстанций движения, характерном именно для движений «предметного уровня». Главная трудность, на которую наталкивается это допущение, заключается в том, что движение в ситуации задачи В, хотя и ориентировано на предмет, но оно, однако, не приводит к фактическому оперированию с ним. Поэтому приходится гипотетически строить дальнейшее допущение: о возникновении у части испытуемых в условиях данной задачи предметной двигательной установки, которая и переводит, так сказать, «авансом» реализуемое движение на соответствующий предметный же уровень построения.

Нам остается рассмотреть переход к последней задаче ряда А₃. По инструкции, которую получает испытуемый, она ничем не отличается от первой задачи А₁. Однако, сравнивая между собой показатели объема движения в задаче А₁ и А₃, мы констатируем среднее увеличение для последней на 6—7°. Переход же от ситуации задачи В к А₃ связан с огромным падением средних показателей — на 11—12°. Для анализа этих цифр мы снова должны будем перейти к рассмотрению индивидуальных случаев.

И здесь испытуемые отчетливо делятся на различные группы: у небольшой части испытуемых при переходе к задаче А₃ показатели объема движения и вся его характеристика парадоксально удерживаются на уровне предшествующей задачи В. Этот факт может быть объяснен тем, что в этой ситуации удерживается констелляция, созданная условиями предшествующей задачи.

Другая крайняя группа испытуемых, также представленная единичными случаями, дает при переходе к задаче А₃ возвращение движения и количественно и качественно на ступень А₁. Это, очевидно, случаи стойкой установки на проприомоторные движения, что полностью подтверждается наблюдением над общим двигательным поведением этих испытуемых.

Наконец, большинство испытуемых дает в ситуации задачи А₃, по сравнению с ситуацией А₁ ясно выраженное увеличение показателей. Следует ли это увеличение понимать как результат функционального изменения состояния центрального двигательного аппарата, наступающего в ходе экспериментов? Вся та система фактов, которой мы располагаем в целом, скорее говорит в пользу этого предположения. Однако до изложения экспериментальных данных других исследований мы должны будем оставить этот вопрос без рассмотрения.

Прежде чем перейти к дальнейшему анализу, попытаемся наметить ту закономерность, точнее то правило, которое непосредственно вытекает из рассмотренных нами данных.

Оно может быть сформулировано следующим образом.

Предельные объемы движения пораженной конечности стоят в зависимости от характера ведущей афферентации и, соответственно, от того неврологического уровня, на котором осуществляется данное движение.

Из этого правила следует тот важный, хотя еще и совершенно предварительный вывод, что при подборе назначаемых больному активных движений необходимо руководствоваться анализом их главных координационных механизмов, а не ограничиваться только учетом того, при преимущественном участии каких мышечных групп они совершаются и какой меры подвижности в суставах они требуют.

¹ Н. А. Бернштейн. К вопросу о природе и динамике координационной функции. Ученые записки кафедры психологии МТУ, 1945.