2
Наблюдая за работой раненых в мастерских трудотерапии, легко обнаружить, что, по крайней мере на первых этапах восстановления, они широко пользуются замещениями движении пораженного звена руки, движениями ее звеньев с более сохранной функцией или даже движениями другой, здоровой руки и туловища в целом. Создается впечатление, что эти замещения (компенсации) являются необходимыми спутниками восстановления, по крайней мере в некоторых случаях.
В литературе описаны очень сложные формы компенсации. Уже военный хирург 16-го столетия Пере упоминает о безруком, который, зажав молоток между шеей и плечом, мог забить столб в землю. Известен однорукий виртуоз пианист венгр Цихи и безрукий художник Унтан, работавший ногами. В свое время Д. Кац указывал на психологическое значение исследования компенсаций. Однако большинство собранных в данной области наблюдений относится к стойким компенсаторным приемам, возникающим при непреодолимых дефектах, ампутациях конечностей и т. д. Нас же интересуют в первую очередь временные, динамические компенсации, которые возникают лишь на определенном этапе восстановления функции.
Так, например, у наблюдавшейся нами группы раненых с травматическим поражением лучевого нерва и наступившим вследствие этого нарушением экстензии кисти и пальцев отмечались своеобразные затруднения в осуществлении трудовых операций, связанные, с одной стороны, с невозможностью произвести подготовительные движения к схватыванию предметов из-за свисающей кисти, а, с другой стороны, с вызванным той же причиной затруднением в удержании предметов в заданном положении. В то время как прямое восстановление двигательных функций при повреждении целости периферического нерва идет очень медленно, преодоление трудностей в выполнении трудовых операций, вызванных этим поражением, часто происходит в короткий промежуток времени. С помощью разнообразных, иногда довольно сложных, компенсаторных приемов больной как бы спешно заполняет ту брешь, которая образовалась в комплексных предметных движениях вследствие нарушения функции экстензеров. Например, больной вместо того, чтобы подносить руку к предмету, который необходимо взять с приподнятой кистью, как это делается обычно, высоко приподнимает ее в плече, забрасывает кисть за предмет, упирается четырьмя пальцами в плоскость, на которой он лежит, а затем, опуская руку в плече, накладывает ладонь на предмет таким образом, что большой палец оказывается позади последнего, и создает этим позицию, при которой, сжимая кисть в кулак, он может осуществить стоящую перед ним задачу (см. рис. 21).
При различных ударных движениях эти больные сталкиваются с затруднениями, связанными с невозможностью фиксировать кисть, сжатую в кулак и удерживающую инструмент в плоскости предплечья, так как нормальная хватка требует участия экстензоров кисти в качестве синергистов, которые при повреждении лучевого нерва парализованы. Приступая к работе, эти больные вначале совершенно беспомощны, так как молоток, который удерживается свисающей и незакрепленной, «болтающейся» кистью, не может произвести какой-либо работы.
Однако очень быстро больные обходят эту трудность, фиксируя кисть и удерживаемый ею инструмент с помощью максимального сгибания в лучезапястном суставе или же упираясь ручкой инструмента в предплечье и создавая таким образом своеобразную лангетку, фиксирующую лучезапястное сочленение в нужном положении (рис. 22). Больные с нарушением сгибания кисти и пальцев замещают его разгибанием и работают в ряде случаев повернутой рукой, тыльной стороной кисти.
Таким образом, компенсации играют значительную роль в процессе восстановления движения больной руки, и, как мы увидим ниже, не только в повышении ее общей работоспособности, но и в прямом восстановлении ее нарушенных функций.
Исследование показывает, что мы имеем здесь весьма разнородную группу явлений и что необходимо выделить различные типы компенсаций, имеющих специфическую психофизиологическую характеристику. Уже сам факт существования двигательных замещений показывает, что движение представляет собой не элементарный акт, но сложную структуру, которая может осуществиться различными двигательными механизмами, сохраняя при этом свою основную практическую функцию. Поэтому различные типы компенсаций, очевидно, связаны прежде всего с различными уровнями построения движений.
Проблема двигательных компенсаций начала систематически разрабатываться прежде в функционально-анатомическом плане. Вопрос сводился к тому, возможно ли и каким образом возможно выполнение определенного движения в определенном суставе, если осуществляющие его мышцы повреждены или прерван иннервирующий их нерв. Таким образом, было разработано учение о компенсаторных возможностях одних мышц по отношению к другим, а впоследствии (Ферстером и др.) была установлена замещающая функция периферических нервов.
В дальнейшем проблема периферических возможностей замещения отодвинулась на задний план. Зато особое внимание привлекли к себе общая пластичность и замещающая деятельность ц. н. с., регулирующая смещение функции пораженного органа на сохранный и позволяющая приспособиться к условиям дефекта и выполнять жизненно важную функцию до того момента, пока пораженный орган, осуществляющий в норме эту функцию, регенерирует и сможет вновь взять ее на себя.
Проблема пластичности организма и функционального приспособления к новым условиям также не является новой для научного исследования. Обобщая данные, накопленные биологией, академик Северцев1 указывал на то, что наряду с морфологическими изменениями, служившими до сих пор главным предметом научного исследования, существует другой путь адаптации, при котором животные, не меняя своей организации, изменяют свое поведение и, таким образом, быстро приспосабливаются к новым условиям деятельности. В том своеобразном случае развития, который представляет собой процесс восстановления, эти два пути приспособления соответственно и выступают: первый в форме процесса регенерации пораженного органа, второй — как процесс компенсаторного приспособления.
Однако, несмотря на то, что принцип пластичности в деятельности организма в своей общей форме был давно известен, а многочисленные экспериментальные и клинические исследования накопили большое количество данных о различных компенсациях у животных и у человека, значение этих фактов долгое время недооценивалось и общая теория компенсации оставалась мало разработанной.
В развитии научных взглядов на компенсации можно схематически наметить три основных этапа.
Первоначально господствующей была теория викариата.
Согласно этой теории отдельные функции организма строго закреплены за отдельными органами. Однако помимо основной функции, которую определенный орган выполняет в норме, он может обладать еще готовой способностью выполнять некоторые функции других органов, способностью, которая и реализуется в условиях травмы, ампутации конечности и т. д. Эти резервные возможности организма, скрытые в функциях отдельных органов, делают возможным викарное замещение, т. е. замену функции больного органа функцией здорового органа без перестройки деятельности организма в целом. Компенсация в этом ее понимании есть нечто прямо противоположное истинному восстановлению.
Что же касается самого процесса ее образования, то представители теории викариата, в большинстве своем анатомы, не занимались специально этой проблемой; многие из них в наблюдавшихся случаях сложных двигательных замещений склонны были видеть результат особого участия «сознательной воли» больного.
Под влиянием новых данных теория викариата подверглась пересмотру и была выдвинута новая структурная теория компенсации. Если раньше компенсацию считали исключительным явлением, то структуралисты усматривали в ней лишь проявление основных общих структурно-динамических закономерностей в деятельности нервной системы и организма в целом. Лёшли по этому поводу писал: «Проблема эквивалентности моторных реакций была менее изучена, чем проблема эквивалентности стимула, но оба явления представляются совершенно однородными. Все формы деятельности, начиная от постройки гнезда у птиц и кончая так называемыми намеренными действиями человека, обнаруживают отсутствие стереотипности в движениях, направленных к достижению наперед определенной цели».2
Рассматривая случаи изменения системы координации движений при ампутации конечностей у животных и человека, Бете замечает: «Лучше совсем отказаться от признания твердо установленных координационных центров и рассматривать самую координацию как явление, специальный характер которого каждое мгновение определяется наново господствующими в данный момент периферическими и центральными условиями»3.
Вместо старого представления об одном изолированном органе, который викарно замещает другой, выступила концепция структурной реорганизации деятельности организма в целом, происходящей под влиянием потока афферентных стимулов, идущих с периферии. Поскольку способность к структурнообразованию, согласно этой точке зрения, является универсальной для нервной системы на всех ступенях ее развития, любая компенсация может быть осуществлена самыми разными разделами нервной системы совершенно автоматически, без всякого обучения или какого-либо вмешательства сознания.
Структурная теория компенсаций, внеся динамический аспект в исследование, способствовала более глубокому пониманию процессов замещения. Однако антигенетичность и абстрактность концепции структуралистов являлись препятствием для дальнейшего развития учения о компенсации.
Эти недостатки структурной теории были преодолены в системно-генетическом учении о компенсациях. Оно представлено и в некоторых работах зарубежных исследователей (Шеррингтона, в более поздних работах Лёшли), но особенное развитие и глубину оно получило в работах советских ученых.
На основании своих экспериментальных исследований на животных Э. А. Асратян приходит к тому заключению, что возможности компенсации и их механизм не остаются неизменными на разных ступенях развития. Если перестройка локомоторного акта у низших животных может осуществляться за счет низших разделов нервной системы, то у млекопитающих, например у собаки, в этом процессе принимает необходимое участие кора больших полушарий головного мозга. Соответственно этому изменяется и процесс образования компенсаторных приемов. У низших животных замещение осуществляется исключительно безусловно-рефлекторно, у высших же животных они могут формироваться и путем обучения. Наши наблюдения над человеком показывают, что здесь возникают еще другие, совершенно новые возможности компенсации, вовсе отсутствующие в животном мире.
Если даже оставить в стороне тонкие движения рук и остановиться на более автоматизированных актах ходьбы, то и здесь, в случае повреждения нижней конечности, человек компенсирует дефект не только, безусловно, рефлекторным путем и не только путем простых проб и ошибок, но и путем сознательных поисков наилучшего способа замещения. Особенно часто наблюдается этот последний, интеллектуальный путь образования компенсаций, в случаях возникновения особых затруднений в выполнении движения пораженным органом. У одного из наблюдавшихся нами больных с повреждением коленного сустава задача подняться и спуститься по лестнице вызывала целое рассуждение вслух. Поднимаясь наверх, больной начинает движение здоровой ногой, становится ею на ступеньку, а затем подтягивает больную ногу. Вначале делается попытка применить этот способ и при спуске, однако здесь он оказывается неудобным. Приходится передавать всю тяжесть тела на больную ногу и сгибать ее в коленном суставе пока здоровая нога не коснется следующей ступеньки. Больной, проделывая это движение, морщится от боли и замечает: «Так вниз не получается; попробуем наоборот. Это ничего, что больная вперед пойдет, зато здоровой пригибаться придется...» Действительно, этот новый прием спуска с лестницы оказывается более рациональным.
Таким образом, даже в простейших случаях у человека могут выступать высшие, находимые интеллектуально приемы замещения. В значительно же более сложных случаях восстановления трудовых движений и, как это было показано А. Р. Лурия, в случаях восстановления гностических функций и речи, моменты сознательного обучения являются необходимым условием образования адэкватных компенсаторных приемов.
Для понимания природы замещений очень важное значение имеет понятие функциональной системы, выдвигаемое в современной физиологии взамен слишком универсального и, следовательно, мало содержательного понятия структуры. П. К. Анохин так раскрывает это понятие:
«Под функциональной системой мы понимаем круг определенных физиологических проявлений, связанных с выполнением какой-то определенной функции (акт дыхания, акт глотания, локомоторный акт и т. д.). Каждая такая, функциональная система, представляя собой до некоторой степени замкнутую систему, протекает благодаря постоянной связи с периферическими органами и в особенности с наличием постоянной афферентации от этих органов. Мы считаем, что каждая функциональная система имеет определенный комплекс афферентных сигнализаций, который направлен и коррегирует выполнение этой функции».4
П. К. Анохин, рассматривая случаи компенсаций, наступающих при травме или ампутации, указывает, что здесь открываются две возможности: гомосистемных и гетеросистемных изменений. Каждая сложившаяся функциональная система, помимо механизмов, обычно используемых при осуществлении стоящей перед организмом задачи, имеет еще ряд резервных сенсорных и двигательных возможностей, которые широко использовались на ранних этапах формирования системы, а затем в значительной степени потеряли свое рабочее значение. Эти резервные возможности системы включаются иногда и в норме при больших рабочих нагрузках или при утомлении, но особенно большое значение они приобретают в случае травмы, создавая специфический тип гомосистемных динамических компенсаций.
По поводу изменения характера рабочего движения при утомлении Ухтомский писал: «Если исторический путь, которым идет упражнение, заключается в постепенном сужении сферы работы на минимум мускулатуры (по возможности на одних малых мышцах дистальных сочленений руки), то утомление приводит явным образом к обратному эффекту: по мере того как требующийся для работы мышечный минимум утомляется, начинает сказываться иррадиация возбуждений на соседние, не идущие к делу мышцы, а движение фактически становится все менее и менее экономным»5.
Нами были исследованы динамические внутрисистемные компенсации при работе здоровой и больной рукой (см. гл. VII).
При этом оказалось, что резервные эффекторные возможности системы, используемые при работе здоровой рукой лишь в стадии значительного утомления, при применении больной руки включаются сразу же, в самом начале работы.
Следует подчеркнуть, что всякое внешнее рабочее движение, приводящее непосредственно к достижению цели (схватывание предмета, забиванию гвоздя и т. д.), составляет лишь часть более широкой функциональной системы, в которую оно органически включено. Внешнее рабочее движение сопровождается не только рядом вспомогательных движений и статической работой мышц, обеспечивающей сохранение определенной позы и равновесия всего тела, но и мобилизацией резервных компонентов системы, которые могут реализоваться в различной степени, начиная с внутренних проб и движений, выступающих вовне в виде так называемых «выразительных движений», и кончая полным замещением обычно выполняемого внешнего движения.
Таким образом, во-первых, возможно гомосистемное приспособление к ситуации, вызванной дефектом, происходящее за счет тех резервных возможностей, которые имеются в данной функциональной системе. Однако при более значительных дефектах такая возможность исключается и приспособление может произойти только в результате перестройки всей системы, только путем гетеросистемных компенсаций. Яркий пример гетеросистемной компенсации мы находим в случае, описанном Бете. Мальчик, у которого был паралич обеих ног, научился свободно передвигаться головой книзу — на руках. Вряд ли, конечно, в обычной локомоторной системе мы можем подозревать скрытые возможности такого рода передвижения. Очевидно, здесь имеет место именно полная перестройка локомоторного акта.
Итак, общая необходимость в различных типах компенсаций вызывается, конечно, дефектом. Однако они не являются результатом автоматической реакции ц. н. с. на афферентные сигналы, исходящие от пораженного органа, как это предполагал в свое время Лёшли. Данные Гельба о перестройке зрительного восприятия и данные А. Р. Лурия о восстановлении речи и гностических функций после мозговых поражений показывают, что компенсаторные изменения являются функцией стоящей перед субъектом задачи.
К сходным выводам пришли и мы, изучая процессы замещения при травмах руки.
1 Н. А. Северцев, Эволюция и психика, М., 1916 г.
2 К. С. Лёшли. Основные нервные механизмы поведения. Ж. «Психология», т. III, в. 3, 1930.
3 А. Бете. Пластичность нервной системы. «Успехи современной биологии», т. III. в. I, 1934.
4 Сборник «Проблема центра и периферии в физиологии нервной деятельности», 1935.
5 А. А. Ухтомский. Физиология двигательного аппарата, 1927.