Основні принципи формування рухів

Рухова діяльність людини є основною формою його поводження в зовнішнім середовищі. При цьому варто вказати, що не тільки фізична робота, але й різноманітні види розумової праці в остаточному підсумку проявляються руховою активністю. И. М. Сєченов (1863) тому приводу писав, що «…вся нескінченна розмаїтість зовнішніх проявів мозкової діяльності зводиться остаточно до одного лише явища — м’язовому руху» .

а) загальна схема управління рухами;

Вирішальним фактором поводження є корисний результат. Для його досягнення в нервовій системі формується група взаємозалежних нейронів — функціональна система.

Діяльність її включає наступні процеси:

• 1) обробка всіх сигналів, що надходять із зовнішнього й внутрішнього середовища організму — так званий аферентний синтез;
• 2) ухвалення рішення про мету й завдання дії;
• 3) створення подання про очікуваний результат і формування конкретної програми рухів;
• 4) аналіз отриманого результату й внесення в програму виправлень — сенсорних корекцій.

У процесах аферентного синтезу беруть участь глибокі внутрішні процеси — спонукання до дії (мотивація) і його задум, витягають із пам’яті моторні сліди (навички) і виучені тактичні комбінації. У людини на їхній основі створюється певний план і конкретна програма руху. Ці процеси відбиваються в змінах електричної активності мозку — «хвиля очікування», зміни амплітуди, що обгинає, ЭЭГ, посилення взаємозв'язку коркових нейронів, місцеві потенціали готовності й ін. феномени, пов’язані з підвищенням збудливості коркових нейронів і створенням робочої системи мозку. Виразність цих феноменів відбиває ступінь зацікавленості людини в реакції, швидкість і cилy відповідних скорочень м’язів. На рівні спинного мозку процеси преднастройки відбиваються підвищенням збудливості спинальних мотонейронів, у м’язах — підвищенням чутливості пропріорецепторів кістякових м’язів. Сенсорна інформація про результат виконання руху, одержуваний по каналах зворотного зв’язка, використається нервовими центрами для уточнення тимчасових, просторових і силових характеристик рухових актів, внесення виправлень у команди — так званих сенсорних корекцій.

б) рефлекторне кільцеве регулювання и програмне управління рухами;

У руховій діяльності людини розрізняють довільні рухи — свідомо керовані цілеспрямовані діям; мимовільні рухи, що відбуваються без участі свідомості й представляють собою або безумовні реакції, або автоматизовані рухові навички.

В основі керування довільними рухами людини лежать два різних фізіологічних механізми:

• 1) рефлекторне кільцеве регулювання й
• 2) програмне керування по механізму центральних команд.

Замкнута система рефлекторного кільцевого регулювання характерна для здійснення різних форм рухових дій і пізніх реакцій, що не вимагають швидкого рухового акту. Це дозволяє нервовим центрам одержувати інформацію про стан м’язів і результати їхніх дій по різним аферентним шляхах і вносити виправлення в моторні команди по ходу дії.

Програмне керування по механізму центральних команд — це механізм регуляції рухів, незалежний від аферентних пропріоцептивних впливів. Таке керування використається у випадку виконання короткочасних рухів (стрибків, кидків, ударів, метань), коли організм не встигає використати інформацію від пропріорецепторів м’язів і інших рецепторів. Вся програма повинна бути готова ще до початку рухового акту. При цьому відсутнє замкнуте кільце регуляції. Керування виробляється по так званій відкритій петлі, а активність у багатьох довільно, що скорочуються м’язах, виникає раніше, ніж реєструється зворотна аферентна імпульсація. Наприклад, при виконанні стрибкових рухів електрична активність у м’язах, спрямована на амортизацію удару, виникає раніше, ніж відбувається зіткнення з опорою, тобто вона носить попереджувальний характер.

Такі центральні програми створюються відповідно до сформованого в мозку (головним чином — в асоціативної переднє лобної області кори) образу рухової дії й мети руху. У подальшій конкретній розробці моторної програми беруть участь мозочок (латеральна область його кори) і базальні ядра (смугасте тіло й бліде ядро). Інформація від них надходить через таламус у моторну й премоторну області кори й далі - до виконавчих центрів спинного мозку й кістякових м’язів.

Механізм кільцевого регулювання є більше древнім філогенетично й виникає раніше в процесі індивідуального розвитку. Приблизно до трьох років достатній розвиток одержують зорові зворотні зв’язки, що здійснюють поточний зорово-моторний контроль, а з 5−6 років відбувається перехід до поточного контролю рухів за участю пропріоцептивних зворотних зв’язків. Цей механізм досягає значної досконалості до 7−9 літнього віку, після чого починається перехід до формування механізму центральних команд. ДО 10−11 років підвищення швидкості довільних рухів забезпечується достатнім розвитком процесів попереднього програмування їх просторових і тимчасових параметрів. Із цього віку представлені обидва механізми керування довільними рухами, подальше вдосконалювання яких триває аж до 17−19років.

в) три основні функціональні блоки мозку;

Серед багатоповерхових систем нервових центрів узагальнено можна виділити три основних функціональних блоки:

• 1) блок регуляції тонусу, рівня пильнування;
• 2) блок прийому, переробки й зберігання інформації;
• 3) блок програмування, регуляції й контролю рухової діяльності.

До першого функціонального блоку відносяться неспецифічні відділи нервової системи, зокрема ретикулярна формація стовбура мозку, які модулюють функціональний стан вище лежачих і нижче лежачих відділів, викликаючи стану сну, пильнування, підвищеної активності, збільшуючи або зменшуючи потужність рухових реакцій.

Другий функціональний блок розташований у задніх відділах півкуль і включає у свій склад зорові (потиличні), слухові (скроневі), загально-чутливі (тім'яні) області кори й відповідні підкіркові структури. Первинні (проекційні) коркові поля цього блоку забезпечують процеси відчуття, а вторинні поля — процеси сприйняття, упізнання інформації. Вищий відділ цього блоку — третинні (асоціативні нижче тім'яні) поля, які здійснюють складні форми аферентного синтезу, створюючи інтегральний образ зовнішнього миру й узагальнюючи сигнали, що приходять від лівої й правої половини тіла. Вони формують подання про «схему тіла» і «схемі простору», забезпечуючи просторову орієнтацію рухів.

Третій функціональний блок розташований у передніх відділах більших півкуль. У його склад входять первинні (моторні) і вторинні (пре моторні) поля, а вищим відділом є асоціативні передні-лобові (або пре фронтальні) області (передні третинні поля). Цей блок за участю мовних функцій виконує універсальну реакцію загальної регуляції поводження, формуючи наміри й плани, програми довільних рухів і контроль за їхнім виконанням.