Почему человек умеет стоять?

Почему человек умеет стоять?

По биологической классификации человек — Homo sapiens — отнесен знаменитым Карлом Линнеем к отряду приматов и входит в подотряд «высшие приматы» вместе с обезьянами и человекообразными обезьянами. От них он отличается четырьмя важнейшими биологическими признаками: умением стоять и ходить прямо, размером и сложностью устройства мозга, формой и расположением зубов, а также биомолекулярным составом, по которому, впрочем, он отличается от шимпанзе всего на 1 %.

Прямохождение дает человеку колоссальные преимущества в двигательной активности, однако и требует особой организации и управления. Как правило, движения человека, если это нетренированный спортсмен или артист, менее совершенны, чем движения животного, но зато более разнообразны и менее специализированны. Поэтому они могут быть хорошо приспособлены к любым потребностям и нуждам человека.

Интересно, что все перемещения животных и человека происходят только за счет вращательных движений костей конечностей в суставах, поскольку их растяжение не может быть большим. Так как костей и суставов, участвующих в формировании движений, у человека заведомо больше сотни, то количество степеней свободы скелета, а следовательно и разнообразие возможных движений и положений, оказывается необычайно большим. Как же сформировать целесообразные движения, включая такое важное, как удержание вертикальной позы?

Основы науки о движениях человека заложил физиолог Николай Бернштейн. Он предложил признанную ныне всеми гипотезу, что целесообразное движение формируется за счет ограничения независимости движения отдельных костей скелета, то есть за счет реализуемого числа степеней свободы скелета через мышечное регулирование. Но тогда возникает вопрос: как же формируется и как реализуется программа таких движений?

Ответ на этот вопрос нашел другой российский ученый, Виктор Гурфинкель. Он поставил очень простой, но убедительный опыт. Свободно стоявший испытуемый должен был по команде экспериментатора вытянуть руку вперед горизонтально. При этом контролировалась электрическая активность мышц человека. Так вот оказалось, что человек всегда поднимает руку с некоторой задержкой во времени. Однако во время этой паузы по электрической активности мышц обнаруживается наличие их возбуждения. При этом возбуждаются не только мышцы верхней конечности, как можно было бы ожидать, — возбуждение начинается с мышц стопы. Затем оно охватывает икроножную и бедренную мышцы. И уже только потом добирается до дельтообразной мышцы, обеспечивающей подъем плечевой кости. Это значит, что в ожидании нарушения равновесия, вызванного подъемом руки, происходит приготовление тела к сохранению равновесия за счет мобилизации большой совокупности мышц.

Такое приготовление возможно только за счет того, что нервная система человека, включая спинной и головной мозг, хранит внутреннюю модель тела, которая и позволяет заранее, своевременно формировать необходимые мышечные реакции, обеспечивающие, в свою очередь, формирование целесообразного движения, в том числе удержание вертикального положения тела.