Порождение движений. 
Общая психология

Главный закон движения: палок не должно быть больше, чем колес.

Ф. Кривин

Здесь мы кратко рассмотрим еще одну тему, имеющую отношение к деятельности и теории психологии в целом. Речь пойдет об организации (построении) движений.

Как вы помните, для Р. Декарта такой проблемы не существовало. Ответ живого существа определялся устройством его тела, как устройство машины определяет движение ее частей. Не было такой проблемы и у И. П. Павлова, и у бихевиористов. Первый полностью принимал идею Р. Декарта о механизме поведения, понимая его на уровне современной ему физиологии. Он считал, что поведение животного определяется тем, как сложится система возбуждений и торможений в коре и подкорке головного мозга. Действительно, факт соответствия картины нервных процессов мозга и ответных реакций существует. Но сама, но себе связь двух событий, как нам известно из курса математики, ничего не может сказать о причинах этой связи. Современная теория управления поведением свидетельствует о другом принципе связи, противоположном тому, который исповедовал И. П. Павлов: картина нервных процессов должна складываться так, чтобы обеспечить нужное поведение, которое отвечает не законам работы мозга, а требованиям задачи и среды, в которой оно совершается. Коллектив авторов под руководством П. И. Зинченко предельно четко сформулировал это положение: «Предметное содержание деятельности определяет собой динамику нервных процессов» .

Поэтому как только ученые приступили к изучению совершаемых человеком и животными локомоций (движения конечностей), то сразу натолкнулись на невозможность объяснить сложные движения на основе теории рефлекса. Приятно отметить, что среди этих ученых первое место занимает наш соотечественник Н. А. Бернштейн. Проведенные им исследования движений животных и человека не только объективно показали несостоятельность рефлекторного подхода, но и заложили основы нового подхода в физиологии и науках о поведении.

Изучение движений показало, что движения, во-первых, пространственно организованы. Например, чтобы указательным пальцем правой руки достичь определенной точки А, надо выбирать разные направления движения в зависимости от начального положения руки и всего тела. Более того, при одном и том же направлении траектория движения каждый раз будет разной из-за того, что рука представляет собой кинематическую цепь из нескольких звеньев, сочленение между которыми может иметь одно, два или три возможных перемещения в точке соединения. Так, фаланга пальца может сгибаться только вперед, кисть руки вперед-назад и в сторону, плечевое сочленение может обеспечить движение по трем осям. В результате каждое положение пальца руки по отношению к точке, А имеет большое число степеней свободы, которые определяются числом независимых координат каждого сочленения звеньев кинематической цепи.

Движение с одной степенью свободы является вынужденным, при двух — появляется выбор траектории движения при определенной позе. Н. А. Бернштейн указывал, что в различных условиях степени свободы могут достигать значений от единицы до 20. Поэтому одна из задач в управлении движением — это преодоление избытка степеней свободы цепи путем их ограничения. Вторая задача, определяемая пространственной организацией движений, — оценка положения конечности в пространстве (положения руки, например) в начальный момент движения и по ходу его осуществления.

Многозвенность кинематической цепи ставит перед органом управления еще одну задачу — формирование согласованных команд для мышц каждого звена. Здесь надо учитывать, что каждое мышечное волокно подчиняется закону «все или ничего», т. е. оно сокращается либо взрывным образом, либо никак, а движение часто должно быть плавным и рассчитанным по силе. Значит, каждый раз надо определять число мышечных волокон для их одновременного и последовательного сокращения.

При этом существует принципиальная неопределенность между пусковым паттерном импульсов и сокращением мышцы — в зависимости от ее тонуса (состояние напряжения) сокращение может быть полным или никаким.

Еще одна неопределенность — это сокращение мышцы и результирующее движение. В конечный эффект движения конечности или его звена вмешиваются инерционные и реактивные силы движения, а также неподвластные живому существу внешние силы (сопротивление среды или противодействия). В результате одно и то же сокращение мышцы дает различное движение звена цепи (попробуйте нанести сильный удар рукой в воде).

Поэтому, делает вывод Н. А. Бернштейн, движение всегда есть решение задачи, при которой управляющий движением орган (мозг) должен получать различные сведения, без которых двигательная задача не может быть адекватно решена. Конечно, есть движения, не учитывающие пространственных и предметных характеристик среды (например, отдергивание конечности при уколе или ожоге). Но для всех движений субъекта, ориентированных на условия среды (чтобы быть успешными), необходимо иметь информацию об условиях среды, о состоянии собственных мышц, о своем положении в пространстве поля действия, об инерционных и реактивных силах, появляющихся при движении всего тела и его частей, об отклонении от центра тяжести тела, об отклонениях от намеченных конечных координат движения и т. д.

При решении двигательной задачи возникает масса подзадач, тоже требующих сведений из внешнего мира и от собственного тела: это регуляция тонуса мышц, поддержание равновесия при движении, организация движений во времени (начало, ход осуществления, окончание), сличение намеченной программы движения с ходом его осуществления и т. д.

Изучение патологии движений показало, что часто нарушается возможность решения отдельных подзадач (например, окончания движения или поддержания равновесия при движении).

Понимая, что большинство движений не может управляться одним готовым пусковым паттерном нервных импульсов из центра, Н. А. Бернштейн формулирует принцип управления движениями через сенсорные коррекции при его осуществлении. То есть наряду с движениями, которые просто можно запустить одной пусковой командой (прыжок, удар в боксе), большинство движений корректируются в процессе исполнения.

Достаточно посмотреть на преследование хищником жертвы, чтобы убедиться, что жертва и хищник, во-первых, учитывают пространственные и предметные условия среды, а во-вторых, все время как бы «играют» друг с другом, постоянно меняя направление движений, и учитывают инерцию своего движения. Не менее наглядным является и наблюдение за движением руки человека, пытающегося «вслепую» взять нужный предмет, — рука никогда не идет по прямой.

Принцип сенсорных коррекций означает, что мозг собирает всю информацию, требуемую для успешного управления движением, на ее основе прогнозирует дальнейшие изменения среды и, сличая полученную информацию с координатами (характеристиками) конечного результата движения, вносит необходимые поправки в ход движения.

Такие полные сборы информации от тактильной, проприоцептивной, обонятельной, зрительной, слуховой и других видов чувствительности Н. А. Бернштейн называет «сенсорными синтезами». (Мы, психологи, назвали бы их образами движения и ситуации, но физиологи не говорят на языке психологии — у них свой язык.).

В этом едином сенсорном синтезе выделяются информационные уровни, соответствующие уровням организации движений. Уже говорилось о том, что целостное движение есть решение основной содержательной двигательной задачи и ряда подзадач, присущих любому по содержанию движению (начало и окончание, поддержание равновесия и устойчивости, изменение тонуса мышц и т. д.). Эти подзадачи являются фоновыми для основного содержания движений, хотя в эволюции раньше они могли играть роль основного уровня, содержательно ведущего. Да и в жизни фоновые задачи в данный момент движения могут стать ведущими. На основе знаний своего времени (1930−1940;е гг.) Н. А. Бернштейн пришел к выводу о существовании пяти уровней построения движений и соответствующих им уровней рецепторики (сенсорных уровней).

Первый уровень (эволюционно самый древний) — уровень А, или уровень палеокинетических регуляций. На этом уровне осуществляются ответные генетически заданные движения, но типу рефлекса; совершаются быстрые, ритмичные стандартные движения и регулируется состояние скелетных мышц (тонус).

Второй уровень построения движений — уровень В, или уровень синергий — отвечает за координацию сложных двигательных серий (например, танец, гимнастические упражнения), когда надо предельно точно, с нужной силой и скоростью включать в работу различные мышцы, в том числе антагонисты.

Третий уровень — уровень С, или пространственного поля — обеспечивает пространственное построение движений, например такие, как ощупывание предмета.

Четвертый уровень — уровень D или действий — типично человеческий уровень движений, осуществляет двигательные предметно-содержательные действия. Это работа с предметом, его созидание или преобразование, например сшивание иглой ткани.

Пятый уровень — исключительно человеческий — уровень Е или символических координаций, к которым Н. А. Бернштейн относит речь, письмо и, пользуясь идеей героя спектакля С. Образцова, все то, что не уместилось в предыдущих уровнях. Например, сюда следует отнести изображение круга при доказательстве теоремы.

Вы видите на приведенных примерах, что само по себе движение может оставаться почти одинаковым: быстрые и частые удары по клавише, осуществляемые круговыми движениями, круговые вращения кистью руки, срисовка круга, круговые движения руки с иглой при сшивании, изображение круга на доске. По они по-разному строятся на разных уровнях: в одном случае движение идет почти автоматически, в другом — без учета предметных пространственных характеристик, в третьем — есть четкая привязанность к образцу, в четвертом — движение ориентировано на заданный предметный результат, в пятом — движение создает знак возможной реальности. Отсюда — различные характеристики действий.

По мнению Н. А. Бернштейна, человеком осознается лишь ведущий уровень, а фоновые, как правило, осуществляются автоматически (аналогия соотношений действий и операций в технологическом анализе деятельности). Ведущий уровень всегда отвечает задаче, и именно на этом уровне создаются сенсорные синтезы, которые сличаются с потребным будущим (запланированный результат), и на основе сличения осуществляются сенсорные коррекции движений.

Конечно, через несколько десятилетий после создания теории уровневого построения движений не все в ней кажется бесспорным. Но она позволила преодолеть рефлекторный подход как единственно верное понимание поведения живых существ. Возникла физиология активности, приближенная к анализу реальной сложности двигательного поведения, в науку о поведении был введен принцип обратных связей (рефлекторное кольцо вместо рефлекторной дуги), появилась возможность объяснять факты патологии движений.

Например, человеку с ранением, затрудняющим движения руки, дают задание как можно выше поднять руку. Несколько проб определяют предельную высоту подъема руки по приказу (третий уровень движений — С). После этого больного просят сделать одолжение врачу и подать ему фуражку, висящую на гвозде гораздо выше только что определенной высоты подъема руки. Больной, к своему удивлению, достает высоко подвешенную фуражку (т.е. совершает движение уже на уровне D-действий).

Такой пример не единичен и свидетельствует об эвристичности уровневого подхода к пониманию построения движений. Замечу, забегая вперед, что он перекликается с идеей Л. С. Выготского о возможности замещений нарушенных высших психических функций.

В этой главе мы рассматривали деятельность и движения как активность, которая осуществляется как бы сама по себе. Но это не более чем педагогический прием в изложении. На самом деле и движение, и деятельность осуществляются живым существом, субъектом деятельности, которым является животное или человек. Как и психика, деятельность не существует сама по себе — она совершается живыми существами, наделенными различными возможностями и особенностями, реализующими свой образ жизни через свою деятельность, регулируемую психическим отражением.

К рассмотрению особенностей поведения и психики человека и животных мы перейдем в последующих главах.