Физиологические основы двигательной координации человека

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Неврология двигательной координации человека

1.1 Пирамидная система — как основная регулирующая система целенаправленных движений человека

1.2 Экстрапирамидная система — как система «тонкой» регуляции двигательной активности человека

1.3 Методы исследования движений человека

Глава 2. Аномалии двигательной координации человека

Заключение

Библиографический список

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Тема нашего реферата: «Физиологические основы двигательной координации человека» актуальна и имеет непосредственное отношение к логопедии.

Практически всегда человек, имеющий речевые отклонение, имеет не только психические и соматические, но и двигательные расстройства. Особенно это проявляется в случаях различных синдромов, с усложненной симптоматикой.

Управление движениями — сложный по своей структуре процесс, обеспечиваемый функциями различных систем организма.

Новый подход к пониманию механизма управления движениями предложил Н.А. Бернштейн, представивший схему управления по принципу сенсорных коррекций в виде эфферентно-афферентного кольца. Он считал, что « … координация есть не какая-то особая точность или тонкость эфферентных нервных импульсов, а особая группа физиологических механизмов, создающих непрерывное организационное циклическое взаимодействие между эффекторным и рецепторным процессом», а также то, что»…совершенная координация должна состоять в том, чтобы уметь давать пусковой импульс в нужный момент». [3]

По Бернштейну [4], « … сущность двигательной координации как раз состоит в непрерывном прилаживании эффекторных импульсов к переменным непредвиденным динамическим условиям». Он считал, что формирование двигательного действия основано на поиске путей решения определенной задачи, то есть результата, который необходимо достичь.

У специалистов по исследованию проблемы двигательных координаций нет существенных разногласий в их определениях. Разные авторы называют двигательными координациями или координационными способностями одни и те же качества, часто вкладывая в них сходное содержание. К ним относятся: ловкость, гибкость, точность, равновесие. В специальной литературе дается их общая характеристика, значимость, критерии оценки.

Двигательные координации разнообразны. Например, любое довольно сложное физическое упражнение, выполненное на высоком техническом уровне, характеризуется пластичностью. На это качество впервые указал Н.А. Бернштейн, назвав его пластикой и предложив следующее определение: «пластика — это определенное по рисунку и ритму движение человеческого тела, отражающее его духовный и внутренний мир».

27 стр., 13324 слов

Иследование развития мелкой моторики и зрительно-двигательной ...

... стимуляции и развития двигательной функции ребенка и его координации. Особенно перспективным и ... а также при возрастной дифференциации содержания метода. Необходимость развития активных движений ... 65]. Первой формой общения первобытных людей были жесты, особенно велика здесь была ... апробировать систему психолого-педагогической работы по развитию мелкой моторики и зрительно-двигательной координации в ...

Пластичные движения характеризуются непрерывностью, слитностью, плавностью, выполнением движений без пауз. Важной двигательной координацией является также ритмичность, характеризующаяся рациональным распределением усилий во времени и в пространстве.

человек движение двигательная активность координация

Глава 1. Неврология двигательной координации человека

Термин «координация» происходит от латинского языка: «coordinatio» — взаимоупорядочение. Под координацией движений понимают процессы согласования активности мышц тела, направленные на успешное выполнение двигательной задачи.

Для центральной нервной системы объектом управления является опорно-двигательный аппарат. Своеобразие скелетно-мышечной системы заключается в том, что она состоит из большого числа звеньев, подвижно соединенных в суставах, допускающих поворот одного звена относительно другого. Суставы могут позволять звеньям поворачиваться относительно одной, двух или трех осей, т. е. обладать одной, двумя или тремя степенями свободы. Чтобы в трехмерном пространстве достичь любой заданной точки (в пределах длины конечности), достаточно иметь двухзвенную конечность с двумя степенями свободы в проксимальном суставе («плече») и одной степенью свободы в дистальном («локтевом»).

На самом деле конечности имеют большее число звеньев и степеней свободы. Поэтому, если бы мы захотели решить геометрическую задачу о том, как должны изменяться углы в суставах, для того чтобы рабочая точка конечности переместилась из одного заданного положения в пространстве в другое, мы обнаружили бы, что эта задача имеет бесконечное множество решений. Чтобы кинематическая цепь совершала нужное движение, необходимо исключить те степени свободы, которые для данного движения являются избыточными. Этого можно достичь двумя способами: 1) можно зафиксировать избыточные степени свободы путем одновременной активации антагонистических групп мышц (коактивация); 2) можно связать движения в разных суставах определенными соотношениями, уменьшив, таким образом, число независимых переменных, с которыми должна «иметь дело» центральная нервная система. Такие устойчивые сочетания одновременных движений в нескольких суставах, направленных на достижение единой цели, получили название синергий.

Весьма своеобразны и «двигатели», используемые в живом организме. Скелетные мышцы представляют собой эластомеры с нелинейной зависимостью развиваемой силы от частоты активации. При этом развитие силы автоматически сопровождается изменениями упругости и вязкости мышцы. Кроме того, как известно, напряжение мышцы зависит от ее длины (угла в суставе) и скорости удлинения или укорочения. Сложность управления движениями в суставах при помощи мышц усугубляется еще и тем, что на каждую степень свободы, как правило, приходится больше одной пары мышц. При этом многие мышцы являются двухсуставными, т. е. действуют не на один, а на два сустава. Поэтому, например, сгибание пальцев руки невозможно без одновременной активации разгибателей кисти, препятствующих действию сгибателей пальцев в лучезапястном сочленении.

27 стр., 13324 слов

Иследование развития мелкой моторики и зрительно-двигательной ...

... освоение серийных комплексных упражнений можно развивать у ребенка не только координацию, но и ритмичность движений. Сформированность двигательного ритма у ребенка подготавливает почву к формированию речевого ритма, поэтому ... ребенка – детский сад №90 «Крепыш»» (2 старших группы детей в количестве 40 человек) и МДОУ №38 «Рябинушка» (2 ста

На конечный результат движения влияют не только силы, развиваемые мышцами, но и силы немышечного происхождения. К ним относятся силы инерции, создаваемые массами звеньев тела, вовлекаемых в движение, а также силы реакции, возникающие в кинематических цепях при смещении любого из звеньев. Движение смещает различные звенья тела друг относительно друга и меняет конфигурацию тела, а, следовательно, по ходу движения изменяются моменты упомянутых сил. Вследствие изменения суставных углов меняются и моменты мышечных сил. На ход движения влияет и масса звеньев тела; моменты сил тоже изменяются в процессе движения из-за изменения ориентации звеньев относительно вектора силы тяжести. В практической деятельности человек вступает во взаимодействие с предметами внешнего мира — различными инструментами, перемещаемыми грузами и т. д., и ему приходится преодолевать силы тяжести, упругости, трения, инерции, возникающие в процессе этого взаимодействия. Немышечные силы вмешиваются в процесс движения и делают необходимым непрерывное согласование с ними деятельности мышечного аппарата. Необходимо также нейтрализовывать действие непредвиденных помех движению, которые могут возникать во внешней среде, и оперативно исправлять допущенные в ходе реализации движения ошибки.

В связи с перечисленными особенностями скелетно-мышечной системы и условиями ее взаимодействия с внешним миром, управление движениями оказывается немыслимым без решения задачи согласования активности большого числа мышц.

Характер этого согласования зависит от двигательной задачи. Так, если нужно взять стакан с водой, то для формирования такого движения центральная нервная система должна располагать информацией о положении стакана относительно тела и об исходном положении руки. Однако, поскольку мы хотим, чтобы это движение было успешным, кисть заранее раскрылась на величину, соответствующую размеру стакана, чтобы сгибатели пальцев сжимали стакан с силой, достаточной для предотвращения проскальзывания, чтобы приложенная сила была достаточной для плавного подъема, но не вызывала резкого отрыва, чтобы ориентация стакана в кисти после захвата все время была вертикальной, т. е. чтобы реализация движения соответствовала двигательной задаче, то необходимы не только данные о пространственных соотношениях, но и разные сведения о свойствах объекта манипулирования. Многие из этих сведений не могут быть получены в ходе самого движения посредством обратных связей, а должны быть заложены в программу предстоящего движения на этапе его планирования. Предполагают, что двигательная память содержит обобщенные классы двигательных программ, из числа которых в соответствии с двигательной задачей выбирается нужная. Эта программа модифицируется применительно к конкретной ситуации: однотипные движения могут выполняться быстрее или медленнее, с большей или меньшей амплитудой. Одна и та же программа может быть реализована разными наборами мышц.

6 стр., 2600 слов

Раздел «Физиология сенсорных систем»

... провод и центр отделе кодируется номером канала! Физиологическая роль сенсорных систем, обеспечивающих хеморецепцию: обоняние, вкус, вицероцепция. Обонятельный анализатор. Строение обонятельного ... эпителия. Обонятельные рецепторы. Кодирование информации в обонятельной системе.  роль хеморецепция играет в жизни человека, предоставляя ему жизненно необходимую ...

В планировании, преобразовании и исполнении двигательной

программы участвуют различные структуры нервной системы, организованные по иерархическому принципу. Двигательная программа может быть реализована различными способами. В простейшем случае центральная нервная система посылает заранее сформированную последовательность команд к мышцам, не подвергающуюся во время реализации никакой коррекции. В этом случае говорят о разомкнутой системе управления. Такой способ управления используется при осуществлении быстрых, так называемых баллистических движений. Чаще всего ход осуществления движения сравнивается с его планом на основе сигналов, поступающих от многочисленных рецепторов, и в реализуемую программу вносятся необходимые коррекции — это замкнутая система управления с обратными связями. Однако и такое управление имеет свои недостатки. Вследствие относительно малой скорости проведения сигналов, значительных задержек в центральном звене обратной связи и времени, необходимых для развития усилия мышцей после прихода активирующей посылки, коррекция движения по сигналу обратной связи может запаздывать. Поэтому во многих случаях целесообразно реагировать не на отклонение от плана движения, а на само внешнее возмущение еще до того, как оно успело вызвать это отклонение. Такое управление называют управлением по возмущению.

В осуществлении координации движений участвуют все отделы центральной нервной системы — от спинного мозга до коры большого мозга. У человека двигательные функции достигли наивысшей сложности в результате перехода к прямостоянию и прямохождению (что осложнило задачу поддержания равновесия), специализации передних конечностей для совершения тонких движений, использования двигательного аппарата для коммуникации (речь, письмо).

В управление движениями человека включены высшие формы деятельности мозга, связанные с сознанием, что дало основание называть соответствующие движения произвольными.

Механизмы координации движений, роль тех или иных отделов ЦНС в управлении движениями изучаются чаще в опытах на животных, однако объектом исследования естественных движений является преимущественно человек, что обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, человек в зависимости от задачи исследования может воспроизводить любую требуемую форму двигательной деятельности. Во-вторых, движения человека являются проявлением его поведения и трудовой деятельности и поэтому представляют особый интерес как с теоретической точки зрения вследствие их сложности и дифференцированности, так и с практической — в связи с их значением для медицины, физиологии труда, космонавтики, эргономики, физиологии спорта.

Н.А. Бернштейн [4] считал, что формирование двигательного действия основано на поиске путей решения конкретной задачи, которая может представлять собой программирование определенного рода деятельности. В соответствии с его концепцией для решения двигательной задачи формируются многоуровневые системы, регулируемые ведущим уровнем. Конкретному функциональному уровню соответствует анатомический субстрат в определенном отделе центральной нервной системы и характерные для этого уровня сенсорные коррекции как основа управления движениями. Каждая двигательная координация имеет в своей основе определенный физиологический механизм, обусловливающий его структурные элементы.

7 стр., 3075 слов

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ КОНЕЧНОГО МОЗГА

... совершать сложные координированные целенаправленные движения). Ядро анализатора, обеспечивающее функции ... мелкими клетками звездчатой формы. Волокна преимущественно ориентированы горизонтально. внутренняя ... относятся к первой сигнальной системе. Они имеются не ... мозга осуществляется анализ и синтез, выработка ответных реакций, регулирующих любые виды деятельности. Павлов И.П. доказал, что корковый ...

Материалы исследований показали, что основными структурными элементами базовых двигательных координаций являются разновидности и проявления; компоненты; факторы, обусловливающие их развитие; критерии оценки.

Латентный период двигательной реакции и быстрота моторного компонента в большой мере присущи ловкости, точности, подвижности и прыгучести. Лабильность нервных процессов находит отражение преимущественно в ловкости, точности, подвижности, прыгучести, меткости, ритмичности и пластичности. Состояние возбудимости и растяжимости мышц в большей степени характерно для ловкости, точности, равновесия, гибкости, подвижности, прыгучести и ритмичности. Уровень проприоцептивной чувствительности присущ ловкости, точности, равновесию, гибкости, подвижности, прыгучести, меткости и т.д.

Базовые двигательные координации развиваются и совершенствуются также под воздействием ряда общих и специальных факторов (см. Приложение).

Так, психофункциональное состояние, уровень физической подготовленности, состояние функциональных систем, возраст, суточные колебания, влияют на формирование всех исследованных базовых двигательных координаций. Способность к экстраполяции и типологические особенности центральной нервной системы влияют в большей степени на прирост показателей ловкости, точности, подвижности; особенности строения суставно-связочного аппарата определяют темпы прироста показателей ловкости, равновесия, гибкости, подвижности и прыгучести. Генетические особенности в большей мере сказываются на развитии ловкости, гибкости, подвижности, ритмичности, пластичности.

Общим признаком для всех базовых двигательных координаций является необходимость использования качественных критериев оценки прироста их показателей. Количественные критерии используются для определения темпов прироста ловкости, точности, гибкости, прыгучести, меткости.

Итак, в обеспечении двигательной координации человека задействована сложная иерархия систем. В том числе активное влияние на процесс координации движений оказывают следующие системы: пирамидная и экстрапирамидная.

1.1 Пирамидная система — как основная регулирующая система целенаправленных движений человека

Пирамидная система — система эфферентных нейронов, тела которых располагаются в коре большого мозга, оканчиваются в двигательных ядрах черепных нервов и сером веществе спинного мозга. В составе пирамидного пути (tractus pyramidalis) выделяют корково-ядерные волокна (fibrae corticonucleares) и корково-спинномозговые волокна (fibrae corticospinales).

И те, и другие являются аксонами нервных клеток внутреннего, пирамидного, слоя коры большого мозга. Они располагаются в предцентральной извилине и прилегающих к ней полях лобной и теменной долей. В предцентральной извилине локализуется первичное двигательное поле, где располагаются пирамидные нейроны, управляющие отдельными мышцами и группами мышц. В этой извилине существует соматотопическое представительство мускулатуры. Нейроны, управляющие мышцами глотки, языка и головы, занимают нижнюю часть извилины; выше располагаются участки, связанные с мышцами верхней конечности и туловища; проекция мускулатуры нижней конечности находится в верхней части предцентральной извилины и переходит на медиальную поверхность полушария.[25]

2 стр., 698 слов

Третий функциональный блок мозга

... черепныхи спинномозговых нервов. От них начинается большой пирамидный путь, волокнакоторого идут в спинной мозг и далее иннервируют мышцы тела человека. Зонаимеет проекционный характер, т.е. разные ... двигательные ядра и экстрапирамидные волокна обеспечиваюттонический фон, который необходим для любого движения. Эти клетки(клетки первичной коры) не принимают участия в формировании двигательногосостава ...

Пирамидный путь образуют преимущественно тонкие нервные волокна, которые проходят в белом веществе полушария и конвергируют к внутренней капсуле. Корково-ядерные волокна формируют колено, а корково-спинномозговые волокна — передние 2/3 задней ножки внутренней капсулы. Отсюда пирамидный путь продолжается в основание ножки мозга и далее в переднюю часть моста. На протяжении ствола мозга корково-ядерные волокна переходят на противоположную сторону к дорсолатеральным участкам ретикулярной формации, где они переключаются на двигательные ядра III, IV, V, VI, VII, IX, X, XI, XII черепных нервов; только к верхней трети ядра лицевого нерва идут неперекрещенные волокна. Часть волокон пирамидного пути проходит из ствола головного мозга в мозжечок.

В продолговатом мозге пирамидный путь располагается в пирамидах, которые на границе со спинным мозгом образуют перекрест (decussatio pyramidum).

Выше перекреста пирамидный путь содержит от 700 000 до 1 300 000 нервных волокон с одной стороны. В результате перекреста 80% волокон переходит на противоположную сторону и образует в боковом канатике спинного мозга латеральный корково-спинномозговой (пирамидный) путь. Неперекрещенные волокна из продолговатого мозга продолжаются в передний канатик спинного мозга в виде переднего корково-спинномозгового (пирамидного) пути. Волокна этого пути переходят на противоположную сторону на протяжении спинного мозга в его белой спайке (посегментно).

Большинство корково-спинномозговых волокон оканчивается в промежуточном сером веществе спинного мозга на его вставочных нейронах, лишь часть их образует синапсы непосредственно с двигательными нейронами передних рогов, которые дают начало двигательным волокнам спинномозговых нервов. В шейных сегментах спинного мозга оканчивается около 55% корково-спинномозговых волокон, в грудных сегментах 20% и в поясничных сегментах 25%. Передний корково-спинномозговой путь продолжается только до средних грудных сегментов. Благодаря перекресту волокон в пирамидной системе левое полушарие головного мозга управляет движениями правой половины тела, а правое полушарие — движениями левой половины тела, однако мышцы туловища и верхней трети лица получают волокна пирамидного пути из обоих полушарий.

Функция пирамидной системы состоит в восприятии программы произвольного движения и проведении импульсов этой программы до сегментарного аппарата ствола головного и спинного мозга.

В клинической практике состояние пирамидной системы определяют по характеру произвольных движений. Оценивают объем движений и силу сокращения поперечнополосатых мышц по шестибалльной системе (полная сила мышц — 5 баллов, «уступчивость» мышечной силы — 4 балла, умеренное снижение силы при полном объеме активных движений — 3 балла, возможность полного объема движений только после относительного устранения силы тяжести конечности — 2 балла, сохранность шевеления с едва заметным сокращением мышцы — 1 балл и отсутствие произвольного движения — 0).

12 стр., 5546 слов

Патологическая физиология нервной системы

... пирамидной и экстрапирамидной системы, а также расстройств движений и чувствительности при повреждении передних и задних корешков спинного мозга; ... · строение и функции нервной системы; · рефлексы; · двигательные системы (спинальные, ствола головного мозга, коры больших полушарий и базальных ... нервного контроля, по изменению тонуса иннервируемых мышц, по распространённости; - виды гиперкинезий: по ...

Оценить силу сокращения мышц количественно можно с помощью динамометра. Для оценки сохранности пирамидного корково-ядерного пути к двигательным ядрам черепных нервов используют тесты, с помощью которых определяют функцию мышц головы и шеи, иннервируемых этими ядрами, кортикоспинального тракта — при исследовании мышц туловища и конечностей. О поражении пирамидной системы судят также по состоянию мышечного тонуса и трофике мышц.

Методы диагностики пирамидной недостаточности

· Магнитно-резонансная томография (МРТ) — обязательный метод обследования при эпилепсии и судорогах.

· Компьютерная томография головного мозга (по рекомендации Международной лиги борьбы против эпилепсии, КТ производится в качестве дополнительного метода обследования, или когда невозможно сделать МРТ).

· Электромиография — это метод исследования нервно-мышечной системы посредством регистрации электрических потенциалов мышц.

· Электроэнцефалография (ЭЭГ исследование) — позволяет выявить судороги. Более 65% судорог происходит во сне, поэтому необходима запись ЭЭГ во время физиологического, естественного сна. Из-за непостоянного характера судорог проводят длительный мониторинг (видео или холтеровский).

Исследование выявляет появления диффузных дельта волн, также синхронизацию волн тата — диапазона. Возможно появление эпилептиформной активности.

· Ультразвуковое исследование (УЗИ) головного мозга — выявляет признаки повышенного давления в головном мозге, которое создает раздражающий эффект и может вызвать центральный паралич.

1.2 Экстрапирамидная система — как система «тонкой» регуляции двигательной активности человека

Экстрапирамидная система (лат.: extra — вне, снаружи, в стороне + pyramis, греч.: рысбмЯт — пирамида) — совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы, минуя кортикоспинальную (пирамидную) систему. Структура расположена в больших полушариях и стволе головного мозга.[25]

Экстрапирамидные проводящие пути образованы нисходящими проекционными нервными волокнами, по происхождению не относящимися к гигантским пирамидным клеткам (клеткам Беца) коры больших полушарий мозга. Эти нервные волокна обеспечивают связи мотонейронов подкорковых структур (мозжечок, базальные ядра, ствол мозга) головного мозга со всеми отделами нервной системы, расположенными дистальнее.

Экстрапирамидная система состоит из следующих структур головного мозга:

· базальные ганглии;

· красное ядро;

· интерстициальное ядро;

· тектум;

· чёрная субстанция;

· ретикулярная формация моста и продолговатого мозга;

· ядра вестибулярного комплекса;

· мозжечок;

· премоторная область коры;

· полосатое тело.

Экстрапирамидная система — эволюционно более древняя система моторного контроля по сравнению с пирамидной системой. Имеет особое значение в построении и контроле движений, не требующих активации внимания. Является функционально более простым регулятором по сравнению с регуляторами пирамидной системы. [25]

Экстрапирамидная система осуществляет непроизвольную регуляции и координацию движений, регуляцию мышечного тонуса, поддержание позы, организацию двигательных проявлений эмоций (смех, плач).

Обеспечивает плавность движений, устанавливает исходную позу для их выполнения.

При поражении экстрапирамидной системы нарушаются двигательные функции (например, могут возникнуть гиперкинезы, паркинсонизм), снижается мышечный тонус

1.3 Методы исследования движений человека

Многообразие методических приемов, используемых при изучении координации движений человека, можно разделить на две группы. Одна группа методов ориентирована на получение сведений о процессах, лежащих в основе координации движений, путем регистрации внешних двигательных проявлений. Другие методы связаны с непосредственной регистрацией управляющих сигналов, поступающих к мышцам в процессе двигательной активности (электромиография), с регистрацией афферентных сигналов (микронейронография), изменений ЭЭГ, предшествующих началу движения.

Для регистрации механических параметров движения — траекторий, скорости, ускорения, развиваемой силы (механограмм) используют технику превращения неэлектрических величин в электрические с помощью различных датчиков. Так, с помощью тензо-датчиков можно непосредственно измерять и регистрировать силу, прилагаемую к тому или иному инструменту, или реакции опоры при ходьбе, с помощью резистивных датчиков на основе потенциометров — регистрировать изменения суставных углов при движении. Дифференцирование сигналов с помощью электронных дифференциаторов или ЭВМ позволяет одновременно с записью перемещения получать запись скорости и ускорения.

При анализе механических параметров движения может быть использован принцип циклографии — регистрации последовательных моментов движения путем фотосъемки движущегося человека через равные промежутки времени на неподвижную пластинку. Если на суставах или точках, соответствующих положению центров тяжести звеньев тела, укреплены светящиеся лампочки, то по такой записи — циклограмме, можно восстановить траекторию движения. В настоящее время чаще используются специализированные компьютерные системы регистрации движения с непосредственным вводом в ЭВМ изображений с двух телекамер, образующих стереопару. Решая обратную задачу механики по записям кинематических параметров (если известно распределение масс), можно рассчитать возникающие при движении силы, моменты в суставах, работу и мощность.

Движения глаз можно регистрировать электрически (электроокулография), с помощью контактных линз (внутри них располагается виток проволоки, в котором наводится напряжение при повороте витка в магнитном поле) и другими методами.

Анализ работы мышц при совершении двигательного акта осуществляется с помощью электромиографии. При электромиографическом исследовании движений обычно используют накожные электроды, укрепляемые над исследуемой мышцей. Многоканальный электромиограф дает возможность одновременно записывать электромиограммы нескольких мышц. Амплитуда электромиографического сигнала возрастает с увеличением развиваемой мышцей силы, поэтому электромиограммы в сопоставлении с регистрируемыми синхронно механограммами позволяют судить о силе сокращения мышц и о распределении их активности в последовательных фазах двигательного акта.

Набор средств изучения нейронных механизмов управления движениями на человеке включает регистрацию сухожильных рефлексов и рефлекса Гофмана (Н-рефлекс), дающих оценку уровня возбудимости двигательных нейронов спинного мозга в разные фазы движения. Позже стала возможной регистрация через кожу головы электрических потенциалов различных областей головного мозга, сопутствующих или предшествующих движению (потенциалы готовности).

В последние годы разработаны методы неповреждающей стимуляции отдельных областей коры мозга человека с помощью чрезвычайно кратковременных импульсов высокого напряжения (электрическая стимуляция) или кратковременных и очень сильных магнитных полей, создаваемых индуктивными катушками, укрепленными над разными областями головы и индуцирующими электрические поля, достаточные для стимуляции мозговых структур (магнитная стимуляция).

Физиология движений изучает роль сигналов от различных рецепторов в планировании и осуществлении движений и поддержании позы. Среди них есть как простейшие — закрывание глаз, так и более сложные — использование призматических очков, смещающих или переворачивающих изображения окружающего мира, специальных систем, позволяющих вызвать у человека иллюзию движения зрительного окружения. Значение вестибулярного аппарата можно изучать в условиях его гальванической или калорической стимуляции, а также при искусственном изменении величины и направления вектора силы тяжести — на центрифуге, в условиях кратковременной или длительной невесомости. Поступающие от мышцы проприоцептивные сигналы можно менять, прикладывая к ее сухожилию вибрацию, вызывающую активацию рецепторов мышечных веретен.

С помощью описанных методов изучены такие сложные естественные двигательные акты, как ходьба, бег, рабочие и спортивные движения. Многие из этих методов используются в клинике при исследованиях нарушений двигательной функции вследствие поражения нервной системы или опорно-двигательного аппарата.

Глава 2. Аномалии двигательной координации человека

Поскольку в управлении движениями принимают участие многие отделы ЦНС, нарушения координации движений могут быть использованы в целях диагностики. Они проявляются нарушениями устойчивости при стоянии и ходьбе, асимметрией движений правой и левой стороны, нарушениями точности движений, снижением силы и уменьшением скорости. Регистрация пространственных и временных характеристик движений с их количественным представлением дает возможность оценить степень двигательных расстройств при различных заболеваниях, ход восстановления двигательных функций, предложить эффективные методы двигательной реабилитации.

Нарушения функции пирамидной системы наблюдаются при многих патологических процессах. В нейронах пирамидной системы и их длинных аксонах нередко возникают нарушения обменных процессов, которые приводят к дегенеративно-дистрофическим изменениям этих структур. Нарушения бывают генетически обусловленными или являются следствием интоксикации (эндогенной, экзогенной), а также вирусного поражения генетического аппарата нейронов. Для дегенерации характерно постепенное, симметричное и нарастающее расстройство функции пирамидных нейронов, в первую очередь, имеющих наиболее длинные аксоны, т.е. заканчивающихся у периферических мотонейронов поясничного утолщения. Поэтому пирамидная недостаточность в таких случаях вначале выявляется в нижних конечностях. К этой группе заболеваний относится семейная спастическая параплегия Штрюмпелля, портокавальная энцефаломиелопатия, фуникулярный миелоз, а также синдром Миллса — односторонний восходящий паралич неясной этиологии. Он начинается обычно в возрасте от 35-40 до 60 лет центральным парезом дистальных отделов нижней конечности, который постепенно распространяется на проксимальные отделы нижней, а затем и на всю верхнюю конечность и переходит в спастическую гемиплегию с вегетативными и трофическими нарушениями в парализованных конечностях. Пирамидная система поражается часто при медленных вирусных инфекциях, таких как амиотрофический боковой склероз, рассеянный склероз и др. Почти всегда в клинической картине очаговых поражений головного и спинного мозга имеются признаки нарушения функции пирамидной системы. При сосудистых поражениях головного мозга (кровоизлияние, ишемия) пирамидные расстройства развиваются остро или подостро с прогрессированием при хронической недостаточности мозгового кровообращения. Пирамидная система может вовлекаться в патологический процесс при энцефалитах и миелитах, при черепно-мозговой травме и позвоночно-спинномозговой травме, при опухолях центральной нервной системы и др.

При поражении пирамидной системы развиваются центральные парезы и параличи с характерными нарушениями произвольных движений. Повышаются мышечный тонус по спастическому типу (трофика мышц обычно не изменяется) и глубокие рефлексы на конечностях, снижаются или исчезают кожные рефлексы (брюшные, кремастерные), появляются патологические рефлексы на руках — Россолимо — Вендеровича, Якобсона -Ласка, Бехтерева, Жуковского, Гоффманна, на ногах — Бабинского, Оппенгейма, Чаддока, Россолимо, Бехтерева и др. Характерным для пирамидной недостаточности является симптом Жюстера: укол булавкой кожи в области возвышения большого пальца руки вызывает сгибание большого пальца и приведение его к указательному при одновременном разгибании остальных пальцев и тыльном сгибании кисти и предплечья. Нередко выявляется симптом складного ножа: при пассивном разгибании спастичной верхней конечности и сгибании нижней конечности исследующий испытывает вначале резкое пружинящее сопротивление, которое затем внезапно ослабевает. При поражении пирамидной системы часто отмечаются глобальные, координаторные и имитационные синкинезии.

Для выявления пареза легкой степени используют специальные тесты: двигательный ульнарный рефлекс Вендеровича (возможность отвести мизинец от безымянного пальца при его щипкообразном оттягивании), проба Барре (при закрытых глазах поднять вверх и фиксировать обе руки ладонями внутрь с растопыренными пальцами; на стороне пирамидной недостаточности рука быстрее устает, опускается и сгибается в локтевом и лучезапястном суставах) и др.

В зависимости от локализации патологического очага и его размеров наблюдаются различные варианты клинической картины нарушения функции пирамидной системы. При поражении коры предцентральной извилины развивается спастическая моноплегия — паралич одной верхней или нижней конечности, кисти или стопы или даже отдельных пальцев. Возможно изолированное поражение пирамидных нейронов, связанных с ядрами лицевого и подъязычного нервов. При этом развивается центральный паралич (парез) мимической мускулатуры нижней части лица, имеющей одностороннюю надъядерную иннервацию, и мышц одной половины языка. При обширном корковом очаге на наружной поверхности предцентральной извилины развивается фациолингвобрахиальный паралич. При раздражении сохранных нейронов возникают пароксизмы джексоновской эпилепсии или кожевниковской эпилепсии.

Наиболее часто пирамидная система поражается на уровне внутренней капсулы. При этом развивается спастический паралич конечностей на стороне, противоположной патологическому очагу. Для такой капсулярной гемиплегии характерна полная утрата произвольных движений в дистальных отделах конечностей (в кисти и стопе), типичной является поза Вернике — Манна: рука согнута в локтевом, лучезапястном и межфаланговых суставах, приведена к туловищу, бедро и голень разогнуты, стопа в положении подошвенного сгибания и повернута внутрь. При ходьбе паретичная нога выносится вперед, описывая полукруг (так называемая косящая походка).

Спастичность, а затем и контрактура парализованных мышц возникают вследствие одновременного поражения во внутренней капсуле аксонов пирамидной и экстрапирамидной систем.

Разрушение пирамидной системы на уровне ствола головного мозга проявляется различными альтернирующими синдромами: Вебера (при поражении одной ножки мозга), Фовилля или Мийяра — Гюблера (при поражении половины моста мозга), Авеллиса, Джексона (при поражении продолговатого мозга) и др.

При разрушении спинного мозга выше шейного утолщения развивается спастическая тетраплегия, а ниже шейного утолщения (но выше поясничного утолщения) — спастическая параплегия. Двустороннее поражение корково-ядерных трактов приводит к возникновению псевдобульбарного паралича (пареза), одной половины поперечника спинного мозга (правой или левой) — к развитию Броун-Секара синдрома.

Диагноз поражения пирамидной системы устанавливают на основании исследования движений больного и выявления признаков пирамидной недостаточности (наличие пареза или паралича, повышения мышечного тонуса, повышения глубоких рефлексов, клонусов, патологических кистевых и стопных знаков), особенностей клинического течения и результатов специальных исследований (электронейромиографии, электроэнцефалографии, томографии и др.).

Дифференциальный диагноз пирамидных параличей проводят с периферическими парезами и параличами, которые развиваются при поражении периферических мотонейронов. Для последних характерны гипотрофия и атрофия паретичных мышц, снижение мышечного тонуса (гипо- и атония), ослабление или отсутствие глубоких рефлексов, изменения электровозбудимости мышц и нервов (реакция перерождения).

При остром развитии поражения пирамидной системы в первые несколько часов или суток нередко наблюдается снижение мышечного тонуса и глубоких рефлексов в парализованных конечностях. Связано это с состоянием диашиза, после устранения которого наступает повышение мышечного тонуса и глубоких рефлексов. Вместе с тем пирамидные знаки (симптом Бабинского и т.п.) выявляются и на фоне признаков диашиза.

Лечение поражений пирамидной системы направлено на основное заболевание. Применяют лекарственные препараты, улучшающие метаболизм в нервных клетках (ноотропил, церебролизин, энцефабол, глутаминовую кислоту, аминалон), проведение нервного импульса (прозерин, дибазол), микроциркуляцию (вазоактивные препараты), нормализующие мышечный тонус (мидокалм, баклофен, лиоресал), витамины группы В, Е. Широко используют ЛФК, массаж (точечный) и рефлексотерапию, направленные на снижение мышечного тонуса; физио- и бальнеотерапию, ортопедические мероприятия. Нейрохирургическое лечение проводится при опухолях и травмах головного и спинного мозга, а также при ряде острых нарушений мозгового кровообращения (при тромбозе или стенозе экстрацеребральных артерий, внутримозговой гематоме, мальформациях церебральных сосудов и др.).

Заключение

Итак, в данном реферате были рассмотрены физиологические основы двигательной координации человека.

Была представлена классификация базовых двигательных координаций (по ряду общих и специфических признаков структурных элементов).

Таким образом, классификация построена с учетом взаимосвязи и взаимозависимости различных двигательных координаций, на что указывает наличие сходства ряда ведущих компонентов, факторов, влияющих на развитие, критериев оценки.

Сравнительный анализ содержания и особенностей исследованных двигательных координаций позволяет сделать вывод о том, что каждая из них является относительно самостоятельной, так как лишь в той или иной мере дает возможность оценить качественные характеристики двигательного действия. В то же время, каким бы сложным ни было физическое упражнение, все двигательные координации отражают лишь его определенные параметры и только в совокупности характеризуют качество выполнения данного двигательного действия. Следовательно, все двигательные координации взаимообусловлены и взаимосвязаны между собой, сохраняя при этом определенную специфику.

Совершенствование двигательной функции человека в процессе онтогенеза происходит как вследствие продолжающегося в первые годы после рождения созревания отделов нервной системы и врожденных механизмов, участвующих в координации движений, так и в результате обучения, т. е. формирования новых связей, ложащихся в основу программ тех или иных конкретных двигательных актов. Координация новых, непривычных движений имеет характерные черты, отличающие ее от координации тех же движений после обучения.

Обилие степеней свободы в опорно-двигательном аппарате, влияние на результат движения сил тяжести и инерции осложняют выполнение любой двигательной задачи. На первых порах обучения нервная система справляется с этими трудностями, нейтрализуя помехи путем развития дополнительных мышечных напряжений. Мышечный аппарат жестко фиксирует суставы, не участвующие в движении, активно тормозит инерцию быстрых движений. Такой путь преодоления помех, возникающих в ходе движения, энергетически невыгоден и утомителен. Использование обратных связей еще несовершенно — коррекционные посылки, возникающие на их основе, несоразмерны и вызывают необходимость повторных дополнительных коррекций.

Как показал в своих исследованиях Н. А. Бернштейн, по мере обучения вырабатывается такая структура двигательного акта, при которой немышечные силы включаются в его динамику, становятся составной частью двигательной программы. Излишние мышечные напряжения при этом устраняются, движение становится более устойчивым к внешним возмущениям. На электромиограммах видна концентрация возбуждения мышц во времени и пространстве, периоды активности работающих мышц укорачиваются, а количество мышц, вовлеченных в возбуждение, уменьшается. Это приводит к повышению экономичности мышечной деятельности, а движения делаются более плавными, точными и непринужденными

Важную роль в обучении движениям играет рецепция, особенно проприорецепция. В процессе двигательного обучения обратные связи используются не только для коррекции движения по его ходу, но и для коррекции программы следующего движения на основе ошибок предыдущего.

Библиографический список

1. Бернштейн Н.А. О построении движений. — М.: Медицина, 1947. — 255 с.

2. Бернштейн Н.А. Координация движений в онтогенезе // Ученые записки. — М.: Гос. центр. институт физ. культуры, 1947, вып. 2, с. 3-53.

3. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. — М.: Медицина, 1966. — 166 с.

4. Бернштейн Н.А. О ловкости и ее развитии. — М.: ФиС, 1991. — 228 с.

5. Бернштейн Н.А. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой. — М.: Теория и практика физ. культуры. 1996. — 52 с.

6. Блинков С.М. и Глезер И.И. Мозг человека в цифрах и таблицах, с. 82, Л., 1964;

7. Болезни нервной системы, под ред. П.В. Мельничука, т. 1, с. 39, М., 1982; Гранит Р. Основы регуляции движений, пер с англ., М., 1973;

8. Годик М.А. Спортивная метрология: Учебник для институтов физ. культ. — М.: ФиС, 1988. — 188 с.

9. Годик М.А., Бальсевич В.К., Тимошкин В.Н. Система общеевропейских тестов для оценки физического состояния человека // Теория и практика физ. культуры, 1994, № 11-12, с. 24-32.

10. Голомазов С.В. Точность движений. — М.: ГЦОЛИФК, 1979. — 43 с.

11. Гужаловский А.А. Развитие двигательных качеств у школьников. — Минск.: Нар. асвета. 1978. — 88 с.

12. Гусев Е.И., Гречко В.Е. и Бурд Г.С. Нервные болезни, с. 66, М., 1988;

13. Дзугаева С.Б. Проводящие пути головного мозга человека (в онтогенезе), с. 92, М., 1975;

14. Ильин Е.П. Ловкость — миф или реальность? // Теория и практика физ. культуры, 1982, № 3, с. 51-53.

15. Карпеев А.Г. Двигательная координация человека в спортивных упражнениях баллистического типа. — Омск: СибГАФК.1998. — 322 с.

16. Коренберг В.Б. Основы качественного биомеханического анализа. — М.: ФиC, 1979. — 208 с.

17. Лубышева Л.И. Десять лекций по социологии физической культуры и спорта. — М.: «Теория и практика физ. культуры». 2000. — 151с.

18. Лях В.И. Двигательные способности школьников: основы теории и методики развития. — М.: Терра-Спорт. 2000. — 192 с.

19. Костюк П.К. Структура и функция нисходящих систем спинного мозга, Л. 1973;

20. Лунев Д.К. Нарушение мышечного тонуса при мозговом инсульте, М. 1974; Многотомное руководство по неврологии, под ред. Н.И. Гращенкова, т. 1, кн. 2, с. 182, М., 1960;

21. Петров А.М. Центральное программирование механизмов реализации координационных способностей спортсменов и их педагогическое обоснование: Автореф. докт. дис. М. 1997.- 48 с.

22. Платонов В.Н., Булатова М.М. Координация спортсмена и методика ее совершенствования.: Учеб.-метод. пос. — Киев: ГИФК, 1992. — 52 с.

23. Попов Г.И., Ратов И.П. Методологические подходы к разработке новых психофизических и психобиомеханических технологий // Теория и практика физ. культуры. 1998, № 5, с. 24 — 26.

24. Ратов И.П. Двигательные возможности человека. Минск, 1994. — 116 с.

25. Сайты:

http://flogiston.ru/library/bernstein

26. Скоромец Д.Д. Топическая диагностика заболеваний нервной системы, с. 47, Л., 1989;

27. Туревский И.М. Ловкость как комплекс психических и моторных способностей: Автореф. канд. дис. М., 1980, с. 33.

28. Фарфель В.С. Управление движениями в спорте. — М.: ФиС, 1975. — 208 с.

29. Филин В.П. Исследование актуальных проблем юношеского спорта // Теория и практика физ. культуры. 1975, № 11, с. 41 — 44.

30. Филиппович В.И. Некоторые теоретические предпосылки к исследованию ловкости как двигательного качества // Теория и практика физ. культуры. 1973, № 2, с. 58-62.

31. Фомин Н.А., Вавилов Ю.Н. Физиологические основы двигательной активности. — М.: ФиС. 1991.- 223 с.

Приложение

Таблица. 1. Классификация базовых двигательных координаций (по ряду общих и специфических признаков структурных элементов)

Ловкость

Точность

Равновесие

Гибкость

Подвижность 

Прыгучесть

Меткость 

Ритмичность

Пластичность

Основные разновидности и проявления

 

Дифференцирование: пространственно-

силовых; 

пространственно-

временных параметров. 

Проявления: в стандартных; нестандартных; 

в прогнозируемых условиях.

Дифференцирование усилий в конкретной 

ситуации;

точность 

движений: 

на внешний раздражитель; 

в баллистических упражнениях;

при реагировании 

на движущийся предмет; 

при манипулировании предметами в пространстве.

после вращений; 

после прыжков; 

в действиях с прямолинейными и угловыми 

ускорениями; в метаниях; в упражнениях с предметами; 

в разных условиях опоры

в маховых движениях; 

в движениях с отягощениями; без-

опорном положении, при наклонах: вперед-назад, в сторону.

В поворотах: тазобедренных, голено-

стопных суставов;

тела и его звеньев; 

в без-

опорном состоянии.

В прыжках: в длину; в высоту; 

с места, -с разбега; 

после прыжка в глубину;после выпрыгивания на одной ноге.

При метании: 

с места и с разбега; 

из различных исходных положений; 

без предварительной подготовки; 

по движущейся мишени.

индивидуальный 

ритм; 

коллективный ритм; 

в циклических, ациклических упражнениях; с музыкальным сопровождением.

в спортивных движениях; 

телодвижений; верхних конечностей; нижних конечностей; 

кистей рук.

»Основные факторы, обусловливающие развитие двигательных координаций

Способность к экстраполяции — 1, 2, 5

Типологические особенности ЦНС — 1, 2, 5

Психоэмоциональное состояние

-1-9

Особенности 

строения суставносвязочного аппарата -1, 3-6

Уровень 

физической 

подготовленности — 1-9

Генетические особенности — 1, 4, 5, 8, 9

Состояние функциональных систем -1-9

Возраст-1-9

Суточные 

колебания -1-9

Критерии оценки

Количественные, измеряемые в м, см, мин, с, кг, — 1, 2, 4, 6, 7

Качественные, измеряемые в баллах (степень соответствия внешней форме и внутренней структуре двигательного действия), — 1-9

Размещено на