Новые задачи и обрастание мозга

Мы уже видели выше, в очерке истории движений, как протекало постепенное усложнение мозга. Борьба за жизнь обострялась все сильнее и сильнее и требовала непрекращающегося роста двигательных «вооружений». Двигательные задачи, которые животным приходилось решать, становились все более трудными и разнообразными. Именно двигательные задачи, двигательные потребности, неумолимая жизненная необходимость двигаться все проворнее, все точнее, все ловче — вот что было ведущим началом в развитии мозга и всех его вспомогательных органов почти на всем протяжении его многовековой эволюции. Разве лишь только в самый последний, относительно очень короткий, отрезок времени условия, быть может, несколько переменились. У человека в связи с выходом его совсем особенного мозга на положение абсолютного диктатора движения утратили свое решающее значение и начали отступать на второй план перед умственными и трудовыми потребностями. Во всяком случае, этот сдвиг совершился совсем недавно — едва ли более «недели» назад в нашем условном масштабе.

Итак, обострение борьбы за существование постепенно накапливало все более значительные количества однородных между собою двигательных задач, пока что непосильных животным. Необходимость совладать с ними назревала с течением времени с возрастающею неотвратимостью. Этим усложнившимся двигательным потребностям животное должно было удовлетворить во что бы то ни стало, если оно не хотело погибнуть. А на пути к такому удовлетворению стояла одна преграда, главная и основная: необходимость овладеть новыми сенсорными коррекциями.

Во втором очерке было подробно рассказано о сенсорных коррекциях как об основе управления двигательными органами нашего тела. Для того, чтобы органы движения слушались приказаний мозга и точно выполняли то, что ему требуется, нужно, чтобы мозг был в состоянии иметь непрерывный контроль за ходом движения. Это значит, что органы чувств (или рецепторы, как мы обозначили их в третьем очерке) должны все время сигнализировать мозгу о том, как протекает предпринятое движение, и обеспечить этим возможность немедленно вносить в него требуемые поправки (коррекции). Всего одна лишняя степень свободы подвижности сверх той первой, которая соответствует движениям по одному неизменному пути и без которой вообще нет подвижности, — и это прибавление уже означает безграничную свободу для выбора движений. Поэтому для управляемости каждая лишняя степень свободы должна быть оседлана и обуздана соответственной подходящей сенсорной коррекцией. Очевидно, что рецепторы должны быть способны осветить мозгу в первейшую очередь самые существенные стороны каждого движения, т. е. те стороны, неправильное выполнение которых поведет не просто к разлаживанию движения, а к его полному срыву. Новые накоплявшиеся задачи были вначале не по плечу животным именно потому, что у них не находилось необходимых качеств сенсорных коррекций, без которых задачи этого рода неразрешимы. Например, пресмыкающиеся не могут пользоваться своими передними лапами для чего-либо кроме локомоций (передвижения). Млекопитающие, напротив, уже в состоянии применять их для целого ряда действий, более сложных по смыслу и разнообразию: придерживать пищу, как собака или волк, с размаху наносить пощечину, как кот, раскапывать снег, как олень, брать и держать на весу предметы, как белка. У пресмыкающихся не развились еще те особые оттенки восприятий, а самое главное, те слитные сочетания (так называемые синтезы) разнородных ощущений (осязательных, суставно-мышечных, зрительных и т. д.), которые требуются для управления движениями этого рода. Точно так же полугодовалый ребенок, которому еще далеко до вступления в обладание всеми коррекциями взрослого человека, не может схватить в ручки вещь, которую он видит и которая явно влечет его к себе, судя по его энергичным, хотя и беспомощным барахтаньям. Все его покушения остаются втуне, потому что у него еще недоразвились те сочетания ощущений, которые позволяют нам, взрослым, сразу попасть рукою в любую видимую нами точку.

Мы уже видели в очерке III, что развитие головного мозга совершалось у позвоночных наступавшими время от времени скачками, каждый из которых обозначал какое-то качественное обогащение мозга. Каждый такой скачок или переломный момент в развитии означал, что назревший вопрос об овладении новою группой двигательных задач, длительно тяготевший над животными, наконец успешно решился. Центральная нервная система получила в свое распоряжение новый класс, или вид, сенсорных коррекций, созвучных этим новым насущным задачам и пригодных для их решения. Новый класс, или вид, — это означало либо прямо новое качество ощущений, либо новый способ осмышлять свои ощущения, сочетать и сливать их между собою, точнее оценивать их и т. п. Вполне понятно, что такой новый класс сенсорных коррекций требовал и соответствующего ему нового мозгового оснащения. Естественно, что и формирование мозга шло не в порядке непрерывного разрастания, а происходило отдельными скачками и крутыми качественными изменениями. С каждым из таких скачков развития у мозга нарастал сверху новый этаж, новая двигательная система, так что весь ход развития мозга в целом выглядит как история последовательного обрастания его сверху все новыми и новыми этажами и надстройками. Мозг человека напоминает дом, который был когда-то давно выстроен одноэтажным, сообразно со скромными потребностями его обитателей. У следующего поколения владельцев потребности возросли, средства — тоже, вкусы стали менее патриархальными, и вот они надставили над старым первым этажом второй. Жить они стали теперь в обоих, разместив в нижнем этаже все подсобные и служебные помещения, а главные хозяйские комнаты перенеся в новый, второй этаж. Сыну этого владельца, человеку еще более деловому и состоятельному, уже мало было второго этажа с его спальней, молельней и конторой, где справлялся со всеми делами его старозаветный отец. Ему потребовались рабочий кабинет, бюро, чертежная и т, д. Он возводит над обоими старыми третий этаж и не только сохраняет стены прежних, но и очень мало меняет в их назначении и содержании, приспособив их только в подробностях к изменившимся условиям быта и работы. Можно представить себе, что когда дело дойдет подобным же порядком до шести или семи этажей, надстраивавшихся поочередно один над другим на протяжении стольких же поколений владельцев, весь дом в целом будет очень далек от какого бы то ни было архитектурного единства и художественной цельности. Этот же упрек с полным правом можно поставить и головному мозгу человека. Он — по крайней мере, в отделах, управляющих движениями, — непомерно сложен, часто капризен в своей работе и легко разлаживается. В нем слишком многое приходится объяснять историческими причинами и слишком многое оправдывать ими. Каждый имевший дело с клиникой нервных заболеваний помнит, какими гнетущими были его первые впечатления от огромного изобилия и разнообразия расстройств работы мозга и от той легкости, с какою они возникают. Однако вопрос о коренной реконструкции человеческого мозга, к сожалению, пока не стоит в порядке дня, а нам незачем отвлекаться в сторону для бесплодных сожалений по этому поводу. Ограничимся указанием на то, что приспособительная и пригоночная работа между частями мозга была проделана, несомненно, огромная. В результате этой многовековой взаимной пришлифовки всех его разновозрастных отделов мозг человека стал в конце концов совсем неплохим и работоспособным аппаратом — когда он не ранен и не болен.

Обогащение чувственных восприятий

Итак, каждый новый скачок в развитии двигательных устройств мозга — это прежде всего завоевание ключа к целому новому классу двигательных задач, до этого недоступных. Мы видели, как пресмыкающиеся овладели многочисленными видами наземных передвижений и летанием по воздуху, как птицы приобрели сложные и совершенные двигательные инстинкты, как у млекопитающих приумножение их двигательных богатств и возможностей пошло уже совсем бурными, нарастающими темпами: и сложная охота, и воспитание, и зачатки строительства. Все эти приобретения, отвоевывавшиеся ступень за ступенью, опирались всегда на одно: на усовершенствование и уточнение сенсорных коррекций, т. е. в конечном счете — чувственных восприятий, лежащих в их основе. Базою для каждого нового класса коррекций всегда является новый анатомический мозговой этаж. Этот новый структурный этаж и приносит с собою в качестве упомянутого ключа новый список движений, новый перечень освоенных координации, который подшивается к более древним, существовавшим и раньше.

Вся эта совокупность явлений, тесно сплетенных одни с другими и взаимно обусловливающих друг друга (новый класс задач, новый тип коррекций, новый мозговой этаж и как итог всего этого — новый список движений) называется очередным физиологическим уровнем построения движений.

Мы дадим в ближайшем очерке по возможности краткие зарисовки уровней построения движений у человека — от самых низших до верховных. До этого, однако, необходимо сделать несколько общих разъяснений.

Во-первых, постараемся разобраться в том, в какую сторону и как развиваются и обогащаются ощущения, на которых строятся сенсорные коррекции новых, более высоких и сложных уровней построения. К сожалению, наши познания о том, что и как ощущают животные, особенно низшие среди них, и насколько их восприятия похожи на наши, находятся еще в самом зачаточном состоянии — ведь у нас нет никакого способа спросить их об этом[29].

Однако об обогащении ощущений и восприятий говорят нам сами движения. В каждой новой ступени развития движений как в зеркале отразились и изменения к лучшему в работе органов чувств. Если сами по себе ощущения животных недоступны для нас, поскольку мы не в состоянии влезть в черепную коробку суслика или ящерицы, то движения этих животных открыты для сколь угодно пристального изучения. И мы можем со всей ясностью проследить, как расчленяются, уточняются, насыщаются смыслом и движения, и обеспечивающие их чувственные сигналы сенсорных коррекций. Мы уже видели это и на примерах из истории развития животных и на ходе развития маленького ребенка.

Исследование показывает, что восприятия животных тем скуднее, ограниченнее и расплывчатее, чем ниже стоят их обладатели на лестнице развития, и наоборот, восприятия органов чувств высокоразвитого мозга обладают прежде всего большей точностью, четкостью и расчлененностью. Именно поэтому семи-или восьмилетний школьник не может читать обычный книжный шрифт и нуждается в самом крупном, хотя само по себе его зрение острее, чем у взрослых.

Во-вторых, более высокоразвитый мозг совсем по-другому упорядочивает и осмышляет то, что сообщают ему внешние чувства. Он не просто отдается потоку впечатлений, но перерабатывает их, сочетает их между собою, быстро делает им очные ставки и чинит им искусный, многое дающий перекрестный допрос. Так, опытный врач одним взглядом своих слабых стариковских глаз только по одному внешнему облику больного безошибочно распознает его застарелое заболевание, чего не в силах сделать своими молодыми глазами его ученики. Такое осмышление впечатлений совершается, конечно, совершенно бессознательно и во многом непроизвольно. Для него придумано даже особое словечко — «интуиция», которое, впрочем, ровно ничего не объясняет.

Восприятие внешнего мира, пропущенное через такой «переплет» и обработку, несомненно, кое в чем и проигрывает: оно становится менее свежим и непосредственным, более схематическим, может быть, иной раз и предвзятым[30], но зато оно выдвигает на первый план основной смысл и сущность воспринимаемого и тонко разбирается в нем.

Третья особенность в развитии чувственных восприятий ярче всего выступает именно в коррекциях, в том, что наиболее тесно связано с координацией движений. Чем выше стоит по своему развитию уровень построения движений, тем меньше участия в управляемых им движениях принимают сырые, непосредственные впечатления, прямо идущие от того или другого органа чувств. На их место становятся целые слепки или слитки ощущений от самых разнородных органов чувств, сросшиеся между собою до полной нераспознаваемости. Ограничимся здесь одним только примером зрения, в том виде, в каком это чувство работает у человека. Если бы мы могли застопорить наши глаза так, чтобы они не были в состоянии совершать никаких движений, то мы оказались бы бессильными распознать зрением не только расстояние или величину, но даже и форму видимых нами предметов. Нам кажется, что мы «видим», непосредственно ощущаем с помощью глаз, и расстояние предмета от нас, и его действительный размер, и его форму, тогда как на самом деле те ощущения, которые сообщают нам об этих свойствах предметов, отнюдь не зрительного происхождения. Мы оцениваем расстояния до видимых вещей по ощущению того напряжения глазных мышц, которое требуется, чтобы изображения предмета в обоих глазах перестали двоиться и слились в одно; одним глазом мы их вообще никак ощутить не можем. Мы определяем глазом величину и форму видимых предметов благодаря тому, что обводим взором их очертания, приводя точку за точкой в центр сетчатой оболочки глаза — в так называемую центральную ямку, и при этом опять-таки мышечное чувство подсказывает нам, насколько велик или мал предмет и каковы его очертания, по тому размаху и характеру движения глаз, какое потребовалось сделать для такого обвода. Иногда мы бессознательно помогаем себе при этом и ощупыванием предмета, т. е. осязанием. Кто из нас не помнит, как неприятно чувствуется необходимость сдерживать в музее скульптуры свои руки, которыми так и хочется потрогать статуи, и как обедняются наши впечатления от них из-за запрета сделать это в действительности! В управлении многими нашими движениями, в особенности движениями рук, как мы увидим в дальнейшем, важнейшее и господствующее место занимают как раз эти слитные, синтетические, как их называют, восприятия пространства, расстояний, величины и формы предметов.

Наконец, это уже в-четвертых, впечатления и восприятия высокоразвитого мозга обнаруживают еще одну интересную черту: они становятся более активными, деятельными. Глаз не просто видит предметы: он смотрит, рассматривает, всматривается. Ухо не просто допускает до себя звуки внешнего мира: оно не «слышит» звуки, а «слушает», вслушивается, вылавливает и вычленяет те, которые имеют для нас наибольшее значение, как будто просеивая с выбором все то, что до него доносится. Этот деятельный характер «вбирания» в себя впечатлений особенно ярко замечается тогда, когда от органа чувств требуется все его искусство и напряжение всех его сил. Так бывает, например, у слепых, которым осязание, худо ли, хорошо ли, возмещает утраченное зрение. Всякий наблюдавший слепых вблизи знает, как деятельно они ощупывают все интересующие их предметы: черты лица, скульптуру, всевозможные вещи. У нормальных людей подобная же «ощупывающая» работа зрения менее бросается в глаза, но занимает в нем очень важное место, как было уже указано выше. Не пользуется широкой известностью, но справедлив факт, что движения глаз у человека более разнообразны и их координация обладает большей тонкостью, чем у животных, в том числе и у тех, которые превосходя человека остротой зрения. В этом возрастании активности органов чувств возрождается в новом виде очень древняя форма их работы, бывшая в ходу еще до поперечнополосатых мышц и сенсорных коррекций — у червей и у мягкотелых. Однако возрождается она в очень сильно измененном виде и в теснейшем содружестве с работой сенсорных коррекций. Здесь образуется совершенно неразрывный и очень сложный клубок взаимодействий, в котором чувствительные сигналы — сенсорные коррекции — подталкивают и подправляют движения, а эти последние изменяют и углубляют впечатления, получаемые органами чувств. Но анализ этого клубка завлек бы нас слишком далеко.

Списки движений и фоновые уровни

Нам нужно сделать еще одно вступительное разъяснение по поводу уровней и списков движений каждого из них.

Предположим, что у некоторой породы животных имеется в качестве самого верховного уровня — ее двигательного «потолка» — какой-нибудь уровень X. По прошествии очень многих веков вырабатывается новая порода, вступающая в обладание более высоким уровнем построения Y. Список движений, принесенных с собой этим новым уровнем, добавляется к прежним, унаследованным от предков спискам, обрывавшимся на возможностях уровня X. Следует ли из этого, однако, что с одним новым уровнем построения Y прибавляется и один только новый список движений?

Оказывается, что нет и что тут действует не простая арифметика. Движения обогащаются от прибавления нового уровня построения в большей степени, и вот по какой причине.

Дело в том, что когда новый, более сильный и ловкий, уровень построения уже сформировался, обеспечив собою новый пласт движений, мало-помалу обнаруживается, что есть целый ряд движений, как раз приходящихся под силу новому уровню по своему смыслу и тем не менее недоступных ему чисто технически, по второстепенным и все же неодолимым причинам. Действительно, новый уровень принес с собою более мощные сенсорные коррекции, чем те, что были раньше в распоряжении особи: более точные, более глубоко проникающие в смысл движения, более активные, чем раньше, и т. д. И все-таки эти коррекции не исчерпывают собой всего, что может понадобиться для управления тем или иным движением, не могут покрыть собою всех его сторон. И тут может получиться, что недостающие коррекции для того или другого сложного движения как раз имеются в распоряжении старого уровня построения X. Ясно, что здесь речь не может идти о самых основных, ответственных коррекциях по данному движению, о таких коррекциях, отсутствие которых равносильно срыву всего движения. Но сплошь и рядом бывает (ниже мы увидим, что это в гораздо большей мере правило, чем исключение), что в этих основных, или ведущих, коррекциях недостатка нет, и тем не менее движение не ладится потому, что ему еще очень многого не хватает, хотя и не самого первостепенного. Вот в этих-то случаях и приходит на помощь кооперация с нижестоящим уровнем X. Верхний уровень Y занимает в совершаемом движении положение ведущего уровня, т. е. берет на себя самые основные коррекции, ответственные за смысл движения, за успех или неуспех решения данной двигательной задачи в целом. Низовой же уровень построения X ведет себя подобно смазке у машины. Его коррекции облегчают движение, делают его глаже, быстрее, экономичнее, ловче, увеличивают процент благополучно удавшихся решений задачи и т. д. Напрашивается сказать, что эти вспомогательные коррекции обеспечивают движению его подкладку, или фон. Поэтому мы говорим в таких случаях, что нижестоящий уровень X берет на себя в движениях подобного рода роль фонового уровня.

Приведем два-три примера, которых давно уже ждет читатель. Мальчик бежал и на бегу, сделав прыжок, ловко сорвал яблоко с дерева. Для движения срывания нужен целый ряд коррекций, которых нет в инвентаре уровня, выполняющего движения бега и прыжка. Движение срывания выполняется более высоким уровнем и иными мозговыми системами, как будет показано дальше. Но если яблоко висит настолько высоко, что не разбежавшись, сорвать его нельзя, то уровень, ведущий движение срывания, сам по себе оказывается беспомощным и ему нужно содействие в виде разбега, локомоции. Этот разбег и оказывается в данном примере тем вспомогательным, или техническим, фоном с низового уровня, о котором и шла речь. Верхний уровень как бы берет взаймы у нижнего те подсобные элементы движения, те необходимые коррекции, которых у него самого не хватает.

Еще ярче выступает роль технических фонов в таком, например, сложном движении, как метание диска. Само движение броска обеспечивается в основном тем же самым уровнем построения, который был ведущим и в движении предыдущего примера. Но для того, чтобы оно могло сколько-нибудь правильно и успешно совершиться, необходимо очень большое число разнородных вспомогательных коррекций. Нужно, чтобы поддерживался правильный тонус, т. е. непроизвольное напряжение шейных и туловищных мышц. Нужно, чтобы слажено и стройно осуществилась та огромная синергия мышц всего тела сверху донизу, которая создает винтообразное закручивание тела и его раскручивание наподобие расправляющейся пружины. Нужна, наконец, в этом движении и локомоция, только более сложная, чем в первом примере: разбег, потом поворот на одном месте.

Все эти фоны необходимы, чтобы основное, решающее движение броска могло совершиться, как бы проехав верхом на них всех, и каждый из этих фонов находит нужные для себя коррекции в другом уровне построения. В этом примере буквально все низовые уровни оказываются вовлеченными в фоновую работу. Нужна дружная и гармоничная деятельность всех их, чтобы главная цель и смысл всего движения — бросок диска — могли с наибольшим успехом осуществиться, посаженные на фоны, как всадник на лошадь.

Итак, с появлением нового уровня Y над прежним X, кроме его прямого собственного списка движений Y, образуется еще и другой список, который можно было бы обозначить символом (Y/X)т. е. список движении, для которых уровень X поставляет вспомогательные фоны. Излишним будет особо оговариваться после разобранных примеров, что каждый из имеющихся в распоряжении человека уровней построения может использовать для своих технических фонов любые ниже его располагающиеся уровни и в каких угодно сочетаниях. Дальнейший текст этой книги будет изобиловать примерами такого рода комбинаций.

Нельзя, конечно, ожидать, чтобы такая сложная и в то же время стройная кооперация нескольких уровней построения, какую мы вскрыли в рассмотренных сейчас примерах, могла возникнуть сразу и сама собою. Для ее сформирования требуется по каждому новому виду движения большая подготовительная работа. Эта работа и есть то, что называется упражнением или тренировкой. При упражнении как раз совершается выработка наиболее подходящих для данного движения технических фонов и срабатывание всех этих фонов между собою и с основным, ведущим уровнем этого движения. Выработка фонов движения в низовых уровнях носит еще название автоматизациидвижения — ниже мы ясно увидим почему. Вопросам выработки двигательных навыков, упражнения, автоматизации и т. д. посвящен в этой книге особый очерк — шестой.

Пусковой аппарат спинного мозга

В качестве самого низового и самого древнего по своему происхождению уровня у человека следовало бы назвать уровень спинного мозга. Именно на этом уровне, в нервно-клеточных скоплениях спинного мозга, залегают те двигательные нервные праклетки, о которых была речь в очерке III. Все двигательные импульсы, т. е. побуждения к сокращению тех или иных мышц, которые возникают в двигательных центрах головного мозга, могут воздействовать на мышцы не иначе, как через посредством этих спинномозговых клеточек.

Как уже было пояснено в очерке III, каждая мышца нашего тела состоит из нескольких десятков или сотен тоненьких пучков, так называемых мионов. К каждому из таких мионов подходит одно-единственное волокно двигательного нерва, , разветвленное на конце и сращенное с каждым из мышечных волоконец своего миона. Это нервное волокно начинается от одной из нервных праклеток спинного мозга, которая представляет собой своего рода пусковую кнопку данного миона. Сколько тысяч мионов содержится в скелетной мускулатуре нашего тела, ровно столько же имеется налицо двигательных нервных волокон и пусковых нервных клеток в спинном мозгу. Эти тысячи пусковых клеток образуют своего рода клавиатуру, совершенно точно отображающую в себе все мышечное оснащение тела. Если нужно включить в работу мион № 17411, то необходимо возбудить пусковую клетку № 17411.

Как сказано выше, ни один нервно-двигательный импульс из головного мозга не имеет сам доступа к мышцам; эти импульсы действуют на только описанную сейчас клавиатуру пусковых клеток спинного мозга. Нервные волокна, строго заизолированные друг от друга, тянутся из головного мозга вдоль по спинному и оканчиваются на той или другой высоте внутри его, так что их ветвистые окончания вплотную подходят к спинномозговым клеткам-клавишам. Двигательный импульс от того или другого из «этажей» или уровней головного мозга сбегает вниз по спинному мозгу и возбуждает собой пусковую клетку того номера миона, который необходимо в данный момент пустить в ход.

Когда-то у низкоразвитых позвоночных животных спинной мозг обладал порядочной долей самостоятельности. Чувствительные сигналы, приходившие в него с поверхности тела, тут же на месте переключались на его пусковые клетки, производя простейшие, однообразные движения. Мы имели случай упомянуть в очерке III, что еще у гигантов ящеров спинной мозг обладал даже особым утолщением в той части, которая была связана с задними лапами, для того чтобы не приходилось при большинстве их движений обращаться к головному мозгу, что чрезвычайно замедляло бы передачу.

Все это давным-давно изменилось у высших млекопитающих и человека. Спинной мозг никогда не совершает у них — в здоровых условиях — никаких самостоятельных движений. Все управление движениями ушло от него кверху, к двигательным центрам головного мозга. Устарел, как мы уже видели, и сам принцип строения спинного мозга — члениковый или сегментарный, при котором каждый участочек от позвонка до позвонка обладал какою-то самостоятельностью и независимостью. С тех пор, как живые организмы стали быстрыми и подвижными, как важнейшую роль в их жизни стали играть перемещения с места на место — локомоции, потребовавшие объединенной, согласованной работы всей мускулатуры тела под верховным управлением головы, — с этого времени члениковое строение осталось простым ненужным пережитком прошлого. С этих пор спинной мозг все больше переходил на роль простого передатчика импульсов — пускового механизма, как мы его сейчас определили, и у человека этот переход уже полностью позади. Вот почему не уцелело у нас и уровня спинного мозга: он умер вместе с последними могиканами, которым он еще в какой-то форме был нужен, — с первобытными ящерами. Обращаемся к настоящим, и поныне действующим, уровням построения движений в нашей центральной нервной системе. Мы просмотрим их один за другим по порядку, от самых низовых и древних до наивысших, управляющих самыми сложными, насыщенными разумом движениями и действиями. Конечно, в такой книге, как эта, где вопрос об уровнях построения является лишь необходимым пособием для разбора основной проблемы — о ловкости, можно дать только самые беглые зарисовки тех уровней, которые к настоящему времени удалось вычленить науке о движениях человека.

Очерк V

Уровни построения движений