Файл: Литература 25 Краткая история развития эргономики 27.doc

Двигательное действие, рассматриваемое как необходимый компонент деятельности, должно обязательно соотноситься с ее когнитивными и личностными компонентами, такими, например, как образ и цель. При этом, как указывалось выше, и сама дея­тельность в целом и все ее компоненты обязательно характери­зуются предметно-смысловыми чертами и пространственно-времен­ной определенностью. Истоки этого подхода восходят к именам И. М. Сеченова и Ч. Шеррингтона.

И. М. Сеченов неоднократно подчеркивал, что «чувствование повсюду имеет значение регулятора движения, другими словами, первое вызывает последнее и видоизменяет его по силе и направ­лению» [55, с. 236—237]. Интересно и то, что Сеченов не ограни­чивал задачу физиологии и психологии изучением отдельных дви­жений, а говорил о необходимости изучения той области явлений, в которой «чувствование превращается в повод и цель, а движение — в действие». На современном этапе изучения рабочих движе­ний, трудовых операций и действий, сложнейших форм исполни­тельной деятельности человека особенно важно отметить указанное Сеченовым направление поисков решения и поныне кардинальной для физиологии и психологии проблемы: каков механизм регу­ляции движений чувствованиями? Возможность такой регуляции обеспечена уже тем, что мышца, представляющая собой «двойст­венный орган, наш рабочий орган и вместе с тем исконный, перво­начальный орган чувств, воспитавший в порядке своих свойств все другие органы чувств, окрашивает все наши представления об окружающем мире в образах движения» [53, с. 936]. Более того, Сеченов писал, что мышца дала нам наши представления о пространстве, времени, о числе, о счете и т. д. Все это может быть возможным только при условии, что 'сами движения и дей­ствия не являются лишь элементарными и утилитарными актами исполнения, а осуществляют также познавательные, когнитивные функции и функции экспрессивные. Последние отчетливо реализу­ются не только в движениях, но в позно-тонических компонентах действия, являющихся носителями его личностно-смыслового со­держания.

Многие трудовые движения и действия настолько совершенны, координированы, выразительны и красивы, что они нередко вклю­чаются в театрализованные представления. Не лишена смысла высказываемая время от времени идея создания специальной хоре­ографии трудовых процессов.

Функциональная двойственность мышцы, функциональная гете­рогенность движений и действий обеспечивают не только потен­циальную, но и актуальную целостность деятельности, возмож­ности ее развития и совершенствования. Примечательно в этом смысле предположение Ч. Шеррингтона о том, «... что в осущест­влении действий, направленных на окончательный, завершающий акт в процессе отбора открывается возможность элементам памяти (хотя и рудиментарной) и элементам предварения (хотя и незна­чительным) развиться в психическую способность к «развертыва­нию» настоящего назад, в прошлое, и вперед, в будущее, которая у высших животных является непременным признаком более вы­сокого умственного развития» [60, с. 314]. Именно эта «психиче­ская способность» и является регулятором исполнительных актов. И. М. Сеченов очень тонко понимал это, говоря, что чувствования, даваемые сознанию органами чувств, служат источниками дви­жений не прямо, а через психику,— поскольку с сигналом связан определенный смысл.

---

Различие атомарно-рефлекторного и целостного подходов за­фиксировано и в языке описания двигательного поведения. Для первого преимущественно использовались такие термины, как ре­актология, рефлексология, для второго — психомоторика, психо­нервная деятельность, психическая деятельность и т. п. Разумеет­ся, само по себе использование терминов «рефлекс» или «реакция»не означает еще, что тот или иной автор является сторонником «атомарного» подхода. Именно в этих терминах первоначально закладывались основы структурного подхода к изучению движений и действий. Так, Ч. Шеррингтон, анализируя предваряющие и завершающие реакции, писал: «Нетрудно видеть, какие широкие возможности для приспособительных реакций представляет такое устройство, состоящее из целой цепи последовательных актов, каждый из которых изменяет влияние акта, ему предшествовав­шего» [60, с. 312]. В этом отрывке отчетливо просматривается идея целостности приспособительной деятельности. Аналогичным образом И. П. Павлов, анализируя цепи двигательных рефлексов, пришел к идее динамического стереотипа как целостного образо­вания.

С тех пор как IT. М. Сеченов и Ч. Шеррингтон психологизи­ровали трактовку двигательного поведения, накоплены многочис­ленные данные о решающей роли сенсорных процессов в управле­нии человеческими движениями. Анализируя строение анатоми­ческого аппарата, обеспечивающего движения высших животных и человека, А. А. Ухтомский отмечает его своеобразие по сравне­нию с искусственными механическими устройствами, характери­зующееся значительно большим количеством степеней свободы. Ни костно-мышечный аппарат в целом, ни какая-либо его часть не составляет готового механизма для выполнения какого-либо определенного целесообразного акта, а представляет собой лишь совокупность известных анатомических компонентов, необходимых для создания такового. Особенности строения опорно-двигатель­ного аппарата обусловливают пластичность поведения высших животных и человека и вместе с тем делают задачу управления этим поведением необычайно сложной и трудной. Поскольку управление предполагает ограничение степеней свободы, а в са­мом устройстве исполнительных механизмов у живых организмов такого рода ограничения практически отсутствуют, функции регу­ляции выполняемых действий должны взять на себя центральные механизмы. Рассмотрим кратко эволюцию представлений и совре­менные взгляды на механизмы управления движениями.

Первоначально предполагалось, что центральные механизмы могут выполнить эту функцию, используя жесткие шаблоны, кото­рые заранее предопределяют характер и последовательность тре­буемых движений. Р. Вудвортс [80] для такого способа построе­ния движений ввел термин «центральное», или «моторное», программирование. Он

---

доказывал наличие моторных программ, изучая быстрые произвольные движения человека.

Анализ кинематических характеристик точных движений руки привел его к заключению, что существует фаза движения, незави­симая от зрительной обратной связи, фаза, определяемая перво­начальной программой. Наряду с этой фазой существует и вторая фаза, совершаемая с учетом зрительной обратной связи и обеспе­чивающая точностные характеристики движения. Таким образом,

Вудвортс описал способы управления движением, получившие позже наименование управления по открытому и закрытому кон­турам регулирования. В настоящее время каждый из этих спосо­бов в значительной степени абсолютизирован и имеет своих сторонников. В пользу каждого из них накоплено значительное число экспериментальных данных, ведутся дискуссии между пред­ставителями теории открытого и закрытого контуров.

К. Лешли был, видимо, одним из первых, кто отчетливо сфор­мулировал концепцию центральных моторных программ и экспе­риментально доказал, что выработка навыка представляет собой центрально-организованный процесс, в реализации которого про-приоцептивные механизмы могут не играть существенной роли. Доводы Лешли, относящиеся к тому, что заученный навык может быть выполнен различными моторными структурами, действитель­но подтверждают идею моторного программирования, но сейчас практически не используются для доказательства слабой роли кинестетического контроля. Поиски доказательств в пользу откры­того контура шли по пути изучения быстрых баллистических дви­жений и блокирования каналов обратной связи, функционирующих при выполнении двигательных актов. Сторонники концепции мо­торного программирования и открытого контура оставляют за афферентацией лишь пусковые функции и модулирующие влияния. Однако до настоящего времени не получено решающих доказа­тельств того, что произвольное движение человека может осуще­ствляться только как результат центрально-организованных нервных команд, которые структурируются перед началом движе­ния и позволяют осуществлять движение при отсутствии перифе­рической обратной связи.

Главные недостатки систем открытого контура состоят в том, что они не обладают механизмами обратной связи для исправле­ния ошибок, возникающих как вследствие свойств их входов, так и вследствие трансформации сигналов внутри системы. Этот тип систем обладает слабыми компенсаторными возможностями.

---

В рамках концепции открытого контура были детально разра­ботаны представления о моторных программах. Понятие моторного программирования означает, что наборы моторных команд, как врожденных, так и заученных, хранятся в центральной нервной системе и могут вызываться и синтезироваться в желаемое движе­ние. Моторная программа — это тщательно скоординированный по­рядок синергии (иногда их называют субрутинами, или субрежи­мами) , которые вместе охватывают требуемое движение и которые не зависят от обратной связи.

Независимо от отношения представителей концепции открытого контура к участию в регуляции движений обратной связи ими развиваются интересные представления об иерархии моторных программ, о существовании обобщенных программ, программ-схем, нижние звенья которых освобождают основную программу от обременительных вычислений. Важное значение имеют также предположения о связи программ с мотивами и целями, которые трансформируются в некоторое внутреннее представление субъекта о желаемом, требуемом движении или действии. Другими слова­ми, моторные программы более тесно связываются с образом ситуации, с образом действия, не только с набором команд, хра­нящихся в нервной системе. Концепция открытого контура регу­лирования с минимальными оговорками и ограничениями приме­няется для объяснения механизмов движений глаз человека. В многочисленных исследованиях установлена почти однозначная зависимость между скоростью скачка на начальном этапе движе­ния и конечной амплитудой скачка. Это означает, что уже до на­чала движения запрограммирована скорость саккады. На основа­нии электрофизиологических исследований сделан вывод о том, что управление саккадическими движениями в одном фиксированном направлении сводится к определению временного отрезка, в тече­ние которого прилагается постоянная сила, сокращающая прямые мышцы глаза.

Зачатки противоположных идей относительно кольцевого или замкнутого (закрытого) контура регуляции движений мы находим у В. Джемса [70], Ч. Шеррингтона [60] и др.

Джемс предположил, что периферическая обратная связь от одной части движения вызывает к действию следующую, и выдви­нул гипотезу «цепных рефлексов», против которой позже выступил Лешли. В соответствии с теорией закрытого контура предпола­гается, что ответ не просто запускается рецепторикой, но и управ­ляется ею.

Управление движением по «закрытому» контуру предполагает передачу с помощью обратных связей информации о соответствии движения требуемой цели и выработку на основе этого новых управляющих команд. Обратная связь выполняет две функции: с ее помощью определяются пространственные характеристики цели, необходимые для составления программы баллистического движения, а также осуществляется соотнесение результатов вы­полнения этих программ с истинным положением цели, служащее для уточнения программ последующих движений. Наиболее пол­ная аргументация того, что жесткое программирование не может обеспечить целесообразный эффект движения, дана Н. А. Берн штейном.

---

Теория Н. А. Бернштейна охватывает широкий класс функцио­нально-различных движений и представляет собой общую теорию поуровневого управления и построения движений человека. Эта теория включает в себя три фундаментальных принципа: централь­ного программирования, сенсорных коррекций и уровневой орга­низации движений. Принцип координирования движений изложен им в безупречной с точки зрения современной теории автомати­ческого регулирования форме: «... как только орган, находящийся под действием внешних и реактивных сил, плюс еще какая-то до­бавка внутренних, мышечных сил, отклонится в своем результирующем движении от того, что входит в намерения центральной нервной системы, эта последняя получит исчерпывающую сигнали­зацию об этом отклонении, достаточную для того, чтобы внести в эффекторный процесс собственные адекватные поправки. Весь изложенный принцип координирования заслуживает поэтому наз­вания принципа сенсорных коррекций» [6, с. 28].

Н. А. Бернштейн долгое время решительно отвергал всякую возможность управления движением по разомкнутой схеме. Одна­ко позже он отошел от такой крайней точки зрения и допустил возможность того, что в некоторых элементарных процессах дуга не замыкается в рефлекторное кольцо либо из-за кратковремен­ности акта, либо вследствие его крайней элементарности.

Сенсорные коррекции осуществляются в общем случае всеми имеющимися в распоряжении организма рецепторными аппарата­ми. В частных случаях некоторые из обратных связей могут не участвовать в управлении движением. Первичные сигналы рецеп­торов предварительно подвергаются сложной обработке и «пере­шифровке», необходимой, например, для того, чтобы их можно было сличить с проектом движения, построенным на языке прост­ранственно-кинематических представлений. Полученные в результа­те обработки «синтезы», составленные из сигналов всех видов обратных связей, участвующих в управлении данным движением, служат для сенсорных коррекций.

Понятие о сенсорном синтезе играет в модели Бернштейна фундаментальную роль. Состав образующих его афферентаций, т. е. обратных связей, и принцип их объединения служат главным критерием, отличающим один уровень построения движения от другого.

Каждая двигательная задача находит себе в зависимости от своего содержания и смысловой структуры тот или иной ведущий уровень. Уровни различаются между собой не только видом сен­сорного синтеза, но и анатомическим субстратом, т. е. совокуп­ностью органов нервной системы, без которых осуществление функции этого уровня невозможно.

---