Шрифт:
При различных ударных движениях эти больные сталкиваются с затруднениями, связанными с невозможностью фиксировать кисть, сжатую в кулак и удерживающую инструмент в плоскости предплечья, так как нормальная хватка требует участия экстензоров кисти в качестве синергистов, которые при повреждении лучевого нерва парализованы. Приступая к работе, эти больные вначале совершенно беспомощны, так как молоток, который удерживается свисающей и незакрепленной, «болтающейся» кистью, не может произвести какой-либо работы.
Однако очень быстро больные обходят эту трудность, фиксируя кисть и удерживаемый ею инструмент с помощью максимального сгибания в лучезапястном суставе или же упираясь ручкой инструмента в предплечье и создавая таким образом своеобразную лангетку, фиксирующую лучезапястное сочленение в нужном положении (рис. 22). Больные с нарушением сгибания кисти и пальцев замещают его разгибанием и работают в ряде случаев повернутой рукой, тыльной стороной кисти.
Таким образом, компенсации играют значительную роль в процессе восстановления движения больной руки, и, как мы увидим ниже, не только в повышении ее общей работоспособности, но и в прямом восстановлении ее нарушенных функций.
Исследование показывает, что мы имеем здесь весьма разнородную группу явлений и что необходимо выделить различные типы компенсаций, имеющих специфическую психофизиологическую характеристику. Уже сам факт существования двигательных замещений показывает, что движение представляет собой не элементарный акт, но сложную структуру, которая может осуществиться различными двигательными механизмами, сохраняя при этом свою основную практическую функцию. Поэтому различные типы компенсаций, очевидно, связаны прежде всего с различными уровнями построения движений.
Проблема двигательных компенсаций начала систематически разрабатываться прежде в функционально-анатомическом плане. Вопрос сводился к тому, возможно ли и каким образом возможно выполнение определенного движения в определенном суставе, если осуществляющие его мышцы повреждены или прерван иннервирующий их нерв. Таким образом, было разработано учение о компенсаторных возможностях одних мышц по отношению к другим, а впоследствии (Ферстером и др.) была установлена замещающая функция периферических нервов.
В дальнейшем проблема периферических возможностей замещения отодвинулась на задний план. Зато особое внимание привлекли к себе общая пластичность и замещающая деятельность центральной нервной системы, регулирующая смещение функции пораженного органа на сохранный и позволяющая приспособиться к условиям дефекта и выполнять жизненно важную функцию до того момента, пока пораженный орган, осуществляющий в норме эту функцию, регенерирует и сможет вновь взять ее на себя.
Проблема пластичности организма и функционального приспособления к новым условиям также не является новой для научного исследования. Обобщая данные, накопленные биологией, академик Северцев [255] указывал на то, что наряду с морфологическими изменениями, служившими до сих пор главным предметом научного исследования, существует другой путь адаптации, при котором животные, не меняя своей организации, изменяют свое поведение и, таким образом, быстро приспосабливаются к новым условиям деятельности. В том своеобразном случае развития, который представляет собой процесс восстановления, эти два пути приспособления соответственно и выступают: первый в форме процесса регенерации пораженного органа, второй – как процесс компенсаторного приспособления.
Однако, несмотря на то что принцип пластичности в деятельности организма в своей общей форме был давно известен, а многочисленные экспериментальные и клинические исследования накопили большое количество данных о различных компенсациях у животных и у человека, значение этих фактов долгое время недооценивалось и общая теория компенсации оставалась мало разработанной.
В развитии научных взглядов на компенсации можно схематически наметить три основных этапа.
Первоначально господствующей была теория викариата. Согласно этой теории отдельные функции организма строго закреплены за отдельными органами. Однако помимо основной функции, которую определенный орган выполняет в норме, он может обладать еще готовой способностью выполнять некоторые функции других органов, способностью, которая и реализуется в условиях травмы, ампутации конечности и т. д. Эти резервные возможности организма, скрытые в функциях отдельных органов, делают возможным викарное замещение, т. е. замену функции больного органа функцией здорового органа без перестройки деятельности организма в целом. Компенсация в этом ее понимании есть нечто прямо противоположное истинному восстановлению. Что же касается самого процесса ее образования, то представители теории викариата, в большинстве своем анатомы, не занимались специально этой проблемой; многие из них в наблюдавшихся случаях сложных двигательных замещений склонны были видеть результат особого участия «сознательной воли» больного.
Под влиянием новых данных теория викариата подверглась пересмотру и была выдвинута новая структурная теория компенсации. Если раньше компенсацию считали исключительным явлением, то структуралисты усматривали в ней лишь проявление основных общих структурно-динамических закономерностей в деятельности нервной системы и организма в целом. Лёшли по этому поводу писал: «Проблема эквивалентности моторных реакций была менее изучена, чем проблема эквивалентности стимула, но оба явления представляются совершенно однородными. Все формы деятельности, начиная от постройки гнезда у птиц и кончая так называемыми намеренными действиями человека, обнаруживают отсутствие стереотипности в движениях, направленных к достижению наперед определенной цели» [256] .
Рассматривая случаи изменения системы координации движений при ампутации конечностей у животных и человека, Бете замечает: «Лучше совсем отказаться от признания твердо установленных координационных центров и рассматривать самую координацию как явление, специальный характер которого каждое мгновение определяется наново господствующими в данный момент периферическими и центральными условиями» [257] .
Вместо старого представления об одном изолированном органе, который викарно замещает другой, выступила концепция структурной реорганизации деятельности организма в целом, происходящей под влиянием потока афферентных стимулов, идущих с периферии. Поскольку способность к структурообразованию, согласно этой точке зрения, является универсальной для нервной системы на всех ступенях ее развития, любая компенсация может быть осуществлена самыми разными разделами нервной системы совершенно автоматически, без всякого обучения или какого-либо вмешательства сознания.
Структурная теория компенсаций, внеся динамический аспект в исследование, способствовала более глубокому пониманию процессов замещения. Однако антигенетичность и абстрактность концепции структуралистов являлись препятствием для дальнейшего развития учения о компенсации. Эти недостатки структурной теории были преодолены в системно-генетическом учении о компенсациях. Оно представлено и в некоторых работах зарубежных исследователей (Шеррингтона, в более поздних работах Лёшли), но особенное развитие и глубину оно получило в работах советских ученых.
На основании своих экспериментальных исследований на животных Э.А. Асратян приходит к тому заключению, что возможности компенсации и их механизм не остаются неизменными на разных ступенях развития. Если перестройка локомоторного акта у низших животных может осуществляться за счет низших разделов нервной системы, то у млекопитающих, например у собаки, в этом процессе принимает необходимое участие кора больших полушарий головного мозга. Соответственно этому изменяется и процесс образования компенсаторных приемов. У низших животных замещение осуществляется исключительно безусловно-рефлекторно, у высших же животных они могут формироваться и путем обучения. Наши наблюдения над человеком показывают, что здесь возникают еще другие, совершенно новые возможности компенсации, вовсе отсутствующие в животном мире.
Если даже оставить в стороне тонкие движения рук и остановиться на более автоматизированных актах ходьбы, то и здесь, в случае повреждения нижней конечности, человек компенсирует дефект не только безусловно-рефлекторным путем и не только путем простых проб и ошибок, но и путем сознательных поисков наилучшего способа замещения. Особенно часто наблюдается этот последний, интеллектуальный путь образования компенсаций, в случаях возникновения особых затруднений в выполнении движения пораженным органом. У одного из наблюдавшихся нами больных с повреждением коленного сустава задача подняться и спуститься по лестнице вызывала целое рассуждение вслух. Поднимаясь наверх, больной начинает движение здоровой ногой, становится ею на ступеньку, а затем подтягивает больную ногу. Вначале делается попытка применить этот способ и при спуске, однако здесь он оказывается неудобным. Приходится передавать всю тяжесть тела на больную ногу и сгибать ее в коленном суставе, пока здоровая нога не коснется следующей ступеньки. Больной, проделывая это движение, морщится от боли и замечает: «Так вниз не получается; попробуем наоборот. Это ничего, что больная вперед пойдет, зато здоровой пригибаться придется…» Действительно, этот новый прием спуска с лестницы оказывается более рациональным.
Таким образом, даже в простейших случаях у человека могут выступать высшие, находимые интеллектуально приемы замещения. В значительно же более сложных случаях восстановления трудовых движений и, как это было показано А.Р. Лурия, в случаях восстановления гностических функций и речи, моменты сознательного обучения являются необходимым условием образования адекватных компенсаторных приемов.
Для понимания природы замещений очень важное значение имеет понятие функциональной системы, выдвигаемое в современной физиологии взамен слишком универсального и, следовательно, мало содержательного понятия структуры. П.К. Анохин так раскрывает это понятие: «Под функциональной системой мы понимаем круг определенных физиологических проявлений, связанных с выполнением какой-то определенной функции (акт дыхания, акт глотания, локомоторный акт и т. д.). Каждая такая функциональная система, представляя собой до некоторой степени замкнутую систему, протекает благодаря постоянной связи с периферическими органами и в особенности с наличием постоянной афферентации от этих органов. Мы считаем, что каждая функциональная система имеет определенный комплекс афферентных сигнализаций, который направлен и корригирует выполнение этой функции» [258] .
П.К. Анохин, рассматривая случаи компенсаций, наступающих при травме или ампутации, указывает, что здесь открываются две возможности: гомосистемных и гетеросистемных изменений. Каждая сложившаяся функциональная система, помимо механизмов, обычно используемых при осуществлении стоящей перед организмом задачи, имеет еще ряд резервных сенсорных и двигательных возможностей, которые широко использовались на ранних этапах формирования системы, а затем в значительной степени потеряли свое рабочее значение. Эти резервные возможности системы включаются иногда и в норме при больших рабочих нагрузках или при утомлении, но особенно большое значение они приобретают в случае травмы, создавая специфический тип гомосистемных динамических компенсаций.
По поводу изменения характера рабочего движения при утомлении Ухтомский писал: «Если исторический путь, которым идет упражнение, заключается в постепенном сужении сферы работы на минимум мускулатуры (по возможности на одних малых мышцах дистальных сочленений руки), то утомление приводит явным образом к обратному эффекту: по мере того как требующийся для работы мышечный минимум утомляется, начинает сказываться иррадиация возбуждений на соседние, не идущие к делу мышцы, а движение фактически становится все менее и менее экономным» [259] .
Нами были исследованы динамические внутрисистемные компенсации при работе здоровой и больной рукой (см. гл. VII). При этом оказалось, что резервные эффекторные возможности системы, используемые при работе здоровой рукой лишь в стадии значительного утомления, при применении больной руки включаются сразу же, в самом начале работы.
Следует подчеркнуть, что всякое внешнее рабочее движение, приводящее непосредственно к достижению цели (схватывание предмета, забивание гвоздя и т. д.), составляет лишь часть более широкой функциональной системы, в которую оно органически включено. Внешнее рабочее движение сопровождается не только рядом вспомогательных движений и статической работой мышц, обеспечивающей сохранение определенной позы и равновесия всего тела, но и мобилизацией резервных компонентов системы, которые могут реализоваться в различной степени, начиная с внутренних проб и движений, выступающих вовне в виде так называемых «выразительных движений» и кончая полным замещением обычно выполняемого внешнего движения.
Таким образом, во-первых, возможно гомосистемное приспособление к ситуации, вызванной дефектом, происходящее за счет тех резервных возможностей, которые имеются в данной функциональной системе. Однако при более значительных дефектах такая возможность исключается и приспособление может произойти только в результате перестройки всей системы, только путем гетеросистемных компенсаций. Яркий пример гетеросистемной компенсации мы находим в случае, описанном Бете. Мальчик, у которого был паралич обеих ног, научился свободно передвигаться головой книзу – на руках. Вряд ли, конечно, в обычной локомоторной системе мы можем подозревать скрытые возможности такого рода передвижения. Очевидно, здесь имеет место именно полная перестройка локомоторного акта.
Итак, общая необходимость в различных типах компенсаций вызывается, конечно, дефектом. Однако они не являются результатом автоматической реакции центральной нервной системы на афферентные сигналы, исходящие от пораженного органа, как это предполагал в свое время Лёшли. Данные Гельба о перестройке зрительного восприятия и данные А.Р. Лурия о восстановлении речи и гностических функций после мозговых поражений показывают, что компенсаторные изменения являются функцией стоящей перед субъектом задачи. К сходным выводам пришли и мы, изучая процессы замещения при травмах руки.
3Систематическое изучение работы больных в мастерских трудотерапии позволило нам обнаружить чрезвычайно своеобразные типы компенсаций, связанные, по-видимому, с различными неврологическими уровнями построения движения и соответствующими им различными типами двигательных задач.
Для того чтобы выделить в чистом виде эти типы компенсаций, нами совместно с Я.3. Неверович было предпринято специальное исследование.
Исследовался характер компенсаций при разрешении различного рода задач. Раненые должны были в одних случаях производить определенные движения больной рукой по инструкции, в других случаях доставать удаленный предмет, и, наконец, в третьих – выполнять различные трудовые операции. Оказалось, что степень использования больной руки, равно как и характер компенсаций, у одного и того же больного в различных ситуациях сильно варьируют.
При движениях больной руки без нагрузки (по инструкции) простым наблюдением обнаружить каких-либо компенсаторных приемов нельзя. Мы предполагаем, что единственная форма замещения, которая выступает в данной ситуации, это – викариат, позволяющий сделать движение, совершенно сходное с нормальным, в том же самом суставе, но за счет другой сохранной мышцы-синергиста, или же (в случаях поражения нерва) за счет двойной иннервации мышц.
При изучении компенсаторных приемов, выступающих в ситуации доставания предмета, испытуемым предлагались две задачи: а) достать предмет, лежащий в горизонтальной плоскости, на высоте верстака, на расстоянии 1 м от испытуемого и б) достать предмет, подвешенный в вертикальной плоскости, на высоте 1 м 60 см от пола.
При решении этих задач, носящих пространственно-переместительный характер и не требующих больших усилий, отмечается, по сравнению с первой ситуацией, увеличение объема движений, а также чрезвычайно энергичное использование самых разнообразных компенсаторных приемов. Эти компенсации носят весьма широкий и, вместе с тем, непостоянный характер. Кажется, что почти любая часть тела может в данной ситуации заместить пораженный орган. Раненый замещает недостаток объема движений в плече тем, что перегибает туловище, становится на носки и т. п. (рис. 23).
Интересно, что движение звеньев тела, компенсирующих недостаток движений пораженного звена, включается не сразу, а последовательно, как некоторое прибавление.
Приводимая нами циклографическая запись движений в ситуации подъема руки по инструкции и в ситуации доставания высоко подвешенного предмета наглядно демонстрирует имеющиеся здесь различия (см. рис. 24).
Рис. 24. Циклограмма движения больной руки (ограничение движений в левом плечевом суставе)
А – при непредметном движении, Б – при доставании высоко подвешенного предмета, а – надплечье, б – плечо, в – предплечье, г – кисть.Циклограммы вольногимнастических движений, производимых больной рукой, имеют геометрически правильную форму, причем лампочка, фиксированная на надплечье, оставляет на фотопластинке точку, т. е. свидетельствует о его неподвижности. Предметные же движения больше по объему и их траектории неправильны, вследствие включения в движение туловища и ног: лампочка на надплечье дает значительное смещение.
В ситуации предметно-орудийного действия объем движения больной руки, вопреки распространенному мнению, обычно оказывается меньшим, чем тот, который может быть получен при других обстоятельствах (см. рис. 25). Возникающие в этих условиях компенсаторные приемы носят значительно более ограниченный и постоянный для данного этапа восстановления характер, чем замещения, возникающие в ситуации доставания предмета.
Если при доставании предмета больные с ограничениями движений последовательно включают компенсаторные приемы, как бы прибавляя их к дефектной функции, то в трудовых операциях, где увеличение объема движений имеет меньшее значение, чем достижение определенного силового и координационного эффекта, компенсации включаются в общую структуру движения симультанно, поддерживая и подкрепляя пораженную функцию.
Особенно важно, что предметно-орудийные движения исключают ту свободу замещения правой руки левой, верхней конечности – нижней и т. д., которая характерна для хватания и которую Бете считал универсальной для всех форм движения. В связи с этим компенсации носят здесь характер закономерного смещения (транспозиции) функции на более сохранные смежные звенья той же конечности или же на прилегающие к ней другие анатомические области (надплечье, верхняя часть туловища). Чаще всего эти смещения идут в направлении от дистального к проксимальному концу конечности так, что при поражении кисти она замещается предплечьем, предплечье замещается плечом и т. д.
Эти опыты показали необходимую и понятную связь между характером задачи, соответствующим ей уровнем построения движения и типом компенсации. Действительно, если перед больным возникает задача произвести движение в определенном сочленении руки, то всякая попытка заместить его другим движением, в другом суставе, является невозможной, бессмысленной. Сгибание предплечья в локте, например, само по себе не может заменить отведение в плече и т. д. Единственно адекватный в данном случае тип замещения – это викариат, позволяющий за счет другой мышцы-синергиста или за счет другого нерва, иннервирующего ту же мышцу, произвести то же движение в том же суставе. Как показывают наши опыты, никаких других замещений в этой ситуации мы обычно не наблюдаем. Эти компенсации, как и все построение данного движения в целом, связаны главным образом с проприоцептивной афферентацией.
Рис. 25. Объемы движения больной руки при различных двигательных задачах
Совершенно другие возможности для замещения скрываются в ситуации задачи взять или переместить предмет. Здесь любое движение может быть замещено любым другим, лишь бы оно приводило к заданному результату. В этой ситуации, как уже было отмечено, больные обнаруживают чрезвычайное богатство и широту компенсаций. Такие компенсации связаны с уровнем «пространственного поля» и, соответственно, с дистантной зрительной рецепцией.
Наконец, при выполнении трудовых операций задача перемещения предмета в пространстве осложняется необходимостью овладеть динамикой его движения. Так как ручной труд требует значительных и систематически повторяющихся усилий, то в построении трудовых движений вновь приобретают определенное значение координаты собственного тела, основные анатомические плоскости, в направлении которых могут быть с наибольшей эффективностью использованы динамические возможности костно-мышечного аппарата. Поэтому, хотя широкие компенсации, выступавшие на предыдущем уровне, иногда встречаются и здесь, но в общем они оказываются неадекватными задаче и уступают свое место другим компенсациям, локально значительно более ограниченным, группирующимся вокруг оптимальных плоскостей и направлений подвижности органа. Они-то и носят чаще всего характер компенсаций-транспозиций, которые заключаются в смещении функций с пораженного звена на смежные сохранные звенья той же конечности. Эти замещения связаны с более высоким, предметным уровнем построения движения, в афферентационных механизмах которого значительная роль принадлежит не только дистантной, но и тактильной рецепции. В отличие от более низких уровней, выступающая здесь рецепция является опосредствованной предметно. Воспринимаемые субъектом проприоцептивные и тактильные сигналы соотносятся теперь не только и не столько с состоянием собственного органа, сколько с движениями орудия и с положением его по отношению к обрабатываемому материалу. Происходит тот своеобразный сдвиг рецепции, благодаря которому, по образному выражению Палагая, у хирурга чувствилище находится не на пальцах руки, а на конце зонда, ощупывающего глубину раны.
В эксперименте мы получили описанные выше типы компенсации, как одновременно существующие. Однако в процессе работы больного в мастерских мы наблюдали, как они последовательно сменяют друг друга, свидетельствуя о перестройке двигательных систем в процессе восстановления.
На первых этапах включения в работу больного часто возникают «широкие компенсации», характерные, вообще говоря, для ситуации доставания предмета. В большинстве случаев приемы этого рода удерживаются в условиях трудовых операций относительно недолго, только до тех пор, пока задача заключается в воспроизведении внешнего геометрического рисунка движения орудием. При сколько-нибудь длительной и производительной работе эти приемы уступают место динамическим транспозициям, более подходящим для овладения внутренним силовым содержанием трудовых операций. Впрочем, при стойких дефектах двигательных функций иногда возникают и викарные замещения.
Таким образом, в процессе восстановления происходит, по-видимому, перестройка системы трудовых операций, выполняемых больным, переход на другие уровни сенсорной коррекции и возникновение в связи с этим новых типов компенсаторных приемов. Подобные переходы нам неоднократно приходилось отмечать в способах выполнения трудовых заданий больными на разных этапах восстановления пораженной руки.
Приведем отрывки из записи наблюдений Я.З. Неверович над работой больных в мастерских трудотерапии нашего госпиталя.
Больной К. Получил 23/V 42 г. сквозное пулевое ранение в верхнюю треть правого плеча. В госпиталь поступил 29/V 43 г. с резким ограничением движения правого плеча и некоторым ограничением движений предплечья, при значительном снижении силы больной руки. В прошлом – столяр с 25-летним стажем.
На 1-м этапе работы в мастерской им использовались остаточные возможности больной руки. Больному давались мелкие работы по зачистке шкуркой, пилению небольшой ножовкой мелких пазов, строганию коротких досок. В слесарной мастерской больной расплющивал шляпки гвоздей, изготовлявшихся из проволоки. Ударные работы производились предплечьем и кистью. Пиление совершалось при сильном движении корпуса и незначительном движении руки, строгание – также. На этом этапе работы плечо полностью выключалось. Движение совершалось корпусом, предплечьем и кистью. На 2-м этапе, когда несколько увеличилась сила больной руки и больной практически вполне овладел заданиями 1-го этапа, нами была поставлена новая задача: увеличить объем и силу движений в плече. Больному предлагалось теперь строгать длинные доски, пилить станковой пилой двумя руками, пилить крупной ножовкой больной рукой, давались также более «размашистые» ударные работы: долбежка крупных пазов и т. д. При нажимных операциях больной начал работать плечом, при ударных же движениях компенсаторные движения корпусом у него еще полностью сохранились.
На 3-м этапе лечебно-педагогического процесса была поставлена дальнейшая задача: довести движение плеча до полного объема при значительной динамической нагрузке. Больного перевели на пиление станковой пилой одной больной рукой, тесание, продольное пиление высоко укрепленных досок, а также была сохранена назначенная на 2-м этапе долбежка крупных пазов. На этом этапе компенсаторные движения корпусом совершенно исчезли, движения в плече стали увереннее и выполнялись в объеме, практически достаточном для осуществления трудовых операций.Больной Д. Получил 2/ХI 42 г. сквозное пулевое ранение нижней трети левого предплечья. В госпиталь поступил 2/1У 43 г. с резким ограничением движений в лучепястном и пястно-фаланговых суставах. Сила больной руки практически равнялась нулю. При первоначальных функциональных пробах больной обнаружил полную практическую невозможность пользоваться кистью больной руки; инструмента удержать не мог.
На 1-м этапе работы в столярной мастерской левая кисть пассивно лежала на рубанке или же больной упирался левым локтем в инструмент, соответственно пригнувшись к уровню верстака (см. рис. 22 В); последнее происходило чаще, особенно при утомлении. Ударные операции производились за счет плеча и предплечья, запястье же и кисть оставались неподвижными, причем конец ручки молотка упирался в предплечье. Сверление коловоротом вызвало большие затруднения: больной мог сделать всего 4–5 оборотов, непрерывно меняя положение кисти и производя наклон всем корпусом. Тесать он мог только упираясь концом топорища в живот.
На 2-м этапе больной начал пользоваться кистью при выполнении всех столярных операций. При строгании и пилении 1, 4 и 5 пальцы стали схватывать инструмент (см. рис. 22 Г). Ударные движения больной начал осуществлять предплечьем и кистью, в запястье при этом появлялись слабые движения. На этом этапе больной мог уже просверлить коловоротом отверстие в доске, однако непрерывно меняя при этом положение кисти и корпуса. Тесал, упираясь концом топорища в предплечье. При утомлении наблюдалась тенденция переходить к способам работы, применявшимся на 1-м этапе.
На 3-м этапе больной начал удерживать инструмент всеми пятью пальцами. При ударных работах увеличился объем движения в запястье. Сила руки увеличилась от практического нуля до 9 кг.