Если сравнить между собой, по данным этих опытов, характер движения, совершаемого больной и здоровой рукой, то ясно обнаруживается значительное различие между ними. Особенно отчетливо выступает дискоординированность движения в условиях опыта со второй инструкцией. (См. кривые на рис. 3.)

Рис. 3. Слева кривые нажима здоровой рукой, справа – больной рукой у одного и того же испытуемого (уменьшено)

Таким образом, в тех случаях, когда действие осуществляется «проприомоторно», т. е. эфферентируется проприоцепцией, предположенный факт дискоординации движения больной конечности данными этого эксперимента полностью подтверждается.

Другие опыты проводились с теми же испытуемыми и на той же установке, но теперь испытуемые действовали по инструкции, делавшей необходимым зрительный контроль за движением. Для этого экран-ширма, отделявшая от испытуемого регистрационную установку, убирался, а на ленте кимографа заранее проводилась прямая линия и испытуемые получали следующую инструкцию: «Нажимая на рычажок, поднимите записывающее перо вверх до начерченной линии, потом ведите его по линии до моего сигнала. Довольно, спускайте плавно перо вниз».

Как показывают приводимые на рис. 4 кривые, введение этой новой задачи резко сглаживает явления дискоординации движений пораженной конечности: по общему виду кривые, изображенные слева (здоровая рука) и справа (больная рука), почти ничем не отличаются друг от друга. Небезынтересно отметить, что это усложнение инструкции, упрощающее испытуемому ее выполнение, так именно и переживается субъективно: «А, это я могу сделать. Это мне нетрудно», – заявляет в эксперименте этой серии один из испытуемых (Кухт.).

Рис. 4. Кривая нажимов при зрительном контроле:

слева – здоровая рука, справа – больная рука (уменьшено)

Сопоставляя между собой полученные данные, мы можем сформулировать следующий общий вывод: поражение костно-суставно-мускульного аппарата конечности, вызывающее его анатомическую реорганизацию, приводит, независимо от факта сохранности нервной периферии, к нарушению координации движений, афферентируемых проприоцептивно. Эти нарушения сглаживаются, однако, в движениях пространственно-целевых, совершаемых в условиях зрительного контроля.

Обсуждая этот вывод, мы, естественно, становимся перед вопросом о том, чем же объясняется констатированное нами «выравнивание» движения.

Дело в том, что переход к более сложному строению действия, обусловливающий сдвиг вверх ведущих координационных механизмов, не может, однако, исключить влияние нижележащих «уровней», интимно связанных с проприоцептивной афферентацией, которые в этом случае принимают на себя роль служебной, исполнительной инстанции (роль «фоновых», по выражению Н.А. Бернштейна, уровней). Следовательно, теоретически рассуждая, «выравнивание» движения больной руки не может быть полным, хотя непосредственно обнаруживающие себя дискоординации действительно исчезают. Они должны теперь заявлять о себе в какой-то другой форме – скорее в форме общего снижения возможностей этих структурно более сложных двигательных актов. Сами же по себе они, по-видимому, могут быть открыты только путем «микроскопического», так сказать, анализа.

Один факт обратил на себя наше внимание. Если пристально присмотреться к кимограммам, полученным в третьей серии опытов этого исследования, то на значительном числе полученных кривых отчетливо видна следующая особенность: достигая заданной линии, кривая как бы «сверхвыравнивается», т. е. на ней появляются совершенно прямолинейные участки, идущие либо точно по линии, прочерченной на бумаге, либо строго параллельно ей (см. кривые на рис. 4). Рука испытуемого моментами «повисает», давая время от времени едва заметные толчкообразные смещения то вверх, то вниз. Это и записывается на кимограмме в виде ступенчатой изломанности линии, почти совершенно свободной от мелкой иззубренности «тонического» характера. Важное значение этого факта открывается при сопоставлении его с таким же явлением, весьма отчетливо констатированным в исследовании сложных бимануальных координаций (Я.З. Неверович), которое собственно и подсказало нам его интерпретацию. Это, очевидно, симптом несостоятельности обслуживающей движение непрерывной фоновой коррекции, которая компенсируется поэтому появлением вторичных поправочных коррекционных толчков. Почему, однако, эти толчки вторичной коррекции появляются, главным образом, на плато кривой или в некоторых случаях на самых пологих подъемах и спусках, т. е. когда рука перестает двигаться или движется очень медленно? По-видимому, это объясняется тем, что в случаях более быстрого движения включение в процесс инерции массы самой конечности в какой-то степени снижает роль низших корректирующих механизмов. Действительно, как показывает опыт, при быстрых нажимах кривые, полученные у наших испытуемых, становятся совершенно неотличимыми от нормы.

Если это соображение правильно, то тогда для отчетливого обнаружения дефектов координации достаточно ослабить влияние инерции массы руки. Действительно, опыты, которые отличались от только что описанных только тем, что к рычажку приемной капсулы прибора присоединялся с помощью шнурка, перекинутого через блок, груз, приблизительно уравновешивающий давление свободно опирающейся на рычажок руки испытуемого, показали, что нарушения координации в этих условиях просматриваются значительно лучше.

Таким образом, предположение о том, что при переходе к более сложным задачам нарушение координации движения пораженной конечности сглаживается лишь в своем непосредственном проявлении и в своем удельном значении, но отнюдь не исчезает вовсе, полностью подтверждается экспериментально.

Выше, рассматривая результаты исследования изменения предельных объемов движения в зависимости от задачи, мы были приведены к гипотезе о том, что наблюдаемые двигательные ограничения больной руки обусловлены не только ее анатомическими изменениями, но и изменениями чисто функциональными, в основе которых лежит расстройство проприоцептивной афферентации. Исследование координации показало, что во всех случаях нарушения движения в результате поражения костей и мягких тканей руки явление дискоординации действительно имеет место, причем дискоординация возрастает вместе с возрастанием той роли, которую играют в коррекции данного движения проприомоторные компоненты. Иначе говоря, нарушение движений после перенесенного ранения костно-мышечного аппарата конечности необходимо связано с нарушением их координации, которое обнаруживается тем сильнее, чем больше тот удельный, вес, который имеет в управлении данным движением проприоцептивная афферентация.

2

Весьма интенсивное исследование динамики координации движений пораженной конечности было проведено В.С. Мерлиным, поставившим перед собой задачу изучить с этой стороны произвольные движения вольногимнастического типа и сравнить их с движениями, аналогичными по своему геометрическому рисунку и анатомическим образующим, но иными по своей психологической характеристике.

Движения требуют не только симультанной координации, но также и координации, автоматизмы которой обеспечивают правильное развертывание движения во времени – одновременность начала движения одних звеньев конечности и определенную последовательность включения других. Исследование В.С. Мерлина и было направлено на изучение именно временной координации.

Рис. 5. Схема установки для регистрации движений вольно-гимнастического типа

Это экспериментальное исследование включало в себя несколько серий опытов, проведенных на 43 испытуемых с различными дефектами правой или левой руки.

В первой серии опытов исследовалась координация простейших движений обычного гимнастического типа. В этой серии испытуемым предлагалось выполнять следующие движения:

1) Поднять руку вверх и вперед (в сагиттальной плоскости), одновременно сжимая кисть в кулак, и 2) произвести то же движение, но поднимая руку в сторону (в фронтальной плоскости).

В каждом опыте испытуемые должны были произвести по сигналам, которые давались экспериментатором, по десять одинаковых движений подряд – первое и второе движение, здоровой и больной рукой, всего 40 движений.

Требования инструкции испытуемые усваивали легко и совершенно точно выполняли их после одной-двух проб, иногда – сразу же, начиная с первого движения.

Для записи движений испытуемых применялась весьма простая методика, повторяющая классическую методику Марея [235] , на руке испытуемого закреплялись две небольшие пневматические капсулы, одна – на дистальном конце предплечья, около самого сустава, другая – на плечевом суставе, сверху, со стороны надплечья (рис. 5).

Такое размещение капсул позволяло зарегистрировать начало движения в тех звеньях (плечо и кисть), которые при нормальном протекании во времени данной двигательной цепи должны включаться, как это показали опыты с нормальными испытуемыми, в один и тот же момент. Это обстоятельство весьма упрощало подсчеты показателей координации, позволяя выражать их в единицах времени, характеризующих интервал между включением в движение плеча и кисти. Вместе с тем такое размещение капсул совершенно не мешало испытуемому. Запись велась на кимографической установке с длинной лентой, на которой, помимо отметки движения с помощью Мареевских барабанчиков, соединенных с капсулами, записывались также моменты подачи экспериментатором сигналов и часы Жакэ.

Пример записи мы приводим на рис. 6; первая сверху линия дает запись капсулы кисти, вторая – капсулы плеча, третья – электромагнитного отметчика сигнала экспериментатора, нижняя – часов Жакэ, в пятых долях секунды. На кривой отчетливо видно расхождение моментов включения в движение – отставание кисти (запись второго движения – справа). Изменения интервалов производились в пятидесятых частях секунды (0,02).

Как и следовало ожидать, в подавляющем большинстве случаев дискоординация выражалась в запаздывании дистальных звеньев конечности. Это совершенно понятно, если принять во внимание тот факт, что в норме как время простой реакции, так и хронаксия вообще, больше для дистальных звеньев, чем для проксимальных и, следовательно, нарушение нормальных соотношений и должно, теоретически рассуждая, выражаться скорее в отставании кисти, чем плеча или предплечья [236] .

Рис. 6. Пример записи временной координации движения

Данные, полученные в опытах этой серии, представлены в средних величинах по всей группе испытуемых на табл. 3.

Таблица 3

Средние величины показателей временной координации движения пораженной и здоровой конечности по всей группе (в секундах расхождения)

Как показывают данные, приведенные в этой таблице, временная координация движений больной руки является гораздо более нарушенной (почти в три раза), чем координация тех же движений, совершаемых здоровой рукой. Нужно, однако, отметить, что показатели временной координации и для здоровой руки также далеко не совпадают в условиях этих опытов с нормой, которая характеризуется величинами 0,02—0,04). Это явление, по-видимому, объясняется обычно биманульным характером изучавшихся движений, имеющих очень ясно выраженный тип вольногимнастического упражнения. В дальнейшем, под влиянием повторения движений, показатели дискоординации здоровой руки резко уменьшаются.

Другое явление, которое также должно быть отмечено с самого начала, заключается в том, что временные дискоординации, возникающие на почве перенесенной травмы, обнаруживают себя не только в движении пораженных звеньев конечности, но также и в движениях незатронутых звеньев.

Так, например, если выделить группу больных (7 чел.), у которых имеется значительное ограничение движений плеча и предплечья при полной сохранности движений в кисти, то запаздывание включения именно этого здорового звена выражается в следующих величинах: 0,60 – 0,80 – 0,28 – 1,20 – 0,60 – 0,78 – 0,30.

Таким образом, факт довольно значительной дискоординации во всех этих случаях несомненен. Это явление, конечно, совершенно понятно, если принять во внимание, что коррекция движения органа строится вообще не как коррекция движения отдельных его звеньев, но органа в целом.

Это исследование, опирающееся на точную методику записи, которая дает возможность ввести в эксперимент целые ряды повторяющихся движений, позволило подойти к выяснению некоторых вопросов, которые в вышеизложенном исследовании координации остались вовсе незатронутыми.

В числе этих вопросов одним из важнейших является вопрос о зависимости между объемом движения и степенью его координированности.

Вопрос этот имеет двоякое значение. С одной стороны, его значение состоит в том, что он позволяет экспериментально выяснить правильность того объяснения, которое выше было нами дано явлению изменения объема движения пораженной конечности в условиях разных задач. В выдвинутом объяснении мы исходили из того предположения, что при сдвиге проприоцептивного поля, которое наступает в результате анатомической реорганизации конечности, ее управляемость особенно ограничивается именно на предельных объемах. Мы, однако, основывались при этом лишь на отдельных наблюдениях и на некоторых соображениях общего характера, что, разумеется, не могло окончательно решить вопроса. Поэтому открывшаяся теперь возможность поставить этот вопрос на почву специального эксперимента особенно важна прежде всего для уяснения общего механизма функционального ограничения движения травмированной конечности.

С другой стороны, вопрос этот имеет и самостоятельное значение, так как в зависимости от того или другого его решения существенно меняются наши методические требования к двигательным восстановительным упражнениям, по крайне мере, на некоторых этапах восстановления.

Для решения этого вопроса была проведена специальная серия исследований. Эта вторая серия отличалась от первой тем, что в одних опытах от испытуемых требовалось производить движения возможно большего объема, а в других опытах, которые ставились на тех же самых больных, движения должны были производиться в объеме, не вызывающем затруднения. Вслед за этим проводился третий опыт, который снова требовал движений, максимальных по своему объему.

Полученные в этой серии результаты показывают, что в условиях, когда движения больной конечности совершаются в небольших объемах, показатели степени их дискоординированности значительно уменьшаются, падая в отдельных случаях до нормы (средний показатель – 0,10); наоборот, при увеличении объема движения до возможного предела дискоординация резко возрастает (средний показатель – 0,30).

При обсуждении этого вывода может возникнуть предположение о том, что степень дискоординации непосредственно зависит от абсолютной предельной величины объема движения, с относительной же величиной объема она связана лишь косвенно. Достаточно, однако, сопоставить между собой средние индивидуальные показатели дискоординации с показателями замеров предельных объемов движения у отдельных испытуемых, чтобы убедиться в неправильности этого предположения (табл. 4).

Таблица 4

Соотношение величины предельного объема движения в плечевом суставе и средних показателей координации у отдельных испытуемых

Как видно из этой таблицы, степень дискоординации не стоит в прямой связи с абсолютными показателями объема движения и, следовательно, ее изменения определяются изменениями объема движения, относительными к его предельному объему у данного больного.

Таким образом, мы имеем возможность выразить результаты этой серии опытов в виде следующего правила зависимости степени дискоординации от его объема:

чем более объем движения пораженной руки приближается к своему пределу, тем более ее движение дискоординируется, тем менее управляемой она становится.

Из этого правила следует, во-первых, что выдвинутое нами выше объяснение функционального ограничения объема движения пораженной руки снижением ее управляемости из-за возникшей дискоординации, которая особенно возрастает именно на предельных объемах, находит свое подтверждение также и в экспериментальных данных. Во-вторых, из него следует, что высокая степень координированности движения больной конечности, т. е. достаточно совершенная управляемость ее, возможна лишь при том условии, если движение не совершается в предельно доступном для данного больного объеме.

Большое число зарегистрированных движений, многократно повторяющихся испытуемыми в различных условиях и на протяжении многочисленных опытов, составивших вторую серию этого исследования, позволяет конкретизировать и развить дальше правило зависимости координации движения пораженной руки от объема движения.

Если подсчитать средние показатели координации для двух следующих одна за другой групп движений (по 10 в каждой), из которых первая производится по инструкции, требующей движения в «оптимальном» объеме, а вторая – движений возможно большего объема, то мы получаем следующие величины (табл. 5).

Таблица 5

Изменение показателей координации при небольшом (оптимальном) и предельном (максимальном) объеме движения (средние по порядковым номерам движений в группе)

В динамике величин, приведенных в этой таблице, можно заметить две тенденции, которые намечаются в их распределении по рядам. Во-первых, это – тенденция к уменьшению показателей дискоординации движения при «оптимальном» объеме и скорее противоположная тенденция для ряда движений максимального объема; во-вторых, это тенденция, выражающаяся в том, что величина дискоординации первого движения в верхнем «оптимальном» ряду (0,18) значительно превышает средний показатель ряда (0,11), показатель же первого движения нижнего «максимального» ряда (0,24) значительно ниже средней величины дискоординации по всему этому ряду (0,30).

Обе эти тенденции превращаются в очень ясно выраженную закономерность, когда мы увеличиваем количество и длительность исследуемых движений, предлагая испытуемым в опыте выполнять по четыре чередующихся ряда движений, т. е. по 40 движений каждого ряда подряд. Создается совершенно отчетливая картина уменьшения дискоординации при достаточно длительном упражнении в движениях относительно небольшого объема и, наоборот, дискоординации оказываются возрастающими по мере многократного повторения движений максимального объема. Факт этот имеет немаловажное значение с точки зрения тактики восстановительной двигательной терапии на том относительном раннем этапе восстановления, когда главной задачей является, как мы увидим, включение пораженного органа в работу и образование необходимых автоматизмов – навыков движения.

Не менее отчетливо обнаруживает себя и вторая тенденция.

Если взять по всей группе испытуемых средние показатели дискоординации по сменяющимся рядам движений оптимального и максимального объема и сравнить их со средними показателями первого движения каждого из последующих рядов, то тогда устанавливается следующее соотношение величин (табл. 6).

Таблица 6

Средние показатели координации при смене движений оптимального и максимального объема

Оказывается, что показатели первых движений каждого последующего ряда стоят по своей величине ближе к средним показателям предшествующего ряда, чем к средним показателям того ряда, к которому они сами принадлежат. Так, например, средний показатель первого «оптимального» ряда выражается в величине 0,06; средний же показатель следующего за ним «максимального» ряда – в величине 0,28; следовательно, мы имеем здесь резкое возрастание дискоординации – более чем в 5 раз.

Если же мы будем сравнивать со средней величиной показателей дискоординации первого ряда величину показателя первого движения следующего – второго – ряда, то они окажутся весьма близкими друг к другу (в данном случае средний показатель предшествующего оптимального ряда равняется 0,06, величина же дискоординации первого движения последующего максимального ряда всего 0,04, т. е. даже несколько ниже этого среднего показателя). Такое же, принципиально, соотношение наблюдается и при дальнейших чередованиях рядов. Иначе говоря, при переходе от одного ряда движений к другому ряду, отличающемуся от предшествующего заданным объемом движения, степень координации первого движения каждого последующего ряда определяется условиями движений предшествовавшего ряда.

При подведении итогов этих опытов, естественно, возникает вопрос о том, насколько специфичны описанные соотношения. Параллельные опыты, которые ставились со здоровой рукой, показывают, что в этом случае ни одна из указанных зависимостей не обнаруживается вовсе и что, следовательно, они характеризуют координации только движений пораженной конечности (см. показатели координации движений здоровой руки на той же таблице).

Итак, мы можем дополнить теперь указанное выше правило зависимости координации от объема движения следующими положениями:

1. При многократном выполнении больной рукой одного и того же движения м а лого объема и небольшой длительности временная дискоординация имеет тенденцию уменьшаться; при многократном же повторении движения в максимальном объеме и большой длительности дискоординация движения имеет тенденцию увеличиваться.

2. Степень дискоординаци и отдельного движения пораженной руки зависит от объема предшествующих движений.

3

Нам остается рассмотреть вопрос о зависимости координации от степени и характера поражения конечности.

Уже самый беглый взгляд на индивидуальные показатели степени координации обнаруживает резкую сдвигаемость их в зависимости от этапа восстановления практического функционирования руки. Как и следовало ожидать, чем больше достигнутое восстановление, тем меньше показатели дискоординации [237] .

Гораздо более сложная картина открывается при анализе зависимости координации больной руки от характера поражения.

Исследование объема движения не могло в этом отношении установить никакой закономерностной связи. Это объясняется прежде всего тем, что мы имели дело в этом исследовании с относительными величинами, которые характеризуют лишь динамику изменения степени ограничения функции в зависимости от условий задачи. Несравненно больше возможности дают для этого данные исследования координации. Однако небольшой по количеству изученных в каждой серии случаев материал позволяет нам сделать лишь самые предварительные выводы.

Привычное представление о природе дискоординаций связывает их с нарушением функции нервной системы. Так как нарушения центральной нервной системы вовсе не были представлены в нашем материале, нам оставалось лишь выделить: 1) группу случаев с нарушением функций периферических нервов (насколько последнее диагностировалось обычными методами неврологического обследования) и сопоставить ее с двумя другими изученными группами, а именно: 2) случаями, характеризующимися грубыми анатомическими препятствиями к движению – наличием неправильно сросшихся костей, спаянных рубцов, дефектов мышц и сухожилий и 3) случаями иммобилизационных контрактур без резких анатомических дефектов вышеуказанного типа. В итоге мы получили следующее распределение величин по этим группам больных. Средние показатели координации движения (по методике В.С. Мерлина) пораженной конечности оказались: для первой группы – 0,48, для второй – 0,46, для третьей – 0,46. Таким образом, заметных межгрупповых различий обнаружить здесь не удается.