Пороки поперечнополосатой мышцы - раздел Спорт, Научные бои и разведки
Еще Одно Обстоятельство Подкрепляет Наше Заключение О Том, Чт...
Еще одно обстоятельство подкрепляет наше заключение о том, что принцип поперечнополосатой мышцы был найден как-то разом и почти случайно, хотя биологическая потребность в нем уже давно назрела в высшей степени. Набредя на этот принцип, жизнь как будто ухватилась за него и сразу, без всяких переделок и вариантов, применила к оснащению подвижных скелетов. Дело в том, что при более внимательном рассмотрении физиологии поперечнополосатой мышцы она оказывается не таким-то удобным, а, главное, в целом ряде отношений просто мало подходящим к своему назначению органом. Очевидно, ее принцип обладал чем-то столь положительным, что жизнь на первых порах уверовала в него слепо, как будто не замечая его очень крупных недостатков; а позднее, когда они в полной мере обнаружились, точно спохватилась, что в свое время не озаботилась сформулировать как следует необходимые «технические условия» устройства и работы новой мышцы. (Мы и здесь выражаем надежду, что нам будут извинены -наши образные олицетворения, которые мы снова отметим в ближайшем абзаце изложения, но которые помогут нам правильно подчеркнуть важнейшие факты и расставить, как говорится, точки над i). Поперечнополосатая мышца в том виде, как она вылилась из рук эволюции, оказалась кое в чем очень важном до такой степени мало отвечающей своему назначению, что пришлось поспешно и очень компромиссно искать способы для ее прилаживания. Другого двигателя все равно не находилось. Во-первых, оказалось, что манера сокращения поперечнополосатой мышцы, точнее сказать — ее микроскопически малой активной составной частички, анизоэлемента (см. выше), совершенно не подходит к тому, что было бы биологически нужно. Эта манера, как показывают точнейшие записи на современных приборах, — грубый и резкий рывок, настолько внезапный и сходный со взрывом, что возникала прямая опасность искрошить скрепленные с такою мышцей кости. Компромисс, который выработался как мера борьбы с этой никуда не пригодной резкостью, состоял в том, что микроскопические авизо-элементы были переслоены такими же крохотными элементиками упругой сухожильной ткани (так называемыми изо-элементами). Мышечное волокно получило вид, похожий под микроскопом на столбик из чередующихся между собою двадцати и трехкопеечных монет, соответствующих размещенным там по очереди анизо- и изо-элементам. Эти последние играют роль упругих буферов, или, как теперь говорят, амортизаторов, для яростных рывков анизодвигателей: они растягиваются во время рывков и затем уже более плавно и постепенно укорачиваются вновь, помогая мышце совершать, ее работу. Чередование в каждом волокне анизо- и изо-элементов, обладающих разной окраской и качеством прозрачности, и придает волокну тот поперечноисчерченный вид, который обусловил название всей мышцы.
Во-вторых, анизо-элементы совершенно не способны к длительным сокращениям, более того — к какой бы то ни было регулировке их длительности.
Все, что способен дать анизо-элемент, — это чрезвычайно короткую вспышку напряжения и сокращения: в мышцах человека она продолжается обычно не более одной тысячной доли секунды. Хуже всего то, что после каждой сократительной вспышки анизо-элемент как-то истощается, или устает, или еще что-то с ним происходит, пока еще совершенно не объясненное физиологией, но только вслед за каждой молниеносной вспышкой анизо-элементу нужно двойное или тройное время сравнительно с продолжительностью самой вспышки, чтобы оправиться
от нее и возвратить себе дееспособность. В ближайшие мгновения, следующие за вспышкой возбуждения, анизо-элемент абсолютно не-возбудим ни для каких, хотя бы самых оглушительных, раздражений. Ничего подобного не наблюдалось с послушной и легко управляемой гладкой мышечной клеткой древнего образца.
Для того, чтобы преодолеть это неудобное свойство анизо-элементов, потребовался новый компромисс. Нервная система приладилась посылать в поперечнополосатую мышцу целые серии импульсов возбуждения, пулеметно мчащихся друг за другом (50—200 раз в секунду). Каждая вспышка сокращения анизоэлемента протекает все еще гораздо быстрее промежутка между двумя последовательными импульсами, но тут помогают прежде всего упругие изо-прокладки, замедляющие в несколько раз каждое сокращение, а затем и ряд других вспомогательных приспособлений. Слиянию пулеметной дроби сокращений анизо-элементов в плавные движения помогает и вязкость той студенистой полужидкости (так называемой саркоплазмы), которая наполняет «капоты» мышечных волоконец, и упругость, сухожилий и связок, и, наконец, инерция самих органов движения, играющих здесь роль махового колеса.
Описанные частые ряды возбуждений (так называемые тетанусы,— единственный способ длительно сокращать поперечнополосатое мышечное волокно или держать его сокращенным дольше пары сотых долей секунды. Можно было бы мысленно уподобить тетаническую серию возбуждений переменному электрическому току, вполне пригодному, несмотря на его прерывистость, и для приведения в действие электрических звонков, и для очень многих значительно более важных работ. То, что и в действительности напряженная скелетная мышца гудит, как «зуммер», применяемые в радиотелеграфии (это можно услышать, приложив ухо к напряженному бицепсу товарища или просто крепко сжав зубы, чтобы над самым ухом загудела собственная височная жевательная мышца), еще не могло бы являться серьезным недостатком в ее работе. Гораздо хуже то, что при каждой очередной вспышке сокращения поперечнополосатая мышца освобождает какую-то порцию своей химической энергии и эта энергия уже больше не может возвратиться обратно в мышцу, все равно, используется она для механической работы или нет.
Если мышца должна не поднимать кверху груз, а только держать его на весу на определенной высоте, то это возможно не иначе как только посредством тетануса, т. е. ценою сотни сократительных вспышек каждую секунду. Каждая вспышка освобождает ровно столько же энергии, сколько было бы нужно, чтобы с большой быстротой поднимать поддерживаемый груз кверху, а так как при держании механическая работа вовсе не потребляется, то, значит, вся освобождаемая мышцей огромная мощность уходит ни на что — превращается целиком в бесполезный нагрев.
Но и это еще не все. Анизо-элементы так же мало способны к регулировке силы, своих сокращений, как и к регулировке их длительности. Если раздражать поперечнополосатое мышечное волокно электрическим током, то нужно довести этот ток до какой-то определенной силы для того, чтобы волокно вообще могло б его почувствовать и отозваться на него: Но когда мы уже перешагнули этот порог, то дальше мы можем усиливать раздражающий ток до какой угодно величины, не выигрывая этим ни одного лишнего процента в силе ответного сокращения мышечного волокна: она все время будет оставаться той же самой. Этот закон действия поперечнополосатого волокна носит очень выразительное образное название: закон «все или ничего». Очень сходное с этим явление имеет место, например, при выстреле из винтовки. Для того, чтобы спусковой крючок соскочил, произведя выстрел, нужно потянуть его не меньше, чем с некоторой определенной силой; но дальше, если мы будем дергать его все сильнее и сильнее, мы все равно не добьемся этим никакого увеличения ни в силе, ни в дальности выстрела.
Таким образом, сила того короткого рывка, которым исчерпываются все возможности анизо-элемента и поперечнополосатого волокна, тоже не поддается регулировке, и необходим новый приспособительный компромисс, чтобы добиться в этом отношении какой-то управляемости. Каждое волоконце двигательного нерва врощено своими разветвлениями в пачку из 10-100 мышечных волокон, которые, очевидно, под действием его импульсов могут двигаться не иначе, как все разом и все одинаково. Такая пачка мышечных волокон носит название миона (Само волокно двигательного нерва вместе с начинающей его «пусковой» нервной клеткой в спинном мозгу называется мотоневрон; весь микроскопически малый агрегат в целом, мотоневрон + мион, обозначается нами как мотон). Каждая мышца нашего тела состоит в зависимости от своей величины из нескольких десятков или сотен мионов. Способ регулировать силу ее сокращения заключается в том, что в работу включается в разных случаях разный процент составляющих ее мионов. Именно этим путем, включая и выключая мион за мионом, нервная система и умудряется достигать той замечательной плавности и тонкости в изменениях мышечных усилий, которою мы любуемся в нежной и ловкой работе сестры, бинтующей мучительную рану, или в точных, верных движениях резчика. Надо, впрочем, сказать, что центральная нервная система выработала и другой,- более тонкий вспомогательный путь регулирования силы мышечных сокращений, о чем будет сказано ниже, в очерке V.
Таковы были те немалочисленные вспомогательные и поправочные приспособления, которыми обросла со всех сторон поперечнополосатая мышца, чтобы стало возможным реально использовать ее преимущества. Если вдуматься, то весь случай в целом выглядит до чрезвычайности нетипичным. Как обычное правило, отбор и весь естественный ход эволюции мало-помалу шлифуют и шлифуют вновь вырабатывающийся орган, пока он не окажется на своем месте с абсолютной точностью, как влитой. Подумаем, например, об изумительном устройстве обширной системы пищеварительных желез, о замечательной (изученной до тонкости нашим великим соотечественником И. П. Павловым) приспособленности их к перевариванию самой разнообразной пищи. Вспомним о необычайно тонком и полном остроумия аппарате, с помощью которого регулируется давление крови в сосудах: о так называемых синусах недавно открытых чувствительных приборчиках, помещающихся в аорте, близ сердца, ив сонных артериях и чутко откликающихся приспособительными рефлексами на каждое колебание сосудистого «барометра». На этом фоне грубая и крайне мало подходящая к физиологическим потребностям мышечная ткань, не подвергшаяся сама никакой переделке или перешлифовке, а только обросшая целым комом всяческих ухищрений и компромиссов, выглядит странным исключением. При мысли о ней приходит в голову сельскохозяйственник, выписавший себе для полевых работ молотилку и получивший вместо нее, по отсутствию таковых на складе, легковой автомобиль. Именно таким автомобилем (тут — с веревочным приводом, там — с приколоченным гвоздями домодельным сооружением из неструганного теса) и выглядит монтаж в нашем скелетно-двигательном аппарате поперечнополосатой мышцы.
Все темы данного раздела:
ЕЕ АВТОРЕ И ТЕХ ВРЕМЕНАХ
История знает немало примеров, когда художники не понятые и не принятые современниками, впоследствии причислялись к великим. В науке подобное — большая редкость. Лишь иногда крупные
НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ БЕРНШТЕЙН
Автор этой книги Николай Александрович Бернштейн (1896—1966) — выдающийся советский и мировой ученый, создатель нового направления в науке, которое он скромно назвал «физиологией ак
Профессор И. М. Фейгенберг
* * *
Эта книга написана по предложению дирекции Центрального научно-исследовательского института физической культуры. Предложение имело двоякую цель: дать
Научные бои и разведки
Физиология давно перестала быть «наукой о лягушках». Ее предмет все время рос и по размеру и по уровню развития. Она попробовала свои силы на голубях и курах, потом перешла на кошек и собак. Еще по
Психофизические качества
На боевом знамени физической культуры значатся названия четырех понятий, которые принято объединять под именем психофизических качеств. Эти качества — сила, быстрота, выносливост
Ловкость — победительница
В очень многих мифах, сказках и сагах восхваляется ловкость—победительница. Однако наиболее разработана эта тема в одной старинной китайско-тибетской сказке, которую мы позволим себ
За что ценится ловкость?
Ловкость всегда и во все времена имела какое-то неотразимое обаяние. В чем секрет ее притягательной силы, мы попробуем разобрать несколько дальше. Но бесспорно, что народная мудрост
Что есть ловкость?
Так что же представляет собою ловкость? Предоставим сперва слово уже цитировавшемуся нами И. Бражнину.
«Что же такое ловкость? Для того, чтобы уяснить себе это, обратимся к
Об управлении движением
Для того, чтобы разобраться в физиологической природе той двигательной способности, которую мы называем ловкостью, необходимо сперва ознакомить с тем, как совершается управление дви
Богатство подвижности органов движения человека
Двигательный аппарат человеческого тела, так называемая костно-суставно-мышечная система, обладает необычайно богатой подвижностью. Основное опорное сооружение всего тела — туловище
Что такое две и три степени свободы?
Эту странную на первый взгляд конструкторскую робость вовсе не так трудно объяснить. У машин с вынужденным движением всех их частей, как уже сказано, каждая точка их механизмов движ
Как преодолеваются избыточные степени свободы?
Если уж передоверить машине-автомату всего какие-нибудь две скромные степени свободы оказалось возможным только в расцвете техники XX века, в эпоху овладения летанием, телевидением
Трудности, обусловленные упругостью мышц
Мы уже близки к достаточно полному ответу на вопрос, которым начали этот очерк: какая премудрость делает таким сложным управление этим с младенчества привычным нам двигательным аппа
Что называется координацией движений?
Теперь пора подвести основные итоги этого очерка. Мы установили, что управление двигательным аппаратом нашего тела — действительно многосложная задача, даже в наиболее упрощенном по
Мышечно-суставное чувство и его помощники
Мышечно-суставная чувствительность является, конечно, ведущей и основной в преобладающем большинстве случаев управления движениями. Вся совокупность органов этого вида чувствительно
Великий конкурс жизни
Нет в природе такого явления, суть которого можно понять, не вникая в то, как оно возникло. Это происходит прежде всего потому, что все на свете представляет собою строжайшую цепь п
Масштаб и действующие лица
Начнем с масштаба. По счету геологов, земля существует на свете около двух миллиардов лет; жизнь на Земле, начиная от самых простейших ее форм, — около половины этого времени. Обе э
Возникновение жизни и возбудимости
Теперь, вооруженные основной классификацией и масштабом, обратимся к самой истории движений в животном царстве. Попытаемся восстановить перед глазами бесконечно удаленное прошлое, к
Зарождение нервной системы
Каждое химическое явление имеет свой электрический «отблеск», сопровождается теми или иными колебаниями электрического потенциала. Ведь мы знаем, что само химическое сродство (напри
Как ротовой конец тела стал его головным и главным концом
Теперь мы переходим к новому перевороту, к новому диалектическому скачку в истории развития движений и двигательных аппаратов. Причины этого очередного переворота выглядят более чем
Оборона или наступление?
Мы приближаемся к событию, имевшему исключительное значение в истории развития движений.
Мы уже видели, что в древнейшие времена, когда еще мысль не зародилась на Земле, ве
Освоение поперечнополосатой мышцы
Основой события, предрешившей весь последовавший переворот, было возникновение поперечнополосатой мышцы — точнее говоря, поперечнополосатого мышечного волокна, еще точнее — микроско
Членистоногие в тупике
Я уже упомянул, что первые впечатления от сравнения между собой двигательных аппаратов членистоногих и позвоночных говорят как будто в пользу простоты и четкости, свойственных первы
Эволюция позвоночных
Чтобы закончить этот очерк, нам остается сделать еще краткий обзор «новой» истории движений, истории, начавшейся после великого «поперечнополосатого переворота», который был обрисов
Сенсорные коррекции
Очерк истории позвоночных, из всего животного мира, как оказалось, наилучшим образом решивших задачу приспособления и развития, мы начнем с упоминания еще о двух новшествах, возникш
Развитие конечностей
Вторым новшеством, естественно последовавшим за упрочением неокинетической системы с ее суставчатыми рычагами и поперечнополосатыми мышцами, было развитие у животных конечностей. У
Обогащение движений
Все последующее развитие движений у позвоночных — это непрерывное обогащение двигательных средств и возможностей животных от класса к классу и от «года» к «году» нашей хронологическ
Расцвет царства пресмыкающихся
Список движений самых низших позвоночных — рыб — почти полностью состоит из плавательных локомоций. Характерные для рыбы движения — волнистые, плавные, монотонные синергии, охватыва
Борьба за первенство мира
Следующая геологическая эпоха — меловая — застала рептилий еще властелинами Земли, но оказалась уже роковою для них. История этого «нового царства» пресмыкающихся — это история непр
Двигательные достижения птиц
Прежде чем обращаться к последнему яркому преимуществу млекопитающих — их двигательной одаренности, мы для последовательного изложения бросим взгляд на приобретения в этой области у
Как пирамидная система съела экстрапирамидную
Наше утверждение о том, что развившаяся до предела эдс таила в себе ряд глубоких биологических неудобств, — не простая догадка. Оно опирается на тот факт, что млекопитающие, на долю
Миф о Зевсе и о человеке
Начнем этот очерк с небольшой легенды. Предположим, что мы нашли ее среди запыленных рукописей в углу старой букинистической лавочки.
Когда Зевс создавал живых тварей и нас
Мозговой небоскреб
Наша сказка-миф права во многом насчет движений человека. Нужно только кое-что выразить поточнее, а кое-что подчеркнуть и углубить.
Во-первых, верно, что мозг человека — на
Доношенный недоносок
В школьные годы один шалун-товарищ морочил меня и всех одноклассников уверениями, будто англичане родятся слепыми. Не скажу, чтобы мы ему верили, но, во всяком случае, эта басня про
Обогащение чувственны 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
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 са
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 скоплен
Уровни построения движений
Уровень тонуса (А)
…По знаку летчика парашютист выбрался на крыло. Механический ветер рвал и свистел. Казалось, что шири пейзажа внизу, до краев налитые в
Его строение
(Из путешествия по удаленным планетам)
...Прямо на меня мчалась изумительная машина, совершенно непохожая на все виденные мною до сих пор. Она неслась так
Его отправления
Для того, чтобы ясно представить себе служебное положение и рабочую нагрузку уровня В у человека, просмотрим сперва вкратце его плюсы и минусы.
Главный плюс этого уровня уж
Его строение
«Другим его преимуществом была способность верно оценивать время и расстояние. Он, понятно, не делал этого сознательно. Все было автоматично. Его глаза видели верно, а нервы верно п
Свойства движений в уровне С
Вот в этом-то пространственном поле и развертываются движения уровня С. Теперь нам, легко будет уяснить себе, почему эти движения наделены такими, а не другими свойствами.
Движения уровня пространства
После той тощей тетрадки, какою выглядела опись самостоятельных движений уровня мышечно-суставной увязки, полное собрание движений, управляемых уровнем пространства, выглядит неисче
Что такое действия?
«... Уже у обезьян существует известное разделение функций между руками и ногами». «... Первыми пользуются преимущественно для целей собирания и удержания пищи, как это уже делают н
Основные свойства уровня действий
Теперь, обрисовав, что такое действия, мы можем вернуться к характеристике уровня, при посредстве которого они выполняются.
Первое резкое отличие его от всех предыдущих уро
Коррекции и автоматизмы
Теперь нужно сказать несколько слов об очень своеобразных чертах уровня действий (D) в том, что касается свойственных ему сенсорных коррекций и строящихся в нём двигательных навыков
О видах ловкости
Теперь, когда мы вкратце познакомились со всеми уровнями построения, принимающими участие в спортивно-гимнастических движениях и в преобладающей части движений труда и обороны, буде
Разновидности действий
В двигательных отправлениях взрослого человека действия уровня D занимают такое видное место и встречаются в таком изобилии, что их каталог, если бы его вообще можно было составить,
Формирование движений у подростка
В третьем разделе очерка IV в обзоре развития движений ребенка мы остановились на двухлетнем возрасте. Дело в том, что к этому времени, как там и было сказано, дозревание всех двига
Как не следует думать о навыке
С самых древних времен одна особенность природы человека (и кое-каких близких ему животных) привлекала к себе внимание мыслящих людей. Машины и орудия чем больше работают, тем больш
Как возникала упражняемость?
Уже в очерке III было показано, как осложнявшаяся и обострявшаяся в животном мире борьба за жизнь требовала не только все большей сложности и точности движений, но, главное, все бол
Что представляет собою двигательный навык?
За последнее столетие — с того времени, как Гельмгольц впервые сумел определить скорость распространения возбуждения по нерву и нашел ее близкой к 100 метрам в секунду, — накопилось
А. Ведущий уровень и двигательный состав
Мы займемся сейчас историей жизни двигательного навыка. Среди всего их разнообразия невозможно подобрать ни одного такого, который мог бы служить их представителем «за всех», по все
Б. Выявление и роспись коррекций
Однако, как известно каждому, видеть хоть тысячи раз, как что-либо делается, и сделать это самому — совсем не одно и то же. Часто, глядя на искусную, быструю работу опытного мастера
В. Разверстка фонов
Мы подходим к четвертой по порядку, качественно снова совершенно особой фазе построения двигательного навыка: где же тут монотонное «проторение» или продалбливание?
Эта фаз
Г. Автоматизация движений
Между тем автоматизация, т. е. выработка новых фоновых автоматизмов и переключение коррекций движения, одних за другими, в низовые уровни продолжается своим чередом. При описании в
Д. Срабатывание фоновых коррекций
Вряд ли нужно, много говорить о том, что подразделение всего процесса упражнения на отдельные последовательные фазы, которое проводится нами в этом очерке, очень сильно схематизируе
Е. Стандартизация
Там, где старые наблюдатели видели одно только монотонное долбление, перед нашими глазами прошло уже столько разнородных фаз постепенного строительства навыка, что приходится удивля
Ж. Стабилизация
Обращаемся, наконец, к последней по счету фазе выработки навыка — стабилизации. При построении навыка она проходится в одно и то же время с предыдущей фазой, но имеет совершенно дру
Что мы уже знаем о ловкости?
После нашего первого очерка, прямо посвященного ловкости, она очень долго оставалась за сценой. Мы последовательно познакомились с вопросами управляемости наших органов движения и с историей движен
Где и в чем проявляется ловкость?
В первом, вступительном, очерке было дано первоначальное, самбе, общее определение ловкости. Мы охарактеризовали ее как двигательную способность быстро найти правильный ,выход из лю
ЧТО делает ловкость?
Итак, к материалу, собранному нами о ловкости, прибавились две важные характеристические черты. Мы установили, что ловкость всегда обращена на внешний мир и что она всегда и везде э
КАК действует ловкость?
Мы разобрались в том, каким требованиям должен удовлетворять результат ловких движений и действий. Мы вправе требовать, чтобы они решали двигательную задачу правильно, т. е. адекват
Главное зерно ловкости
Теперь мы подходим вплотную к анализу того решающего свойства ловкости, которое нашло свое выражение в нашем вступительном определении: свойства находчивости. Нет спора: движение мо
Ловкость и инициативность
Антеципация, т. е. предугадывание как намерений партнера, так и последствий своих собственных движений, образует уже своего рода мостик для перехода к самым высоким формам ловкости.
Ловкость и красота
В начальных стадиях работы над этой книгой я обращался к целому ряду лиц, сведущих по части физической культуры и спорта, с вопросом, как они определяют ловкость. Хоть и меньшинство
Как развивалась ловкость?
Нередко приходится слышать и встречать в литературе утверждение, что ловкость — чисто прирожденное качество. Выносливость, силу, быстроту можно развить, говорят нам, но ловким надо
ОТ АВТОРА
(Вместо резюме)
В вопросе о качестве ловкости, как с педагогической, так и с психофизиологической стороны этого понятия, до сих пор царит еще очень большая
Новости и инфо для студентов