Движения
ОСНОВА ДВИЖЕНИЯ - СОКРАЩЕНИЯ МУСКУЛОВ
Мы можем произвольно, по своему желанию вызывать сокращение и расслабление мускулов. Когда мы хотим согнуть руку в локте, возникает возбуждение в нервных клетках коры больших
полушарий головного мозга, по особым нервным путям оно переходит в спинной мозг, а оттуда распространяется по нервам к мускулам плеча; последние сокращаются и сгибают руку в локте.
Мускулы прикрепляются к костям, поэтому при своем сокращении они перемещают части нашего тела.
Некоторые кости, например кости черепа, соединены друг с другом неподвижно.
Большинство же костей соединено друг с другом подвижно, что обеспечивает возможность разнообразных движений.
Подвижные соединения костей называются суставами. Суставные поверхности соприкасающихся костей бывают разной формы, от этого зависит характер возможных движений: в локтевом суставе можно только сгибать и разгибать руку, а плечевой или тазобедренный сустав позволяет производить более сложные, в том числе и вращательные движения. Благодаря большому числу мелких костей и большой подвижности суставов чрезвычайно разнообразны движения рук и особенно пальцев рук. Руки человека - главные его орудия, которыми созданы все великие произведения человеческого труда. Недаром про хорошего работника говорят: «У него золотые руки». Но, конечно, все движения совершаются под «управлением» центральной нервной системы.
При своем сокращении мышцы осуществляют механическую работу. Деятельность одних мышц, производящих так называемую динамическую работу, заключается в перемещении частей тела, например при ходьбе, пилке дров и другой работе. Деятельность других мышц, осуществляющих так называемую статическую работу, заключается в поддержании определенного положения тела человека и фиксации различных суставов в определенном положении. Если бы мышцы все время не сокращались, тело человека не могло бы находиться в вертикальном положении. Это легко заметить: стоит только человеку задремать, как мышцы его начинают расслабляться и голова опускается на грудь.
При хорошем состоянии мускулатуры, особенно мышц спины, человек обладает хорошей осанкой; при слабой мускулатуре легко искривляется позвоночник, человек сутулится, ходит и сидит сгорбившись. Очень важно, начиная с раннего детского возраста, заниматься гимнастикой и укреплять мускулы. Особенное внимание нужно уделять осанке детей в школьном возрасте.
ВСЕ ДВИЖЕНИЯ-РЕФЛЕКСЫ
К мышцам подходят нервы: двигательный нерв, по которому возбуждение распространяется из мозга к мышце, и чувствительный нерв, по которому возбуждение от мышцы поступает в обратном направлении-к мозгу.
Все движения являются по существу рефлексами. Часть движений представляет собой безусловные рефлексы, ребенок может производить их сразу после рождения - это самые элементарные движения. Постепенно они усложняются и совершенствуются.
Выработка новых движений основана на образовании новых условных двигательных рефлексов.
Вспомните, как долго ребенок учится сидеть, стоять, ходить и производить более сложные движения, как постепенно взрослый человек осваивает новые движения на производстве и при занятиях спортом, например при езде на велосипеде. Все эти новые движения связаны с выработкой новых условных рефлексов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ В МЫШЦАХ, НЕРВАХ И ГОЛОВНОМ МОЗГУ
Можно ли доказать, что мозг действительно посылает по нервам возбуждение в мускулы и этим вызывает их сокращения? Хотя мы непосредственно и не видим бегущего по нервным волокнам возбуждения, но уловить его можем. Дело в том, что возбужденный участок всегда несет отрицательный заряд.
Выдающийся русский ученый Н. Е. Введенский (1852-1922) еще 70 лет назад при помощи простого телефона уловил электрические токи в мышце и в мозгу. В настоящее время при помощи новейшей радиотехнической аппаратуры (катодные и шлейфные осциллографы) мы можем улавливать электрические токи, возникающие в любой живой ткани. Прикладывая электроды к коже над мышцами, мы отводим возникающие в мышце токи сначала к усилителю (при помощи него токи усиливаются в тысячи, а если нужно, то и в миллионы раз), а затем к осциллографу. На экране осциллографа видна волнистая линия, отражающая величину и частоту электрических токов. Наблюдаемые токи фотографируются при помощи движущейся кинопленки, и на ней получается изображение токов, которое называется электромиограммой (изображение токов, возникающих в сердечной мышце, называется электрокардиограммой).
Таким же способом можно записать и электрические токи головного мозга. Для этого надо приложить электроды к различным участкам кожи головы.
Недавно советский физиолог М. Н. Ливанов разработал способ телевизионного изображения электрических токов, возникающих в головном мозгу. На голову надевают шлем с 50 маленькими электродами. Возникающие в мозгу токи передаются при помощи специальных приспособлении к телевизионной установке, и тогда на экране телевизора появляются светящиеся точки. Чем сильнее возбуждение в каком-либо участке мозга, тем ярче светится соответствующая точка на экране. При мышечной и умственной работе одни точки светятся сильнее, другие слабее или совсем гаснут. Мы видим на экране телевизора, как изменяется электрический заряд в разных участках мозга. По изменениям электрического заряда можно судить о процессах возбуждения и торможения в головном мозгу.
Установлено, что наш мозг посылает возбуждение по нервам примерно 50-100 раз в секунду. Мускулы, получая столь частые возбуждения, сокращаются до тех пор, пока эти возбуждения не прекратятся. Чем чаще мозг посылает возбуждения, тем сильнее сокращаются мускулы.
СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ
Немецкий физик и физиолог Гельмгольц впервые определил скорость распространения возбуждения по нерву. По нервам человека возбуждение распространяется со скоростью около 100 м в секунду. Если длина какого-либо нерва равна 1 м (а это очень длинный нерв), то возбуждение успеет пройти этот путь за 0,01 секунды. Это такой короткий промежуток времени, что мы его и не замечаем.
В мозгу возбуждение распространяется медленнее, так как происходит некоторая задержка при передаче возбуждения с одной нервной клетки на другую. Поэтому двигательный рефлекс осуществляется в среднем через 0,1-0,2 секунды после момента раздражения. Это очень важно знать. Если, скажем, шофер заметил пешехода, переходящего дорогу, он должен спешно затормозить машину. Но как бы быстро ни старался он это сделать, от момента раздражения глаз (когда шофер увидел пешехода) до начала движения ноги для нажатия на тормоз пройдет не меньше 0,1 секунды, а за это время быстро движущаяся машина пройдет 3-6 м.
РАБОТА, УПРАЖНЕНИЕ СТРОИТ ОРГАН
Исследования показали, что количество крови, протекающей через работающий орган, увеличивается во много раз. Следовательно, увеличивается доставка питательных веществ к органу и усиливается обмен веществ. Вот почему чем больше работает мускул, тем лучше он развивается, питается и растет тем больше увеличивается его масса, тем большую силу он развивает при сокращении.
Усиленная работа, если она регулярно повторяется, постепенно изменяет и само строение мускула, изменяет и строение костей, к которым мускул прикрепляется. Следовательно, для хорошего развития мускулов и костей, для хорошего общего физического развития человека необходима регулярная работа мышц, регулярная тренировка движений тела. Вот почему каждый человек, если он хочет быть здоровым, должен регулярно заниматься физическим трудом и спортом.
ТРЕНИРОВКА ДВИЖЕНИЙ И НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Однако было бы неправильно думать, что тренировка движений связана только с изменениями в самих мышцах. На самом деле она обеспечивается работой всех органов нашего тела и прежде всего нервной системы. В мышцах имеются чувствительные нервные окончания, и при каждом сокращении мышцы в этих окончаниях возникает возбуждение. По центростремительным нервам возбуждение передается в спинной мозг, потом в головной мозг, а оттуда по двигательным нервам возбуждение передается в эту же и в другие мышцы, вызывая их сокращение. Когда сокращения определенных мышц при определенных движениях последовательно повторяются, в некоторых участках мозга возникает возбуждение, а в других - торможение. Благодаря торможению многие лишние движения тормозятся, а нужные для данной работы движения делаются более быстрыми, тонкими, более совершенными.
Вспомните, как постепенно мы осваиваем новые движения. Человек, например, решил научиться ездить на велосипеде. Сначала сокращения его мускулов слишком сильные и к тому же он делает много лишних движений. В результате человек быстро устает, иногда со лба его льется обильный пот, успехов мало: того гляди он упадет на землю. Но вот день за днем велосипедист тренируется в езде. Лишних движений становится все меньше и меньше, а нужные движения производятся все легче и легче. Тренировка сделала свое дело: движения стали точными, строго согласованными и менее утомительными.
Таким же образом происходит тренировка движений и тогда, когда впервые начинают заниматься каким-либо видом физического труда.
Овладение все новыми и новыми движениями, а также совершенствование привычных движений осуществляются в первую очередь высшим отделом центральной нервной системы - корой больших полушарий головного мозга.
ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕРЕОТИП И РЕЖИМ ЖИЗНИ
Всякое движение вызывает в мозгу процессы возбуждения и торможения, причем следы от этих процессов остаются в мозгу некоторое время после движения. Вот почему частое повторение одних и тех же движений ведет к тому, что в коре головного мозга закрепляется та последовательность, в которой процессы возбуждения и торможения сменяли друг друга соответственно последовательности производимых движений. Явление это Павлов назвал динамическим стереотипом.
Определенная последовательность в деятельности коры головного мозга - стереотип - воспроизводится сравнительно легко, и при этом движения совершаются экономно, плавно и без затруднений. Поэтому, чем чаще и дольше повторяются в одной и той же последовательности одни и те же рабочие движения, тем легче и совершеннее они выполняются. С образованием динамического стереотипа связано также образование многочисленных привычек в нашей повседневной жизни, и поэтому все привычное мы обычно делаем легче, затрачивая при этом меньше усилий. Чтобы не заставлять нервную систему производить частую «ломку» стереотипа, желательно избегать частых перемен в порядке смены работы отдыхом, сна бодрствованием и т. д., иными словами, желательно постоянно соблюдать одинаковый режим работы, отдыха, сна, питания - это значительно облегчает работу всех органов нашего тела и прежде всего нервной системы.
Отсутствие постоянного режима, беспорядочный ритм работы и беспорядочный сон заставляют очень часто заменять один стереотип другим, а такая частая «ломка» стереотипа дается нервной системе нелегко.
Но иногда привычный для нас образ жизни, привычный режим противоречит гигиеническим требованиям, не соответствует новым условиям, создавшимся, например, после переезда в местность с другим климатом или после перехода на другую работу, из одной смены в другую и т. д. В таких случаях, конечно, можно и нужно внести необходимые изменения в режим, и через некоторое время перестроятся и соответствующие динамические стереотипы в центральной нервной системе.
При правильном режиме труда и отдыха, бодрствования и сна, при правильном режиме питания человек сохраняет хорошее здоровье и высокую работоспособность многие годы.