Три основных функциональных блока мозга

Общая схема управления движениями

Двигательная деятельность человека является основной формой его поведения во внешней среде (и адаптации к внешним условиям). Решающий фактор поведения – полезный результат, для достижения которого в нервной системе формируется группа взаимосвязанных нейронов – функциональная система (термин предложен Анохиным).

Деятельность функциональной системы состоит из следующих этапов:

Ø Обработка сигналов из внешней и внутренней среды – афферентный синтез, в котором участвует мотивация (побуждение к действию). При этом извлекаются из памяти моторные следы (навыки) и выученные тактические комбинации.

Ø Принятие решения о цели и задачах действия.

Ø Создание представления об ожидаемом результате и формирование конкретной программы движений, что отражается в электроэнцефалограмме (появляется «волна ожидания», усиливаются связи корковых нейронов и их возбуждение).

Ø Анализ информации о полученном результате (по каналам обратной связи) и внесение в программу поправок – сенсорных коррекций.

В двигательной деятельности человека различают:

· Произвольные движения – сознательно управляемые целенаправленные действия;

· Непроизвольные движения – происходят без участия сознания и представляющие собой либо безусловные реакции, либо автоматизированные двигательные навыки. В процессе жизнедеятельности человека вследствие повторения движений (упражнений) образованные временные связи закрепляются, становятся прочными, - формируются, по Павлову, динамический стереотип. Образование стереотипа является в высшей степени благоприятным фактором деятельности организма, позволяющим производить работу значительно экономнее в отношении затрат мышечной и нервной энергий. При наличии стереотипа устраняются лишние движения, они становятся более точными, пространственно более короткими, приобретается определенный автоматизм. Значительно облегчается работа коры головного мозга, деятельность всех внутренних органов, повышается КПД работы мышц. Динамический стереотип, таким образом, является сложной уравновешенной системой всех внутренних процессов, которая легко может быть воспроизведена при повторении условий, вызвавших ее образование. В то же время стереотип характеризуется динамичностью вследствие изменчивости условий существования и деятельности организма. Эта подвижность стереотипа играет большую роль в приспособлении организма к изменяющимся условиям внешней среды.

Физиологической основой двигательной деятельности человека являются сложные безусловные и условные рефлексы, возникающие и формирующиеся благодаря сочетанной деятельности первой и второй сигнальной системы. В речевой регуляции движений участвуют расположенные в левом полушарии сенсорный центр речи Вернике и моторный центр речи Брока. Формирующиеся на речевой основе избирательные связи в коре облегчают составление моторных программ. Эта система появляется с 3 - 4 летнего возраста.

Любой внешний раздражитель действует через рецепторные системы на корковый конец соответствующего анализатора. Возникшее возбуждение иррадиирует на корковый отдел двигательного анализатора и вызывает действие двигательного аппарата. Этот процесс можно назвать пусковым механизмом коры головного мозга, первым этапом ее деятельности в образовании двигательного акта. Вторым этапом является включение корригирующего механизма осуществления движения, который связан с развивающимся напряжением мышечного аппарата. Через проприорецепторы мышечное напряжение немедленно сигнализирует корковому отделу двигательного анализатора и приобретает значение специального для самой мышцы условного раздражителя, регулирующего его деятельность. Подкрепляющим же безусловным раздражителем является достижении цели, т. е. Правильное решение задачи путем приспособления скелетно-мышечной и всех прочих систем и органов к выполнению ее.

Таким образом, двигательная деятельность является условно-безусловным рефлекторным процессом, в основе которого лежит возникновение и закрепление временных связей в коре головного мозга.

В основе управления произвольными движениями человека лежат 2 физиологических механизма:

1. Замкнутая система рефлекторного кольцевого регулирования – характерна для осуществления различных форм двигательных действий и позных реакций, не требующих быстрого двигательного акта. Это позволяет нервным центрам получать информацию о состоянии мышц и результатах их действий по афферентным путям и вносить поправки в моторные команды по ходу действия

2. Программное управление по механизму центральных команд – не зависит от афферентных проприоцептивных влияний и используется при выполнении кратковременных движений (прыжок, бросок, удар, метание), когда организм не успевает использовать информацию от проприорецепторов мышц и других Рц. Здесь программа готова до начала двигательного акта. Такая программа создается согласно сформированному в мозге образу двигательного действия и цели движения.

Механизм кольцевого регулирования является филогенетически более древним и возникает раньше в процессе индивидуального развития и достигает совершенства к 7-9 летнему возрасту, после чего начинается переход к формированию механизма центральных команд, который совершенствуется до 17-19 лет.

Среди нервных центров регуляции движений выделяют 3 функциональных блока мозга:

· Блок регуляции тонуса, уровня бодрствования. К нему относят ретикулярную формацию ствола мозга и другие отделы, которые модулируют функциональное состояние вышележащих и нижележащих отделов, вызывая состояние сна, бодрствования, повышенной активности, увеличивая или уменьшая мощность двигательных реакций.

· Блок приема, переработки и хранения информации. Расположен в задних отделах полушарий и включает зрительные, слуховые и общечувствительные области коры и соответствующие подкорковые структуры. Первичные (проекционные) корковые поля этого блока обеспечивают процессы ощущения, вторичные поля – восприятие и опознание информации, а третичные (ассоциативные) поля осуществляют сложные формы афферентного синтеза, создавая интегральный образ внешнего мира и обобщая сигналы от левой и правой половины тела, обеспечивая пространственную ориентацию движений.

· Блок программирования, регуляции и контроля двигательной деятельности – расположен в передних отделах больших полушарий. Этот блок с участием речевых функций выполняет функцию общей регуляции поведения, формируя намерения и планы, программы произвольных движений и контроль за их выполнением.