Биомеханической структуры точностных двигательных действий

Описанные в предыдущих разделах работы теоретические и экспериментальные данные сформировали логический базис для некоторых заключений концептуального характера.

1. Изучение особенностей быстрых, максимально быстрых и медленных точностных движений, являющихся механическим компонентом структуры точностных двигательных действий, позволяет утверждать, что они имеют фазовый состав и характерную биомеханическую структуру. Основными, свойственными всем классам точностных движений, являются фазы доставки и реализации. Задачей фазы доставки является создание наилучших предпосылок для успешного осуществления движения в фазе реализации. Такими предпосылками являются положение, соответствующее анатомическому строению звена, реализующего точность, и (в быстрых и максимально быстрых точностных движениях) необходимый для исключения звена, реализующего точность, из активной работы, не связанной с "обработкой цели", импульс (количество движения). Задача фазы реализации совпадает с общей двигательной задачей точностного движения.

Отличительными чертами биомеханической структуры точностных д.д., как совокупности центральных и периферических механизмов их управления и осуществления, являются: а) ограничение движения субъективно сложными пространственными интервалами, детерминированное в двигательной задаче; б) преимущественное программирование избыточного импульса в фазе доставки (определяющее последовательную активность мышц-антагонистов соответствующего звена) с последующим его гашением (обуславливающим при большой скорости движения одновременную активность мышц-антагонистов, движителей сегмента, по положению которого определяется точность); в) использование внутренних сил упругого сопротивления и инерции и силы тяжести, для освобождения от активной работы звена, реализующего точность, г) управление короткими фрагментами движений за счёт периферических механизмов, основанное на малой подвижности, а потому высокой предсказуемости движений в дистальных суставах.

2. Процесс коррекции точностного движения определяется тем, что объём афферентной информации о его параметрах, принимаемой к обработке ЦНС, программно регулируется. В фазе реализации, от успешности движения в которой непосредственно зависит решение точностной двигательной задачи, и в начале фазы доставки, когда оценивается импульс, приданный звену, этот объём значительно увеличивается. В остальные моменты движений (фаза доставки, заключительная фаза), когда требования к точности ниже, аппарат обработки информации ЦНС ограничивает её объём, поступающий с периферии.

Увеличение объёма информации с рецепторов мышц и суставов в фазе реализации, принимаемого ЦНС к обработке, делает движение в этот период наиболее уязвимым для внешних сбивающих воздействий (время реакции на внешний раздражитель значительно возрастает).

3. В соответствии с подзадачами фаз быстрых и медленных точностных движений их биомеханическая структура прогрессирует по пути увеличения числа звеньев кинематической цепи в фазе доставки и уменьшения числа звеньев кинематической цепи в фазе реализации. Это позволяет использовать в фазе доставки не только силу тяги активно сокращающихся мышц, но и внешние и внутренние силы, возникающие во время движения, что не только целесообразно с позиций эргономики, но и способствует более эффективной работе сенсорного аппарата в фазе реализации, чем повышает управляемость звена, реализующего точность. Биомеханическая структура максимально быстрых точностных движений наиболее стабильна.

4. Основополагающим принципом прогрессирования биомеханической структуры точностных двигательных действий является принцип наибольшего молчания, согласно которому мышцы звена, реализующего точность, и близлежащих звеньев как можно раньше освобождаются от активной работы по принятию наилучшего положения и приобретению достаточного импульса. Моторный и сенсорный компоненты организации движений реализуются последовательно. Это позволяет ЦНС без помех принимать информацию о параметрах движений фазы реализации, повышает эффективность текущей и последующей коррекции.

5. Движения фазы доставки точностного д.д. обычно осуществляется более длинными кинематическими цепями, соединения звеньев которых имеют большое число степеней свободы, что ведёт к росту сложности управления. Однако центральное управление движениями фазы доставки и даёт возможность удлинять кинематическую цепь без снижения точности.

Управление движениями фазы реализации, особенно быстрых и максимально быстрых точностных д.д., осуществляется за счёт периферических механизмов, основанных на высокой предсказуемости движений в дистальных суставах, имеющих малое число степеней свободы и предсказуемости движений звена, фиксированного при помощи одновременной активности мышц-антагонистов.

Представленная концепция призвана пополнить массив теоретических знаний о механизмах достижения пространственной точности как в медленных, управляемых на основе обратной связи, так и в быстрых движениях, когда центральное управление на основе сенсорных коррекций затруднено или невозможно.