Читать книгу "Доктор, который любил паровозики. Воспоминания о Николае Александровиче Бернштейне - Вера Талис"

с человеком и убеждаетесь, что законы Ньютона верны для него, то ничего нового вы не открыли, потому что это тривиальное следствие из законов Ньютона, что все живое подчиняется им.

А то, что у Бернштейна сказано, что при ходьбе зачастую пассивные, а вовсе не активные силы ведут движение?

Я не думаю, что это всегда так. Бернштейн называл свой взгляд физиологией активности. Конечно, когда возможно, пассивные силы используются. Но мы же не можем все движение делать только на пассивных силах. Это возможно только на некоторых этапах. А в целом есть принципиальное отличие намеренных, произвольных движений от пассивных. Конечно, человек или кошка, например, может использовать пассивные силы, но до поры до времени.

Но на некоторых этапах шага, когда нет препятствия, нет новой цели, ходьба достаточно энергоэкономна.

Ну, я бы сказал, что экономить энергию – это не главное. Как говорил Миша Цетлин: «Кто вам сказал, что мы рождены, чтобы экономить энергию? Мы рождены, чтобы действовать». И иногда, ценой жизни, мы это делаем, не считаясь ни с какой энергией, главное – достижение цели. Если, например, движение повторяется, то сверх того, что достигнется цель, вы можете заниматься и экономией энергии – делать это оптимально. Но это не является первичной целью. Первичная цель – это сама цель, сама задача.

Задача перемещения из одной точки в другую.

Например, перемещение из одной точки в другую. Как это сделать? И в первую очередь, когда вы, например, начинаете делать это в незнакомом силовом поле, возникает не проблема экономии энергии, а достижение этой точки в таком поле. А когда движение уже повторяется и вы уже знаете, что вас ожидает, тогда можно экономить энергию.

Тогда уже есть шаблон.

Тогда вы можете эту задачу оптимизировать. Но есть задачи, в которых и оптимизация не имеет смысла – надо достичь цели. Ну например, человек хочет ударить другого человека, и он бьет его, старается бить с максимально возможной скоростью. Ну какая здесь экономия! Задача требует растраты энергии.

Ну, это не тривиально. Эта задачка не регулярно возникает.

Ну почему, очень даже часто.

!

Например, с точки зрения экономии энергии вы не можете объяснить, почему, когда вы двигаете суставом быстро, вы замечаете, что агонисты и антагонисты коактивированы очень сильно и только после движения они расслабляются. Спрашивается, почему они активировались с самого начала?

Чтобы остановиться у цели.

Нет, сама по себе коактивация не останавливает движение. Я их коактивировал и затем расслабил мышцы, не меняя положения, цель тут ни при чем. При движении вы почему-то коактивировали агонисты и антагонисты. Казалось бы, активируй агонист, а потом антагонист и окончи движение. А система почему-то добавляет коактивацию. Почему? И много таких примеров, когда цель и экономия энергии несовместимы.

Потому что движение происходит в поле тяжести?

Нет, коактивация наблюдается и тогда, когда движение выполняется в горизонтальном направлении, и никакой силы тяжести там нет. Оказалось, что требование коактивации мышц связано с необходимостью достигнуть большой скорости. Вы можете реципрокно активировать мышцы, когда двигаетесь сравнительно медленно, а когда надо двигать руку быстрее и быстрее, все больше и больше необходима коактивация.

Потому что надо и быстрее остановиться.

Коактивация сама по себе не останавливает движение, можно коактивировать мышцы без движения. Если же вы рассуждаете в терминах сил или миографических активностей, то не можете понять, почему вдруг коактивация помогает ускорить и потом замедлить движение.

И почему?

Вот это пороговый контроль и объясняет. Есть два способа сдвинуть пороговые углы, при которых агонисты и антагонисты активируются. В угловых координатах система может сдвигать общий пороговый угол (R) мышц агонистов и антагонистов одновременно. Это реципрокная команда, без нее нет движения. Другая команда сдвигает пороги этих групп в противоположных направлениях, например на величину C, так что порог одной группы становится R + C, а другой – R – C. Другими словами, положение R становится окруженным пространственной зоной (размером 2C), в которой агонисты и антагонисты коактивированы. Если вы меняете команду R, то зона коактивации сдвигается вместе с ней. При таком сочетании команд первично «облегчаются» агонисты, они ускоряют движение, а на последнем этапе преимущественно облегчаются, наоборот, антагонисты и они замедляют движение. Движение заканчивается внутри зоны коактивации, которую легко можно заметить, если пощупать мышцы сразу после движения. Конечно, коактивация не нужна после окончания движения, и она постепенно исчезает без движения руки. Нельзя понять коактивацию с точки зрения экономии энергии.

И с точки зрения механики.

И даже рассуждая о движении в терминах миограмм. Здесь совершенно новый аспект, который говорит о том, что все эти коактивации или реципрокность организованы в пространстве. Это не просто взять и коактивировать мышцы. Нет, система управляется так, что если вы создаете реципрокную команду, то коактивационная зона движется вместе с ней, и это очень тонкая вещь, которая объясняет, почему система коактивирует мышцы, даже если это трата энергии, но это необходимая трата, если требуется ускорение и потом замедление движения.

Это имеет приложения?

Что-то можно использовать в робототехнике. Первый шаг был в направлении использования эластичных движителей. Не таких, которые прямо меняют положения звеньев, a «мягких», которые действуют как своеобразные пружины. Шнейдер с Гурфинкелем применили это в роботе-шестиножке, и это расширило возможности адаптации робота к неровной поверхности[136]. Вообще я считаю, что писать об истории группы – значит писать о ее научных достижениях.

Ты имеешь в виду семинар Гельфанда? После смерти Бернштейна в 1966 году была издана книжка «Модели структурно-функциональной организации», в которой многие ученики Бернштейна опубликовали свои статьи[137].

Просто коллекция работ – это одно, a другое – это связать открытия нашей группы с идеями Бернштейна.

А кто, по-твоему, вышел из этой группы?

Достижения нашей группы не прямо связаны с идеями Бернштейна, как в случае с открытием локомоторного центра. Можно сказать, что Бернштейн здесь ни при чем. Но, с другой стороны, общий настрой, который был создан Бернштейном, в какой-то мере повлиял на всех нас и на меня.

А как ты попал в эту группу?

Я оканчивал Физтех и на шестом курсе делал в Институте радиотехники АН СССР свой диплом по диагностике плазмы в магнитном поле. Магнитное поле создавалось с помощью колец Гельмгольца, которые генерируют более-менее равномерное поле в центре этих колец. Потом я заметил, что мой руководитель – довольно странный человек, который следует за мной повсюду, даже в туалет. Вспомнился анекдот об американском шпионе, который, заметив слежку, решил выбросить все свои шпионские бумажки в унитаз, но оттуда выглянуло «вдумчивое лицо майора КГБ Пронина». И я решил перейти в другое место.