Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
--1--
Некогда, миллионы лет назад, конечность обе зьяны в процессе эво люции преобразилась в человеческую руку. С тех пор человек имеет в сво ем распоряжении слож нейший по своему уст ройству инструмент, творческие возможнос ти которого безгранич ны. В тончайшей игре и слаженном взаимодей ствии с мозгом этот ин струмент, который Им мануил Кант назвал «орудием духа», познает мир и придает ему но вые очертания. Чем бы ни были заняты наши ру ки - жонглируют ли они шарами, месят ли тесто, дирижируют ли оркестром или вырезают из дерева игрушку для ре бенка, - движения их точны и совершенны. Секрет невоспроизводимости человеческой руки, ее превосходства над любыми копиями заключен в человечес ком мозге, который управляет механизмами моторики, одновремен но обрабатывая данные, поступающие от органов
Человек не задумывается над тем, как он ходит. С тем же привычным автоматизмом он пользуется рукой как инструментом. Однако достаточно хоть раз обратить внимание на многообразие функций, которые выполняет наша передняя конечность, чтобы понять, каким чу дом природы мы наделены. Рука не только хватает, поднимает, держит, бросает, ловит (этот ряд можно продолжать до бесконечности), рука - это и уникаль ный орган осязания, способный до мельчайших ню ансов оценить поверхность и фактуру любого пред мета. Рука «видит» в темноте и «за углом» - то, что не ле жит перед глазами. Мно гие тысячи осязатель ных клеток и нервных окончаний на пальцах и ладонях воспринимают и осваивают окружаю щее, передавая голов ному мозгу важнейшую информацию о мире. В "увиденном» с помощью осязания неосвещен ном пространстве мож но поймать мяч или про ехать на велосипеде. Наши пальцы - это высокочувствительный инструмент, прикосновения которого способны передавать всю палитру эмоций. Одно прикосновение ру ки способно приласкать и успокоить ближнего, а порою даже исцелить болезнь. Рука столь чув ствительна, что слепой на ощупь определяет достоинство той или иной банкноты и с помо щью пальцев читает шрифт Брайля. Вдоль бороздок на коже паль цев находятся потовые поры, расположение которых и создает ха рактерный, неповтори мый узор - знаменитый «отпечаток пальца». На кончике каждого пальца - тысячи связан ных с мозгом осязательных клеток, реагирующих на силу давления, температуру, боль. Все нити управ ления и координации работы пальцев, связок, суста вов и костей ведут в мозг. Приблизительно треть моз говых центров, от-
--2--
вечающих за наши движения, не посредственно связана с руками. Что же касается ноги, инструмента для наших обезьяньих предков не менее важного, то для нее в мыслительном аппа рате отведено места не больше, чем всего для двух пальцев руки. Работа руки контролируется также зрением: глаза играют важную роль в ситуациях, ког да надо взять предмет и найти для него новое место.
Насколько тонко взаимодействуют двигательный аппарат и наши чувства, показывают опыты, прове денные канадскими исследователями. Участники эксперимента при помощи большого и указательно го пальцев поднимали разные по весу и фактуре ци линдры. Выяснилось, что сила хватки в равной сте пени зависит как от веса, так и от фактуры.
Рука человека с самого рождения обладает большой физической си лой. Младенцы, которым всего несколько дней, способны удерживать собственный вес. Са мые сильные пальцы -указательный, средний и безымянный. Чем бли же они пригнуты к ладо ни, тем сильнее, благо даря короткому рычагу, оказывается хватка. Среди множества рекор дов, которые поставле ны при помощи руки, есть и весьма необыч ные. Некий англичанин, к примеру, перенес в ру ках четырехкилограммо вый кирпич на расстоя ние 99,4 километра. Один австриец прошел на руках за 55 дней 1400 километров от Ве ны до Парижа. Его сооте чественник одним паль цем протащил на три ме тра нагруженный пивом тринадцатитонный грузо вик с двумя водителями.
Хватательный рефлекс восхо дит ко време нам, когда прачеловеческие детеныши дер жались за шерсть матери. Пять вытянутых пальцев выдер живают нагруз ку в 57 кило граммов, а согнутые паль цы - и гораздо большую.
Другая исследовательская группа, из немецкого города Ки ля, пришла к не менее интересному выводу: всякое хватательное движение делится на два компонента - приближение к предмету и его захват, причем обе программы управляются мозгом совершенно неза висимо друг от друга. В принципе, существуют два основных типа движений рук. Первый тип — это та кие движения, которые управляются при помощи об ратной связи. К ним относятся всевозможные филигранные операции, производимые рукой. Второй тип - это баллистические движения, которые разво рачиваются как бы по готовой про-
--3--
грамме. Такие движения очень быстры, но модифицировать их трудно, и они не отличаются стопроцентной точнос тью - когда, например, мы ловим мяч или наносим удар. Этим движением кошка ловит птицу. От ста до двухсот миллисекунд требуется на то, чтобы про грамма движения сформировалась в коре головно го мозга, была передана мускулам и привела их в действие. Поэтому кошка и выбрасывает лапу туда, где ожидает появления птицы, лишь через двес ти миллисекунд. Для того чтобы вносить последние коррективы в эту программу, кошка наделена еще и «суперскоростной связью» между лапой и глазом.
Права ли правая рука?
Структура нашего мозга активнейшим образом влияет и на то, какой рукой мы предпочитаем дейст вовать. Правое, «творческое», полушарие управляет левой рукой. Возможно, поэтому многие великие ху дожники - левши. В списке великих левшей мы на ходим имена Леонардо да Винчи, Микеланджело, Гольбейна и более близких к нам по времени Пауля Клее, Пабло Пикассо, Чарли Чаплина, Пола Маккартни. Уже Платон и Руссо боролись за узако нение прав левой руки, но и они не победили укоре нившегося предрассудка: «правый» - синоним слов «правильный, хороший», верно то, что сделано пра вой рукой. «Левый» же, наоборот, во многих языках, религиях и культурах- «нечестный», «нечестивый», левша подчас вообще «посланник дьявола». Как по казывают труды российских и английских ученых, анализировавших срезы и сколы древних каменных орудий, homo sapiens уже более двух миллионов лет назад был правшой. Это подтверждают данные и других исследований. Животные, выполняя слож ные движения лапами, тоже тяготеют к односторон ности. Если, например, положить полоску бумаги на голову жабе буфо буфо, то она постарается спихнуть ее правой лапкой. Курица разгребает землю в поис ках зерен правой ногой. В какой степени предраспо ложенность к ведущей роли той или другой руки передается по наследству, пока точ но не установлено. Канадские уче ные пришли к выводу, что леворукость передается по линии матери, но при этом, если оба родителя — лев ши, ребенок обычно рождается правшой. Причиной левосторонности мо жет быть и различная степень разви тия полушарий мозга. Среди левшей особенно много людей тех профессий, для которых нужны творческие, ассо циативные способности, определяе мые правым полушарием. По статисти ке, среди та лантливых выпускни ков
--4--
универ ситетов лев шей в два раза боль ше, чем в среднем среди всего населения. Криминалистика тоже не обходит стороной эту тему. Не только «король револь вера» Билли Кид любил стрелять ле вой рукой; по статистике, среди малолетних преступников левшей вдвое больше, чем тех, кто орудует правой. Среди людей, страдающих заиканием, ночным недержанием мочи, среди шизофреников и умст венно отсталых левшей также несоразмерно много. По-видимому, обе крайности - гениальность и поме шательство - чаще встречаются у левшей.
Эволюция человеческой руки
Животные вообще тяготеют к односторонности, од нако среди обезьян в равной степени представлены правши и левши. Но в неволе большинство из них предпочитают правую, видимо, «обезьянничают», наблюдая за людьми. Тот, кому в зоопарке приходи лось внимательно наблюдать повадки шимпанзе, орангутангов и горилл, наверняка поражался их сходству с поведением человека. Оно особенно на глядно проявляется в движениях рук, когда обезь яна ест банан, чешется, ласково берет за руку партнера. Обезьянья лапа и человеческая рука демонст рируют при этом практически одинаковую сноровку, даже когда речь идет о самых сложных движениях. Именно с появлением первых приматов около шес тидесяти миллионов лет назад начинается история человеческой руки. Однако исходная форма нашей передней конечности была создана гораздо раньше: возраст нужно отсчитывать, начиная с рыбьего плав ника с пятью лучами. Древний сородич сегодняш ней двоякодышащей рыбы отправился на завоева ние суши более трехсот пятидесяти миллионов лет назад. Он стал общим прапредком амфибий, репти лий, птиц и млекопитающих. Многие позвоночные до сих пор сохранили пятипалые конечности.
Эволюцию руки обезьяны и человека предопреде лило, по-видимому, то, что наши предки должны бы ли приспособиться к жизни на деревьях. Приматам нужна была лапа, способная не только отталкивать ся от земли при беге. Они должны были научиться сгибать пальцы, чтобы цепляться за ветки и лазить по ним. Так у наших предков сформировалась нео бычная конечность с длинными пальцами, практи чески каждый из которых может двигаться незави симо от остальных. А для того чтобы рука не соскаль зывала с ветки, на ладони выработался рельеф, вроде того, что есть на автомобильной шине. Эта си стема бороздок на подушечках пальцев образует не повторимый рисунок.
--5--
Практическое ее назначение в том, чтобы увеличивать силу трения. Кроме того, бывшие обитатели деревьев получили дополнитель ное «сцепляющее средство» — это пот на стопах и ла донях. Он выделяется особенно активно в моменты опасности. Когда наши ладони и стопы потеют от волнения или стресса, это не что иное, как древней ший рефлекс, реакция на экстремальную ситуацию при подготовке к побегу, охоте, борьбе. К колебани ям температуры пот на ладонях и стопах не имеет никакого отношения: ведь даже в очень сильную жа ру во время сна руки и ноги никогда не потеют. А после пробуждения должно пройти некоторое время, прежде чем «смазка» начнет вырабатываться, поэто му многие обезьяны сразу после сна лазают по де ревьям с чрезвычайной осторожностью.
Универсальный язык жестов
С точки зрения зооморфологии, существенных раз личий между возможностями человеческой руки и лапой обезьяны нет. Человек берет мелкий предмет кончиками большого и указательного пальцев, и шимпанзе делает точно так же, но чуть более неук люже,- вот и вся разница. Однако если перечислить все, что может человеческая рука помимо хватания, станет ясно, насколько далеко мы ушли от своих ла зающих по деревьям предков. Красноречивее всего об этом свидетельствует язык, на котором разговари вают глухонемые, — язык жестов. В этом языке руки полностью берут на себя функции звучащей речи. Но и просто разговаривая друг с другом, мы все рав но помогаем себе руками. Жест, как правило, сопут ствует словесному объяснению. Попробуйте, напри мер, объяснить ребенку, что такое винтовая лестни ца, и вы увидите, как ваша рука начнет энергично рисовать в воздухе петли серпантина. Речь и жести куляция прочно связаны в нашем мозге. Люди, ко торым во время эксперимента запрещалось сопро вождать беседу движением рук, говорили гораздо менее отчетливо, вяло, с трудом формулировали мысль и путали отдельные понятия.
Активная жестикуляция - незаменимый помощ ник речи, когда оратору приходится выступать на почтительном расстоянии от публики. Поэтому акте ры на сцене жестикулируют гораздо активнее, чем в кино. Адольф Гитлер брал в двадцатые годы уроки у актера Базиля, игравшего в придворном театре ге роические роли. Вероятно, у него будущий фюрер научился простирать руки к слушателям и привле кать их скорее жестами,
--6--
чем аргументами. Жесты выдают человека, когда он лжет. Зрители, которым было дано задание выражать восторги по поводу заведомо беспомощного фильма, разоблачали себя ску достью и невыразительностью жестикуляции. По не которым независимым от слов движениям, вроде постукивания пальцами по столу, мы можем судить о внутреннем состоянии собеседника, угадываем исхо дящую от него доброжелательность или угрозу. Дру гие движения, например почесывание затылка, сви детельствуют о нехватке слов или смущении говоря щего. Может быть, в этом жесте заложена также подсознательная попытка стимулировать мозг. Эти ми вопросами занимается психология жестов. Она, однако, совершенно бессильна перед загадкой того, как именно мозг контролирует движения рук и включает их в контекст поведения и речи. Получа ется, что мы приблизительно представляем себе связь моторики с абстрактным мышлением и осяза нием, но как и благодаря чему действует эта связь - остается для нас тайной за семью печатями.
Все дороги ведут в мозг
Обычное действие, для которого предназначена человеческая рука, - взять нужный предмет и пере нести его в другое место. Но какие гигантские дости жения эволюции, какие усилия природы вложены в это естественное, подчас неприметное действие, стало очевидно лишь при первых попытках сделать руку-робот. «То, что для руки простейшая задача, для нас пока недостижимая вершина», - признается Ф. Пфайфер, научный сотрудник Технического уни верситета в Мюнстере. Его лаборатория сконструи ровала руку с четырьмя пальцами, которая приво дится в действие гидравлическим устройством и да же может ухватить такой хрупкий предмет, как яйцо. Но для этого движение каждого пальца нужно заранее программировать в зависимости от разме ра и формы яйца. Малейшая неточность - и катаст рофа неизбежна! Взять стакан с водой и поставить в нужное место - для робота это пока очень сложно. Он не в силах переместить предмет в пространстве так же быстро, точно, осторожно, как это постоянно делает человек (и уж просто невозможно научить ро бота жонглировать!). Ни один из созданных по сей день роботов не в состоянии оценить, какова поверх ность предмета - гладкая или шероховатая, горячая или холодная, жесткая или мягкая. Из двухсот с небольшим костей, поддерживаю щих нашу «водянистую» плоть, больше четвер ти - 54 - приходится на обе
--7--
руки. За легкостью игры пианиста стоит сла женное взаимодействие 15 ореховидных, шар нирных и седловидных суставов. Однако точ ность этих действий оп ределяется не только от лаженной механикой. Тайна совершенства че ловеческой руки - в не разрывной связи с моз гом. Там сходятся все нити, управляющие пре красно сработавшимся оркестром пальцев, су хожилий, мускулов и ко стей. Именно мозга не хватает роботу. Наверное, при больших затратах технически возможно создать ро бот с механическими возможностями, как у челове ческой руки. Но даже идеальный робот не сможет чувствовать, жестикулировать, включаться в обще ние. Так что все эксперименты с искусственной ру кой служат в конечном счете лишь тому, чтобы дока зать: в мире человеческой цивилизации рука может сделать почти все. Кроме самой руки...