ІНСТИТУТ ПСИХОЛОГІЇ ім. Г.С.КОСТЮКА

АПН УКРАЇНИ

МАЛХАЗОВ Олександр Ромуальдович

УДК 159.9: 796.012.2

ПСИХОФІЗІОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ УПРАВЛІННЯ РУХОВОЮ

ДІЯЛЬНІСТЮ

19.00.02 - психофізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора психологічних наук

Київ - 2003

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Інституті психології ім. Г.С.Костюка АПН України.

Науковий консультант: дійсний член АПН України, доктор психологічних наук, професор

Максименко Сергій Дмитрович, директор Інституту психології

ім. Г.С.Костюка АПН України.

Офіційні опоненти: доктор психологічних наук, доцент Балабанова Любов Матвіївна,

професор кафедри прикладної психології, Національний університет внутрішніх справ (м. Харків);

доктор психологічних наук, професор Носков Володимир Іванович,

завідувач кафедри психології і педагогіки, ректор, Інститут управління (м. Донецьк);

доктор біологічних наук, професор Макаренко Микола Васильович,

провідний науковий співробітник, Інститут ім. О.О.Богомольця НАН України.

Провідна організація: Національний медичний університет ім. О.О.Богомольця МОЗ України,

кафедра нормальної фізіології (м. Київ).

Захист відбудеться “_27___" _січня______ 2004 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої ради Д26.453.01 в Інституті психології ім. Г.С.Костюка АПН України за адресою: 01033, м. Київ - 33, вул. Паньківська, 2.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту психології ім. Г.С.Костюка

АПН України за адресою: 01033, м. Київ - 33, вул. Паньківська, 2.

Автореферат розісланий “_25__” _грудня_____ 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

член-кореспондент АПН України,

доктор психологічних наук, професор Балл Г.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ

Актуальність дослідження. На кожному етапі розвитку суспільства формулюється коло першочергових проблем, що мають бути вирішені фундаментальною психологічною наукою у зв’язку з новими, чи такими що стали особливо важливими потребами практики. Однією з таких проблем для сучасної психології є створення теорії психофізіологічних механізмів управління руховою діяльністю. Чимало експериментальних та теоретичних розробок присвячено вивченню біомеханічних, фізіологічних, педагогічних і філософських основ побудови та управління рухами (М.О.Бернштейн, П.К.Анохін, Л.В.Чхаідзе, С.Л.Рубінштейн, О.М.Леонтьєв, О.В.Запорожець, Р.Граніт, Г.Шеперд, В.В.Клименко, О.М.Ткаченко та ін.). Однак до цього часу не існує чітко cформульованої психофізіологічної теорії управління руховою діяльністю, більше того, досі залишається не визначеним саме поняття “рухова діяльність”. Психологи розглядають рух як необхідну умову розвитку чуттєвого пізнання. Будь-які спроби побудувати загальну концепцію управління руховою діяльністю не можуть бути успішними без звертання до теорії побудови психічного образу, визначення механізмів сприймання і управління руховою діяльністю, умов виникнення та розвитку інтегральних матриць управління рухами, ієрархії побудови рівнів управління тощо. Окреслене коло невирішених проблем підтверджує актуальність і значущість обраної теми.

Серед першочергових потреб практики, забезпечення яких пов’язане з виявленням механізмів управління руховою діяльністю, — створення методик реабілітації хворих з порушеннями у функціонуванні опорно-рухового апарату, – розробка новітніх технологій в ортопедії (протезування), в інженерних конструкціях (робототехніка), – організація навчально-тренувального процесу спортсменів різної кваліфікації, – створення методів і методик діагностики, спрямованих на виявлення психологічного і психофізіологічного профілю особистості (для вирішення завдань профвідбору) тощо.

Методологічною основою даного дослідження є категорії і принципи науково-матеріалістичної психології, теорія функціональних систем, а також сучасні положення психологічної теорії діяльності та фізіології активності.

Об'єктом дослідження є психофізіологічні механізми організації, побудови та управління руховою діяльністю.

Предмет дослідження – психофізіологічний зміст та структура механізмів побудови і регуляції рухів в контексті розвитку енграм, специфічних сенсорних комплексів, специфічних сенсорних синтезів, образів виконання руху, дії, діяльності.

Мета дослідження полягає в тому, щоб визначити психологічний зміст і виявити психофізіологічні механізми управління руховою діяльністю на різних ієрархічних рівнях її організації, побудови та регуляції; доповнити і уточнити теорію психічного образу рухової діяльності і визначити умови його формування.

Головна гіпотеза: на кожному ієрархічному рівні організації, побудови та управління руховою діяльністю структура і зміст психічного образу взаємопов’язані із смисловою структурою, задачею дії та м’язовими синергіями рухового акту, а співвідношення між провідним і фоновими рівнями управління визначається за допомогою орієнтувально-пошукової діяльності.

Ця загальна гіпотеза може бути конкретизована у шерег часткових: відчуття, як складова частина орієнтувально-пошукового рефлексу, може запустити неусвідомлюваний рефлекторний руховий процес без початкової активності індивіда; орієнтувальний рефлекс має складну функціональну структуру і зумовлює формування специфічних сенсорних комплексів, специфічних сенсорних синтезів; специфічний сенсорний комплекс є основою побудови рухового образу; рухові дії, як і руховий образ, мають складну ієрархічну структуру, а управління ними здійснюється за допомогою інтегральних матриць, основу побудови яких складає функціонування двох кілець – зовнішнього, що базується переважно на зовнішній аферентації, і внутрішнього, що актуалізується через внутрішню аферентацію; в залежності від складності рухового завдання управління здійснюється відповідними до смислової структури і задачі дії рівнями, які різною мірою використовують образ руху, образ дії, образ діяльності.

Для перевірки висунутих гіпотез необхідно було вирішити ряд дослідницьких завдань з метою з’ясування:

· психологічного змісту та функціональної структури рухів, дій, рухової діяльності;

· ієрархії механізмів побудови й регуляції рухів, дій, образів, емоцій та мотивів;

· особливостей формування психічного образу в умовах рухових дій;

· умов функціонування специфічних сенсорних комплексів, специфічних сенсорних синтезів;

· засобів та методів підвищення ефективності процесу управління руховою діяльністю індивіда.

Методи дослідження: Теоретичний аналіз, констатуючий та формуючий експеримент із використанням методів тестування, анкетування, аналізу продуктів діяльності, спостереження, експертного оцінювання, рефлексометрії, тензодинамографії, тензоакселерографії, електрогоніографії, фотокінозйомки, відеозапису та ін. Обробка результатів здійснювалась за допомогою сучасних методів статистичного аналізу з використання математичних програм обробки даних на ПЕОМ. Дослідження проводилось упродовж 1980-2000 років. За всіма переліченими методиками було обстежено більше двох тисяч чоловіків віком від 17 до 26 років — студентів різних факультетів Вінницького державного педагогічного університету та курсантів Київського інституту внутрішніх справ.

Надійність і вірогідність результатів забезпечено методологічною обґрунтованістю вихідних положень, надійністю, інформативністю та валідністю використаних методів і “тестових батарей”, їх відповідністю меті і завданням дослідження, статистично обґрунтованим обсягом та належною репрезентативністю досліджуваних вибірок, коректним використанням відповідних до задач дослідження математичних методів обробки отриманих даних.

Наукова новизна дослідження полягає в обґрунтуванні факту існування циклічної, багатоієрархічної, матричної, двокільцевої системи управління руховою діяльністю; виявленні психологічних та психофізіологічних механізмів організації, побудови та управління на кожному з рівнів цієї ієрархії; визначенні психологічного та психофізіологічного змісту поняття “рухова діяльність”.

Теоретичне значення дослідження полягає в розширенні уявлень про психологічні та психофізіологічні механізми організації, побудови і управління руховою діяльністю, поглибленні наукових знань про механізми функціонування психічного образу, вихідну одиницю аналізу психічного, доповненні психофізіологічної теорії функціональних систем.

Практична значимість: на основі отриманих теоретичних даних сформульовані алгоритми побудови ієрархічної системи управління руховою діяльністю на психофізіологічному рівні, розроблені рекомендації з управління руховою діяльністю, сформульовані поради щодо підвищення адаптивних можливостей особистості.

Особистий внесок автора полягає у розвитку та конкретизації положень про предмет і завдання психофізіології управління руховою діяльністю, визначені поняття “рухова діяльність”, уточненні теорії функціонування психічного образу, теорії функціональних систем, визначенні принципів побудови навчальних програм. Розроблені автором наукові положення й отримані емпіричні дані є самостійним внеском у розробку зазначеної проблеми.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з плановими науковими темами лабораторії психофізіології Інституту психології ім. Г.С.Костюка АПН України: "Психофізіологічне забезпечення учбової діяльності: системні принципи діагностики, корекції та розвитку" (реєстраційний номер 0196U006952); "Психофізіологічне забезпечення педагогічної діяльності: системні принципи оцінки, діагностики та корекції" (реєстраційний номер 0100U000108).

Апробація дисертації. Результати досліджень оприлюднені на II з’їзді психологів України (Київ, 1995); Всеукраїнському науковому симпозіумі з фізіології людини (Черкаси, 1995); міжнародних наукових конференціях: “Фізична культура, спорт та здоров'я нації” (Вінниця, 1994, 1996); “Актуальні проблеми юридичної психології” (Київ, 1999), “Соціальна робота: теорія, досвід, перспективи” (Ужгород, 1999), “Психологія суїцидальної поведінки: діагностика, корекція, профілактика” (Київ, 2000, 2002), міжнародному семінарі “Конфліктологічна експертиза: теорія і методика” (Київ, 1997), Всеукраїнському науково-практичному семінарі на базі Президії НАН України “Актуальні проблеми надійності особового складу силових структур” (Київ, 1999), Веукраїнській науковій конференції АПН України “Актуальні проблеми генезису особистості в контексті навчання і виховання” (Київ, 2002) і т. ін.

Публікації. Результати дисертації опубліковані на 11 міжнародних і Всеукраїнських конференціях. За темою дисертації опубліковано 45 друкованих праць, з них: 1 монографія 21 стаття які відповідають вимогам ВАК, тези конференцій тощо. Загальний обсяг одноосібних робіт – 31,7 д.а. За результатами дослідження отримано 5 довідок про впровадження.

Кандидатська дисертація на тему: “Исследование и совершенствование средств и методов развития ориентировки волейболиста” була захищена у 1980 р. Її матеріали в тексті докторської дисертації не використовуються.

Структура та обсяг дисертації: дисертація складається із вступу, п’яти розділів, заключення, висновків, списку основної використаної літератури, який включає 608 джерел; додатків, що займають 16 сторінок. Робота містить 15 таблиць, та 8 рисунків. Загальний обсяг роботи - 383 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, наукову новизну, теоретичну і практичну значущість роботи, визначено об’єкт, предмет, мету, гіпотезу й основні завдання дослідження, теоретико-методологічні основи і методи дослідження, особистий внесок автора, викладено відомості про апробацію результатів дослідження.

У першому розділі “Проблема організації, побудови та управління руховою діяльністю: аналіз концептуальних підходів та результатів експериментальних досліджень” розглядаються теоретичні підходи до вивчення нейрофізіологічних механізмів дії окремих нервових мереж та їх функцій в управлінні руховою діяльністю; ієрархічна структура організації, побудови, управління рухами та нейрофізіологічні механізми актуалізації рухових програм; використання результатів біомеханічних досліджень при вивченні психофізіологічних механізмів управління руховою діяльністю на прикладі управління структурними компонентами локомоторного акту (за даними досліджень спринтерського бігу); особливості організації енантіоморфно розташованих скелетних м’язів та їх роль в управлінні руховою діяльністю.

Особливу увагу приділено обґрунтуванню одного з вихідних для авторської концепції підходу (М.О.Бернштейн, В.С.Гурфінкель, Г.Шеперд, К.Прібрам, J.B.Watson, P.G.Nelson, С.Куфлер, М.Л.Шик, Р.Граніт, Л.В.Чхаідзе, Д.Д.Донський, П.К.Анохін, M.C.Wetzel, C.G.Phillips та ін.), який обстоює існування складної, модульної, багаторівневої, ієрархічної організації нервових мереж, котрі беруть участь в утворенні сенсорних та моторних систем в мозку хребетних. Ці мережі можуть залучатися до обробки як основної, так і додаткової інформації у складних процесах регуляції рухової поведінки. З їх допомогою утворюються центральні системи, які безпосередньо не є ні специфічно руховими, ні сенсорними, але забезпечують вищі психічні функції.

Наведені у першому розділі результати теоретичного аналізу та власних експериментальних досліджень дали підстави констатувати, що рівні організації і функціонування типів синаптичних мереж ідентифікуються за тріадами. Перший і другий рівні організації, на яких мікромережа виступає як локальна інтегративна одиниця, утворюють модулі, в яких, за нашою концепцією, беруть початок специфічні сенсорні комплекси, що є чуттєвою основою актуалізації відчуттів, енграм, драйвів (біологічна мотивація та емоції, як форма оцінки біологічної доцільності поведінкового акту). Третій рівень відповідає за утворення з’єднань між різними ділянками сенсорної системи з використанням зворотних зв’язків між ними та всередині них (протяжні мережі). На цьому рівні, на нашу думку, завдяки використанню сенсорної інформації різних модальностей, актуалізуються старі й будуються нові енграми. Це забезпечує перехід до більш складних сенсорних синтезів та ще більшої диференціації відчуттів. Основною ознакою четвертого рівня є послідовне з’єднання кількох ділянок з утворенням шляху або системи (сенсорної, моторної тощо). Ймовірніше за все, на цьому рівні відбувається подальше укрупнення інформаційного алфавіту і вперше утворюються умови для повноцінного формування орієнтовно-пошукової діяльності, цілей, мотивації, емоційної реакції, дії, психічного образу. П’ятий рівень передбачає утворення системи з’єднань між низкою ділянок сенсорних систем, які беруть участь в управлінні конкретною поведінкою і забезпечують діяльність усього організму (розподільні системи). На цьому рівні, за нашою концепцією, відбуваються: остаточне оформлення специфічних сенсорних комплексів, специфічних сенсорних синтезів; перехід від реактивної форми відображення (відчуття) до активної (сприймання); ускладнення орієнтовно-пошукової діяльності, мотиваційно-пізнавальної та емоційно-чуттєвої сфери; актуалізація старих і формування нових енграм; становлення складнокоординаційних видів діяльності.

На основі аналізу праць С.Гехта, С.Шлаєра, М.Піррен, П.Ліндсей, Д.Нормана, Г.Шеперда, Е.Вебера, Г.Фехнера, С.С.Стівенса та ін. виявлено, що в сенсомоторній системі поведінкова відповідь тісно корелює з величиною імпульсних розрядів нейронів на послідовних рівнях; просторове розрізнення в деяких сенсорних системах характеризується розподілом локальних стимулів, а також здатністю системи визначати місце їх локалізації; слабка стимуляція активізує переважно прямі шляхи в сенсорних системах, за рахунок чого забезпечується елементарне виявлення стимулу. При збільшенні потужності впливу починають функціонувати горизонтальні зв’язки, що призводить до підвищення чіткості просторового розрізнення. На наш погляд, це перший крок від реактивної форми відображення до активної, який і забезпечує перехід від відчуття до сприймання через утворення сенсорних модулів, а завдяки їм -– до утворення специфічних сенсорних синтезів. Результати аналізу праць С.С.Стівенса, П.Ліндсей, Д.Нормана, Г.Шеперда, П.Мілнера, К.С.Лешлі, C.F.Stromeyer, D.N.Spineli, H.R.Maturana, W.H.Pitts, H.T.Chang, T.C.Ruch, A.A.Ward та ін., а також дані власних досліджень, представлені у цьому розділі, дають підстави стверджувати, що для виникнення сприймання необхідна участь сукупності нейронів та їх зв'язків, побудованих на кодованому сполученні декількох одночасно діючих якостей стимулу. Ця сукупність якостей – характеристика ознаки, а механізм орієнтації нейрона і нейронного ланцюга на цю ознаку – вилучення (виділення) ознаки. Аналіз сенсорної інформації – ієрархічно організований процес, на кожній сходинці якого відбувається перетворення інформації, що надійшла з попереднього рівня. Просте “парування” збуджувальних та гальмівних впливів (біполярні утворення) – основа побудови нейронних ланцюгів у всіх сенсорних системах та неодмінна умова функціонування орієнтування, уваги, мотивації, емоцій, апарату прийняття рішень, планування, зіставлення, побудови програми і виконання дій, контролю діяльності. Існування багаторівневої системи узагальнення та побудови образу забезпечує його розпізнавання при повторному пред’явленні навіть за умови викривлення вхідного сигналу. Для повного використання контекстної інформації сприймання повинно відставати в часі від сенсорної інформації, отриманої перцептивними системами. В нашому досліджені ця ідея покладена в основу обґрунтування механізмів функціонування образів минулого – теперішнього – потребного майбутнього. Наявність надмірної інформації породжує необхідність вибіркової концентрації і зосередження уваги на компонентах, які несуть основний зміст, стимулює розвиток здатності до передбачення наступних частин цілого. При цьому характеристики подразника можуть бути адекватно інтерпретовані тільки в результаті спільних зусиль сенсорного аналізу, процесів пам’яті, мислення.

Проведений нами аналіз літературних джерел, а також результати власних досліджень дають підстави стверджувати, що рухова одиниця складається з мотонейрона та іннервованого ним м’язового волокна. Активація (рекрутування) різної кількості рухових одиниць – один з основних механізмів градації скорочення м’язів. Кожне волокно, як правило, входить до складу лише однієї рухової одиниці. Подальше ускладнення функціонування рухової системи виявляється у вигляді рефлексів та комплексів фіксованих дій. Особливе місце в управлінні рухами посідає система стреч-рефлексу (E.G.Liddell, A.M.Clarke, P.A.Merton, О.Г.Фельдман, М.Л.Шик, Г.М.Орловський, Р.Граніт, S.Grillner та ін.). Важливу роль в управлінні окремим м’язом відіграє мотонейронний пул, що являє собою інстанцію, де остаточно формується структура збудження, завдяки чому здійснюється циклоподібна діяльність м’яза в руховому акті. Така організація функціонування мотонейронного пула забезпечує екфорію вроджених енграм, створює оптимальні умови для формування енграм в онтогенезі та забезпечує становлення специфічних сенсорних комплексів, сенсорних синтезів, образів рухів, дій та образів діяльності, без яких неможливе оволодіння складнокоординаційними руховими діями та їх стабілізація. За результатами аналізу праць V.B.Mountcastle, T.A.Woolsey, H.Van der Loos та ін. і даними власних досліджень, можна констатувати, що кортикальна колонка, яка специфічно орієнтована на сприймання і має певну структуру нейронної активності, – це те місце, де утворюється енграма. Щоразу, коли колонки утворюють модулі, виникають сприятливі умови для формування специфічних сенсорних комплексів, специфічних сенсорних синтезів, у яких відбувається об’єднання нейронів у певну структуру за відповідною схемою, а потім і образи руху, дії, діяльності.

На основі аналізу гіпотез систем регуляції та управління рухами на нейрофізіологічному рівні зроблено висновок про те, що гіпотеза P.A.Merton про функціонування веретена є найбільш переконливою. Результати проведених нами досліджень на прикладі локомоцій ілюструють механізми управління, запропоновані P.A.Merton. Доведено, що центральні генератори програм, які знаходяться на всіх рівнях організації, побудови локомоцій і управління ними є не що інше, як вроджені або набуті індивідом енграми, а їх актуалізація відбувається при взаємодії відчуттів, рухів, емоцій та мотивації, а також специфічних сенсорних комплексів, на базі яких формуються специфічні сенсорні синтези і утворюються відповідні психічні образи. Найбільш повно механізми управління локомоціями відображені в гіпотезі багаторядного кільця (Н.М.Будакова, М.Л.Шик, М.О.Алексеєв, В.С.Гурфіинкель, П.Г.Костюк та ін.), яке є досить простим та ефективним механізмом різкого зменшення ступенів свободи і забезпечення єдності крокоступних кінцівок.

Щоб коректно використовувати набуті М.О.Бернштейном, Л.В.Чхаідзе, Д.Д.Донським та ін. знання, ми вважали за необхідне провести порівняльний аналіз результатів власних досліджень та даних, отриманих цими дослідниками. До аналогічної спроби вже вдавалися В.В.Клименко, Г.І.Галунько, М.П.Гуменюк, С.О.Орещук, О.В.Скляров, але запропонована ними номенклатура біодинамічних хвиль значно бідніша, ніж у М.О.Бернштейна, і потребує уточнень та доповнень. Результати вимірів просторово-часових характеристик системи рухів юнаків низької кваліфікації та юніорів високої кваліфікації у спринтерському бігу, дали змогу виявити наявність достовірних розбіжностей між цими параметрами на рівні P<0,01, а саме: швидкістю бігу (7,04–9,79 мс.); темпом кроку (3,85–4,57 мс.); довжиною кроку (182,87–214,21 см.); часом фази опори (143,95–106,63 мс.); часом фази амортизації (69,47–47,08 мс.); часом фази відштовхування (74,53–59,63 мс.); абсолютною тривалістю інтервалів між головними поштовхами С і D (82,41–74,39 мс.); внутрішньокроковим ритмом (0,803–1,037 мс.) та часом гальмування маху (101,31–81,87 мс.). На основі аналізу отриманих даних було виділено ряд констант, властивих цій системі рухів, і доведено, що у просторово-часовій структурі спринтерського бігу постійними залишаються співвідношення між внутрішньокроковим ритмом та швидкістю бігу, темпом кроків, довжиною кроку; часом гальмування маху та часом опори, часом фази відштовхування, абсолютною тривалістю інтервалів між головними поштовхами C і D; часом опори та часом фази амортизації, часом фази відштовхування; темпом та довжиною кроку; часом польоту та абсолютною тривалістю інтервалів між головними поштовхами C і D. Тісні кореляційні зв’язки на рівні Р< 0,05 існують між показниками швидкості бігу та наступними характеристиками його структури, а саме: часом опори (-0,958); часом гальмування маху (-0,896); темпом кроків (0,765); екстремумом стегна (0,524); екстремумом 1 стегна (0,672); екстремумом о стегна (0,347) екстремумом о гомілки (0,561); екстремумом D стегна (0,321); екстремумом D гомілки (-0,334); екстремумом 1 стегна (0,638).

Отже, розвиток індивіда протікає у жорстко стандартизованому метричному, сенсорному та силовому полях, а в натальному та постнатальному періодах здійснюється актуалізація генетично заданих параметрів різнометричних констант (узагальненої золотої пропорції, локомоторних та біомеханічних констант). Це дає підстави вважати очевидною необхідність існування енграм. Можна також припустити, що енграма, як філогенетичне утворення, сприяє на початкових етапах формуванню локомоторних актів та опануванню силового, метричного і сенсорного полів. Актуалізація філогенетичних енграм приводить до виникнення найпростіших координаційних структур. Подальший розвиток індивіда приводить до формування онтогенетичних енграм та, як наслідок, набуття більш складних координаційних структур. Це ще більше підвищує адаптивні можливості індивіда, ефективність управління локомоторними актами, розширює пристосовні рухові можливості тощо.

Отримані в наших дослідженнях вертикальні та поздовжні складові біодинамічних хвиль, ідентичні змістовій структурі хвиль, описаних М.О.Бернштейном, Л.В.Чхаідзе, Д.Д.Донським, і характеризують діяльність нервової системи і те, що відбувається на периферії. Порівняно з номенклатурою хвиль, описаною В.В.Клименком, М.Гуменюком, С.О.Орещуком, О.В.Скляровим, запропонована нами номенклатура видається дещо точнішою, а кількісний та якісний опис хвиль істотно доповнений. При цьому виділяються три групи кривих. Першу групу становлять спонтанно-іннерваційні хвилі (основні чи провідні), які відображають безпосередній вплив свідомості на складові й параметри локомоторних актів. Це хвилі ( та na), які становлять найстаріший, первинний скелет рухів, їх ритмічну й динамічну основу. Вони є відбитками імпульсів, які надсилають рівні управління до основних, фундаментальних груп м’язів, котрі пронизують усе тіло у вигляді спіралей від стопи до голови, від стопи до грудинно-ключично-соскоподібного м’яза, від стопи до м’язів черева, грудей, міжреберних м’язів, від стопи до м’язів крижово-поперекового відділу й тазу. Управління ними здійснюється за рахунок рівнів А, В, С1 і створеними на їх основі відповідними матрицями. До другої групи кривих входять реактивно-іннерваційні хвилі (, , ) – (супутні), що виникають лише на периферії Вони віддзеркалюють імпульси, що іннервують супутні м’язові утворення: фасції, м’язові пучки, м’язові перегородки, апоневрози, які розділяють спіралі на фрагментарні кінематичні ланцюги місцевого і регіонального значення. Цими хвилями управляють рівні А, В, С1, С2 і створені на їх основі відповідні матриці. Третя група – механічно-реактивні (допоміжні) хвилі, що є тими відображеннями корекційних сигналів, виникнення яких припадає на період компенсаційної координації, спрямованої на формування адекватних відповідей центральної нервової системи на діяльність кістково-м’язової периферії (хвиля та ряд дрібніших). Ці сигнали пов’язані з розвитком дозувальних координацій, які забезпечуються діяльністю структур центральної нервової системи та управляють виконанням цілісних проектів рухів (влучність, кучність, точність рухів тощо). Допоміжні групи м’язів забезпечують стійкість рухів, це – енантіоморфні спіралі, що обертають верхні й нижні кінцівки, тулуб. Управління цими хвилями здійснюється за рахунок рівнів А, В, С1, С2, D, Е, а також енграм, актуалізованих і новостворених матриць.

Знайшов підтвердження той факт, що сенсорні корекції формуються на основі специфічних сенсорних комплексів, які об’єднуються у специфічні сенсорні синтези, що утворюють сенсорні поля і визначають рівні побудови рухів. Звідси кожне рухове завдання розв’язується, залежно від його змісту і смислової структури, на відповідному рівні побудови, адекватному за якістю і складом аферентацій. Кожний рівень побудови функціонує за принципом синтетичного поєднання аферентаційних ансамблів. Оскільки м’язові синергії безпосередньо пов’язані із забезпеченням управлінської функції нервової системи, то координаційну структуру можна розглядати як інтегральний покажчик усіх аспектів руху (фізичного, нейрофізіологічного та психологічного), міри сформованості психофізіологічних механізмів, що забезпечують управління руховою діяльністю; як результат складного врахування всього того, що відбувається на периферії і виявляється у зв’язках між смисловою структурою, завданням дії і м’язовими синергіями, які забезпечують ефективне виконання цієї діяльності; як своєчасне надсилання нервового імпульсу в необхідну мить до відповідного м’яза або синергічних ансамблів. Наявність в управлінні руховою діяльністю хвиль, які залишаються незмінними (Р< 0,05), незважаючи на вплив тренувального фактора та онтогенетичного розвитку (с – стегна, с – гомілки; no – стегна, n1 – гомілки, nD – стегна; 1 – стегна, 1 – гомілки; - стегна; - гомілки; 1 – стегна, 1 – гомілки; n1 – стегна, n1 – гомілки; 1 11 – стегна; n1 – гомілки; – гомілки), дає підстави стверджувати, що ми маємо справу з проявом філогенетичних енграм, де закарбовані схеми, спираючись на які різні рівні нервової системи здійснюють управління скелетним каркасом груп м’язів та м’язових ансамблів, що беруть участь у побудові, регуляції та управлінні локомоторними актами людини.

У другому розділі “Організація, основні методи та методики дослідження” описуються чотири етапи організації дослідження, завдання кожного з етапів, контингент обстежуваних, методи та методики, які використовувались у дослідженні. Для розв’язання поставлених завдань були використані методи та методики, що застосовуються при вивченні біомеханічних, психофізіологічних та психологічних особливостей індивіда (перелік методик див. на стор. 2).

У третьому розділі “Психологія та психофізіологія управління руховою діяльністю на різних ієрархічних рівнях її побудови” обговорюються психофізіологічні умови формування образу руху та особливості його функціонування; особливості діяльності функціональної системи на різних рівнях побудови і управління рухами; моделі управління руховою діяльністю на основі інформаційних процесів; психофізіологічні механізми управління руховою діяльністю та індивідуально-типологічні властивості нервової системи.

На відміну від постулатів, висловлених представниками клітинного центризму (І.П.Павлов, В.М.Бехтерєв, К.М.Корнілов, Е.А.Асратян, О.Ц.Пуні, Г.М.Чайченко та ін), згідно з якими управління руховою активністю здійснюється завдяки низці автоматизованих елементарних рефлексів, санкціонованих поетапно і пов’язаних між собою динамічним стереотипом, ми, услід за М.О.Бернштейном, Д.Д.Донським, Л.В.Чхаідзе, П.К.Анохіним, вважаємо, що управління руховою діяльністю здійснюється за участю зовнішнього та внутрішнього кілець управління за замкненим циклом. Спільним для кілець є частка прямого зв’язку (мозок – м’язи). При цьому їх функції можуть у певних випадках деякою мірою змінюватись і навіть частково взаємозаміщуватись. На основі аналізу даних М.О.Бернштейна, Д.Д.Донського, Л.В.Чхаідзе, П.К.Анохіна виділено два рівні програмування рухів. Перший рівень включає механізм, що задає, який входить до складу зовнішнього кільця і забезпечує розв’язання задач, пов’язаних із смисловою структурою руху (просторові, часові та швидкісні характеристики). Цей рівень регулюється вищими відділами центральної нервової системи. На другому рівні визначаються послідовність виконання руху в деталях і черговість включення до роботи відповідних м’язових синергій, що регулюються нижчими відділами. Цей програмуючий механізм входить до складу внутрішнього кільця управління. Механізм, що задає, і механізм, що програмує, не мають конкретної “прописки” в окремих центрах головного мозку. Залежно від задачі й рівня автоматизації руху, управління здійснюється різними субординаційно підпорядкованими рівнями центральної нервової системи. Механізм, що зіставляє, забезпечує ефективне функціонування зворотного зв’язку. Його діяльність пов’язана з функціонуванням зовнішнього зворотного зв’язку за участю зовнішніх рецепторів, які дають індивідові необхідну інформацію для контролю виконання рухів. Завдяки функціонуванню обох видів механізму, що зіставляє, здійснюється управління найрізноманітнішими рухами. В діяльності цього механізму значну роль відіграє блок пам’яті. На момент початку руху в центральній нервовій системі є повний набір енграм, необхідних для доведення його до кінця. Одночасне об’єднання енграм у єдиний комплекс можливе лише за наявності багаторівневої матричної системи. Отже, фіксацію інформації (утворення енграм) можна розглядати як багатоетапний процес, на першому етапі якого виникають сенсорні сліди, що становлять зміст сенсорної пам’яті. З надходженням сенсорної інформації до коркових зон розпочинається другий етап, який визначає початок функціонування короткочасної пам’яті. Здійснення сортування сенсорних сигналів за ознакою новизни можливе тільки за безпосередньої участі орієнтовно-пошукової діяльності. Остання забезпечує взаємодію модально-специфічних аналізаторних систем з гіпокампальною формацією, її великим та малим лімбічними колами.

Результати морфологічних та фізіологічних досліджень ( М.О.Бернштейн, R.W.Sperry, Є.М.Соколов, В.П.Зінченко, П.Ліндсей, Д.Норман, П.Мілнер, К.Прібрам, G.Szekele, Г.Шеперд та ін.) підтверджують існування кільцевої системи функціонування: гіппокамп – гіпоталамус – ретикулярна формація. Можна стверджувати, що процеси короткочасної пам’яті, її часові послідовності динамічно залучених нервових елементів перетворюються на структурно-просторову матрицю. Відтак, довготривала пам’ять, поза моментом її утворення та вилучення, є не процесом, а структурою з багаторівневим просторовим розподілом. Моторний образ руху складається з темпу й ритму того, що має відбутися на периферії. Завдяки просторовим та часовим характеристикам у центральній нервовій системі утворюється моторне поле. У процесі сприймання ним змін, що відбуваються в навколишньому середовищі, формується сенсорне поле. Ми вважаємо, що поняття образу руху ширше за поняття моторного образу руху, оскільки перший включає філогенетичні енграми, в яких вже містяться абстрактні схеми рухів, що актуалізуються за допомогою стимуляції кортикальної колонки, відчуттів при наявності цілей, мотивації, емоційного забарвлення результату руху і власне руху.

Розвиваючи ідею багаторівневої будови системи управління рухами (J.H.Jackson, С.І.Чір’єва, C.S.Sherrington, E.G.Liddell та ін.), М.О.Бернштейн виділив п’ять розташованих один над одним рівнів побудови, регуляції та управління рухами. Найбільш давнім є рівень палеокінетичних регуляцій А – рівень пропріоцептивного рефлекторного кільця або руброспинальний. Ми вважаємо, що на даному рівні на базі філогенетичних енграм та за допомогою статокінетичних рефлексів формуються та актуалізуються специфічні сенсорні комплекси. Таламо-палідарний рівень В – рівень синергій, штампів, рухових формул та нижчих автоматизмів – отримує інформацію від системи блідих тіл зорових бугрів про положення та рухи тіла, а також про зміни, які відбуваються на периферії. На нашу думку, сенсорний синтез, який відбувається на рівні В, можна назвати пропріоцептивним; він забезпечує формування специфічних сенсорних комплексів, сенсорних синтезів, пропріомоторних відправлень і реакцій, актуалізацію філогенетичних та утворення онтогенетичних енграм. Відтак на цьому рівні відсутні умови для виникнення цілей та мотивів. Корково-стріарний рівень просторового поля С відноситься до пірамідно-кортикальної системи. Результатом функціонування цього рівня є метричність, гомогенність, точна оцінка розмірів та форм рухів, здатність до диференціювання і розподілу рухів на елементи (на основі рухового досвіду індивіда). Рівень просторового поля С розподіляється на два підрівня. Верхній – С2 відіграє вирішальну роль у рухах, де необхідні влучність та точність. Нижній – С1 регулює точність, яка необхідна у процесі руху (пристосування ходи або бігу до вимог ландшафту). Узагальнюючи, можна стверджувати, що кінцівкою, яка рухається, керує просторовий контур (образ) руху. На підрівні С1 він безпосередньо заданий у вигляді енграми; на підрівні С2 – заданий або представлений як геометрична форма, без обмеження місця розташування та масштабу (на наш погляд це і є геометричний образ). Тім’яно-премоторний рівень D – рівень предметних дій, належить до пірамідно-кортикальної системи. На нашу думку, на цьому рівні відбувається категоріальна організація простору, узагальнення його у вигляді образів руху, дії, діяльності, смислового образу предмета. Рівень Е – вища кортикальна група, основною його функцією є управління вищими символьними координаціями (зокрема, усним і писемним мовленням). Наявність автоматизмів, що управляються за допомогою мотивації та корекцій, які продукуються цим рівнем, свідчить про те, що на рівні Е утворюються не тільки суто психологічні надбудови, пов’язані з мотивацією рухів, а й здійснюється формування нових координаційних структур.

П.К.Анохін, запропонувавши концепцію структури поведінкового акту як функціональної системи, розглядав поведінковий акт будь-якої складності як такий, що розпочинається зі стадії аферентного синтезу, зміст якого визначається впливом мотиваційного збудження, пам’яті, обстановочної та пускової аферентації. Хоч обстановочна аферентація впливає на інтенсивність та особливості проявів умовно-рефлекторної реакції, сама по собі вона не здатна викликати їх. Така інтерпретація П.К.Анохіна не виключає механізму, що задає, та решти зовнішнього кільця з управління руховою діяльністю, і не суперечить концепції М.О.Бернштейна і Л.В.Чхаідзе, а розбіжності у їх підходах стосуються, фактично, не сутності механізмів зворотного зв’язку, а окремих аспектів їх функціонування і почасти є лише термінологічними.

Для ефективного управління руховою діяльністю необхідно визначитись у руховій задачі, тобто створити образ потребного майбутнього. Образ потребного майбутнього одночасно містить у собі образ минулого, образ теперішнього та образ майбутнього, при цьому останній неперервно перетворюється на перший. Його створення стає можливим тільки на основі екстраполяції того, що відбирається мозком з образів післядії, утворених за участю орієнтувально-пошукових реакції (О.С.Виноградова, П.Я.Гальперін, М.В.Зимкін, О.М.Леонтьєв, R.Lynn, О.Р.Малхазов, В.С.Мерлін, П.Мілнер, С.Л.Рубінштейн, О.О.Смирнов, Є.М.Соколов, Н.Ф.Тализіна, Ж.Піаже, Л.М.Фрідман та ін.). Цей процес багаторівневий і має складну ієрархічну будову. Основою орієнтувальної діяльності індивіда є безумовно рефлекторна орієнтація і мимовільна організація відображувальної діяльності (на рівні відчуттів). Вивчення механізмів функціонування уваги в сучасній психофізіології здійснюється з двох позицій – перша пов’язує увагу з орієнтовним рефлексом, друга – виключає такий зв’язок. На думку деяких психофізіологів (D.O.Hebb, R.Lynn, D.B.Lindsley, П.Мілнер, С.Куфлер, Дж.Ніклос, К.Прібрам та ін.) в організації уваги беруть участь ретикулярна формація та інші частини активаційної системи. Прибічники психологічної концепції уваги при обговоренні питання про фізіологічні засади уваги та визначенні ролі, яку відіграють у процесах активації стовбурний відділ мозку і ретикулярна формація, обмежуються, в основному, аналізом тих механізмів, які лежать в основі функціонування мимовільної уваги. Цікавою є теоретична концепція уваги, запропонована П.Я.Гальперіним, який не заперечує участі в управлінні рухами механізмів, що задають, програмують, зіставляють, а лише уточнює деякі моменти їх функціонування. Отже, можна вважати доведеним, що функціонування психофізіологічних механізмів мимовільної уваги пов’язане з орієнтувальним рефлексом, а довільної та післядовільної – з орієнтувально-дослідницькою діяльністю.

Найбільш важливим, ключовим етапом, що визначає розвиток поведінки, можна вважати виділення цілі поведінки, яка обумовлена інтенсивністю та тривалістю асоційованих з об’єктом уваги емоційних станів. Виділення цілі пов’язане з прийняттям рішення, як заключного етапу аферентного синтезу, на яке впливають як провідні, так і ситуативні емоції (Є.М.Соколов, П.В.Симонов, С.Л.Рубінштейн, О.М.Леонтьєв, Ж.Піаже, Е.Д.Хомська, К.Ізард, В.К.Вілюнас, О.Р.Малхазов та ін.). Постійне порівняння результатів поведінки з образом, створеним програмуючим механізмом, оновлення схем програмування і обумовлюють цілеспрямованість поведінки. Одним з призначень орієнтувальних процесів є внутрішнє цілеутворення. Циклічне розгортання ієрархічно більш високих цілей на більш конкретні, часткові може відбуватися кілька разів поспіль, доки вся майбутня діяльність не вибудується для індивіда у вигляді ланцюжка цілей, спосіб досягнення яких вже відомий. Виникнення перед суб’єктом цілі є точкою відліку, яка допомагає структурувати мотивацію. Здатність індивіда перебувати у стані, коли спонукання до деякого предмету – цілі стає для нього найбільш значущим, являє собою основний феномен мотивації. У сучасній психологічній науці відсутня єдина універсальна теорія мотивації, однаково придатна для пояснення поведінки тварин і людини. Спільними для широкого спектру теорій мотивації (Р.Аткінсон, D.C.McClelland, Р.А.Кларк, Дж.Олпорт, A.Г.Maслоу, В.MакДаугалл, Д.Уотсон, E.Толмен, Б.Ф.Скіннер, Л.С.Виготський, Б.Г.Ананьєв, Ю.Конорскі, О.М.Леонтьєв, В.Д.Небиліцин, Б.М.Теплов, Ю.Конорскі, Є.М.Соколов, В.М.Русалов, К.В.Судаков, В.К.Вілюнас, Д.М.Узнадзе, Ш.М.Чхартішвілі, З.Фрейд, E.Л.Toрндайк, Е.Фром, М.Я.Басов, С.Л.Рубінштейн, Х.Хекхаузен, П.М.Якобсон та ін.) є: – відсутність чітких доказів того, що “редукція напруги” не може бути основним мотиваційним принципом для пояснення поведінки людини; – визнання суттєвої ролі несвідомого, поряд із свідомим, в детермінації поведінки людини; – прагнення ввести нові терміни та наукові поняття, які відображають особливості мотивації людини, а також наділення одних і тих же понять різними змістами; – заперечення можливості використання для дослідження мотивації людини методів, аналогічних тим, що застосовуються для вивчення мотивації тварин, і пошук спеціальних методів вивчення мотивації, прийнятних лише для людини.

Більшість дослідників погоджуються у тому, що мотив є одним із найважливіших компонентів діяльності; він виконує функцію смислоутворення, оскільки із зміною мотиву змінюється й сама діяльність; між структурою діяльності та будовою мотиваційної сфери людини існують відносини взаємної відповідності, що й пояснює механізми зміни системи діяльностей; перетворення і виникнення нових ієрархічних утворень в цих системах; виникнення та зникнення окремих видів діяльності і операцій; модифікації дій. Проблемним залишається питання про співвідношення мотиву і цілі. Приєднуючись до Р.Аткінсона, D.C.McClelland, Р.А.Кларка, Дж.Олпорта, A.Г.Maслоу, В.MакДаугалла, С.Л.Рубінштейна, В.М.М’ясищева, М.І.Алєксєевої, П.В.Симонова, Х.Хекхаузен та ін. ми, в контексті розгляду механізмів управління руховою діяльністю з позицій функціональної системи, будемо вважати, що ієрархія мотивів співвідноситься з ієрархією цілей.

Особливе місце у структурі механізмів управління руховою діяльністю відводиться ставленню. С.Л.Рубінштейн, Л.С.Виготський, О.М.Леонтьєв, В.М.М’ясищев, М.І.Алєксєева, П.В.Симонов та ін. визначають ставлення як активний компонент індивідуальної свідомості, що забезпечує зворотний зв’язок із зовнішнім світом і проявляється в тому числі і в психомоториці. У формуванні ставлення, як особливого рівня самовизначення і самопізнання, беруть участь когнітивний, емоційний, мотиваційний компоненти.

Одним з перспективних напрямів пошуку закономірностей побудови та управління руховою діяльністю є теорія розвитку сенсорних процесів та регуляції поведінки людини (Б.Г.Ананьєв, І.С.Бериташвілі, О.В.Запорожец, О.М.Леонтьєв, Б.Ф.Ломова, О.Р.Малхазов, Є.М.Сурков, J.J.Gibson та ін.) Виявлено кілька видів інформаційних моделей, які розрізняються за принципами побудови. Найбільш продуктивними, як свідчать результати наших досліджень, є моделі, побудовані за принципом впізнання. Вони забезпечують регуляцію поведінки завдяки орієнтувально-пошуковим діям, окремим різновидом яких є антиципаційні та перцептивні дії, що уможливлюють побудову адекватного сенсорно-перцептивного образу. Процес імовірнісного прогнозування досліджувався, переважно, методом хронометричного експерименту (Б.Б.Коссов, М.О.Котик, С.В.Кравков, О.Р.Малхазов, Є.М.Сурков, О.В.Родіонов, Г.Д.Пивін та ін.).

Функціонування психологічних механізмів побудови рухової діяльності та управління нею пов’язане з індивідуально-типологічними особливостями та основними властивостями нервової системи індивіда. Узагальнивши результати теоретичних та експериментальних досліджень (І.П.Павлова, Є.П.Ільіна, Б.М.Теплова, В.Д.Небиліцина, М.В.Макаренка, В.С.Мерліна, Б.О.В’яткіна, Є.О.Климова, К.М.Гуревич, H.J.Eysenck, Б.Г.Ананьєва, О.Р.Малхазова, Я.Стреляу та ін.), можна констатувати, що для слабкої нервової системи характерним є великий початковий ефект, більш швидке наближення до межі і більш раннє досягнення межі даної функції, тоді як сильний тип нервової системи характеризується протилежно. Баланс нервових процесів за властивістю сили є варіативний параметр, що потребує для свого визначення попереднього вимірювання обох видів нервової витривалості – збудження і гальмування. Динамічність процесів збудження та подібна ж властивістьпроцесівгальмування – самостійні фактори нервової діяльності. Від врівноваженості за силою залежать зосередженість і розподіл уваги. Прискорення приймання й переробки інформації, а також шляхи підвищення ефективності управління руховою діяльністю слід шукати у скороченні часу “центральної затримки”, тобто в удосконалені механізмів, що розпізнають, зіставляють, інакше кажучи, в особливостях формування образів дії, руху, діяльності.

У четвертому розділі “Експериментальне обґрунтування психологічних механізмів побудови рухової діяльності та управління нею” розкриваються психофізіологічні та