Олег Газенко - Николай Александрович Бернштейн (1896-1966)

• Название: Николай Александрович Бернштейн (1896-1966)
• Автор: Олег Газенко
• Издательство: О. Г. Газенко, И. М. Фейгенберг
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2006

Слово "биомеханика" означает "движение живого". Мы с удивлением и восторгом наблюдаем, как летящие за кормой теплохода чайки камнем падают вниз и на лету хватают кусочки хлеба, которые бросают им пассажиры. Мы приходим в восхищение от легкого и в то же время мощного движения мчащейся галопом лошади, от изящных изгибов тела ползущей змеи. Но в сравнении с животными человек представляет собой гораздо более совершенное уникальное существо по разнообразию, сложности и точности движений.

Раскрыть тайну движения живого пытались еще мыслители древности. Первые труды в этой области написаны Аристотелем (384-322 гг. до н. э.), которого интересовали закономерности движения наземных животных и человека. Проблемы биомеханики занимали римского врача Гален (131-201 гг. н.э.), Леонардо да Винчи (1452-1519), Джованни Борелли (1608-1679), ученика Галилея и автора первой книги по биомеханике "О движениях животных", вышедшей в свет в 1679 году. Природа движений, механизм управления ими занимали многих отечественных ученых: И. М. Сеченова (1829-1905), И. П. Павлова (1849-1936), П. Ф. Лесгафта (1837-1930), А. А. Ухтомского (1875-1942).

Но настоящую революцию в биомеханике совершил Николай Александрович Бернштейн. Он не только создал теорию о двигательной активности животных и человека, но и превратил ее в инструмент познания работы мозга.

В 1996 году в мире отмечали 100-летие со дня рождения Н. А. Бернштейна, создателя современной биомеханики - учения о двигательной деятельности человека и животных. К этой дате были приурочены научные конференции в США и Германии. В работе международной конференции в университете штата Пенсильвания (США) приняли участие 200 специалистов из США, Германии, Японии. Россиянин В. П. Зинченко выступил с докладом "Традиции Н. А. Бернштейна в изучении управления движениями". Вот как рассказано об этом в "Книге странствий" Игоря Губермана: "На обеих этих конференциях был его ученик, которого молодые ученые издали оглядывали с почтительным изумлением, довольно различимо шепча друг другу: "Он знал его при жизни, это фантастика!". Только Россия, похоже, все еще не может осознать, что в ней родился и жил загнанный и непризнанный при жизни гений, идеи которого уже давно проходят во всех университетах мира как классические".

Литератор И. Губерман известен своей склонностью к гротеску, к эпатажу, но в данном случае в его словах - искренняя горечь. Ведь в России, на родине Н. А. Бернштейна, юбилей ученого официально не отмечали, лишь журнал "Теория и практика физической культуры", предназначенный для достаточно узкого круга специалистов, целиком посвятил ему один из номеров. Удивительная личность этого человека и огромный его вклад в мировую науку заслуживают гораздо большего внимания.

---

Мысли об участии центростремительной иннервации в регуляции деятельности мышц кратко высказывались еще Ч. Беллом и И.М. Сеченовым. Но экспериментально применительно к организации движения принцип циклического управления на обратных связях, т.е. использование сигналов о достигнутом результате для достижения необходимого (потребного) результата, был сформулирован в 1929 г. в одной из ранних работ Н.А. Бернштейна. 33-летний ученый писал: ’’Каждый моторный импульс, приводя к двигательному эффекту на периферии, тем самым вызывает проприоцептивные, центростремительные иннервации, влияющие, в свою очередь, на дальнейшее протекание моторных импульсов. Таким образом, здесь получается некоторая циклическая связь взаимной обусловленности, могущая быть количественно прослеженной до конца”1.

Н.А. Бернштейн сформулировал принцип ’’равной простоты”: для всякой структурной схемы, которая может выполнять множество различных элементарных процессов, принадлежащих к некоторому многообразию, линии равной простоты соответствуют тем направлениям на многообразии, передвижение по которым не меняет ни структурных принципов, ни принципов функциональной схемы.

Целостность и структурная сложность живого движения, которая была подмечена И. М. Сеченовым и нашла отражение в принципе доминанты А.А. Ухтомского, стала объектом глубокого исследования Н.А. Бернштейна. Его взгляды, основанные на большом экспериментальном материале, были изложены в статье ’’Проблема взаимоотношений локализации и координации”2. Статья, опубликованная в 1935 г. в журнале ’’Архив биологических наук”, сейчас стала уже классической. Эта статья подводит итог первого периода научных исследований Н.А. Бернштейна.

Революционно новым (и, увы, плохо понятым современниками) в этой статье было утверждение, что если приспособительная реакция организма формируется в процессе своего непрерывного сенсорного корригирования, то в центральной нервной системе неизбежно должно существовать в какой-то ’’закодированной” форме предвосхищение требуемого конечного результата реакции — ’’модель потребного будущего”, как ее назвал Н.А. Бернштейн. Основную мысль этой статьи можно сформулировать так: «на основе циклографического анализа тонких особенностей моторики было установлено, что даже самая простая двигательная реакция не вызывается какой-то заранее фиксируемой ’’преформированной” совокупностью возбуждений, что она, напротив, формируется импульсами, которые определяются лишь по ходу становления реакции и зависят:

а)    от информации, приносимой по афферентам, о ситуации на данный микроинтервал времени на двигательной периферии;

б)    от степени расхождения (т.е. от того, что теперь стало широко обозначаться в физиологической литературе как ’’рассогласование” между этой ситуацией и задачей движения). Формирование двигательной реакции происходит, таким образом, в процессе ее непрерывного сенсорного корригирования, непрерывной, все более точной подгонки под требуемое конечное выражение»3.

1 Бернштейн Н.А. Клинические пути современной биомеханики // Сборник трудов Государственного института усовершенствования врачей им. В.И. Ленина в Казани. 1929. Т. 1. С. 249—270.

2 Бернштейн Н.А. Проблема взаимоотношений локализации и координации // Арх. биол. наук. 1935. Т. 38. N 1. С. 1—34. См. также: Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. С. 39—78.

3 Бассин Ф.В. О подлинном значении нейрофизиологических концепций Н.А. Бернштейна // Вопр. философии. 1967. N 11. С. 69.

Координация — деятельность, обеспечивающая движению его целостность и структурное единство, — базируется главным образом не на особенностях процессов в одиночных невронах, а на определенной организации совместного действия последних. Организация же не может не быть отображена в анатомическом плане в виде определенной локализации. Но, как подчеркивает Н.А. Бернштейн, не следует смешивать локализацию с топикой.

В этой работе уже четко сформулированы идеи сенсорных коррекций (обратной связи) и рефлекторного кольца, сменившие традиционное представление о разомкнутой рефлекторной дуге, — идеи, предвосхитившие появление кибернетики. Бернштейном проложен путь от сеченовского ’’контроля движений чувством”1 к кибернетике.

Большой заслугой Н.А. Бернштейна является установление им того, что движение направляется ’’моделью потребного будущего”. Им было показано, с помощью каких средств двигательная задача реализуется в виде необходимого периферического результата. Соответствие двигательной задачи и реального движения рабочей точки при неоднозначности пути достижения этого соответствия, вариабельности условий реализации, непредвиденных помехах достигается поступлением информации об уже достигнутом и сопоставлением этой информации с моделью потребного будущего. В основу координирования двигательных актов Бернштейн положил принцип сенсорных коррекций, получивший признание в физиологии движений.

Н.А. Бернштейн одним из первых начал рассматривать управление движением как реализацию некоторой программы, хранящейся в центральной нервной системе в закодированном виде. Органическая слитность движений, их целостность в пространственно-временной реализации — веский аргумент наличия в центральной нервной системе ’’точных формул движений или энграмм последних”. И далее Бернштейн продолжает: ”Мы можем утверждать, что в тот момент, когда движение началось, в ЦНС имеется в наличности уже вся совокупность энграмм, необходимых для доведения этого движения до конца. Существование таких энграмм доказывается, впрочем, уже самим фактом существования двигательных навыков и автоматизированных движений”2. Н.А. Бернштейн пишет о моторном образе, проекте движения: ”... в высшем центральном органе необходимо должно существовать точное отображение того, что далее будет иметь место на периферии”3.

Среди новых течений, внесенных Сеченовым в понимание работы нервной системы, была также его борьба против ’’анатомического начала” и узкого локализационизма. В предисловии к лекциям по физиологии нервных центров, прочитанным Сеченовым для врачей в 1889—1890 гг., он писал, что хочет прежде всего ’’внести в описания центральных нервных явлений физиологическую систему на место господствующей по сие время анатомической, т.е. поставить на первый план не форму, а деятельность, не топографическую особенность органов, а сочетание центральных процессов в естественные группы”4.

1    Сеченов И.М. Избранные философские и психологические произведения. М.: Госполитиздат, 1947. С. 387.

2    Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. С. 58.

3    Там же. С. 62.

4   Сеченов И.М. Физиология нервных центров // Избранные произведения. М.: Изд-во АН СССР, 1956. Т. 2. С. 662.

Эта линия сеченовской идеи также получила блестящее развитие в исследованиях Н.А. Бернштейна, завершающих первый период его творчества.

В середине 30-х годов Н.А. Бернштейн написал книгу ’’Современные искания в физиологии нервного процесса”, в которой дал критический очерк истории нейрофизиологических исследований и анализ современного ему состояния нейрофизиологии. Эта книга явилась как бы ’’стартовой площадкой”, с которой начал свой путь новый этап нейрофизиологии — этап, на котором ученый был одним из первопроходцев. (Эта книга готовилась к выпуску Госиздательством биологической и медицинской литературы в 1936—1937 гг., но по ряду обстоятельств, к сожалению, не увидела света: книга не утратила интереса и для современного читателя и, надо надеяться, будет издана.) В главе ’’Центр и локализация. Исторический очерк” ярко нарисована история вопроса о взаимоотношении топики и функции.

В XVIII в. появилась новая натуралистическая теория мозга Галлера. Он определял мозг как ’’общее чувствилище” (sensorium commune). Галлер считал, что в мозге нет четко пространственно ограниченных центров отдельных функций (зрения, слуха и др.), а они диффузно распределены на преобладающей части мозга. В это же время возникли частично научные (анатомические), а частично фантастические (френология) представления Галля, утверждавшего, что каждая функция имеет свою четкую локализацию в мозге. Локализованными представлялись не только ’’простые” функции, но и чувство места, речи, цвета, инстинкты размножения и самосохранения, поэтический и математический таланты и даже едкость ума, почтительность, детолюбие, богобоязненность и т.д.

Н.А. Бернштейн проследил историю антилокализационизма и локализациониз-ма — двух течений, берущих истоки от Галлера и Галля, — историю, которую Н.А. Бернштейн уподобил качанию маятника от одного полюса к другому.