Как видно из сказанного и продемонстрированного на примерах, управление движениями посредством упругих тяг представляет очень большие трудности — именно потому, что при таком устройстве двигательный результат будет зависеть не только от того, как вели себя тяги, но и от множества побочных, неподвластных нам причин. Можно десять раз подряд совершенно одинаково дергать за эти тяги и при этом получить десять ни в чем не сходных между собой движений стержня. Управление подобной системой оказывается возможным только при посредстве непрерывного контроля какого-либо «органа чувств», да и то сначала требует порядочной ловкости. Мы снова возвращаемся к тому же самому принципу, который в свое время позволил природе преодолевать избыток степеней свободы подвижности и даже проявить по отношению к их количеству высокую щедрость. Это — принцип контроля над движением при помощи чувствительной сигнализации: спасительный принцип, который выручает и на этот раз.

Можно, пожалуй, сказать, что рассмотренное сейчас третье осложнение, зависящее от упругой податливости тяг, по своему существу очень близко к предыдущему. Если при одинаковых потягиваниях могут в разных случаях получаться различные движения, это значит, что двигаемый стержень не обладает вынужденным движением, т. е. имеет избыточные степени свободы. Только в данном случае придется для различения обозначить эти особые степени свободы как динамические, зависящие уже не от свойств подвижности органа, а от особенностей его силового обслуживания («динамика» — учение о силах). Разумеется, если выход из положения в принципе найден, то уже не составляет большой разницы, преодолевать ли сотню кинематических степеней свободы («кинематика» — учение о подвижности) или приплюсовать к ним еще полсотни динамических степеней свободы на придачу.

Что называется координацией движений?

Теперь пора подвести основные итоги этого очерка. Мы установили, что управление двигательным аппаратом нашего тела — действительно многосложная задача, даже в наиболее упрощенном подражании едва-едва решимая для самой мощной техники нашего времени. А поняв сущность заключающейся в ней трудности, мы можем дать и исчерпывающее определение того, что такое координация движения.

Координация и есть не что иное, как преодоление избыточных степеней свободы наших органов движения, т. е. превращение их в управляемые системы. Степени свободы, упоминаемые в этом определении, могут быть, как уже сказано, кинематические и динамические.

Нетрудно будет дать точное обозначение и тому основному принципу, который позволил природе обеспечить управляемость костно-мышечных двигательных аппаратов и которому уже в целом ряде устройств подражает по мере сил современная техника, — принципу, опирающемуся на контролирование движений посредством органов чувств. Однако нам будет удобнее сперва обратиться еще к одному примеру из техники, который подскажет нам и наилучшее название для рассматриваемого принципа. Мы имеем в виду прицельную артиллерийскую стрельбу.

Летящий пушечный снаряд принадлежит к числу тел с большим избытком степеней свободы, напоминая этим органы нашего тела. Его движение в воздухе далеко от вынужденного. На его полет влияют и колебания плотности воздуха, и ветер, и восходящие воздушные течения, и всегда возможная нестрогость в расположении его центра тяжести и т. д. Вследствие этого никакая точность предварительного расчета, никакая проработанность прицельных таблиц, основанных на опытах, не может обеспечить меткого попадания с первого же выстрела. Поэтому приходится поступать иначе.

Где-нибудь в отдалении от батареи и удобном для этого месте устраивается наблюдательный пункт, имеющий с батареей телефонную связь. Наблюдатель сообщает на батарею свои наблюдения над местом разрыва первого выпущенного снаряда, в какую сторону и насколько уклонился от намеченной цели. Командование батареи сейчас же переводит эти данные на язык того, насколько и в каком именно смысле требуется исправить наводку, и дает приказ произвести второй выстрел. За ним следует новое донесение наблюдателя (уже более благоприятное) и новое внесение поправок — то, что на языке артиллеристов называется корректировкой[13] стрельбы. После вторичной корректировки прицел обычно оказывается уточненным уже настолько, что можно переходить к огню на поражение.

Пользуясь удачным термином и применяя его для вполне сходного случая, мы называем в физиологии описанный выше принцип внесения непрерывных поправок в движение на основании донесений органов чувств принципом сенсорных коррекций. «Сенсорный» (с латинского) в точном переводе, значит «относящийся к чувствительности», «опирающийся на чувствительность». Роль артиллерийского наблюдателя-корректировщика при этом исполняется в нашем организме всевозможными органами чувств.

Из принципа сенсорных коррекций следует одна интересная вещь. Привычно и общепринято думать, что выполнение произвольного движения — полностью дело двигательных систем нашего организма: мышц — как непосредственных двигателей, двигательных нервов, передающих в мышцы приказы (импульсы) к движению от спинного и головного мозга; наконец, так называемых двигательных центров мозга, откуда исходят эти приказы-импульсы к мышцам. Оказывается, дело обстоит далеко не так, и чувствительные системы нашего тела загружаются при выполнении того или другого движения не в меньшей степени, нежели двигательные. По чувствительным нервам всевозможных специальностей: осязательным, зрительным, нервам мышечносуставной чувствительности, вестибулярным нервам уха, несущим сигналы, связанные с чувством равновесия и т. д.— текут непрерывные корректировочные потоки сигналов к мозгу, уведомляющие его, так ли течет начатое движение, как оно было спланировано, и в каком смысле требуются поправки. Каждая мышца, сокращаясь по ходу движения, раздражает этим какой-нибудь из чувствительных аппаратов, который немедленно сигнализирует об этом мозгу. Каждый залп двигательных импульсов, прибывающих из мозга в мышцу, оказывается прямой причиной нового залпа импульсов, текущих уже в обратную сторону — от чувствительного аппарата в мозг. Там этот поток чувствительных сигналов преобразуется в соответствующие коррекции к движению, т. е., в свою очередь, является причиной возникновения новых двигательных импульсов, исправленных и дополненных, снова мчащихся из мозга в нужные мышцы. Перед нами, таким образом, замкнутый кольцевой процесс — то, что в нервной физиологии называется рефлекторным кольцом. Разрыв такого кольца в любом месте приводит к полному распаду движения, как это подтверждает богатый материал заболеваний нервной системы.

Несколько кратких примеров с убедительностью покажут нам, как совершается эта сенсорная коррекция движения и к каким результатам она приводит. Возьмите перо и сделайте скорописью ряд движений по бумаге, выписывая безостановочно ряда букв шшшш — сперва с открытыми, затем с закрытыми глазами. Вы не обнаружите почти никакой разницы. Теперь сделайте такой же опыт, но с написаннием какого-нибудь слова, например «координация». Опыт снова удастся, но уже менее благополучно. Дальше напишите это же самое слово, но уже печатными буквами — опять первый раз при открытых, второй при закрытых глазах. Наконец, изобразите два кружка рядом, после чего в каждом поставьте по прямому кресту их диаметров; и это действие повторите затем при закрытых глазах. Я подобрал эту цепочку заданий так, что каждое последующее заведомо будет выходить все хуже и хуже после выключения зрительной коррекции, а последнее из заданий наверняка приведет к полному провалу, если только вы не обладаете исключительной двигательной одаренностью или не упражнялись тщательно в письме и черчении при закрытых глазах. Анализ этого простого примера в том, что первое задание исполняется нами почти полностью под контролем мышечно-суставной чувствительности, не нуждаясь в коррекции зрения, а чем дальше, тем больше оказывается необходимым зрительный контроль, выключение которого сразу разрушает всю правильность движения.