Взрослым и Детям

Что такое движения, или как мы двигаемся?

Все движения человека зависят от согласованности  работы скелета, мышц, головного мозга, разветвленной сети нервов и органов чувств. Все вместе они образуют чрезвычайно сложную систему координации и контроля необходимую для выполнения различных движений.

Координация и контроль.

Любое наше действие – прикосновение к кончику носа, ходьба, акробатический номер – зависит от невероятно сложного взаимодействия разных систем организма: костно-мышечной, нервной и головного мозга, и системой чувств.

Когда человек выполняет любое движение легко, без видимых усилий, значит, системы организма взаимодействуют слаженно (координировано).

Легко ли положить конфету в рот? Сначала теменная область мозга получает информацию от органов чувств, и составляет карту положения тела по отношению к конфете. Затем информация передаётся в преддвигательную область мозга, где решается, как взять конфету. После чего соответствующий план действий передаётся в двигательную область (моторную), и та уже посылает сигналы мышцам, сообщая, как поднести конфету ко рту. И так далее…

Мы не всегда отдаёт себе отчет в том, что любое наше действие (движение) – это результат двух различных видов деятельности: умственной и физической. Центр управления всеми движениями – мозг.

Прежде чем какое-либо движение будет выполнено, должны появиться желание (волевой акт) и необходимая информация. Область мозга, отвечающая за подачу сигнала к действию называется преддвигательной (премоторной), а та, которая отвечает за соответствующие его выполнение – двигательной (моторной).

Рассмотрим это на простейшем виде повседневных действий, как питиё из чашки. Сигналы, благодаря которым осуществляется пространственное восприятие, поступают в теменную долю верхней части мозга. Получив от туда информацию, двигательная область даёт команду мышцам кисти и руки, чтобы поднять чашку и поднести её ко рту тогда, когда вы решили сделать глоток. Затем двигательная область приводит ряд других мускулов в действие, которые дают нам возможность втянуть в себя и проглотить жидкость.

Входе выполнения серии движений от нервов, находящихся в мышцах и суставах, в мозг непрерывно поступает информация о том, в каком положении и состоянии находятся эти мышцы – сокращения или расслабления. Чтобы взять в руки чашку, вы слегка подаётесь в перед, при этом центр тяжести вашего тела смещается. Тут же включаются рефлекторные механизмы равновесия, благодаря которым мышцы производят необходимы изменения. Такие адаптационные изменения регулируются мозжечком.

Для выполнения каких бы то ни было движений необходимо взаимодействие различных групп мышц. Например, только при одном шаге у человека работают 54 мышцы.

Как и большинство видов спорта, футбол требует большой согласованности движений ног и глаз. Такой уровень координации достигается путем длительных тренировок с самого раннего возраста.

Результат сложной работы, связанной с управлением всеми мышцами, задействованными в выполнении какого-либо движения, зависит от двигательных нервных волокон. Они тянутся к мышцам от головного мозга и позвоночного столба. Каждое волокно имеет ответвления, идущие к определенной группе мышечных волокон.

Когда от ветвей нервного волокна поступает импульс, в работу вступает вся группа управляемых им мышечных волокон. Такие группы мышечных волокон называются мышечными узлами. Количество мышечных волокон в узле зависит от точности выполняемого движения. Например, движения глазного яблока требуют очень высокой точности, поэтому в его мышцах всего около десяти мышечных волокон на каждый мышечный узел, а в бицепсах ( мышцах руки), где столь высокой точности не требуется, каждый узел насчитывает свыше тысячи мышечных волокон.

И так, для того, чтобы совершить движение, нам требуется слаженная работа нескольких систем организма:

— двигательной, или еще ее называют костно-мышечной. Это кости и мышцы.

— нервной. Это головной мозг, спинной мозг и нервы.

— системы органов чувств. Это глаза, уши, рецепторы обоняния, вкуса, тактильные.

Мышцы.

Все движения тела возможны лишь благодаря мышцам. Без них мы даже не могли бы пережёвывать пищу, да и кровь не совершала свой бег. Вследствие чего мышечную систему можно назвать двигателем организма. 40% человеческого тела состоит из мышц, т.е. на каждые 10 кг веса человека приходится 4 кг мышц.

Ученые не могут прийти к единому мнению относительно того сколько мышц в теле человека. В зависимости от того как считать некоторые мышцы – по отдельности или как часть большой мышцы, количество их в теле человека колеблется между 656 и 850.

Самая большая мышца человеческого тела – большая ягодичная, к самым маленьким мышцам человеческого организма относятся мышцы, которые двигают глазное яблоко. Они же являются самыми активными. А вот самыми сильными являются челюстные мышцы. Работая вместе челюстные мышцы способны смыкать наши коренные зубы с силой 90,7  кг и больше. Работают, а значит, и тренируются, наши челюстные мышцы постоянно: когда мы разговариваем, поём, едим, что-то откусываем и даже когда зеваем или дышим через рот при насморке.

Функции мышц: осуществление движения туловища и конечностей, поддерживание равновесия тела, глотательные движения и прочие.

В организме различают три основных типа мышц. Первый — это поперечно-полосатые мышцы, которыми управляет головной мозг. Вместе с костями и сухожилиями они отвечают за все наши движения от улыбки до пробежки по лестнице. Второй — это гладкие мышцы, получившие такое название за то, что именно так они выглядят под микроскопом. Они отвечают за непроизвольные движения внутренних органов, скажем, кишечника и мочевого пузыря. И третий — это сердечная мышца, из которой почти целиком состоит сердце.

Сейчас мы говорим о движениях, совершаемых человеческим телом, а значит, о поперечно-полосатых мышцах.

Поперечно-полосатые мышцы широко распределены по всему нашему телу, даже у новорожденного младенца составляют значительную часть веса- до 25 %. Они управляют движениями самых разных частей скелета- от крохотной стремянной мышцы, двигающей стремечко в ухе, до большой ягодичной, которая образует ягодицу и командует тазобедренным суставом.

От моторных (управляющих движениями ) участков коры головного мозга нервы проходят по спинному мозгу и разветвляются на множество контролирующих мышцы окончаний. Без подаваемых нервом сигналов мышца теряет способность сокращаться и постепенно атрофируется.

Когда у нас возникает желание согнуть руку, наш мозг посылает нервный импульс к мышце руки- бицепсу , он сжимается; мышца, напрягаясь, становится короче и толще. В то же время трицепс – мышца, противоположная бицепсу, — расслабляется ( становится длиннее). Чтобы выпрямить руку, мышцы бицепса должны расслабиться, а мышцы трицепса- сжаться.

Мышцы можно тренировать с помощью физических упражнений. Когда мышцы работают- они развиваются, увеличиваются в размере, становятся более эластичными и выносливыми. Поэтому нас не удивляет тот факт, что у спортсменов, занимающихся велоспортом, заметно увеличены мышцы ног, а у культуристов, которые с помощью силовых упражнений развили мускулатуру, мышцы эффектно рельефны.

Штангист наращивает массу и силу мышц упорными тренировками. Без тренировок  штангист перестанет так выглядеть. Бездействующие мышцы со временем атрофируются. И штангист уже не поднимет эту штангу.

Поперечные мышцы состоят из продолговатых клеток, которые располагаются параллельно. Благодаря своему строению и способности передавать нервные импульсы, поперечные мышцы выполняют команды мозга.

Нервная система и мозг.

Нервы «подключены» к мышечным волокнам в определенных участках их поверхности. «Электрическая» сила поступающего в мышцу нервного импульса ничтожна по сравнению с происходящими в ней «электрическими» изменениями, поэтому нужен усилитель. Подача сократительного импульса происходит в моторном окончании, где двигательный нерв стыкуется с мышечным волокном. Проходящий по нерву «электрический» импульс высвобождает вещество ацетилхолин, который заставляет мышцу сокращаться.

Чем бы мы не занимались, наша нервная система незримо участвует в каждом нашем действии. «Рабочими элементами» нервной системы являются миллионы взаимосвязанных клеток- нейронов, выполняющих ту же функцию, что и провода в сложной электрической машине. Нейроны принимают сигналы в одной части нервной системы и передают их в другую ее часть, где эти сигналы могут поступить на другие нейроны или вызвать какое-либо действие, например, сокращение мышечных волокон.

Нейрон — самая длинная клетка организма, к тому же долгожитель. Длина нейрона может достигать полутора метров, а продолжительность жизни может быть такой же, как и продолжительность жизни самого человека. В нервной системе человека более пятнадцати миллиардов нейронов, а общая их продолжительность равна расстоянию от Земли до Луны.

Нейрон — это структурно-функциональная единица нервной системы. Они бывают разных размеров и форм. Состоят из многочисленных разветвленных отростков ( дендридов) и одного длинного отростка (аксона). Аксоны образуют нервные мякотные белые волокна, обволакивающие серое вещество позвоночных нервных клеток. Дендриды передают нервные импульсы другим нейронам, а по аксонам импульсы идут от тела клетки к мышцам или железам.

Нейроны — очень хрупкие клетки, которые легко могут быть повреждены или уничтожены в результате травм, инфекции, давления, химического воздействия или недостатка кислорода. Разрушенные нейроны не восстанавливаются, поэтому это чревато серьезными последствиями.

Нервная система разбита на две взаимосвязанные части. Одна из них- центральная нервная система (ЦНС)— состоит из головного и спинного мозга. Вторая- переферическая нервная система (ПНС)— включает все нервные ткани за пределами ЦНС. И ЦНС и ПНС состоят из ряда компонентов.

У ПНС два отдела: внешняя, или соматическая, нервная система и внутренняя, или вегетативная, нервная система.

Соматическая система играет двойную роль. Во-первых, она собирает информацию о органов чувств и посылает ее в ЦНС. Во-вторых, она перелает сигналы от ЦНС скелетным мышцам в ответ на полученную информацию, тем самым обуславливая движения.

Вегетативная нервная система отвечает за регулирование функций внутренних органов и желез, включая сердце, желудок, почки и поджелудочную железу.

То есть, за осознанные действия, например, как езда на велосипеде, отвечает соматическая система. Мы говорим о самом процессе движений, совершаемым человеком, а значит нам интересен соматический отдел ПНС.

Соматическая нервная система состоит из двух компонентов- сенсорной и моторной систем. Информация о внешнем мире воспринимается органами чувств, например, глазами, имеющими особые рефлекторные клетки. Другие подобные клетки воспринимают сигналы боли, осязания и температуры кожи. Сигналы от этих рецепторов передаются в ЦНС по чувствительным нервным волокнам. Совокупность таких сигналов, интенсивность которых достигает миллионов импульсов в секунду, дает нам необходимую информацию о внешнем мире.

По чувствительным нервным волокнам информация поступает в ЦНС, а оттуда команды передаются тем или иным мышцам по двигательным нервным волокнам. И чувствительные, и двигательные волокна входят в состав сенсорных и моторных нейронов. Все нейроны состоят из тела клетки и четырех рядов проводящих волокон. Тела клеток чувствительных нервных волокон находятся рядом с головным или спинным мозгом, а моторных нейронов- внутри головного или спинного мозга.

Возможности нервной системы наиболее ярко проявляются в молниеносной реакции первоклассных спортсменов.

Спинной мозг играет роль двустороннего проводящего пути между головным мозгом и ПНС. Вторая функция спинного мозга связана с управлением простыми рефлекторными действиями. Картинка д-п стр. 15 взаимодействие центральной соматической и вегетативной НС.

Человеческий мозг часто называю биологическим компьютером- «биологическим» , потому что он является частью живого организма, а «компьютером» , поскольку он, подобно обычному компьютеру способен собирать, обрабатывать, хранить и использовать самую разнообразную информацию.   Большие полушария, или большой мозг, наиболее развитый отдел головного мозга, большую часть наружной поверхности которого составляет кора головного мозга.

Около 90 % мозга занимают два больших полушария. Они прикрывают собой сверху остальные отделы, которые значительно меньше по объему ( 10%), и переходят в верхнюю часть спинного мозга.

Хотя сравнение с компьютером дает некоторые представления о том, на сколько сложна умственная деятельность, это лишь часть общей картины. Дело в том, что наш мозг способен справляться с большим объемом данных, чем компьютер, и способы их обработки у него более разнообразны.

Вся информация в мозг поступает от органов чувств- глаз, ушей, носа, языка и кожи,- а также от рецепторов растяжения в мышцах и терморецепторов, которыми усеяно наше тело. Их можно сравнить с устройствами ввода компьютера. Данные поступают в особые входные, или сенсорные, области полушарий мозга. От головного мозга отходят двенадцать пар черепно-мозговых нервов и множество нервных проводников. Некоторые из этих нервов- чувствительные, они передают в мозг импульсы от органов чувств, например, зрительный нерв. Другие нервы- двигательные, они передают указания от мозга к мышцам, например, общий зрительный двигательный нерв.

На картинке каждая область тела представлена пропорционально частям мозга, отвечающим за ее работу. Пунктирные линии- отделы двигательных областей, сплошные- сенсорных.

В коре головного мозга имеется зона, отвечающая только за прием сенсорной информации. Другая зона занимается рассылкой нисходящих двигательных импульсов. Размер такого приемника или передатчика зависит от части тела. Так, обширная часть сенсорной зоны связана с губами, т.к. они очень чувствительны. А в двигательной зоне крупный участок выделен для рук.Человеческий мозг работает с невероятной быстротой. За долю секунды он анализирует изображение и звуки и мгновенно выдает двигательные команды.

Гипоталамус и гипофиз- это «устройства вывода» мозга, которые можно сравнить с дисплеем или принтером компьютера. Они получают команды от полушарий мозга («процессора») и отображают программы, управляющие другими органами. Еще одним «выводным устройством» являются мышцы. Получаю указания от «двигательных» участков мозга, они, сокращаясь, заставляют тело двигаться.

Определенные участки головного мозга отвечают за способность говорить, слышать, видеть, запоминать и т.д.

В отличие от компьютера, который можно выключить, мозг- этот «управляющий» человеческого организма работает круглые сутки, даже во время сна.

Функции мозга не ограничиваются одной обработкой информации. Здесь зарождаются наши чувства, эмоции и желания, он усваивает новые знания, мысли и творит.

Скелет

Если бы скелет не выполнял бы опорную функцию, то из-за значительной массы мягких тканей тело человека было бы округлым и сплющенным. Наше тело сохраняет форму благодаря твердым элементам, или костям, из которых состоит скелет.

Основные функции скелета:

— служить опорой тела и сохранять его прямое положение;

— защищать жизненно-важные внутренние органы;

— наряду с мускулатурой выполнять движения.

И последняя функция, к стати, самая главная. В скелете взрослого человека около 206 костей. Невозможно указать точное их количество, поскольку существуют так называемые дополнительные косточки, имеющиеся у одних и отсутствующие у других людей.

На кисти, руки, лодыжки и стопы наших ног приходится больше половины костей тела. А чем больше костей, тем больше суставов и мышц, а значит, в этом месте более гибким будет тело. Вот почему мы можем выполнять небольшие, точные движения руками и стопами ног, например, завязывать шнурки на ботинках или балансировать, стоя на цыпочках.

Самая длинная и самая крепкая кость в теле человека – бедренная кость, или бедро. Самая маленькая – стремечко, расположенное в среднем ухе.

Как работают мышцы и кости?

Наш мозг заставляет скелетные мышцы двигаться, посылая через нервную систему сигналы. Нервы в мышцах принимают сигнал и заставляют их сокращаться, т.е. мышцы становятся короче и толще. При сокращении мышцы тянут кости, к которым они прикреплены. Но эти мышцы не могут толкать, а только тянуть, поэтому заставит кость возвратиться в первоначальное положение другая мышца, действующая по второй команде, поступающей из мозга. Таким образом – в паре – работают многие мышцы.

Итак, из всего сказанного ранее, становится понятным, что для осуществления осознанного (произвольного) движения человеку необходимы кости, мышцы, мозг и нервы, а еще – органы чувств.

Органы чувств.

Большую часть (до 80%) информации об окружающем мире мы получаем через глаза. Наши глаза специально предназначены для того, чтобы снабжать нас информацией о глубине, расстоянии, величине, движении и цвете. Самое интересное то, что, чтобы совершить многие движения, мы пользуемся зрением, и, одновременно, чтобы лучше рассмотреть предмет (объект, на который будет направлено движение) мы поворачиваем глазные яблоки, а то и всю голову, т.е. пользуемся  движением.  И, конечно же, все это не может быть совершено без мозга и нервов.

То, как мышцы выполняют действия, частично зависит от информации, которую они постоянно получают от органов чувств, контролирующих наши движения. Значимость такой обратной связи подтверждается экспериментами: человека просят что-нибудь написать, при этом свою руку он видит только на экране телевизора. Пока изображение на экране полностью  совпадает с тем, как человек обычно видит и воспринимает движения своей руки, он пишет так, как всегда. Однако, стоит изменить положение камеры и показать человеку его руку с непривычной стороны, как его восприятие нарушается и писать становится очень трудно.

Обоняние и вкус, некогда столь же необходимые человеку для выживания, как слух,  осязание, и зрение, ныне гораздо слабее развиты, чем у животных, и играют второстепенную роль.  Однако, для многих истинная красота роз скрыта в их упоительном аромате. Лизнув мороженое кончиком языка, мы во всей полноте ощущаем его изумительный вкус!

Но чтобы почувствовать вкус и запах, мы опять задействуем целый ряд систем нашего организма.  Нужно наклониться к розам или взять розу в руки и поднести к носу, потянуть носом воздух, чтобы захватить побольше пахучих частиц, т.е. хорошенько принюхаться. Для этого нам нужны и нервная система, и мышечная, и скелет, и, конечно же, органы чувств, такие как зрение, обоняние и осязание. То же и при лакомстве мороженным.

Когда мы дотрагиваемся до объектов разных форм и поверхностей, мозг получает более точные сигналы, чем те, что идут от органов слуха, зрения, обоняния и вкуса.

Человек обладает пятью чувствами: зрением, обонянием, слухом, вкусом и осязанием. Осязание словно подстраховывает иные чувства и удостоверяет, что перед нами на самом деле. В отличие от остальных четырех чувств, которые реализуются через конкретные органы – глаза, уши, нос и рот, осязательные ощущения воспринимаются по всему телу.

Вы отдернете руку от горячей поверхности прежде, чем она успеет вас обжечь. Касания позволяют передать самые разные эмоции, в том числе те, которые не выразить иным способом. Подчас нашим пальцам мы доверяем больше, чем другим впечатлениям; иногда не верится, что предмет реально существует, пока сам не дотронешься до него. Издавна существует поговорка о недоверчивом покупателе: «Ему нужно не просто товар посмотреть, а пощупать, понюхать и на зуб попробовать».

Обращение с помощью прикосновений особенно важно для маленьких детей, еще в большей степени, младенцев, — именно так ребенок чувствует, что кто-то есть рядом и что этот кто-то его любит. На коже находится множество рецепторов, способных отреагировать на следующие возбудители: боль, прикосновение, холод, тепло, надавливание.

Различные рецептивные поля отличаются по степени чувствительности, которая зависит от концентрации нервных окончаний в различных участках человеческой кожи.  Например, каждый может ощутить, что ему на кончик языка надавливают именно двумя остро отточенными карандашными грифелями, даже если они будут в 1 мм друг от друга; а если колоть ими в области спины, то только в случае расстояния в 5 см между ними человек ощутит не один внешний раздражитель, а несколько.

Поскольку осязание дает нам очень много знаний об окружающем мире, то оно может заменить собой недостаток других ощущений. Наилучший пример – шрифт Брайля, позволяющий  слабовидящим читать при помощи пальцев.

И опять для этого нам нужны и нервная, и костно-мышечная системы, и система органов чувств – все вместе и одновременно.

Используемая литература:

1)      Энциклопедия необходимых знаний. Книга эрудита. Автор-составитель В.А.Менделев издательство «Книжный клуб «Клуб семейного досуга». Харьков 2007г.

2)      «Древо познания» Универсальный справочник для всей семьи 2003г.

3)      Атлас анатомии человека издательство «Книжный клуб «Клуб семейного досуга». Харьков 2008г.

4)      Современный справочник школьника. Издательский дом «Владис» Ростов-на-Дону 2005г.

5)      Джуди Геленс и Нэнси Пир «Книга ответов для почемучек» издательство «Книжный клуб «Клуб семейного досуга». Харьков 2004г.

5 комментариев на “Двигательные системы в организме человека.”