Проприоцепция
Проприоцепция позволяет нам понимать, где находятся различные части тела и что они делают. Закройте глаза и прикоснитесь пальцем к носу. Определите на мягкой ли траве или твердом бетоне стоят ваши ноги, одетые в обувь. Даже при отсутствии зрительного контроля вы все это можете сделать достаточно точно.
Проприоцепция позволяет телу выполнять различные действия одновременно и анализировать каждое по отдельности. Вы же можете бежать, ведя мяч в баскетболе, а потом аккуратно забросить его в корзину, не глядя на руку.
Ученые иногда называют проприоцепцию «шестым чувством». Но из всех чувств она наименее изучена. Однако, благодаря последним исследованиям все же удалось немного узнать о том, как работает проприоцепция, какие травмы могут нарушить ее работу и как улучшить эту функцию нашего организма с помощью специальных упражнений.
Проприоцепция: как это работает?
Проприоцепция обеспечивается органами-проприо(ре)цепторами. Это мышцы и их сухожилия, связки и суставные капсулы. Проприоцепторы выполняют роль своеобразных датчиков. Они реагируют на изменение длины волокон, на степень их напряжения, на сгибание-разгибание суставных элементов. Полученная информация передается по нервным (афферентным) волокнам в спинной, а потом и головной мозг. Здесь информация о положении мышц, суставов и сухожилий обрабатывается, формируется схема тела (или проприоцептивные ощущения).
Благодаря созданной схеме мозг человека определяет под каким углом находится тот или иной сустав: формируется объемная модель положения и позы всего тела. Чувствует направление и скорость движения суставов: модель из статичной превращается в динамичную. Оценивает мышечную силу, прилагаемую для движения сустава или его удержания в определенном положении: модель корректирует свои действия.
Результат работы мозга – формирование обратного ответа. А при необходимости, но уже по другим (эфферентным) нервным путям, посылается руководство к действию.
Приведем пример. Глубоко во всех наших мышцах находятся проприорецепторы, которые называются мышечными веретенами. Это длинные белки, заключенные в оболочки и расположенные параллельно мышечным волокнам. Они работают следующим образом:
- Когда мышца растягивается и мышечные волокна удлиняются, спирали мышечных веретен также увеличивают свою длину. И наоборот, сокращенная мышца вызывает сокращение мышечных волокон и мышечных веретен.
- Информация о степени и скорости растяжения (или сокращения) мышечного веретена передается по нервным путям в центральную нервную систему.
- Оценивается новое расположение частей тела относительно друг друга и в пространстве, перестраивается общая схема тела.
- Мозг посылает обратный ответ органу: сократиться или расслабиться.
- Мышца выполняет действие.
И, наверное, самое удивительное в этой схеме – работа нашего мозга. Представьте, что вы идете, а потом решили присесть. Каждая, даже самая малюсенькая, мышца и каждое сухожилие вашего тела начинают посылать информацию. Нервная система каким-то образом обрабатывает огромный объем данных без какого-либо вмешательства нашей сознательной деятельности и формирует «приказ». Если бы мы осознанно стали сами задумываться над ответом в каждом случае, то, скорее всего, сошли бы с ума от информационной перегрузки.
Но у нашей нервной системы весь процесс занимает менее миллисекунды, а в некоторых случаях происходит так быстро, что это называют «рефлексом». Цикл обратной связи работает постоянно. Даже когда человек спит, мозг поддерживает минимальный уровень проприоцептивных ощущений.
Такой постоянный цикл очень важен для всех. В обычной жизни мы выходим на улицу, используем ступеньки, идем по асфальту или траве: наше тело постоянно приспосабливается к новым условиям. А когда занимаемся спортом? Лыжник спускается с горы на равнину. Его организм делает бессознательные незначительные корректировки, чтобы оставаться в вертикальном положении и поддерживать равновесие. Играющему в футбол не нужно думать об изменении движений ног и ступней, чтобы приспособиться к удару по мячу и направить его точно в ворота.
Проприоцепция: как устроены проприоцепторы
Проприоцепторы представлены мышечными веретенами (датчики длины мышцы), сухожильными органами Гольджи (датчики напряжения мышцы) и механорецепторами суставов (в суставных капсулах и связках сустава), которые отслеживают сгибание или разгибание сустава и по строению сходны с сухожильными рецепторами Гольджи.
Каждое мышечное веретено имеет длину 3-10 мм и состоит из 3-12 очень маленьких заостренных на концах мышечных волокон (или интрафузальных мышечных волокон). Способные сокращаться концевые части этих волокон возбуждаются тонкими первичными гамма-эфферентными (двигательными) нервными волокнами, которые реагируют на изменение длины скелетной мышцы (или экстрафузальных мышечных волокон). Возбуждение передается в центральную часть интрафузального волокна, содержащую афферентные (чувствительные) нервные окончания. По афферентным нервным волокнам информация идет в мозг, обрабатывается и возвращается по альфа-эфферентным и вторичным гамма-эфферентным нервным путям. Окончания альфа-эфферентных расположены среди волокон скелетных мышц. Окончания вторичных гамма-эфферентных – среди волокон мышечного веретена. Все вместе они отвечают на полученный приказ сокращением или расслаблением.
Сухожильный орган Гольджи представляет собой заключенный в капсулу сенсорный рецептор, через который проходят волокна сухожилия. С каждым органом Гольджи связано около 10-15 мышечных волокон скелетной мускулатуры. Проприоцептор стимулируется, когда этот небольшой пучок мышечных волокон «напрягается» при сокращении или растяжении скелетной мышцы. Он оценивает напряжение мышцы и изменяет собственное напряжение. Информация по афферентному (чувствительному) нервному волокну передается в центральную нервную систему. Мозг анализирует ситуацию и выравнивает силы сокращения или расслабления скелетной мускулатуры, посылая ответ непосредственно к мышцам.
Проприоцепция: что происходит при нарушениях?
Мышечные веретена, сухожильные органы Гольджи, механорецепторы суставов – все эти структуры отвечают за проприоцепцию. И становится понятно, что разрыв мышцы или сухожилия, повреждение капсулы сустава или его связки приведут к дефициту проприоцептивных способностей.
Застегнуть пуговицы, поднести стакан с водой ко рту, сделать один шаг в темноте, достать ключи из кармана – эти действия кажутся нам элементарными. Мы не задумываемся, когда выполняем их. Но, к сожалению, некоторые заболевания и травмы не позволяют людям совершать такие привычные действия. Даже незначительная потеря проприоцептивной чувствительности при острой травме приводит к нарушению равновесия, координации, падениям. Мозг не получает достаточного объема информации. Новая схема тела может не вполне соответствовать действительности. Двигательная активность организма нарушается.
Об острых травмах коленного сустава и симптомах, связанных с ними, можно прочитать в рубрике Травмы колена
Как компенсировать нарушения?
Как у слепого человека обостряется слух, так и люди с нарушением проприоцептивной чувствительности вынуждены использовать другие чувства, чтобы двигаться и не потеряться в пространстве. Чаще всего в этом помогают зрение, слух, тактильные ощущения. Постоянный контроль движений, окружающего пространства, использование других источников чувствительности помогают справляться с такой не простой ситуацией.
Поэтому врачи подчеркивают важность более раннего выявления симптома нарушения проприоцептивного восприятия. Если причиной становится острая травма, особое значение придается комплексному лечению последствий травмы и прохождению полного курса реабилитации. Особая роль отводится занятиям лечебной физкультурой.
С начальным комплексом упражнений на сохранение или восстановление проприоцептивной чувствительности можно познакомиться здесь.
С упражнениями с фитнес-мячом для восстановления равновесия и проприоцептивной чувствительности можно познакомиться здесь.