Как проприоцепция и кинестезия обеспечивают ощущение движения в пространстве
Задачи вроде той, когда стоя с закрытыми глазами нужно указательным пальцем коснуться кончика носа, или повернуть руль автомобиля достаточно плавно и в нужную сторону, чтобы совершить манёвр на дороге, решаются с помощью отлаженной работы проприоцептивной системы.
А вот каково это, когда система работает не на полную мощь, здоровый человек может ощутить на себе в результате использования местной анестезии, например, в стоматологии. Тогда обработанная область ощущается как чужая. В таких условиях не только перестаёт чувствоваться боль, но и возникают проблемы с восприятием своего тела.
Что это такое
Способность тела ощущать расположение своих частей относительно друг друга и пространства, совершать точные и координированные движения называется проприоцепцией. Также она отвечает за равновесие и ловкость, является одним из условий нормального функционирования вестибулярной системы и подразделяется на:
- интерцепцию, отправляющую мозгу данные о внутренних органах;
- экстерцепцию, которая передаёт сведения о внешнем мире.
Человек, у которого проприоцептивные способности в порядке, в состоянии двигать конечностями, при этом правильно рассчитывая, в каком направлении и на какое расстояние они смещаются. Обычно этот процесс дополняется автоматичными движениями для коррекции положения тела.
Кроме того, существует понятие «кинестезия», которое иногда отождествляют с проприоцепцией, но чаще их всё-таки разделяют, относя первую к сознательной реакции организма на ситуацию, а вторую к неосознанной. Также кинестезию считают поведенческим чувством, отвечающим за перемещение тела и ощущение движения, основывающимся на данных, получаемых от вестибулярного аппарата и зрения.
Примером служит мышечная память, сформированная многократным повторением физических упражнений в спорте или при работе на компьютерной клавиатуре, когда сначала нужно искать правильную клавишу глазами, а наработав опыт человек способен печатать быстро и «вслепую».
Виды мышечных чувств
Здоровый человек даже с закрытыми глазами способен определить стоит он, сидит или лежит, согнуты ли у него ноги и руки, опущена голова или повёрнута в сторону. В этом организму помогают следующие составляющие проприоцепции:
- Чувство положения — определяет углы между суставами, формируя представление о расположении и позе всего тела.
- Чувство движения — определяет направление и скорость движения суставов.
- Чувство силы — оценивает мышечное усилие, прилагаемое для движения или удержания сустава.
Мышечное чувство тесно связано с другими видами восприятия, чаще всего с чувством прикосновения и давления. Взаимодействуя со слухом и зрением, оно лежит в основе ощущений времени.
Как это работает
Моторные нейроны отправляют в мозг информацию о внешней среде и о положении каждого члена организма, затем мозг обрабатывает данные и по итогам отдаёт приказы мышцам. Существует множество 
проприорицепторов, сенсорных рецепторов, расположенных в разных отделах организма:
- в связках, суставах и коже;
- в шее и лабиринтном аппарате внутреннего уха;
- в мышцах и сухожилиях.
Рецепторы на коже называются механорецеторы, они отправляют данные о расположении конечностей. Также к проприорецепторам относятся:
- Нервно-мышечные веретена – веретеновидные структуры, покрытые соединительнотканной капсулой, расположенные между мышечными волокнами, предоставляющие данные об изменениях в длине мышц, об их сокращениях и растяжениях.
- Сухожильный орган Гольджи (или аппарат Гольджи) сообщает о перемене степени напряженности мышц и сухожилий и находится в сухожилиях, между мышцами и костями. По структуре это нервные нити, окружённые тонкими мышечными волокнами и заключённые в отдельные капсулы, за счёт чего ещё называются «сухожильные веретёна».
Сокращения скелетных мышц приводят к сокращению мышечных волокон внутри веретён. Образуются нервные импульсы, которые отсылаются в центры спинного мозга, а далее, если нужно – в головной мозг. Так организуется непрерывное поступление данных о положении тела в пространстве, степени сгибания и разгибания суставов и напряженности мышц. Эти данные обрабатываются и в итоге позволяют определить точное положение конечностей и отправить нужные команды к мышцам.
Сами по себе проприорецепторы есть у всех, но скорость их реакции у каждого из нас разная. Наглядным примером работы проприорецепторов может служить «сухожильный рефлекс». Воздействие на сухожилие колена приводит к рефлекторному сокращению четырехглавой мышцы ноги.
Для чего это нужно
Все это говорит о том, что при любых физических упражнениях в центральную нервную систему направляется огромное количество импульсов, отправленных рецепторами из разных органов и мышц. Это приводит к повышению возбудимости центральной нервной системы и нормализует работоспособность организма.
Также обработка такого объёма информации стимулирует развитие мозга, именно поэтому в развитии детей особое внимание уделяется мелкой моторике. Доказано, что активный образ жизни способствует улучшению обучаемости во всех сферах. А это напрямую связано с нормальной работой проприоцептивной системы.
«Иллюзия резиновой руки»
Зрительная, тактильная, кинестетическая и слуховая модальности отправляют в мозг информацию. Он, в свою очередь, анализируя совокупность полученных данных, формирует в сознании образ тела. Учёные экспериментальным путём выяснили, что образ тела подвижен, его можно изменить, причём всего за несколько минут. Также удалось выяснить, что способность управлять конечностями тесно связана с осознанием целостности тела. Это хорошо демонстрирует эксперимент, который называется «иллюзия резиновой руки».
Процедура проводится в разных вариациях, но общее остаётся то, что руку испытуемого отводят поодаль и прячут под покрывало, коробку или за перегородку, а затем размещают искусственную руку на стол перед ним так, как если бы это была его собственная. После этого испытуемый должен зафиксировать свою кисть в схожей позиции с реквизитной. Когда процесс подготовки завершён, над руками производят синхронные действия, чаще всего выбирают поглаживание кисточкой. Так продолжается в среднем от двух до четырёх минут и приводит к тому, что в какой-то момент человек начинает воспринимать резиновую руку как свою. Это говорит о том, что мозг человека, получая зрительную и тактильную информацию, постепенно производит проприоционный перенос и изменяет восприятие своего тела.
Учёные с помощью специальных датчиков в процессе экспериментов измеряли интенсивность электрических пульсаций, отправляемых мозгом в спрятанную конечность, и выяснили, что в момент, когда у человека возникает ощущение, что резиновая рука – его собственная, поток значительно сокращается. Это доказывает, что не только на уровне восприятия, но и на физическом, мозг на какое-то время переставал воспринимать собственную руку как свою.
Потенциальные возможности
Люди, с нарушениями мышечных чувств, теряют точность движений, с возрастом этот процесс происходит естественным путём, но иногда причиной этому может послужить какое-либо заболевание. В том числе многие из тех, кто пережил инсульт, перестают воспринимать парализованные конечности как свои, словно они им больше не принадлежат. Это как раз и служит причиной активных исследований этого вопроса.
Но учёные надеются, что досконально изучив этот вопрос, они смогут разработать диагностический инструмент, помогающий выяснить:
- до какой степени восприятие человеком своего тела совпадает с реальным образом;
- как скоро его мозг принимает новый образ себя;
- что конкретно искажено в восприятии тела.
Эти знания позволят решать терапевтические задачи, создавая восстановительные процедуры для пациентов.
Но прежде необходимо выяснить, как мозг формирует и хранит внутреннее представление о своём теле и почему, если ощущения владения своим телом формируются, основываясь на проприоцепции, мозг начинает путаться, когда получает противоречивые данные с других модальностей, в частности, от зрения.
