Реферат: Руки человека

--1--

Некогда,миллионы лет назад, конечность обе­зьяны в процессе эво­люции преобразилась вчеловеческую руку. С тех пор человек имеет в сво­ем распоряжении слож­нейший посвоему уст­ройству инструмент, творческие возможнос­ти которого безгранич­ны. Втончайшей игре и слаженном взаимодей­ствии с мозгом этот ин­струмент, которыйИм­мануил Кант назвал «орудием духа», познает мир и придает ему но­выеочертания. Чем бы ни были заняты наши ру­ки — жонглируют ли они шарами, месятли тесто, дирижируют ли оркестром или вырезают из дерева игрушку для ре­бенка,- движения их точны и совершенны. Секрет невоспроизводимости человеческой руки,ее превосходства над любыми копиями заключен в человечес­ком мозге, которыйуправляет механизмами моторики, одновремен­но обрабатывая данные, поступающиеот органов

Человекне задумывается над тем, как он ходит. С тем же привычным автоматизмом онпользуется рукой как инструментом. Однако достаточно хоть раз обратить вниманиена многообразие функций, которые выполняет наша передняя конечность, чтобыпонять, каким чу­дом природы мы наделены. Рука не только хватает, поднимает,держит, бросает, ловит (этот ряд можно продолжать до бесконечности), рука — этои уникаль­ный орган осязания, способный до мельчайших ню­ансов оценитьповерхность и фактуру любого пред­мета. Рука «видит» в темноте и «за углом» — то, что не ле­жит перед глазами. Мно­гие тысячи осязатель­ных клеток и нервныхокончаний на пальцах и ладонях воспринимают и осваивают окружаю­щее, передаваяголов­ному мозгу важнейшую информацию о мире. В «увиденном» с помощьюосязания неосвещен­ном пространстве мож­но поймать мяч или про­ехать навелосипеде. Наши пальцы — это высокочувствительный инструмент, прикосновениякоторого способны передавать всю палитру эмоций. Одно прикосновение ру­киспособно приласкать и успокоить ближнего, а порою даже исцелить болезнь. Рукастоль чув­ствительна, что слепой на ощупь определяет достоинство той или инойбанкноты и с помо­щью пальцев читает шрифт Брайля. Вдоль бороздок на коже паль­цевнаходятся потовые поры, расположение которых и создает ха­рактерный, неповтори­мыйузор — знаменитый «отпечаток пальца». На кончике каждого пальца — тысячи связан­ныхс мозгом осязательных клеток, реагирующих на силу давления, температуру, боль.Все нити управ­ления и координации работы пальцев, связок, суста­вов и костейведут в мозг. Приблизительно треть моз­говых центров, от-

--2--

вечающих за нашидвижения, не­посредственно связана с руками. Что же касается ноги, инструментадля наших обезьяньих предков не менее важного, то для нее в мыслительном аппа­ратеотведено места не больше, чем всего для двух пальцев руки. Работа рукиконтролируется также зрением: глаза играют важную роль в ситуациях, ког­да надовзять предмет и найти для него новое место.

Насколькотонко взаимодействуют двигательный аппарат и наши чувства, показывают опыты,прове­денные канадскими исследователями. Участники эксперимента при помощибольшого и указательно­го пальцев поднимали разные по весу и фактуре ци­линдры.Выяснилось, что сила хватки в равной сте­пени зависит как от веса, так и отфактуры.

Рукачеловека с самого рождения обладает большой физической си­лой. Младенцы,которым всего несколько дней, способны удерживать собственный вес. Са­мыесильные пальцы -указательный, средний и безымянный. Чем бли­же они пригнуты кладо­ни, тем сильнее, благо­даря короткому рычагу, оказывается хватка. Средимножества рекор­дов, которые поставле­ны при помощи руки, есть и весьма необыч­ные.Некий англичанин, к примеру, перенес в ру­ках четырехкилограммо­вый кирпич нарасстоя­ние 99,4 километра. Один австриец прошел на руках за 55 дней 1400километров от Ве­ны до Парижа. Его сооте­чественник одним паль­цем протащил натри ме­тра нагруженный пивом тринадцатитонный грузо­вик с двумя водителями.

Хватательныйрефлекс восхо­дит ко време­нам, когда прачеловеческие детеныши дер­жались зашерсть матери. Пять вытянутых пальцев выдер­живают нагруз­ку в 57 кило­граммов,а согнутые паль­цы — и гораздо большую.

Другаяисследовательская группа, из немецкого города Ки­ля, пришла к не менее интересномувыводу: всякое хватательное движение делится на два компонента — приближение кпредмету и его захват, причем обе программы управляются мозгом совершенно неза­висимодруг от друга. В принципе, существуют два основных типа движений рук. Первыйтип — это та­кие движения, которые управляются при помощи об­ратной связи. Кним относятся всевозможные филигранные операции, производимые рукой. Второй тип- это баллистические движения, которые разво­рачиваются как бы по готовой про-

--3--

грамме. Такиедвижения очень быстры, но модифицировать их трудно, и они не отличаютсястопроцентной точнос­тью — когда, например, мы ловим мяч или наносим удар. Этимдвижением кошка ловит птицу. От ста до двухсот миллисекунд требуется на то,чтобы про­грамма движения сформировалась в коре головно­го мозга, была переданамускулам и привела их в действие. Поэтому кошка и выбрасывает лапу туда, где ожидаетпоявления птицы, лишь через двес­ти миллисекунд. Для того чтобы вносить последниекоррективы в эту программу, кошка наделена еще и «суперскоростной связью» междулапой и глазом.

Правали правая рука?

Структуранашего мозга активнейшим образом влияет и на то, какой рукой мы предпочитаемдейст­вовать. Правое, «творческое», полушарие управляет левой рукой. Возможно,поэтому многие великие ху­дожники — левши. В списке великих левшей мы на­ходимимена Леонардо да Винчи, Микеланджело, Гольбейна и более близких к нам по времениПауля Клее, Пабло Пикассо, Чарли Чаплина, Пола Маккартни. Уже Платон и Руссоборолись за узако­нение прав левой руки, но и они не победили укоре­нившегосяпредрассудка: «правый» — синоним слов «правильный, хороший», верно то, чтосделано пра­вой рукой. «Левый» же, наоборот, во многих языках, религиях икультурах- «нечестный», «нечестивый», левша подчас вообще «посланник дьявола».Как по­казывают труды российских и английских ученых, анализировавших срезы исколы древних каменных орудий, homo sapiens уже более двух миллионов лет назадбыл правшой. Это подтверждают данные и других исследований. Животные, выполняяслож­ные движения лапами, тоже тяготеют к односторон­ности. Если, например,положить полоску бумаги на голову жабе буфо буфо, то она постарается спихнутьее правой лапкой. Курица разгребает землю в поис­ках зерен правой ногой. Вкакой степени предраспо­ложенность к ведущей роли той или другой рукипередается по наследству, пока точ­но не установлено. Канадские уче­ные пришлик выводу, что леворукость передается по линии матери, но при этом, если обародителя — лев­ши, ребенок обычно рождается правшой. Причиной левосторонностимо­жет быть и различная степень разви­тия полушарий мозга. Среди левшейособенно много людей тех профессий, для которых нужны творческие, ассо­циативныеспособности, определяе­мые правым полушарием. По статисти­ке, среди та­лантливыхвыпускни­ков

--4--

универ­ситетовлев­шей в два раза боль­ше, чем в среднем среди всего населения. Криминалистикатоже не обходит стороной эту тему. Не только «король револь­вера» Билли Кидлюбил стрелять ле­вой рукой; по статистике, среди малолетних преступниковлевшей вдвое больше, чем тех, кто орудует правой. Среди людей, страдающихзаиканием, ночным недержанием мочи, среди шизофреников и умст­венно отсталыхлевшей также несоразмерно много. По-видимому, обе крайности — гениальность и поме­шательство- чаще встречаются у левшей.

Эволюциячеловеческой руки

Животныевообще тяготеют к односторонности, од­нако среди обезьян в равной степенипредставлены правши и левши. Но в неволе большинство из них предпочитаютправую, видимо, «обезьянничают», наблюдая за людьми. Тот, кому в зоопаркеприходи­лось внимательно наблюдать повадки шимпанзе, орангутангов и горилл,наверняка поражался их сходству с поведением человека. Оно особенно на­гляднопроявляется в движениях рук, когда обезь­яна ест банан, чешется, ласково беретза руку партнера. Обезьянья лапа и человеческая рука демонст­рируют при этомпрактически одинаковую сноровку, даже когда речь идет о самых сложныхдвижениях. Именно с появлением первых приматов около шес­тидесяти миллионов летназад начинается история человеческой руки. Однако исходная форма нашейпередней конечности была создана гораздо раньше: возраст нужно отсчитывать,начиная с рыбьего плав­ника с пятью лучами. Древний сородич сегодняш­нейдвоякодышащей рыбы отправился на завоева­ние суши более трехсот пятидесятимиллионов лет назад. Он стал общим прапредком амфибий, репти­лий, птиц и млекопитающих.Многие позвоночные до сих пор сохранили пятипалые конечности.

Эволюциюруки обезьяны и человека предопреде­лило, по-видимому, то, что наши предкидолжны бы­ли приспособиться к жизни на деревьях. Приматам нужна была лапа,способная не только отталкивать­ся от земли при беге. Они должны были научитьсясгибать пальцы, чтобы цепляться за ветки и лазить по ним. Так у наших предковсформировалась нео­бычная конечность с длинными пальцами, практи­чески каждыйиз которых может двигаться незави­симо от остальных. А для того чтобы рука несоскаль­зывала с ветки, на ладони выработался рельеф, вроде того, что есть наавтомобильной шине. Эта си­стема бороздок на подушечках пальцев образует не­повторимыйрисунок.

--5--

 Практическое ееназначение в том, чтобы увеличивать силу трения. Кроме того, бывшие обитателидеревьев получили дополнитель­ное «сцепляющее средство» — это пот на стопах ила­донях. Он выделяется особенно активно в моменты опасности. Когда наши ладонии стопы потеют от волнения или стресса, это не что иное, как древней­ший рефлекс,реакция на экстремальную ситуацию при подготовке к побегу, охоте, борьбе. Кколебани­ям температуры пот на ладонях и стопах не имеет никакого отношения:ведь даже в очень сильную жа­ру во время сна руки и ноги никогда не потеют. Апосле пробуждения должно пройти некоторое время, прежде чем «смазка» начнетвырабатываться, поэто­му многие обезьяны сразу после сна лазают по де­ревьям счрезвычайной осторожностью.

Универсальныйязык жестов

Сточки зрения зооморфологии, существенных раз­личий между возможностямичеловеческой руки и лапой обезьяны нет. Человек берет мелкий предмет кончикамибольшого и указательного пальцев, и шимпанзе делает точно так же, но чуть болеенеук­люже,- вот и вся разница. Однако если перечислить все, что можетчеловеческая рука помимо хватания, станет ясно, насколько далеко мы ушли отсвоих ла­зающих по деревьям предков. Красноречивее всего об этомсвидетельствует язык, на котором разговари­вают глухонемые, — язык жестов. Вэтом языке руки полностью берут на себя функции звучащей речи. Но и просторазговаривая друг с другом, мы все рав­но помогаем себе руками. Жест, какправило, сопут­ствует словесному объяснению. Попробуйте, напри­мер, объяснитьребенку, что такое винтовая лестни­ца, и вы увидите, как ваша рука начнетэнергично рисовать в воздухе петли серпантина. Речь и жести­куляция прочносвязаны в нашем мозге. Люди, ко­торым во время эксперимента запрещалось сопро­вождатьбеседу движением рук, говорили гораздо менее отчетливо, вяло, с трудомформулировали мысль и путали отдельные понятия.

Активнаяжестикуляция — незаменимый помощ­ник речи, когда оратору приходится выступатьна почтительном расстоянии от публики. Поэтому акте­ры на сцене жестикулируютгораздо активнее, чем в кино. Адольф Гитлер брал в двадцатые годы уроки уактера Базиля, игравшего в придворном театре ге­роические роли. Вероятно, унего будущий фюрер научился простирать руки к слушателям и привле­кать ихскорее жестами,

--6--

 чем аргументами.Жесты выдают человека, когда он лжет. Зрители, которым было дано заданиевыражать восторги по поводу заведомо беспомощного фильма, разоблачали себя ску­достьюи невыразительностью жестикуляции. По не­которым независимым от слов движениям,вроде постукивания пальцами по столу, мы можем судить о внутреннем состояниисобеседника, угадываем исхо­дящую от него доброжелательность или угрозу. Дру­гиедвижения, например почесывание затылка, сви­детельствуют о нехватке слов илисмущении говоря­щего. Может быть, в этом жесте заложена также подсознательнаяпопытка стимулировать мозг. Эти­ми вопросами занимается психология жестов. Она,однако, совершенно бессильна перед загадкой того,  как именно мозг контролируетдвижения рук и включает их в контекст поведения и речи. Получа­ется, что мыприблизительно представляем себе связь моторики с абстрактным мышлением и осяза­нием,но как и благодаря чему действует эта связь — остается для нас тайной за семьюпечатями.

Вседороги ведут в мозг

Обычноедействие, для которого предназначена человеческая рука, — взять нужный предмети пере­нести его в другое место. Но какие гигантские дости­жения эволюции,какие усилия природы вложены в это естественное, подчас неприметное действие,стало очевидно лишь при первых попытках сделать руку-робот. «То, что для рукипростейшая задача, для нас пока недостижимая вершина», — признается Ф. Пфайфер,научный сотрудник Технического уни­верситета в Мюнстере. Его лабораториясконструи­ровала руку с четырьмя пальцами, которая приво­дится в действиегидравлическим устройством и да­же может ухватить такой хрупкий предмет, какяйцо. Но для этого движение каждого пальца нужно заранее программировать взависимости от разме­ра и формы яйца. Малейшая неточность — и катаст­рофанеизбежна! Взять стакан с водой и поставить в нужное место — для робота этопока очень сложно. Он не в силах переместить предмет в пространстве так жебыстро, точно, осторожно, как это постоянно делает человек (и уж простоневозможно научить ро­бота жонглировать!). Ни один из созданных по сей деньроботов не в состоянии оценить, какова поверх­ность предмета — гладкая или шероховатая,горячая или холодная, жесткая или мягкая. Из двухсот с небольшим костей,поддерживаю­щих нашу «водянистую» плоть, больше четвер­ти — 54 — приходится наобе

--7--

руки. Залегкостью игры пианиста стоит сла­женное взаимодействие 15 ореховидных, шар­нирныхи седловидных суставов. Однако точ­ность этих действий оп­ределяется не толькоот­лаженной механикой. Тайна совершенства че­ловеческой руки — в не­разрывнойсвязи с моз­гом. Там сходятся все нити, управляющие пре­красно сработавшимсяоркестром пальцев, су­хожилий, мускулов и ко­стей. Именно мозга не хватаетроботу. Наверное, при больших затратах технически возможно создать ро­бот смеханическими возможностями, как у челове­ческой руки. Но даже идеальный роботне сможет чувствовать, жестикулировать, включаться в обще­ние. Так что всеэксперименты с искусственной ру­кой служат в конечном счете лишь тому, чтобыдока­зать: в мире человеческой цивилизации рука может сделать почти все. Кромесамой руки...