1. Диапазон адаптивных реакций человека

1. Диапазон адаптивных реакций человека

Анатомические и физиологические особенности организма человека формировались на протяжении миллионов лет в эволюционном ряду позвоночных и млекопитающих.

Если анализировать антропологические показатели человека за последние 600 тыс. лет (время существования Homo Sapiens), то можно сделать вывод, что принципиально значимых изменений в скелете, структуре мышечных групп, соразмерениях конечностей и отдельных костей черепа не произошло. Мы не можем судить с достаточной степенью достоверности и о скорости двигательных реакций, ловкости движений человека умелого, поскольку по ископаемым останкам можно лишь составить представление об орудиях труда, деталях быта, а по наскальным рисункам воссоздавать отдельные картины охоты и примитивного быта. Но совершенно очевидно, что первобытный человек постоянно находился в условиях, где чрезвычайные ситуация требовали от него силы, выносливости, ловкости и определенных навыков в охоте на диких зверей, в защите жилища и очага от непрошеных и враждебных соседей или грозных сил стихии.

Жесткие условия естественного отбора из поколения в поколение передавали эти навыки, оттачивали координацию движений, закрепляли преимущество силы и ловкости и формировали облик будущего человека разумного.

Анатомия и физиология современного человека является результатом постоянной отработки и совершенствования механизмов адаптации прежде всего к повышенным, порой на грани возможного, экстремальным ситуациям.

Казалось бы в наш век технократически развитой цивилизации, где погоня за комфортом бытия, скоростью перемещения, овладению мощными источниками энергии и проникновением в тайны строения вещества — стали насущной потребностью человека, проблемы выживаемости должны решаться не так остро, как это было у первобытного человека… Но вся история нашей земной цивилизации говорит как раз об обратном. Несомненно, физические нагрузки на современного человека, окруженного сонмом машин и механизмов, не идут ни в какое сравнение с нагрузками на опорно-двигательный аппарат наших предков. Расхожее мнение, что лень — двигатель прогресса в какой-то степени (с известной долей юмора) справедливо.

Но интегральная плата за все преимущества нашего времени требует от современного человека именно в моменты чрезвычайных ситуаций порой не только и не столько интеллектуальных усилий, сколько мгновенной реакции все тех же мышц, нервов, суставов, конечностей…

И вот здесь оказывается, что привыкший к комфорту, избалованный ощущениями своего мнимого могущества и привыкший к самосозерцанию человек просто не способен в критические минуты или даже секунды отстоять свое право на жизнь. И не только свое, но и тех, кто в еще не наступившем будущем уже связан с ним незримой нитью обстоятельств, решений, поступков.

Что же может противопоставить человек воздействию факторов экстремальной ситуации?

Наиболее впечатляющими могут показаться достижения современного спорта. Но прежде чем мы проанализируем результаты и показатели мировых и олимпийских рекордов, будет полезно вспомнить (или узнать) следующее:

Диапазон физиологических показателей организма человека определяется теми механизмами, которые разворачиваются по сути на клеточном уровне.

Так, например, скорость проведения биоэлектрических сигналов по нервным волокнам может лежать в интервале от 0,5 до 180 м/с. И больше ее увеличить невозможно никакими допингами, тренировками или медитациями. Этот механизм отрабатывался миллионы лет и рассчитан на миллиарды лет вперед. Процесс освобождения энергии в клетках, в том числе и в мышечных, в результате расщепления молекул АТФ имеет также конечную скорость, и хотя интенсивность процесса гликолиза, гликогенолиза или цикла Кребса можно увеличить, вмешавшись в биохимию клетки, но все же и этот процесс требует для своей реализации времени и весьма осторожного подхода с учетом тех последствий, которые неизбежно будут сопровождать любое, «незапланированное» вторжение в систему регуляции гомеостаза организма.

Работоспособность мышечных клеток — поистине удивительна, но и она подчиняется строгим законам физиологии. Дисбаланс между накапливающейся в клетках-миоцитах молочной кислотой в результате усиленной работы и ее выведением (разрушением) приводит к снижению работоспособности мышцы, не говоря уже о нервно-мышечном блоке, который также служит своеобразным «предохранительным клапаном» при перегрузке опорно-двигательного аппарата.

Система рычагов конечностей обеспечивает далеко не полную свободу перемещений их друг относительно друга. Практически только плечевые суставы и суставы проксимальных фаланг верхних конечностей человека имеют шаровидную форму и обладают возможностью обеспечивать вращательные движения. Остальные суставы, затянутые в корсет мышечного аппарата и аппарата связок, гораздо менее подвижны, не говоря уже о суставах позвоночного столба.

Разумеется, специальные тренировки позволяют спортсменам-гимнастам и акробатам достигать поразительной гибкости опорно-суставного аппарата и проделывать изумительные по красоте и стремительности движения, но это достигается годами упорной работы над собой при использовании всего арсенала спортивного тренинга. Понятно, что обычному «среднему» человеку такое не под силу, тем более в считанные минуты или секунды критической ситуации.

Разумеется, физическое состояние опорно-двигательной системы, ее тренированность, способность к «взрывному» характеру реакций играют важнейшую роль в критической ситуации, но не менее важным фактором является срабатывание инстинктивной корково-подкорковой программы движений, следующих за принятием решения.

На схеме 10 показана организация двигательного акта при любой ответной реакции на сигнал внешней среды. Сигнал поступает в ЦНС по сенсорным каналам и запускает вначале систему оценки или биологической значимости сигнала. В моторных зонах коры возникает программа двигательного акта, затем эфферентные сигналы от пирамидных клеток Беца поступают по нисходящим пирамидным трактам в передние рога соответствующего сегмента спинного мозга, где активируют мотонейроны, приводящие к передаче моторных сигналов непосредственно к мышцам, реализующим конкретный двигательный акт.

Схема 10

Организация, регуляция и контроль движений

В то же время проприорецепторы мышц, сухожилий, связок активируются самим сокращением мышц и изменением положения конечности (сустава) в пространстве.

Сигналы от мышечно-суставного аппарата по восходящим трактам поступают в подкорковые структуры, а затем в зрительные зоны коры, куда одновременно приходят сигналы с органов зрения, контролирующих двигательный акт.

Аналогичная картина происходит и с сигналами, поступающими от проприорецепторов мышц к мозжечку, который координирует перемещение конечности в пространстве. Вестибулярный аппарат так же принимает самое непосредственное участие в организации и контроле за исполнением двигательного акта.

Вполне понятно, что на организацию даже сравнительно простого движения (например, верхней конечности, берущей карандаш) требуется время, в течение которого афферентные и эфферентные сигналы проходят по аксонам нейронов, переключаются в многочисленных синапсах, конвергируют, возбуждают массу релейных и вставочных клеток и т. д.

Организму было бы трудно выжить в условиях экстремальных ситуаций, если бы при возникновении очередной или каждой из них он был вынужден заново формировать и просчитывать все этапы развития ответной реакции.

Но за миллионы лет эволюции организмы сумели выработать не только тот комплекс ответных реакций, который базируется на инстинктах, но и создать (особенно у позвоночных животных, млекопитающих и приматов) более совершенные механизмы восприятия и оперативной обработки сигналов, выстраивающих адекватную ответную реакцию организма в минимально возможные промежутки времени.

Выдающийся физиолог нашего времени, ученик И.П. Павлова — П.К. Анохин детально разработал механизм оперативных функциональных систем, формирующихся в ЦНС при решении каждой конкретной задачи для целостного организма. На схеме 11 мы приводим несколько упрощенную схему построения функциональной системы (по П.К. Анохину).

Схема 11

Структура функциональной системы

Из приведенной схемы следует, что афферентный сигнал через сенсорные системы попадает вначале в подкорковые структуры ЦНС, а затем в кору больших полушарий, в соответствующие проекционные зоны. В этих зонах, а также в связанных с ними подкорковых структурах формируется аппарат афферентного анализа и синтеза, представляющий собой нейронные ансамбли, в которых анализируется качественная сторона сигнала, его сила (амплитуда), биологическая значимость, степень новизны и другие важные для организма характеристики. Формируется своеобразный информационный пакет, который затем передается в аппарат акцептора результата действия. Дело в том, что мозг хранит в своих блоках памяти если не все, то во всяком случае основные ситуации и картины всего, что имело биологически важное значение для организма. Здесь же хранится информация и о тех ответных реакциях организма (результатах), которые возникали в ответ на воздействие факторов внешней среды.

Аппарат акцептора результата действия также представляет собой определенные группы или комбинации групп нейронов и нейронных ансамблей в корково-подкорковых структурах мозга.

Именно здесь происходит более детальный анализ поступившего сигнала и формируется блок принятия решения, программа ответной реакции организма.

Затем включается исполнительный блок (механизм) и, как следствие, конечный результат действия.

Результат действия немедленно оценивается всей системой и вносятся соответствующие коррекции, что и закладывается в блоки памяти мозга.

При этом необходимо отметить, что в формировании различных функциональных систем могут быть задействованы одни и те же нейроны или нейрональные ансамбли. После срабатывания функциональной системы и оценки результата действия, функциональная система готова к созданию следующего паттерна или следующей системы, в которую снова могут быть включены те же самые нейроны и нейрональные группы, которые перед этим участвовали в решении предыдущей задачи. Если необходимо, мозг может извлекать из блоков памяти результаты других предшествовавших ответных реакций, комбинировать информацию и выстраивать иные, более сложные или более простые системы.

Мы остановились здесь столь подробно на механизме формирования функциональных систем лишь потому, что из анализа всего экспериментального и медико-биологического материала, накопленного при исследовании различных функциональных систем, следует один весьма важный для специалиста, изучающего человека в экстремальных ситуациях, вывод: функциональные системы, формирующиеся в ЦНС при решении любой (в том числе и экстремальной!) ситуации, могут быть скорректированы специальными приемами, позволяющими в более сжатые промежутки времени использовать уже имеющуюся в ЦНС информацию о других, сходных данной, ситуациях и, соответственно, выстроить более адекватную схему ответной реакции.

Блок принятия решения, выдающий пакет импульсов на исполнительную (моторную) систему, не является чем-то жестко задетерминированным, он также может поддаваться определенной коррекции и даже срабатывать с некоторым опережением, давая организму больше шансов на положительный конечный результат, который и является в конечном счете главным системообразующим фактором.

Литература по исследованию моделей функциональных систем — весьма обширна. И здесь можно обратиться к весьма нетривиальным моделям и исследованиям школы К.В. Судакова, что несомненно даст новый импульс к разработке проблемы человеческого фактора в экстремальных ситуациях.

На схеме 12 показана возможность развития событий и включения действующих факторов в формирование функциональной системы, реализующей в конечном счете реальные, резервные, а в исключительных случаях и запредельные возможности человека в экстремальной ситуации. Отработка, коррекция механизмов формирования такой функциональной системы должны заключаться в том, чтобы в максимально короткий промежуток времени реальные возможности ответной реакции человека были «смещены» к включению резервных возможностей или даже запредельных возможностей организма.

Схема 12

Человек в экстремальной ситуации

Из приведенной схемы следует, что факторы времени, неожиданности и риска являются наиболее существенными для человека в экстремальной ситуации. В реальных случаях факторов может быть и больше, например, в данный блок можно включить психологический статус человека, состояние тренированности опорно-двигательной системы, ее реактивность и т. д.

Но решающими все же являются именно эти три фактора. Функциональная система, возникающая в ЦНС человека при решении данной конкретной ситуации, несомненно, в режиме дефицита времени должна выбрать наиболее оптимальный вариант, а это возможно не только при наличии собственного опыта, основанного на успешном решении предыдущих ситуаций, но и создании оптимальных условий для построения адекватной функциональной системы. Повышение уровня адекватности может быть достигнуто специальными приемами, о которых будет сказано в дальнейшем.

Теперь, уже с позиций формирования в ЦНС функциональных систем, вернемся к реальным возможностям современного человека.

Большой спорт, несомненно, проявляет пограничные, почти запредельные в определенных моментах возможности человеческого организма. Мировые и олимпийские рекорды растут по абсолютным показателям год от года, но одновременно «спрессовываются», показывая все меньший и меньший разрыв в чередующихся во времени рекордов. Счет уже идет на миллисекунды, граммы, сантиметры.

Будет интересным привести здесь следующие показатели абсолютных мировых рекордов по некоторым видам спорта.

В тех же видах Леонид Тарасенко в 1990 г. показал результат 216 кг (рывок) и 203 кг (толчок). Интересно отметить, что в тренировочных подходах этим выдающимся тяжелоатлетом был показан феноменальный результат в рывке: Тарасенко поднял на грудь штангу весом в 266 кг.

Широко известны цирковые трюки русских богатырей Ивана Поддубного, Заикина, Дикуля, когда например, атлет, в положении лежа на спине, выдерживал вес платформы, на которую поднимались до двух десятков людей или въезжал грузовик. Можно представить, какие нагрузки приходятся на опорно-двигательный аппарат человека во время работы с подобными тяжестями, в каком режиме работают мышцы у бегуна на короткую дистанцию или выносливость и работоспособность сердечнососудистой, дыхательной, мышечной систем у бегуна на марафонские дистанции.

Наблюдая соревнования по спортивной и художественной гимнастике можно поражаться высочайшей координации движений спортсменов на снарядах или в произвольных упражнениях. При этом необходимо помнить, что все это происходит в условиях психологического стресса, создаваемого самой атмосферой соревнований, особенно если это соревнования на первенство мира или Олимпийские игры. Несомненно, повышенный уровень адреналина и кортикостероидов в крови позволяет мобилизовать волю, стремление к победе, выплеснуть весь эмоциональный заряд и мастерство, отточенное годами упорных тренировок. Но «адреналиновый допинг» создает условия для формирования у спортсменов экстремальных состояний, достигающих пиковых значений во время соревнований. При этом, необходимо учитывать и тот факт, что ежедневные многолетние тренировки, оттачивающие уровень мастерства спортсмена, заставляют человека отказываться от многих привычных стереотипов жизни, что также требует дополнительных усилий со стороны психики и при определенных условиях может привести к срыву, депрессии и даже уходу из большого спорта. Не случайно, что во всех видах спорта со спортсменами команд мирового и олимпийского уровня обязательно работают психологи, помогающие преодолевать указанные затруднения.

Таким образом из анализа вышеприведенного материала можно сделать вывод, что физические и физиологические возможности организма человека достаточно высоки, но далеко не безграничны. Адаптационно-защитные механизмы адекватно срабатывают в определенном функциональном «коридоре», вне пределов которого реакции могут не соответствовать реалиям выхода из экстремальной ситуации и сохранения жизни.

Тем не менее, резервные возможности организма человека позволяют путем тренировок опорно-двигательного аппарата и соответствующего психологического тренинга значительно расширить диапазон адаптивных реакций и, соответственно, более адекватно отреагировать на неожиданно возникшую критическую ситуацию.

Арсенал методик и методологий современного тренинга может (по выбору) включать традиционные европейские школы, восточные школы, использовать методики, основанные на научных разработках или специфических особенностях Хатха-йоги, Тибетской медицины и других древнейших способах защиты от воздействия экстремальных факторов. Здесь многое зависит от исходных возможностей человека, уровня его культуры, способно стей и т. д. Но важно уяснить следующее: любая, даже самая экстравагантная теория без практики и систематической, настойчивой работы над собой не даст результатов. Отсюда вполне понятно, что выйти из критической ситуации можно только заранее подготовившись к ней морально и физически. Но еще лучше — правильно и, главное, вовремя оценить надвигающуюся опасность и попытаться избежать ее. А для этого также необходим тренинг не только опорно-двигательной системы, но и органов чувств, тех самых механизмов, которые, формируя функциональную систему в ЦНС, создают в аппарате акцептора результатов действия оптимальную модель ответной реакции человека. Создают и адекватно разворачивают ее в реальной экстремальной ситуации.

Резюме к содержанию раздела

Адаптационно-защитные реакции человека на разнообразные, в том числе и экстремальные факторы внешней среды формировались в течение длительного периода эволюции.

Опорно-двигательная система человека, органы чувств, аппарат ЦНС, сердечнососудистая система и эндокринные железы участвуют в осуществлении любой ответной реакции на сигналы внешней среды. Возможности этих систем могут меняться в зависимости от того, насколько необычным, чрезвычайным является внешний сигнал (или пакет сигналов) для человека в каждой конкретной ситуации.

Диапазон обычных, резервных или запредельных возможностей человека определяется, с одной стороны, всей конструкцией сомы и психического статуса человека, а с другой — способностью организма в результате определенных тренировок сдвинуть вышеприведенную триаду от обычных к резервным или даже запредельным возможностям организма.

Экстремальные ситуации могут быть пролонгированы, но могут развиваться в ограниченные интервалы времени, когда на размышления не остается порой даже нескольких секунд жизни. Отсюда следует вывод о необходимости систематического тренинга опорно-двигательной системы, сенсорного аппарата, отработки навыков и приемов, позволяющих в ЦНС сформировать функциональные системы, быстро и адекватно реагирующие на возникновение чрезвычайной ситуации, принять единственно правильное решение и реализовать его в максимально короткий срок.

В этом и заключается стратегия и тактика выживания в экстремальных ситуациях.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.