ПРОБЛЕМЫ МАНУАЛЬНОЙ АСИММЕТРИИ

Функциональная асимметрия мозга (ФАМ) – феномен, отражающий неодинаковые функциональные проявления левого и правого полушарий в реализации моторных, сенсорных и психических задач. Наиболее заметным проявлением асимметрии является моторная (МА). Под этим подразумевается совокупность характеристик неравенства функций рук, ног, мышц правой и левой половины тела [18].

Из практических соображений часто требуется выделить ведущую конечность. Обычно учитывают ее предпочтение, более частое использование при выполнении действий ногой или рукой, большую силу и эффективность, быстроту и точность выполнения тех или иных двигательных задач и преобладание (доминирование) при совместном использовании обеих конечностей [18], [24]. Особое значение это играет в спортивной практике [1], [2].

Исследователи отмечают, что для большинства людей правая рука является ведущей, следовательно, в моторной функции левое полушарие является доминантным. Количество праворуких в разных популяциях взрослого населения составляют от 75-80% до 95-97%. Эти значения неодинаковы в различных регионах, меняются в течение короткого исторического периода, зависят от пола, возраста, этнокультурных особенностей и, видимо, некоторых других факторов. Так, в странах европейской цивилизации доля леворуких в среднем составляет 5-10%, но в последнее время удельный вес людей с преимущественным использованием левой руки возрос до 20-25%. В странах традиционно восточной культуры (Китай, Япония) их менее 5%. С другой стороны, мнение о том, что МА с возрастом сглаживается [4], [12] сталкивается с исследованиями, которые обнаруживают даже усиление асимметрии как у мужчин, так и у женщин в старших возрастных категориях [25].

Такие разночтения могут быть связаны с разными факторами, из которых одним их важнейших является отсутствие общепринятых оценок МА. Кроме того, МА – явление в значительной степени наследуемое. Однако пенетрантность соответствующей генной комбинации – около 50%. Полной ясности с генетикой рукости нет. Аннет [3] предложена генетика рукости людей, в которой она определяется одним геном (рецессивно кодирующая леворукость). Вместе с тем ряд авторов полагают зависимость от пары генов [5]. Исследования показывают наличие более сложной комбинации, которая в итоге и влияет на реализацию признака, его пенетрантность. Кроме того анализ осложняет неоднородность выборок, а в ряде случаев их текучесть (например в спортивных группах).

Психогенетики также ставят вопрос об экспрессии признака, то есть его количественной выраженности, в том числе степени доминирования. Один из методов количественной оценки МА с помощью коэффициента праворукости предлагают Брагин Н.Н. и Доброхотова Т.А. [5].

Цель нашего исследования – анализ актуальных и нерешенных проблем ФАМ и, в частности, МА.

Задача исследования – оценить роль различных факторов в изменении моторной латерализации и ее особенности.

Обследовались группы учащейся молодежи разных спортивных специализаций, занимающихся и не занимающихся спортом.

Возраст испытуемых юношей и лиц контрольной группы составил 16-22 года и 22-28 лет. Кроме того исследовались особенности динамики МА у студенток, изучающих иностранный язык и у детей 8-11 лет занимающихся борьбой дзюдо.

Набор тестов позволяет оценить использование левой или правой рук при выполнении ряда манипуляций.  , где

Епр – количество проб, выполняемых правой рукой,

Ел – количество проб, выполняемых левой рукой,

Ео – любой рукой, без предпочтения.

Этот коэффициент меняется в диапазоне от – 100% (все выполнено левой рукой) до +100% (все выполняется правой рукой).

В типичном случае распределение Кпр в популяции близко к нормальному, особенности которого могут быть связаны с какими-то возмущающими средовыми факторами. При рассмотрении такой кривой можно выделить группы леворуких (их, как правило, очень мало) и группы праворуких с разными коэффициентами праворукости, которые можно охарактеризовать как лиц с сильно (Кпр – 75-100%), средне (Кпр – 50-75%) и слабо выраженной праворукостью (Кпр – 25-50%). Лиц с Кпр от– 25 до +25% можно отнести к амбидекстрам. Могут быть другие варианты, но даже такого деления, мы думаем, достаточно, чтобы в значительной степени унифицировать показатели рукости и их изменения в сторону большей или меньшей латерализации.

При анализе полученных данных были использованы методы вариационной статистики с использованием вычислительной техники и программного пакета Microsoft Excel 2010.

Перестройки в моторной сфере и изменения моторного профиля асимметрии могут проявляться по-разному. Характер тренировочного процесса направлен на достижение высокого спортивного результата, который зависит от различных особенностей физической нагрузки и не только. Исследования отмечают ослабление МА и вообще ФАМ в видах спорта с выраженной симметрией движений (плавание, лыжи и т.д.) [12], [15], [16], факторы ведущие к таким изменениям не всегда понятны и могут носить неспецифический характер. Например, наши исследования группы молодых футболистов 16-18 лет в течение года позволили обнаружить у 70% изменения МА, хотя тренировочный процесс у них не направлен на развитие особенностей верхних конечностей. Наблюдение за спортсменами-студентами, получающими образование в сфере физической культуры, показали уменьшение доли сильно праворуких (Кпр 75-100%) у юношей [26]. Аналогичные изменения были обнаружены и в группе высококвалифицированных пловцов [27]. У пловцов заметны отсечение сильно выраженной праворукости.

Изменения МА в тренировочном процессе затрагивают не всех спортсменов. Известно, что у части леворуких высокий уровень нейротизма [19], что осложняет психологическую адаптацию к неблагоприятным событиям спортивной жизни. На это накладываются особенности тренировочного процесса, который организует конкретный тренер и индивидуальные психофизиологические характеристики спортсмена [3].

Это может приводить к «выдавливанию» части спортсменов с выраженной леворукостью и соответствующими психологическими особенностями из данного вида спорта. Происходит своеобразный отбор людей с определенными характеристиками, которые позволяют добиваться достижения полезного результата с помощью специфических особенностей ФАМ, вообще, и МА в частности [17].

Студенческая популяция в плане исследований обладает одним важным преимуществом – это довольно стабильная часть дема в течении 4-5 лет. Отток существует, но он не радикален. Поэтому можно предполагать, что изменения ФАМ связаны с влиянием более менее однородных тренировочных факторов. По мере обучения в вузе обнаруживается ослабление асимметрии. Особенно это заметно среди борцов-юношей. При этом у небольшой части спортсменов высокой квалификации изменение МА не происходит. Это характерно для юношей с высоким Кпр. У девушек-спортсменок старших курсов изменения рукости носили схожий характер с юношами. У девушек не спортсменок, студенток-филологов, специализирующихся на изучении иностранных языков такие изменения не обнаружились. Более того, на четвертом курсе доля праворуких с высоким коэффициентом праворукости достоверно выше, чем на первом, что ранее не проявлялось с такой отчетливостью. Анализ ситуации показал, что в процессе обучения произошло усиление компонентов связанных с использованием компьютера. Возможно, это результат соответствующего характера обучения, который с точки зрения собственной моторики к движению не имеет прямого отношения [20].

Изменения, которые обнаруживаются при изучении динамики МА, носят ограниченный характер и могут быть достаточно лабильными.

Изменения Кпр у большинства борцов-юношей (для других видов спорта картина не имеет такой определенности) приближаются к значениям 30-40%.

Возможно, это показатели организации мозга оптимальные для эффективного достижения полезного результата. Прочность такой перестройки, по-видимому, носит индивидуальный характер, который зависит от качества природных особенностей, лежащих в основе навыков.

Николаенко Н.Н. [14] справедливо отмечает, что в ряде случаев нужно учитывать разные особенности использование руки целиком или ее части. Степень использования конечности, рук в частности, зависит от конкретной задачи. Разные двигательные задачи могут требовать участия всей руки, целой конечности, только пальцев (манипуляции с ножницами) или сложной комбинации нервно-мышечных компонентов, включающих и руки и ноги.

МА формируется в онтогенезе. Морфофункциональная основа левого и правого полушария не вполне одинакова уже на момент рождения. Это проявляется в том, что часть детей очень рано проявляет тенденцию выполнять простейшие движения определенной рукой. Когда основная рука левая, это бросается в глаза. Тем не менее, исследования показывают, что у большей части детей до трех лет нет выраженного предпочтения в использовании той или иной руки, хотя Чермит К.Д.[23] наблюдал преимущество левой или правой рук уже в 4-5 месяцев. На этапе 3-9 лет закрепляются и автоматизируются основные механизмы асимметрии, формируется доминантность по руке и речи [3], [13], наблюдается увеличение доли, преимущественно, правого профиля (до 36%) [11]. Степень доминирования (экспрессии) правой стороны при освоении двигательных навыков может меняться [19].

Как полагают авторы, за этими процессами стоят асинхронные и гетерохронные механизмы мозга, которые отвечают за кортиколизацию и специализацию левого и правого полушарий.

Характер изменений находится под контролем генов и разнообразных средовых факторов, влияющих на реализацию врожденных программ. Можно обратить внимание на видимый рост числа леворуких в европейских странах и США. По некоторым оценкам эта часть популяции достигает 15-20% и более. Правда, нет уверенности, что это истинное число леворуких, так как цифры не сопровождаются описанием методик, выявляющих МА. Но, по крайней мере, число пользующихся левой рукой стало больше, и это, во многом, связано с разрушением социальных стереотипов, требующих переучивания левопишущих детей.

Становление латерализации – явно системный адаптивный процесс, направленный на оптимизацию достижения конечного полезного результата. Изменения МА – процесс, в котором контролирующие левое и правое полушария устанавливают баланс в котором перевес на стороне левого полушария. Левополушарные механизмы фокальны, точечно организованы и лучше приспособлены для решения задач, требующих высокой точности. Это справедливо не только для манипуляций руками, но и механизмов контролирующих речь. В моторной коре представительство руки (особенно пальцев) занимает непропорционально много места. Возможно, именно это обеспечивает единство речедвигательной функции и сложноорганизованных точных движений. Такого рода механизмы, объединенные условнорефлекторными связями, должны обладать преимуществом в выполнении чисто человеческих двигательных задач (навык письма, сложные манипуляции кистью при рисовании, игре на музыкальных инструментах и т.д.). Очень важную роль в этом играет обучение, которое опирается на врожденные конструкции нервно-мышечного аппарата.

Правополушарные механизмы лучше обеспечивают функции опоры, статические усилия, необходимые для выполнения различных операций. Сологуб Е.Б. [19] утверждала, что если в обычных ситуациях не ведущая левая рука отстает от ведущей по координационным возможностям, в нестандартных ситуациях эффективность механизмов левой руки оказывается более высокой [18]. Мышцы не ведущей левой руки содержат больше быстрых мышечных волокон, обладающих лучшими взрывными сократительными характеристиками.

Таким образом, лево- и правополушарные механизмы оказываются взаимодополняющими, в единстве обеспечивающие решение конкретных двигательных (и не только) задач. В зависимости от них и меняется ФАМ, в частности МА, что может приводить к усилению, ослаблению или комбинированию соответствующих компонентов.

Радикальной переделке ФАМ, как показывают отдельные наблюдения, мозг «сопротивляется», сохраняя природнообусловленные механизмы контроля и управления левым-правым [13].

Известны большие трудности переобучения леворуких детей в начальной школе, взрослых при освоении профессий, требующих двурукость (лапароскопическая техника в хирургии и т.д.). Трудности переделки ФАМ или ее изменения, по-видимому, детерминируются сложной генетикой, соответствующей программы, в которой могут обладать разной гибкостью и жесткостью.

На межполушарные различия могут оказывать влияния и функциональные состояния, например, стресс, утомление и т.д. [18], [21]. При заболеваниях активируются правополушарные механизмы, а левополушарные снижают активность [21]. Значительная физическая нагрузка в 59% случаев инвертирует межполушарные отношения, хотя в состоянии спокойного бодрствования не менее двух третей случаев демонстрируют левополушарное доминирование [7].

По этой причине, в частности, окружающая обстановка может благоприятствовать доминированию левополушарных навыков либо может тормозить и задерживать моторное и сенсорное развитие. В случае более слабых межнейронных связей, что характерно для правого полушария, могут «разваливаться» некоторые функциональные ансамбли, сложившиеся к этому времени. Это происходит с частью леворуких при раннем обучении в школе [11].

Некоторые компоненты ФАМ формируются достаточно долго (до 14-17 лет), что, по-видимому, обеспечивает их достаточную уязвимость, пластичность в отношении различных средовых факторов, прежде всего обучения, тренировки [13].

Многие авторы отмечают определенные особенности моторного профиля, характерные для спортсменов разных специализаций. У спортсменов-теннесистов чаще обнаруживается леворукость и амбидекстрия, у борцов-дзюдоистов – амбидекстрия. Картина может быть более сложной, включать сенсорные компоненты, ноги и т.д. [9], [22]. Так, Леутин В.П. утверждал, что высококвалифицированные спринтеры и метатели обладают выраженным правомоторным доминированием и левосторонним доминированием в сенсорной сфере [10], [13]. Сологуб Е.Б. [19] утверждает, что асимметрия снижает скорость бега. МА может выступать в виде части ФАМ, которая носит комплексный, системный характер. В частности, предпочтение какой-либо руки или ноги может зависеть от сложности навыков, в которых моторные элементы занимают место, соответствующее индивидуальным особенностям управления и контроля. В результате, у борцов амбидекстрия носит «ложный» характер, спортсмену не все равно, какой рукой выполнять то или иное действие [14].

Есть наблюдения, что в критических ситуациях мозг переученных людей включает такие природные, генетически детерминированные механизмы. Косвенным подтверждением этому служит активация правого полушария при адаптации к экстремальным природно-климатическим условиям [13].

Что касается спортсменов, исследований того, как ведет себя переобученность в разных ситуациях и в течение длительного времени пока нет.

Тем не менее, по наблюдениям ряда авторов «переделка» латерального доминирования у части леворуких (без уточнения их количественных характеристик) снижает качество ряда важных механизмов и способствует падению эффективности управления движениями [8]. Важную роль при этом играет характер процесса переделки моторики, последовательность переобучения, что явно не всегда учитывается, особенно если переобучение вынужденное, связанное, например, с травмой.

Кроме того нужно иметь ввиду, что правая рука у правшей более эффективно выполняет привычные действия, а левая, за которой стоит правое полушарие, сложные, в неопределенной ситуации, при дефиците времени.

Пока нет единого мнения и ясности на влияние переделки латерализации. Насколько консервативны или пластичны профили асимметрии по зрению и слуху неизвестно. Наши исследования не обнаружили изменений полей зрения в процессе тренировок у юных футболистов в течение года, но это предмет дальнейшего изучения, так как внутримозговые связи между сенсорными и моторными механизмами достаточно сложны. Например, латентный период зрительных и слухомоторных реакций уменьшается с усилением правой латерализации по руке и глазу. Латерализация по правой руке и уху обеспечивает лучшую оценку времени, что очень важно в целом ряде видов спорта [6].

Повлияет ли изменение латерализации, например, в дзюдо на эти характеристики пока неясно.

Перестройка ФАМ и МА зависит от характера тренировочного процесса, направленного на эти изменения. Но кроме этого ряд вопросов ставят неспецифические изменения, которые связаны с определенным воздействием в моторной сфере, типа изменений МА при занятиях футболом.

В конечном итоге, по-видимому, результаты зависят от оптимальной комбинации тех или иных психофизиологических особенностей вписывающихся в психологическую и физиологическую организацию человека.