Руки человека

--1--

Некогда миллионы лет назад конечность обе­зьяны в процессе эво­люции преобразилась в человеческую руку. С тех пор человек имеет в сво­ем распоряжении слож­нейший по своему уст­ройству инструмент творческие возможнос­ти которого безгранич­ны. В тончайшей игре и слаженном взаимодей­ствии с мозгом этот ин­струмент который Им­мануил Кант назвал «орудием духа» познает мир и придает ему но­вые очертания. Чем бы ни были заняты наши ру­ки - жонглируют ли они шарами месят ли 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 который управляет механизмами моторики одновремен­но обрабатывая данные поступающие от органов

Человек не задумывается над тем как он ходит. С тем же привычным автоматизмом он пользуется рукой как инструментом. Однако достаточно хоть раз обратить внимание на многообразие функций которые выполняет наша передняя конечность чтобы понять каким чу­дом природы мы наделены. Рука не только хватает поднимает держит бросает ловит (этот ряд можно продолжать до бесконечности) рука - это и уникаль­ный орган осязания способный до мельчайших ню­ансов оценить поверхность и фактуру любого пред­мета. Рука «видит» в темноте и «за углом» - то что не ле­жит перед глазами. Мно­гие тысячи осязатель­ных клеток и нервных окончаний на пальцах и ладонях воспринимают и осваивают окружаю­щее передавая голов­ному мозгу важнейшую информацию о мире. В "увиденном» с помощью осязания неосвещен­ном пространстве мож­но поймать мяч или про­ехать на велосипеде. Наши пальцы - это высокочувствительный инструмент прикосновения которого способны передавать всю палитру эмоций. Одно прикосновение ру­ки способно приласкать и успокоить ближнего а порою даже исцелить болезнь. Рука столь чув­ствительна что слепой на ощупь определяет достоинство той или иной банкноты и с помо­щью пальцев читает шрифт Брайля. Вдоль бороздок на коже паль­цев находятся потовые поры расположение которых и создает ха­рактерный неповтори­мый узор - знаменитый «отпечаток пальца». На кончике каждого пальца - тысячи связан­ных с мозгом осязательных клеток реагирующих на силу давления температуру боль. Все нити управ­ления и координации работы пальцев связок суста­вов и костей ведут в мозг. Приблизительно треть моз­говых центров от-

--2--

вечающих за наши движения не­посредственно связана с руками. Что же касается ноги инструмента для наших обезьяньих предков не менее важного то для нее в мыслительном аппа­рате отведено места не больше чем всего для двух пальцев руки. Работа руки контролируется также зрением: глаза играют важную роль в ситуациях ког­да надо взять предмет и найти для него новое место.

Насколько тонко взаимодействуют двигательный аппарат и наши чувства показывают опыты прове­денные канадскими исследователями. Участники эксперимента при помощи большого и указательно­го пальцев поднимали разные по весу и фактуре ци­линдры. Выяснилось что сила хватки в равной сте­пени зависит как от веса так и от фактуры.

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

Хватательный рефлекс восхо­дит ко време­нам когда прачеловеческие детеныши дер­жались за шерсть матери. Пять вытянутых пальцев выдер­живают нагруз­ку в 57 кило­граммов а согнутые паль­цы - и гораздо большую.

Другая исследовательская группа из немецкого города Ки­ля пришла к не менее интересному выводу: всякое хватательное движение делится на два компонента - приближение к предмету и его захват причем обе программы управляются мозгом совершенно неза­висимо друг от друга. В принципе существуют два основных типа движений рук. Первый тип — это та­кие движения которые управляются при помощи об­ратной связи. К ним относятся всевозможные филигранные операции производимые рукой. Второй тип - это баллистические движения которые разво­рачиваются как бы по готовой про-

 

--3--

грамме. Такие движения очень быстры но модифицировать их трудно и они не отличаются стопроцентной точнос­тью - когда например мы ловим мяч или наносим удар. Этим движением кошка ловит птицу. От ста до двухсот миллисекунд требуется на то чтобы про­грамма движения сформировалась в коре головно­го мозга была передана мускулам и привела их в действие. Поэтому кошка и выбрасывает лапу туда где ожидает появления птицы лишь через двес­ти миллисекунд. Для того чтобы вносить последние коррективы в эту программу кошка наделена еще и «суперскоростной связью» между лапой и глазом.

Права ли правая рука?

Структура нашего мозга активнейшим образом влияет и на то какой рукой мы предпочитаем дейст­вовать. Правое «творческое» полушарие управляет левой рукой. Возможно поэтому многие великие ху­дожники - левши. В списке великих левшей мы на­ходим имена Леонардо да Винчи Микеланджело Гольбейна и более близких к нам по времени Пауля Клее Пабло Пикассо Чарли Чаплина Пола Маккартни. Уже Платон и Руссо боролись за узако­нение прав левой руки но и они не победили укоре­нившегося предрассудка: «правый» - синоним слов «правильный хороший» верно то что сделано пра­вой рукой. «Левый» же наоборот во многих языках религиях и культурах- «нечестный» «нечестивый» левша подчас вообще «посланник дьявола». Как по­казывают труды российских и английских ученых анализировавших срезы и сколы древних каменных орудий homo sapiens уже более двух миллионов лет назад был правшой. Это подтверждают данные и других исследований. Животные выполняя слож­ные движения лапами тоже тяготеют к односторон­ности. Если например положить полоску бумаги на голову жабе буфо буфо то она постарается спихнуть ее правой лапкой. Курица разгребает землю в поис­ках зерен правой ногой. В какой степени предраспо­ложенность к ведущей роли той или другой руки передается по наследству пока точ­но не установлено. Канадские уче­ные пришли к выводу что леворукость передается по линии матери но при этом если оба родителя — лев­ши ребенок обычно рождается правшой. Причиной левосторонности мо­жет быть и различная степень разви­тия полушарий мозга. Среди левшей особенно много людей тех профессий для которых нужны творческие ассо­циативные способности определяе­мые правым полушарием. По статисти­ке среди та­лантливых выпускни­ков

--4--

универ­ситетов лев­шей в два раза боль­ше чем в среднем среди всего населения. Криминалистика тоже не обходит стороной эту тему. Не только «король револь­вера» Билли Кид любил стрелять ле­вой рукой; по статистике среди малолетних преступников левшей вдвое больше чем тех кто орудует правой. Среди людей страдающих заиканием ночным недержанием мочи среди шизофреников и умст­венно отсталых левшей также несоразмерно много. По-видимому обе крайности - гениальность и поме­шательство - чаще встречаются у левшей.

Эволюция человеческой руки

Животные вообще тяготеют к односторонности од­нако среди обезьян в равной степени представлены правши и левши. Но в неволе большинство из них предпочитают правую видимо «обезьянничают» наблюдая за людьми. Тот кому в зоопарке приходи­лось внимательно наблюдать повадки шимпанзе орангутангов и горилл наверняка поражался их сходству с поведением человека. Оно особенно на­глядно проявляется в движениях рук когда обезь­яна ест банан чешется ласково берет за руку партнера. Обезьянья лапа и человеческая рука демонст­рируют при этом практически одинаковую сноровку даже когда речь идет о самых сложных движениях. Именно с появлением первых приматов около шес­тидесяти миллионов лет назад начинается история человеческой руки. Однако исходная форма нашей передней конечности была создана гораздо раньше: возраст нужно отсчитывать начиная с рыбьего плав­ника с пятью лучами. Древний сородич сегодняш­ней двоякодышащей рыбы отправился на завоева­ние суши более трехсот пятидесяти миллионов лет назад. Он стал общим прапредком амфибий репти­лий птиц и млекопитающих. Многие позвоночные до сих пор сохранили пятипалые конечности.

Эволюцию руки обезьяны и человека предопреде­лило по-видимому то что наши предки должны бы­ли приспособиться к жизни на деревьях. Приматам нужна была лапа способная не только отталкивать­ся от земли при беге. Они должны были научиться сгибать пальцы чтобы цепляться за ветки и лазить по ним. Так у наших предков сформировалась нео­бычная конечность с длинными пальцами практи­чески каждый из которых может двигаться незави­симо от остальных. А для того чтобы рука не соскаль­зывала с ветки на ладони выработался рельеф вроде того что есть на автомобильной шине. Эта си­стема бороздок на подушечках пальцев образует не­повторимый рисунок.

--5--

 Практическое ее назначение в том чтобы увеличивать силу трения. Кроме того бывшие обитатели деревьев получили дополнитель­ное «сцепляющее средство» — это пот на стопах и ла­донях. Он выделяется особенно активно в моменты опасности. Когда наши ладони и стопы потеют от волнения или стресса это не что иное как древней­ший рефлекс реакция на экстремальную ситуацию при подготовке к побегу охоте борьбе. К колебани­ям 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. А после пробуждения должно пройти некоторое время прежде чем «смазка» начнет вырабатываться поэто­му многие обезьяны сразу после сна лазают по де­ревьям с чрезвычайной осторожностью.

Универсальный язык жестов

С точки зрения зооморфологии существенных раз­личий между возможностями человеческой руки и лапой обезьяны нет. Человек берет мелкий предмет кончиками большого и указательного пальцев и шимпанзе делает точно так же но чуть более неук­люже - вот и вся разница. Однако если перечислить все что может человеческая рука помимо хватания станет ясно насколько далеко мы ушли от своих ла­зающих по деревьям предков. Красноречивее всего об этом свидетельствует язык на котором разговари­вают глухонемые — язык жестов. В этом языке руки полностью берут на себя функции звучащей речи. Но и просто разговаривая друг с другом мы все рав­но помогаем себе руками. Жест как правило сопут­ствует словесному объяснению. Попробуйте напри­мер объяснить ребенку что такое винтовая лестни­ца и вы увидите как ваша рука начнет энергично рисовать в воздухе петли серпантина. Речь и жести­куляция прочно связаны в нашем мозге. Люди ко­торым во время эксперимента запрещалось сопро­вождать беседу движением рук говорили гораздо менее отчетливо вяло с трудом формулировали мысль и путали отдельные понятия.

Активная жестикуляция - незаменимый помощ­ник речи когда оратору приходится выступать на почтительном расстоянии от публики. Поэтому акте­ры на сцене жестикулируют гораздо активнее чем в кино. Адольф Гитлер брал в двадцатые годы уроки у актера Базиля игравшего в придворном театре ге­роические роли. Вероятно у него будущий фюрер научился простирать руки к слушателям и привле­кать их скорее жестами

--6--

 чем аргументами. Жесты выдают человека когда он лжет. Зрители которым было дано задание выражать восторги по поводу заведомо беспомощного фильма разоблачали себя ску­достью и невыразительностью жестикуляции. По не­которым независимым от слов движениям вроде постукивания пальцами по столу мы можем судить о внутреннем состоянии собеседника угадываем исхо­дящую от него доброжелательность или угрозу. Дру­гие движения например почесывание затылка сви­детельствуют о нехватке слов или смущении говоря­щего. Может быть в этом жесте заложена также подсознательная попытка стимулировать мозг. Эти­ми вопросами занимается психология жестов. Она однако совершенно бессильна перед загадкой того   как именно мозг контролирует движения рук и включает их в контекст поведения и речи. Получа­ется что мы приблизительно представляем себе связь моторики с абстрактным мышлением и осяза­нием но как и благодаря чему действует эта связь - остается для нас тайной за семью печатями.

Все дороги ведут в мозг

Обычное действие для которого предназначена человеческая рука - взять нужный предмет и 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 руки простейшая задача для нас пока недостижимая вершина» - признается Ф. Пфайфер научный сотрудник Технического уни­верситета в Мюнстере. Его лаборатория сконструи­ровала руку с четырьмя пальцами которая приво­дится в действие гидравлическим устройством и да­же может ухватить такой хрупкий предмет как яйцо. Но для этого движение каждого пальца нужно заранее программировать в зависимости от разме­ра и формы яйца. Малейшая неточность - и катаст­рофа неизбежна! Взять стакан с водой и поставить в нужное место - для робота это пока очень сложно. Он не в силах переместить предмет в пространстве так же быстро точно осторожно как это постоянно делает человек (и уж просто невозможно научить ро­бота жонглировать!). Ни один из созданных по сей день роботов 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 на обе

--7--

руки. За легкостью игры пианиста стоит сла­женное взаимодействие 15 ореховидных шар­нирных и седловидных суставов. Однако точ­ность этих действий оп­ределяется не только от­лаженной механикой. Тайна совершенства че­ловеческой руки - в не­разрывной связи с моз­гом. Там сходятся все нити управляющие пре­красно сработавшимся оркестром пальцев су­хожилий мускулов и ко­стей. Именно мозга не хватает роботу. Наверное при больших затратах технически возможно создать ро­бот с механическими возможностями как у челове­ческой руки. Но даже идеальный робот не сможет чувствовать жестикулировать включаться в обще­ние. Так что все эксперименты с искусственной ру­кой служат в конечном счете лишь тому чтобы дока­зать: в мире человеческой цивилизации рука может сделать почти все. Кроме самой руки...