Руки человека

Руки человека

--1--

Некогда, миллионы лет назад, конечность обе-зьяны в процессе эво-люции преобразилась в человеческую руку. С тех пор человек имеет в сво-ем распоряжении слож-нейший по своему уст-ройству инструмент, творческие возможнос-ти которого безгранич-ны. В тончайшей игре и слаженном взаимодей-ствии с мозгом этот ин-струмент, который Им-мануил Кант назвал «орудием духа», познает мир и придает ему но-вые очертания. Чем бы ни были заняты наши ру-ки - жонглируют ли они шарами, месят ли тесто, дирижируют ли оркестром или вырезают из дерева игрушку для ре-бенка, - движения их точны и совершенны. Секрет невоспроизводимости человеческой руки, ее превосходства над любыми копиями заключен в человечес-ком мозге, который управляет механизмами моторики, одновремен-но 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 чу-дом природы мы наделены. Рука не только хватает, поднимает, держит, бросает, ловит (этот ряд можно продолжать до бесконечности), рука - это и уникаль-ный орган осязания, способный до мельчайших ню-ансов оценить поверхность и фактуру любого пред-мета. Рука «видит» в темноте и «за углом» - то, что не ле-жит перед глазами. Мно-гие тысячи осязатель-ных клеток и нервных окончаний на пальцах и ладонях воспринимают и осваивают окружаю-щее, передавая голов-ному мозгу важнейшую информацию о мире. В "увиденном» с помощью осязания неосвещен-ном пространстве мож-но поймать мяч или про-ехать на велосипеде. Наши пальцы - это высокочувствительный инструмент, прикосновения которого способны передавать всю палитру эмоций. Одно прикосновение ру-ки способно приласкать и успокоить ближнего, а порою даже исцелить болезнь. Рука столь чув-ствительна, что слепой на ощупь определяет достоинство той или иной банкноты и с помо-щью пальцев читает шрифт Брайля. Вдоль бороздок на коже паль-цев находятся потовые поры, расположение которых и создает ха-рактерный, неповтори-мый узор - знаменитый «отпечаток пальца». На кончике каждого пальца - тысячи связан-ных с мозгом осязательных клеток, реагирующих на силу давления, температуру, боль. Все нити управ-ления и координации работы пальцев, связок, суста-вов и костей ведут в мозг. Приблизительно треть моз-говых центров, от-

--2--

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

Насколько тонко взаимодействуют двигательный аппарат и наши чувства, показывают опыты, прове-денные канадскими исследователями. Участники эксперимента при помощи большого и указательно-го пальцев поднимали разные по весу и фактуре ци-линдры. Выяснилось, что сила хватки в равной сте-пени зависит как от веса, так и от фактуры.

Рука человека с самого рождения обладает большой физической си-лой. Младенцы, которым всего несколько дней, способны удерживать собственный вес. Са-мые сильные пальцы -указательный, средний и безымянный. Чем бли-же они пригнуты к ладо-ни, тем сильнее, благо-даря короткому рычагу, оказывается хватка. Среди множества рекор-дов, которые поставле-ны при помощи руки, есть и весьма необыч-ные. Некий англичанин, к примеру, перенес в ру-ках четырехкилограммо-вый кирпич на расстоя-ние 99,4 километра. Один австриец прошел на руках за 55 дней 1400 километров от Ве-ны до Парижа. Его сооте-чественник одним паль-цем протащил на три ме-тра нагруженный пивом тринадцатитонный грузо-вик с двумя водителями.

Хватательный рефлекс восхо-дит ко време-нам, когда прачеловеческие детеныши дер-жались за шерсть матери. Пять вытянутых пальцев выдер-живают нагруз-ку в 57 кило-граммов, а согнутые паль-цы - и гораздо большую.

Другая исследовательская группа, из немецкого города Ки-ля, 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 неза-висимо друг от друга. В принципе, существуют два основных типа движений рук. Первый тип -- это та-кие движения, которые управляются при помощи об-ратной связи. К ним относятся всевозможные филигранные операции, производимые рукой. Второй тип - это баллистические движения, которые разво-рачиваются как бы по готовой про-

--3--

грамме. Такие движения очень быстры, но модифицировать их трудно, и они не отличаются стопроцентной точнос-тью - когда, например, мы ловим мяч или наносим удар. Этим движением кошка ловит птицу. От ста до двухсот миллисекунд требуется на то, чтобы про-грамма движения сформировалась в коре головно-го мозга, была передана мускулам и привела их в действие. Поэтому кошка и выбрасывает лапу туда, где ожидает появления птицы, лишь через двес-ти 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 дейст-вовать. Правое, «творческое», полушарие управляет левой рукой. Возможно, поэтому многие великие ху-дожники - левши. В списке великих левшей мы на-ходим 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 узако-нение прав левой руки, но и они не победили укоре-нившегося предрассудка: «правый» - синоним слов «правильный, хороший», верно то, что сделано пра-вой рукой. «Левый» же, наоборот, во многих языках, религиях и культурах- «нечестный», «нечестивый», левша подчас вообще «посланник дьявола». Как по-казывают 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 слож-ные движения лапами, тоже тяготеют к односторон-ности. Если, например, положить полоску бумаги на голову жабе буфо буфо, то она постарается спихнуть ее правой лапкой. Курица разгребает землю в поис-ках зерен правой ногой. В какой степени предраспо-ложенность к ведущей роли той или другой руки передается по наследству, пока точ-но не установлено. Канадские уче-ные пришли к выводу, что леворукость передается по линии матери, но при этом, если оба родителя -- лев-ши, ребенок обычно рождается правшой. Причиной левосторонности мо-жет быть и различная степень разви-тия полушарий мозга. Среди левшей особенно много людей тех профессий, для которых нужны творческие, ассо-циативные способности, определяе-мые правым полушарием. По статисти-ке, среди та-лантливых выпускни-ков

--4--

универ-ситетов лев-шей в два раза боль-ше, чем в среднем среди всего населения. Криминалистика тоже не обходит стороной эту тему. Не только «король револь-вера» Билли Кид любил стрелять ле-вой рукой; по статистике, среди малолетних преступников левшей вдвое больше, чем тех, кто орудует правой. Среди людей, страдающих заиканием, ночным недержанием мочи, среди шизофреников и умст-венно отсталых левшей также несоразмерно много. По-видимому, обе крайности - гениальность и поме-шательство - чаще встречаются у левшей.

Эволюция человеческой руки

Животные вообще тяготеют к односторонности, од-нако 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 приходи-лось внимательно наблюдать повадки шимпанзе, орангутангов и горилл, наверняка поражался их сходству с поведением человека. Оно особенно на-глядно проявляется в движениях рук, когда обезь-яна ест банан, чешется, ласково берет за руку партнера. Обезьянья лапа и человеческая рука демонст-рируют при этом практически одинаковую сноровку, даже когда речь идет о самых сложных движениях. Именно с появлением первых приматов около шес-тидесяти миллионов лет назад начинается история человеческой руки. Однако исходная форма нашей передней конечности была создана гораздо раньше: возраст нужно отсчитывать, начиная с рыбьего плав-ника с пятью лучами. Древний сородич сегодняш-ней двоякодышащей рыбы отправился на завоева-ние суши более трехсот пятидесяти миллионов лет назад. Он стал общим прапредком амфибий, репти-лий, птиц и млекопитающих. Многие позвоночные до сих пор сохранили пятипалые конечности.

Эволюцию руки обезьяны и человека предопреде-лило, по-видимому, то, что наши предки должны бы-ли приспособиться к жизни на деревьях. Приматам нужна была лапа, способная не только отталкивать-ся от земли при беге. Они должны были научиться сгибать пальцы, чтобы цепляться за ветки и лазить по ним. Так у наших предков сформировалась нео-бычная конечность с длинными пальцами, практи-чески каждый из которых может двигаться незави-симо от остальных. А для того чтобы рука не соскаль-зывала с ветки, на ладони выработался рельеф, вроде того, что есть на автомобильной шине. Эта си-стема бороздок на подушечках пальцев образует не-повторимый рисунок.

--5--

Практическое ее назначение в том, чтобы увеличивать силу трения. Кроме того, бывшие обитатели деревьев получили дополнитель-ное «сцепляющее средство» -- это пот на стопах и ла-донях. Он выделяется особенно активно в моменты опасности. Когда наши ладони и стопы потеют от волнения или стресса, это не что иное, как древней-ший рефлекс, реакция на экстремальную ситуацию при подготовке к побегу, охоте, борьбе. К колебани-ям температуры пот на ладонях и стопах не имеет никакого отношения: ведь даже в очень сильную жа-ру во время сна руки и ноги никогда не потеют. А после пробуждения должно пройти некоторое время, прежде чем «смазка» начнет вырабатываться, поэто-му многие обезьяны сразу после сна лазают по де-ревьям с чрезвычайной осторожностью.

Универсальный язык жестов

С точки зрения зооморфологии, существенных раз-личий 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 неук-люже,- вот и вся разница. Однако если перечислить все, что может человеческая рука помимо хватания, станет ясно, насколько далеко мы ушли от своих ла-зающих по деревьям предков. Красноречивее всего об этом свидетельствует язык, на котором разговари-вают глухонемые, -- язык жестов. В этом языке руки полностью берут на себя функции звучащей речи. Но и просто разговаривая друг с другом, мы все рав-но помогаем себе руками. Жест, как правило, сопут-ствует словесному объяснению. Попробуйте, напри-мер, объяснить ребенку, что такое винтовая лестни-ца, и вы увидите, как ваша рука начнет энергично рисовать в воздухе петли серпантина. Речь и жести-куляция прочно связаны в нашем мозге. Люди, ко-торым во время эксперимента запрещалось сопро-вождать беседу движением рук, говорили гораздо менее отчетливо, вяло, с трудом формулировали мысль и путали отдельные понятия.

Активная жестикуляция - незаменимый помощ-ник речи, когда оратору приходится выступать на почтительном расстоянии от публики. Поэтому акте-ры на сцене жестикулируют гораздо активнее, чем в кино. Адольф Гитлер брал в двадцатые годы уроки у актера Базиля, игравшего в придворном театре ге-роические роли. Вероятно, у него будущий фюрер научился простирать руки к слушателям и привле-кать 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 ску-достью и невыразительностью жестикуляции. По не-которым независимым от слов движениям, вроде постукивания пальцами по столу, мы можем судить о внутреннем состоянии собеседника, угадываем исхо-дящую от него доброжелательность или угрозу. Дру-гие движения, например почесывание затылка, сви-детельствуют о нехватке слов или смущении говоря-щего. Может быть, в этом жесте заложена также подсознательная попытка стимулировать мозг. Эти-ми 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. Получа-ется, что мы приблизительно представляем себе связь моторики с абстрактным мышлением и осяза-нием, 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 пере-нести его в другое место. Но какие гигантские дости-жения 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 уни-верситета в Мюнстере. Его лаборатория сконструи-ровала руку с четырьмя пальцами, которая приво-дится в действие гидравлическим устройством и да-же может ухватить такой хрупкий предмет, как яйцо. Но для этого движение каждого пальца нужно заранее программировать в зависимости от разме-ра и формы яйца. Малейшая неточность - и катаст-рофа 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 ро-бота жонглировать!). Ни один из созданных по сей день роботов не в состоянии оценить, какова поверх-ность предмета - гладкая или шероховатая, горячая или холодная, жесткая или мягкая. Из двухсот с небольшим костей, поддерживаю-щих нашу «водянистую» плоть, больше четвер-ти - 54 - приходится на обе

--7--

руки. За легкостью игры пианиста стоит сла-женное взаимодействие 15 ореховидных, шар-нирных и седловидных суставов. Однако точ-ность этих действий оп-ределяется не только от-лаженной механикой. Тайна совершенства че-ловеческой руки - в не-разрывной связи с моз-гом. Там сходятся все нити, управляющие пре-красно сработавшимся оркестром пальцев, су-хожилий, мускулов и ко-стей. Именно мозга не хватает роботу. Наверное, при больших затратах технически возможно создать ро-бот с механическими возможностями, как у челове-ческой руки. Но даже идеальный робот не сможет чувствовать, жестикулировать, включаться в обще-ние. Так что все эксперименты с искусственной ру-кой служат в конечном счете лишь тому, чтобы дока-зать: в мире человеческой цивилизации рука может сделать почти все. Кроме самой руки...