Рефлексы

До сих пор мы обсуждали вертикальные нейронные связи, направленные сверху вниз – от намерения к мозговой коре, верхним двигательным нейронам, нижним двигательным нейронам и, наконец, к скелетным мышцам. Но, помимо этого, нам надо рассмотреть еще один, более элементарный феномен, позволяющий исключить из ответа на стимул сознательный выбор. Этот феномен называется рефлексом, неосознанным двигательным ответом на сенсорный стимул. В таком контексте рефлексы не имеют ничего общего с молниеносной реакцией, которая требуется для виртуозной игры на компьютере или при быстром рисовании. Рефлексы – это подсознательная реакция, осуществляемая на уровне спинного мозга.

Рефлексы просты. Именно поэтому они и называются рефлексами (отражениями). Любой рефлекс содержит четыре элемента: сенсорный нейрон, получающий стимулы и передающий нервный импульс в спинной мозг; интегративный центр спинного мозга; двигательный нейрон, который направляет импульс обратно, к скелетной мышце; мышечный ответ, замыкающий цепь рефлекса. Проще говоря, сенсорные нейроны передают нервные импульсы от мышцы, сухожилия, связки, сустава или кожи в интегративный центр спинного мозга. Этот интегративный центр может представлять собой обычный одиночный синапс между сенсорным и двигательным нейронами, но может включать в себя один или больше вставочных нейронов. Двигательный нейрон, в свою очередь, иннервирует мышечные клетки, что завершает действие рефлекса. По определению, рефлекс обходит высшие центры сознания. Осознание совершенного действия доходит до сознания постфактум и только благодаря тому, что информация о выполненном действии доходит до коры другими независимыми путями. Существуют десятки хорошо известных рефлексов. Мы обсудим три из них, так как они очень важны в хатха-йоге.

Миотатический рефлекс растяжения

Миотатический рефлекс растяжения, известный каждому по коленному рефлексу, можно выявить в любой области тела, но особенно активен он в антигравитационных мышцах (рис. 1.7). Этот рефлекс можно продемонстрировать на себе. Закиньте ногу на ногу так, чтобы стопа свободно висела и ничто не мешало бы ей смещаться вверх и вниз. Нащупайте ребром ладони сухожилие надколенника, расположенное непосредственно под коленной чашечкой. Резко надавите на сухожилие. Если место нажатия или удара выбрано правильно, то передний отдел четырехглавой мышцы бедра рефлекторно сократится, и стопа подскочит вверх. При выполнении рефлекса надо сохранять полное спокойствие, потому что этот рефлекс можно подавить волевым усилием, и тогда стопа останется на месте.

Рис. 1.7. Миотатический рефлекс растяжения. Вертикальный прыжок с высоты около метра моментально растягивает мышечные веретена во всех мышцах-разгибателях (антигравитационных мышцах) нижних конечностей. Веретена обеспечивают прямой и практически мгновенный моносинаптический облегчающий вход (+ в переднем роге спинного мозга) в двигательные нейроны, иннервирующие разгибатели, и в результате происходит сильное рефлекторное сокращение отдельных мышц

Рецепторы миотатического рефлекса расположены в брюшке мышцы, где дендриты сенсорных нейронов контактируют с мышечными веретенами – специализированными рецепторами, которые настолько малы, что их можно лишь с большим трудом разглядеть невооруженным глазом. Эти структуры представляют собой специализированные мышечные волокна, снабженные сенсорными рецепторами (см. рис. 1.7).

Рефлекс работает следующим образом: когда вы ударяете по сухожилию надколенника, этот удар растягивает мышечные веретена в четырехглавой мышце. Растяжение происходит в течение доли секунды, но успевает активировать сенсорные нейроны, дендриты которых оплетают веретена, а аксоны оканчиваются на двигательных нейронах спинного мозга. Эти аксоны вызывают сильное облегчение в клеточных телах двигательных нейронов, аксоны которых активируют четырехглавую мышцу бедра. Мышца резко сокращается и подбрасывает вверх голень. Миотатический рефлекс растяжения специфичен в том отношении, что он действует только на те мышцы, в которых присутствуют мышечные веретена.

Подобно другим рефлексам, этот осуществляется в течение доли секунды, до того как успеете осознать это. Осознание приходит после завершения рефлекторного действия и происходит благодаря тому, что рецепторы тактильной чувствительности отправили в кору сообщение о том, что вы прикоснулись к коже в области сухожилия надколенника.

Миотатический рефлекс можно наблюдать, занимаясь многими видами спорта, в которых мышцы поглощают ударное воздействие. Например, когда вы едете на водных лыжах и уходите в сторону от фарватера лодки, которая вас тянет, мышечные веретена в разгибателях бедра растягиваются всякий раз, когда вы преодолеваете волну, и поглощение непрерывной череды этих столкновений неминуемо привело бы к падению, если бы не миотатический рефлекс растяжения. Вместо падения происходит следующее: каждое столкновение с волной активирует рефлекс четырехглавой мышцы в течение считаных миллисекунд, устойчиво сохраняя вертикальное положение тела. Вы можете ощутить действие этого рефлекса, когда штурмуете крутой склон, или бегом спускаетесь по уступам (см. рис. 1.7), или просто спрыгиваете со стула на пол – в общем, рефлекс реализуется во всех случаях, когда физическое воздействие приводит к растяжению мышечных веретен. Таким образом, этот рефлекс составляет главную часть взаимодействия с силой тяжести.

Стимуляция миотатического рефлекса растяжения много раз подряд приводит к повторному многократному сокращению мышц, повышая их ригидность. Особенно очевидно это во время бега трусцой, при котором рефлекс проявляется незначительно каждый раз, когда передняя нога ударяется о землю, но эта ситуация повторяется тысячи раз в течение получаса. Если вы слишком увлечетесь бегом, то это может привести к скованности в мышцах, и вам следует хорошенько растянуть мышцы после пробежки, чтобы предупредить скованность. С другой стороны, если мышцы, сухожилия и связки подвергаются слишком частому растяжению, то это может привести к разболтанности и неустойчивости суставов, что усугубляется недостатком повторных движений. В таких случаях лучшее, что можно сделать, – это возобновить интенсивные пробежки.

В хатха-йоге мы обычно стремимся минимизировать эффекты миотатического рефлекса растяжения, потому что даже умеренные движения будут оказывать непрерывное стимулирующее воздействие на рецепторы, стимулировать двигательные нейроны, вызывать сокращения мышц и, следовательно, уменьшать их растяжимость. Любое силовое движение в хатха-йоге: подпрыгивание в позе приветствия солнца, стремительный переход от одной позы к другой, переход в вертикальное положение и выход из него прыжком, а также упражнения для суставов и желез, выполненные в бросках, – активирует миотатический рефлекс. Все это здорово, особенно в качестве разогревающих упражнений, но если вы хотите удлинить мышцы и повысить гибкость суставов, то двигаться надо медленно.

Сухожильный рефлекс Гольджи (рефлекс складного ножа)

Рефлекс Гольджи действует как лезвие карманного складного ножа, когда оно сначала сопротивляется закрытию, а затем стремительно складывается в закрытое положение. Этот рефлекс представляет собой еще одну разновидность рефлекса растяжения, но результатом его является не сокращение, а, наоборот, расслабление заинтересованной мышцы. Стимулом для рефлекса Гольджи служит не динамическое растяжение мышечного веретена, а сократительное напряжение сенсорного рецептора в сухожилии. Это напряжение рефлекторно вызывает снижение расслабления мышцы (рис. 1.8).

Сенсорным рецептором рефлекса является сухожильный орган Гольджи. Большая часть этих рецепторов на самом деле расположены в области соединения мышцы с ее сухожилием и связывают между собой небольшие пучки соединительной ткани с мышечными волокнами. Сухожильный орган Гольджи, следовательно, активируется сокращением мышечных клеток, которые соединены с рецептором последовательно. Недавние исследования позволили выяснить, что сухожильный орган относительно нечувствителен к пассивному растяжению, но начинает разряжаться нервными импульсами, направляющимися в спинной мозг, сразу после того, как мышца, сократившись, вызывает напряжение в сухожилии.

Рис. 1.8. Рефлекс складного ножа. Мышечное усилие стимулирует сухожильные органы Гольджи, сенсорный вход которых в спинной мозг активирует тормозные вставочные нейроны (+ в заднем роге); тормозные вставочные нейроны, в свою очередь, подавляют активность двигательных нейронов (– в переднем роге), что приводит к снижению частоты нервных импульсов за 1 секунду, направленных к клеткам скелетной мышцы (минимизируется + эффект на нервно-мышечном синапсе). Конечным результатом становится расслабление мышцы или, как в данном случае, проигрыш состязания (Sappey)

Что же происходит потом? Главная идея заключается в следующем: в отличие от миотатического рефлекса растяжения здесь входящий (афферентный) чувствительный аксон заканчивается не на двигательном нейроне непосредственно, но на тормозных вставочных нейронах, которые снижают активность двигательных нейронов и, таким образом, заставляют мышцы расслабиться. При стимуляции рецептора возникающий рефлекс расслабляет мышцы (см. рис. 1.8). Это типичная петля отрицательной обратной связи, в которой сокращение мышечных волокон гасит их собственную активность. Эта петля работает приблизительно так же, как регулятор термостата, который выключает отопление, когда температура в помещении повышается выше какого-то определенного уровня. Отдельные сообщения о сверхъестественной силе, которая проявляется у некоторых людей в экстренных ситуациях, например рассказы о родителе, который приподнял автомобиль, под который попал его сын, вероятно, обязаны своим происхождением тотальному центральному подавлению этого рефлекса, подобно тому, как температура начнет неограниченно расти в случае поломки термостата. В обыденной жизни мы наблюдаем рефлекс Гольджи в довольно грубой форме, во время соревнований по армрестлингу, когда два неравных по силам соперника на несколько секунд застывают в напряженном единоборстве, а потом слабейший вдруг резко проигрывает (см. рис. 1.8).

Намеренно или нет, но мы все время пользуемся рефлексом складного ножа, практикуя хатха-йогу. Для того чтобы сделать это наблюдение наглядным, посмотрите, насколько глубоко вы можете наклониться вперед, сохраняя прямыми колени, – а это первое упражнение, которое вы делаете по утрам. Потом согните колени и сложитесь пополам, прижав туловище к бедрам. Сохраняйте некоторое время это положение, упираясь руками в бедра для создания надежной опоры для спины и сохранения ее положения относительно таза. Потом постарайтесь выпрямить колени, продолжая прижимать грудь к бедрам, и застыньте в этом положении, создавая изометрическое усилие в течение тридцати секунд. Это создает большую нагрузку на подколенные сухожилия четырехглавой мышцы бедра (см. рис. 1.16). Расслабьтесь и посмотрите, насколько ниже вы теперь можете наклониться вперед, удерживая выпрямленными колени. Эта разница и будет мерой того, насколько сильно сухожильный орган Гольджи «простимулировал» к расслаблению задние мышцы бедра посредством рефлекса складного ножа.

Сухожильные органы Гольджи реагируют на мануальную стимуляцию так же, как и на мышечное напряжение. Если вы энергично помассируете любое мышечно-сухожильное соединение, то орган Гольджи рефлекторно вызовет расслабление «своей» мышцы. Именно поэтому такое расслабляющее действие оказывает глубокий массаж, а массажисты, желающие уменьшить напряжение какой-либо мышцы, работают непосредственно с ее сухожилием. Это старый трюк мануальных терапевтов – мануальная стимуляция активирует рефлекс складного ножа почти так же эффективно, как и мышечное напряжение. Удивительно, но этот эффект сохраняется до двух суток, то есть время, достаточное для того, чтобы клиент имел шанс скорректировать свои двигательные привычки и устранить избыточное напряжение.

Эффекты от ручной стимуляции сухожилий можно проверить в любой области тела, но мы поэкспериментируем на приводящих мышцах внутренней поверхности бедра, потому что скованность этих мышц больше, чем скованность любых других мышц, ограничивает возможность свободно сидеть в классической позе хатха-йоги. Сначала проверьте свою способность сидеть либо в удобной, либо в совершенной позе (см. рис. 10.11–10.14). Потом расслабьтесь и лягте, прочно уперевшись бедрами в стену, выпрямите колени и как можно сильнее разведите ноги в стороны, чтобы растянуть приводящие мышцы бедра. С помощью партнера удерживайте мышцы в растянутом состоянии, а потом попытайтесь, на фоне изометрического сокращения, свести бедра вместе, как можно сильнее напрягая приводящие мышцы, и одновременно стимулируйте орган Гольджи, энергично массируя начальный отдел сухожилия приводящих мышц. Некоторые сухожилия приводящих мышц отчетливо прощупываются в виде толстых тяжей в области гениталий. Другие сухожилия более плоские и расположены кзади от первых. Все эти сухожилия прикрепляются к нижним ветвям лобковых костей (см. рис. 1.12), образующих открытую кзади V-образную структуру, внутри которой располагаются гениталии.

Продолжая массировать приводящие мышцы в течение минуты – двух, на фоне их напряжения вы скоро почувствуете, как они расслабляются, позволяя дальше разводить бедра, то есть облегчая их отведение. После этого проверьте и убедитесь в улучшении вашей способности сидеть в классической позе хатха-йоги. Сочетание массажа сухожилий плюс изометрическое напряжение этих мышц мощно ингибирует двигательные нейроны, иннервирующие приводящие мышцы, а это позволяет им расслабиться, а вам сесть на пол прямо и чувствовать себя при этом более комфортно.

Растяжение задних частей четырехглавой мышцы бедра и массаж приводящих мышц дают наглядный пример