Функционально-анатомичесное направление

Функционально-анатомический подход характеризуется преиму­щественно описательным анализом движений в суставах, опреде­лением участия мышц при сохранении положений тела и в его движениях.

Изучая форму и строение органов опоры, а также движения чело­века в тесной связи с их функцией, анатомы исследовали преимущест­венно двигательный аппарат. Аналитическое изучение тела человека преобладало в работах О. Фишера, Р. Фикка, Г, Брауса, С. Моллье и других зарубежных анатомов.

Вместе с тем расширялось изучение функций двигательного аппа­рата как целого. Один из основателей функциональной анатомии П. Ф. Лесгафт рассматривал все системы и органы прежде всего во взаимодействии, как части единого целостного живого организма. Высоко оценивая возможности формообразующего влияния функций, П. Ф. Лесгафт одним из первых начал разрабатывать научные основы физического образования детей и молодежи. Функционально-анатоми­ческое направление развивалось учениками П. Ф. Лесгафта и продол­жателями его учения А. А. Красуской, Е. А. Котиковой, Е. Г. Котельниковой и др. Большой вклад в учение о движениях внес М. Ф. Иваницкий, разрабатывавший раздел курса анатомии — двигательный аппарат как целое (динамическая анатомия). Во многих странах наука о движениях — кинезиология— представляет собою в настоящее время своеобразное сочетание механического и функционально-анатомического направлений.

Для анатомического направления в целом характерен описательный подход — преимущественно качественные характеристики при незна­чительном применении количественной меры. Мало используются электромиографические методы и измерения механических характеристик, что придает выводам во многих исследованиях в этой области несколько предположительный характер.

3.3. Физиологическое направление

Физиологическое направление в биомеханике утвердило пред­ставление о рефлекторной природе движений, кольцевом характере управления движениями и об обусловленной этим чрезвычайной сложности движений человека.

На развитие биомеханики оказали существенное влияние физиоло­гия нервно-мышечного аппарата, учение о высшей нервной деятель­ности и нейрофизиология. Признание рефлекторной природы двига­тельных действий и механизмов нервной регуляции при взаимодейст­вии организма и среды в работах И. М. Сеченова, И. П. Павлова, Н. Е. Введенского, А. А. Ухтомского, П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна и других ученых составляет физиологическую основу изучения движений человека. Результаты многочисленных, проведенных за последние десятилетия во многих странах мира исследований механиз­мов центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата позво­ляют наиболее полно представить высокую сложность управления движениями.

Исследования Н. А. Бернштейна, ставшие уже классическими, дали результаты, которые привели его в свое время к новой системе взглядов на движения и управление ими. Развивая идеи И. М. Сече­нова о рефлекторной природе управления движениями путем исполь­зования чувствительных сигналов, Н. А. Бернштейн выдвинул положе­ние о кольцевом характере процессов управления. Его гипотеза об уровневом построении движений сыграла важную роль в дальнейшей разработке физиологического направления в биомеханике. Глубокое изучение действительных явлений в самом опорно-двигательном аппа­рате вызвало особое внимание к управлению движениями. Выявлен­ные особенности управления движениями показали, насколько были неверны прежние упрощенные объяснения механизма движений.

Системно-структурный подход

Системно-структурный подход в биомеханике характеризуется изучением состава и структуры систем как в двигательном аппа­рате, так и в его функциях. Этот подход в известной мере объеди­няет механическое, функционально-анатомическое и физиологи­ческое направления в развитии теории биомеханики.

По современным представлениям, опорно-двигательный аппарат рассматривается как сложная биомеханическая система; движения человека также изучаются как сложная целостная система.

Понятие о системе, в которой множество элементов (ее состав) закономерно объединено взаимными связями, взаимозависимостью (ее структура), характерно для современного научного представления о мире. Системно-структурный подход требует изучения системы как единого целого, потому что ее свойства не сводятся к свойствам от­дельных элементов. Важно изучать не только состав, но и структуру системы, рассматривать во взаимосвязи строение и функцию.

Идеи о системности внес в изучение двигательной деятельности также Н. А. Бернштейн. Кибернетический, по сути дела, подход к дви­жениям был им осуществлен более чем за 10 лет до оформления кибер­нетики как самостоятельной науки.

Современный системно-структурный подход не только не отрицает значения в биомеханике всех направлений, а как бы объединяет их. При этом каждое направление сохраняет в биомеханике свое значение.

СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ БИОМЕХАНИКИ

Теоретические основы

В процессе длительного развития биомеханики сложились ее совре­менные теоретические основы: признание рефлекторной природы систем движений при сложном сочетании произвольного и автоматического управления ими; объяснение механической стороны движений тела человека (биомеханической системы) с точки зрения механики не только абсолютно твердого тела, но и деформируемого тела; рассмотре­ние двигательных действий как систем, состоящих из множества вза­имосвязанных движений; признание зависимости выполнения систем движений и их эффективности от сочетания множества взаимосвязан­ных внутренних и внешних факторов.

Современная биомеханика относится к биологическим наукам но­вого типа, широко использующим физико-математические подход и методы. Биомеханика человека в целом имеет педагогическую на­правленность: основная цель биомеханических исследований — совершенствовать двигательную деятельность человека в различных ее проявлениях.

Методики исследования

Биомеханическое исследование требует совместного изучения меха­нических и биологических сторон движений с возможно более точной количественной мерой и вскрытием взаимосвязей в системах движений (их структур).

Методики биомеханического исследования имеют в соответствии с системностью движений комплексный характер. Изучение движений проводится с синхронной регистрацией ряда существенных характе­ристик при высокой точности и быстроте измерений. В методиках биомеханического исследования используются отдельные методы ре­гистрации из смежных научных дисциплин, а также достижения современной техники. Они позволяют полнее отразить специфику движений человека в ее современном теоретическом понимании.

Практическое применение

Области двигательной деятельности человека, где используются методы современной биомеханики, обширны. В первую очередь они используются там, где оценка эффективности движений наиболее важна, например в биомеханике спорта.

Биомеханика приобретает все большее значение в изучении взаимо­действия человека и машины — в проблемах инженерной психологии, учитывающей специфику двигательной деятельности человека. В раз­работке проблемы человек — машина важную роль играет биомеха­ника труда, которая часто смыкается с физиологией труда (устройство рабочего места, оценка рабочих операций и т. п.).

Деятельность человека в условиях космоса (в невесомости, особенно вне космического корабля) нуждается в биомеханическом обосновании и контроле над овладением навыками в необычных условиях.

Биомеханика нередко играет ведущую роль при восстановлении утраченной трудоспособности, особенно в протезировании инвалидов, обеспечивая более точное решение поставленных задач (оценка функ­циональных возможностей, создание замещающих конструкций, конт­роль над овладением движениями).

В меньшей степени используется биомеханика в искусстве, где выразительность движений допускает большую их вариативность и не требует строгой количественной точности.

Везде задача сводится к раскрытию, дальнейшему совершенство­ванию и лучшему применению двигательных возможностей человека, В РФ наибольшее развитие получила биомеханика физических уп­ражнений, особенно спортивных (биомеханика спорта).