Двигательные функции

При анализе наследования двигательных способностей возникает проблема, связанная с организацией движения. Хотя параметры дви­жения относительно легко поддаются регистрации, имеется целая иерархия уровней, обеспечивающих моторные функции. Нейрофи­зиологические особенности, характерные для каждого уровня, суще-

Авигательные функиии 125

ственно влияют на соотношение генетических и средовых детерми­нант, обеспечивающих ту или иную двигательную функцию.

Первый, наиболее простой — это уровень спинного мозга, в основ­ном обеспечивающий элементарные рефлексы, которые представля­ют собой в высшей степени врожденные механизмы. Если попытать­ся определить наследуемость параметров движений, совершаемых на этом уровне, то получаются очень высокие значения коэффициента наследуемости. Так, оценки латентного периода коленного рефлекса (разгибание ноги в колене при ударе но сухожилию) дают значение = 0,98.

Помимо структур, обеспечивающих элементарные рефлекторные движения, существуют так называемые генераторы моторных про­грамм. Активность соответствующих нервных центров обеспечивает довольно сложные последовательности двигательных актов, напри­мер дыхание или локомоцию. Хотя генераторы моторных программ во многом функционируют на безусловно-рефлекторной основе, эти системы уже демонстрируют высокую степень пластичности и до­ступны произвольному контролю. Они локализованы на уровне спинного мозга или на более высоких уровнях моторной иерархии. В качестве второго уровня выделяют структуры ствола мозга, да­ющие начало вестибулоспинальным трактам и позволяющие осуще­ствлять координацию движений на основе сенсорной информации от вестибулярного аппарата.

Если посмотреть на коэффициент наследуемости параметров движений, связанных с этим уровнем организации (например, бег на короткие дистанции, толчковые движения), то значения h² окажутся также весьма высокими (около 0,7-0,87). Некоторые авторы приво­дят для величины наследуемости анаэробной работоспособности, определяемой по результатам бега на 60 и 100 м, еще более высокие показатели - 0,91-0,99 (Шварц, 1978).

В качестве третьего и четвертого уровня организации движений выделяют моторную и премоторные зоны коры больших полушарий» Это высшие центры, отвечающие за выбор цели, программирование движений, формирование сложных двигательных актов, т.e. за осу­ществление самых сложных произвольных движений. Для них ха­рактерна высокая степень пластичности, способность изменяться при тренировке и «отзывчивость» на воздействия среды. Стоит так­же упомянуть мозжечок и базальные ганглии, играющие очень боль­шую роль в моторных функциях.

126 Глава 7. Психогенетика сенсорных способностей

Таким образом, движения могут очень сильно отличаться по уровню нейрофизиологического обеспечения, из-за чего в различ­ных двигательных тестах можно получить довольно большой разно­бой в результатах. Допустим, от испытуемого требуется просто на­жать на кнопку в ответ на определенный сигнал. В зависимости от задачи скорость двигательной реакции может в очень небольшой степени зависеть от моторного компонента и определяться в основ­ном временем, необходимым для обнаружения сигнала, опознания сенсорного стимула, сравнения сенсорного образа со следом в памя­ти, принятия решения и т. п.

Высокая степень пластичности двигательных систем, их способ­ность к изменению в результате тренировки представляет собой до­полнительную трудность в психогенетическом анализе двигатель­ных способностей. Зачастую оценки наследуемости до и после тренировки радикально изменяются.

Как правило, оценки наследуемости сложных поведенческих на­выков получаются довольно низкими. Например, при оценке по­черка монозиготных близнецов, как разлученных, так и воспиты­вавшихся вместе, обнаружено очень небольшое количество пар с совпадавшими характеристиками (5-15%). Коэффициент наследу­емости для сложных двигательных функций резко падает по мере их развития (как в случае выработки почерка), поскольку индивиду­альные различия здесь в неизмеримо большей степени связаны с особенностями индивидуальной тренировки, чем с изменчивостью

генотипов.

Возьмем в качестве примера музыкальную деятельность, которая, с одной стороны, представляет собой реализацию сложнейших при­обретенных моторных программ, а с другой стороны, предполагает развитие весьма тонких сенсорных способностей.

Изучение наследуемости музыкальных способностей (оценка да­валась по 8 параметрам) дало любопытные результаты. Если испы­туемые никогда не брали уроков музыки и не упражнялись в игре на музыкальных инструментах, то значения коэффициента наследу­емости были довольно высокие. Но показатели наследуемости сразу уменьшались, если исследовалась группа людей, хоть в какой-то сте­пени обучавшихся музыке.

В то же время тренировка может приводить и к увеличению ко­эффициента наследуемости, если имеется средовый фактор, способ­ствующий реализации генетических способностей у разных геноти­пов. Оптимальное воздействие среды приведет к тому, что основная

Двигательные функиии 127

причина изменчивости будет заключаться в различиях генотипов. Так, в некоторых исследованиях отмечено возрастание коэффициен­та наследуемости при автоматизации навыка. Например, близнецов, выросших порознь (как моно-, так и дизиготиых), обучали относи­тельно простой задаче отслеживания вращающейся цели с помощью остроконечной палочки (Fox et: al, 1996). Выяснилось, что значение наследуемости было достаточно велико уже в начале обучения и по мере тренировки оно возрастало. Скорость обучения тоже оказалась в значительной степени обусловленной генетическими факторами.

Большое количество данных об организации двигательных функ­ций было получено благодаря изучению спортивных достижений.

В некоторых видах спорта решающее значение имеет биоэнергети­ческое обеспечение движений. Для характеристики так называемой аэробной работоспособности применяется показатель максимально­го потребления кислорода (MПK), который показывает потребление кислорода на единицу веса в минуту. Специальные методики позво­ляют определять этот показатель без учета массы жировой ткани. Аэробная работоспособность важна в тех видах спорта, где требует­ся выносливость (в частности, скоростная), — бег на средние и длин­ные дистанции, лыжи, конькобежный спорт, велоспорт, спортивная ходьба.

У нетренированных людей значения МПК составляют 40-50 мл х кг/мин, тогда как, например, у лыжников международного класса МПК превышает 80. При оценке коэффициента наследуемо­сти этого показателя были получены значения -0,79 (Шварц, 1978). В то же время МПК зависит и от средовых факторов — при занятиях соответствующими видами спорта можно получить существенный прирост значения индивидуального МПК. Однако, как указывалось в главе 1, норма реакции (пределы модификационной изменчиво­сти) тоже зависит от генотипа, поэтому увеличение МПК, связанное с тренировкой, как правило, не превышает 20-30%. Это позволяет сразу оценить потенциальные возможности спортсмена, поскольку практически весь прирост МПК происходит в течение первых шести месяцев занятий и ни количество, ни качество последующих трени­ровок практически не влияет на дальнейшее увеличение МПК (рис. 7.2).

В случае показателя максимального потребления кислорода мы имеем хороший пример признака (фенотипа): с одной стороны, этот признак является важным показателем физических способностей, а с другой — достаточно неплохо определены наследуемость и отно-

 

128 Глава 7. Психогенетика сенсорных способностей __________

Рис. 7.2

Увеличение МПК в результате интенсивных тренировок в течение 2,5 лет у спорт­смена А (сплошная линия), и 5 лет — у спортсмена Б (пунктирная линия). (Швари, 1978)

 

сительная роль генотипа и воздействий внешней среды при его фор­мировании.