К 125-летию со дня рождения выдающегося отечественного физиолога Николая Александровича Бернштейна

Николай Александрович Бернштейн родился 5 ноября (24 октября) 1896 года в Москве. Интересной представляется его родословная. Прадед по линии отца – Озиас (Осип) Бернштейн – был хозяином лавки колониальных товаров в Одессе. Его сын, Натан Осипович Бернштейн, – врач, физиолог, общественный деятель. Сын Натана Осиповича, отец героя этой статьи, – Александр Николаевич (Натанович) Бернштейн, – врач-психиатр, ученик знаменитого психиатра Сергея Сергеевича Корсакова, создателя и главы московской психиатрической школы. Дядя по отцу, Сергей Натанович Бернштейн, – известный математик. Мать Николая Александровича, Александра Карловна Бернштейн, родилась в 1867 г. в Твери, в семье железнодорожного служащего Карла Ивановича Йогансона, она была сестрой милосердия. Ее сын Николай окончил московскую Медведниковскую гимназию с расширенным курсом естественных наук и математики. В 1913 году он поступил на историко-филологический факультет Московского государственного университета, рассчитывая стать филологом. Однако в связи с началом Первой мировой войны перевелся на медицинский факультет, одновременно работая санитаром в одном из московских лазаретов.

С 1919 г. по 1921 г. Николай Александрович служил военным врачом в Красной Армии в Казани. На протяжении следующего года он стажировался по невропатологии и работал в различных медицинских учреждениях Москвы, в т.ч. в Московском психологическом и Медико-педологическом институтах. В качестве врача-невропатолога Николай Александрович служил затем в госпиталях и во время Великой Отечественной войны, но наиболее плодотворной оказалась его работа как экспериментатора и теоретика в целом ряде научных областей – физиологии, психофизиологии, биологии, кибернетики.

Николай Александрович был человеком очень разносторонних талантов: он увлекался математикой, музыкой, лингвистикой, инженерным делом. Однако все свои знания и способности он сконцентрировал на решении главной проблемы своей жизни – изучении движений животных и человека. Так математические знания позволили ему стать одним из основоположников современной биомеханики, в частности, биомеханики спорта. В современных учебниках биомеханики как правило упоминается огромная роль Н.А. Бернштейна в развитии этой науки [2, c.15]. Практика врача-невропатолога снабдила Николая Александровича огромным фактическим материалом, касающимся расстройств движений при различных заболеваниях и травмах центральной нервной системы (ЦНС). Занятия музыкой дали возможность подвергнуть тончайшему анализу движения пианиста и скрипача: он экспериментировал в т.ч. и на себе, наблюдая за прогрессом собственной фортепианной техники. Инженерные знания и навыки помогли Н.А. Бернштейну усовершенствовать методы регистрации движений – он создал ряд новых техник регистрации сложных движений. Наконец, лингвистические интересы, несомненно, сказались на стиле, которым написаны его научные труды: тексты Н.А. Бернштейна – одни из самых поэтических образцов научной литературы. Его язык отличается сжатостью, четкостью и в то же время необыкновенной живостью и образностью. Конечно, все эти качества языка отражали и качества мышления Николая Александровича [1, c.136].

В 1947 г. вышла одна из основных книг Н.А. Бернштейна «О построении движения», которая была удостоена Сталинской премии II степени по биологии за 1947 г. На титуле книги стояло посвящение: «Светлой, неугасающей памяти товарищей, отдавших свою жизнь в борьбе за Советскую Родину» [1, c.136]. В этой книге были отражены итоги почти 30-летней работы автора и его сотрудников в области экспериментальных, клинических, теоретических исследований движений и высказан ряд совершенно новых идей. Одна из них состояла в опровержении принципа рефлекторной дуги как механизма организации сложных движений и замене его принципом рефлекторного кольца. Этот пункт концепции Н.А. Бернштейна содержал, таким образом, критику господствовавшей в то время в физиологии высшей нервной деятельности точки зрения на механизм условного рефлекса как на универсальный принцип анализа высшей нервной деятельности.

Вскоре для Н.А. Бернштейна настали трудные годы. На организованных дискуссиях подчас некорректно и некомпетентно выступали коллеги и даже некоторые бывшие ученики Н.А. Бернштейна с критикой высказывавшихся им новых идей. В этот тяжелый для себя период Николай Александрович не отказался ни от одного из сделанных им открытий, заплатив за это, как потом выяснилось, потерей навсегда возможности вести экспериментально-исследовательскую работу.

В последний период жизни Н.А. Бернштейн был занят особой деятельностью. К нему домой шли ученые и научные работники разных профессий: врачи, физиологи, математики, кибернетики, музыканты, лингвисты – для научных бесед. Они искали у него советов, оценок, консультаций, новых точек зрения. Другую половину дня Н.А. Бернштейн был занят собственной научной, теоретической работой – он подводил итоги и снова осмысливал результаты, полученные в предыдущие периоды своей жизни.

Уже после его смерти многие узнали, что за 2 года до кончины Н.А. Бернштейн сам поставил себе диагноз – рак печени, после чего снялся с учета из всех поликлиник и строго расписал оставшийся срок жизни, который он тоже определил с точностью до месяца. Он успел закончить и даже просмотреть гранки своей последней книги «Очерки по физиологии движений и физиологии активности».

До работ Н.А. Бернштейна в самом общем виде механизм любого движения описывался схемой рефлекторной дуги: стимул – процесс его центральной переработки (возбуждение программ) – двигательная реакция. Первый вывод, к которому пришел Николай Александрович. состоял в том, что так не может осуществляться сколько-нибудь сложное движение. Н.А. Бернштейн показал принципиальную невозможность реализации произвольного двигательного акта с помощью одних только эфферентных импульсов. Концепция Н.А. Бернштейна о построении движений имела огромное значение для создания теории произвольного двигательного акта. Согласно данной концепции, любое движение – сложная многоуровневая система, где каждый уровень, или определенные анатомические структуры характеризуются «ведущей афферентацией» и собственным набором регулируемых движений. Выделенные Н.А. Бернштейном пять уровней регуляции движений: руброспинальный, таламопаллидарный, пирамидно-стриальный, теменно-премоторный, корковый «символический» – объединяют непроизвольные и произвольные движения в единую систему. Если первый и второй уровни ответственны за регуляцию непроизвольных движений (движения гладкой мускулатуры, тремор, тонус, синергии, автоматизмы и др.), то третий-пятый уровни связаны с регуляцией произвольных двигательных актов, в которых участвуют как движения всего туловища (ходьба, бег, прыжки и др.), так и движения отдельных частей тела: рук (действия с предметами, письмо, рисование, различные мануальные навыки), лица (мимика), речевого аппарата (устная речь) и т.д. Таким образом, произвольные движения – это целый набор различных двигательных актов, регулируемых различными уровнями (структурами) ЦНС и управляемые разного рода афферентными импульсами (различной «ведущей афферентацией») [3, c.118]. Иными словами, в ЦНС должны непрерывно поступать афферентные сигналы, содержащие информацию о реальном ходе движения, а затем перерабатываться в сигналы коррекции. Таким образом, Н.А. Бернштейном был предложен совершенно новый принцип управления движениями; он назвал его принципом сенсорных коррекций, имея в виду коррекции, вносимые в моторные импульсы на основе сенсорной информации о ходе движения.

Существуют дополнительные факторы, которые, помимо моторных команд, влияют на ход движения. Во-первых, это реактивные силы. Во-вторых, это инерционные силы. И, наконец, последний из непланируемых факторов – исходное состояние мышцы. Действие всех перечисленных факторов обусловливает необходимость непрерывного учета информации о состоянии двигательного аппарата и о непосредственном ходе движения. Эта информация получила название «сигналов обратной связи». Роль сигналов обратной связи в управлении движениями, как и в задачах управления вообще, Н.А. Бернштейн описал задолго до появления аналогичных идей в кибернетике. Хотя примерно в то же время, в середине 30-ых годов XX века, наличие сигналов обратной связи в контуре управления физиологическими актами было описано другим советским физиологом, П.К. Анохиным, под названием «санкционирующая афферентация».

Следующий важный пункт теории Н.А. Бернштейна – принцип рефлекторного кольца, который непосредственно вытекает из принципа сенсорных коррекций и служит его дальнейшим развитием. Принцип рефлекторного кольца не противоречит и принципу рефлекторной дуги, развивая его. Идеи И.М. Сеченова о рефлекторной природе управления движениями путем использования чувствительных сигналов получили развитие в теории Н.А. Бернштейна о кольцевом характере процессов управления [2, c.15].

В дальнейшем Н.А. Бернштейн описал процесс формирования двигательного навыка и разработал принцип активности, рассмотрев его в конкретно-физиологическом, общебиологическом, и философском аспектах. К обобщенной формулировке принципа активности Н.А. Бернштейн пришел в последний период своей жизни. Суть этого принципа состоит в постулировании определяющей роли внутренней программы в актах жизнедеятельности организма. Принцип активности противопоставляется принципу реактивности, согласно которому тот или иной акт – движение, действие – определяется внешним стимулом. Существуют доказательства того, что сигналы, исходящие из внутренней программы (т.е. «активные») и поступающие из внешней среды (т.е. «реактивные»), функционально не симметричны в том смысле, что первые опережают вторые. Но несимметричность их имеет еще один, более важный аспект. Как показал Н.А. Бернштейн, «активные» сигналы обеспечивают существенные параметры движения, а «реактивные» – несущественные, технические детали движения [1, c.163].

Конечно, в одной статье невозможно подробно изложить всю теорию организации движений по Н.А. Бернштейну. Но это и не являлось основной целью авторов статьи, скорее нами двигало желание напомнить читателям о судьбе и вкладе в науку Николая Александровича Бернштейна, ибо память о таком замечательном ученом мы должны бережно хранить, чтобы передать грядущим поколениям.