Олег Кубряк - Стабилометрия, вертикальная поза человека в современных исследованиях. Обзор

Более сложное, но близкое с инженерной точки зрения [18] к взвешиванию измерение – стабилография, стабилометрия – предполагает определение координат центра давления человека на опору (по опорным реакциям), где «центр давления» – это «термин для обозначения точки приложения равнодействующей сил, обусловленных взаимодействием исследуемого объекта (человека) с опорой» согласно формулировке Московского консенсуса по применению стабилометрии и биоуправления по опорной реакции в практическом здравоохранении и исследованиях [19]. Большой и заметный вклад в разработку методик, применение, развитие и популяризацию применения стабилоплатформ в СССР и России внесён В. С. Гурфинкелем [20] и Е. Б. Бабским [21,22], Ю С. Левиком [23], С. С. Сливой [24], а также другими [25—28].

Сегодня стабилоплатформы широко применяются в России и за рубежом [29—35] в качестве основного инструмента для оценки стабильности вертикальной позы, различных «раскачиваний» тела человека – по сути, исследования взаимодействия человека с гравитационным полем (как системы) на основе измерений реакций опоры.

Сегодня вопросы управления и регуляции применительно к живым системам имеют не только чисто физиологический, но в значительной мере междисциплинарный характер. Н. А. Бернштейн отмечал, что «неожиданное сближение физиологии с техникой на почве вновь возникшей проблематики управления и регуляции оказалось плодотворным и для физиологии, так как технические аналогии помогли ей по-новому осветить ряд процессов внутренней регуляции» [36]. Традиционно «модель управления» относится к математической теории управления, теории автоматического регулирования, включающей устоявшиеся представления, например, о линейных и нелинейных системах управления, об использовании математического аппарата как о «последовательности полезных правил», возможности «…судить об устойчивости и показателях качества системы в данных конкретных условиях», учитывать «границы применимости» и другое [37]. Теория автоматического регулирования идеологически близка теории функциональных систем П. К. Анохина. При этом фактическое применение положений из теории управления на физиологическом материале, вероятно, не всегда следует строгим «канонам», принятым для описания технических систем.

При изучении организации вертикальной позы человека частыми являются трактовки результатов экспериментов, клинических обследований, в контексте преимущественно «механических» моделей – например, отечественный специалист Д. В. Скворцов полагает, что «в настоящее время для спокойной основной стойки считается общепринятой модель перевернутого маятника, в котором стабилизация баланса достигается посредством работы камбаловидной мышцы» [26]. Канадский исследователь Д. Винтер (David Winter), считающийся автором модели, в 1998 году опубликовал с коллегами концепцию [38], где мышцы представлены как жёсткие пружины, которые при спокойном стоянии возвращают тело в стабильное состояние, контролируя расхождения центра давления на опору и центра масс тела. Простое схематизированное описание, названное авторами «моделью перевёрнутого маятника» («inverted pendulum model»), в том числе, объясняет экономию ресурсов центральной нервной системы на управление позой с помощью «простой» регуляции тонуса мышц в определенных звеньях системы, обеспечивая противодействие гравитации. Однако известный французский постуролог П.-М. Гаже (Pierre-Marie Gagey) отмечал, что «дорогая для клиницистов модель перевёрнутого маятника» (цитата по тексту русского перевода книги [39]) не является удовлетворительной – например, не объясняет скручивание вокруг вертикальной оси тела. В свою очередь, сам он рассматривает регуляцию и управление вертикальной позой как нелинейную динамическую систему [40]. Близкими к точке зрения П.-М. Гаже можно считать взгляды отечественного специалиста В. И. Усачёва, учитывающего различные концепции систем – автор с коллегами формулируют [41] своё представление о проблеме как о «функциональной системе динамической стабилизации вертикального положения тела» и предлагают практические решения для стабилометрии. Итальянцы П. Морассо (Pietro Morasso) и М. Счиепати (Marco Schieppati) после публикации модели Д. Винтера внесли критические замечания [42], касающиеся, по их мнению, во-первых, погрешностей представленной схемы взаимоотношений центра давления и центра масс человека; во-вторых, недостаточной жёсткости голеностопных мышц для корректной работы системы по типу «перевернутый маятник». Д. Винтер с коллегами, развивая модель «перевёрнутого маятника» и отвечая на критику, позже привёл пояснения и новые аргументы в пользу своей концепции [43—45]. В целом, идеи, условно говоря, «пружинной» регуляции позы находят применение и в смежных темах, например, исследованиях человеческой походки [46,47] или техническом моделировании ходьбы [48].

С усовершенствованием оборудования и с эффективным маркетингом приборного, методического обеспечения исследований вертикальной позы, получил большое распространение вариант, близкий к однозвенной модели управления [49,50]. В значительной степени это связано с деятельностью американского инженера, исследователя и предпринимателя Л. Нашнера (Lewis Nashner), который основал успешно действовавшую специализированную компанию [51], откуда были распространены методы и стандарты стабилометрического исследования, впервые по-настоящему широко принятые пользователями [52—54]. Можно полагать, что, таким образом, факт наличия, привлекательность и доступность подходящего инструмента («инструментализм» [55]) здесь демонстрируют влияние техники [56] на развитие направления, формирование и распространение представлений об актуальном формате исследований вертикальной позы.

Для дифференциации типа колебаний тела человека в спокойном вертикальном стоянии [57], Ф. Хорак (Fay Horak), Л. Нашнер и другие авторы сформулировали понятия разных «стратегий» управления позой – обычно выделяют «голеностопную» (или, иногда переводимую как «лодыжечная») и «тазобедренную», которые различаются по вовлеченным в управление позой структурам [58]. К данному подходу также есть аргументированная критика, например, выраженная в совместных работах ранее упоминаемого П. Морассо с японскими исследователями, что тазобедренный сустав вовлекается в функцию управления вертикальной позой и при «голеностопной стратегии», а лучшее объяснение позной регуляции, по мнению авторов, связано с предлагаемой ими теорией «двойного перевернутого маятника с прерывистым управлением» [59,60]. С моделью двухзвенного перевернутого маятника при спокойном стоянии можно соотнести трактовку результатов исследований Н. В. Денискиной (в обзоре диссертаций, ниже). Следует отметить, что приближение к модели простого однозвенного перевернутого маятника достигалось здесь в условиях исключения момента в голеностопном суставе с помощью специального приспособления.