CC BY
29
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 31-38
УДК: 612.811.4 D01:10.12737/21745
ОБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА СОЗНАТЕЛЬНОГО И БЕССОЗНАТЕЛЬНОГО В ОРГАНИЗАЦИИ
ДВИЖЕНИЙ
Ю.П. ЗИНЧЕНКО*, О.Е. ФИЛАТОВА**, В.В. ЕСЬКОВ**, Т.В. СТРЕЛЬЦОВА**
*ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова», ГСП-1, Ленинские горы, Москва, 119991, Россия **БУ ВО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Сургутский государственный университет», г.
Сургут, пр. Ленина, д. 1, г. Сургут, 628400, Россия
Аннотация. Обсуждается роль сознания в организации различных видов движения. Доказывается, что якобы непроизвольные движения (тремор) и произвольные движения (теппинг) мало отличаются друг от друга. С позиций стохастики эти два типа движений хаотичны по сути, т.к. статистические функции распределения f(x) хаотически изменяются. В рамках новой теории хаоса-самоорганизации предлагаются методы расчета квазиаттракторов и матриц парных сравнений выборок, которые обеспечивают четкие различия между тремором и теппингом, т.е. между непроизвольными и произвольными движениями. Сама произвольность, т.е. усиление сознания в организации движений, осуществляется увеличением доли стохастики в сравниваемых подряд выборках треморо-грамм и теппинграмм испытуемых. Это представляет количественно эффект Еськова-Зинченко в оценке не только организации движении, но и в осуществлении регуляции различных других функциональных систем организма, которые обеспечивают гомеостаз. Роль сознания сейчас (объективно) сводится к усилению доли стохастики в параметрах движений, но при этом хаос превалирует над стохастикой в организации любых движений.
Ключевые слова: произвольные и непроизвольные движения, квазиаттрактор, хаос, повторение.
OBJECTIVE EVALUATION OF CONSCIOUS AND UNCONSCIOUS PARTS OF MOVEMENT
ORGANIZATION
U.P. ZINCHENKO*, O.E. FILATOVA**, V.V. ESKOV**, T.V. STRELTSOVA**
*Lomonosov Moscow State University, GSP-1, Lenin Hills, Moscow, 119991, Russia "Surgut State University, Lenina pr., 1, Surgut, 628400, Russia
Abstract. The role of consciousness is being discussed in organizing various types of movement. It is proved that the alleged involuntary movements (tremor) and voluntary movements (tapping) differ little from each other. From the standpoint of the stochastic, these two types of motion are chaotic in fact, because of statistical distribution function f(x) changes randomly. The new theory of chaos-self-organization suggests methods of calculation of quasi-attractor and matrices of pairwise comparisons of samples that provide a clear distinction between tremor and tapping, i.e. between spontaneous and random movements. Voluntari-ness itself, i.e. increasing the role of consciousness in movements, is performed by increase in percentage of stochastics to compare consecutive samples of tremorogramm and tappingramm subjects. It represents quantitatively the effect Eskov-Zinchenko in evaluation not only of movement, but also in implementation of regulation of various functional systems that provide homeostasis. The role of consciousness is now (objectively) is to increase in percentage of stochastics in the motion parameters, but chaos prevails over the sto-chastics in organization of any movement.
Key words: voluntary and involuntary movements, quasi-attractor, chaos, repetition.
Введение. Более 100 лет идет дискуссия о произвольности (или непроизвольности) тремора. Однако и до настоящего времени четкого
объективного (математического) различия между произвольными и непроизвольными движениями нет. Одновременно, изучение созна-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 31-38
тельного и бессознательного в организации движений требует разработки новых и существенных методов, которые могли бы объективно показать различия между произвольными (сознательными) движениями и непроизвольными (бессознательными) движениями в биомеханике и психологии [2,5,7,9-12].
Ситуация еще более усложнилась после 1948 г., когда Н.А. Бернштейн выдвинул гипотезу о «повторении без повторений» [1] в организации и реализации любого сознательного акта движения. Если любое движение невозможно точно повторить, то о каком сознательном двигательном акте можно говорить? Какова роль сознания в организации любого движения и сознательно ли (в действительности) реализуется любое движение? Где граница сознательного и бессознательного в объективном изучении двигательных актов (без опроса испытуемого)? Можно ли объективно зарегистрировать участие сознания в организации двигательных актов (любого движения)? Все эти вопросы имеют принципиальный характер для психологии, медицины и даже социологии [2-8].
Отметим, что это была только гипотеза Бернштейна, т.к. он доказывал участие как минимум четырех регуляторных систем (А, В, С, D) в организации актов движений частей тела. На этом основании Бернштейн говорил о невозможности повторений любого двигательного акта. Иными словами, так как мы не можем сознательно управлять точным выполнением (и силой этого выполнения) любой из этих четырех систем А, В, С и D, т.е. систем регуляции движений, не можем точно контролировать работу этих четырех систем, то и говорить о сознательном управлении движениями - дело бесперспективное. Мы не можем сознательно управлять работой отдельного нейрона, нейронного пула, кластерами нейронов (даже в рамках стохастики), но и осуществить точно акт движения невозможно. Это регистрируется как для любых непроизвольных движений в виде параметров треморограмм (ТМГ), так и произвольных движений в виде теппинграмм (ТПГ). Любые движения у человека происходят без повторений, но не рамках детерминизма, как это считалось столетия, и не в рамках стохастики, без повторений статистических функций fix) [9-13].
Однако, количественно эффект движения «без повторений» Н.А. Бернштейна никто даже
сейчпс не изучал и только в 70-х годах 20-го века, с появлением компартментно-кластерной теории биосистем (ККТБ) В.М. Еськовым в 19681996 гг. и представленных формальных моделей ККТБ [14-18], появляется возможность математического описания особой стохастической неустойчивости двигательных актов человека. Сейчас эта неустойчивость получила признание в виде эффекта Еськова-Зинченко, когда все статистические характеристики (и функции) произвольно не могут быть повторены как в организации непроизвольных движений (тремора), так и в организации произвольных движений (теппинга). В этом случае стирается стохастическая и детерминистская грань между произвольностью и непроизвольностью, между сознательным и бессознательным в организации двигательных систем с объективной (математической) точки зрения [2-7,10,11].
1. Что такое произвольные и непроизвольные движения в психологии? Исторически сложилось так, что под произвольными движениями мы понимаем движения, которые происходят с активным участием сознания. В этом случае мы считаем, что такое движение можно повторить (любое число раз). При этом никто до настоящего времени не задавался вопросом о роли сознания в любом двигательном акте, а точнее, как это участие сознания можно доказать объективно (математически), без применения опроса испытуемого? Можно ли одному только испытателю (по параметрам движения) установить использование сознания испытуемым в данном двигательном акте? Объективность методов оценки участия сознания в двигательном акте испытуемого в психологии, психиатрии и криминалистике имеет принципиальное значение [2-5,10,11].
Отметим, что удержание части тела (у нас был палец по отношению к токовихревому датчику), безусловно, требует усиления сознания для испытуемого. Акт удержания пальца в данной точке пространства - это сознательный акт (произвольное движение фактически). Однако, само выполнение этого акта осуществляется как бы бессознательно (непроизвольно) [2,10]. Последнее утверждение базируется на фактически наблюдаемых ТМГ, их статистических характеристик. Их невозможно статистически точно повторить произвольно (даже с участием сознания) и тогда возникает парадокс:
10ШМАЬ ОБ ШШ МБЭТСАЬ ТБСНМОШСТББ - 2016 - V. 23, № 3 - Р. 31-38
мы привлекаем сознание для реализации ТМГ, но выполняется это удержание конечностей в данной точке пространства без повторений, как бы непроизвольно. Итог: тремор есть непроизвольное движение без повторений (без произвольности) по факту выполнения этого движения. Роль сознания в этом акте удержания конечности в пространстве сравнительно невелика (точнее, сознание не может обеспечить стохастическую устойчивость). Мы имеем стохастическую неустойчивость ТМГ и приобладание хаоса в этом акте [2,7,10,11].
Этот парадокс мы еще более усилим, если раскроем количественную сторону гипотезы Н.А. Бернштейна о «повторении без повторений» в виде эффекта Еськова-Зинченко. Оказывается, что произвольная непроизвольность (тремор) вообще не имеет статистической устойчивости. Невозможно два раза подряд, регистрируя треморограммы у одного и того же человека (находящегося в одном и том же в состоянии - психическом гомеостазе), получить две одинаковые выборки ТМГ. Точнее говоря, эти две выборки могут и совпасть, но вероятность р такого совпадения крайне мала (р<0,03). Это ничтожная величина в стохастике и ее очень легко получить, если многократно производить измерения ТМГ у одного и того же человека (подряд). Например, повторять по 15 выборок (по 5 сек. каждая ТМГ) и всего зарегистрировать 15 серий таких экспериментов. При этом мы получим всего 225 ТМГ, для каждой серии (из 15-ти), для которых можно при этом построить матрицу парных сравнений выборок переменной х1=х0 - это координата пальца с металлической пластинкой, которая взаимодействует с токовихревым датчиком. При этом сразу в ЭВМ вносится набор дискретных значений XI (период дискретизации т=10 мсек), т.е. в каждой выборке имеем N=500 точек хгЦ), а в 15-ти выборках мы имеем N=7500 точек (общий массив данных). Это и составляет одну серию опытов (из 15-ти выборок).
Характерно, что 15 построенных матриц парного сравнений таких 15-ти выборок ТМГ (в каждой матрице) показывают статистическую устойчивость числа к пар сравнения выборок ТМГ, которые (эти две выборки) можно отнести к одной генеральной совокупности. В табл.1 мы демонстрируем одну характерную матрицу парных сравнений выборок (из нескольких со-
тен, полученных нами), которая показывает малое число пар совпадений выборок ТМГ (в табл. 1 имеем к=4 для испытуемого ГДВ). Это означает, что остальные выборки ТМГ будут различными (без повторений) и мы можем говорить о статистической неустойчивости выборок ТМГ у любого человека на планете Земля. Сознательно человек не может существенно повысить процент статистической устойчивости ТМГ в эксперименте при регистрации ТМГ, однако определенным образом (при тренировках, в спорте) человек может регулировать величину к в таких матрицах парных сравнений выборок [11,12].
Таблица 1
Матрица парного сравнения выборок треморо-грамм испытуемого ГДВ (число повторов N=15), использовался критерий Вилкоксона (уровень значимости р<0.05, число совпадений к=4)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.44 0.00 0.00 0.01 0.00
3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.90
9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.88 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00
10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
11 0.00 0.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
14 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
При повторах измерений ТМГ мы не можем получить произвольного повторения двух (подряд) выборок ТМГ у одного и того же человека, находящегося в одном гомеостазе. Его психическое состояние (сознание, оценка регуляции положения пальца) не изменяется, но статистически ТМГ не повторяются. В тысячах наших экспериментов с ТМГ мы получали в среднем к~4,9 (обычно к колеблется в интервале (3-7)). Это и есть «повторение без повторений» Бернштейна, но в количественном выражении, в виде матриц парных сравнений выборок якобы произвольных движений. Играет ли сознание какую-либо роль в организации этого непроизвольного (по факту выполнения) движения, если доля стохастики в ТМГ не превышает 5%? А если да, то какую? Как мы можем управлять таким хаосом треморограмм?
10ШМАЬ ОБ ШШ МБЭТСАЬ ТБСНМОШСТББ - 2016 - V. 23, № 3 - Р. 31-38
Оказывается, это можно выполнить, но в очень узком пределе изменения числа пар совпадений к. Однако, это может быть развито в виде длительных спортивных тренировок. Люди, имеющие высокие достижения в стрелковом спорте (пулевая стрельба, лук) могут существенно регулировать свои особые параметры тремора. При этом к повышается на некоторую величину, но все-таки всегда оказываются ниже 20. Доля стохастики в организации непроизвольного движения (тремора) не может превышать 15-20%. Хаос ТМГ глобален и он превалирует над стохастикой (стохастической устойчивостью). Сознание может частично управлять хаосом тремора, но в рамках разовых измерений (без повторений), которые общеприняты сейчас в психологии, биологии и медицине (там только недавно начали внедрять длительное мониторирование кардиоинтервалов - КИ). Обнаружить (зарегистрировать) статистическую устойчивость практически невозможно в рамках обычных методов. Любое движение уникально и что тогда вообще мы измеряем в психологии и физиологии? Это касается не только тремора, но и теппинга, КИ, биоэлектрических процессов и других различных параметров организма человека. Характерно, что хаос начинается в работе отдельного нейрона и нейронного пула (компартмента), что лежит в основе ККТБ, нейронных сетей мозга [14-17].
Все происходит без повторений и в этом суть эффекта Еськова-Зинченко [2,10]. При этом сознание частично влияет на параметры ТМГ, но зафиксировать это очень сложно в рамках стохастики. В этом случае мы переходим к методам теории хаоса-самоорганизации (ТХС), которая использует другие понятия и другие модели. В частности, мы можем использовать матрицы типа табл. 1 или рассчитать параметры квазиаттракторов (КА). В последнем случае возможна реальная диагностика произвольных и непроизвольных движений не только в виде конечного результата (у нас это были тремор, теппинг), но и в виде анализа электромиограмм (ЭМГ). Анализируя КА для ЭМГ можем сделать заключение о влиянии сознания (управление со стороны ЦНС) на параметры ЭМГ. Рассмотрим этот тезис более подробно на примере нервно-мышечной системы (НМС) человека, как важнейшей функциональной системы организма [3-8,12,19-23].
2. Объективная количественная регистрация произвольности в работе НМС. Объективно, т.е. без опроса испытуемых, мы можем регистрировать влияние сознания на работу НМС по параметрам тремора, теппинга или ЭМГ. В последнем случае мы должны пользоваться методами, которые бы обеспечили такую количественную оценку состояния ЭМГ в различных условиях регуляции мышечного напряжения. Именно в степени напряжения мышц и проявляется произвольность в регуляции движения. Очевидно, что если мы работаем с динамометром и визуально регистрируем (удерживаем в заданном значении) силу напряжения, то все это акты сознательные. Работает зрительный анализатор, сознание и мы осознанно задаем мышечное усилие (сжатие кисти, удержание стрелки динамометра в заданном положении). Однако, этот сознательный акт реализуется (как и тремор) все-таки хаотически. Сознательное задание усилия приводит к хаотическому набору выборок ЭМГ для испытуемого, который находится в устойчивом гомеостазе Иными словами гомеостаз НМС имеет хаотический характер, он не объект стохастики.
Удерживая стрелку динамометра в заданном значении, мы получаем картину колебаний самой этой стрелки около произвольного задания равновесия (в виде усилия Р1=5 даН или р2=10 даН). Эти колебания хаотичны и они подобны регистрируемым треморограммам. Фактически, при постуральном треморе, мы получаем идеальную задачу - группа мышц руки удерживает палец (вместе с кистью) в данной точке пространства. Сознательно мы требуем, чтобы группа мышц (у испытуемого) обеспечила задания определенного усилия по преодолению силы тяжести, которая действует на палец. Выполнить же точно этот акт в нашем эксперименте с постуральным тремором мы изначально не можем. По факту мы имеем произвольные движения пальца (и кисти), но по характеру реализации - это непрерывное хаотическое движение части тела [2-10,18-23].
Задача с удержанием динамометра в заданном значении силы сжатия - это аналогичная тремору задача на создание (сознательного) определенного усилия. Это тоже произвольное движение (произвольное напряжение мышц) и оно демонстрирует матрицы парных сравнений выборок (колебаний силы сжатия Р, которые
10ШМАЬ ОБ ШШ МЕЭТСАЬ ТЕСНМОЬОСТЕБ - 2016 - V. 23, № 3 - Р. 31-38
должны группироваться вокруг произвольно сжимаемой кисти), которые мало чем отличаются от матриц табл. 1. Все хаотически изменяется, т.к. в этом акте участвуют различные группы мышц и они непрерывно (хаотически) изменяют свои усилия (степень своего участия в регулируемом акте удержания кистью данного усилия Р1 и Р2). В табл.2 и табл.3 мы представляем две матрицы парного сравнения выборок ЭМГ этих двух значений Р1 и Р2. Очевидно, что число пар к одинаковых выборок невелико, но оно различается для Р1 и Р2.
Таблица 2
Матрица парного сравнения миограмм одного и того же человека при слабом напряжении (р=5даН) построенную с помощью критерия Вилкоксона (критерий значимости р<0,05, число совпадений к=6)
Таблица 3
Матрица парного сравнения миограмм одного и того же человека при сильном напряжении (р=10даН) построенная с помощью критерия Вилкоксона (критерий значимости р<0,05, число совпадений к=20)
Именно это пытался сказать Н.А. Берн-штейн, когда говорил об участии четырех регу-ляторных систем (А, В, С, О) в организации любого моторного акта. Все происходит хаотически и степень участия любой из этих систем различна в любом (повторяемом!) двигательном акте. Поэтому и все происходит «без повторений» по Н.А. Бернштейну. Однако, действительность оказалась более сложной. Этот хаос не только на уровне ЦНС и НМС, но и на периферии, в исполнительных органах. Это проявляется, если регистрировать активность одной мышцы или даже одной двигательной единицы.
В наших исследованиях регистрировалась интерференционная ЭМГ при снятии сигнала накожными электродами диаметром 5 мм с отводящей мышцы мизинца. Испытуемым было дано следующее указание: по динамометру удерживать сжатие кисти (т.е. динамометра) в определенном значении. Первоначально (многократно) опыт повторялся при усилении Р1=5 даН, а затем испытуемый задавал по динамометру р2=10 даН, очевидно, что эти позиции представляли произвольные движения мышц кисти руки, но удержать точно эти значения невозможно. Всегда мы наблюдаем колебания Р и эти колебания подобны тремору при удержании пальца в пространстве. Динамометр легко покажет хаотические колебания силы Р, подобные механограмме при треморе.
$1=61866 у, е.
А
■ь2= 164369 у.е
В
Рис. 1. Фазовый портрет движения квазиаттракторов в пространстве состояний выборок электромио-грамм: А - при слабом (Р1=5 даН) напрядении 51=61866 у.е.; В - при сильном (Р2=10 даН) напряжении 52=164369 у.е.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0.00 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3 0.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 0.00 0.02 0.01 0.43 0.00 0.00 0.00 0.51
6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 0.00 0.37 0.00 0.06 0.33 0.01 0.00 0.09
7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.47 0.00
8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00
9 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.37 0.00 0.00 0.00 0.00 0.55 0.20 0.15 0.02
10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.17 0.00 0.00 0.00 0.03
11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.43 0.06 0.00 0.00 0.00 0.17 0.01 0.00 0.00 0.15
12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 0.00 0.00 0.55 0.00 0.01 0.17 0.28 0.00
13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.05 0.00 0.20 0.00 0.00 0.17 0.07 0.01
14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.47 0.08 0.15 0.00 0.00 0.28 0.07 0.00
15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.51 0.09 0.00 0.00 0.02 0.03 0.15 0.00 0.01 0.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.85 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00
2 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
7 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.39 0.00 0.00 0.00 0.00
9 0.85 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.06 0.01 0.00 0.00
10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.00 0.31
11 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.39 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00
12 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.06 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00
13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.10 0.00 0.00 0.00 0.08
14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00
15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.31 0.00 0.00 0.08 0.00
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 31-38
Регистрация ЭМГ при этих многократных повторах с ¥1 и Тг демонстрируют хаотическую динамику в виде матриц парных сравнений выборок (табл. 2, 3). ЭМГ матрицы весьма подобны матрицам треморограмм, в которых число пар совпадений выборок к не превышает к<5. Однако, при увеличении усилия Тг, т.е. сознательного управления процессом сокращения мышц, мы получаем четкое различие по значениям к. В общем, у нас всегда для ¥1 и Тг их соответствующие числа пар совпадений к1 и кг никогда не совпадали (к^кг). На рис.1 мы представляем квазиаттракторы ЭМГ для этих двух состояний ¥1 и Тг. Они очень похожи на фазовые портреты ТМГ, их КА.
Таблица 4
Значения площадей квазиаттракторов Б выборок электомиограмм одного и того же человека при слабом в1 (р=5 даН) и сильном в2 (р=10) напряжении мыщц
Si, 5 даН S2, 10 даН
1 33109 165923
2 66402 67596
3 87770 130086
4 61866 164369
5 61644 204732
6 34176 234639
7 64701 213759
8 52395 196652
9 63339 256338
10 64629 247324
11 97944 230112
12 51948 226460
13 49813 232078
14 53192 219700
15 51666 238854
<S> 59640 201908
Критерий значимости по критерию Вилкоксона: р=0,00
Еще более разительные результаты мы получали при анализе квазиаттракторов, когда КА1 (для ¥1) существенно отличается от КАг (при Тг). Для примера мы представляем таблицу сравнения размеров квазиаттракторов ЭМГ при 15-ти повторах у одного и того же испытуемого (в одном гомеостазе) при этих двух усилиях Т1 и Тг. Очевидно, что размеры КАг существенно
Литература
больше, чем КА1 (при Fi). Это демонстрирует различия (объективные) параметров ЭМГ у человека, который сознательно изменяет развиваемые мышцами усилия по сжатию кисти. Именно КА показывают степень произвольности (участие сознания) в двигательном акте. В данном случае усиление роли сознания приводит к увеличению объектов КА (для S2=201908 у.е. имеем почти четырехкратное увеличение по сравнению с Si=59640 у.е.).
В целом, получить различия при оценке степени участия сознания в любом двигательном акте в рамках стохастики задача почти невыполнимая. Методами же ТХС такие различия уверено получаем, что проявляется и в матрицах парных сравнений выборок, и в параметрах КА. Последние при усилении сознания должны значительно изменяться. Фактически, сознание управляет долей стохастики очевидно (как сознательно, так и бессознательно)
Выводы:
1. Проблема сознательного и бессознательного сейчас в психологии и психофизиологии, рассматривается на новом уровне. Этот уровень потребовал объективной оценки роли сознания в организации любых движений и разработки новых методов анализа хаоса в психологии.
2. С позиций ТХС становится очевидным, что стохастика дает низкую эффективность в изучении влияния сознания на качество двигательного акта. Все происходит хаотично и любая выборка ТМГ, ТПГ или ЭМГ является оригинальной (случайной и единичной). Нет повторений в организации движений.
Матрицы парных сравнений выборок и параметры квазиаттракторов объективно позволяют оценивать роль сознания в различных двигательных актах (ТМГ, ТПГ или сжатие динамометра). Целесообразно в психологии и физиологии использовать именно модели ТХС в виде квазиаттракторов и матриц парных сравнений выборок. При этом необходимо делать многократные повторения регистрации движений, которые проявляются в виде эффекта Есь-кова-Зинченко.
References
1. Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Мед- Bernshteyn NA. O postroenii dvizheniy [About con-гиз, 1947. 254 с. struction of movements]. Moscow: Medgiz; 1947. Rus-
sian.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 31-38
2. Веракса А.Н., Горбунов Д.В., Шадрин Г.А., Стрельцова Т.В. Эффект Еськова-Зинченко в оценке параметров теппинга методами теории хаоса-самоорганизации и энтропии // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2016. №1. С. 17-24.
3. Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадарцев А.А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологий. 2004. Т. 11, № 3. С. 5-6.
4. Еськов В.М., Еськов В.В., Хадарцев А.А., Филатов М.А., Филатова Д.Ю. Метод системного синтеза на основе расчета межаттракторных расстояний в гипотезе равномерного и неравномерного распределения при изучении эффективности кинезитерапии // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т. 17, № 3. С. 106-110.
5. Еськов В.М., Филатова О.Е., Попов Ю.М., Майстрен-ко Е.В. Градация произвольности в физиологии и медицине - эффекты управления хаосом // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2013. № 1. С. 59-67.
6. Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине / Еськов В.М., Хадарцев А.А., Козлова В.В. [и др.]// Том XI Системный синтез параметров функций организма жителей Югры на базе нейрокомпьютинга и теории хаоса-самоорганизации в биофизике сложных систем. Самара: Офорт, 2014. 192 с.
7. Еськов В.М., Зинченко Ю.П., Филатов М.А., Поскина Т.Ю. Эффект Н.А. Бернштейна в оценке параметров тремора при различных акустических воздействиях // Национальный психологический журнал. 2015. № 4. С. 66-73.
8. Еськов В.М., Газя Г.В., Майстренко Е.В., Болтаев А.В. Влияние промышленных электромагнитных полей на параметры сердечнососудистой системы работников нефтегазовой отрасли // Экология и промышленность России. 2016. № 1. С. 59-63.
9. Еськов В.М., Еськов В.В., Вохмина Ю.В., Гавриленко Т.В. Эволюция хаотической динамики коллективных мод как способ описания поведения живых систем // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2016. № 2.
10. Зинченко Ю.П., Еськов В.М., Еськов В.В. Понятие эволюции Гленсдорфа-Пригожина и проблема го-меостатического регулирования в психофизиологии // Вестник Московского университета. Серия 14: Психология. 2016. № 1. С. 3-24.
11. Филатов М.А., Веракса А.Н., Филатова Д.Ю., Поски-на Т.Ю. Понятие произвольных движений с позиций эффекта Еськова-Зинченко в психофизиологии
Veraksa AN, Gorbunov DV, Shadrin GA, Strel'tsova TV. Effekt Es'kova-Zinchenko v otsenke parametrov teppinga metodami teorii khaosa-samoorganizatsii i entropii [Effect Eskova Zinchenko-estimation of parameters in tapping methods of the theory of chaos and entropy, self-organization]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2016;1:17-24. Russian. Es'kov VM, Filatova OE, Fu-din NA, Khadartsev AA. Novye metody izucheniya intervalov ustoychivosti biolo-gicheskikh dinamicheskikh sistem v ramkakh kompart-mentno-klasternogo podkhoda. Vestnik novykh medit-sinskikh tekhnologiy. 2004;11(3):5-6. Russian. Es'kov VM, Es'kov VV, Khadartsev AA, Filatov MA, Filatova DYu. Metod sistemnogo sinteza na osnove rascheta mezhattraktornykh rasstoyaniy v gipoteze ravnomernogo i neravnomernogo raspredeleniya pri izuchenii effektivnosti kineziterapii. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2010;17(3):106-10. Russian. Es'kov VM, Filatova OE, Popov YuM, Maystrenko EV. Gradatsiya proizvol'nosti v fiziologii i meditsine - ef-fekty upravleniya khaosom [Graduation arbitrariness in Physiology or Medicine - chaos Control Effects]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2013;1:59-67. Russian. Es'kov VM, Khadartsev AA, Kozlo-va VV, et al. Sis-temnyy analiz, upravlenie i obrabotka informatsii v biologii i me-ditsine. Tom XI Sistemnyy sintez para-metrov funktsiy organizma zhiteley Yugry na baze ney-rokomp'yutinga i teorii khaosa-samoorganizatsii v bio-fizike slozhnykh sistem. Samara: Ofort; 2014. Russian.
Es'kov VM, Zinchenko YuP, Filatov MA, Poskina TYu. Effekt N.A. Bernshteyna v otsenke parametrov tremora pri razlichnykh akusticheskikh vozdeystviyakh [The effect of NA Bernstein in the evaluation of tremor parameters for different acoustic effects]. Natsional'nyy psikhologicheskiy zhurnal. 2015;4:66-73. Russian. Es'kov VM, Gazya GV, Maystrenko EV, Boltaev AV. Vliyanie promyshlennykh elektromagnitnykh poley na parametry serdechnososudistoy sistemy rabotnikov neftegazovoy otrasli [The impact of electromagnetic fields on the industrial parameters of the cardiovascular system of the oil and gas industry workers]. Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2016;1:59-63. Russian. Es'kov VM, Es'kov VV, Vokhmina YuV, Gavrilenko TV. Evolyutsiya khaoticheskoy dinamiki kollektivnykh mod kak sposob opisaniya povedeniya zhivykh system [The evolution of chaotic dynamics of collective modes as a way to describe the behavior of living systems]. Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 3. Fiz. Astron. 2016;2. Russian. Zinchenko YuP, Es'kov VM, Es'kov VV. Ponya-tie evo-lyutsii Glensdorfa-Prigozhina i problema gomeostati-cheskogo regulirovaniya v psikhofiziologii. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 14: Psikhologiya. 2016;1:3-24. Russian.
Filatov MA, Veraksa AN, Filatova DYu, Poski-na TYu. Ponyatie proizvol'nykh dvizheniy s pozi-tsiy effekta Es'kova-Zinchenko v psikhofiziologii dvizheniy [The
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 31-38
движений // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2016. №1. С. 24-32.
12. Филатова О.Е., Хадарцев А.А., Еськов В.В., Филатова Д.Ю. Неопределенность и непрогнозируемость -базовые свойства систем в биомедицине // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2013. № 1. С. 68-83.
13. Хадарцев А.А., Несмеянов А.А., Еськов В.М., Фудин Н.А., Кожемов А.А. Принципы тренировки спортсменов на основе теории хаоса и самоорганизации // Теория и практика физической культуры. 2013. №9.
С. 87-93.
14. Eskov V.M. Hierarchical respiratory neuron networks // Modelling, Measurement and Control C. 1995. Vol. 48, № 1-2. P. 47-63.
15. Eskov V.M. Compartmental theory of the respiratory neuron networks with a simple structure // Neural Network World. 1998. Vol. 8, № 3. Р. 353-364.
16. Eskov V.M., Filatova O.E. Problem of identity of functional states in neuronal networks // Biophysics. 2003. Vol. 48., № 3. P. 497-505.
17. Eskov V.M., Eskov V.V., Braginskii M.Ya., Pashnin A.S. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort // Measurement Techniques. 2011. Vol. 54, № 7. P. 832-837.
18. Eskov V.M. Evolution of the emergent properties of three types of societies: The basic law of human development // Emergence: Complexity and Organization.
2014. Vol. 16, № 2. P. 107-115.
19. Eskov V.M., Filatova O.E., Provorova O.V., Khimiko-va O.I. Neural emulators in identification of order parameters in human ecology // Human Ecology. 2015. №5. Р. 57-64.
20. Garaeva G.R., Eskov V.M., Eskov V.V., Gudkov A.B., Filatova O.E., Khimikova O.I. Chaotic dynamics of cardiointervals in three age groups of indigenous people of Ugra // Human Ecology. 2015. №9. Р. 50-55.
21. Vokhmina Y.V., Eskov V.M., Gavrilenko T.V., Filato-va O.E. Measuring Order Parameters Based on Neural Network Technologies // Measurement Techniques.
2015. Vol. 58, № 4. P. 462-466.
22. Vokhmina Y.V., Eskov V.M., Gavrilenko T.V., Filatova O.E. Medical and biological measurements: Measuring order parameters based on neural network technologies // Measurement Techniques. 2015. № 58(4). Р. 65-68.
23. Eskov V.M., Eskov V.V., Filatova O.E., Khadart-sev A.A., Sinenko D.V. Neurocomputational identification of order parameters in gerontology // Advances in Gerontology. 2016. Vol. 6 (1). P. 24-28.
concept of voluntary movements with positions Esko-va-Zinchenko effect in psychophysiology of movements]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2016;1:24-32. Russian.
Filatova OE, Khadartsev AA, Es'kov VV, Filatova DYu. Neopredelennost' i neprognoziruemost' - bazovye svoystva sistem v biomeditsine [Uncertainty and unpredictability - basic properties of medical systems]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2013;1:68-83. Russian. Khadartsev AA, Nesmeyanov AA, Es'kov VM, Fudin NA, Kozhemov AA. Printsipy trenirovki sportsmenov na osnove teorii khaosa i samoorganizatsii. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2013;9:87-93. Russian.
Eskov VM. Hierarchical respiratory neuron networks. Modelling, Measurement and Control C. 1995;48(1-2):47-63.
Eskov VM. Compartmental theory of the respiratory neuron networks with a simple structure. Neural Network World. 1998;8(3):353-64.
Eskov VM, Filatova OE. Problem of identity of functional states in neuronal networks. Biophysics. 2003;48(3):497-505.
Eskov VM, Eskov VV, Braginskii MYa, Pashnin AS. Determination of the degree of synergism of the human cardiorespiratory system under conditions of physical effort. Measurement Techniques. 2011;54(7):832-7.
Eskov VM. Evolution of the emergent properties of three types of societies: The basic law of human development. Emergence: Complexity and Organization. 2014;16(2):107-15.
Eskov VM, Filatova OE, Provorova OV, Khimikova OI. Neural emulators in identification of order parameters in human ecology. Human Ecology. 2015;5:57-64.
Garaeva GR, Eskov VM, Eskov VV, Gudkov AB, Filatova OE, Khimikova OI. Chaotic dynamics of cardioin-tervals in three age groups of indigenous people of Ugra. Human Ecology. 2015;9:50-5. Vokhmina YV, Eskov VM, Gavrilenko TV, Filatova OE. Measuring Order Parameters Based on Neural Network Technologies. Measurement Techniques. 2015;58(4):462-6.
Vokhmina YV, Eskov VM, Gavrilenko TV, Filatova OE. Medical and biological measurements: Measuring order parameters based on neural network technologies. Measurement Techniques. 2015;58(4):65-8. Eskov VM, Eskov VV, Filatova OE, Khadartsev AA, Sinenko DV. Neurocomputational identification of order parameters in gerontology. Advances in Gerontology. 2016;6(1):24-8.
