Способность к движению во внешней среде — характерная черта животного мира и средство, которое мы используем для проявления жизни, будь то ходьба, разговор, еда, игра, смех или плач, все это побуждает к движению весь организм.

Даже цитоскелет клеток и висцеральные метаболические станции зависят от движения на организменном макроуровне, чтобы функционировать должным образом. Движение — это результат изменения положения или ориентации тела и его частей в пространстве и должно осуществляться контролируемым образом, если оно должно быть целенаправленным.

Как мы уже говорили в главе 4, взаимосвязанная геометрия замкнутых цепей (ЗКЦ) намного лучше объясняет, как этого можно достичь, чем устаревшая рычажная модель инженерно-машинной биомеханики.

ЗКЦ позволяет мягким тканям самостоятельно и непосредственно управлять движением костей, а сложные задачи управления динамической адаптацией встроены непосредственно в саму структуру опорно-двигательного аппарата, а не передаются на дорогостоящий аутсорсинг в нервную систему. В результате как эффективность контроля, необходимого для координации изменений, так и эффективность собственно усилий (мышечной работы) многократно повышается по сравнению с традиционной моделью, где мышцы работают по отдельности, передают усилия через рычаги, а контроль отдан на аутсорсинг в нервную систему ценой огромных энергозатрат, задержек, неточностей, накопления ошибок и т. д. (Levin et al., 2017).

Какой главный вывод следует из такого синергетического понимания двигательной функции? Очевидно, что в этом случае количество работающих мышц, а также степень интенсивности активации мышечных волокон, необходимые для выполнения двигательных функций, оказываются намного меньшими, чем расчетные в стандартной модели.

Другими словами, синергетическая интерпретация мезокинетической функции показывает, каким образом живые организмы оказываются намного более энергоэффективны и механически малоуязвимы в сравнении с расчетными биомеханическими ожиданиями. Вспомним пример из главы 4, где выуживание рыбы весом в 2 кг в соответствии с инженерно-машинными расчетами должно быть безвозвратно разрушительным для поясничного отдела позвоночника.

Наглядное доказательство точности предсказаний синергетического подхода к мезокинетической функции было получено экспериментально.

Пример на рис. 11.4 доказывает, что достаточно совсем незначительного числа мышц для того, чтобы задать все различные положения суставов пальцев, благодаря тому что сеть сухожилий разгибателей действует синергетически с нервной системой, регулируя их движение (Valero-Cuevas et al., 2007). Еще один важный момент, доказанный в этой работе, состоит в том, что силы натяжения, создаваемые каждым малым сокращением мышц, передаются в трехмерную сеть соединительной ткани через длинные сухожилия, но при этом они не перемещают кости напрямую (как мы привыкли думать). Точные движения пальцев осуществляются благодаря относительным различиям в натяжении, между относительной податливостью и относительной жесткостью, которые изменяют баланс сил внутри мезокинетической сети и переключают систему между различными функциональными состояниями, изменяя положение костей по отношению друг к другу, и, соответственно, форму пальца. Именно сама структура внутренне обрабатывает информацию (силу и направление) и выполняет логические вычисления, которые традиционно приписывались исключительно нервной системе (то есть системе динамического контроля, внешнего по отношению к структуре — «передача на аутсорсинг»). Такая динамическая структурная, встроенная обработка информации уже была описана для клеточного цитоскелета (глава 5), внеклеточного матрикса (рис. 11.2), ВНЧС (рис. 8.8) и конечностей лошадей и человека (рис. 8.9), и на этом примере мы видим ей очередное подтверждение.

Рис. 11.4. Стилизованная схема сети сухожилий разгибателей (средний палец), указывающая на мышцы, ромб Уинслоу (розовый четырехугольник) и упрощенные многослойные соединительные ткани, которые регулируют движения суставов (красные точки обозначают ключевые точки прикрепления к кости). (Перерисовано из Valero-Cuevas et al., 2007 и воспроизведено из Levin et al., 2017; © Elsevier)

Таким образом, современная наука доказывает, что именно геометрические ограничения в системе (ЗКЦ) определяют относительные изменения положения кости (Levin & Martin, 2012), позволяя механической энергии передаваться из одной части тела в другую особым образом. Очевидно, что устоявшиеся традиционные представления о механизмах, лежащих в основе движений синовиального сустава, упрощенных до сгибания и разгибания и движения костей мышцами под отданным на «аутсорсинг» контролем нервной системы, неточны, ошибочны и устарели.