Прежде чем погрузиться в изучение новой области, сначала убедитесь, что вы хорошо ее понимаете.
Чем бы ни занимался человек, у него есть две основные мотивации — негативная и позитивная. Негативная мотивация — это неудовлетворенность тем, как есть сейчас, достаточно сильная для того, чтобы преодолеть привычки, конформизм, страх осуждения и иметь решимость отказаться от устоявшихся стандартов и догм. Позитивная мотивация — это в первую очередь интерес, влечение к чему-то новому, необычному, более гармоничному.
В истории биотенсегрити и в моей личной истории биотенсегрити-энтузиазма есть и то и другое.
Я начинал как микробиолог, работающий в лаборатории, но желание непосредственной работы с живыми людьми оказалось сильнее, и вот уже более 30 лет я практикующий остеопат. Я много учился, сдал много экзаменов по анатомии, физиологии и организации двигательной функции, но самое главное ощущение, которое возникает, когда начинаешь непосредственно работать с людьми, — это изумление от того, насколько богаче и глубже живой отклик от тела, чем то, что изображено и написано в учебниках.
Я много общаюсь на конференциях и поддерживаю активную переписку со многими коллегами и еще не встречал ни одного человека с клиническим опытом, думающего иначе.
Как же так происходит? Казалось бы, современная анатомия за почти 500 лет своего существования накопила объем знаний, не имеющий себе равных в любой другой сфере. Она классифицировала структуры в соответствии с современными представлениями и пыталась понять их функции с помощью самых новейших технологий. Однако при переходе к функциональной анатомии как попытке оживить весь этот объем фактов биомеханикой самостабилизации и движения, сразу всплывает огромное число противоречий и нестыковок.
Примеры таких противоречий — низведение фасций и другой соединительной ткани до выполнения простых вспомогательных ролей (оболочек и обмоток); приверженность надуманной системе рычагов в позных и двигательных функциях, нагружающей ткани разрушающими напряжением таких величин, которые они попросту не смогли бы выдержать; а также приверженность идеям опорного позвоночного столба; примитивность классификации мышц по простым геометрическим осям и плоскостям «работы» и т. д.
Все эти идеи были выдвинуты во времена, когда практически не было серьезной альтернативы простым строительным и механическим аналогиям. Но получилось так, что это упрощенное понимание оказалось удивительно живучим и сохранилось до наших дней. К сожалению, попытка упростить понимание живых организмов до строительно-машинных аналогий и избыточный фокус на прямом импорте инженерно-физических формул привели к тому, что академическая биомеханика оказалась в сложном положении. С одной стороны, конечно, благодаря новым материалам и компьютерным расчетам за последние 50 лет произошла настоящая революция в протезировании конечностей и суставов.
Однако за эти же 50 лет инженерно-расчетная биомеханика фактически никак не повлияла на методы лечения, профилактики и реабилитации заболеваний и дисфункций костно-мышечной системы. Именно в этом состоит главная негативная мотивация в поиске альтернатив: «С биомеханикой и основанной на ней функциональной анатомией что-то сильно не так! Они не помогают, а скорее мешают клинической практике!»
Спросите любого специалиста в области мануальной медицины, остеопатии, физиотерапии, двигательных практик, фитнеса: что главное? Умение высчитывать углы и оси или, чтобы помогать клиентам и пациентам, нужно научиться видеть и ощущать?
Но, с другой стороны, на одном только ощущении и накопленной интуиции, без теоретической поддержки и помощи в формировании большой картинки того, как на самом деле работает тело человека, тоже сложно!
Более того, за последние 10–15 лет наше представление об анатомии радикально расширилось благодаря новым методам визуализации и компьютерного моделирования.
Среди главных изменений — понимание повсеместности и важности фасциальной системы. От пальцев ног до самой макушки! На всех масштабах и размерах фасция — это единая сеть передачи натяжений, а не просто оболочки и волокна, которые раньше просто счищались скальпелем как малозначимые.
Однако эта же фасциальная революция означает и другое — исчезновение четких границ между анатомическими структурами, которые перестали быть однозначными до той степени, что они смешиваются друг с другом (Guimberteau & Armstrong, 2015; Stecco, 2015). Тем удивительнее, что такое, казалось бы, смешение анатомических элементов, наблюдаемое нами извне, в реальной внутренней функциональной анатомии организма не вносит никакой неразберихи и не является препятствием к его полноценному функционированию.
Представьте себе, что произошло бы, если подобная нечеткость и смешение границ образовались бы в рукотворных инженерных механизмах. Очевидно, что их функция была бы сразу утрачена. Однако в отличие от машин живые реальные анатомические структуры просто «не обращают внимания» на такое смешение!
Это означает, что, к сожалению, простая и привычная геометрия Евклида и основанные на ней инженерно-расчетные формулы не дают нам инструментария для того, чтобы продуктивно работать со столь сложной реальностью, как анатомия внутреннего устройства живых организмов.
Что же делать? Есть только два пути.
Первый путь, исторически избранный функциональной анатомией и расчетной биомеханикой, заключался в отрицании сложности биологической реальности и упрощении ее до того примитивного представления (биологического аналога машины), которое поддается непосредственному восприятию и простым инженерным расчетам. Однако очевидно, что этот путь принципиально ошибочен, он ведет в тупик и заставляет нас принимать неверные клинические решения. Такая «инженерность» создает иллюзию понимания, приводящую к снисходительному «мы знаем лучше», «расчеты показали, что природа механически неэффективна», а также к неоправданному желанию улучшить, исправить и починить природные решения, за которое природа нас рано или поздно наказывает.
Второй путь, новый, неизмеримо более сложный, но единственно верный. Он заключается в том, чтобы признать реальную сложность биологических систем и анатомических структур и отказаться от попыток втиснуть эту сложную и тонкую реальность в игольное ушко простых инженерных шаблонов. А это значит, что нам необходимо открыть поиск такого научного инструментария, который позволит начать понимать «смешанную», переменчивую, спутанную внутреннюю реальность живых организмов.
Чтобы правильно понимать здоровье, дисфункцию и болезнь в свете новых анатомических знаний об интегративности и смешанности фасциальной системы (в более общем виде, внеклеточного матрикса), мы должны сначала изучить, как организовано само тело (как построена система), как оно работает изнутри, вживую! А это, в свою очередь, означает, что начинать нужно с самого начала, по-фуллеровски, с того, чтобы пересмотреть самые основы наших знаний и натурфилософии науки.
Чтобы понять, что же не так с существующим подходом к биомеханике, необходимо протянуть нить через историю.
Современная биомеханика оформилась как академическая наука примерно в 1960-х годах с появлением первых компьютеров, а значит, и возможности сложных расчетов. Однако ее корни намного глубже и уходят на сотни лет назад в эпоху Ренессанса.
Итальянский Ренессанс стал свидетелем резкого роста анатомических и биомеханических знаний, которые сегодня составляют основу современного научного мышления. Но есть проблема. Классические законы и теории, разработанные на основе этого знания, в основном опираются на поведение неодушевленных предметов и искусственно спроектированных, инженерно собранных машин, в то время как все представления о том, как организуются живые структуры, по-прежнему остаются неполными. Редукционистские методы науки продолжают заглубляться во все более мелкий масштаб, дойдя уже до нанометров, и концентрируют свои усилия на генетическом коде, молекулярных путях и биохимии, но при этом они в значительной степени игнорируют простоту, которая лежит в основе самоорганизации и движения, поскольку это слишком просто (Noble, 2017).
В этой книге предлагается другой путь к пониманию анатомии и устройства живых организмов. Биотенсегрити — это интерпретация биомеханики через понятийный аппарат и инструментарий синергетики Р.Б. Фуллера и его концепции тенсегрити как структурного воплощения синергетики в природе.
Концепция тенсегрити (tensional integrity — самонатяженной самонапряженной самоустойчивой структурной интеграции) как архитектурного принципа существует с середины XX века, и интерес к ней растет. Начав свой путь как новая архитектурно-художественная форма, сегодня тенсегрити как принцип структурного проектирования стал важным элементом самых передовых отраслей архитектуры и робототехники, предназначенных для исследования космоса. И, что еще важнее, тенсегрити привлекает все возрастающее внимание и интерес биологов, клиницистов и специалистов по спортивной подготовке, стремящихся к лучшему пониманию функциональной анатомии и движения.
Тенсегрити-подход моделирует биологию новыми способами и образами, которые в прошлом было невозможно сформулировать или представить. Однако достаточно долго ее применимость к биологии оспаривалась то как слишком простая, то как слишком сложная, а иногда и одновременно.
Поэтому для того чтобы продуктивность тенсегрити-подхода смогла быть оценена по достоинству, потребовалось достаточно продолжительное время.
Однако по мере того как к началу XXI века все больший вес стали приобретать новая математика и физика нелинейных, сложных, динамических систем, это придало новый импульс тенсегрити-подходу как способу их моделирования.
Биотенсегрити-интерпретация биомеханики отличается от старых стандартов тем, что в первую очередь опирается на фундаментальные правила новой нелинейной физики сложности, из которых далее уже вытекает все остальное, и тем самым она представляет собой сдвиг парадигмы в наших представлениях о человеческом теле.
Она признает, что сложные живые структуры являются результатом совместного действия нескольких основных принципов самоорганизации и что природная стратегия биологического дизайна уже встроена во внутреннюю динамическую архитектуру системы.
Поэтому биотенсегрити ищет принципы построения внутреннего пространственного каркаса организмов, которые не были бы застывшими во времени аналогами строительных конструкций и механизмов, а могли динамично адаптироваться к разнообразию масштабов и взаимодействий, в которых формируется живая природа.
Концепция биотенсегрити зародилась в 1970-х годах. Ее основатель, хирург-ортопед Стивен Левин (Stephen Levin) к тому периоду не только имел более 20 лет клинической практики, но и был хорошо знаком с основателями современной клинической биомеханики, в частности с Элом Бёрштейном (AI Burstein). В 1960-х годах он был одним из первых в США хирургов-ортопедов, проходивших расширенный курс повышения квалификации по этой новой тогда специализации, которая только зарождалась как самостоятельная дисциплина.
Однако результат этой стажировки у корифеев инженерно-расчетной биомеханики оказался ровно противоположным. Имея возможность учиться у первоисточника, а затем, углубившись в изучение этой дисциплины самостоятельно, Стивен Левин был неприятно удивлен слабостью ее понятийной базы. Ученые-биомеханики намного больше интересовались импортом формул и удобством расчетов, чем соответствием их новой науки клинической практике и живой анатомической реальности.
Все то, что он наблюдал за операционным столом и в мануальной медицине, очень плохо втискивалось в узкие рамки биомеханической теории и следовавших из нее выводов.
Поэтому уже в 1960-е годы он начал систематизировать свои наблюдения, которые противоречили традиционной биомеханической теории, и озадачился поиском понятийного аппарата, который помог бы найти им более непротиворечивое объяснение. Его собственные слова по этому поводу вы можете прочитать в его предисловиях к первому и второму изданиям этой книги, и, кроме того, на ее страницах мы будем неоднократно возвращаться к истории возникновения биотенсегрити.
После нескольких лет активных поисков более сильного понятийного аппарата и инструментария С. Левин пришел к выводу, что именно тенсегрити-подход описывает биологическую пространственную организацию, включая процесс ее формирования намного адекватнее, чем стандартная биомеханика, причем на самых разных масштабах — от клетки до многотонных и многометровых динозавров.
В конечном итоге это привело к введению термина «биотенсегрити», позволившего отличать эту новую интерпретацию in vivo анатомии от инженерно-расчетной биомеханики, основанной на прямом импорте формул и соотношений из технологий строительных конструкций и механизмов (Levin, 1981). Более подробный рассказ об этом будет в главах 4, 6–9.
Примерно в то же время Дональд Ингбер, клеточный биолог, исследующий влияние физических сил на раковые клетки, также осознал, что тенсегрити-подход дает наилучшее объяснение их поведению и изменению, и посредством эксперимента подробно описал большую часть механики и биохимии, лежащих в основе клеточной функции (Ingber et al., 1981). Более подробно об этом в главе 5.
Оба автора рассматривают биотенсегрити применительно к так называемой гетерархической (образованной взаимопересекающимися, и одновременно сосуществующими структурами управления) организации живых систем, начиная от молекул и заканчивая всем телом, и писали об этой концепции на протяжении многих лет.
Кроме того, и другие авторы внесли свой существенный вклад, продвигая вперед наше новое понимание физиологии тела, включающее замкнутые кинематические цепи, мягкие материи и теорию систем, и т. д. и объединяющее в себе простое и сложное.
Биотенсегрити описывает взаимоотношения между всеми частями организма и механической пространственной системой, которая объединяет их в целостную функциональную единицу. Она исследует морфологическую сложность через геометрию ее архитектуры, признавая в ней простую и энергоэффективную организацию, которая совершенствовалась на протяжении сотен миллионов лет. Это постоянно развивающаяся система, которая позволяет каждой части существовать, интегрироваться и двигаться с минимальными усилиями и обеспечивает ту процессную динамичность во времени, которую мы называем жизнью.
Заканчивая введение, хочу напомнить о позитивной мотивации к интерпретации функциональной анатомии через тенсегрити.
Тенсегрити — это завораживающе увлекательно! Можно спорить о внешней красоте тенсегрити-моделей, но их внутренняя красота и богатство их динамических откликов неоспоримы!
Поэтому первые три главы этой книги вводят читателя в этот интереснейший мир и в скрытые в нем гармонии.