Ocena brak

Przystosowanie człowieka do chodu dwunożnego

Autor /kulka Dodano /19.12.2013

Wyodrębnienie się neurologicznej kontroli ruchów człowieka z systemów obecnych u zwierząt czworonożnych oparte jest na rozbudowie skomplikowanego układu kontroli ponadrdzeniowej. Składa się on z ośrodków pnia mózgu: 1) sterujących ruchomością spontaniczną; 2) kontrolujących napięcie mięśniowe; 3) układów adaptacyjnych, mających decydujący wpływ na kształtowanie rdzeniowo generowanych zachowań ruchowych. Obecność wyżej wspomnianych mechanizmów warunkuje zapewne przemijający charakter pewnych zachowań ruchowych dziecka, występujących na podłożu tzw. pierwotnych odruchów postawy. Uważa się, że stanowią one filogenetycznie „stare” wzorce ruchowe, nieodgrywające istotnego znaczenia w rozwoju lokomocji zdrowego człowieka.

Rozważając zagadnienie uwarunkowań rozwojowych chodu stawiamy pytanie, kiedy dochodzi do pojawienia się wyżej przedstawionych mechanizmów kontroli ruchów, zarówno w aspekcie filogenezy, jak i ontogenezy człowieka. O braku istnienia tych mechanizmów u większości zwierząt czworonożnych świadczy możliwość wyzwolenia stereotypów ruchowych po eksperymentalnym przecięciu rdzenia kręgowego. Jak wynika z badań antropologicznych, rozwój dwunożnego sposobu poruszania się wyprzedzał rozwój mózgu człowieka pierwotnego. Fakt ten świadczy o ważnej roli, jaką odgrywają ośrodki zlokalizowane w pniu mózgu. Forss-berg przeprowadził porównawczą analizę zachowań ruchowych noworodka oraz ssaków czworonożnych i małp człekokształtnych. Opierając się na zasadzie powtórzenia filogenezy w rozwoju osobniczym człowieka, przyrównał on odruch kroczenia, obecny w pierwszych tygodniach życia człowieka, do sposobu chodzenia spotykanego np. u gryzoni - na przednich odcinkach palców. Następne, bardziej świadome próby chodu z podparciem, pojawiające się około 6.-8. miesiąca życia niemowlęcia, będące wynikiem aktywności ośrodków ponadrdzeniowych, upodobniają się do tzw. postawy grawitacyjnej kończyn, spotykanej np. u słonia (obciąża całą stopę). Początki samodzielnego chodzenia są odpowiednikiem zachowań lokomocyjnych małp człekokształtnych, charakteryzujących się brakiem pierwszego kontaktu pięty z podłożem w momencie oparcia stopy o podłoże oraz odbicia w końcowym okresie fazy jednostronnego podporu. Chód dojrzałego człowieka jest jednak, w opinii tego autora, zjawiskiem unikalnym, charakteryzującym jedynie nasz gatunek. Wielu autorów nie znajduje jednak podobieństw wcześniejszych faz rozwojowych lokomocji człowieka (np. pełzania lub czworakowa-nia) do zachowań spotykanych w świecie zwierzęcym. W wyniku ewolucji funkcjonalnej czynność ta przybrała wzorzec charakterystyczny tylko dla człowieka.

Przystosowanie człowieka do dwunożnego sposobu poruszania się wpłynęło na specjalizację poszczególnych grup mięśniowych. W trakcie ewolucji zmianie uległ charakter ruchu. Z dominacji biegu, skoku, pogoni i ucieczki transformacja funkcjonalna doprowadziła do obecnego siedząco-chodzą-cego trybu życia. Zmiany przystosowawcze objęły mięśnie obręczy biodrowej i uda, a także struktury kostne i mięśniowe stopy oraz goleni. Mięśnie pośladkowe, pierwotnie - mięśnie odwodzące, przyjęły odrębne role prostowników (mięsień pośladkowy wielki), wykorzystywanych praktycznie tylko podczas szybkiego marszu i skoków, oraz odwo-dzicieli (mięsień pośladkowy średni i mały), które są niezbędne do stabilizacji miednicy. Szczególne zmiany dotyczą mięśni przywodzicieli. Wraz z koniecznym dla ich obecnej funkcji wzrostem masy rozszerzyły one miejsca przyczepu do kości udowej. Zwieranie ud nie tylko determinuje pozycję stojącą i chód współczesnego człowieka, lecz również było jednym z mechanizmów przetrwania (wspinaczka po drzewach) po zatraceniu przez stopę zdolności chwytnych. Pozycją wyjściową do lokomocji stała się dla człowieka pozycja stojąca, a nie, jak dla większości ssaków dwunożnych (królik, kangur, małpy człekokształtne), pozycja kuczna. Pozwala to na znaczną redukcję kosztów energetycznych stania, zmniejsza jednak możliwość wykonania gwałtownego skoku lub rozpoczęcia biegu przez wyprost uda i goleni w stawach biodrowym i kolanowym. Pozycja kuczna jest zatem atawizmem, świadomie wykorzystywanym dla osiągnięcia gotowości do skoku lub biegu (np. sprinter w starterze), a także pojawiającym się we wczesnych stadiach rozwoju lokomocji człowieka (czworakowanie). Zmiana wzajemnego położenia przyczepów mięśni dwustawowych, głównie mięśnia prostego oraz mięśni tylnej grupy uda, wpływa więc niekorzystnie, z biomechanicz-nego punktu widzenia, na ich funkcję. Skróceniu uległa długość dźwigni ich działania. Mięsień prosty, mając bardzo krótkie „ramię goleniowe”, wykorzystuje rzepkę oraz jej więzadło jako typową „przekładnię”, potęgującą siłę działania głównego prostownika kolana. Ponadto ułatwia ona poślizg aparatu ścięgnistego po kłykciach kości udowej, ochraniając w ten sposób ich powierzchnię. Mięśnie tylnej grupy uda były preferowanymi funkcjonalnie mięśniami skoku i biegu. Ich obecna funkcja podczas chodu obejmuje prostowanie uda w stawie biodrowym oraz stabilizowanie miednicy i goleni w celu stworzenia stabilnej dźwigni działania mięśnia prostego. Warunkują one równocześnie przenoszenie momentu sił zginających kolano, podczas fazy przenoszenia, na sąsiednie stawy, a tym samym minimalne zużycie energii podczas chodu. Wraz z mięśniami pośladkowymi pozwalają na nieznaczną zmienność pozycji miednicy, a tym samym środka ciężkości ciała. Stopa człowieka wykształciła łuk podłużny, działający niczym sprężyna w momencie odbicia stopy od podłoża, oraz przez wysunięcie guza piętowego do tyłu zwiększyła ramię działania mięśnia brzuchatego łydki. Mięsień ten jako jeden z głównych mięśni chodu jest u człowieka szczególnie rozbudowany. Spostrzeżenia dotyczące specjalizacji poszczególnych grup mięśniowych znajdują potwierdzenie w badaniach elektrofizjologicz-nych. Porównawcze, dynamiczne badania elektro-miograficzne mięśni kończyn dolnych, przeprowadzone u ludzi oraz małp człekokształtnych, wskazują na znaczne odmienności w sekwencji pobudzania poszczególnych grup mięśniowych.

W procesie ewolucji u człowieka wykształcił się hierarchiczny system sterowania lokomocją, wykazujący podobieństwa do spostrzeganego u zwierząt, lecz z obecnością dodatkowych mechanizmów kontroli wzorców ruchowych sterowanych przez tzw. pierwotne generatory ruchu. Ich zadaniem pozostaje tworzenie podstawowego rytmu ruchowego, hamowanego przez zstępującą z wyższych ośrodków nerwowych stymulację nerwową. Mechanizmy te pojawiły się późno w ewolucji człowieka i towarzyszyły ekspansywnemu rozwojowi centralnego układu nerwowego, a szczególnie mózgu.


Podobne prace

Do góry