Британский хирург Чарльз Белл восхищённо называл её «высшим воплощением совершенства как инструмента». Немецкий философ Иммануил Кант определял её как «видимую часть мозга», а лауреат Нобелевской премии по литературе, американский мыслитель Джозеф Броновский, высоко оценил её, назвав «лезвием разума». Что же это такое?
Это — рука. На самом деле, рука находится настолько близко к нам, что как часть тела часто не привлекает особого внимания. Однако стоит лишь надеть варежки — и мы сразу начинаем ощущать её истинную значимость. Невозможность свободно двигать пальцами, необходимыми для почти всех видов деятельности, делает очевидным, насколько важную роль играет рука в нашей жизни.
Мир без рук
Мир без рук был бы не просто неудобным. Если бы у человека не было рук, исчезли бы такие области, как музыка с её мелодией, а также виды спорта, использующие руки, — например, бейсбол и баскетбол. Стало бы невозможно пользоваться инструментами, требующими тонких и точных движений. С одежды исчезли бы пуговицы и молнии, а кольца утратили бы своё значение. Однако самая серьёзная проблема заключается в том, что современная цивилизация, созданная человечеством, могла бы оказаться в принципе невозможной.
Понятие числа, сыгравшее решающую роль в скачке человеческой цивилизации, также берёт своё начало от пальцев руки. Наиболее широко используемая десятичная система счисления была обнаружена по всему миру, и антропологи считают, что она возникла благодаря десяти пальцам человека. Подтверждение этому можно найти даже в этимологии числительных корейского языка: так, слово «пять» происходит от выражения «пальцы закрыты», а слово «десять» — от выражения «пальцы открыты». Существует также убедительная теория, согласно которой двенадцатеричная1 и шестидесятеричная2 системы счисления были созданы путём подсчёта фаланг остальных пальцев с помощью большого пальца.
1. Двенадцатеричная система счисления — это система, в которой счёт ведётся группами по двенадцать. Например, одна дюжина карандашей составляет 12 штук, а год состоит из 12 месяцев.
2. Шестидесятеричная система счисления — это система, основанная на числе шестьдесят. Она используется, например, при измерении времени: 60 секунд составляют одну минуту, а 60 минут — один час.
Пять пальцев — вершина совершенства
Как устроена рука, сыгравшая столь значительную роль в развитии человеческой цивилизации? Рука эмбриона в утробе матери сначала имеет тупую, лопаткообразную форму. Затем клетки между пальцами исчезают, и постепенно формируется форма десяти пальцев. В течение жизни рука сгибается и разгибается более 25 миллионов раз. Сила хвата, проявляемая рукой, в среднем достигает около 50 килограммов у мужчин и 30 килограммов у женщин.
Одна рука состоит из 14 фаланг пальцев, 5 пястных костей и 8 костей запястья. Общее количество костей в обеих руках составляет 54, что соответствует примерно 25 процентам от общего числа костей человеческого тела (206). 25 суставов, соединяющих эти кости, а также многочисленные связки и мышцы обеспечивают возможность 58 различных движений. Даже самое простое движение руки требует сложного и скоординированного взаимодействия её многочисленных частей.
На кончиках пальцев расположены ногти, состоящие из твёрдых клеток, производных кожи. Ногти защищают нежные кончики пальцев и служат им надёжной опорой, поэтому играют важную роль при работе с мелкими предметами. Благодаря отпечаткам пальцев на их поверхности возникает оптимальная сила трения, что обеспечивает устойчивость действий, а увеличение площади поверхности ведёт к росту числа рецепторных точек и делает возможной более тонкую и точную работу.
Анатом Бернхард Альбинус называл большой палец «маленькой рукой», а Исаак Ньютон говорил, что «даже один большой палец без всяких других доказательств мог бы убедить его в существовании Бога». Настолько он точен и уникален. По сравнению с другими приматами у человека большой палец примерно на 2,5 сантиметра длиннее и более независим, что позволяет разнообразно и точно удерживать орудия. Однако если бы большой палец был таким же длинным, как средний, предметы можно было бы схватывать, но их тонкая манипуляция стала бы невозможной.
Самое уникальное движение, на которое способна только человеческая рука, — это соприкосновение кончика большого пальца с кончиком указательного. У шимпанзе большой и указательный пальцы могут нестабильно соприкасаться, но из-за чрезмерной длины указательного пальца тонкая регулировка движений невозможна. В отличие от них, человек может не только полностью соприкасать кончики пальцев, но и изменять площадь их контакта, благодаря чему способен точно регулировать силу и направление даже при манипулировании мельчайшими предметами.
Рука, играющая на пианино, и рука, нажимающая клавиши компьютера, — все пять пальцев человека движутся независимо благодаря гибкости суставов. Но почему пальцев именно пять? Британский биолог Крис Хайас опубликовал в журнале New Scientist результаты исследования, согласно которым пять пальцев являются оптимальным числом. Он утверждал, что при наличии шести и более пальцев кости руки неизбежно деформировались бы. В действительности не существует животных с шестью и более настоящими пальцами. Даже так называемый «шестой палец» панды представляет собой лишь видоизменённую кость запястья. Разная длина пальцев также обеспечивает разнообразие движений. Если сжать кулак, приподняв мизинец, легко почувствовать ослабление силы — это доказывает, что только при наличии всех пяти пальцев возможны и мощное усилие, и точная манипуляция. Таким образом, пальцы руки поистине воплощают вершину совершенства.
Рука — часть мозга
Развитые двигательные функции руки возможны благодаря особым нервным путям, которые напрямую соединяют большие полушария головного мозга с мышцами руки. Поскольку сигналы из коры головного мозга передаются непосредственно к мышцам руки, мозг осуществляет прямой контроль над движениями пальцев. Более того, область мозга, отвечающая за функции руки, занимает около 30 процентов всей коры головного мозга. Поэтому выражение о том, что рука является частью мозга, оказывается вполне точным.
Рука активно вызывает у спортсменов мозг. Альберт, немецкий врач, утверждает в журнале Nature, что корковое пространство, отвечающее за функцию рук, у тех, кто читает с грифельной доски, становится шире. Это было заметно, что мозг был реорганизован для получения информации, поступающей от рук. Это означает, что действие сжимания и подавления рук может помочь развитию мозга ребенка.
Рука не только управляется мозгом, но и активно способствует его развитию. Немецкий учёный доктор Эльберт опубликовал в журнале Nature результаты исследования, согласно которым у людей, читающих по системе Брайля, расширяется участок коры головного мозга, отвечающий за функции пальцев. Это свидетельствует о том, что мозг перестраивается, чтобы обрабатывать информацию, поступающую от руки. Иными словами, движения рук, подобные детским жестам «ладушки» или сжиманию и разжиманию пальцев, могут способствовать развитию мозга младенца.
Рука — ещё один глаз
Ощущение холодной воды, струящейся по руке. Слово «WATER», написанное на ладони. Это был момент, когда Хелен Келлер впервые поняла, что такое язык. Для неё, не способной ни видеть, ни слышать, рука стала ещё одним глазом. Прикасаясь руками к предметам и понимая слова, написанные на ладони, она смогла установить связь с окружающим миром.
Подобные, почти чудесные явления становятся возможными благодаря тому, что тельца Мейснера3 особенно плотно сконцентрированы на кончиках пальцев. Именно поэтому человеческая рука способна различать самые разнообразные тактильные ощущения гораздо тоньше, чем любая другая часть тела. Кроме того, будучи расположенной на конце длинной руки, она позволяет исследовать труднодоступные места и даже в темноте распознавать предметы на ощупь, тем самым частично заменяя зрение.
3. Тельца Мейснера — это рецепторы осязания, расположенные в коже. Они особенно многочисленны в участках с отпечатками пальцев, таких как кончики пальцев рук и ног.
Таким образом, столь удивительные руки мы до сих пор почти не осознавали. Мы восхищённо восклицаем, наблюдая, как слон в зоопарке берёт пищу хоботом, и не можем скрыть удивления, видя, как панда ловко удерживает бамбук передними лапами. При этом способности собственных рук почти не привлекают нашего внимания. Мы целыми днями печатаем на клавиатуре компьютера и перебираем смартфон, но при этом совершенно забываем о том, что практически всё в нашей жизни мы совершаем, полагаясь именно на руки.
Главный герой фильма «Эдвард руки-ножницы» — искусственный человек, у которого вместо рук ножницы. Обладая такими руками, он не может ни нежно коснуться щёк любимого человека, ни крепко обнять его. И это справедливо не только для мира кино, но и для реальности. Даже самые современные человекоподобные роботы, созданные благодаря развитию науки и технологий, хотя и имеют руки, похожие на человеческие, и способны двигать пальцами, всё же не могут так же тонко удерживать предметы или точно управлять ими, как это делает человек. Учёные считают, что самой сложной задачей при создании совершенного гуманоидного робота остаётся точное воспроизведение человеческой руки. Совершенная рука — шедевр Творца — всё это время была совсем рядом с нами.
- Источники
- 『Тайна руки』 (Джон Нэпьер). (ориг. Hands), Princeton University Press, 1993.
- 『Наука о теле』 (Чхве Сын Иль).
- 『Если бы было — если бы не было』 (Чон Чжэ Сын), серия «Мечтающая наука».
- 『Почему мы? Как наука заново открыла тайну самих себя』 (Джеймс Ле Фаню). М.: Пантеон, 2009.
- 『Тайна руки, заставляющая ладони потеть』 (Ким Чон Хун), Аромат науки KISTI, 10 ноября 2006 г.