Power vs precision grip

В подавляющем большинстве учебников можно найти классификацию хватов, состояшую всего из двух категорий: силовой хват (power grip) и пальцевый хват (precision grip). При этом определения и примеры могут быть различными — 

• для кого то важно положение большого пальца (в оппозиции или в плоскости ладони),
• для кого-то — участвует ли в хвате ладонь или только пальцы,
• для кого-то — важна ли в хвате точность или сила,
• отдельные шарлатаны даже говорят что для силового хвата достаточно лишь левого полушария, в то время как пальцевый требует вовлечения обоих.

Но практически во всех описаниях, даже если анализируются много разных поз кисти при хвате, все многообразие всегда сводится к этим двум категориям — силовой и неточный хват и пальцевый точный. Источник установить несложно — это работы Джона Р. Непера.

На этой странице я привожу примеры описаний хватов в литературе, изложение Непера и соображения по недостаточности такой классификации.

Примеры описаний в литературе

Описание	Иллюстрация
Mittelbach: Functional Anatomy and Diagnostics in Hand Surgery 1979 Пальцевый хват удерживает объект между сгибаемыми поверхностями, обыкновенно подушечками пальцев, с длинным пальцами напротив большому, с противодавлением в виде абдукции. Запястье стабилизируется умеренным расширением? (expansion). Количество вовлеченных длинных пальцев определяется размером объекта. Большой палец играет существенную роль В силовом хвате объект удерживается лишь частично согнутыми длинными пальцами. Большой палец и его тенар более или менее приведены в плоскости ладони и управляют направлением приложения силы. Кисть фиксирована в промежуточном положении с небольшим уклоном в сторону локтевой кости. Чувствительность всех вовлеченных пальцев существенна для правильной реализации пальцевого хвата. В силовом хвате необходима чувствительность по меньшей мере в большом пальце. Ни тот ни другой хват нельзя выполнить без большого пальца
Functional Movement Development Across the Life Span 3rd ed, by Donna Cech & Suzanne Martin, Ch 14 Prehension Силовой хват определяется как сжимание длинных пальцев и большого пальца, при котором они действуют против ладони, передавая усилие на объект. Примеры силового хвата: цилиндрический, сферический, крюком (см. картинку справа) В пальцевом, или пинцетном хватах, силы прилагаются между большим пальцем и остальными, но не против ладони. Например: подушечка-подушечка (pad-to-pad), кончик-кончик (tip-to-tip), подушечка-боковая поверхность (pad-to-side) Название Координация Используемые мышцы Функция Силовой: Цилиндрический хват БП противопоставлен, сгибание и приведение длинных пальцев FPL и группа тенара, AdP, некоторые межкостные (в зависимости от задачи), четвертая червеобразная и FDP (FDS для большего усилия) Удержание цилиндрического объекта, например банки с напитком Силовой: Сферический хват БП противопоставлен, сгибание и разведение длинных пальцев FPL и группа тенара, AdP,четвертая червеобразная, межкостные кроме второй,FDP (FDS для большего усилия) Удержание круглого объекта (мячик) Силовой: хват крюком Пястно-фаланговые суставы нейтральны, проксимальные и дистальные фаланги сгибаются, БП разогнут Пальцы: FDS и FDP, БП: EPL и EPB, EDC, четвертая червеобразная и четвертая тыльная межкостная Удержание ручки чемодана Пальцевый: подушечка-подушечка БП противопоставлен и слегка согнут во всех фалангах; пястно-фаланговые и проксимальные фаланговые согнуты; сгибание или разгибание в дистальных фалангах вовлеченных пальцев Группа тенара, FPL, некоторые межкостные и FDS вовлеченных пальцев (FDP если присутствует сгибание в дистальных фалангах ) Удержание монеты Пинцетный: кончик-кончик Как выше, но с большей степенью сгибания БП и остальных пальцев, включая дистальные фаланги Как выше, но с большем усилием в FDS, FDP вследствии сгибания дистальных фаланг, межкостные вовлеченных пальцев Удержание иголки Пальцевый:подушечка к боковой поверхности БП приведен со сгибанием в фаланговых суставах, указательнй согнут и отводится БП: FPL, FPB, и AdP; указательный: FDS и FDP; пониженное вовлечение межкостных и червеобразных кроме первой тыльной межкостной удержание ключа
Ann-Sofie Selin:Pencil grip. A descriptive model and four empirical studies 2003 Система классификации на силовой и пальцевый хват применяется и для описания поз кисти при письме, как в данной работе: В пальцевом хвате объект (карандаш) зажат между ладонной стороной пальцев и противостоящим им большим пальцем. В силовом хвате пальцы и ладонь, вместе с большим пальцем лежащим более или менее в плоскости ладони, держат карандаш (см. рисунок). Метод классикации хватательных движений по Неперу основан на анатомическом и функциональном различии этих двух поз. примечание переводчика: в тексте вместо "более или менее в плоскости ладони" перепутаны слова - plain вместо plane, что возможно выдает бездумное переписывание из первоисточника In

Первоисточник классификации: Джон Р. Непер (Napier)

Все эти дихотомичные классификации на power/precision grip восходят к публикациям 50х годов Джона Непера, врача и приматолога Лондонского университета (по-русски также пишут Нейпер).

Сетуя на отсутствие "научной" классификации он разделил все движения рук сначала на класс "хватательных" (prehensile) и "нехватательных", а затем, сосредоточившись на хватательных, предложил, что все их видимое разнообразие является не столько разнообразием собственно движений (movements), сколько разнообразием форм объектов, которых рука хватает. А что касается самих движений:

Фундаментальным требованием хватания является надежное удержание объекта. Эта стабильность есть условие для всей последующей деятельности и без нее никакие тонкости функции кисти не имеют смысла, даже при нормальной чувствительности. Стабильность в норме можно получить одним из двух способов:

1. Можно держать объект зажимом, образованным частично согнутыми пальцами и ладонью, с противодавлением со стороны большого пальца, лежащего более или менее в плоскости ладони (Fig 1). Такой хват будем называть силовым (power grip)
2. Или же можно держать объект между ладонной стороной пальцев и противостоящего им большого пальца. (Fig 2). Такой хват будем называть пальцевым (precision grip)

Вводя эту классификацию, Непер спорит с существующей в его время терминологией "шаровый хват" или "цилиндрический хват", считая их неудовлетворительными, поскольку они предполагают, что поза кисти обусловлена, по сути, формой удерживаемого объекта; тогда как и шар и цилиндр можно одинаково надежно держать любым из этих двух фундаментальных способов.

Позиция большого пальца определяет различие этих двух хватов. В силовом хвате большой палец приведен и в пястно-фаланговом и в пястно-запястном суставах, в то время как в пальцевом хвате он отведен в обоих этих суставах. В любой деятельности большой палец должен быть либо в одной, либо другой позиции, потому как посередине (иными словами в расслабленном положении) пястно-запястный сустав нестабилен в силу провисших связок и неконгруэнтных поверхностей сустава. Только в приведении и отведении большой палец выполняет условие стабильности. ...

В самой грубой форме силового хвата (в такой позе держат кирку)большой палец также отведен. Это особый случай, ... в котором отведенный большой палец охватывает тыльную сторону остальных пальцев и усиливает их сжатие, противостоя всем системам внешних сил.

Сравнивая несколько серий переходных форм, когда один и тот же предмет берется то силовым, то пальцевым хватом, Непер пришел к выводу, что выбор позы определяется ожидаемой деятельностью — единственный вывод, с которым трудно не согласиться.

В заключении этой работы 1956 г. Непер подчеркивает, что два эти хвата описывают весь возможный спектр хватательных движений, и что это не должно удивлять, поскольку человеческая рука проста, и ничем не отличается от базовой руки любого примата у которого есть специализированный и развитый большой палец.

• Napier: The Prehensile movements of the human hand. Journal of Bone and Joint Surgery 1956

Последующие уточнения: Landsmeer

Johan Matthijs Frederik (Hans) Landsmeer, Professor Emeritus of Anatomy and Embryology at the University of Leiden, разобрал работу Непера, и в целом соглашаясь с ним, пошел дальше, разбирая динамические и силовые характеристики хватов.

Для Ландсмеера определяющим свойством стала сила. И если в силовом хвате положение и координация пальцев не меняется с силой сжатия, оправдывая термин хват (grip), то в пальцевом хвате не требуется значительных усилий противостоящих пальцев, и он всегда позволяет манипулировать объектом, что и является определяющим свойством этой позы. По этой причине он предложил отказаться от термина хват, заменив его на "пальцевые манипуляции" — precision handling.

Таким образом, Ганс Ландсмеер отказался от стабильности как главного свойства хватов — стабильности, которую Непер возводил в абсолют, но согласился с Непером в том, что поза определяется задачей. Так или иначе, он оставил фактически неизменной классификацию на две позы — всех мыслимых хватов.

• JMF Landsmeer: Power grip and precision handling. Annals of the rheumatic diseases 1962

Адекватные классификации?

Классификация по Casanova&Grunert

Классификация по Eliott&Conolly

Я нашел две работы 80х годов, в которых была предпринята попытка создания адекватной классификации хватов. Casanova&Grunert начали с обзора литературы, найдя в 309 источниках 334 (!!!) различных термина, среди которых 93 "grip", 78 "pinch", 47 "grasp", 18 "prehension", 9 "squeeze", 9 "opposition" и много других. Очевидно, что реальная жизнь не приняла классификацию Непера. К такому же выводу пришли и Казанова с Грунертом, приведя примеры, как одинаковый термин типа "palmar grip" (ладонный хват) в разных работах означает совершенно различные, несовместимые позы кисти (см. fig 1 в их работе). Они пришли к выводу, что "классика" Непера надо оставить позади, попутно неверно и некорректно его процитировав)), забыв что для Непера важно не участие ладони, а положение большого пальца.

По итогам обзора они предложили классификацию, выделив 35 различных пальцевых хвата, разделяя их на статические и динамические, двух- и трех- пальцевые, и по использованию различных частей пальца.

Ладонные хваты они не изучали, равно как и не проводили никаких натурных опытов — это чисто обзор, в классификацию попали лишь те хваты, которые авторы нашли в литературе.

Другая попытка, на самом деле более раняя, от Eliott и Conolly (они продвигают ее уже с 70х годов) фокусируется на манипулятивных, динамических хватах, отмечая, что ладонные хваты также могут быть манипулятивными. Авторы приходят к выводу, что большое число реально существующих хватов не укладываются в классификацию Непера (также не совсем верно его цитируя, но Непер сам виноват).

В их схеме классифицируются определяющие хват синергии:

• простые синергии (simple synergies) - все вовлеченные пальцы, включая большой, сгибаются (возможно чередование сгибаний/разгибаний, как в переодическом сжатии резиновой груши, но в любом случае движение всех пальцев одинаковое)
• ответные? синергии (reciprocal synergies) - движения, в которых большой и остальные пальцы демонстрируют разные, или противоположные движения, например сгибание пальцев вместе с разгибанием или приведением большого пальца.
• последовательные движения (sequential patterns) - многокомпонентные манипуляции объектом и позы, их обеспечивающие

Обе приведенные классификации вынуждают отказаться от Неперовской (по крайней мере в его строгом определении), хотя по "среднему" определению они в основном про пальцевые хваты. Взгляд от манипулятивных задач и анализ динамических синергий представляется явно продуктивным.

К сожалению, современные учебники продолжают классифицировать по Неперу, и даже по до-Неперовским классификациям. Их авторы знают работы, описанные ниже, ссылаются на них — но по прежнему учат силовому и пальцевому хвату.

• Jean Casanova,Grunert: Adult Prehension: Patterns and Nomenclature for Pinches. Journal of Hand therapy 1989 Милуоки, Висконсин, США
• Elliott, Conolly: A classification of manipulative hand movements. Developmental Medicine & Child Neurology 1984

Что на самом деле было до Непера: Halverson

Вопреки своим утверждениям, Непер не выдавал свою классификацию в "чистом поле". Еще в 20е-30е годы соратник американского матюрациониста Арнольда Гезелла (Arnold Gesell) провел в Йелльском университете детальные кинематографические исследования развития хвата у младенцев; для этого времени работы эти весьма продвинуты.

Исследуя развитие хватов, Галверсон выделил семь последовательных фаз освоения хвата:

1. Лучевой хват (ulnar grasp): три локтевых пальца (средний, безымянный, мизинец) сгибаются вокруг объекта и прижимают его к проксимальной ладони
2. Кистевой хват (hand grasp): все пальцы участвуют в хвате (20 недель)
3. Ладонный хват (palm grasp): большой палец начинает вращаться так, что он противостоит остальным. Начиная с этой фазы указательный палец играет ведущую роль
4. Верхний ладонный хват (superior palm grasp): три лучевых пальца (все кроме мизинца) с противостоящим им большим пальцем держат объект в лучевой части ладони (32 недели)
5. Нижний пальцевый хват (inferior-forefinger grasp): указательный и средний пальцы, иногда с участием безымянного, прижимают объект к большому пальцу
6. Пальцевый хват (forefinger grasp): объект удерживается кончиками пальцев с противостоящим им большим
7. Верхний пальцевый хват (superior forefinger grasp): ребенок берет объект со стола кончиками пальцев без каких-либо остановок для корректировки позы

Некоторые из этих фаз развития показаны на иллюстрациях (больше см. статью). Цифры под фазами означают возраст, в неделях, когда она появляется.

Легко видеть, что это фазы развития хватов, часть из которых остаются в репертуаре взрослого. Однако здесь очень важно отметить первые две фазы: хотя они и похожи внешне на силовой хват, суть их в том, что ребенок еще не в состоянии дифференцировать большой палец, и роль всех пальцев в хвате более-менее идентична. Это аналогично шаровому хвату, описываемому ниже.

Однако почти все современные авторы, если и ссылаются на Галверсона, описывают его вклад как "он описал три силовых и три пальцевых хвата".

• H. M. Halverson: A further study of grasping. The Journal of General Psychology 1932

Шаровый хват как базовая и примитивная координация хвата

Классификация по Неперу, как бы она ни была несостоятельна, чрезвычайно популярна. Возможно именно потому, что каждый может вложить в нее свой смысл. Но особенно вредным это представляется при анализе развития (онтогенеза) движений и при анализе дефективных движений после поражения нервной системы.

Практически все исследователи отмечают утрату дифференцированных движений большого пальца по отношению к остальным но... называют это силовым хватом. Он похож. Но суть явления представляется другой.

Классический пример — последствия пирамидектомии макак Куйперса и Лоуренса. Тот хват, который демонстрируют макаки после этого — неизбежно называют power grip. Но для настоящего силового хвата важен контроль усилия и адаптивная позиция большого пальца. Силовой — тоже требует дифференциации большого пальца.

А здесь же все 5 пальцев действуют синхронно, и без видимого точного сенсорного контроля (и то и другое, как считается, требует активного влияния со стороны кортикоспинального тракта, который у этих макак разрезан).

Аналогичный хват демонстрируют младенцы до 2 месяцев, у которых кортикоспинальная система так же слаба.

Эта координация, примитивная и общая для всех почти млекопитающих, не требующая пирамидальной (кортикоспинальной) системы, названа в ШДР шаровым хватом. Из всех описанных выше исследователей лишь Галверсон, кажется, выделял это как отдельный вид хвата. Все остальные называют это, увы, силовым хватом