Если грубо сравнивать биомеханические модели предка предков человека и современного человека, то двигательные системы, не имея кардинального анатомического различия, имеют существенные биомеханические различия и особенности.

Модель «Условный общий Предок» – модель «стол» на 4 ногах. Общий центр масс (ОЦМ) располагается непосредственно между 4 опорными конечностями. Для противодействия силе гравитации конечности должны быть разогнуты хотя бы частично. Мышцы-разгибатели конечностей в тонусе, поэтому животное не падает на живот под действием силы тяжести. Нагрузка равномерно распределена между 4 конечностями. В такой модели для 4 конечностей разгибающий [отталкивающий] контур конечностей преобладает над сгибающим. Для туловища наоборот – сгибательный контур доминирует над разгибательным. Туловище не провисает животом вниз по направлению к земле под действием силы тяжести.

Модель «Условный Человек» – обратный вертикальный маятник, точнее – инерционный многозвенный рычажно-маятниковый механизм с осью вращения ведущих маятников, проходящую через тазобедренные суставы. Верхняя маятниковая система (руки) с осью, проходящую через плечевые суставы, несет вспомогательную стабилизирующую функцию.

При спокойном положении вертикаль общего центра масс (тяжести) проходит сзади поперечных осей тазобедренных суставов. Голова сбалансирована относительно головок бедренных костей. В расслабленном положении поддержание осанки происходит при минимальном мышечном напряжении. Поддержание вертикальной позы происходит за счет натяжения подвздошно—бедренной связки, подколенных связок и поясничной порции передней продольной связки.

Таз слегка подан вперед, голеностопный сустав замкнут формой таранной кости при легком наклоне вперед.

Вертикально стоящий человек благодаря такой форме позвоночника буквально «висит» на натянутых связках позвоночника и бедра вдоль вектора силы гравитации. Гравитация через натяжение связок «замкнула» позвоночник в положении, для которого не требуется значительная мышечная работа для поддержания вертикального положения.

Коррекция вертикального положения при данной конфигурации осуществляется фоновой тонической работой постуральных мышц, главная из которых камбаловидная мышца голени.

Само по себе поддержание вертикального положения с минимальными затратами не является самоцелью и в чистом виде особой ценности не имеет. Но поддержание оптимального вертикального положения (ортоградного) как части целых двигательный актов имеет решающее значение для локомоции в целом. Качество и экономичность движений зависят от работы постуральной системы, поскольку стабилизация тела считается критическим фактором при выполнении любых задач, особенно динамических.

Любое движение может быть рассмотрено как перемещение из одной равновесной точки (то есть точки, в которой мышечная активность минимальна) в другую.

Выделяют три основных группы двигательных задач:

– задачи, связанные с перемещением базы опоры (ходьба или бег)

– задачи, связанные с неподвижной базой опоры – сидение или стояние

– манипуляционные задачи, требующие выполнения движений верхними конечностями.

Любое перемещение (ходьба или бег) представляет собой переход из нейтрального устойчивого положения в цикл остановленных падений с чередованием фаз опоры и отталкивания с последующим переносом ОЦМ над опорной ногой. Таким образом, ходьба или бег – череда рефлекторно контролируемых «управляемых падений». В начале ходьбы или бега, мышечное сокращение импульсным сокращением смещает ОЦМ в сторону направления движения и выводит тело из равновесного положения – вынуждает тело «падать» в заданную сторону. При каждом шаге человек наклоняется вперед и начинает падение, которому препятствует выдвинутая вперёд нога. После того как она касается земли, на неё переносится вес тела, колено подгибается, амортизируя падение, и выпрямляется, возвращая тело на исходную высоту.