Центр давления (ЦД) – это та интегральная точка на плоскости опоры, в которую объёмное геометрическое тело – человек, имеющий различную плотность тканей организма и постоянно меняющуюся конфигурацию сегментов туловища, как бы «усредняется» в реальном режиме времени в ходе поддержания вертикальной стойки.
Общим свойством ЦД и проекции ОЦМ устойчиво стоящего человека является локализация в пределах координат границы опоры человека (так называемого стопного треугольника).
В условиях постоянно действующего гравитационного поля Земли процесс отклонения тела человека от вертикали в информационном плане является абсолютно необходимым для последующего восстановления утрачиваемого равновесия.
У здорового человека функцию равновесия можно охарактеризовать как устойчивое неравновесие. Основную роль в поддержании «устойчивого неравновесия» выполняет преимущественно тоническая мускулатура. ЦНС «мозаично» перераспределяет напряжение между различными группами постуральных мышц, работающих в аэробном, наиболее экономичном режиме.
Подобные покачивания незначительны и представляют своеобразную «немую» нейтральную зону, в пределах которой отсутствует активная коррекция положения ОЦМ относительно опоры.
В связи с динамическими взаимодействиями между кинематическими звеньями скелета, отклонение от положения равновесия в любом из отдельно взятых сегментов приводит к необходимости вырабатывать корректирующие силовые моменты во всех суставах. Компенсировать возмущающий фактор и возвращать ОЦМ в равновесную точку.
При увеличении раскачивания или любом произвольном движении, связанном со смещением ОЦМ за площадь опоры, происходит активная коррекция положения ОЦМ или возвратом ОЦМ в проекцию площади опоры за счет мышечного сокращения, или увеличением площади опоры (например, простым расставлением ног более широко).
В вертикальном положение стоящий человек при медленных минимальных возмущениях наиболее часто использует «голеностопную стратегию», рефлекторно (неосознанно) изменяя угол в голеностопном суставе. При быстром возмущении используется «тазобедренная стратегия» с выравниванием через вращение в тазобедренном суставе. Часто используются две стратегии одновременно и автоматически, минуя фокус нашего внимания, т.е. неосознанно.
Колебательный процесс перемещения ЦД осуществляется по плавным дугам, с минимальными затратами энергии, что и характеризует нормальное, комфортное в субъективном плане стояние здорового человека, закрепившего удержание вертикальной позы на уровне прочного автоматизма.
Системы тонической установки тела для обеспечения сложных форм равновесия тела недостаточно. В повседневной и профессиональной (не говоря уже о спортивной) жизни смещение ОЦМ за площадь опоры вещь обыденная и нами редко замечаемая.
Препятствие падению обеспечивается динамическим равновесием или динамической стабилизацией тела в пространстве. Основным отличием её от системы тонической установки тела является возможность реагирования на действие линейных и угловых ускорений – скоростных высокоамплитудных движений в суставах с резким значительным смещением центров масс звеньев тела относительно общего (интегрального) центра масс всего тела.
ЦНС контролирует такое положение посредством тонических рефлексов положения и тонических рефлексов выпрямления.
Поддержание равновесия – удержание туловища против действия силы тяжести и способность контролировать и стабилизировать положение различных частей тела относительно друг друга во время сложных движений достигается за счет координированной работы мышечной и вестибулярной системы. Зрительная система является неспецифической для данного вида деятельности и выступает как фон.