И. К. Спиртов в 1914 г. с помощью аппарата Леманна, принцип работы которого основан на увеличении амплитуды движения посредством специальной системы рычагов, регистрировал малейшие движения руки, возникающие при двигательных представлениях. Перед исследователем стояли задачи проверить существование идеомоторного акта и выявить условия, способствующие большему его проявлению.
В частности, в ряде опытов участвовал человек, у которого была ампутирована рука выше локтевого сустава. Исследователь предлагал ему "совершать движения" несуществующей частью руки и изучал биоэлектрические потенциалы мышц культи и здоровой руки. Потенциалы имели одинаковую величину. Было обнаружено, что для возникновения идеомоторной реакции недостаточно просто концентрации внимания на представлении движения. Необходимо наличие интереса, вызываемого или целевой установкой на воображаемое действие, или его особой эмоциональной окрашенностью.
В 1924 г. Р. Аллерс и Ф. Шеминский также показали, что при психомоторном представлении сжатия кулака возникают такие же токи действия в мышцах, как при реальном сокращении мышц руки, сжимающих ее в кулак.
В 30-е годы Е. Джекобсон опытами с применением электрокардиографической регистрации импульсов возбуждения описал гальванографические изменения в мышцах, наступающие при воображаемых действиях. Гальванометрическая картина мышечных потенциалов оказалась почти полностью тождественна при воображаемом и реальном действии (в первом случае обнаруживается лишь более низкий вольтаж). Особенно детально этот вопрос изучал Е. Джекобсон в связи с проблемой упражнения мышечного чувства. Была доказана необходимость двигательных представлений для появления идеомоторного акта. При этом отмечалось, что импульсы посылаются в мышцы по пирамидным нервным путям теми корковыми нейронами, с деятельностью которых связано переживаемое двигательное представление.
Исследуя нервно-мышечные реакции на воображаемую работу у хорошо тренированных в расслаблении мышц испытуемых, Е. Джекобсон отмечал, что представление вызывает реальное, хотя и слабое, сокращение работающих мышц. Напряжение мышц ощущается, движение же не замечается. Микродвижения руки соответствуют характеру представляемого действия: при представлении одиночного броска мяча на механограмме отмечается одиночное сокращение мышц, при представлении ритмических движений регистрируются ритмические мышечные сокращения. Во время "работы" одной руки мышцы другой остаются пассивными.
Идеомоторные акты прекрасно иллюстрируют идею И. М. Сеченова о том, что мысль есть рефлекс, более или менее заторможенный в своей последней, двигательной части, рефлекс с ослабленным концом, причем дуга такого рефлекса проходит через нейроны "органа психики" - кору больших полушарий мозга. И. М. Сеченов показал, что раздражение афферентных клеток непременно вызывает соответствующие движения.
Многочисленные исследования отечественных и зарубежных физиологов и клиницистов показывают, что в период непосредственной подготовки к предстоящей деятельности под влиянием только двигательных представлений изменяется функциональное состояние многих систем организма, которые участвуют в реальном осуществлении двигательного акта. Так, при представлении о действии увеличивается кровообращение (И. Р. Тарханов, 1904). Если загипнотизированному при легкой работе внушают, что она тяжелая, то утомление и сдвиги со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем развиваются соответственно внушенной, а не реальной работе (Д. Н. Шатенштейн, 1936). "Мнимое питье" влияет не только на функционирование центрального и рефлекторного аппаратов, регулирующих явление "жажда", но и на все распределения воды в организме (К. М. Быков, А. Д. Слоним, 1958). Было выявлено, что двухминутная воображаемая работа изменила моторную хронаксию испытуемых (т. е. возбудимость и лабильность периферической нервной системы) в сторону повышения (В. В. Ефимов, А. Д. Жучкова. 1937). Сопоставление частотных и амплитудных соотношений в полученных одновременно при мышечной работе электроэнцефалограммах и электромиограммах показывает изменение мозговых потенциалов в связи с одним только представлением о работе и в состоянии готовности к ней (П. И. Шпильберг, 1941).
В 1944 г. Л. Л. Васильев и Е. Ю. Белицкий еще раз экспериментально подтвердили наличие идеомоторного акта и выделили типы протекания идеомоторных реакций. Регистрация покачивания туловища на пневматической платформе показала, что типы протекания идеомоторных реакций в основном соответствуют типам внушаемости. Через четыре года А. В. Пенская, изучая запись тремора у слепых и зрячих людей, пришла к выводу, что все здоровые субъекты, как зрячие, так и слепые, в большей или меньшей степени способны к идеомоторным реакциям. Это было подтверждено дальнейшими исследованиями биоэлектрических явлений в моторной зоне коры головного мозга, и в мышцах при идеомоторном акте (Ю. С. Юсевич, 1949; М. С. Бычков, 1953; А. Н. Соколов, 1957; А. И. Ройтбах, Ц. М. Дедабришвили, И. К. Гоцеридзе, 1960; А. Ц. Пуни, Ю. 3. Захарьянц, Е. Н. Сурков, 1961).
Исследования показали, что токи идеомоторного возбуждения мышц и по количественным характеристикам и по форме кривой схожи с токами действий при реальных движениях. Так, на электроэнцефалограммах (ЭЭГ) моторной зоны, полученных при идеомоторном акте, появляется множество очень медленных волн большой амплитуды, придающих ЭЭГ вид кривой, типичной для мышечных идеомоторных и реальных токов. Это указывает на то, что возбуждение при воображаемом действии в известной мере аналогично возбуждению при реальном действии. Сходство мышечных и мозговых ритмов свидетельствует об их вероятном постоянном взаимодействии в процессе идеомоторики, которое как бы включает и мозг и мышцы в единую рабочую систему.
Теоретическое объяснение физиологических механизмов идеомоторных реакций было дано И. П. Павловым. Он писал: "Давно было замечено и научно доказано, что раз вы думаете об определенном движении (т. е. имеете кинестезические представления), вы его невольно, этого не замечая, производите".
Кинестезические клетки больших полушарий, возбуждаемые движением с периферии, могут раздражаться центрально и посылать через соответствующую клетку импульс к периферическому органу.
При раздражении слабым электрическим током определенных пунктов поверхности двигательной области коры больших полушарий возникают строго определенные скелетные движения. Следовательно, кинестезическая клетка, раздражаемая определенными пассивными движениями, производит то же движение, когда раздражается не с периферии, а центрально.
И. П. Павлов отмечал, что кинестезические клетки могут связываться с любыми другими клетками (слуховыми, вкусовыми и т. п.) и процесс между ними может "двигаться туда и обратно". В силу такой связанности кинестезических клеток двигательного анализатора с клетками многих других анализаторов зрительное восприятие предметов и восприятие речи вызывают оживления следов целой системы временных связей в области двигательного анализатора, соответствующей системе ранее выполнявшихся движений. В результате по механизму центрального возбуждения кинестезических клеток коры возникает и представление об этих движениях.
Возникшее возбуждение кинестезических клеток распространяется на клетки двигательного, речедвигательного и других анализаторов. Отсюда импульсы передаются к "рабочим органам" -мышцам, внутренним органам и вызывают соответствующие внешние реакции.
Таким образом, основу идеомоторного акта составляют двигательные представления. При этом в минимальные движения переходят не только бессознательно возникшие, но и сознательно вызванные представления. Это повторное сознательное возбуждение определенных кинестетических клеток как при выполнении реальной работы, так и при мысленном ее воспроизведении подкрепляет и усиливает межцентральные взаимосвязи, что способствует более быстрому образованию двигательного стереотипа, который лег в основу СК.
В свете учения И. П. Павлова о первой и второй сигнальных системах обнаруживаются механизмы и особенности следовых явлений в двигательном анализаторе, выступающие, в частности, в форме идеомоторного акта.
Опираясь на учение А. А. Ухтомского о доминанте, возбуждение кинестезических клеток в коре, связанное с двигательными представлениями, можно охарактеризовать как доминантный очаг, который усиливается и подкрепляется добавочными импульсами мышц в результате тех минимальных мышечных сокращений, которые возникают при идеомоторном акте. Условнорефлекторная природа идеомоторных реакций подтверждается результатами ряда электроэнцефалографических (ЭЭГ) исследований. При этом идеомоторный акт можно представить как замыкающееся в кольцо цепь изоритмических реакций. Центральное возбуждение моторной области коры больших полушарий головного мозга вызывает микросокращения мышц, возникающее же при этом возбуждение проприорецепторов становится источником периферических импульсов в кору головного мозга. Таким образом, можно выделить четыре основных элемента механизма идеомоторного акта:
1) предварительное восприятие движения и связанное с ним возбуждение кинестезических клеток;
2) возникновение образа двигательного представления и связанного с ним возбуждения, аналогичного тому, которое имело место при восприятии;