Введение
Орган манипуляции и ощущения, расположенный на руках людей и других приматов.
Палец — это выдающийся дигит на передних конечностях большинства четвероногих позвоночных, особенно тех, кто обладает хватательными конечностями (то есть руками), таких как люди и другие приматы. Большинство четвероногих имеют пять дигитов (пятипалость), и короткие дигиты (то есть значительно короче пястных/плюсневых костей) обычно называют пальцами ног, в то время как заметно удлиненные дигиты называются пальцами. У людей пальцы гибко сочленены и противопоставлены, являясь важным органом тактильных ощущений и точных движений, которые имеют решающее значение для ловкости рук и способности захватывать и манипулировать объектами.
Пальцы наземных позвоночных
Поскольку наземные позвоночные произошли от рыб с лопастными плавниками, их передние конечности филогенетически эквивалентны грудным плавникам рыб. В пределах таксонов наземных позвоночных основной пятипалый план, а следовательно, и пястные кости и фаланги, подвергаются многочисленным вариациям. Морфологически различные пальцы наземных позвоночных являются гомологичными. Крылья птиц и крылья летучих мышей не являются гомологичными, они являются аналоговыми органами для полета. Однако фаланги внутри них гомологичны. У шимпанзе нижние конечности специализированы для манипуляций, и (вероятно) на них есть пальцы (вместо пальцев ног). У приматов в целом, цифры кисти в подавляющем большинстве случаев называют "пальцами". Пальцы приматов имеют как ногти, так и отпечатки пальцев. Исследования эмбрионального развития домашних кур показали, что между тканями, формирующими пальцы ног, образуется межпальцевая перепонка, которая впоследствии регрессирует посредством апоптоза. Если апоптоз не происходит, межпальцевая кожа сохраняется. У многих животных из-за этого развились перепончатые ноги или кожа между пальцами, как у летающей лягушки Уоллеса.
Мышцы
Каждый палец способен к сгибанию и разгибанию, отведению и приведению, а также круговым движениям. Сгибание – безусловно, самое сильное движение. У человека для сгибания каждого пальца есть две крупные мышцы и дополнительные мышцы, усиливающие это движение. Мышечные пучки, приводящие в движение каждый палец, могут быть частично смешаны, а сухожилия могут быть соединены между собой сетью волокнистой ткани, ограничивая полностью свободное движение. Несмотря на то, что каждый палец кажется движущимся независимо, движение одного пальца вызывает небольшое движение и других, что называется взаимозависимостью или порабощением пальцев. В самих пальцах мышцы отсутствуют (за исключением мышцы, поднимающей волосок). Мышцы, приводящие в движение суставы пальцев, расположены на ладони и предплечье. Длинные сухожилия, передающие движение от мышц предплечья, можно увидеть под кожей на запястье и тыльной стороне кисти. Мышцы пальцев подразделяются на наружные и внутренние. Наружные мышцы – это длинные сгибатели и разгибатели. Они называются наружными, поскольку их мышечные брюшки расположены на предплечье. Пальцы имеют два длинных сгибателя, расположенных на ладонной стороне предплечья. Они прикрепляются сухожилиями к фалангам пальцев. Глубокий сгибатель прикрепляется к дистальной фаланге, а поверхностный сгибатель – к средней фаланге. Сгибатели обеспечивают фактическое сгибание пальцев. Большой палец имеет один длинный и один короткий сгибатель в группе мышц тенара. У большого пальца человека также есть другие мышцы в группе тенара (противопоставщик и короткий отводящий мускул), которые приводят большой палец в противопоставление, обеспечивая хватание. Разгибатели расположены на тыльной стороне предплечья и связаны с тыльной стороной пальцев более сложным образом, чем сгибатели. Сухожилия соединяются с межкостными и поясничными мышцами, образуя механизм разгибателя. Основная функция разгибателей – выпрямление пальцев. Большой палец имеет два разгибателя в предплечье; сухожилия этих мышц образуют анатомическую табакерку. Кроме того, указательный и мизинец имеют дополнительный разгибатель, используемый, например, для указания. Разгибатели расположены в шести отдельных ложах. Первая ложа содержит длинный отводящий мускул большого пальца и короткий разгибатель большого пальца. Вторая ложа содержит длинный и короткий лучевые разгибатели запястья. Третья ложа содержит длинный разгибатель большого пальца. Разгибатель указательного пальца и общий разгибатель пальцев находятся в четвертой ложе. Разгибатель мизинца – в пятой, а локтевой разгибатель запястья – в шестой. Внутренние группы мышц – это мышцы тенара и гипотенара (тенар относится к большому пальцу, гипотенар – к мизинцу), спинные и ладонные межкостные мышцы (между пястными костями) и поясничные мышцы. Поясничные мышцы начинаются от глубокого сгибателя (и являются особенными, поскольку не имеют костного начала) и прикрепляются к тыльному разгибательному механизму.
Кожа
Помимо половых органов, кончики пальцев обладают самой высокой концентрацией тактильных и терморецепторов среди всех участков человеческой кожи, что делает их чрезвычайно чувствительными к температуре, давлению, вибрации, текстуре и влажности. Исследование, проведенное в 2013 году, показало, что пальцы способны ощущать наноразмерные неровности на, казалось бы, гладкой поверхности – уровень чувствительности, который ранее не был зафиксирован. Благодаря этому пальцы часто используются в качестве сенсорных инструментов для определения свойств объектов, с которыми мы сталкиваемся в окружающем мире, что делает их уязвимыми для травм. Мякоть пальца – это мясистая часть на ладонной стороне кончика пальца.
Сморщивание кончиков пальцев в воде
Хотя это распространенное явление, основные функции и механизм появления морщин на кончиках пальцев после погружения в воду остаются относительно неизученными. Изначально считалось, что морщины – это просто результат набухания кожи в воде, но сейчас известно, что борозды возникают из-за сужения кровеносных сосудов под воздействием сигналов симпатической нервной системы в ответ на контакт с водой. Одна из гипотез, объясняющих это явление, – гипотеза "дождевого протектора", – предполагает, что морщины могут улучшать сцепление пальцев с предметами во влажной среде, возможно, являясь адаптацией, возникшей в период, когда люди сталкивались с дождем и росой в лесных местах обитания приматов. Однако исследование 2014 года, предпринятое для воспроизведения этих результатов, не выявило улучшения хватательных способностей при работе с мокрыми предметами с морщинистыми кончиками пальцев. Тем не менее, эти кончики пальцев выглядят иначе, хотя и более эстетично, чем кожный трансплантат или сшитый кончик пальца. Заживление не происходит, если повреждение расположено ниже ногтя. Это связано с тем, что дистальные фаланги способны к регенерации в молодом возрасте, а стволовые клетки ногтей создают новую ткань, которая формирует кончик пальца.
Представление мозга
Каждый палец имеет упорядоченное соматотопическое представление на коре головного мозга в соматосенсорной области 3b, части области 1 и распределенные, перекрывающиеся представления в дополнительной моторной области и первичной моторной области. Соматосенсорное представление руки в коре головного мозга является динамическим отражением пальцев на самой руке: у людей с синдактилией наблюдается деформированная, сросшаяся и укороченная кисть. Однако слиты не только пальцы на руке, но и кортикальные карты отдельных пальцев формируют аналогичную деформацию. Хирургическое разделение пальцев позволяет восстановить функциональность кисти. Хирурги Института реконструктивной пластической хирургии в Нью-Йорке провели такую операцию 32-летнему мужчине с инициалами О.Г. Они касались пальцев О.Г. до и после операции, одновременно проводя МРТ-сканирование мозга. До операции проекции пальцев в его мозге были слиты близко друг к другу; после операции карты отдельных пальцев действительно разделились и приняли расположение, соответствующее нормальной руке.
Аномалии, травмы и болезни
Редкая анатомическая вариация встречается у 1 из 500 человек, при которой у индивида больше обычного количества пальцев; это состояние известно как полидактилия. Человек также может родиться без одного или нескольких пальцев, либо с неполным развитием некоторых пальцев, например, при симбрахидактилии. Дополнительные пальцы могут быть функциональными. Один человек с семью пальцами не только использовал их, но и утверждал, что они "давали ему определенные преимущества при игре на пианино". Фаланги пальцев часто подвергаются переломам. Повреждение сухожилия может привести к значительной потере функции в мелкой моторике, например, при "молоткообразном" пальце. Пальцы могут быть повреждены как холодом, включая обморожение и не обморожающее поражение от холода (NFCI), так и теплом, включая ожоги. Пальцы часто поражаются такими заболеваниями, как ревматоидный артрит и подагра. Диабетики часто используют пальцы для получения образцов крови для регулярного контроля уровня сахара в крови. Феномен Рейно и пароксизмальная гематома кисти – это нейроваскулярные расстройства, поражающие пальцы. Исследования установили связь между соотношением длины указательного и безымянного пальцев и более высоким уровнем тестостерона, а также с различными физическими и поведенческими особенностями, такими как длина полового члена и риск развития алкогольной или игровой зависимости.
Этимология
Английское слово "finger" происходит от древнеанглийского "finger", восходящего к протогерманскому "fingraz" (палец). Оно связано с готским "figgrs", древнескандинавским "fingr" и древневерхненемецким "fingar". Лингвисты обычно считают, что "fingraz" является r-основой, произошедшей от более ранней формы "fimfe", восходящей, в конечном счете, к протоиндоевропейскому "pénkʷe" (пять). Название "pinkie" (мизинец) происходит от голландского "pinkje", происхождение которого не установлено. В английском языке "fingers" называют только пальцы на руке. Однако в некоторых языках перевод слова "fingers" может относиться как к пальцам рук, так и к пальцам ног. В английском языке палец ноги имеет отдельное название – "toe".