Многие из нас пробовали удержать в вертикальном положении на кончике пальца указку или лыжную палку.
В работах Д. Кабрера (Juan Cabrera) и Д. Милтона (John Milton) из Чикагского университета исследовался процесс стабилизации неустойчивого состояния вертикального стержня на кончике пальца.

На обоих концах стержня были закреплены маленькие зеркала, и на эти зеркала направлялись лучи света в инфракрасном диапазоне, Все движения стержня при его балансировании на кончике пальца записывались на видеокамеру, а затем анализировались. Оказалось, что флуктуации угла в отклонения стержня от вертикали подчиняются степенному закону распределения 1,5.
Изучение механизма такой стабилизации восходит к классическим работам П. Л. Капицы по изучению устойчивости перевернутого математического маятника, точка подвеса которого колеблется в вертикальной или горизонтальной плоскостях. Например, если точка подвеса перевернутого маятника колеблется в горизонтальной плоскости с частотой 7 по закону a cos 7 то устойчивому положению отвечает состояние с углом отклонения ф от вертикали.

Если точка подвеса маятника колеблется в вертикальной плоскости, то устойчивому состоянию отвечает строго вертикальное положение маятника.

В экспериментах Д. Кабрера и Дж. Милтона флуктуации стержня оказались слегка смещенными от строго вертикального положения, что указывает на то, что основной вклад в стабилизацию стержня на кончике пальца в вертикальном состоянии вносят движения руки в горизонтальной плоскости.

Нейрофизиологические исследования показывают, что обычно минимальное время двигательной реакции человека на соответствующий зрительный образ в процессах балансировки не бывает меньше, чем 100 миллисекунд. Д. Кабрера и Дж. Милтон обнаружили, что 98 процентов всех управляющих движений руки, поддерживающих стержень в вертикальном положении на кончике пальца, происходят быстрее этого времени. Это обстоятельство заставило авторов исследования предположить, что в процесс балансировки основной вклад вносит собственный шум нервной системы, вызывающий непроизвольные движения руки.

Было предложено простое уравнение, описывающее движения стержня. Исследование этого уравнения показывает, что действительно возможно неуправляемое человеком поддержание стержня в вертикальном положении за счет стохастического воздействия на ннжний конец.
Можно предположить, что аналогичный механизм балансировки использует канатоходец в цирке, где стабилизирующие реакции также
должны иметь очень высокое быстродействие, которое не способна обеспечить обычная моторная реакция.

Организация движений животных и человека — это возникшая в результате биологической эволюции система стабилизации и управления неустойчивыми состояниями тела животных и человека при их перемещении в пространстве.
Вертикальное положение тела человека представляет собой неустойчивое состояние, стабилизируемое его вестибулярной системой, зрительной и соматосенсорными системами, которые управляют мускульными корректирующими движениями.

Количественные исследования закономерностей отклонения во времени центра тяжести тела человека в покое показывают, что эти отклонения представляют собой коррелированный шум с фрактальными (скейлинговыми) свойствами и, следовательно, можно сделать вывод, что вертикальная поза человека в покое представляет собой критическое состояние с соответствующим критическим спектром флуктуаций.

Несомненно, двигательная система человека гораздо более совершенна, чем двигательная система животных, поскольку обеспечивает ему более высокую точность движений и более широкий диапазон двигательной активности в процессах трудовой деятельности, спортивных соревнованиях, а также в искусстве.

Поскольку моторная система животных и человека представляет собой сложную нелинейную систему со многими степенями свободы, можно предположить, что в такой системе, аналогично тому, как это имеет место в мозге, помимо критического состояния, необходимого для адаптации в условиях бодрствования, реализуются также докритическое и надкритическое состояния, Докритическое состояние двигательной системы имеет место при осуществлении автоматических действий, например, во время ходьбы. Надкритическое состояние двигательной системы, при котором возможна мобилизация всех ресурсов организма, реализуется в состояниях аффекта или гипноза. У спортсменов это состояние наилучшей спортивной формы.