УДК: 796.41+796.9+798
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
механизмы координации движений в безопорном положении у спортсменов
Доктор медицинских наук, профессор Л.В. Капилевич
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск
Abstract
PHYSIOLOGICAL MECHANISMS OF MOTOR COORDINATION IN ATHLETES IN
UNSUPPORTED POSITION L.V. Kapilevich, professor, Dr.Med. National research Tomsk polytechnical university, Tomsk university of control systems and radioelectron-ics, Tomsk
Key words: coordination, unsupported position, jump, statokinetic reflexes.
The purpose of the present research was to consider physiological mechanisms of motor coordination in athletes in unsupported position. The character of dominating mechanisms taking part in its regulation depends on conditions of performance of motor action. Herewith, it is possible to allocate three types of factors and correspondingly three variants of dominating regulatory mechanisms.
In conditions of maintenance of support and gravity the key mechanism of motor regulation is associated with optimization of the structure of motor act, using which nonmuscular forces join its dynamics, become the constituent of motor program. Concentration of muscle excitation in time and space is being formed, the periods of activity of working muscles involved in excitement decrease. The basic mechanisms forming coordinating abilities in these conditions are associated with vestibular analyzer.
In conditions of lack of gravity while maintaining support not vestibular but visual analyzer plays the key role in regulation. Herewith, motor coordination skills mastered before recover quite quickly and effectively. The most complicated conditions are the ones lacking both gravity and correlation with support. Herewith, decrease of impulsation from vestibular apparatus is compensated by the intensified effect of the second type of pose reflexes - tonic cervical reflexes activated by cervical muscle spindles. Coordinating abilities in such conditions are formed most slowly and need special efforts.
Ключевые слова: координация, безопорное положение, прыжок, статокинетические рефлексы.
Подготовка спортсменов высокого класса на современном этапе развития спорта невозможна без привлечения средств объективизации знаний о их функциональном состоянии, без учета физиологических закономерностей и механизмов управления двигательными действиями. Проблема получения и интерпретации этой информации весьма актуальна как для решения задач отбора наиболее перспективных спортсменов среднего уровня и новичков, так и для планирования тренировочного процесса на всех этапах подготовки [11]. Для физиологического контроля в спорте сегодня используется широкий арсенал методов. В эту сферу активно внедряются информационные технологии, что позволяет существенно ускорить процесс обработки и анализа полученной информации, повысить качество ее визуализации, сделав доступной не только для исследователя, но и для спортсмена [7].
При этом сущность комплексного физиолого-биомеханического подхода к изучению динамических феноменов сводится к установлению качественной и количественной связи между координирующими свойствами двигательного аппарата человека, работой скелетных мышц и эффективностью выполнения двигательных действий [5]. В современной физиологии спорта для этих целей используется комплекс методик - тензодинамография, стабилография, электромиография, цифровая покадровая фотосъемка движений спортсмена. Разработанные как методы функциональной диагностики поражений нервной системы на различных уровнях, эти методы сегодня активно внедряются в физиологию спорта, поскольку позволяют объективно оценивать функциональные возможности нервной системы при формировании двигательных навыков [12].
Для многих игровых видов спорта наиболее характерными являются точностно-целевые виды движений, выполняемые в безопорном положении [11]. Эффективность таких движений определяется рациональностью техники их выполнения, определенной на основе
биомеханических исследований. Основное внимание при этом уделяется динамическим характеристикам движений кинематических звеньев тела в фазе полета [6].
Точность и надежность управления движениями при выполнении спортивных упражнений определяются физиологическими механизмами, участвующими в саморегуляции двигательной деятельности. Физиологической основой технической подготовки можно считать целенаправленное совершенствование процессов, которые обеспечивают регуляцию движений, определяющих результативность игровых действий. В то же время совершенствование техники ударных действий в прыжке сопряжено с рядом трудностей, связанных прежде всего с формированием способностей координировать движения тела в безопорном положении [2, 4].
Спортивно-техническое мастерство зависит от способностей спортсмена управлять системой движений, которые в процессе тренировки постоянно совершенствуются посредством коррекции. Для управления системой движений важное значение имеет самоконтроль, осуществляемый на основе отчетливых двигательных представлений [8].
Механизмы координации движений, роль тех или иных отделов ЦНС в управлении движениями изучаются чаще в опытах на животных, однако объектом исследования естественных движений является преимущественно человек, что обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, человек в зависимости от задачи исследования может воспроизводить любую требуемую форму двигательной деятельности. Во-вторых, движения человека суть проявление его поведения и трудовой деятельности и поэтому представляют особый интерес как с теоретической точки зрения вследствие их сложности и дифференцирован-ности, так и с практической - в связи с их значением для медицины, физиологии труда, физиологии спорта [8].
Правильность и точность выполнения произвольных движений обеспечиваются двигательным анализатором. Обилие ассоциативных связей двигательного анализатора с корковыми центрами других анализаторов позволяет осуществлять анализ и контроль за движением со стороны зрительного, слухового, кожного анализаторов, вестибулярного аппарата. Выполнение движений сопряжено с растягиванием кожи и давлением на отдельные ее участки. Тактильные рецепторы по механизму условной временной связи оказываются включенными в анализ движений. Эта функциональная связь является физиологической основой комплексного кинестетического анализа движений, при котором импульсы с тактильных рецепторов дополняют про-приоцептивную чувствительность [1,10].
На разных этапах развития представлений о координации движений создавались разные схемы физиологических механизмов управления движениями. Большой интерес представляет схема управления по принципу сенсорных коррекций, предложенная в 1935 г. Н. А. Бернштейном. Координация рассматривается Н. А. Бернштейном как преодоление избыточных степеней свободы движений [3].
Совершенствование двигательной функции человека в процессе онтогенеза происходит как вследствие продолжающегося в первые годы после рождения созревания отделов нервной системы и врожденных механизмов, участвующих в координации движений, так и в результате обучения, т. е. формирования новых связей, ложащихся в основу программ тех или иных конкретных двигательных актов. Координация новых, непривычных движений имеет характерные черты, отличающие ее от координации тех же движений после обучения [2].
Обилие степеней свободы в опорно-двигательном аппарате, влияние на результат движения сил тяжести и инерции осложняют выполнение любой двигательной задачи. На первом этапе обучения нервная система справляется с этими трудностями, нейтрализуя помехи путем развития дополнительных мышечных напряжений. Мышечный аппарат жестко фиксирует суставы, не участвующие в движении, активно тормозит инерцию быстрых движений. Такой путь преодоления помех, возникающих в процессе освоения движения, энергетически невыгоден и утомителен. Использование обратных связей еще несовершенно - коррекционные посылки, возникающие на их основе, несоразмерны и вызывают необходимость повторных дополнительных коррекций.
При электромиографическом контроле заметно, что у неопытного спортсмена мышцы-антагонисты даже тех суставов, в которых совершаются движения, активируются одновременно, при этом в циклических движениях мышцы почти не расслабляются. Возбуждены также многие мышцы, не имеющие прямого отношения к данному двигательному акту. Движения, совершаемые в таких условиях, напряженны и неэстетичны. По мере обучения вырабатывается такая структура двигательного акта, при которой немышечные силы включаются в его динамику, становятся составной частью двигательной программы. Излишние мышечные напряжения при этом устраняются, движение становится более устойчивым к внешним возмущениям. На электромиограммах видна концентрация возбуждения мышц во времени и пространстве, периоды активности работающих мышц укорачиваются, а количество мышц, вовлеченных в возбуждение, уменьшается. Это приводит к повышению экономичности мышечной деятельности, а движения делаются более плавными, точными и непринужденными. Важную роль в обучении движениям играет рецепция, особенно проприоре-цепция. В процессе двигательного обучения обратные связи используются не только для коррекции движения по его ходу, но и для коррекции программы следующего движения на основе ошибок предыдущего.
Таким образом, в формировании координационных способностей, в освоении сложных двигательных актов определяющую роль играет взаимодействие мышечных усилий и внешних сил, главной из которых является сила тяжести. Главная заслуга в регуляции движений при этом принадлежит вестибулярному анализатору.
В то же время исследования, проведенные в условиях невесомости, свидетельствуют, что при отсутствии силы тяжести человек довольно быстро восстанавли-
вает координационные способности. Это наглядно показано в работах по анализу почерка. Во время орбитального полета у космонавтов изменяется привычная координация движений при письме. Это проявилось в неодинаковости начертания одних и тех же букв и их элементов, в неровности с
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.