ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2015, том 41, № 4, с. 73-81
УДК 615.851.11:796.323.084.2
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТОЧНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ СТАБИЛОГРАФИЧЕСКОГО ТРЕНИНГА С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ © 2015 г. Л. В. Капилевич1,2, Е. В. Кошельская2, С. Г. Кривощеков1,3
Национальный исследовательский Томский государственный университет 2Национальный исследовательский Томский политехнический университет 3ФГБНУ "НИИфизиологии и фундаментальной медицины", Новосибирск E-mail: kapil@yandex.ru Поступила в редакцию 14.02.2015 г.
Исследовались физиологические характеристики ударов по мячу в безопорном положении у волейболистов и возможность совершенствования их эффективности на основе тренинга с биологической обратной связью. Показано, что физиологические и биомеханические характеристики прямого нападающего удара в опорном положении у волейболистов взаимосвязаны с биомеханическими особенностями выполнения этого удара в прыжке. При этом физиологическое обеспечение точности ударных действий связано, во-первых, с улучшением координации движений туловища и руки в фазе полета, во-вторых, с факторами внутримышечной и межмышечной координации бьющей руки и, в-третьих, с изменением характера перемещения общего центра давления спортсмена. Применение компьютерного стабилографического тренинга с биологической обратной связью способствует оптимизации физиологических и биомеханических параметров двигательных действий в безопорном положении, что в итоге обусловливает возрастание точности выполнения ударов по мячу в прыжке. Полученные результаты открывают перспективы применения метода компьютерной стабилографии для совершенствования техники выполнения точностно-целевых действий в безопорном положении в различных видах спорта.
Ключевые слова: регуляция движений, безопорное положение, стабилография, волейбол, биологическая обратная связь.
Б01: 10.7868/80131164615040098
Подготовка спортсменов высокого уровня на современном этапе развития спорта невозможна без привлечения средств объективизации знаний о функциональном состоянии спортсмена, 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 [1, 2].
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 [3—5].
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 [6]. 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.
Для игровых видов спорта, в частности, волейбола, наиболее характерными являются точностно-целевые виды движений, выполняемые в без-
опорном положении [7, 8]. 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 [9—12].
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 [13, 14].
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 [15—17].
Спортивно-техническое мастерство зависит от способностей спортсмена управлять системой движений, которые в процессе тренировки постоянно совершенствуются за счет коррекции [18]. Для управления системой движений важное значение имеет самоконтроль, осуществляемый на основе отчетливых двигательных представлений [19, 20]. В связи с этим внимание исследователей привлекают методы, основанные на биологической обратной связи [21—23]. Одна из важных в теоретическом и практическом отношении, но недостаточно разработанная проблема биоуправления — адаптивные свойства нейропла-стичности, т.е. способности нейронных сетей динамически реорганизовывать свою работу в соответствии с меняющимися внутренними или внешними условиями. Пластичность нервных процессов является одним из важнейших свойств головного мозга, позволяющих оперативно менять структуру межцентральных отношений, лежащую в основе поддержания функционального состояния организма и его адаптации к окружающей среде, обучаться новым видам деятельности [24].
Целью настоящей работы было изучить физиологические характеристики ударов по мячу в безопорном положении у волейболистов и возможность совершенствования их эффективности на основе тренинга с биологической обратной связью.
МЕТОДИКА
Были обследованы 60 мужчин в возрасте 18— 22 года. Все обследуемые входили в основную медицинскую группу. По уровню подготовки были выделены две группы. Первую группу составили во-
лейболисты высокой квалификации (24 человека), занимающиеся волейболом более трех лет, участники сборных команд факультета и вуза, и имеющие первый спортивный разряд. Во вторую группу (контрольную) вошли волейболисты низкой квалификации (36 человек), занимающиеся волейболом не более полугода и не имеющие спортивных разрядов.
Захват движений (Motion Tracking). Для анализа ориентации звеньев тела, их местоположения в пространстве и отношения к опоре использовался метод отслеживания движения. Пространственные перемещения звеньев тела спортсменов регистрировались с помощью видеокамеры Vision Research Phantom Mire eX2. Съемка велась со скоростью 100 кадров в секунду. Полученные данные были обработаны и проанализированы в программе StarTraceTracker 1.1 VideoMotion®.
Электромиография. Регистрации поверхностной электромиограммы (ЭМГ) осуществлялась с помощью электромиографа "BTS FREEMG 300" компании "BTS Bioengineering". При анализе ЭМГ оценивались средняя амплитуда и средняя частота осцилляций.
Стабилография. Исследование проводилось с использованием компьютерного стабилоанали-затора с биологической обратной связью "Стаби-лан-01-2". Стабилограф позволяет измерять параметры смещения общего центра давления в процессе поддержания испытуемым вертикальной позы.
Анализ данных проводился при помощи программы Statistica 6.0 for Windows фирмы Statsoft. Полученные данные представлены в виде "среднее ± ошибка среднего" (Хср ± m). Для определения характера распределения полученных данных использовали критерий Колмогорова-Смирнова, а также визуальную проверку методом гистограмм. Гипотезу о принадлежности сравниваемых независимых выборок к одной и той же генеральной совокупности или к совокупностям с одинаковыми параметрами проверяли с помощью рангового ^-критерия Манна—Уитни. Для оценки взаимосвязи изучаемых признаков использовался непараметрический критерий взаимной сопряженности Спирмена.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Физиологические характеристики техники выполнения прямого нападающего удара в безопорном положении волейболистами различной квалификации
Характеристики выполнения прямого нападающего удара определялись методом фотосъемки и построения четырехзвенной модели те-
ла спортсмена. Оценивалась величина углов в момент удара по мячу (рис. 1).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что у спортсменов низкой квалификации имеет место отклонение назад верхней части туловища и отведение назад руки (сгибание в локтевом суставе) — величины углов и у1 достоверно ниже в сравнении с группой спортсменов высокой квалификации (рис. 1, табл. 1).
По данным биомеханического анализа, наиболее эффективным является такой удар, при котором скорость перемещения проксимального звена верхней конечности (плеча) достигает максимума в начале движения и снижается к моменту соприкосновения руки с мячом, способствуя возникновению реактивных сил, увеличивающих скорость движения предплечья и кисти. Эти условия выполняются, когда удар производится выпрямленной рукой. Если к моменту соприкосновения с мячом рука остается частично согнутой в локтевом суставе, скорость перемещения ди-стального отдела уменьшается, и, соответственно, уменьшается сила удара по мячу [25].
Такое избыточное отклонение назад (в спортивной терминологии его иногда называют "про-беганием под мяч") снижает точность выполнения удара по мячу. Кроме того, отклонение туловища назад (избыточное разгибание в тазобедренном суставе) снижает возможность зрительного контроля за мячом в завершающей фазе удара.
Можно предположить, что в фазе полета у спортсменов снижается афферентная импульса-ция от сенсорных рецепторов вестибулярного аппарата, что приводит к угнетению статокинетиче-ских рефлексов (рефлекторные изменения тонуса мышц при сохранении равновесия тела при прыжках и беге, а также сложные рефлексы, в том числе и в безопорном положении). Сенсорный вход от вестибулярных ядер вызывает не только движения глаз, но и приспособительные изменения позы, которые опосредуются командами в спинной мозг через латеральный вестибуло-спинальны
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.