УДК: 799.3
_ _ _
ПОСТУРАЛЬНЫИ
тремор и стрельба из винтовки с позиций теории хаоса и самоорганизации сложных систем: обзор литературы
Доктор биологических наук, профессор С.И. Логинов Аспирантка Ю.С. Ефимова
Кандидат педагогических наук, доцент В.В. Апокин
Лаборатория биомеханики и кинезиологии Сургутского государственного университета ХМАО-Югры, Сургут
Abstract
POSTURAL TREMOR AND RIFLE SHOOTING IN VIEW OF CHAOS THEORY AND SELF-ORGANIZATION OF COMPLEX SYSTEMS: LITERATURE REVIEW
S.I. Loginov, professor, Dr.Biol. Yu.S. Efimova, postgraduate student
V.V. Apokin, associate professor, Ph.D.
Laboratory of biomechanics and kinesiology of Surgut state university of KhMAR-Ugra, Surgut
Key words: shooting, system, theory, mechanisms, moves, tremor.
Shooting from all kinds of weapons depends on human voluntary motions and muscle tremor in particular. Tremor parameters are in the inverse correlation with shooting, therefore the factors effecting the size of tremor also influence the ability to point shooting. Adrenalin and local muscle warming essentially increase the size of tremor, whereas its local cooling decreases it. Adrenoceptor beta-antagonists act the same, facilitating the increase of postural stability and shooting accuracy by decreasing heart rate and muscle tremor, but are prohibited in sport. The intake of increased dosage of vitamins В1, В6 and В12 increases shooting accuracy and decreases the value of postural tremor in shooters due to improved delicate control of slow moves with basal ganglions taking part in it. The purpose of the present research was to study physiological mechanisms provoking the marked changes in biathletes.
The analysis of the subjected bibliography testifies to serious attention of researchers paid to the problem of regulation of vertical stability and human tremor in the daily life and while making exercises in various sports, especially in the integrated kinds with shooting.
Ключевые слова: стрельба, система, теория, механизмы, движения, тремор.
Способность стрелка управлять вертикальной устойчивостью тела и контролировать тремор конечностей - решающий фактор стрельбы из любого вида оружия [55, 53, 52]. Между тем биофизические, биомеханические и физиологические механизмы этих факторов до сих пор остаются недостаточно изученными применительно к таким видам спорта, как биатлон и зимний полиатлон.
Библиографический поиск сведений, касающихся изучения феномена и механизмов вертикальной устойчивости и тремора конечностей человека в условиях стрелковой работы был проведен с использованием поисковых баз данных Sport Discus, MedLine, информационных ресурсов Российского государственного университета физической культуры, спорта и туризма (ГЦОЛИФК), а также ресурсов Государственной центральной медицинской библиотеки и Российской государственной библиотеки им. В. И. Ленина.
Тремор конечностей и качество стрельбы. Известно, что осуществление стрельбы из любого вида оружия сильно зависит от непроизвольных движений человека, и в частности от мышечного тремора [42, 54, 56, 50]. Параметры тремора имеют обратную корреляционную зависимость от выполнения стрелковой работы, поэтому факторы, влияющие на размер тремора, воздействуют также и на способность к точной стрельбе. Адреналин и локальное нагревание мышцы заметно увеличивают размер тремора, тогда как ее локальное охлаждение уменьшает его. Аналогично действуют бета-антагонисты адренорецепторов (бета-блокаторы - пропранолол,
метопролол, атенолол), которые способствуют повышению постуральной устойчивости и точности стрельбы за счет снижения частоты сердечных сокращений и мышечного тремора [44, 40], но являются запрещенными в спорте препаратами. Прием повышенных доз витаминов В1, В6 и В12 повышает точность стрельбы и уменьшает величину постураль-ного тремора у стрелков из-за улучшения тонкого управления медленными движениями с участием ба-зальных ганглиев [36]. Физиологические механизмы, обуславливающие отмеченные изменения у биатлонистов, недостаточно изучены [47].
Еще больше нерешенных проблем в полиатло-не. Летний и зимний полиатлон принято расценивать как один из труднейших видов спорта [6, 14, 15]. По сложности подготовки спортсменов он уступает лишь современному пятиборью и легкоатлетическому десятиборью. В программу зимнего полиатлона входят бег на лыжах, сгибание-разгибание рук в упоре лежа и пулевая стрельба из пневматической винтовки. Спортсмен выполняет упражнение ВП-111 стоя, при этом во время стрельбы он должен сохранять максимальную неподвижность позы, точно управлять оружием и вести борьбу, подавляя волнение только собственной волей [15]. Весь цикл выстрела условно разделяют на 4 фазы [29]. Первая фаза начинается с момента начала зарядки винтовки до момента принятия изготовки. В этот временной промежуток спортсмен мысленно представляет структуру последующих движений, выполняет ряд действий, связанных с закреплением ног, расслаблением не участвующих мышечных групп и осуществляет подъем оружия. Во второй фазе - фазе подготовки к выполнению выстрела - спортсмен принимает изготовку, кладет голову на приклад, проверяет взаимное расположение частей тела, выполняет дыхательные движения, задерживает дыхание, осуществляет грубую наводку оружия. В третьей фазе стрелок выполняет действия по наведению и удержанию оружия в центре мишени, принимает решение: производить выстрел или отложить. Фаза заканчивается моментом выстрела. Четвертая фаза - фаза отдыха - начинается с момента выстрела и заканчивается началом зарядки винтовки.
Такое разграничение цикла выстрела правомерно лишь для тех выстрелов, которые выполняются с первой попытки. Однако нередко выстрел выполняется с двух, трех или иного числа попыток, при этом спортсмен не опускает оружия, а реализует очередную попытку из положения уже принятой изготовки. В таком выполнении выстрела присутствуют 2-3 фазы «грубой» наводки, 2-3 фазы прицеливания, 1 фаза подъема оружия (1-я) и 1 фаза отдыха (4-я) [29]. При этом существенно возрастает влияние статической нагрузки.
Стрельба является характерным примером спортивной деятельности, требующей стабильности и точности [29]. Все произведенные выстрелы должны не просто достичь цели, но в идеале максимально точно попасть в десятку. Точность может быть повышена благодаря регулярной тренировке [17, 12] и качеству оружия. Высококачественное оружие и боеприпасы - обязательное условие, поскольку они обеспечивают более точную траекторию полета пули. Физиологические и биофизические аспекты тренировки до сих пор остаются малопонятными, хотя сенсорные (визуальный контроль, отношение сигнал-шум сенсорного канала) и локомоторные аспекты (набор и характер вовлечения мышц - синергистов и антагонистов), безусловно, играют важную роль.
Влияние дизайна винтовки на параметры производительности стрельбы были изучены в исследовании K. Yuan и Y. H. Lee [59]. К проведению экспериментов были привлечены 12 опытных стрелков. В первой части эксперимента были изучены влияние массы винтовки и длины расстояния до выстрела, а также стабильность работы при выполнении упражнения. Данные угловых изменений верхних конечностей, ЭМГ выбранных мышц, общий центр давления, удержание в точке прицеливания и субъективные предпочтения были проанализированы. Было показано, что различные конструкции винтовки приводят к изменению позы и разному уровню активации мышц, для того чтобы поддерживать систему в равновесии, влияя тем самым на стабильность прицеливания. Во второй части эксперимента взаимосвязь между прицеливанием и стабильностью (точностью) стрельбы была рассмотрена в условиях боевой стрельбы. Оказалось, что данные двух экспериментов сильно коррелировали (p=0,92-0,94, р<0,0001). Достоверно высокие корреляции между прицеливанием и стрельбой (p=0,86-0,98, р<0,0001) позволяют утверждать, что стабильность прицеливания и точность стрельбы сильно взаимосвязаны.
Альтернативой стабильности выступают помехи, которые могут существенно изменять результат деятельности стрелка. Помехи могут быть внешними (ветер, температура воздуха, потеря концентрации внимания) и внутренними (дыхательные движения, отдача при сокращении сердца, пульсация артерий). Помехи могут возникать из-за изменений в технике стрельбы [13].
Не менее важны помехи, возникающие в самих мышцах, которые в силу морфофизиологиче-ских и биомеханических особенностей не способны к долговременной стабилизации вертикального или иного положения тела и его кинематических звеньев, например таких, как верхние свободные конечности
и плечевой пояс при удержании оружия в определенной позиции [42, 21, 47].
Постуральный (позный) или физиологический тремор в норме представляет собой еле заметное подрагивание конечностей. Для определения тремора в классическом эксперименте производят запись непроизвольных движений конечности (обычно руки), когда испытуемый пытается держать ее в постоянном положении навесу прямо перед собой. Если тремор руки зарегистрирован обычным акселерометром, то можно заметить, что выявляется более или менее ритмичный компонент, обычно с пиковой частотой 7-11 Гц (рис. 1). Ортостатический тремор с частотой 13-18 Гц является патологическим, с участием нижних конечностей встречается у пожилых людей и характеризуется неустойчивостью при стоянии [43].
В целом ряде работ установлено, что амплитуда физиологического тремора у человека время от времени изменяется [7-9, 11, 2, 18, 3, 32, 25], однако частота колебаний намного более устойчива. Так, исследователь из School of Sport and Exercise Sciences University of Birmingham (England) Martin Lakie еще в середине 90-х гг. прошлого века писал: «Частота тремора не может быть изменена никакими известными краткосрочными физиологическими или фармакологическими вмешательствами. Единственный известный экспериментальный способ изменить частоту тремора, это механически нагрузить мышцу. Увеличивая инерцию, можно вообще понижать частоту тремора» [47, p. 443]. В эксперименте с участием 245 человек он показал, что у большинства испытуемых пик частоты тремора лежит в пределах от 7 до
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.