Исследование упругих свойств позвоночника у студентов факультета физической культуры и спорта

В учении Н.А. Бернштейна уровневая организация регулирования движений обеспечивает умение спортсменом решать тот или иной вид двигательной задачи. Отладка взаимодействия нервной системы человека с внутренней и окружающей средой организма и есть основа успеха «решения двигательной задачи» в спортивной тренировке [1].

В своей работе мы исходили из посылки, что в обеспечении экономичных и плавных движений основную роль выполняет механизм временной аккумуляции механической энергии движений, которая обеспечивается опорно-двигательным аппаратом человека. Упругие внутренние напряжения и деформации тела, участвуют в механизме временной аккумуляции механической энергии движения. А вот реализация данного механизма выполняется с помощью мышечной тяги между звеньями тела. Наличие большого количества пассивных и подвижных сегментов в позвоночнике позволяет считать его упругой частью тела в организме.

Именно поэтому мы считаем, что деятельность нервной системы на уровне А отражается, в первую очередь, в биомеханических характеристиках позвоночника, в частности в показателях упругости позвоночника.

Цель исследования. Целью данной работы является выявление показателей функционирования процесса управления движениями нервной системой на уровне А (по классификации Н.А. Бернштейна) с помощью биомеханических методов измерения.

Материал и методы исследования. В работе использовалась методика регистрации биомеханических характеристик функционального состояния позвоночника во фронтальной и сагиттальной плоскостях, а также установление им качественных аналогов.

В качестве параметров функционирования управления движениями на руброспинальном уровне нервной системы рассматривались: индекс позвоночника Дельмаса (A. Delmas) (%), показатели радиуса дуги (см) и длины хорды дуги (см) трех отделов позвоночника C1-C7, C7-Th12, Th12-L5 во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Всего в исследованиях принимало участие 129 студентов Сургутского государственного педагогического университета.

Результаты исследования и их обсуждение. Наиболее полно проблема иерархической организации движений человека была поставлена и разработана в трудах выдающегося отечественного физиолога Н.А. Бернштейна. Причем под уровнями он понимал морфологические отделы нервной системы: спинной и продолговатый мозг, подкорковые центры и кору больших полушарий. Всего Н.А. Бернштейн выделил пять уровней: А, В, С, Д, Е. Двигательные центры уровня А своим управлением обеспечивают у скелетной мышцы медленные, плавные, экономичные, умеренные по силе удлинения и укорачивания, какие присущи гладкой мускулатуре внутренних органов. По грубой схеме «разделения власти» на территории тела, этот уровень контролирует мышцы туловища и опоры - позвоночника, и участвует в обеспечении любых движений совместно с другими уровнями [1]. управление движение нервный биомеханический

Предметом исследования руброспинального уровня управления движениями мы выбрали осанку человека. Исследованию подвергались возможности функционирования механизма временной аккумуляции механической энергии движения, определяемые по показателям изгибов позвоночника. Резистентность позвоночника с шейным и поясничным лордозом и грудным кифозом к осевой компрессии в 10 раз выше, чем у прямого столба. Выраженность изгибов позвоночника определяется через индекс Дельмаса (A. Delmas) [4, c.26]. Он выражает соотношение между длиной и высотой позвоночника. У позвоночника с нормальными изгибами индекс находится в пределах 94%-96%. Позвоночник с выраженными изгибами (динамический тип) имеет индекс менее 94%, а со сглаженными (статический тип) более 96%.

В собственных исследованиях на студентах (n=129 чел.) при измерении осанки компьютерным модулем «Сканер - МБН» на базе Сургутского государственного педагогического университета регистрировались биомеханические показатели функционального состояния позвоночника. Для подсчета индекса Дельмаса (A. Delmas) нами брались в расчет показатели радиуса дуги (см) и длины хорды дуги (см) трех отделов позвоночника C1-C7, C7-Th12, Th12-L5 во фронтальной и сагиттальной плоскостях. Для подсчета длины позвоночника мы воспользовались альтернативным методом [5], предложенный Щекотковым В. А.:

(1)

где ГВ - длина дуги, а0- хорда дуги, R - радиус, t - показывает на какое число равных отрезков делится исходная дуга АВ. В наших расчетах мы пользовались 2. При t =2 наш результат верен с точностью до 1/10000.

У 49 юношей студентов СурГПУ в возрасте 20,04 ± 3,48 года и 80 девушек возраста 18,89 ± 1,55 лет индекс Дельмаса шейного отдела позвоночника по среднему выборки характеризует изгиб лордоза как выраженный динамический тип. Почти прямой позвоночник, с минимальным кифозным изгибом, присущ и юношам и девушкам. Средний показатель выборок более 97% характеризует статический тип грудного отдела. А вот поясничный отдел, хоть и не имеет достоверного различия, но у девушек этот показатель находится в норме (таблица 1).

Таблица 1. Индекс Дельмаса студентов СурГПУ в сагиттальной плоскости, хср ± у, в %

У юношей, исследуемой выборки, поясничный отдел позвоночника в среднем характеризуется как выпрямленный, с минимальным лордозом. Индекс Дельмаса всего позвоночника (сумма длин отделов) в среднем у девушек находится в пределах нормы, а у юношей - превышает норму и определяется как позвоночник со сглаженными изгибами.

Для перевода системы оценивания пространственного состояния позвоночника в лаборатории «Здорового образа жизни и охраны здоровья» СурГПУ разработана технология, в основе которой лежит методика установления качественных аналогов результатам измерений. Каждому основному параметру позвоночника устанавливается максимальный и минимальный показатель в границах хср±3у через установление качественных аналогов по уровням, количество которых определено самим исследователем. В нашем исследовании он равняется пяти [2]. Кроме того, было успешно реализовано выражение сходства с эталоном осанки по угловым характеристикам [3] (таблица 2).

Таким образом, показатели позвоночника во фронтальной плоскости у студентов характеризуют:

Отсутствие боковых искривлений в грудном отделе позвоночника у 79,6 % юношей и 57,7% девушек. Отсутствие боковых искривлений в поясничном отделе позвоночника у 46,9 % юношей и 30,8% девушек (!), т.е. только у каждой третьей не наблюдается боковых изгибов.

Соответствие угла наклона таза и надплечий норме встречается примерно в равном количестве, что у девушек, что и у юношей.

Таблица 2. Параметры позвоночника студентов СурГПУ во фронтальной плоскости, хср ± у, из 5 уровней

В целом, при сравнении характеристик позвоночника с эталоном во фронтальной плоскости, выясняется, что средний процент схожести у девушек составил 62,54 ± 24,0 (хср ± у, n=80, в %), а у юношей 70,77 ± 13,19 (хср ± у, n=49, в %).

Заключение. С помощью биомеханических методов измерения были выявлены показатели функционирования процесса управления движениями руброспинального уровня. Исследования на молодых и, в основном, здоровых студентах факультета физической культуры и спорта показали наличие проблем в осуществлении «фонового уровня А» регуляций со стороны нервной системы. Невысокие показатели упругих свойств позвоночника, отягощенные нарушениями осанки, создают дополнительные трудности для успешного «решения двигательных задач» в спортивной тренировке.

Литература

1. Бернштейн Н.А. Биомеханика и физиология движений: Избранные психологические труды / Н.А. Бернштейн; Под ред. В.П. Зинченко. - 3-е изд., стер. - М.: Издательство Московского психолого-социального института; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2008. - 688 с.

2. Васильев В.И, Красильников В.В., Плаксий С.И., Тягунова Т.Н. Оценка качества деятельности образовательного учреждения. М.: Издательство ИКАР, 2005. - 320 с.

3. Гимазов Р.М. Биомеханические показатели функционального состояния позвоночника студентов педагогического вуза// Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни: Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции 15 февраля 2008 года / Под ред. Н.И. Синявского, В.И. Корчина, Н.А. Китайкиной, Н.С. Ракшиной. - Сургут: РИО СурГПУ, 2008. - С. 137-138

4. Капанджи А.И. Позвоночник: Физиология суставов / А.И. Капанджи; [пер.с англ. Е.В. Кишиневского], М.: Эксмо, 2009. - 344 с.

5. Щекотков В. А. Altera pars [Электронный ресурс]. -- Режим доступа: URL: http://altera-pars.narod.ru/Qadra/duga.htm (дата обращения: 25.03.2011).

Размещено на Allbest.ru