Спортивная физиология

5. Истощение деятельности желез внутренней секреции. Начальное усиление их функции является фактором, стимулирующим мышечную работоспособность, но в дальнейшем возможно истощение их деятельности в условиях напряженной и эмоционально насыщенной мышечной работы, что может резко снизить работоспособность организма.

Согласно современным представлениям о мышечном утомлении, оно связано:

С наличием «многосистемных» изменений функций, т.е. изменений не в каком-либо одном органе или системе, а во многих из них и

С раличным сочетанием деятельности органов, ухудшение функций которых набюдается при том или ином виде физических упражнений.

В зависимости от условий мышечной деятельности и индивидуальных особенностей организма роль ведущего звена в развитии утомления может принимать на себя любой орган или функция, возможности которых в определенный момент работы становятся неадекватными требованиям нагрузки.

При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями.

Первое понятие -- локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления.

Второе понятие - механизмы утомления т.е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

1) регулирующие системы--центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

2) система вегетативного обеспечения мышечной деятельности -- системы дыхания, крови и кровообращения;

3) исполнительная система -- двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ. Общее представление о восстановлении

После прекращения работы происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали эту работу.

В это время происходит удаление продуктов рабочего метаболизма и восполнение энергетических запасов, пластических веществ и ферментов.

Происходит восстановление нарушенного работой гомеостаза организма.

Таким образом восстановление - это процесс, происходящий в организме после прекращения работы и заключающийся в постепенном переходе физиологических и биохимических функций к исходному состоянию.

Восстановление -- процесс, протекающий как реакция на утомление и направленный на восстановление нарушенного гомеостаза и работоспособности. Восстановление после физических нагрузок состоит в поддержании состояния равновесия и величин гомеостаза, которые изменяются в процессе мышечной деятельности. Центральное место среди этих процессов занимают метаболические превращения, направленные на поддержание должной концентрации АТФ в работающих мышцах (Wilmore, Costill, 1994).

Строго говоря, процесс восстановления, как неразрывно связанный с утомлением, начинается в процессе самой работы. Именно в это время в большей или меньшей степени разворачиваются процессы, направленные на нормализацию состояния внутренней среды организма, восполнения энергетических ресурсов. Но в "чистом виде" эти процессы развертываются после окончания работы.

Результатом восстановительных процессов является возвращение работоспособности к исходному уровню. Одновременно происходят процессы не только возвращения к исходному состоянию, но и ряд изменений, обусловливающих собственно процесс тренировки, т.е. повышение функциональных возможностей организма.

Если бы после тренировочной работы функциональное состояние организма всего лишь возвращалось к исходному уровню, исчезла бы возможность его совершенствования в избранном направлении путем целенаправленной тренировки. Прогрессирующее развитие тренированности спортсмена является результатом того, что следовые реакции, наблюдающиеся в организме после отдельных тренировочных нагрузок, не устраняются полностью, а сохраняются и закрепляются.

Конструктивные изменения в функциональных системах организма, возникающие в восстановительном периоде, служат основой повышения тренированности. В силу этого при анализе послерабочего периода после нагрузок следует различать две фазы:

1. фазу измененных под влиянием мышечной работы соматических и вегетативных функций (ранний восстановительный период), исчисляемую минутами или несколькими часами, в основе которой лежит восстановление гомеостаза организма;

2. конструктивную фазу (период отставленного восстановления), в процессе которой происходит формирование функциональных и структурных изменений в органах и тканях вследствие суммирования следовых реакций.

Скорость восстановления и общая продолжительность этого периода зависят от характера и интенсивности предшествующей работы. При одном и том же виде деятельности длительность периода восстановления различных физиологических показателей может отличаться в несколько раз.

Основным факторами, характеризующим восстановительный период является устранение изменений химизма внутренней среды, изменяющих гомеостаз. Именно накопление продуктов метаболизма является существенным двигателем восстановительных процессов. (К примеру, установлена тесная связь между содержанием пировиноградной кислоты и потреблением кислорода после работы).

Восстановление физиологических функций и физической работоспособности не являются однозначными и прямо связанными между собой. В ряде видов спортивной деятельности возможно иметь более высокую, чем исходная, работоспособность на фоне недовосстановленных физиологических показателей.

Механизмы восстановления и факторы, влияющие на его течение

Перейдем к рассмотрению теорий, объясняющих механизмы процесса восстановления.

Первоначально главными причинами восстановительных процессов считали периферические факторы - изменение химизма клетки, нарушение гомеостаза.

В настоящее время при объяснении восстановительных процессов полагают, что в период восстановления происходит усиленная нейрогенная активация гормонально-гуморальной формы регуляции функций.

Одной из первых теорий, значение которой до настоящего времени не утрачено, является представление о восстановлении как о т.н. следовых процессах в тканях и ЦНС.

Известно, что наличие следовых процессов присуще живым тканям, что показано в работах классиков отечественной физиологии. Новое освещение эти представления получили в работах П.К.Анохина. Определенные категории нервных клеток продолжают свои реакции на внешние раздражения и после прекращения действия непосредственного раздражителя, оставляя определенный след. По мнению Н.Е.Введенского каждое возбуждение оставляет след, который затем и определяет последующие ответные реакции организма. Им были использованы открытые изменения возбудимости нервной клетки (рефрактерность, экзальтация) для процесса рабочего акта. Одним из отражений следовых процессов в нервной ткани является представление И.П.Павлова о последовательной индукции. До последнего времени наличие индукционных процессов в ЦНС привлекается для объяснения восстановительных процессов в некоторых условиях (активный отдых, статические усилия).

Значительный вклад в теорию восстановления был сделан Г.В.Фолортом. Им были выдвинуты следующие положения:

Все ткани при напряженной деятельности утомляются.

2. Изменения, происходящие при утомлении, являются основным возбудителем восстановительных процессов,

3. Скорость изменений в тканях определяет интенсивность течения восстановления. Чем глубже утомление (до определенных пределов), тем больше напрягаются восстановительные процессы,

4. Восстановление не является плавным и непрерывным подъемом работоспособности.

5. В период восстановления различают два процесса - восстановление как таковое и упрочение этого восстановления, когда орган восстанавливает свою способность к длительной деятельности.

Но во всех этих теориях прослеживается явное превалирование значимости нервной системы. Она принимает непосредственное пусковое и коррегирующее участие в адаптации к мышечной деятельности, а также включает через гипоталамо-гипофизарную систему гуморальные эндокринные механизмы, поддержания и восстановления гомеостаза.

В первой фазе восстановления в коре головного мозга имеется остаточное возбуждение. Вслед за этой фазой наступает посрерабочее торможение ЦНС. По прошествии некоторого времени восстановительное торможение сменяется фазой восстановленной возбудимости. В это время могут происходить волнообразные колебания возбудимости, отмечается состояние повышенной возбудимости ЦНС - "экзальтационная" фаза. С этой фазой связывают явление суперкомпенсации биохимических процессов.

Закономерности течения восстановительных процессов

Процесс восстановления после мышечной деятельности характеризуется рядом общих закономерностей:

Неравномерность течения восстановительных процессов,

Фазность восстановления мышечной работоспособности,

Гетерохронность восстановления различных вегетативных функций,

Неодновременность протекания восстановительных процессов.

1. Неравномерное течение восстановления характеризуется двумя фазами:

фазой быстрого восстановления и

фазой медленного восстановления.

Следует учитывать, что в различные периоды тренировочного процесса одинаковый по времени отдых после каких-то упражнений будет давать неодинаковый эффект.

2. Процесс восстановления характеризуется фазностью: Можно выделить 4 фазы:

быстрого восстановления,

замедленного восстановления,

суперкомпенсации (или "перевосстановления"),

длительного (позднего) восстановления.

Наличие этих фаз, их длительность и характер сильно варьируют для разных функций. Первым двум фазам соответствует период восстановления работоспособности, сниженной в результате утомительной работы, третьей фазе - повышенная работоспособность, четвертой - возвращение к нормальному (предрабочему) уровню работоспособности

3. Одной из существенных особенностей протекания восстановительных процессов после физических нагрузок является гетерохронность восстановления различных вегетативных функций к исходному уровню.

Гетерохронность восстановительных процессов обусловлен различными причинами:

Восстановление различных функций протекает с разной скоростью, а в некоторые фазы восстановительного процесса и с разной направленностью, вследствие этого и происходит достижение ими уровня покоя не одно временно

Кроме того гетерохронизм обусловлен направленностью тренировочной нагрузки. При одинаковых условиях именно направленность нагрузки, определяющая мера участия в выполняемой работе различных органов и функций, указывает на степень их угнетения и продолжительность восстановления.

Велико также влияние закономерностей взаимодействия в процессе работы и восстановления регуляторных и исполнительных звеньев организма, различных путей энергообеспечения работы и т.п.

4. Восстановительные процессы после любых нагрузок протекают разновременно. Наибольшая интенсивность восстановления наблюдается сразу после нагрузки. По мере устранения сдвигов, вызванных работой восстановительные процессы замедляются.

В целом при нагрузках различной направленности, величины и продолжительности в течение первой трети восстановительного периода протекает около 60%, во второй - 30 и в третьей - 10% восстановительных реакций (В.М. Зациорский, 1970).

Следует отметить, что имеются возрастные особенности восстановления. Ряд авторов считает, что у детей восстановительные процессы короче, чем у взрослых. Однако отмечается, что у юных спортсменов после напряженных тренировочных занятий восстановительные процессы более продолжительны, чем у взрослых. Индивидуализированные нагрузки с отягощением и нагрузки максимальной мощности сопровождаются у детей менее длительным восстановлением.

Методы оценки и способы активации восстановительных процессов

Для характеристики восстановительного периода используют различные параметры, время их возвращения к исходным величинам. Этими показателями могут быть самые разные показатели функционального состояния организма: показатели сердечно-сосудистой деятельности, дыхания, состава крови, мочи и т.д.

Весьма важным является время восстановления функциональных возможностей скелетной мускулатуры, ее работоспособности.

Характеристиками восстановительного периода являются как степень отклонения исследуемых показателей, от уровня покоя, так и время их восстановления до исходного уровня.

Проблема восстановления и ускорения восстановительных процессов в современном спорте является одной из наиболее актуальных. Следует в первую очередь вспомнить громадные объемы тренировочных нагрузок и их высокую интенсивность. К тому же весьма велико распространение эмоциональных стрессов, возникающих в процессе напряженной тренировочной и соревновательной работы.

До настоящего времени одним из распространенных путей совершенствования тренировочного процесса было увеличение объема и интенсивности тренировочных нагрузок. Но данный путь не может быть бесконечным, ввиду исчерпания функциональных резервов и в конечном итоге развития перетренированности. Вследствие этого весьма актуально такое построение тренировочных занятий, при котором учитываются закономерности течения восстановительных процессов и, что особенно важно, тем или иным способом ускоряется их ход. Таким образом, знание и использование особенностей процесса восстановления является обязательным условием построения тренировочного процесса.

Очень важными для тренировочного процесса являются вопросы связанные с ускорением и повышением эффективности отдыха.

В практике выделяют три группы методов ускорения восстановления: педагогические, медико-биологические и психологические.

Педагогические средства восстановления являются основными, так как определяют режим и правильное сочетание нагрузок и отдыха на всех этапах многолетней подготовки спортсменов. Они включают в себя:

- рациональное планирование тренировочного процесса в соответствии с функциональными возможностями организма спортсмена, правильное сочетание общих и специальных средств, оптимальное построение тренировочных и соревновательных микро- и макроциклов, широкое использование переключений, четкую организацию работы и отдыха;

- правильное построение отдельного тренировочного занятия с использованием средств для снятия утомления (полноценная индивидуальная разминка, подбор снарядов и мест для занятий, упражнений для активного отдыха и расслабления, создание положительного эмоционального фона);

- варьирование интервалов отдыха между отдельными упражнениями и тренировочными занятиями;

- разработку системы планирования с использованием различных восстановительных средств в месячных и годовых циклах подготовки (Дубровский, 1991).

Особое место среди средств восстановления, способствующих повышению физической работоспособности, а также препятствующих возникновению различных отрицательных последствий от физических нагрузок, занимают медико-биологические средства, к числу которых относятся: рациональное питание, фармакологические препараты и витамины, белковые препараты, спортивные напитки, кислородный коктейль, физио и гидротерапия, различные виды массажа, бальнеотерапия, баровоздействие, локальное отрицательное давление, бани (сауны), оксигенотерапия, адаптогены и препараты, влияющие на энергетические процессы, игловоздействие, электростимуляция, аэроионизация, музыка (цветомузыка) и др.

Иногда процесс тренировки и особенности соревновательной деятельности не позволяют использовать традиционные педагогические и медико-биологические средства восстановления. В этих случаях целесообразно использовать психологические средства восстановления работоспособности, позволяющие с большой эффективностью активизировать восстановительные процессы, оптимизировать психическое состояние. Используются такие психологические методы как методы гетерорегуляции (воздействие извне) и методы ауторегуляции (самовоздействие). К методам гетерорегуляции относятся гипносуггестивные методы психорегуляции, фракционный гипноз, внушение в состоянии бодрствования (разъяснение, убеждение и внушение наяву), плацебо-эффект и косвенное внушение, музыкальная психорегуляция, электросон. Аутосуггестивные методы психорегуляции объединяют средства активного самостоятельного управления психическим состоянием и некоторыми психофизиологическими функциями организма - аутогенная тренировка, релаксация (расслабление мышц), психомышечная тренировка (Зотов, 1990).

Говоря о средствах восстановления, восстановительных мероприятиях. ускорении восстановления, необходимо иметь в виду относительность этих понятий. Все виды воздействия восстановительного характера являются для организма дополнительными раздражителями. Применяя различные т.н. "средства восстановления", мы даем дополнительную нагрузку на многие органы и системы организма, заставляя их усилено функционировать на фоне покоя мышцы, что в конечном итоге и обеспечивает ускорение восстановления ее функционального состояния (Талышев, 1979).

Лекция 4. Физиологические основы обучения и совершенствования спортивной техники

1. Рефлекторные механизмы организации произвольных движений

Сенсорные и исполнительные (оперантные) компоненты двигательного навыка.

Физиологическим механизмом тренируемости, благодаря которому формируются новые, индивидуально приобретенные виды двигательной деятельности, в том числе спортивная техника,- являются временные связи, возникающие условнорефлекторным путем. Рефлекторная природа произвольных движений была раскрыта И. М. Сеченовым. В дальнейшем И. П. Павлов вместе со своими многочисленными учениками и последователями выявили основные закономерности образования новых форм двигательных актов по механизму условнорефлекторных связей.

Классические условные реакции в опытах с выделением слюны характеризуются образованием временной связи между индифферентным сигналом и подкрепляющим тот сигнал безусловным рефлексом (условные рефлексы первого порядка) или ранее образованной устойчивой условнорефлекторной реакцией (условные рефлексы более высоких порядков). Это сенсорные условные рефлексы, в которых ответная реакция на афферентный сигнал (например, слюноотделение, отдергивание руки при нанесении болевого раздражения) является или безусловнорефлекторной, или ранее приобретенной условной реакцией. В них, следовательно, используется ответ в виде уже имеющейся в организме реакции, и только сигнал, т. е. сенсорная часть, приобретает новые (условно-рефлекторные) свойства.

Но когда речь идет о двигательных навыках, всегда подразумевается не просто повторение по условному сигналу ранее имевшейся реакции, а образование оперантных, называемых также инструментальными или мануальными, временных связей. Эти связи характеризуются новой формой движения или образованием комбинации из уже известных элементов нового сложного двигательного акта, до этого не имевшегося у данного организма. Следовательно, в этом случае временные связи относятся не только к афферентным (сенсорным, чувствительным), но и к эфферентным (эффекторным), т. е. исполнительным, звеньям двигательных реакций.

Двигательные навыки человека характеризуются тем, что в них одновременно сочетаются оба вида временных связей. С одной стороны, через первую и вторую сигнальные системы - устанавливаются связи между ранее индифферентными для спортсмена раздражителями и последующей деятельностью (сенсорные компоненты временной связи), а с другой - вырабатываются новые ответные двигательные реакции (оперантные компоненты временных связей) с соответствующим характером протекания не только двигательных, но и вегетативных функций.

При образовании спортивных и других двигательных навыков у человека особенно большое значение имеют временные связи высших порядков, формирующиеся при воздействиях не только через первую, но и через вторую сигнальную систему (обучение различным навыкам всегда осуществляется путем не только показа, но и словесного объяснения).

Формирование двигательного навыка сопровождается образованием временных связей, способствующих более эффективному обеспечению движений функциями вегетативных органов, особенно при длительных упражнениях циклического характера. Существенно, что моторные и вегетативные компоненты двигательного навыка формируются не одновременно. В навыках с относительно простыми движениями (например, в беге, ходьбе на лыжах) раньше формируются двигательные компоненты, в навыках же со сложными Движениями (например, в гимнастике, борьбе, спортивных играх)--вегетативные компоненты.

Характерно, что после образования навыка вегетативные компоненты могут стать более инертными, чем двигательные. Например, при изменении привычной формы деятельности -- переход с непрерывной работы на' работу с переменной интенсивностью -- двигательные функции изменяются быстро, в ряде случаев сразу же, а вегетативные органы еще длительное время функционируют в соответствии с ранее сформировавшимся характером движения (М. Е. Маршак).

Значение для формирования сложных движений ранее выработанных координации.

При обучении технике спортивных движений формирование двигательных навыков всегда происходит на базе ранее выработанных организмом координации. Например, навык стояния формируется у ребенка на базе навыка сидения, при котором приобретается способность удерживать в вертикальном положении голову и туловище, навык ходьбы -- на базе навыка стояния. При формировании различных спортивных движений, например в гимнастике, фигурном катании на коньках, многие компоненты физического упражнения также не являются полностью новыми, они представляют собой элементы ранее приобретенных навыков.

Если необходимо усвоить сложную технику движения, компоненты которого в значительной своей части являются новыми, обычно используются подготовительные упражнения и обучение по элементам, когда техника выполнения движения усложняется постепенно на базе временных связей, сформированных при более простых координациях.

В некоторых случаях наличие прочно закрепившихся навыков не только не содействует, но даже препятствует формированию нового по своему характеру двигательного акта, особенно когда структура нового движения связана с переделкой старого навыка. Например, если при обучении фигурному катанию на коньках образовать и закрепить навык вращения только в одну сторону, то это затруднит выработку навыка такого же вращения в противоположную сторону. Поэтому при обучении спортивным упражнениям важно сразу же формировать правильные движения, так как переделка прочно закрепленных неполноценных двигательных актов может потребовать весьма длительного времени и большого труда.

Динамический стереотип и экстраполяция в спортивных двигательных навыках.

Двигательный навык, как правило, представляет собою не элементарный, а комплексный двигательный акт, состоящий из нескольких элементов (фаз), связанных в едином целостном двигательном акте. В ациклических упражнениях - отдельные фазы в определенном порядке последовательно сменяют друг друга. В циклических упражнениях также имеется многократно повторяющаяся закономерная связь фаз движения в каждом цикле.

В процессе формирования двигательного навыка отдельные фазы движения, представляющие собой как бы различно протекающие компоненты двигательного акта, складываются в своеобразную цепь реакций, осуществляющихся в виде определенного динамического стереотипа.

Следует указать, что динамический стереотип в физических упражнениях относится только к последовательности осуществления фаз движения. Так, при беге, ходьбе, плавании и т. д. только последовательность этих фаз остается одной и той же, а временные отношения между ними, обусловленные длиной и частотой шагов, постоянно варьируют. Внутренняя же структура движения, т.е. состав участвующих в двигательном акте мышц и количество сокращающихся двигательных единиц в этих мышцах, может непрерывно меняться. Это характерно также для длительности скрытых периодов, последовательности включения в деятельность отдельных мышц, продолжительности периода импульсации в них, величины средней и максимальной амплитуды биопотенциалов и т. д. Это объясняется тем, что при наличии в организме большого числа исполнительных приборов (сотни мышц и сотни и даже тысячи двигательных единиц в каждой из них) ЦНС имеет возможность достигать одного и того же внешнего эффекта за счет многих вариаций тонкой внутренней структуры движения.

Динамический стереотип является характерным для последовательности фаз внешней структуры только тех навыков, в которых эта последовательность может протекать по определенному стандарту (циклические упражнения). Но существуют и другие виды навыков, в которых необходимо в связи с частыми изменениями ситуации реагировать каждый раз новым движением (ациклические упражнения). К такого рода навыкам относятся навыки в единоборствах (боксе, фехтовании, борьбе) и спортивных играх (футболе, хоккее, баскетболе и др.). В них динамический стереотип в виде стабильной целостной системы смены фаз движений, как правило, не образуется; стабильность в той или иной мере относится не к проявлениям сложных двигательных комбинаций, а лишь к отдельным составным элементам (например, к штрафным -броскам мяча в баскетболе;).

Двигательная деятельность человека характеризуется большой вариативностью. Значительная часть моторных актов новой структуры благодаря высокой пластичности ЦНС осуществляется путем экстраполяции. Она обеспечивает так называемый перенос навыков и возможность «с места» осуществлять новые движения.

Экстраполяцией является способность нервной системы на основании имеющегося опыта адекватно решать вновь возникающие двигательные задачи. Увеличение запаса освоенных движений содействует значительному повышению возможностей человека без специального обучения правильно решать новые двигательные задачи, близкие к ранее решенным.

Формы экстраполяции весьма разнообразны. Они имеют отношение к самым разным сторонам двигательной деятельности, в том числе к связанным с правильной оценкой создавшейся ситуации и определением тактики действий, программированием характера и формы предстоящих движений и пр.

Экстраполяция широко осуществляется при выполнении не только совершенно новых, но и привычных двигательных актов. Например, человек при ходьбе использует огромное количество различных вариантов комбинаций деятельности мышц, необходимых каждый раз для адекватного приспособления к конкретным условиям. Любой наклон тела или поворот головы, изменение высоты или длины шага, увеличение или снижение веса переносимого груза всегда сопровождаются изменениями программы выполнения двигательного акта. Естественно, что практически невозможно обучить человека неограниченному числу встречающихся в жизни вариантов движения, например, ходьбы. Но при овладении даже ограниченным числом вариантов этого двигательного акта ЦНС оказывается способной благодаря экстраполяции осуществлять его в самых различных условиях.

Еще большее значение экстраполяция имеет при выполнении движений со значительными вариациями внешнего характера двигательного акта. Например, футболист может выполнить удар по мячу разными частями правой или левой ноги, с неодинаковой силой, из различного исходного положения. Такого рода разнообразные двигательные задачи после обучения относительно ограниченному числу приемов решаются благодаря экстраполяции.

Способность человека к экстраполяции при овладении двигательными» актами лишь в небольшой степени обусловлена наследственной информацией. Основное значение имеет формирование временных связей. При однообразном выполнении двигательных актов возможности к экстраполяции суживаются, при разнообразии же их -- расширяются. Поэтому тренировка не только в спортивных играх и единоборствах, но и в циклических движениях должна проводиться с различной скоростью и длительностью передвижений, с разным весом отягощений и т. д.

Диапазон экстраполяции всегда несколько ограничен. Так, навыки, которыми обладает футболист, не могут быть использованы для выполнения путем экстраполяции приемов борца или боксера и наоборот. Поэтому экстраполяцию необходимо учитывать при подборе комплекса подготовительных упражнений. Этот комплекс должен включать такие упражнения, которые могут оказать положительное влияние на освоение основного упражнения. Если же несколько вспомогательных упражнений дают по механизму экстраполяции один и тот же эффект, то количество их можно уменьшить. При подборе Подготовительных упражнений необходимо также всегда учитывать тот эффект, который по механизму экстраполяции сказывается и на развитии вегетативных функций (кровообращение, дыхание. и т. п.) у обеспечивающих двигательную деятельность.

Развитие у спортсмена способности к экстраполяции позволяет ему лучше бороться с действием сбивающих факторов и в случае невозможности осуществить движение или какую-либо его фазу по ранее заученной программе создавать новую внешнюю или внутреннюю структуру деятельности мышц, адекватную решаемой двигательной задаче.

2. Стадии (фазы) формирования двигательного навыка

Становление двигательного навыка проходит через несколько стадий, или фаз. В первой стадии отмечается иррадиация нервных процессов с генерализацией ответных реакций и вовлечением в работу лишних мышц. На этой стадии начинается объединение отдельных частных действий в целостный акт. Во второй стадии наблюдаются концентрация нервных процессов, улучшение координации, устранение излишнего мышечного напряжения и более высокая степень совершенства внешнего проявления стереотипности движений. В третьей стадии навык стабилизируется и еще более совершенствуются координация и автоматизация движений.

В ряде случаев некоторые из стадий могут отсутствовать. Это связано со многими факторами: степенью сложности и мощности мышечной работы, исходным состоянием двигательного аппарата, квалификацией спортсмена и др. Уже говорилось, что новые сложные движения всегда формируются на фоне сложившихся координации. Вследствие этого обучение, например, гимнастическим упражнениям будет проходить совершенно различно у новичков, спортсменов средней квалификации и у мастеров спорта. Так, у высококвалифицированных спортсменов благодаря приобретенным ранее навыкам и способности к экстраполяции обучение упражнениям может протекать без первой и даже второй стадии.

Нужно подчеркнуть особое значение вопроса о произвольности и автоматизации управления. В психологии спорта (П.А. Рудик, А.Ц. Пуни ) этот вопрос решается следующим образом: двигательные навыки в целом управляются произвольно при очень значительном удельном весе автоматического управления множеством особенностей техники. Автоматизация рассматривается не как результат только ухода сторон движения от осознавания, а как совершенство, слаженность управления, позволяющие переключать внимание с самих движений на их результат, условия действия и др. Возможно осознание многих особенностей движения, если в этом возникает необходимость. Произвольность следует понимать в том же смысле, как её понимал ещё И.М. Сеченов: как способность воли «вызывать, прекращать, усиливать и ослаблять движение, и только степень её власти, по-видимому, крайне не различна». В спортивной деятельности необходимость сознательного анализа движений в процессе совершенствования чрезвычайно велика. Что же касается активного внимания и волевого усилия относительно деталей системы движений в соревновательной обстановке, то это решается в зависимости от множества условий. Отдельные факты расстройства системы при неумелом или несвоевременном переключении внимания на выполнение движений ещё вовсе не означает, что не следует контролировать автоматизированные движения. Именно у спортсменов высокой квалификации наиболее развита способность к самонаблюдению и самоконтролю без деавтоматизации движений.

В теории построения движений Н.А. Бернштейна автоматизация - это переключение управления движениями на более соответствующие задаче низовые уровни управления, уход из сферы сознания. По И.П. Павлову, временные связи замыкаются главным образом в коре головного мозга. При автоматизации имеет место не переключение управления с коры на подкорку, а упорядочение системы управления.

Устойчивость навыка и длительность его сохранения. Двигательные навыки, как и другие проявления временных связей, недостаточно стабильные в начале образования, в дальнейшем становятся все более и более стойкими. При этом чем они проще по своей структуре, тем прочнее. Навыки со сложнейшими координационными отношениями менее стойки. Вследствие этого даже высококвалифицированному спортсмену трудно при повторениях сложных движений каждый раз показывать свои лучшие результаты. Если хотя бы один какой-то фактор, от которого зависит качественное выполнение упражнения, становится менее полноценным, результат снижается. К факторам, снижающим устойчивость навыка, относятся ухудшение общего состояния нервной системы (например, при утомлении), развитие гипоксии, недостаточная адаптация при значительном изменении поясного времени, неуверенность в себе при сильных противниках и др. Существенное значение имеет тип нервной системы.

После прекращения систематической тренировки навык начинает утрачиваться. Но это имеет "различное выражение для разных его компонентов. Наиболее сложные двигательные компоненты могут ухудшаться даже при перерывах в несколько дней. Еще больше они страдают при длительных перерывах (недели, месяцы). Поэтому для достижения высоких результатов тренировка должна быть систематической, без длительных интервалов. Несложные компоненты навыка могут сохраняться месяцами, годами и десятилетиями. Например, человек, научившийся плавать, кататься на коньках или ездить на велосипеде, сохраняет эти навыки в упрощенном виде даже после весьма больших перерывов.

Вегетативные компоненты навыков, связанные с регуляцией функции кровообращения, дыхания и т. д., имеют ряд отличий от двигательных. При кратковременной смене одного вида Деятельности другим вегетативные компоненты перестраиваются медленнее, чем двигательные. При длительных перерывах (месяцы и в особенности годы) вегетативные компоненты навыка в отличие от двигательных могут угасать полностью.

Характеристика деятельности мышц при формировании двигательного навыка. Особенности деятельности мышц при формировании двигательных навыков можно проследить по данным электромиографии при одновременной регистрации биопотенциалов не-. скольких мышц. В начальных стадиях формирования спортивного навыка биопотенциалы регистрируются не только в тех мышцах, которые необходимы для осуществления данного двигательного акта, но и в ряде «лишних» мышц. Это связано с явлениями иррадиации в нервных центрах. По мере закрепления навыка происходит ограничение иррадиации, а при полностью сформированном навыке она наблюдается только в необычных условиях, например при действии сильных посторонних раздражителей, при утомлении.

В результате совершенствования навыка в циклических движениях изменяется длительность периодов активности мышц. В начальных стадиях формирования навыка электрическая активность соответствующих мышц наблюдается не только во время активных фаз движения, но и в интервалах между ними. В дальнейшем электромиографические залпы становятся короткими.

В процессе формирования навыка происходит изменение взаимоотношений между мышцами-антагонистами. В начале обучения может наблюдаться их одновременная биоэлектрическая активность, при относительно медленных движениях обнаруживается реципрокность между ними, и биоэлектрическая активность начинает возникать поочередно. Однако даже при сформированном навыке реципрокность может быть выражена не полностью, проявляясь лишь в снижении активности антагониста во время сокращения агониста. При этом чем быстрее темп движений, тем больше биоэлектрическая активность агониста сочетается с одновременной активностью антагониста.

В ряде случаев одновременная деятельность мышц-антагонистов представляет собой выражение особой формы координации, наблюдающейся при высокой степени совершенства данного двигательного навыка. В частности, это имеет место при медленных движениях, требующих плавного перемещения звеньев тела, например при спуске курка у стрелков.

У разных лиц биоэлектрическая активность, отражающая степень участия в движении различных мышц при формировании двигательного навыка, протекает .неодинаково. Это объясняется тем, что одно и то же движение может выполняться при несколько отличающемся сочетании деятельности работающих мышц.

В связи с этим в картине биоэлектрической активности у спортсменов одинаковой квалификации наряду с общими чертами могут быть и существенные различия.

Роль обратных связей и афферентации.

В сложном нервном механизме формирования двигательных актов и управления ими важное место принадлежит информации, получаемой из внешней среды и от различных частей тела и систем организма.

Обратные связи и их роль в формировании и совершенствовании техники движений. Нервная система, вызывая через пусковые двигательные и вегетативные нервы какую-либо деятельность, благодаря наличию обратных связей сразу же начинает получать от управляемых органов (мышц, сердечно-сосудистой системы и т, д.), а также из внешней среды информацию о совершившемся действии. Сигналы обратных связей, являясь важнейшим фактором корреляции движений, поступают в ЦНС через органы чувств и поэтому называются также сенсорными коррекциями (Н. А. Бернштейн).

Различают внутренние обратные связи, которые сигнализируют о характере работы мышц, сердца и других систем организма, и внешние, несущие информацию о деятельности из внешней среды (точность метания, направление движения мяча в футболе, изменение положения тела противника в борьбе и т.д.),

Внутренние обратные связи при выполнении физических упражнений осуществляются преимущественно через двигательную (проприоцептивную), вестибулярную и интероцептивную сенсорные системы, внешние -- через зрительную, слуховую и тактильную.

Существенное значение для совершенствования техники движений имеет и так называемая сторонняя информация» получаемая от тренера и других, лиц в результате наблюдения за движениями. Помимо наблюдений в настоящее время широко используется различного рода инструментальная техника, тензометрия, электромиография, цикло- или киносъемки, видеомагнитофонные записи и т. д., позволяющие оценивать пространственные и временные параметры двигательного акта. Особую ценность полученные данные имеют тогда, когда эта информация является «срочно и», т. е. используется для улучшения техники движения непосредственно во. время выполнения упражнение или при последующих повторениях его (В. С. Фарфель).

Интеграция в ЦНС афферентных и других факторов, предшествующих программированию движения. Двигательный акт на всех этапах подготовки и выполнения связан с интеграцией в ЦНС афферентных и других факторов. П. К. Анохин выделяет четыре основных фактора: 1) мотивацию, 2) память, 3) обстановочную информацию и 4) пусковую информацию.

В трудовой и спортивной деятельности людей особенно большое значение имеют различного рода социально обусловленные виды мотивации. Благодаря следам в нервной системе (памяти) предшествующий опыт оказывает сильнейшее влияние на оценку любых событий и ситуаций. Большую роль в процессе интеграции играет обстановочная информация. Информация об обстановке, поступающая из окружающей среды, и о состоянии различных функций организма является, -несомненно, весьма, существенным компонентом правильного программирования в ЦНС различных действий.

Наконец, существенное значение .имеет пусковая направляющая, т. е. сигналы, какими в спорте являются выстрел, звук свистка, движение флажка, команда и др. Однако многие пусковые раздражители. требующие ответных двигательных актов, весьма сложны; они представляют собой не единичный сигнал, а ситуацию определенного характера. Это всегда сильно затрудняет афферентный синтез. Например, в разных видах единоборства и спортивных игр новые действия нужно' начинать многократно. При этом начало и характер ответных движений определяются не каким-либо отдельным сигналом, а всей создавшейся ситуацией, т. е. совокупностью многих (в ряде случаев десятков и даже сотен) раздражителей. При выполнении разных физических упражнений использование информации, получаемой из внутренней и внешней среды путем обратных связей, имеет специфические особенности. При медленном выполнении двигательных актов обратные связи способствуют корригированию данного движения или какой-либо его фазы. При сложных многофазных движениях, которые выполняются быстро (например, гимнастических), обратные связи играют меньшую роль в текущей коррекции в результате недостатка времени. Наконец, при очень кратковременных движениях (в частности, баллистических -- метаниях, бросках) обратные связи могут корригировать длительный акт только при его повторениях.

Программирование двигательного акта с учетом состояния исполнительных приборов. Интеграция таких факторов, как память, обстановочная и пусковая информация и функциональное состояние центральных и периферических исполнительных приборов, является основой для программирования сложных движений.

Экспериментальные исследования показали, что безусловные двигательные рефлексы могут полноценно осуществляться даже при отсутствии обратных связей. Прочно сформировавшиеся простые условнорефлекторные движения также могут выполняться при выключении обратных связей, осуществляемых двигательной сенсорной системой. Следовательно, ранее хорошо закрепленные программы дают возможность осуществлять такие движения без сенсорной коррекции. Но образование в этих условиях новых движений чрезвычайно затруднено. Программы движений, характеризующихся высокой степенью сложности и точности (к ним принадлежат многие спортивные упражнения), без коррекции путем обратных связей полноценно осуществляться не могут. Следовательно, программирование постоянно сменяющих друг друга фаз сложных движений требует обязательной сигнализации в ЦНС о состоянии двигательного аппарата и различных вегетативных систем.

Программирование движений по своей трудности в разных видах спорта неодинаково. Это связано, во-первых, со степенью сложности двигательного акта, во-вторых -- со степенью его новизны, в-третьих -- с длительностью времени для программирования. Если движение совершалось ранее многократно и навык уже хорошо освоен, то повторное программирование даже сложных двигательных актов (например, в гимнастике, при метаниях) совершается относительно легко. При новых же движениях, например в спортивных играх и единоборстве, процесс программирования более трудный. Это обусловлено необходимостью вследствие непрерывного изменения обстановки осуществлять программирование, как и афферентный синтез, в течение весьма короткого времени, а также каждый раз в каком-то новом, варианте, поскольку движения, как правило, не являются стандартными.

Эффективность выполнения движений требует соответствия двигательной программы функциональным возможностям мышц и обеспечивающих их работу вегетативных органов. Рассогласование между программой и фактическим выполнением движения особенно усиливается при изменении состояния периферических исполнительных приборов (мышц, кардиореспираторной и других систем организма). Функциональные же возможности периферических органов, в частности мышц, постоянно изменяются. Это требует своевременного поступления соответствующей информации в нервные центры. Только тогда нервная система может создать полноценную программу, обеспечивающую эффективное выполнение двигательных задач. В отдельных случаях недостаточная эффективность выполнения упражнений может быть обусловлена несоответствием программирования в ЦНС состоянию периферических аппаратов, в том числе мышц.

Лучшие результаты в таких упражнениях, как прыжки в высоту, прыжки с шестом, поднятие тяжестей, достигаются, как правило, не при первом, а при повторном их выполнении. Это отчасти связано с тем, что во время решения начальных, более легких задач (при меньшей высоте, меньшем весе) нервная система получает точную информацию о фактическом состоянии периферического мышечного аппарата.

3. Функциональная система (П.К.Анохин) как нейродинамическая основа ДН

Рассматривая организацию и контроль движений, функционально-структурное единство различных уровней нервной системы и мускулатуры необходимо представлять, что отношения центра и периферии (моторного аппарата) организованы по типу функциональных систем (ФС) по П.К.Анохину.

ФС живых организмов - это самоорганизующиеся, саморегулирующиеся динамические организации, все компоненты которых взаимодействуют и взаимосодействуют достижению полезных для самой системы и организма в целом приспособительных результатов.

П.К.Анохин писал: “Ни одна организация, сколь обширной она не была по количеству составляющих ее элементов, не может быть названа самоуправляемой, саморегулируемой системой, если ее функционирование, т.е. взаимодействие частей этой организации, не заканчивается каким-либо полезным для системы результатом и если отсутствует обратная информация в управляющий центр о степени полезности этого результата...”

Именно полезные приспособительные результаты, проявляющиеся на разных уровнях жизнедеятельности, начиная от метаболических реакций (обмен веществ в организме) в клетках и тканях и вплоть до поведенческой и психической деятельности человека, являются системообразующими факторами.

Динамика поведенческой деятельности строится дискретными “системоквантами” - от потребности к ее удовлетворению. Каждый “системоквант” деятельности включает формирование потребности, мотивацию, программирование деятельности, поведение, направленное на достижение этапных и конечных результатов и постоянную оценку полученных результатов с помощью обратных связей. При достижении потребных результатов поступающая в мозг обратная афферентация формирует на его структурах информационные отпечатки параметров результатов. Эти следы памяти - энграммы - при последующем очередном возникновении соответствующей потребности опережающе возбуждаются доминирующей мотивацией. В результате на структурах акцептора результата действия на информационной основе строятся функциональные системы психического уровня организации.

Выделяют два типа ФС.

1. Функциональные системы первого типа обеспечивают постоянство определенных констант внутренней среды за счет системы саморегуляции, звенья которой не выходят за пределы самого организма. Примером может служить функциональная система поддержания постоянства кровяного давления, температуры тела и т.п. Такая система с помощью разнообразных механизмов автоматически компенсирует возникающие сдвиги во внутренней среде.

2. Функциональные системы второго типа используют внешнее звено саморегуляции. Они обеспечивают приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма через связь с внешним миром, через изменения поведения. Именно функциональные системы второго типа лежат в основе различных поведенческих актов, различных типов поведения.

Центральная архитектоника функциональных систем, определяющих целенаправленные поведенческие акты различной степени сложности, складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий:

- афферентный синтез,

- принятие решения,

- акцептор результатов действия,

- эфферентный синтез,

- формирование действия, и, наконец,

- оценка достигнутого результата.

Поведенческий акт любой степени сложности начинается со стадии афферентного синтеза. Возбуждение, вызванное внешним стимулом вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими иной функциональный смысл. Головной мозг непрерывно обрабатывает все сигналы, поступающие по многочисленным сенсорным каналам. В результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для реализации определенного целенаправленного поведения. Содержание афферентного синтеза определяется влиянием нескольких факторов: мотивационного возбуждения, памяти, обстановочной и пусковой афферентации.

Мотивационное возбуждение появляется в ЦНС как результат той или другой витальной, социальной или идеальной потребности. Роль мотивационного возбуждения в формировании афферентного синтеза определяется тем, что любая поступающая информация соотносится с доминирующим в данный момент мотивационным возбуждением. В качестве полезного результата определенного поведенческого акта выступает удовлетворение потребности, т.е. снижение уровня мотивации. Нейрофизиологической основой мотивационного возбуждения является избирательная активация различных нервных структур, создаваемая прежде всего лимбической и ретикулярной системами мозга. На уровне коры мотивационное возбуждение представлено специфическим паттерном возбуждения.

Обстановочная афферентация включает не только возбуждение от стационарной обстановки, но и ту последовательность афферентных возбуждений, которая ассоциируется с этой обстановкой. Обстановочная афферентация создает скрытое возбуждение, которое может быть выявлено, как только подействует пусковой раздражитель. Физиологический смысл пусковой афферентации состоит в том, что, выявляя скрытое возбуждение, создаваемое обстановочной афферентацией, она приурочивает его к определенным моментам времени, наиболее целесообразным с точки зрения самого поведения.

Афферентный синтез включает также использование аппарата памяти. Очевидно, что функциональная роль пусковых и обстановочных раздражений в известной мере уже обусловлена прошлым опытом организма. Это и видовая память, и индивидуальная, приобретенная в результате обучения. На стадии афферентного синтеза из памяти извлекаются и используются именно те фрагменты прошлого опыта, которые полезны, нужны для будущего поведения.

Таким образом, на основе взаимодействия мотивационного, обстановочного возбуждения и механизмов памяти формируется так называемая интеграция или готовность к определенному поведению. Но, чтобы она трансформировалась в целенаправленное поведение, необходимо воздействие со стороны пусковых раздражителей.

Пусковая афферентация - последний компонент афферентного синтеза.

Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, которая и определяет тип и направленность поведения. Стадия принятия решения реализуется через специальную и очень важную стадию поведенческого акта - формирование аппарата акцептора результатов действия (АРД). Это аппарат, программирующий результаты будущих событий. В нем актуализирована врожденная и индивидуальная память человека в отношении свойств внешних объектов, способных удовлетворить возникшую потребность, а также способов действия, направленных на достижение или избегание целевого объекта. Нередко в этом аппарате запрограммирован весь путь поиска во внешней среде соответствующих раздражителей.

...