СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. Спортивная физиология спортивная физиология

• Название: Спортивная физиология спортивная физиология
• Анкор: СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.doc
• Дата: 22.02.2018
• Размер: 1.7 Mb.
• Имя файла: СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ.doc
• Тип: Документы; #15813
• страница: 9 из 19

Глава V

Физиологические основы формирования двигательных навыков и обучения спортивной технике

При управлении движениями центральная нервная система осуществляет очень сложную деятельность. Это связано с тем, что в выполнении спортивных динамических движений и поддержании определенных поз тела принимают участие не одна и даже иногда не несколько, а десятки различных мышц. Состав работающих мышц и число сокращающихся в них двигательных единиц может непрерывно варьировать, причем не только при переходе от одной фазы двигательного акта к другой, но и в пределах одной и той же фазы. Кроме того, как состав участвующих в дан­ном движении мышц, так и число вовлеченных в работу двига­тельных единиц меняется при изменении скорости движения, степе­ни развиваемого усилия, утомления и ряда других факторов.

Фонд различных двигательных навыков в ор­ганизме состоит, с одной стороны, из врожденных движений, с другой — из двигательных актов, складывающихся в результате специального обучения на протяжении индивидуальной жизни.

Человек рождается с весьма ограниченным по числу и сложному сти фондом готовых проявлений двигательной деятельности (соса­ние, глотание, мигание, сгибание и разгибание конечностей в ответ на болевые и другие раздражите­ли и т. д.). Наряду с этим по на­следству передается чрезвычайно важное свойство — пластич­ность нервной системы, обеспечивающая высокую степень тренируемости, т. е. спо­собности путем обучения овладе­вать новыми формами двигатель­ных актов, адекватных изменив­шимся условиям жизнедеятель­ности (Л. А. Орбели). Это обеспе­чивает исключительно большие возможности совершенствования техники спортивных движений.

Тренируемость, передаваемая по наследству, у разных лиц вы­ражена неодинаково. Более того, у одного и того же человека в от­ношении различных проявлений деятельности она также сильно варьирует. Поэтому при спортив­ном отборе наряду с морфологи­ческими особенностями и состоя­нием вегетативных функций необ­ходимо также учитывать специ­фическую тренируе­мость в отношении определен­ных двигательных координации, свойственных тому или иному виду физических упражнений.

В различные периоды Жизни тренируемость выражена неоди­наково. Есть возрастные периоды, когда тренируемость особенно высока и обучение, в том числе двигательным актам, происходит особенно успешно. Для различных видов умственной и мышечной деятельности эти периоды различны. Так, двигательные коорди­нации, связанные с правильным произношением иностранных слов, в детском возрасте усваиваются легко и быстро. Если новый язык начинают изучать люди среднего возраста, когда тренируемость в отношении координации деятельности речевых мышц несколько снижается, то большинству из них приходится сталкиваться с очень большими трудностями.

Новые сложные спортивные движения также осваиваются - в определенные периоды жизни человека. Поэтому для эффективно­сти обучения технике движении "важно выявить те возрастные пе­риоды, когда тренируемость в данном виде физических упражнений является особенно высокой. Из практики спорта известно, что обучение сложным двигательным актам в фигурном катании на коньках, гимнастике, прыжках в воду и некоторых других видах физических упражнений особенно эффективно в детском возрасте.

V.I. Условнорефлекторные механизмы как физиологическая основа формирования двигательных навыков

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 условно-рефлекторным 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 условно-рефлекторных 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 условно-рефлекторной 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 безусловно-рефлекторной, 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 я 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 па 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.), 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.

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.

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 нескольких мышц. Как уже говорилось, 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.

V.2. Роль афферентации (обратных связей) в формировании и сохранении двигательного навыка

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 (про-приоцептивную), 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 «срочной», т. е. используется для улучшения техники движения непосредственно вовремя выполнения упражнения, или при после­дующих повторениях его (В. С. Фарфель).

Интеграция в центральной нервной системе 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 включении 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. Поэтому специальная разминка перед вы­полнением любых сложнокоординированных упражнений обеспечи­вает нервные центры дополнительной информацией о состоянии исполнительного двигательного аппарата.

V.3. Двигательная память

Нервные процессы, связанные, с одной стороны, с поступлением в ЦНС через сенсорные системы определенного комплекса аффе­рентных импульсов, с другой же — с посылкой через эфферентные Нервы специального комплекса импульсов к исполнительным орга­нам, оставляют После себя следы (э н граммы), составляющие двигательную и другие виды памяти. В физиологическом аспекте память представляет собой функцию ЦНС, обеспечивающую хра­нение и переработку вновь поступающей информации, интегриро­вание ее с ранее приобретенной информацией и извлечение ее из «хранилища» для удовлетворения той или иной возникшей потреб­ности. В этом «хранилище» наряду с другими видами информации содержатся и сформированные путем обучения программы коорди­нированного управления мышцами, связанные с техникой выполне­ния различных физических упражнений.

Для выполнения физического упражнения важное значение имеет запоминание программ управления сокращением мышц. В таких программах учитываются непрерывно изменяющиеся про­странственно-временные отношения между различными нервными центрами, управляющими движениями. Это обусловлено тем, что спортивные упражнения характеризуются неодновременным вклю­чением и выключением участвующих в деятельности мышц и раз­личной степенью вовлечения в нее двигательных единиц.

Нервные процессы, связанные с памятью, включают несколько компонентов, каждый из которых имеет самостоятельное значение: 1) восприятие информации, поступающей из разных сенсорных систем; 2) переработку и синтез этой информации; 3) фиксацию (хранение) результатов переработки информации; 4) извлечение из памяти нужной информации и 5) программирование ответных реакций. В некоторых случаях у спортсменов извлечение из памяти нужной информации временно затрудняется (в частности, при сбивающих факторах и отрицательных эмоциях, нарушающих нор­мальную деятельность нервной системы). Вследствие этого ухудша­ется выполнение физических упражнений.

Различные параметры двигательного акта запоминаются и из­влекаются из памяти неодинаково. В существенной мере это зави­сит от объема и специфики поступающей информации. Например, силовое Напряжение при статических усилиях воспроизводится с отклонениями от заданного на 15—25%, а при движении — зна­чительно точнее. Это обусловлено тем, что при статических усилиях импульсация по обратным связям приходит в ЦНС только от рецеп­торов мышц, а при движениях в протекании обратных связей при­нимают участие и рецепторы суставов, реагирующие на угловое смещение, что позволяет более точно определять степень напря­жения мышц (В. С. Фарфель). Достаточно хорошо в памяти сохраняются последовательность и вре­менные параметры осуществления различных фаз двигательного акта.

Эффективность запоминания и последующая точность воспроиз­ведения временных и простран­ственных параметров физических упражнений связаны со многими факторами: степенью, обученности, сложностью двигательного акта, числом повторений движе­ния на занятии, величиной ин­тервалов между ними, длитель­ностью перерывов между трени­ровками, эмоциональным состоя­нием и др.

Так, при пассивном и активном обу­чении простому движению — воспроизве­дению амплитуды движения но дуге в лучезапястном суставе—величина оши­бки значительно увеличивается в первые 6 часов после тренировки. Через 12 ч. дальнейшее увеличение ошибки менее зна­чительно.

При обучении сложным гимнастиче­ским упражнениям после перерывов в 6, 12 и 24 ч процент успешных попы­ток увеличивается,но спустя 48 ч выполнение упражнения значительно ухудшается. Это говорит о том, что ежедневная тренировка бо­лее эффективна, чем тренировка через день. При параллельном обучении на одном занятии двум гимнастическим уп­ражнениям забываемость увеличивается, особенно в тех случаях, когда эти уп­ражнения значительно отличаются друг от друга (А. В. Менхин).

В процессе обучения обязательным упражнениям в фигурном катании на коньках также было выявлено, что дви­гательная память при перерывах в занятиях в 1 день значительно лучше, чем в 2, 4 и 10 дней. Наибольшее улучшение точности наблюдалось при выполнении фигур тремя сериями по 5 попыток в каждой с интервалами между сериями в 3 мин (И. В. Абсалямова).

V.4. Автоматизация движений

Совершенствование техники спортивных движений теснейшим образом связано с автоматизацией многих компонентов двигатель­ного акта т. е. с выполнением их без осознавания. В организме осуществляется большое число не всегда осознаваемых рефлек­торных актов, возникающих непроизвольно. Это так называемые первичные автоматизмы, связанные с различными безусловнорефлекторными реакциями, регулирующими вегетативные и некоторые двигательные функции (мигание, глотание и др.). Наряду с этим имеются и вторичные автоматизмы, т. е. реакции, которые ранее протекали с осознаванием и лишь потом получили возможность осуществляться автоматически. К ним относятся, в частности, дви­гательные навыки. Сформировавшиеся двигательные навыки харак­теризуются хорошо закрепленными временными связями, и многие, их компоненты могут осуществляться без осознавания, т. е. автоматизированно.

Рассматривая автоматизацию навыка, следует разграничивать осознавание общих сторон двигательного акта, связанных с пере­мещением крупных звеньев тела, и частных, касающихся положе­ния мелких структурных элементов, работы отдельных мышц и их двигательных единиц, участвующих в движении. Деятельность мел­ких мышечных структур, как и отдельных функциональных мотор­ных единиц или их небольших групп, обычно не осознается чело­веком. Без специальной тренировки не отражается в сфере сознания и деятельность многих отдельных мышц. Хорошо осознаются дви­жения только крупных звеньев и тела в целом. Весьма слабо отра­жаются в сознании вегетативные компоненты навыков.

В нервной системе процессы управления автоматизированными и неавтоматизированными компонентами движения тесно связаны друг с другом. При обучении и тренировке сознательный контроль за общим характером осуществления движений имеет весьма важ­ное значение. Сознательное формирование стоящих перед спорт­сменом задач, в частности связанных с общей структурой движе­ний, положительно воздействует и на многие из тех автоматизиро­ванных процессов в нервных центрах, мышцах и вегетативных органах, которые совершенно не осознаются человеком. Па доведе­нии до сознания особенностей вы­полнения физических упражнений (например, характера совершен­ных спортсменом ошибок), осно­вано значение срочной информа­ции, получаемой, в процессе или сразу после окончания упражне­ния (В. С. Фарфель).

Следует указать, что детали двигательного акта, выполненного автоматизированно, после завер­шения движения могут частично и далее полностью осознаваться (например, действия вратаря или борца при внезапной опасной си­туации).

Поле осознания у человека от­носительно узкое, оно не может одновременно воспринимать большое количество различных по своему характеру компонентов двигательного акта. Когда поле со­знания занимают одни компоненты моторного акта, одновременно из него вытесняются другие. Поэтому при обучении технике движе­ния нужно возможно большее число этих компонентов доводить до автоматизированного выполнения. Тогда можно будет вклю­чать в иоле сознания спортсмена только самое главное, связанное с основными задачами выполнения упражнения. Детали же должны осуществляться автоматизированно.

V.5. Спортивная техника и энергетическая экономичность выполнения физических упражнении

Экономичность энергетических затрат при двигательной де­ятельности достигается за счет совершенствования координации двигательных и вегетативных функций.

В первую очередь энергозатраты снижаются за счет совершен­ствования техники выполнения физических упражнений. При не­совершенной технике вследствие возникновения в нервных центрах процессов иррадиации в движении могут принимать участие лишние мышцы и лишние двигательные единицы. Такая работа ха­рактеризуется повышением расхода энергии. С улучшением техники выполнения двигательного акта в результате процессов концентра­ции в нервной системе в работу вовлекаются лишь необходимые мышечные волокна. В результате энергозатраты уменьшаются.

У спортсменов, хорошо владеющих техникой движений, экономизация энергозатрат обусловлена улучшением координации не только двигательных, но в некоторой мере и вегетативных функций. Они мобилизуются в процессе двигательной деятельности, главным образом по механизму безусловных рефлексов. Вместе с тем при образовании двигательного навыка может происходить изменение характера протекания вегетативных безусловных рефлексов, при­способление их не вообще к мышечной работе, а именно к данному виду двигательной деятельности. В результате снижаются энерге­тические затраты на обеспечение работы сердца, дыхательных мышц и некоторых других вегетативных органов. Эти особенности функций вегетативных органов, приобретенные в процессе формиро­вания навыков, и составляют условнорефлекторные дыхательные (М. Е. Маршак, А. Б. Гандельсман, К. М. Смирнов и др.), сердечно сосудистые (В. В. Васильева, В. И. Георгиев и др.) и другие вегета­тивные компоненты двигательного акта.

V 6. Физиологическое обоснование принципов обучения спортивной технике

Эффективность обучения спортивной технике тесно связана с целым рядом педагогических принципов обучения, соблюдение кото­рых возможно только при условии учета физиологических закономерностей функционирования организма, особенно тех, которые связаны с деятельностью нервной и мышечной систем.

Принцип постепенного усложнения техники движений. При осуществлении спортивных движений функционируют очень слож­ные временные связи, управляющие одновременной деятельностью многих мышц. Такие связи образуются постепенно, по мере широ­кого использования ранее образованных двигательных рефлексов (см. V.1). Существенна при этом роль подготовительных упражне­ний, позволяющих усвоить отдельные фрагменты движения и затем включить их в целостную систему разучиваемого сложного двига­тельного акта.

Центральная нервная система по механизму экстраполяции способна сразу программировать новые по своему характеру дви­гательные акты, но лишь в относительно ограниченных пределах. Когда разучиваемое упражнение недостаточно связано с ранее приобретенным опытом, для выработки программ в ряде случаев необходимо поступление в ЦНС по обратным связям специальной информации. Без соответствующей предварительной подготовки че­ловек не может правильно программировать сложные взаимоот­ношения в деятельности мышц, осуществляющих этот двигательный акт. Но если такое упражнение выполнить несколько раз с помощью тренера, ЦНС благодаря обратным связям получит информацию о динамике последовательных изменений в положении звеньев тела и в работе соответствующих мышц. Это позволит сформировать в нервных центрах такую программу их деятельности, которая в дальнейшем будет использована спортсменом для самостоятель­ного выполнения движения.

Принцип многократного систематического повторения упраж­нений. Временные связи, являющиеся основой двигательных на­выков, формируются и совершенствуются при обязательном повто­рении упражнения. Важное значение при этом имеют число повторе­ний и интервалы как между повторениями, так и между тренировоч­ными занятиями. Не только недостаточное, но и чрезмерное число повторений (с ним связано развитие утомления) затрудняет фор­мирование навыка. То же нужно отметить и в отношении интерва­лов между тренировочными занятиями. По мере роста тренирован­ности число повторений упражнения на одном занятии и частоту занятий можно увеличить.

Принцип разносторонней технической подготовки. Временные связи, образующиеся в процессе формирования двигательного на­выка, при многократном стереотипном выполнении движений могут способствовать сужению экстраполяции. Это сужение, возникающее при односторонней тренировке, ограничивает возможность изменять характер движений адекватно изменениям ситуаций. Между тем изменение внешней обстановки (особенности трассы или снаряда, возникновение препятствий и т.д.) и состояния спортсмена (эмо­циональное перевозбуждение, утомление, травма и др.) могут вы­звать несоответствие стереотипной программы выполнения движе­ния новой ситуации. Вследствие этого двигательный акт может быть неполноценным.

Обучение стереотипному выполнению только ограниченного числа физических упражнений тормозит также и развитие тренируемости.

Принцип индивидуализации обучения. Генетические особенно­сти, детерминирующие способность быстро обучаться новым слож­ным движениям, у разных спортсменов могут значительно разли­чаться. Весьма различным у них может быть также и фонд ранее приобретенных навыков. Оба эти фактора предопределяют необхо­димость индивидуального подхода как при спортивном отборе, так и при обучении технике спортивных движений.