2. Биомеханические аспекты управления движениями человека

Теоретический раздел. Основные понятия теории управления кибернетическими системами. Состав функциональной системы и принципы ее работы. Уровни реализации программы движения. Способы организации управления в самоуправляемых системах: программный способ управления; каналы прямой и обратной связи; незамкнутые и замкнутые контуры управления; передача информации по каналам связи.

Теория Н.А. Бернштейна о многоуровневой системе управления движением. Проблема соотношения механики и биологии. Движение человека как взаимодействие с окружающей средой. Важность понимания того, что «живое движение избирательно реагирует, закономерно эволюционирует и инволюционирует» (Н.А. Бернштейн). Понятия о макро- и микродвижениях. Система движений. Понятие о двигательной задаче как психической основе действий. Механизмы сенсорных коррекций движения. Принцип обучения - «повторение без повторения». Связь моторных и висцеральных функций. Современные представления о спииальиых механизмах реализации движения.

Самостоятельная работа. Биомеханические аспекты управления мышечной активностью. Биомеханическое понимание координации движения. Понятия о внутри- и межмышечной координации движения. Механизмы произвольных и автономных движений. Разновидности сенсорных потоков информации и их значение в обеспечении точности и эффективности двигательного действия. Роль системного понимания движения в обучении, коррекции и реабилитации.

Основные знания и умения. Студент должен знать основные принципы управления движением человека и понимать роль единства потоков афферентной и эфферентной информации в обучении новым движениям, и их совершенствования. Уметь грамотно ставить цель управления движением и составлять программу действия.

3. Характеристика двигательной системы

Теоретический раздел. Тело человека как многозвенная система. Единая система синовиального сустава. Механические свойства скелета (сжатие, растяжение, изгиб, кручение). Статические и динамические упражнения и их влияние на изменение деформации скелета. Роль мягких тканей в изменении подвижности суставов и деформации. Понятие о кинематической паре и кинематической цепи. Открытые и закрытые (замкнутые) кинематические цепи. Степени свободы кинематических цепей. Влияние поверхностей внутри сустава на его подвижность. Характеристика пассивной и активной подвижности в суставах. Кости как рычаги: рычаги первого и второго рода. Упруго-вязкие свойства мышц. Условия проявления силы мышц. Действие мышц в кинематической цепи. Групповые действия мышц (агонисты, синергисты, антагонисты). Геометрия масс тела человека. Массы и моменты инерции звеньев тела человека. Понятие об общем и частном центрах масс тела. Центр объема и центр поверхности тела.

Лабораторный практикум. Схематическое отображение открытых и замкнутых кинематических цепей; рычагов первого и второго рода на примере опорно-двигательного аппарата человека. Определение частных центров тяжести сегментов тела человека. Графическое определение общего центра тяжести (ОЦТ) тела человека. Использование аналитического метода для расчета ОЦТ.

Самостоятельная работа. Оси, плоскости и размах движений. Значение мягких тканей (суставных сумок, связок, мышц) в ограничении движения. Изменение момента силы тяги мышца в зависимости от утла ее приложения к рычагу. Механизмы передаточного действия мышц и центра тяжести тела. Механизмы сопутствующих движений в отдаленных суставах.

Основные знания, умения и навыки. Требуется знать механические свойства скелета, мягких тканей и мышц; понятия и законы движения в кинематической паре и цепи. Уметь определять количество степеней свободы в кинематических цепях и обладать навыками определения частных центров тяжести и общего центра масса тела (графическим и аналитическим методами).