Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018

Рис. 34. Медленные потенциалы в темпе движения – «меченые ритмы» ЭЭГ.

Радиотелеметрическая регистрация активности моторной области ноги левого полушария у спортсмена спринтера при пробегании 50 метровых отрезков

(цифры справа – порядковые номера пробегов)

ферических рецепторов, препятствуя их доступу в спинной мозг и вышележащие центры. Этим обеспечивается защита сформиро ванных программ от случайных влияний и повышается надеж ность навыков.

Процесс автоматизации не означает выключения корко вого контроля за выполнением движения. В коре работающего человека отмечается появление связанных с движением потенци алов, специфические формы межцентральных взаимосвязей ак тивности. Однако в этой системе центров по мере автоматизации снижается участие лобных ассоциативных отделов коры, что, по видимому, и отражает снижение его осознаваемости.

11.4. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ

В процессе тренировки происходит постоянное сличение со

зданной модели навыка и реальных результатов его выпол нения (Бернштейн Н.А., 1966; Анохин П.К., 1975). По мере роста спортивного мастерства совершенствуется сама модель требуе мого действия, уточняются моторные команды, а также улучша ется анализ сенсорной информации о движении.

330

11.4.1. Обратные связи

Особое значение в отработке моторных программ имеют

о б р а т н ы е с в я з и . Информация, поступающая в нервные цен тры по ходу движения, служит для сравнения полученного ре зультата с имеющимся эталоном. При их несовпадении в мозго вых аппаратах сравнения (лобных долях, подкорковом хвостатом ядре) возникают импульсы рассогласования и в программу вно сятся поправки – с е н с о р н ы е к о р р е к ц и и . При кратковре менных движениях (прыжках, бросках, метаниях, ударах) рабо чие фазы настолько малы (сотые и тысячные доли секунды), что сенсорные коррекции по ходу движения вносить невозможно. В этих случаях вся программа действия должна быть готова до начала двигательного акта, а поправки могут вноситься лишь при его повторениях.

В системе обратных связей различают «внутренний контур» регуляции движений, передающий информацию от двигательно го аппарата и внутренних органов (в первую очередь – от рецеп торов мышц, сухожилий и суставных сумок), и «внешний кон тур», несущий сигналы от экстерорецепторов (главным образом зрительных и слуховых). При первых попытках выполнения дви жений, благодаря множественному и неопределенному характе ру мышечной афферентации, основную роль в системе обратных связей играют сигналы «внешнего контура» – зрительный и слу ховой контроль. Поэтому на начальных этапах освоения двига тельных навыков так важно использовать зрительные ориентиры и звуковые сигналы для облегчения процесса обучения. По мере освоения навыка «внутренний контур» регуляции движений при обретает все большее значение, обеспечивая автоматизацию на выка, а роль «внешнего контура» снижается.

11.4.2. Дополнительная информация

Процесс обучения навыку ускоряется при разного рода

д о п о л н и т е л ь н о й и н ф о р м а ц и и об успешности выполне ния упражнения – указания тренера, компьютерный анализ дви жения в трехмерном пространстве, просмотр кинокадров, видео фильмов, записей ЭМГ и др.

Особенно ценной для обучаемого является срочная информа ция, поступающая непосредственно в периоде выполнения упраж нения или при повторных попытках (Фарфель B.C., 1960). С помощью дополнительной срочной информации можно сооб щать спортсмену такие параметры движений, которые им не осоз

331

наются и, следовательно, не могут произвольно контролировать ся. Например, можно снижать колебания общего центра масс при выполнении сложных равновесий, визуально наблюдая их на экране монитора; контролировать по звуколидеру точность под держания темпа и степень повышения скорости движения; по изменению мелодии песни замечать ошибки в порядке сокраще ния мышц и т.п. Тем самым повышается возможность совершен ствования спортивной техники.

Для усиления мышечных ощущений при освоении сложных упражнений используют различные тренажеры. Особенное влия ние на сознательное построение моторных программ имеют тре нажеры, управляющие суставными углами, так как импульсы от рецепторов суставных сумок поступают непосредственно в кору больших полушарий и хорошо осознаются.

Особое значение в процессе моторного научения имеет

р е ч е в а я р е г у л я ц и я д в и ж е н и й (словесные указания педа гога, внутренняя речь обучаемого). С помощью речи формируют ся в коре избирательные взаимосвязи, лежащие в основе мотор ных программ. В высших отделах мозга человека обнаружены специальные «командные» нейроны, которые реагируют на сло весные приказы и запускают нужные действия. Самоприказы и вызываемые ими процессы самоорганизации и самомобилизации обеспечивают усиление рабочей доминанты и налаживание мо торных и вегетативных компонентов навыка. Этому способству ют и проприоцептивные импульсы от собственных органов речи при произнесении вслух словесных команд (например, подсчет «Раз, два!» облегчает регуляцию темпа движений).

Наряду с совершенствованием навыков моторных действий у спортсменов происходит формирование н а в ы к о в т а к т и ч е с к о г о м ы ш л е н и я – специализированной формы умственной деятельности. Повторяя определенные тактические комбинации спортсмены автоматизируют мыслительные операции. Это позво ляет многие решения принимать почти мгновенно, как бы инту итивно, а осознавать их уже после выполнения (например, в бок се, фехтовании).

11.4.3.Надежность и нарушения двигательных навыков

Вэкстремальных условиях мышечной работы, при разви тии утомления надежность навыка поддерживается путем мобилизации функциональных резервов мозга – дополнитель ным вовлечением нервных центров, включением в систему уп

332

равления движениями другого полушария. Особенно важно усиле ние в этой системе роли лобных ассоциативных областей, что ука зывает на произвольное преодоление утомления. Такая мобилиза ция резервов мозга в начальной стадии утомления полезна, так как способствует адаптации нервной системы к нагрузке и сохра нению навыка. При глубоком утомлении и переутомлении система управления движениями разрушается и навык теряется.

При действии различных сбивающих факторов, сопровожда ющих соревновательную деятельность спортсмена (внешних по мех, эмоционального стресса, резких изменениях гомеостаза и др.),

происходят нарушения двигательных навыков и потеря их автоматизации, т.е. д е з а в т о м а т и з а ц и я . Эти явления боль ше выражены у менее подготовленных спортсменов, недостаточ но упрочивших демонстрируемые навыки, у юных спортсменов, у лиц, обладающих нестабильностью нервных процессов и повы шенной возбудимостью, при низком уровне общей и специаль ной работоспособности. Так, недостаточная адаптация к «рвано му» режиму и высокому темпу двигательной деятельности в ситуационных видах спорта нарушает навыки точностных дви жений (бросков и передач мяча, шайбы, ударов в боксе и пр.). Недостаточное освоение переключений от интенсивной лыжной гонки к стабильной позе и тонкой регуляции нажима спускового крючка, требующих смены одной доминирующей группы нервных центров на другую, снижает меткость стрельбы у биатлонистов.

Снижение функционального состояния организма спортсмена при заболеваниях, кислородном голодании, алкогольном опьяне нии и прочим понижает устойчивость рабочей доминанты и об наруживается нарушением навыковых действий.

При перерывах в тренировке могут сохраняться основные чер ты навыка, последовательность его фаз, но теряется способность эффективного выполнения тонких его элементов. В наибольшей степени утрачиваются самые сложные элементы навыка, а также вегетативные его компоненты.

12. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ

Спортивная тренировка представляет собой специализирован ный педагогический процесс, направленный на повышение общей физической подготовленности и специальной работоспособности.

333

12.1.ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРЕНИРОВКИ

ИСОСТОЯНИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ

Спортивная тренировка, с физиологической точки зрения, представляет собой многолетний процесс адаптации организма человека к требованиям, которые ему предъявляет избранный вид спорта.

Как во всяком педагогическом процессе, в ходе тренировки соблюдаются общие педагогические принципы – активности, со знательности, наглядности, систематичности, последовательности, доступности и прочности. Вместе с тем имеются специфические принципы тренировки – единство общей и специальной физичес кой подготовки, непрерывность и цикличность тренировочного процесса, постепенное и максимальное повышение тренировочных нагрузок. Эти принципы обусловлены закономерностями разви тия физических качеств и формирования двигательных навыков у человека, особенностями функциональных перестроек в организ ме, изменением диапазона функциональных резервов спортсмена.

12.1.1. Физиологические основы процесса тренировки

Лишь на базе общей (неспециализированной) подготовки,

в результате развития физических качеств и роста функциональ ных возможностей организма, осуществляется переход к спе циализированным формам подготовки спортсмена в избранном виде спорта. Этот процесс должен быть по возможности непре рывным, так как перерывы в систематических занятиях приво дят к резкому падению достигнутого уровня проявления каче ственных сторон двигательной деятельности и освоения двигательных навыков. Так, например, достигнутый у подрост ков на протяжении первого года занятий рост мышечной силы за время летнего перерыва практически полностью теряется.

Цикличность тренировочного процесса связана с тем, что выход на наиболее высокий уровень специальной работоспособ ности осуществляется постепенно на протяжении подготовитель ного периода (3–4 мес). К соревновательному периоду спортсмен достигает высокого уровня работоспособности, но поддерживать этот достигнутый на данном этапе наивысший уровень функци ональных и психических возможностей человек может лишь ог раниченное время (не более 4–5 мес). После чего необходим определенный отдых, переключение на другую деятельность, сни жение нагрузки, т.е. переходный период. Годичный тренировоч ный цикл (или 2 цикла в году) подразделяется на промежуточ

334

ные мезоциклы, а те – на недельные микроциклы. Такая цик личность соответствует естественным биоритмам человеческого организма и, кроме того, позволяет варьировать применяемые физические нагрузки.

Правильное чередование тяжести физических нагрузок с оп тимальными интервалами отдыха обеспечивает возможность ис

пользования явлений суперкомпенсации – сверхвосстановле ния организма, когда следующее тренировочное занятие начинается с более высокого уровня работоспособности по срав нению с исходным. При этом режиме неуклонно растут результа ты спортсмена и сохраняется его здоровье. Слишком большие интервалы не дают никакого прироста, а недостаточные интерва лы приводят к падению работоспособности и ухудшению функ ционального состояния организма.

Тренировочные нагрузки должны постепенно повышаться в зависимости от достигнутого уровня функциональных возмож ностей, иначе даже при систематических занятиях будет обеспе чиваться лишь их поддерживающий эффект. Например, при фи зических нагрузках у молодых людей ЧСС должна быть выше 150 уд./мин, а у пожилых – выше 130 уд./мин, иначе адаптивных сдвигов в организме, в частности в состоянии сердечной мышцы, не будет наблюдаться.

Для достижения высоких спортивных результатов должны использоваться максимальные нагрузки, которые вызывают мобилизацию функциональных резервов центральной нервной системы, двигательного аппарата и вегетативных систем, остав ляя функциональный и структурный след тренировки.

12.1.2. Физиологические основы состояния тренированности

Правильная организация тренировочного процесса обусловли вает состояние адаптированности спортсмена к специализирован ным нагрузкам, или с о с т о я н и е т р е н и р о в а н н о с т и . Его ха рактеризуют: 1) повышение функциональных возможностей

организма и 2) увеличение экономичности его работы.

Овладение рациональной техникой выполнения упражнений, совершенство координации движений, повышение экономично сти дыхания и кровообращения приводят к снижению энерготрат на стандартную работу, т.е. повышает ее КПД.

Наиболее высокий уровень тренированности достигается в состоянии спортивной формы. Это состояние требует предель но возможной мобилизации всех функциональных систем орга

335

низма, значительного напряжения регуляторных процессов. Оно может сохраняться непродолжительное время в зависимости от индивидуальных особенностей спортсмена, его квалификации и других факторов. Цена такого уровня адаптации оказывает ся высокой –повышается реактивность организма на действие не благоприятных условий среды, снижается его устойчивость к простудным и инфекционным заболеваниям, т.е. резко снижа ется иммунитет.

Характер физиологических сдвигов определяется направлен ностью тренировочного процесса – на быстроту, силу или вынос ливость, особенностями двигательных навыков, величиной нагруз ки на отдельные мышечные группы и т.п., т.е. тренировочные

эффекты специфичны.

Тр е н и р о в о ч н ы й э ф ф е к т зависит от объема физической нагрузки – ее длительности, интенсивности и частоты. У каждо го человека имеется генетически определяемый предел функци ональных перестроек в процессе тренировки – его генетическая норма реакции. При одинаковых физических нагрузках различ ные люди отличаются по величине и скорости изменений функ циональной подготовленности, т.е. п о т р е н и р у е м о с т и .

Влияние наследственных факторов определяет степень разви тия физических качеств. Наименее тренируемыми качествами являются быстрота, гибкость, скоростно силовые возможности. Генетически обусловлены изменения многих физиологических показателей (МПК, анаэробных возможностей, максимальной величины ЧСС, роста жизненной емкости легких и др.).

12.2. ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ В ПОКОЕ

Особенности морфологических, функциональных и психо физиологических показателей организма человека в состоянии покоя характеризуют степень его функциональной подготовлен ности к определенной физической нагрузке.

12.2.1. Особенности функционального тестирования в спорте

Для тестирования функциональной подготовленности спорт сменов исходят из модели чемпиона, в которой представлены характеристики сильнейших спортсменов в ответственных сорев нованиях. Из этой модели выводятся спортивно важные качества или модель мастерства, включающая характеристики специ

336

альной физической, технической и тактической подготовки спорт сменов, находящихся в спортивной форме. Отсюда определяют наиболее информативные показатели функциональной подготов ленности или шире – модель спортивных возможностей,

в которую входят функциональная и психологическая подготов ленность, морфологические особенности, возраст и спортивный стаж. Подобный подход позволяет определить целевые задачи под готовки спортсмена и его собственные спортивные перспективы.

Для оценки индивидуальных особенностей адаптации орга низма к работе необходимо комплексное тестирование, позво ляющее получить сведения о морфофункциональных и психо физиологических показателях конкретного человека.

В тренировочном процессе используют различные виды кон троля, в ходе которых исследуют состояние различных органов

исистем спортсмена:

•оперативный, или текущий, контроль, отражающий ежед невные реакции организма спортсмена на выполняемые физиче ские нагрузки по наиболее вариативным показателям (ЧСС, тест Самочувствие–Активность–Настроение (САН), способность ре шения тактических задач, состояние внимания и пр.);

•этапный контроль, проводимый 5–6 раз в году с исполь зованием менее динамичных показателей (МПК, максимальная анаэробная мощность, индекс Гарвардского степ теста, оценка временных интервалов и пр.);

•углубленное медицинское обследование (1 раз в год) с ана лизом достаточно консервативных показателей (тестирование личностных характеристик, психофизиологических показателей, индивидуально типологических особенностей высшей нервной деятельности) и ряда сложных медицинских параметров.

12.2.2. Показатели функциональной подготовленности в покое

В ц е н т р а л ь н о й н е р в н о й системе спортсмена отмечает ся высокий уровень лабильности нервных центров, оптимальная возбудимость и хорошая подвижность нервных процессов (воз буждения и торможения).

У спортсменов, обладающих выраженным качеством быстро ты, время двигательной реакции укорочено, в ЭЭГ покоя отмеча ется повышенная частота альфа ритма – 11–12 колеб./с (напри мер, у 80% баскетболистов I разряда и мастеров спорта, в отличие от лыжников гонщиков и борцов, имеющих частоту 8–9 колеб./с).

337

Д в и г а т е л ь н ы й а п п а р а т квалифицированных спорт сменов отличается большей толщиной и прочностью костей, выраженной рабочей гипертрофией мышц, их повышенной лабильностью и возбудимостью, большей скоростью проведения возбуждения по двигательным нервам, запасами мышечного гли когена и миоглобина, высокой активностью ферментов. Об улуч шении иннервации мышц свидетельствуют факты утолщения нервно мышечных синапсов и увеличение их числа. Спортсмены имеют высокие показатели произвольного напряжения мышц и в то же время отличного их расслабления, т.е. большую вели чину амплитуды твердости мышц.

О б м е н в е щ е с т в спортсменов характеризуется увеличени ем запасов белков и углеводов, снижением уровня основного об мена (лишь в соревновательном периоде основной обмен может быть повышен из за недостаточного восстановления).

Д ы х а н и е спортсменов более эффективно, так как увеличе на ЖЕЛ (до 6–8 л), т.е. расширена дыхательная поверхность; боль ше глубина вдоха, что улучшает вентиляцию легких и снижает частоту дыхания (до 6–12 вдохов в 1 мин). Лучше развиты и более выносливы дыхательные мышцы (это можно наблюдать, напри мер, по способности сохранять высокие значения ЖЕЛ при по вторных ее определениях). Величина минутного объема дыхания в покое не изменена (из за противоположных сдвигов частоты и глубины дыхания), но максимальная легочная вентиляция зна чительно выше у тренированных лиц (порядка 150–200 л/мин) по сравнению с нетренированными (60–120 л/мин). Увеличена длительность задержки дыхания (особенно в синхронном плава нии, нырянии), что свидетельствует о хороших анаэробных воз можностях и пониженной возбудимости дыхательного центра.

В с е р д е ч н о с о с у д и с т о й с и с т е м е спортсменов также выявлены адаптивные изменения. Тренированное сердце имеет большой объем и толщину сердечной мышцы. При тренировке на выносливость (у бегунов стайеров, лыжников гонщиков и др.) наблюдается особенное увеличение объема сердца – до 1000– 1200 см3 (у нетренированных лиц – порядка 700 см3). Большой объем сердца – до 1200 см3 – характерен также для высокорос лых баскетболистов, однако более этой величины нарастание объема неблагоприятно, так как ухудшаются возможности кро воснабжения самой сердечной мышцы. При адаптации к скорост но силовым упражнениям происходит преимущественно утол щение сердечной мышцы – ее рабочая гипертрофия, а объем

338

вменьшей степени превышает норму (800–1000 см3). Рабочая ги пертрофия сердечной мышцы повышает мощность работы серд ца и обеспечивает кровоток в скелетных мышцах при их напря жении в условиях силовых и скоростно силовых нагрузок.

Повышение общего объема сердца сопровождается увеличе нием резервного объема крови и, хотя ударный объем крови

впокое практически не нарастает, при работе его значительный рост обеспечивается за счет резервного объема. Частота сердеч ных сокращений спортсменов (особенно у стайеров) в покое пони жена до 40–50 уд./мин (в отдельных случаях до 28–32 уд./мин), т.е. отмечается спортивная брадикардия. Минутный объем крови соответствует норме или немного ниже нее.

Успортсменов в состоянии спортивной формы (в среднем 30% случаев) наблюдается спортивная гипотония – снижение вели чины систолического артериального давления до 100–105 мм рт. ст. и ниже. Чаще всего это встречается у гимнастов и спортсме нов стайеров. Выраженность артериальной гипотонии растет по мере увеличения спортивного стажа и уровня квалификации спортсменов. У спортсменов, специализирующихся в спортивных играх, наоборот, в состоянии покоя артериальное давление часто может быть повышенным.

В с и с т е м е к р о в и у спортсменов больше концентрация эритроцитов – 6 1012/л и гемоглобина – 160 г/л и более. Это обеспечивает большую кислородную емкость крови (до 20– 22 об. %). Общее количество гемоглобина в организме у трениро ванного спортсмена (800–1000 г) превышает его запасы у нетре нированных лиц (700 г). Повышены щелочные резервы, т.е. легче противостоять окислению крови. Больше объем циркулирующей крови.

Все перечисленные перестройки функциональных показателей свидетельствуют об общей адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам и, в частности, к особенной функциональ ной подготовленности к упражнениям в избранном виде спорта.

12.3. ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ СПОРТСМЕНОВ ПРИ СТАНДАРТНЫХ И ПРЕДЕЛЬНЫХ НАГРУЗКАХ

О функциональной подготовленности спортсменов судят как по показателям в состоянии покоя, так и по изменениям различ ных функций организма при работе. Для тестирования использу ют стандартные и предельные нагрузки, причем стандартные

339