Развитие быстроты у спортсменов

теристики различных проявлений быстроты. На настоящий момент существует большое количество времяизмерительных систем, основанных, главным образом, на цифровой технике, позволяющих проводить измерения с высокой степенью точности.

Одной из популярных разновидностей данного метода является хронорефлексометрия, с помощью которой определяется латентное время двигательных реакций. Название метода отражает его суть – определение интервала времени от обусловленного сигнала до ответных двигательных действий человека.

В качестве сигнала, запускающего процесс измерения, могут использоваться:

• зрительные (световые и цветовые – лампочки, движущиеся предметы, различные фигуры и движущиеся объекты на экране компьютера);

• звуковые (выстрел стартового пистолета, хлопки, свистки, сирены различной тональности);

• тактильные (устройства прикосновения и вибрации);

• электрические (нанесение раздражений импульсами электрического тока).

Для регистрации ответных двигательных действий человека могут использоваться системы:

• электронно-механические (кнопки, контактные пластины различной конструкции, клавиатура компьютера);

• динамометрические и динамографические (регистрация мышечных усилий с помощью разнообразных датчиков);

• оптико-электронные (прерывание движущимся телом или отдельным звеном световых лучей, что вызывает срабатывание измерительных устройств);

• электрические (регистрация биотоков мышц);

• гониометрические (электронные измерители суставного угла);

41

• акселерометрические (измерение ускорений тела и его отдельных звеньев, возникающих во время выполнения движений);

• кино- и видеосъемка с последующим анализом двигательных действий (с частотой от 100 кадров в секунду и выше).

Каждый из отмеченных способов регистрации двигательных действий человека имеет свои особенности и может обеспечить оценку различных проявлений быстроты с достаточной степенью точности. Электронномеханические системы регистрации двигательных действий человека являются относительно простыми и доступными, однако обеспечивают точное определение (до 1 мс) двигательных реакций и действий. Динамографические системы позволяют с высокой точностью оценивать скорость и степень изменения тонуса мышц (градиент усилия при напряжении или расслаблении), что предопределяет значимость данного метода для контроля скоростной подготовленности во многих видах спорта. Значимость динамографических систем регистрации усилий (главным образом, тензометрических) существенно повышается при размещении датчиков на спортивном инвентаре и элементах экипировки спортсменов.

В настоящее время широкой популярностью стали пользоваться оптико-электронные системы регистрации двигательных действий. Вследствие чрезвычайно низкой инертности данных измерительных систем и отсутствия необходимости крепить на теле каких-либо датчиков имеется возможность проводить измерение показателей быстроты с высокой точностью в условиях тренировочной и соревновательной деятельности спортсмена.

Не утрачивают своей актуальности такие ставшие уже классическими методы изучения двигательной

42

деятельности, как циклография, скоростная (рапидная) кино- и видеосъемка с последующим компьютерным анализом двигательных действий. В настоящее время больший интерес представляют видео-компьютерные системы анализа кинематической структуры движений спортсмена, основанной на синхронной съемке движений спортсмена в трех плоскостях.

Пользуются популярностью методики с предъявлением спортсмену слайдов с игровыми или боевыми ситуациями. Оценив ситуацию, спортсмен реагирует обусловленным действием. Начало экспозиции слайда запускает измерение времени, действие спортсмена останавливает его. Учитывается и время реакции, и эффективность тактических решений в баллах.

Исключительно важную информацию о скоростных качествах нервно-мышечного аппарата представляет анализ биотоков мышц (электромиограммы), возникающих при выполнении движений. Данная информация позволяет судить не только о продолжительности латентного времени двигательных реакций, но и косвенно о важнейших механизмах, обеспечивающих скоростные качества спортсменов. В первую очередь о качестве межмышечной координации.

Таким образом, в настоящее время имеется большое количество вариантов хронометрии, позволяющих с высокой точностью измерять латентное время двигательных реакций, реакции на движущиеся объекты, длительность одиночного цикла напряжения и расслабления мышц, продолжительность скоростных упражнений, отдельных движений и их фаз.

Особую ценность для оценки проявлений быстроты имеет синхронная фиксация нескольких характеристик движений. Например, одновременная запись электрических и механических проявлений при измерении латентного времени двигательных реакций. На рисунке 4 пред-

43

ставлена синхронная запись биотоков и усилия мышцы при одновременном определении латентного времени простой двигательной реакции и длительности одиночного цикла напряжения и расслабления мышц.

Рис. 4. Одновременная запись электромиограммы (Э) и динамограммы (Д) при определении латентного времени

простой двигательной реакции и длительности одиночного цикла напряжения и расслабления мышц. Обозначения: ОС – отметка сигнала; 1 – латентное время появления биотоков мышцы; 2 – латентное время двигательной реакции; 3 – время электрической активности (ВЭА) мышцы; 4 – время механической активности (ВМА) мышцы при выполнении одиночного цикла напряжения

и расслабления

Синхронная запись и сопоставление электрических и механических проявлений работы мышц, а также отдельное определение латентного времени напряжения (ЛВН) и расслабления (ЛВР) мышц дает много полезной информации о скоростных качествах спортсменов.

44

Причем, определение возможно как при произвольных двигательных действиях, так и при вызванных импульсами электрического тока. Подобный подход к определению латентного времени двигательных реакций и продолжительности простейших двигательных действий, состоящих из напряжения и расслабления мышцы или мышечной группы, позволяет избирательно оценивать скоростные качества отдельных звеньев нервно-мышеч- ного аппарата. Данная информация может быть полезной не только для контроля скоростной подготовленности, но и при отборе одаренных юных спортсменов.

Проведение хронометрических измерений на базе персональных компьютеров с соответствующим программным обеспечением позволяет существенно упростить их организацию, автоматизировать процесс оценки показателей быстроты и повысить точность измерений. Кроме того, применение компьютеров позволяет представлять результаты измерений показателей быстроты двигательных реакций и действий в цифровом и графическом виде. Это позволяет простым и наглядным образом определять скоростную подготовленность спортсменов в ходе этапного, текущего и оперативного контроля. В дальнейшем, создавая базы показателей скоростной подготовленности спортсменов, можно контролировать их динамику у конкретного спортсмена в течение длительного периода, а также сравнивать показатели скоростной подготовленности разных спортсменов.

Большое значение для оценки скоростной подготовленности спортсменов имеет измерение скорости движения спортсмена, а также отдельных звеньев его тела (спидометрия). Особенно актуальны такие измерения в легкоатлетических метаниях, спортивных играх и единоборствах. К сожалению, подобные измерения проводятся не часто, что является, на наш взгляд, сдерживающим фактором роста спортивного мастерства. Встре-

45

чаются случаи, когда для характеристики быстроты движения отдельных звеньев тела удовлетворяются только определением времени его выполнения.

Как известно, для определения скорости движения необходимо знать пройденный путь и время, за который он пройден. Время движения или его отдельной фазы можно измерить с помощью разнообразных хронометрических методов, описанных выше. Остается вычислить путь, который преодолевает спортсмен, или отдельное звено его тела, чтобы рассчитать скорость движения и существенно расширить представления о его скоростной подготовленности. Такая информация позволит судить не только об общем уровне быстроты спортсмена, но и составить своеобразную «топографию быстроты» движений отдельных звеньев, и на ее основе выявить функциональную асимметрию двигательных действий.

Чаще всего на практике определяется скорость движения спортсмена через определенные промежутки дистанции. В качестве примера можно отметить измерение скорости бега на дистанции 100 м через каждые десять метров. В таком случае на отметках устанавливают оптические устройства. Спортсмен, пробегая дистанцию, прерывает лучи света от данных устройств, в результате чего электронная система фиксирует время пробегания отрезков. Затем рассчитывается скорость бега на десятиметровых отрезках и ее динамика при выполнении всего упражнения.

Сейчас имеются оптико-электронные системы регистрации двигательных действий, позволяющие определять и время, и длину шагов или прыжков на дистанциях до 100 м. Применение таких систем позволяет дополнительно рассчитывать скорость шагов или прыжков, а также темп и ритм движений, что существенно расширяет представления о подготовленности и текущем состоянии спортсмена.

46

Труднее оценивать скорость движения отдельных звеньев тела. В таком случае целесообразно применять циклографию или скоростную (рапидную) видеосъемку с последующим компьютерным анализом двигательных действий спортсмена на фоне предметов, имеющих линии со строго определенным расстоянием между собой. Важно только, чтобы программное обеспечение позволяло учитывать не только время движений отдельных звеньев, но и определять длину пройденного пути, а также градиент изменения углов сгибания различных суставов. Особую ценность в данном случае имеют системы, основанные на синхронной съемке движений спортсмена в трех плоскостях.

Наряду с хронометрией для оценки быстроты спортсменов часто пользуются определением количества движений за определенный интервал времени (частотометрия). Способы определения временных интервалов и число движений в циклических упражнениях самые разнообразные. В простейших случаях пользуются ручными секундомерами и тактильным способом подсчета количества движений. Например, при определении частоты педалирования на велостанке или велотренажере тренер держит свою ладонь рядом с бедром спортсмена и во время касания учитывает число движений. Такой способ прост, но недостаточно точный и подходит далеко не в каждом случае.

Значительно более точную информацию о частоте движений можно получить с помощью скоростной кино- и видеосъемки. Однако чаще всего для определения частоты движений пользуются так называемым теп- пинг-тестом (от англ. tap – стучать, постукивать). Сложилось мнение, что теппинг-тест связан с определением частоты движений только кистью руки, но это не так. На рисунке 5 показаны некоторые варианты определения частоты циклических движений путем подсчета посту-

47

киваний (ударов). В частности, показано определение частоты:

А – постукиваний кистью электродом в виде ручки по платформе с электрическим контактом;

Б – ударов боксерскими перчатками по тензоплатформе;

В – ударов по тензоплатформе за счет сгибания бедер; Г – попеременных ударов стопами по тензоплатформе

при минимальном подъеме ног.

При использовании данных устройств в составе измерительных систем на основе персональных компьютеров с соответствующим программным обеспечением появляется возможность не только оценивать частоту циклических движений (темп) и ее динамику во время выполнения теста, но и ритм движений, что является важной информацией для определения скоростной подготовленности и текущего состояния спортсмена.

Следует отметить высокую ценность одного из рассмотренных вариантов теппинг-теста (рисунок 5, вариант Г) для оценки скоростной подготовленности легко- атлетов-спринтеров. По данным Ф. Лемана (1993), В.Г. Семёнова (2002), предлагаемый вариант теппингтеста имеет наибольшую корреляционную связь со скоростью бега на короткие дистанции по сравнению с другими применяемыми на практике тестами.

Важную информацию для комплексной оценки быстроты двигательных действий может дать измерение и запись ускорений при выполнении движений (акселерометрия и акселерография). Акселерометрия – метод регистрации ускорений движения тела спортсмена, или его отдельных частей, а также ускорений спортивных снарядов. В качестве регистрирующей аппаратуры используются акселерометры и акселерографы. В спортивном тестировании большее распространение получили

48

Рис. 5. Варианты проведения теппинг-теста

трехкоординатные датчики ускорений, которые используют тензоили пьезоэффект.

Для регистрации ускорений движения тела спортсмена, или его частей, а также спортивных снарядов в настоящее время используются телеметрические системы регистрации и обработки полученных данных на основе персонального компьютера (ПК). В их основе микромеханические датчики – акселерометры, источник питания датчика, модуль радиосвязи по каналам Wi-Fi или Bluetooth и ПК. Датчики располагаются максимально близко к дистальным суставам. Благодаря малой массе, компактным размерам датчика и отсутствию проводов устройство не создает дискомфорт во время движений человека. Частота оцифровки сигнала датчиков от 100 до 1000 Гц, что позволяет с высокой точностью оцени-

49

вать быстроту двигательных действий, особенно в рыв- ково-тормозном режиме работы мышц.

Особой информативностью обладают акселерограммы ударных движений (бокс, теннис, волейбол, футбол, хоккей) и технических действий в фехтовании. Полученные данные позволяют судить не только о быстроте отдельных движений, но и достаточно точно устанавливать фазовый состав упражнения, осуществлять его сравнительный анализ.

На рисунке 6 представлены акселерограммы двух попыток сгибания предплечья. В первом случае (на рисунке сверху) было выполнено предельно быстрое движение, продолжительность которого составила 0,2 секунды. Во второй попытке (на рисунке снизу) сгибание предплечья заняло 0,6 с. Естественно, скорость движения и ускорение в обоих случаях было различным.

При выполнении предельно быстрого сгибания уже в самом начале движения ускорение в вертикальной плоскости стремительно повысилось до 122 м/с2, и столь же стремительно стало снижаться. Равномерного движения не было отмечено, так как сразу же началось торможение движения предплечья и ускорение приняло отрицательные значения (до –78 м/с2). Характерной особенностью быстро выполненного движения с резким торможением в конце являются колебания дистального отдела предплечья с выраженной амплитудой после остановки, что связано с проявлением упруго-вязких свойств мышц, и особенно их связок.

При выполнении медленного сгибания в начале движения отмечается небольшое ускорение в вертикальной плоскости (до 30 м/с2), которое плавно снижается до нуля и далее сгибание осуществляется практически равномерно, о чем свидетельствуют незначительные отклонения значений ускорения от нуля. В конце сгибания отмечаются небольшие отрицательные значения ускоре-

50