Институт физического воспитания и спорта НПУ имени Н.П. Драгоманова (Киев, Украина)

Институт физической культуры Щецинского университета (Щецин, Польша)

Введение.

Известно, что механизмы регулирования вертикальной позы спортсменов, совершенствуясь в процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам (ФН), обеспечивают не только высокое качество и надежность сохранения равновесия в ортоградной стойке в экстремальных условиях спортивной деятельности, но и в значительной мере определяют качество и надежность управления произвольными движениями у спортсменов [1, 5, 6].

Несмотря на то, что управление равновесием в вертикальной стойке и параметрами реализуемого произвольного движения, осуществляется разными иерархически организованными функциональными системами [2, 4, 6], механизмы их взаимодействия недостаточно освещены в литературе с системных позиций: то есть с позиций взаимодействия их компонентов, осуществляемого на различных структурно-функциональных уровнях каждой системы, а также - с позиций взаимодействия их конечных приспособительных результатов [2].

Работа выполнена по плану НИР института физической культуры НПУ имени Н.П. Драгоманова.

Целью данной работы является изучение взаимосвязей системы регуляции равновесия в ортоградной позе и системы управления произвольным движением у спортсменов-стрелков в процессе изготовки и стрельбы по мишени.

Изучение межсистемных взаимосвязей двух функциональных систем осуществлялось на основе анализа взаимодействий их "конечных приспособительных результатов" - параметров устойчивости равновесия в ортоградной позе и параметров произвольного движения - точности стрельбы по мишени.

Методы исследований. В работе использовалась комплексная методика сочетанной мультипараметрической регистрации физиологических и биомеханических характеристик позы и параметров произвольных движений, включающая в качестве компонентов стабилографию, электромиографию, треморометрию, пульсометрию, точность стрельбы по мишени [3, 6].

В качестве параметров "конечных приспособительных результатов" рассматривались: колебания общего центра массы (ОЦМ) тела, амплитуда тремора (АТ), точность стрельбы по мишени.

В исследованиях принимали участие спортсмены различной квалификации, специализирующие в стрельбе, в количестве 14 человек.

Изучение механизмов регулирования позы спортсмена осуществлялось в удобной вертикальной стойке, привычной и усложненной стойках стрелка в момент изготовки, непосредственно перед и в процессе выстрела по мишени.

Так, стояние с пистолетом во время прицеливания в специфической позе сопровождается существенным повышением по отношению к исходной позе амплитуды тремора и электрической активности плечелучевой мышцы (ПЛМ), тенденцией к увеличению электрической активности дельтовидной мышцы (ДМ), активизацией деятельности ССС, усилением энерготрат.

В тоже время, непосредствено перед выстрелом характер регулирования позы изменяется: наблюдается снижение амплитуды медленных перемещений ОЦМ тела во фронтальной и сагиттальной плоскостях, быстрых - во фронтальной плоскости, повышение частоты быстрых низкоамплитудных колебаний ОЦМ тела и уменьшение - медленных высокоамплитудных в сагиттальной проекции, тенденция к снижению амплитуды и повышению частоты тремора рук, к уменьшению электромиограммы (ЭМГ) обеих мышц и ЧСС.

Коэффициенты корреляции, отражающие взаимосвязи параметров устойчивости позы и активности мышц верхних конечностей, колеблются во время изготовки от - 0,44 + 0,03 до 0,738 + 0,0002 (p<0,01).

Характерно, что непосредственно перед выстрелом наблюдается усиление взаимосвязей соматических параметров позы между собой и с ЧСС.

Статическое напряжение мышц верхних и нижних конечностей при длительном удержании вытянутой руки с пистолетом и угла в коленном суставе в 110° вызывает более выраженные сдвиги параметров устойчивости позы, мышечной и ССС, приводит к развитию утомления. При этом усиливается синхронизация колебаний руки, нижних конечностей, спайковых разрядов мотонейронов, повышаются энерготраты, активизируются механизмы коррекции равновесия в ортоградной позе, а между параметрами проявляютсяся высокие корреляционные взаимосвязи.

Совершенствование механизмов регулирования устойчивости равновесия в специфической позе у стрелков характеризуется снижением непосредственно перед выстрелом амплитуды основных колебаний ОЦМ тела и тремора руки удерживающей пистолет, кратковременным снижением ЧСС, амплитуды ЭМГ ДМ и ПЛМ.

В процессе же развития утомления, или искусственного внесения сбивающих факторов, такая способность теряется и выстрел совершается на фоне растущей амплитуды тремора и колебаний ОЦМ тела, повышения ЧСС [6]. Что сопряжено с ухудшением точности стрельбы.

Корреляционный анализ показал, что в усложненных условиях усиливается взаимодействие функциональных систем управления устойчивостью позы и точностью реализации произвольного движения.

Анализ взаимосвязей показателей в момент изготовки и непосредственно перед выстрелом свидетельствует о том, что управление устойчивостью позы, колебаниями тремора, ЧСС в момент предшествующий выстрелу зависит от характера регулирования позы во время изготовки: выявлена положительная зависимость амплитуды перемещений ОЦМ тела, тремора, электромиограмм в момент непосредственно предшествующий выстрелу от соответствующих показателей в момент изготовки.

Чем выше амплитуда тремора, колебаний ОЦМ тела, электрической активности мышц, ЧСС в процессе изготовки (за 15-10 сек до выстрела), тем выше их значения непосредственно перед выстрелом и наоборот. Коэффициенты корреляции колеблются от 0,605 до 0,966 (p<0,01). При этом, у адаптированных спортсменов способность к уменьшению амплитуды колебаний тела, электрической активности мышц, снижению ЧСС перед выстрелом более выражена, чем у менее подготовленных лиц. Между амплитудой ОЦМ тела и тремора во время изготовки и степенью их снижения непосредственно перед выстрелом получены высокие корреляционные взаимосвязи (r=0.913<0.01 и r=0.717<0.01, соответственно), что является свидетельством управления по отклонению на основе сигналов отрицательной обратной связи.

Разработаны модели реализации точной стрельбы у стрелков, содержащие в качестве компонентов параметры позы и произвольного движения (амплитуду тремора руки удерживающей пистолет, амплитуду колебаний ОЦМ тела, электрическую активность ДМ и ПЛМ), влияющими на результат. Между ними и точностью стрельбы выявлены сильные отрицательные линейные зависимости - чем выше амплитуда тремора руки, электрической активности ДМ и ПЛМ во время изготовки, тем ниже результат в стрельбе и наоборот.

Рассчитана множественная регрессионная модель, отражающая высокую степень зависимости точности стрельбы от одновременного взаимодействующего влияния соматических показателей, из которых наибольшее влияние на результат оказывают относительно медленные - низкочастотные колебания ОЦМ тела, поддающиеся произвольному управлению. Спортсмены высокого класса обладают способностью существенно снижать их амплитуду, проявляя тем самым более высокое качество управления устойчивостью позы в момент реализации точностного движения.

Заключение. Результаты исследований показали тесную взаимосвязь механизмов регулирования позы и произвольного движения у стрелков в процессе изготовки и непосредственно перед выстрелом, обеспечивающих оптимальные фоновые условия для реализации произвольного точностного движения - стрельбы по мишени.

В процессе адаптации к ФН у спортсменов формируются механизмы координации двух функциональных систем, обуславливающие изменение регулирования устойчивости позы в соответствии с характеристиками предстоящего произвольного движения: ухудшение регуляции позы влечет за собой снижение точности стрельбы, ухудшение точности стрельбы - активизирует механизмы коррекции позы.

Несмотря на то, что сбивающие факторы снижают устойчивость позы и синхронизируют все колебания стоящего человека, спортсмены, показывающие высокие результаты в стрельбе, гасят эти колебания непосредственно перед выстрелом, не "пропускают" их на пистолет. Спортсмены, показывающие низкие результаты, такой способностью регулирования не обладают, в результате чего у них точность стрельбы ниже.

Полученные на данном этапе модели, содержащие в качестве составных компонентов параметры позы и произвольного движения, позволяют прогнозировать:

1) устойчивость позы, характер ее регуляции непосредственно перед выстрелом в зависимости от аналогичных параметров в период изготовки;

2) точность стрельбы в зависимости от характера регуляции позы в период изготовки и выстрела.

Литература

1. Агаян Г.Ц. Прогноз соревновательной надежности спортсменов-стрелков по психомоторным характеристикам почерка / Агаян Г.Ц., Ефремов В.А., Худадов Н.А., Ямпольский Л.T. // Теория и практ. физич. культуры. - 1986. - N1. - С. 48-50.

2. Анохин П.K. Очерки по физиологии функциональных систем. / П.K. Анохин. - М.: Медицина, 1975. - 448 с.

3. Гурфинкель В.С. Регуляция позы человека. / В.С. Гурфинкель, Я.М. Коц, М.Л. Шик. - M.: Наука, 1965. - 256 c.

4. Гурфинкель B.C. Центральные программы и многообразие движений / B.C. Гурфинкель, Ю.С. Левик // Управление движениями / Отв ред. А.А. Митькин, Г. Пик. - М.: Наука, 1990. -С. 32-41.

5. Полякова Т.Д. Участие сенсорных систем в управлении движениями стрелка / Т.Д. Полякова // Учеб.-метод. пособие. - Минск: Респ. метод. каб. по физ. культ. и спорту, 1992. - 41 с.

6. Приймаков А.А. Структурно-функциональная организация взаимодействия систем организма при регулировании позы и движения человека: дисс. ... докт. биол. наук: спец. 14.03.26 "Биологическая и медицинская кибернетика, и информатика". / Приймаков Александр Александрович. - К., 1995. - 517 с.

Поступила в редакцию 03.04.2010г.

Приймаков Александр Александрович

aprim@bk.ru