Формирование двигательного навыка в спорте

Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.

Физиологические механизмы формирования двигательных навыков и управления движениями в спорте

Двигательный навык (ДН) — это новая форма движения или действия, приобретенная в процессе тренировки по механизму временных связей (то есть природа двигательного навыка рефлекторна). Фонд разных ДН в организме состоит, с одной стороны, из врожденных ДН, с другой — из ДН, приобретенных в результате специального обучения в течение индивидуальной жизни. Человек рожается с ограниченным по количеству и сложности фондом двигательного навыка(сосание, глотание, моргание, сгибание и разгибание конечностей в ответ на раздражение и др.). По наследству передается чрезвычайно важное свойство — пластичность нервной системы, что обеспечивает высокую степень тренированности, то есть способности овладевать новыми формами двигательных актов, адекватных измененным условиям жизнедеятельности (Солодков, Сологуб, 2005; Фомин, Вавилов, 1991).

Каждый ДН рассматривают как многокомпонентную систему, состоящую из двигательного (проявляется в структуре самого двигательного акта), вегетативного (связанного со структурой вегетативного обеспечения выполнения движения) и сенсорного (связанного с деятельностью анализаторов) компонентов. В зависимости от вида деятельности значения их изменяются. Например, для бегуна на длинные дистанции важнейшими являются двигательный и вегетативный компоненты, а для гимнаста или фехтовальщика — сенсорный.

Формирование двигательного навыка является сложным процессом. От элементарных умений происходит переход к умениям высшего порядка. Это осуществляется путем превращения элементарного умения в навык, а затем в более совершенное умение. Навыки в системе произвольных движений — это усвоенное умение решать определенную двигательную задачу.

В соответствии с представлениями Крестовникова, Зимкина и других, первая стадия формирования ДН характеризуется иррадиацией нервного процесса и генерализированным внешним ответом, вторая — концентрацией возбуждения, улучшением координации и формированием стереотипных движений, третья — завершением формирования автоматизма и стабилизацией двигательных актов (Солодков, Сологуб, 2003; Фомин, Вавилов, 1991).

На первой стадии формирования двигательного навыка к выполнению движений привлечены большие мышечные группы, движения несогласованны, неэкономны, работоспособность быстро падает. Вторая стадия характеризуется концентрацией возбуждения, движения делаются точнее, деятельность вегетативных систем приходит в соответствие с работой мышц. Эта фаза характеризуется образованием двигательной доминанты, то есть доминирующих нервных центров в ЦНС, играющих координирующую роль в целенаправленной двигательной деятельности. Третья фаза — образование динамического стереотипа, состоящего в физических упражнениях со своеобразной последовательностю фаз движений. Однако внутренняя структура движения (состав мышц, участвующих в двигательном акте, и количество сокращающих двигательных единиц в этих мышцах) может бесконечно меняться. То есть двигательная деятельность человека характеризуется высокой вариативностью. Значительная часть моторных актов новой структуры благодаря высокой пластичности ЦНС осуществляется путем экстраполяции. Она обеспечивает перенос ДН и возможность «с места» осуществлять новые движения. Экстраполяция — это способность нервной системы на основе приобретенного опыта адекватно решать возникающие двигательные задачи. Увеличение фонда усвоенных движений способствует повышению возможности человека без специального обучения правильно решать новые двигательные задачи.

Важной чертой поведения человека является его способность создавать и корректировать программы двигательных действий для решения поставленных задач.

В двигательной зоне коры больших полушарий при систематическом выполнении движений остаются кратковременные и долговременные следы (двигательная память), составляющие основу двигательной программы. С участием нервных процессов осуществляются такие функции:

• прием информации, поступающей из разных сенсорных систем;

• обработка и синтез этой информации;

• фиксация (сохранение) результатов обработки информации;

• извлечение из памяти необходимой информации;

• программирование соответствующих реакций.

Рисунок 7 - Схема механизма саморегуляции в функциональной системе управления произвольными движениями (Фомин, Вавилов, 1991)

Двигательный акт на всех этапах подготовки и выполнения связан с интеграцией в ЦНС афферентных и других факторов. Анохин определил четыре основных фактора: пусковую информацию, мотивацию, память и обстановочную информацию (рис. 7). В спортивной деятельности особенно большое значение имеют разного рода социально обусловленные виды мотивации, существенно влияющие на реализацию двигательной программы. Благодаря следам в ЦНС (двигательная память) предыдущий опыт имеет сильное влияние на оценку любых событий и ситуаций. Обстановочная информация, поступающая из окружающей среды (состояние грунта, ветер и др.) о состоянии различных функций организма, является существенным компонентом для правильного программирования различных действий в ЦНС. Большое значение имеют и пусковые сигналы (выстрел, звук свистка и др.).

Во время выполнения различных физических упражнений использование информации, поступающей из внутренней и внешней среды путем обратных связей, имеет специфические особенности. В случае медленного выполнения двигательных актов обратные связи способствуют корректировке данного движения или любой его фазы. В сложных многофазных движениях, выполняемых быстро, обратные связи играют меньшую роль в текущей коррекции из-за нехватки времени. В очень быстрых движениях (метания, броски) обратные связи могут корректировать двигательный акт только во время его повторения.

Исследование способности человека к воспроизведению заданной величины мышечного усилия при отсутствии зрительного анализатора

Оснащение: кистевой и становой динамометры.

Ход работы

Из числа студентов выбирают четыре-пять испытуемых, одного регистратора величины усилий, секретаря для ведения протокола исследований.

Испытуемые вначале по очереди сжимают с максимальной силой кистевой динамометр или растягивают становой динамометр. Затем каждый из испытуемых выполняет под зрительным контролем усилия, составляющее 25 % максимального. В следующих трех-четырех попытках испытуемые стараются воспроизвести такое усилие без зрительного контроля. Результаты каждой попытки доводят до их сведения. Затем испытуемые воспроизводят усилие 50 % максимального под зрительным контролем. После этого в трех-четырех попытках проверяют их способность к воспроизведению данного усилия без зрительного контроля. Результаты каждой попытки доводят до сведения испытуемого.

Полученные данные вносят в таблицу 23, делают выводы.

Таблица 23 — Величины заданных и действительных усилий при сжимании исследуемыми кистевого (растягивании станового) динамометра

Испытуемый	25% максимального усилия	Величина действительного усилия			50% максимального усилия	Величина действительного усилия
		1-я попытка	2-я попытка	3-я попытка		1-я попытка	2-я попытка	3-я попытка

Исследование способности человека управлять временными параметрами движений

Оснащение: секундомер, велоэргометр.

Ход работы

Из числа студентов выбирают двух-трех испытуемых, регистратора времени и регистратора темпа движений, секретаря для ведения протокола исследования.

В первой части опыта испытуемые по очереди из положения стоя, ноги на ширине плеч медленно (в течение 10 с по секундомеру) выполняют (под контролем регистратора времени) наклоны туловища в стороны (1 — наклон вправо; 2 исходное положение (и. п.); 3 — наклон влево; 4 — и. п.). Затем каждый из них в трех-четырех попытках выполняет это же упражнение самостоятельно с заданием воспроизвести его предыдущую продолжительность (10 с). Фактическое время попыток фиксируется регистратором времени и сообщается испытуемым.

Во второй части опыта испытуемые, глядя на секундомер, выполняют работу на велоэргометре в произвольном легком постоянном темпе в течение 30 с. При этом каждый из них самостоятельно подсчитывает общее количество оборотов педалей за данный промежуток времени (фиксируется также регистратором темпа). Затем испытуемые в двух-трех повторных попытках воспроизводят так же, как и в первой части, количество оборотов педалей, не глядя на секундомер и стараясь сохранить предыдущий 30-секундный интервал. Работу завершает испытуемый самостоятельно, как только почувствует, что от ее начала прошло 30 с. Регистратор времени фиксирует количество оборотов педалей в каждой из двух попыток, а регистратор времени — фактическую продолжительность каждого из двух заданий. Данные фиксации каждый раз сообщаются испытуемым.

Результаты опыта вносят в таблицу 24, делают выводы.

Таблица 24— Результаты выполнения испытуемыми заданий по воспроизведению времени наклонов туловища в стороны и темпа работы на велоэргометре без зрительного контроля

Испытуемый	Задание	Наклоны туловища в стороны			Задание	Работа на велоэргометре
		Выполнение				Выполнение
		1-я попытка	2-я попытка	3-я попытка		1-я попытка	2-я попытка

Исследование способности человека управлять перемещением частей тела

Ход работыИз числа студентов выбирают двух-трех испытуемых, регистратора точности движений, секретаря для ведения протокола результатов опыта.

У испытуемых сначала определяют способность к воспроизведению сгибания и разгибания предплечья и голени на 20, 90 и 120° под зрительным контролем и без него. Затем у них исследуют способность к произвольному уменьшению и увеличению заданного суставного угла — 90° — на какую-нибудь величину (минимальную или на 20°, 40°) сначала под контролем, а затем без зрительного контроля. Во время выполнения задания плечо правой руки должно лежать на стопе, а правую ногу испытуемый, сидя на стуле, незначительно поднимает над опорой. Одна-две предварительные попытки осуществляются под зрительным контролем. Результаты каждой из них сообщаются испытуемым.

Полученные данные вносят в таблицы 25,26, анализируют и делают выводы.

Таблица 25 — Результаты воспроизведения испытуемыми углов в локтевом и коленном суставах

Испытуемый	Угол, град	Результат выполнения задания
		Локтевой сустав			Коленный сустав
		1	2	3	1	2	3
	20 90 120 20 90 120 20 90 120

Таблица 26— Результаты выполнения испытуемыми заданий по изменению угла в локтевом и коленном суставах

Испытуемый	Угол 90	Попытка	Величина минимального		Величина изменения
			Уменьшения	Увеличения	Уменьшение на		Увеличение на
					20	40	20	40
		1 2

Исследование автоматизированных и неавтоматизированных двигательных навыков

Ход работы

Студентам можно продемонстрировать автоматизированные и неавтоматизированные движения. Для этого проводят такие опыты.

1. Наипростейшим автоматизированным движением является ходьба и координированные с нею движения рук. Для демонстрации вызывают студента и предлагают ему пройти вперед, а всем остальным поручают проследить за согласованным движением рук и ног. Затем дают задание пройти спиной вперед, и сразу же координация движений рук нарушается из-за того, что такое движение непривычно и не усвоено, не приобретен навык.
2. Испытуемый марширует на месте, высоко поднимая колени, руки двигаются координировано (левая поднимается одновременно с правой ногой и наоборот). Дать задание: по хлопку рук поднимать в движении одновременно левую руку и левую ногу, по второму хлопку — идти обычно. Видно, что по сигналу студент не может координировать необычные движения. При достаточной тренировке это ему удается — образуется новый двигательный навык.
3. Опыт можно проводить всем. Предложить студентам, сидя, по команде поднимать одновременно руку и ногу. Дать команду и обратить внимание на то, что поднимаются одновременно рука и нога одной стороны (левая с левой, правая с правой). В положении стоя такая координация не проявляется. Почему?
4. Дать студентам задание написать в тетрадях большую цифру 8, одновременно поворачивая ногу в одну сторону: задание выполняется лишь частично, когда рука и нога двигаются в одном направлении. Это обычная координация движений. Поворот в разные стороны вначале не получается и нуждается в специальной тренировке, поскольку такие движения необычны, не изучались и на них не образовались двигательные навыки.

Наблюдение анализируют и делают выводы.