Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

3.1. Физиологические механизмы координации движений

Координационные способности – это совокупность психологических, морфологических, физиологических компонентов организма человека, единство которых в границах функциональной системы обеспечивает продуктивную двигательную деятельность, то есть умение целесообразно строить движение, управлять им и в случае необходимости быстро перестраивать его.

Они зависят от уровня двигательной подготовки и врожденных качеств спортсмена. Н.А. Бернштейн (1966) указывает, что координация – это преодоление избыточных степеней свободы органов движения, превращение их в управляемые системы. На основании информации от органов чувств, интегрирующейся в ЦНС, в движения вносятся непрерывные поправки, то есть происходит их сенсорная коррекция. Таким образом, автор представляет ее как кольцо афферентно-эфферентных импульсов, которые приводят к формированию определенных двигательных актов, исходя из изменяющихся условий. При этом внешняя структура движений не меняется, благодаря использованию различных мышечных волокон, обеспечивающих поддержание позы, равновесия и т.д.

Координационная сложность выполняемых двигательных актов зависит от способности нервной системы и ее высших отделов к согласованной и оперативной переработке информации.

Структуры, обеспечивающие двигательную активность человека, расположены в различных отделах центральной нервной системы – от спинного мозга до коры больших полушарий. Повышение спортивной результативности во многом обусловлено совершенствованием координационной деятельности между нервными центрами.

Координированность работы нервных центров, регулирующих определенные двигательные акты, обусловлена постоянным импульсным воздействием на них проприоцептивных анализаторов. При выработке устойчивых навыков движения формируется функциональная система управления движением и взаимосвязанные центры коры больших полушарий образуют единую структуру. С ростом квалификации спортсмена отдельные функциональные зоны объединяются в плеяду, которые, как правило, локализуются в левом полушарии и функционально изолируются от других корковых зон. На электроэнцефалограмме это выглядит как классический механизм формирования доминантных очагов. Такая синхронизация структур коры по электроактивности происходит по частоте, которая соответствует темпу выполняемого (или воображаемого) движения.

Таким образом, систематические занятия приводят к специфическим приспособительным реакциям на уровне центральной нервной системы, способствующим проявлению высокой координированности движений и совершенствованию функций нервно-мышечного аппарата.

Необходимый для адекватного ответа центральной нервной системы поток информации о длине мышц, степени их растяжения, расположения в пространстве звеньев тела и углах в суставах поступает от рецепторов сухожилий мышц, связок (проприорецепторов); об особенностях взаимодействия организма с внешней средой – от рецепторов кожи, вестибулярного аппарата и сенсорных систем.

Достижение высоких результатов в спорте возможно лишь при условии развития способностей точно оценивать и регулировать динамические, пространственные и временные параметры движения. Поэтому степень развития координационных способностей спортсмена зависит от его способности к переработке информации от различных сенсорных систем и обеспечения адекватного двигательного действия, то есть определяется уровнем его сенсомоторной координации.

Сенсомоторная координация (от лат. sensus – чувство, ощущение, motor – двигатель, со – вместе, ordinatio – расположение в порядке) – согласование во времени и пространстве двигательных действий. Еще И.П. Павлов, исследуя физиологические механизмы произвольных движений, обратил внимание на ассоциирование нейронов двигательного анализатора с многочисленными нейронами коры больших полушарий, при передаче импульсов от внешних и внутренних рецепторов.

Американские ученые также полагают, что сенсомоторная координация – это развитие, управление и коррекция движений с помощью сенсорных систем (органов чувств): зрительной, двигательной, вестибулярной, слуховой и др. При этом коррекция осуществляется корковыми структурами на двигательные единицы (Дж.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл, 2001).

Физиологическим механизмом сенсомоторной координации является система обратной афферентации и она представляет собой сложный навык. На начальных этапах обучения выполняемые действия в составе сенсомоторной координации, могут состоять из отдельных реакций, затем они объединяются в пластичную систему. Уровень сложности проявлений сенсомоторной координации является отличительным признаком новичка от мастера.

С точки зрения физиологии, Дж.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл (2001) описывают явление сенсомоторной координации следующей последовательностью событий:

– чувствительные рецепторы принимают сенсорные стимулы;

– импульс передается в центральную нервную систему (ЦНС). Участок, где заканчивается передача импульсов называется интеграционный центр;

– интеграционный центр ЦНС перерабатывает поступившую информацию и определяет наиболее подходящую ответную реакцию;

– принятое решение передается двигательным нейронам;

– импульс от двигательных нейронов пересылается мышцам и осуществляется ответная реакция.

Система управления движениями достаточно сложная, она включает в себя структуры спинного мозга (интеграционный центр простого двигательного рефлекса); продолговатого мозга (вызывают подсознательные двигательные реакции, например, постуральный контроль); среднего мозга (проводящие пути); промежуточного мозга (формирование новых навыков), интеграционные центры таламуса начинают различать ощущения и двигательные действия достигают сознания; лимбической системы (обеспечивает эмоциональность двигательных действий), мозжечка (сенсомоторная координация позы и двигательного акта). Основная же координация деятельности различных звеньев тела и мышечных групп в пространстве и времени осуществляется корой больших полушарий (теменная доля, зона постцентральной извилины). Таким образом, координация двигательной деятельности осуществляется всеми структурами центральной нервной системы.

С позиции психофизиологии, деятельность в спорте, заключается, прежде всего, в пространственно-временной организации психомоторных реакций двигательных актов, которые являются специфичными для каждого вида спортивной деятельности. Важнейшими элементами такой организации являются:

– сенсорный процесс обнаружения и восприятия внешнего стимула, целью действий на который является двигательная реакция;

– центральные процессы переработки воспринятого стимула с его различением и оценкой;

– моторный процесс, определяющий начало движения.

По сложности протекания центрального процесса различают реакции простые и сложные. Простая сенсомоторная реакция – это ответ на внезапно появляющийся, но при этом заранее известный сигнал простым одиночным движением, также заранее известным. Скорость реакции оценивается либо по времени реакции с момента подачи сигнала до ответного действия, либо по общему времени реагирования. Продолжительность латентного периода простой реакции зависит, в основном, от скорости передачи нервных импульсов по всей рефлекторной дуге от рецепторов до двигательных единиц. Скорость двигательной реакции определяется интенсивностью предъявляемого стимула, интервала времени между стимулами, способностью к предвидению (антиципацией), видом сигнала (звуковой зрительный, и т.д.), текущим функциональным состоянием спортсмена.

Сложная сенсомоторная реакция зависит от центральных процессов переработки воспринятого стимула и может быть:

– реакцией выбора, если необходимо выбрать двигательный ответ из ряда возможных;

– реакцией различения, если вид выполняемого движения зависит от типа сигнала, при этом на другие сигналы не надо делать никакого движения;

– реакцией переключения, если при изменении смысловой связи подаваемых стимулов необходимо выбирать возможные двигательные акты;

– реакция задержки, которая заключается в том, что двигательное действие должно быть не столько быстрым, сколько своевременным (когда ответная реакция должна быть отделена от стимула определенным интервалом времени.

Сенсомоторная координация является проявлением индивидуальных свойств личности и субъективными условиями успешного осуществления двигательной активности, обнаруживается в быстроте и прочности овладения приемами двигательных действий. То есть, является основным условием проявления координационных способностей.

В ходе анализа научно-исследовательской литературы не было выявлено единого мнения относительно сенситивных периодов развития координационных способностей. Это можно связать с многообразием проявления координационных способностей, каждые из которых имеют свои физиологические механизмы, а так же тем, что в онтогенезе можно выявить несколько сенситивных периодов развития каждого из видов координационных способностей. Так В.К. Бальсевич (1985) и Г.В. Доля (1973) утверждают, что координационные способности интенсивнее всего развиваются в дошкольном возрасте параллельно с освоением основных локомоций. Н.А. Фомин, Ю.А. Вавилов (1991) выделяют возраст от 8 до 12 лет, поскольку для этого возрастного периода характерна
пластичность ЦНС, интенсивное совершенствование проприоцептивного анализатора, выражающееся в частности, в улучшении пространственно-временных характеристиках движения. Л.В. Волков (1981) и В.А. Ярмалюк (1989) высказывают мнение, что наиболее интенсивное развитие координационных способностей наблюдается в 11–12 лет и последующие годы идет уже их стабилизация. D.-D. Blume (1978) в своих работах указывает, что сенситивными периодами в дифференциации мышечных усилий – 6–10 лет, ритмичность движений 9–11 лет, ориентировка в пространстве 11–15 лет, равновесие 10–12 лет.