Слуховой анализатор принимает участие в анализе таких характеристик движения как частота, продолжительности его фаз. Это важно в тех видах спорта, успех в которых зависит от совместных, одновременных действий спортсменов (например, в гребле).
При определении пространственных параметров движения проприоцептивные ощущения корректируются зрительной оценкой расстояния или взаимного расположения частей тела. Эффективность выполнения многих физических упражнений зависит от способности зрительного анализатора различать предмет (стрельба, городки). Мышечная деятельность, связанная с напряженной работой зрительного анализатора (спортивные игры), сопровождается увеличением поля зрения.
Тема 3.3. Стадии формирования двигательного навыка.Двигательный навык – выработанные, заученные движения, полностью или в значительной степени автоматизированные. Навык – многокомпонентная система, включающая афферентный, эфферентный, вегетативный и центральный компоненты. В зависимости от вида деятельности значение их изменяется.
Стадии формирования двигательных навыков (В. Д. Мазниченко).
Первая стадия связана с формированием у тренирующегося понятия и зрительного представления об упражнении в целом. Главные каналы получения информации – зрительный и слуховой. Вторая стадия – начальный этап выполнения разучиваемого упражнения. Она характеризуется широкой иррадиацией возбуждения по нервным центрам при недостаточности внутреннего торможения. Это выражается в избыточной фиксированности двигательного аппарата, т. к. в движение включаются и ненужные мышечные группы. Контроль за действиями осуществляется за счет дистантных анализаторов (зрение и слух), а мышечные ощущения, возникающие при выполнении упражнения, дифференцируются еще слабо. Третья стадия характеризуется концентрацией возбуждения в тех нервных центрах, которые необходимы при управлении данным двигательным актом. Развивается внутреннее торможение – это позволяет точнее дифференцировать сигналы о совершаемом действии, особенно с проприорецепторов. На этом этапе экстероцептивный контроль действует наравне с проприорецептивным контролем. Начинает формироваться динамический стереотип, хотя ошибки в выполнении еще возможны. Четвертая стадия – автоматизация действия. Контроль за движениями осуществляется в основном за счет проприоцептивных сигналов, зрительная обратная связь отходит на второй план. Это резко сокращает время выполнения упражнения в целом. Пятая стадия – формирование умений высшего порядка. Спортсмен научается изменять детали спортивного упражнения для того, чтобы добиться максимального результата при изменившихся условиях деятельности.
Тема 3.4. Учение П. К. Анохина о функциональных системах организма. Процесс переработки афферентной информации представляет начальную фазу любой целостной интегральной деятельности. При этом одни афферентные возбуждения (обстановочная афферентация, мотивация, память) определяют качество, направление реакции; другие – обеспечивают само начало движения (пусковые раздражители). Афферентный синтез играет решающую роль в формировании адекватных двигательных реакций на изменение внешней ситуации. Модель, образ основных параметров результатов действия, формируется еще до совершения самого действия, на основе предшествующего опыта, в результате афферентного синтеза. Обратная информация сличается с этими параметрами предвидения.
Комплекс опережающих возбуждений (обратная афферентация) от совершаемого движения – физиологическое содержание акцептора результата действия. При соответствии сигналов обратной афферентации сложившемуся образу движения оно выполняется без дополнительных коррекций. При несовпадении результатов действия с акцептором возникает поиск новых, соответствующих программе движений.
Раздел 4. Психофизиологические основы проявления и развития физических качеств
Тема 4.1. Психофизиологическая характеристика физических качеств. На современном этапе развития теории физического воспитания различают пять основных физических качеств: быстрота, сила, выносливость, ловкость и гибкость. Формирование двигательных качеств в онтогенезе происходит неравномерно и гетерохронно и зависит от развития ряда систем организма. Например, совершенствование выносливости определяется в значительной мере слаженной деятельностью кровеносной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а развитие силы мышц тесно связано с ростом костной и мышечной тканей, с формированием способности управлять работой мышц. Каждому возрасту свойствен определенный уровень развития двигательных качеств. Наивысшие достижения в силе, быстроте и выносливости достигаются в разные сроки.
Систематическая тренировка ускоряет развитие двигательных качеств, но прирост их в различные возрастные периоды неодинаков.
Тема 4.2. Психофизиологические основы проявления и развития физических качеств: силы, быстроты, выносливости, ловкости, гибкости.Сила – это способность человека совершать действия с определенными мышечными напряжениями. Сила тесно связана с выносливостью и быстротой.
В основе проявления силы лежит деятельность нервно-мышечного аппарата, при этом выполняются следующие обязательные условия: 1) активация исполнительной системы (периферический нервно-мышечный аппарат); 2) осуществление режима мышечной деятельности (нервных центров, управляющих мышечной деятельностью; сократительного аппарата мышечных волокон; системы электромеханической связи мышечных волокон).
Максимальная произвольная сила зависит от факторов, влияющих на ее величину: 1) мышечных; 2) координационных.
К мышечным относятся: а) механические условия действия мышечной тяги (плечо рычага действия мышечной силы и угол приложения этой силы к костным рычагам); б) длина мышц; в) поперечник (толщина) активируемых мышц; г) соотношение быстрых и медленных мышечных волокон.
К координационным факторам относятся: а) центрально-нервные координационные механизмы управления мышечным аппаратом; б) механизмы внутримышечной координации; в) механизмы межмышечной координации.
Управлять мышцами, когда требуется проявить их силу, сложная задача для ЦНС. Доказано, что максимальная произвольная сила всегда ниже, чем максимальная сила мышц, которая зависит от числа мышечных волокон и их толщины. В настоящее время в связи с акселерацией отмечается тенденция более раннего развития силы отдельных групп мышц.
Быстрота – это способность человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени.
С точки зрения психологии быстрота – это способность управлять временными признаками движения, отражение в сознании человека продолжительности, темпа и ритма движения. Быстрота составляет важную основу, необходимую для успеха в большинстве подвижных игр.
Проявление высоких скоростных качеств зависит от степени развития подвижности нервных процессов, воли и координационных центрально-нервных факторов.
Обычно выделяют три разновидности проявления быстроты: 1) латентное время двигательной реакции; 2) скорость отдельного движения; 3) частота движений. Эти формы проявления быстроты не зависят друг от друга. Каждая из них имеет свои особенности, которые существуют во временных параметрах.
Выносливость – это способность человека к длительному выполнению деятельности без снижения ее эффективности.
Выносливость специфична: она проявляется у каждого человека при выполнении определенного вида деятельности, поэтому различают общую и специальную выносливость. В зависимости от типа и характера выполняемой работы различают: 1) статическую и динамическую; 2) локальную и глобальную; 3) силовую; 4) анаэробную и аэробную выносливость.
Ловкость – это способность человека быстро овладевать новыми движениями и быстро перестраивать двигательную деятельность в соответствии с требованиями меняющейся обстановки. В данном случае объектом познания выступают движения и действия, совершаемые с предельной точностью пространственных, временных и силовых параметров.
Гибкость (подвижность суставов) – это свойство упругой растягиваемости телесных структур (мышечные и соединительные), определяющее пределы амплитуды движений звеньев тела.
Гибкость определяют эластические свойства связок, суставов, мышц, строение суставов, силовые характеристики мышц и, главное, центрально-нервная регуляция. Следует отметить достаточно прочную взаимосвязь гибкости с другими физическими качествами.
Недостаточно развитая подвижность суставов ведет за собой: 1) невозможность приобрести определенные двигательные навыки; 2) замедление в темпе усвоения и совершенствования двигательных способностей; 3) возникновение повреждений; 4) задержки в развитии силы, быстроты, выносливости и ловкости; 5) ограниченность амплитуды движений; 6) снижение качества управления движениями.
У человека можно выделить две основные формы проявления гибкости:
1) при пассивных движениях; 2) при активных движениях.
Показатели активной гибкости характеризуются не только способностью мышц-антагонистов растягиваться, но и силой мышц, выполняющих движение.
Раздел 5. Адаптация систем организма к физическим нагрузкам
Тема 5.1. Физиологическое содержание адаптации. Адаптация срочная и долговременная. Теоретические предпосылки адаптации раскрыты в учении об общем адаптационном синдроме Селье – это комплекс неспецифических реакций организма на действие раздражителя, которые протекают в несколько стадий: тревоги, резистентности (сопротивления), истощения.
Для стадии тревоги характерна усиленная продукция гормонов системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Под влиянием адренокортикотропного гормона быстро повышается образование кортизола в коре, а катехоламинов в мозговом веществе надпочечников и выход этих гормонов в кровь. Кортизол поддерживает повышенный уровень сахара и аминокислот в крови, что в условиях стресса чрезвычайно важно для деятельности мозга, сердца и тех органов, на которые выпадает большая нагрузка. Адаптивное значение стадии тревоги может рассматриваться с точки зрения опережающего отражения агрессивного влияния факторов внешней среды.
Физиологические механизмы долговременной адаптации аналогичны механизмам стадии резистентности. Данная стадия – собственно адаптация.
При тяжелой (стрессовой) физической нагрузке происходит резкое уменьшение резервов АТФ, вследствие чего отношение продуктов ее распада к оставшемуся количеству возрастает. Увеличение продуктов энергообмена АТФ активирует накопление энергии в макроэргах. При этом активируется биосинтез нуклеиновых кислот и белка, что является основой долговременной адаптации. В процессе долговременной адаптации растет масса и увеличивается мощность внутриклеточных систем транспорта кислорода, питательных и биологически активных веществ, завершается формирование доминирующих функциональных систем, наблюдаются специфические морфологические изменения во всех органах, ответственных за адаптацию.
Управляющие механизмы в ходе данной фазы скоординированы. Их проявления сведены к минимуму. Однако эта фаза требует напряженного управления, что и обусловливает невозможность ее бесконечного протекания.
Если сила повреждающего агента продолжает неуклонно нарастать, то наступает срыв адаптации. Функциональные резервы адаптации исчерпываются (стадия истощения). Эта стадия не является обязательной.
Тема 5.2. Структурные предпосылки адаптации костно-мышечного аппарата. Сила, действующая в продольном по отношению к костям направлении, приводит к увеличению поперечных размеров костей и утолщению их коркового слоя. Отмечены и гистологические изменения: в структуре и расположении костных блоков, в увеличении числа остеонов и др. Это способствует увеличению механической прочности костей.
Увеличиваются масса и объем скелетных мышц, особенно тех, которые испытывают силовые и статические напряжения – за счет увеличения числа миофибрилл, объема саркоплазмы и других структурных изменений.
Тема 5.3. Адаптация кровеносной системы к физическим нагрузкам.В системе крови в процессе развития тренированности к высокой физической активности мы можем наблюдать: 1. При нормальных относительных показателях содержания гемоглобина и эритроцитов увеличивается объем циркулирующей крови. 2. За счет увеличения объема крови увеличивается общее содержание гемоглобина и эритроцитов при сохранении физиологических параметров гематокрита и вязкости крови. 3. Активируется дыхательная функция крови. 4. Повышается интенсивность процессов разрушения и продукции эритроцитов. 5. Активируются свертывающая и антисвертывающая системы крови.
Тема 5.4. Адаптация сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам. Высокие адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы, реализующиеся при физических нагрузках, следует рассматривать как эволюционно приобретенные формы приспособительной реакции: 1. Сердце увеличивается в размерах за счет гипертрофии кардиомиоцитов левого и правого желудочков, увеличивается количество митохондрий. 2. В миокарде повышается концентрация миоглобина (это приводит к улучшению переноса О2), полости сердца увеличиваются. 3. Плотность капилляров на единицу площади в сердце увеличивается. 4. Сократимость миокарда повышается благодаря положительному инотропному действию симпатических нервов. 5. Сердечный выброс повышается за счет учащения сердцебиений и увеличения ударного объема. 6. Возрастает возбудимость миокарда, изменяется биоэлектрическая активность сердца. 7. Тренированное, умеренно гипертрофированное сердце в условиях относительного физиологического покоя имеет пониженный обмен, умеренную брадикардию, сниженный минутный объем. Оно работает на 15–20 % экономнее, чем нетренированное. 8. При систематической мышечной работе в сердечной мышце снижается скорость гликолитических процессов: энергетические продукты расходуются более экономно. 9. Кровяное давление у человека при мышечной деятельности значительно увеличивается. При этом АД в работающих конечностях увеличивается в меньшей степени, чем в неработающих.
Тема 5.5. Адаптация дыхательной системы к физическим нагрузкам. Длительная тренировка с физическими нагрузками динамического характера приводит к повышению мощности и выносливости организма. Адаптивные изменения системы дыхания в условиях тренированности к высоким физическим нагрузкам: 1. Снижение частоты дыхательных актов. 2. Снижение минутного объема дыхания. 3. Увеличение дыхательных объемов и емкостей легких. 4. Увеличение максимальной вентиляции легких. 5. Повышение экономичности внешнего дыхания. 6. Увеличение мощности дыхательных мышц. 7. Увеличение подвижности грудной клетки и эластической тяги легких. 8. Увеличение диффузионной способности легких. 9. Увеличение кислородтранспортной функции сердечно-сосудистой системы. 10. Увеличение диффузионной способности тканей, особенно мышц. 11. Повышение кумуляции О2 в мышечных клетках за счет повышения концентрации миоглобина в них. 12. Повышение уровня максимального потребления О2. 13. Активация метаболических процессов.
Тема 5.6. Адаптивная роль системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Роль щитовидной, поджелудочной желез в адаптации к физическим нагрузкам. В выработке адаптивных реакций ведущую роль играет кортиколиберин (гипоталамус). Под его влиянием освобождается адренокортикотропный гормон гипофиза (АКТГ), который вызывает мобилизацию надпочечников. Гормоны надпочечников способствуют формированию комплекса адаптивных реакций, направленных на повышение устойчивости клеток и тканей организма к действию физических нагрузок.
Степень адекватности сдвигов гормональной функции коры надпочечников связана с возрастом. У детей эти сдвиги носят менее адекватный и более выраженный характер. Стрессовые раздражители, соревновательные ситуации вызывают у детей и подростков более значительны, чем у взрослых, сдвиги.
Внутрисекреторная функция половых желез стимулируется адекватными для детей и подростков физическими нагрузками. Большие нагрузки истощающего характера приводят к угнетению продукции половых гормонов, задерживают половое созревание. Интенсивные физические нагрузки в пубертатном периоде могут привести к усилению андрогенной инкреторной функции как у мальчиков, так и у девочек. Последствия этого – маскулинизация девочек-подростков.
Кратковременная мышечная работа сопровождается мобилизацией инкреторной функции поджелудочной железы. Содержание инсулина в крови при этом увеличивается. Длительные истощающие нагрузки вызывают уменьшение продукции инсулина. Вследствие этого организм переключается на новые источники получения энергии: мобилизуются процессы окисления жиров. Поджелудочная железа находится под сложным контролем со стороны системы гипоталамус – гипофиз – надпочечники. Перенапряжение функции мозгового слоя надпочечников ослабляет функцию ее инкреторного аппарата.
Адаптация к физическим нагрузкам в значительной мере зависит от гормональной активности щитовидной железы. Повышение продукции Т4 и Т3 приводит к усилению энергетических затрат на выполнение мышечной работы. Резко возрастает при этом возможность переутомления и перетренировки. В то же время повышенная активность щитовидной железы у спортсменов в состоянии покоя способствует ускорению пластических процессов.
Раздел 6. Тренированность как специфическая форма адаптации к физическим нагрузкам
Тема 6.1. Физиологические механизмы тренированности. Под тренировкой в физиологии понимается процесс, который происходит в организме под влиянием систематической мышечной деятельности и обеспечивает повышение его работоспособности. Состояние организма, изменяющееся под влиянием тренировки, называется тренированностью.
Основное отличие тренированного организма от нетренированного в работоспособности: тренированный способен выполнять большой объём работы, чем нетренированный.
Развитие тренированности зависит от механизмов срочной и долговременной адаптации. В основе срочной адаптации – повышение силы нервных процессов, концентрация мышечных усилий. Максимальная мобилизация физиологических функций в этом случае осуществляется за счет избыточного выделения катехоламинов и кортикостероидов и др. гормонов. Эта реакция вызывает синтез новых белковых структур, т. е. останавливает структурный след для долговременной адаптации.