ВЛИЯНИЯ СЕНСОРНЫХ ВХОДОВ РАЗЛИЧНОЙ МОДАЛЬНОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЗНОГО РАВНОВЕСИЯ ЧЕЛОВЕКА

ВЛИЯНИЯ СЕНСОРНЫХ ВХОДОВ РАЗЛИЧНОЙ МОДАЛЬНОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЗНОГО РАВНОВЕСИЯ ЧЕЛОВЕКА

Щербакова Е.В. - студентка каф. л/атлетики
Шестаков М.П. - с.н.с. ПНИЛ

Во многих видах спорта важным слагаемым успеха является способность сохранять равновесие. Точность попадания в стрельбе обеспечивается устойчивостью тела к моменту выстрела. В спортивной и художественной гимнастике, в акробатике большое количество элементов включает в себя возможные равновесия. В легкой атлетике так же имеют место быть вопросы, связанные с устойчивостью. Например, в метаниях при сохранении равновесия в финальных фазах; положение низкого старта в беге на короткие дистанции.

Изучению различных аспектов позного равновесия посвящено множество исследований, проведенных как в нашей стране, так и за рубежом. Тем не менее, до настоящего времени механизмы их развития остаются до конца неизученными. Вместе с тем очевидна их актуальность с точки зрения использования данного объекта как средства при исследовании системы управления движениями человека.

Целью настоящего исследования явилась экспериментальная оценка влияния сенсорных входов различной модальности на характеристики позного равновесия человека.

Методика исследования.

В настоящее время для исследований степени устойчивости позы получил широкое применение метод стабилографии. В наших исследованиях использовался компьютерный комплекс "Статокинезиметр" (ОКБ "Ритм", г. Таганрог). Частотный диапазон колебаний центра давления человека в сагиттальном и фронтальном направлениях измерений составляет 0-25 Гц; дискретность измерений составляет 0,03 мм при диапазоне колебаний ± 4 мм, 0,25 мм - при диапазоне ± 32 мм. В эксперименте приняло участие 6 здоровых испытуемых мужского пола, средний возраст которых составил 27,2 ± 0,6 года. Процедура эксперимента заключалась в стоянии испытуемого на стабилографической платформе в свободной стойке с закрытыми глазами (исключая пробу с вестибуло-зрительным воздействием). Дополнительными условиями оказывалось воздействие на различные сенсорные входы испытуемого: мягкая опора, выключение суставной проприоцепции, вестибуло-зрительное воздействие, стимуляция мышечной системы.

В работе анализировались параметры стабилографии, связанных с колебаниями общего центра давления (ОЦД) испытуемого: амплитуда отклонений в сагиттальной и фронтальной плоскостях, скорость перемещения.

Обработка полученного экспериментального материала проводилась с использованием оригинальных компьютерных программ данного комплекса.

Исследования проводились на базе кафедры легкой атлетики и проблемной научной лаборатории РГАФК.

Результаты исследования.

Для оценки положения тела в пространстве ЦНС использует сигналы зрительной, вестибулярной и проприоцептивной систем (Nashner and McCollum, 1985). Эти сигналы используются при запуске соответствующих двигательных программ (Gurfinkel V.S., Levik Y.S., Popov K.E., 1988), обеспечивающих нужную ориентацию тела в экстраперсональном пространстве и относительную стабильность тела.

Как отмечал Бернштейн (1966), в такой ситуации координированное движение может осуществляться только при постоянном согласовании центральных команд с ситуацией в периферических частях тела, нередко зависящей от внешних воздействий больше, чем от центральных команд, базирующихся как на препрограммировании, так и на данных кольцевого регулирования по каналам обратной связи.

Для выяснения роли мышечной афферентации в реакциях на возмущение позы в ряде работ применялась ишемическая деафферентация мышц нижних конечностей посредством пневматических манжеток, помещаемых на проксимальные звенья ног.

В нашем исследовании проводилась локальная анестезия голеностопных суставов обеих ног хлорэтиловым раствором (20мг на один сустав).

Рис.1 Изменение амплитуды и скорости ОЦД в различных экспериментальных ситуациях

Данные, представленные на рис.1 показывают, что при сравнении амплитуды колебаний ОЦД в норме и в случае анестезии она уменьшается как во фронтальном, так и сагиттальном направлении, при этом скорость движения ОЦД увеличивается. В этой экспериментальной ситуации нарушение системы управления движениями приводит к изменению биомеханической системы. Эти данные подтверждают выдвинутую Алексеевым с сотрудниками (1979, 1983) гипотезе, о том, что тело человека является перевернутым маятником, тело человека совершает колебания различной периодичности относительно оси вращения, совпадающей с осью вращения голеностопных суставов.

Амортизация больших возмущений вертикальной позы требует больших мышечных напряжений, не связанных с исходной длиной мышцы, активно и гибко регулируемых центральными командами к мышцам. Напряжение агониста и антагониста меняется местами в зависимости от фазы равновесия: когда положительная скорость движения сменяется отрицательной, агонист неизменно инактивируется и активируется антагонист. Таким образом, скорость перемещения ОЦД системы при ускорении и замедлении приобретает значение сигнала управления мышечной активностью. Такой контроль движения заставляет предполагать формирование некой центральной программы, фиксирующей возвращение в зону равновесия и осуществляющей оперативный контроль перемещений ОЦД.

Установив значение программных механизмов в поддержании вертикального положения, нужно сказать о том, что сложные позно-тонические реакции являются гравитационно-зависимыми процессами, запускающимися проприцептивными афферентациями и нормально осуществляемыми только при наличии гравитационных сил. для демонстрации роли афферентных сигналов при поддержании позы в данной работе использовалась мягкая опора в виде поролона, на котором находились испытуемые во время экспериментальных процедур, показало значительное увеличение амплитуды колебательных движений ОЦД, при значительном увеличении скорости перемещения.

Дополнительное воздействие через вестибулярное и зрительное влияние еще больше увеличивало значения колебательных движений. Вестибуло-зрительное воздействие оказывалось посредством использования испытуемыми специальных очков с призмами, позволяющими инвертировать правое зрительное поле на левое и наоборот. При кратковременном нахождении в данных очках испытуемые частично теряли ориентировку в пространстве, нарушалась их походка, некоторые ощущали легкое головокружение.

В вопросе о влиянии веса тела на устойчивость при стоянии нет единой точки зрения.

В наших исследованиях испытуемые выполняли задания с отягощением различного веса на плечах (рис.2).

Рис.2 Изменение скорости ОЦД в зависимости от дополнительной нагрузки

Рис.3 Изменение амплитуды колебаний ОЦД в сагиттальной плоскости

На графике показаны средние (n=6) результаты при использовании дополнительной нагрузки. Экспериментальные данные показывают, что использование отягощения примерно до величины 33-50% от собственного веса происходят незначительные изменения рассматриваемых характеристик колебаний ОЦД в сторону их увеличения. С дальнейшим ростом нагрузки наблюдаются изменения анализируемых показателей близкие к линейным.

Выскажем предположение важное для практической работы тренера. Возможно использование в тренировочных занятиях дополнительных отягощений до 50% от собственного веса в упражнениях технической направленности.

Дополнительные отягощения оказывают положительное влияние на мышечную систему: повышается общий тонус системы, включаются в работу большее количество двигательных единиц. Однако, показано, что в системе управления движениями значительных изменений не происходит. В таких случаях влияние дополнительного отягощения на показатели техники выполнения не будут оказывать существенного влияния. Оговоримся, что это предположение справедливо для движений, длительность выполнения которых мало и за это время не происходит утомления в мышцах. Соответственно, требуются дополнительные исследования этого вопроса.

Выводы

1. Воздействие на сенсорные входы различной модальности приводят к изменению позного равновесия здорового человека. Эти воздействия необходимо учитывать в ходе тренировочного процесса, особенно на предсоревновательном и соревновательном этапах при подготовке к ответственным соревнованиям.

2. Предполагается, что использование в тренировочных занятиях дополнительных отягощений (до 33-50% от собственного веса) в упражнениях технической направленности повышает требования к мышечной системе, без значительных изменений в системе управления движениями.

3. Исследования определили направления дальнейшего детального изучения позного равновесия, связанных с особенностями работы отдельных мышечных групп в различных ситуациях.

Литература

1. Nashner L.M. and McCollum G. The organization of human postural movements; A formal basis and experimental syntheses // Behav Brain Sci. 8:135-172, 1985.

2. Gurfinkel V.S., Levik Y.S., Popov K.E. Body scheme in control of postural activity// Stance and motion: facts and concepts.-New York, Plenum Press,1988.- 185-193.

3. Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности.- М.: ФИС, 1966.

4. Алексеев М.А., Добронравова И.С., Найдель А.В., Сметанин В.Н. О механизме регуляции вертикальной позы человека при движениях стопы // Физиолгия человека, 1979.-Т.5.- N4. - С.579-588.

5. Алексеев М.А., Сметанин Б.Н. Регуляция стопой человека равновесия механической системы типа "перевернутый маятник"//Физиология человека, 1983.- Т.9.- N4.- С.653-660.


 Home На главную  Forum Обсудить в форуме  Home Translate into english up

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

Щербакова, Е.В. Влияния сенсорных входов различной модальности на характеристики позного равновесия человека / Щербакова Е.В., Шестаков М.П. // Материалы конференции молодых ученых и студентов РГАФК. - М., 1999. - С. 141-146.