|
Abstract FEATURE OF FREQUENCY-SPATIAL ORGANIZATION OF ACTIVITY OF BARK OF BRAIN AS PREDICTOR OF SPORT ACTIVITY SUCCESSFULNESS E.V. Fomina, Ph. D., lecturer The Siberian state university of physical culture and sports, Omsk Key words: sports of maximum achievements, swimming, electroencephalography, specific physical loading. The purpose of the research was to identify the predictors of sport activity successfulness basing on the basis of the analysis of EEG of high-qualified athletes under the influence of the specific sport loading in the period of training to the Championship of Russia for swimming. The spectral analysis of EEG has indicated significant changes of bioelectrical activity that testifies the decrease of activation of the left hemisphere and indicates a state of internal concentration under the sport loading. The low showings of power of the slow-wave activity in all examined areas, especially in the right parietalotemporal area, are supposed to be a predictor of successfulness of the sport activity. These characteristics reflect individual features of the emotional reaction and motivation of the most successful sportsmen.
|
ОСОБЕННОСТЬ ЧАСТОТНО-ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ АКТИВНОСТИ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КАК ПРЕДИКТОР УСПЕШНОСТИ В СПОРТЕ Кандидат
биологических наук, доцент Е.В.
Фомина
Введение. Эффективное освоение новых высот спортивного мастерства требует разработки новых высоких технологий спортивной подготовки, основанных на отказе от допинговых средств стимуляции работоспособности и опирающихся на выявление спортивных талантов [3]. Вопрос о механизме индивидуальной фенотипической адаптации состоит в том, каким образом потенциальные и генетически детерминированные возможности организма преобразуются в реальный ответ на требование среды. Актуально выявление параметров, отражающих способность к максимальной реализации психофизиологических ресурсов. Связь фоновых показателей электрической активности коры со свойствами нервной системы, особенностями эмоционального реагирования, а также с успешностью когнитивной и перцептивной деятельности интенсивно изучается в настоящее время [5 - 7]. В доступной нам литературе отсутствуют работы, проведенные на современном оборудовании и посвященные изучению взаимосвязи показателей электрической активности коры с успешностью спортивной деятельности. Наибольший теоретический и практический интерес представляет изучение динамики биоэлектрической активности головного мозга под влиянием специфической физической нагрузки спорта высших достижений, являющегося уникальной моделью максимальной мобилизации функциональных резервов организма. Целью настоящего исследования было выявление предикторов успешности спортивной деятельности на основе анализа особенностей частотно-пространственной организации активности коры головного мозга у представителей спортивной элиты в плавании. Методы и организация исследования. Обследование проведено на 13 высококвалифицированных пловцах перед выступлением на чемпионате России и отбором на чемпионат Европы. Две группы, различающиеся по степени успешности, были выделены на основе результатов выступления на чемпионате России и рейтинговой оценки тренеров. Регистрация ЭЭГ производилась с помощью компьютерного комплекса "Нейрон-Спектр" (монополярно с 16 стандартных точек отведения) в соответствии с международной системой "10-20". Референтные электроды располагались на мочке уха. Рассматривались следующие частотные диапазоны: дельта 0,5 -3,9 Гц, тета 4-7,9 Гц, альфа 8-13,9 Гц, бета низкой частоты 14-19,9 Гц, бета высокой частоты 20-35 Гц. Продолжительность регистрации составляла 60 с, эпохи анализа - 4 с, частота квантования - 256 Гц. Спектральная плотность ЭЭГ вычислялась методом быстрого преобразования Фурье. Параллельно проводилось тестирование психофизиологических показателей с использованием программно-аппаратного комплекса "Определитель индивидуального профиля функциональных асимметрий мозга", включающего в себя индивидуальную карту для занесения результатов проб на определение сенсомоторных асимметрий, программы тестов для исследования КЧСМ и КЧРМ, теппинг-теста, времени простых двигательных реакций (прямой и перекрестной) на световой и звуковой раздражители и реакции выбора, а также программу предварительной обработки результатов и выявления асимметрии изученных показателей. Регистрация ЭЭГ и компьютерные тесты выполнялись до и после тренировки с использованием компьютера Notebook. Отличительная особенность нашей работы закл в состояла в проведении исследований непосредственно на спортивных сооружениях, что позволяет объективно оценить влияние специфической физической нагрузки. Статистическая обработка включала в себя вычисление средней арифметической, стандартной ошибки средней арифметической, сравнение средних для связанных и несвязанных выборок по t-критерию Стьюдента. В статье обсуждаются только статистически значимые различия. Статистическая обработка производилась на компьютере IBM Intel Pentium с помощью программы Microsoft EXCEL 97 и программы STATISTICA 6.0. Результаты и их обсуждение. Первоначально на всем контингенте обследованных пловцов были рассмотрены динамические перестройки биоэлектрической активности мозга под влиянием спортивной нагрузки. В дельта-диапазоне произошло увеличение средней амплитуды в правой лобной области, что сопровождалось увеличением в ней индекса ритма. В тета-диапазоне произошло увеличение средней амплитуды в левой центральной, в левой теменной и в левой затылочной областях. Средняя мощности спектра увеличилась в левом центральном отведении. В альфа-диапазоне отмечалось увеличение максимальной амплитуды в левом центральном и левом теменном отведениях. Увеличение частоты альфа-диапазона зарегистрировано в правом лобном отведении, а ее снижение - в правом затылочном отведении. В низкочастотном бета-диапазоне зарегистрировано увеличение средней амплитуды в переднелобном, центральном и затылочном отведениях левого полушария, а также в лобном отведении правого полушария. Мощность низкочастотного бета-диапазона увеличилась в центральном, теменном и затылочном отведениях левого полушария. В высокочастотном бета-диапазоне снижение частоты отмечено в лобном отведении правого полушария. Другими словами, в правой лобной области происходит снижение средней частоты высокочастотного бета-диапазона и повышение доминирующей частоты альфа-диапазона. Таким образом, влияние специфической физической нагрузки проявляется в значительных изменениях частотно-пространственной организации активности коры головного мозга пловцов спортивной элиты. Изменения, происходящие в низкочастотных диапазонах левого полушария, можно рассматривать как показатель снижения активации, так как увеличение медленноволновой активности большинство исследователей считают наиболее характерным признаком снижения функционального состояния. Результаты энцефалографического исследования согласуются с данными, полученными нами ранее при обследовании наиболее высококвалифицированных спортсменов, где было показано смещение функциональных асимметрий влево под влиянием специфической физической нагрузки [8]. Наиболее интересными, на наш взгляд, являются перестройки тета-диапазона в результате воздействия спортивной нагрузки. Согласно литературным данным, увеличение средней амплитуды тета-диапазона в центральном отведении у здоровых испытуемых отмечается в условиях концентрации внимания (в том числе в процессе медитации), при этом выявлены значимые корреляционные взаимоотношения с вегетативной активностью [10]. Положительная корреляция тета-мощности показана также по отношению к положительным эмоциональным переживаниям [2]. Мы разделяем мнение ряда исследователей, связывающих усиление мощности дельта- и тета-колебаний с увеличением внутренней концентрации и отключением внимания от внешней среды, обусловленных активацией кортикальных проекций на таламус, что приводит к снижению функционального состояния, а связь с окружающей средой, в свою очередь, тормозится [6]. Можно предположить, что воздействие специфической физической нагрузки на представителей спортивной элиты ведет к возникновению состояния внутренней концентрации, сходного с медитативным. Вероятно, многолетняя спортивная тренировка позволяет достигать такого состояния в ходе выполнения специфической физической нагрузки, которое и обеспечивает высокие спортивные результаты. Дальнейший анализ динамики биоэлектрической активности мозга был проведен по результатам сравнения групп спортсменов, выделенных на основании рейтинга успешности. Значительные различия в соотношении спектральной мощности диапазонов выявлены как до, так и после специфической физической нагрузки. До нагрузки различия мощности тета-диапазона выявлены только в отведениях правого полушария. Группа наиболее успешных спортсменов отличалась меньшей мощностью тета-диапазона в центральном, теменном и двух лобных отведениях правого полушария, что можно рассматривать как показатель более высокой активированности правого полушария у этой группы спортсменов по сравнению с другой. Мощность альфа-диапазона оказалась сниженной в центральн ом и височно-теменном отведениях правого полушария. Согласно исследованиям, правая теменно-височная область вовлечена в модуляцию вегетативной и поведенческой активации. Активность этой зоны связывают со степенью и интенсивностью эмоционального напряжения безотносительно знака, что вызвано развитыми связями этой области со структурами промежуточного мозга, обеспечивающими выход эмоционального напряжения на вегетативные функции и проявляющимися в виде сдвигов кровяного давления и секреции кортизола [11]. Меньшая мощность альфа-диапазона у наиболее успешных спортсменов указывает на повышенную активность у них этой области по сравнению со спортсменами, занимающими более низкие позиции в рейтинге. Мы полагаем, что выявленные нами различия указывают на особенности вегетативного обеспечения эмоциональных состояний у наиболее успешных спортсменов, что может проявляться в более ярких эмоциональных переживаниях как с положительн ым, так и с отрицательным знаком. До нагрузки наиболее успешные спортсмены отличались от менее успешных меньшей мощностью низкочастотного бета-диапазона в затылочном, теменном, центральном и во всех лобных отведениях левого полушария. После нагрузки мощность тета-диапазона значительно ниже в группе наиболее успешных спортсменов по сравнению с менее успешными во всех отведениях левого полушария, кроме теменного, а также в переднелобном и теменном отведениях правого полушария. Мощность бета-диапазона в затылочном отведении правого полушария ниже в группе наиболее успешных спортсменов. Результаты нашего исследования указывают на меньшую мощность альфа- и тета-диапазонов в группе наиболее успешных спортсменов по сравнению с группой менее успешных. Мы полагаем, что выявленные нами различия биоэлектрической активности коры головного мозга наиболее успешных спортсменов по сравнению с менее успешными отражают особенности мотивации спортсменов, достигающих высоких спортивных результатов. Согласно современным электрофизиологическим исследованиям мощность медленноволновых диапазонов отрицательно связана с показателем шкалы ценности цели в мотивации достижения, другими словами, чем ниже мощность медленноволновых диапазонов, тем выше цель, которую ставит индивид, и наоборот, лица с высокой мощностью медленноволновых диапазонов стремятся к достижению легкодоступной цели [6]. Эти данные согласуются с полученными нами результатами и указывают на особенности мотивации достижения цели у наиболее успешных пловцов, так как нами у них зарегистрированы более низкие показатели мощности альфа- и тета-диапазонов по сравнению с менее успешными. Исследование особенностей биоэлектрической активности коры головного мозга позволяет объективно оценить индивидуально-типологические особенности спортсменов, в то же время спортивная практика требует применения более доступных и простых методов диагностики. Одним из таких методов является проведение теппинг-теста, позволяющего выявить особенности высшей нервной деятельности [4] и степень развития волевых качеств [9]. Сравнение показателей теппинг-теста групп спортсменов, различающихся по успешности спортивной деятельности, также обнаружило различия этих групп. Группа наиболее успешных спортсменов отличалась стабильной частотой движений в единицу времени, что характерно для лиц с сильным типом нервной системы, в то время как в группе менее успешных спортсменов наблюдалось снижение частоты движений на двух последних 10-секундных интервалах. Известно, что мотивационная сфера связана и с особенностями высшей нервной деятельности. Лица сильного, подвижного типа темперамента ориентируются на достижение цели высокой ценности, а лица слабого типа - на цель высокой вероятности достижения. Таким образом, результаты теппинг-теста согласуются с анализом частотно-пространственной организации активности коры головного мозга спортсменов, так как низкие показатели мощности медленноволновых диапазонов свидетельствуют о сильном типе высшей нервной деятельности [6]. Мы полагаем, что результаты исследования могут быть использованы в качестве отправной точки при разработке новых высоких технологий в спорте высших достижений, и в частности в плавании. Представляет интерес исследование динамики биоэлектрической активности мозга под влиянием специфических физических нагрузок и в других видах спорта для сравнения полученных результатов. Заключение. Изучение динамики биоэлектрической активности головного мозга под влиянием специфической физической нагрузки спорта высших достижений позволило дополнить знания о психофизиологических характеристиках состояния мобилизации функциональных резервов. Спектральный анализ ЭЭГ указывает на возникновение состояния внутренней концентрации и снижение активации левого полушария, сопровождающих достижение высоких спортивных результатов. Предикторами успешности в плавании согласно нашим результатам являются низкие показатели мощности ритмов медленноволновых диапазонов, что сочетается с сильной, подвижной и лабильной нервной системой, а также предпочтением целей высокой субъективной ценности. Как один из предикторов успешности можно рассматривать снижение активации височно-теменной области, которое отражается на особенностях эмоциональных переживаний высококвалифицированных спортсменов. Литература 1. Афтанас Л.И., Голошейкин С.А. Динамика корковой активности в условиях измененного состояния сознания: исследование медитации с помощью ЭЭГ высокого разрешения // Физиология человека. 2003, т. 29, № 2, с.18-27. 2. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ. - Новосибирск.: СО РАМН, 2000. - 126 с. 3. Бальсевич В.К., Пьянзин А.И. Организация непрерывного контроля за двигательными функциями организма спортсмена // Теория и практика физ. культуры. 2004, № 5, с. 32-34. 4. Ильин Е.П. Зависимость максимальной частоты движений от типологических особенностей проявления основных свойств нервной системы / Е.П. Ильин, М.Н. Ильина // Психофизиологические особенности спортивной деятельности. Л., 1975, с. 66-73. 5. Разумникова О.М. Частотно-пространственная организация активности коры мозга при конвергентном и дивергентном мышлении в зависимости от фактора пола. Сообщение I. Анализ мощности ЭЭГ // Физиология человека, 2004, т. 30, № 6, с. 17-27. 6. Русалов В.М., Русалова М.Н., Стрельникова Е.В. Электрофизиологическое исследование мотивации выбора у человека // Успехи физиол. наук. 2002, т. 33, № 2, с. 68-82. 7. Умрихин Е.А., Джебрилова Т.Д., Коробейникова И.И. Частотно-пространственные характеристики ЭЭГ при разной результативности целенаправленной деятельности студентов в ситуации экзаменационного стресса // Физиология человека. 2004, т. 30, № 6, с. 28-35. 8. Фомина Е.В. Сенсомоторные асимметрии спортсменов. - Омск.:СибГУФК, 2003. - 152 с. 9. Щербаков Е.П. Функциональная структура воли. - Омск: Омская правда. 1990. - 257 с. 10. Amzica F. Steriade Mthe K-complex its(P < 1Hz) rhythmicity and relation to delta waves//Neurologi. - 1997.- Vol. 49.- P. 952-959. 11. Heller W., Nitchke J.B. Regional brain activity and emotion: a framework for undestending cognition in depression // Cognit. Emot. -1997.- Vol.104. - P. 327-333.
При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!
Реклама:
|
Ключевые слова: спорт высших
достижений , плавание
, электроэнцефалография,
специфическая физическая нагрузка.
На главную
В библиотеку
Обсудить в форуме