Совершенствование двигательной функции человека в процессе онтогенеза происходит как вследствие продолжающегося в первые годы после рождения созревания отделов нервной системы и врожденных механизмов, участвующих в координации движений, так и в результате научения (обучения), т.е. формирования новых связей, которые составляют основу программ новых движений.
Как уже отмечалось выше, обилие степеней свободы в опорно-двигательном аппарате, а также влияние на результат движения сил тяжести и инерции осложняют выполнение любой двигательной задачи. Именно эти обстоятельства являются основными препятствиями (трудностями) при выполнении новых движений. Первоначально, т.е. на первых этапах обучения эти трудности нейтрализуются за счет развития дополнительных мышечных напряжений. Благодаря им жестко фиксируются суставы, не участвующие в движении, и активно тормозится инерция быстрых движений. Однако такой путь преодоления трудностей, или помех, энергетически невыгоден и утомителен. В тоже время использование обратных связей пока малоэффективно (и несовершенно), поэтому коррекционные посылки, возникающие на основе обратной афферентации, недостаточны и требуют дополнительных коррекций. Именно по этой причине важную роль в обучении движениям играет рецепция, особенно проприорецепция. При этом в процессе обучения афферентная (в том числе и проприоцептивная) ипмульсация используется с двумя целями – 1) для коррекции движения в процессе его выполнения, 2) для коррекции программы следующего движения на основе ошибок предыдущего.
Данные ЭЭГ- анализа показывают, что при обучении произвольным движениям, т.е. в процессе тренировки происходит перераспределение межцентральных корреляций корковых биопотенциалов. В начале обучения общее число центров, вовлеченных в совместную деятельность, резко возрастает, и усиливаются синхронные отношения ритмических составляющих ЭЭГ моторных зон с передними и задними ассоциативными областями. По мере овладения движением общий уровень пространственной синхронизации значительно снижается, но, зато усиливаются связи моторных зон с нижнетеменными ассоциативными зонами. Кроме того, в процессе обучения меняется ритмический состав биопотенциалов разных зон коры – в ЭЭГ начинают регистрироваться медленные ритмы, которые совпадают по частоте с ритмом выполнения движений (такие ритмы названы «меченными»)
На начальных этапах обучения, судя по данным электромиографии, мышцы-антагонисты даже тех суставов, в которых совершаются движения, активируются одновременно, при этом в циклических движениях мышцы почти не расслабляются. Возбуждаются также многие мышцы, не имеющие прямого отношения к данному двигательному акту. Вот почему движения, совершаемые на первых этапах двигательного обучения, напряжены и угловаты.
Согласно Н. А. Бернштейну, в процессе двигательного обучения вырабатывается новая структура двигательного акта – в его динамику включаются немышечные силы, которые становятся составной частью двигательной программы. Одновременно устраняются излишние мышечные напряжения, движение становится более устойчивым к внешним возмущениям. На электромиограммах видна концентрация возбуждения мышц во времени и пространстве – периоды активности работающих мышц укорачиваются, а количество мышц, вовлеченных в возбуждение, уменьшается. Это приводит к повышению экономичности мышечной деятельности, а движения делаются более плавными, точными и непринужденными.
Важно отметить, что при физическом утомлении, вызванном длительной работой, координация мышечной деятельности нарушается. В частности, возбуждение каждой работающей мышцы становится менее локализованным, т.е. менее концентрированным во времени, а в работу вовлекаются другие мышцы, сначала синергисты, компенсирующие снижение силы основных мышц, а затем, по мере нарастания дискоординации – и другие мышцы, в том числе антагонисты. В целом, движения становятся менее точными, темп их замедляется. Таким образом, при утомлении происходит своеобразный переход к первым этапам научения.
Следует подчеркнуть, что выработка двигательных навыков является, по сути, выработкой оперантных (инструментальных) условных рефлексов, или рефлексов Ю. Конорского, о чем подробно изложено в разделе «Рефлекторная деятельность мозга»
Особого внимания заслуживает проблема формирования двигательных навыков как основы совершенствования спортивных упражнений в процессе систематической тренировки. За счет пластичности нервной системы, передаваемой по наследству, обеспечивается хорошая тренируемость, то есть способность в процессе обучения овладевать новыми, сложными по координации формами движений.
Физиологами спорта было установлено много важных фактов, отражающих сущность формирования двигательных навыков.
1)Так, известно, что с увеличением запаса выработанных ранее двигательных актов, повышается способность легче и быстрее вырабатывать новые движения (положительный перенос навыка). Это особенно характерно для спортсменов, владеющих большим комплексом уже закрепленных сложных двигательных актов (гимнасты, акробаты, фигуристы). В основе этого явления лежит способность ЦНС к экстраполяции.
2) В процессе тренировки, направленной на формирование двигательного действия, отдельные компоненты движения выстраиваются в своеобразную систему последовательных двигательных актов в виде двигательного динамического стереотипа.
3) Формирование двигательного навыка при занятиях спортом проходит через несколько стадий. Первая стадия – это объединение отдельных элементов движения в целостное действие. Она характеризуется иррадиацией возбуждения в моторной зоне коры с генерализацией ответных двигательных реакций и вовлечением в работу «лишних» мышц. Во второй стадии, благодаря постепенной концентрации возбуждения, происходит улучшение координации движений, усиление стереотипности двигательных актов. В третьей стадии навык закрепляется, стабилизируется, достигается высокая степень координации и стереотипности движений.
4) Двигательные навыки, как и другие условные рефлексы, по мере закрепления становятся все более стойкими (и чем они проще по своей структуре, тем прочнее).
5) После прекращения систематической тренировки навык начинает утрачиваться, причем в первую очередь – наиболее сложные в координационном плане компоненты двигательного навыка, в то время как простые компоненты навыка могут сохраняться годами и даже десятилетиями.
6). В процессе тренировки параллельно с формированием двигательных навыков происходит тренировка двигательных качеств, т.е. силы, скорости, мощности, координационных способностей, а также общей и специальной выносливости. Однако развитие конкретного качества определяется направленностью тренировочного процесса (например, тренировка силы и тренировка аэробной выносливости осуществляется разными методическими приемами).
7) Одновременно с формированием двигательных навыков в процессе тренировки возрастает эффективность их вегетативного обеспечения, т.е. повышается работоспособность, или тренированность. Тренированность бывает общая и специальная. Специальная тренированность (т.е. в избранном виде спорта) обусловлена формированием и совершенствованием необходимых для данного вида спорта двигательных навыков и развитием двигательных качеств – силы, скорости, выносливости, ловкости.
Окончание главы 29