Физиологические основы формирования двигательных навыков

Основу технического мастерства спортсменов составляют двигательные умения и навыки, формирующиеся в процессе тренировки и существенно влияющие на спортивный результат.

Двигательные умения - способность на моторном уровне справляться с новыми задачами поведения. Двигательные навыки - это освоенные и упроченные дей­ствия, которые могут осуществляться без участия сознания (автоматически) и обеспечивают оптимальное решение двигательной задачи.

Любые навыки - бытовые, профессиональные, спортивные - не явля­ются врожденными движениями. Они приобретены в ходе индивидуально­го развития. Возникая в результате подражания, условных рефлексов или по речевой инструкции, двигательные акты осуществляются специальной функциональной системой нервных центров. Дея­тельность этой системы включает следующие процессы: синтез афферент­ных раздражений (информации из внешней и внутренней среды), учет доминирующей мотивации (предпочтение действий), использование памят­ных следов (арсенала движений и изученных тактических комбинаций); формирование моторной программы и образа результата действий; внесе­ние сенсорных коррекций в программу, если результат не достигнут.

Комплекс нейронов, обеспечивающих эти процессы, располагается на различных этажах нервной системы, становясь доминантой, т. е. господ­ствующим очагом в центральной нервной системе.

Порядок возбуждения в доминирующих нервных центрах закрепляется в виде определенной системы условных и безусловных рефлексов и сопро­вождающих их вегетативных реакций, образуя двигательный динамиче­ский стереотип

Каждый пред­шествующий двигательный акт в этой системе запускает следующий. Это облегчает выполнение целостного упражнения и освобождает сознание че­ловека от мелочного контроля за каждым его элементом. Роль условно-рефлекторного механизма образования двигательных навыков доказывает­ся, в частности, тем, что выработанные навыки во многом угасают при пе­рерывах в тренировке (при отсутствии подкрепления).

Варьируют длительность фаз, мышечные усилия, последовательность включения мышц. Это позволило говорить о закономерной вариативно­сти внешних и внутренних компонентов двигательного навыка. Наличие вариаций позволяет отбирать оптимальные и отбрасывать неадекватные моторные программы, учитывать не только внешние изменения ситуации, но и сократительные возможности мышц. Вариативность особенно выражена в периоды врабатывания, перед отказом от работы и в восстановительном периоде.

Сохранение основных черт двигательного навыка в условиях изменяю­щейся внешней среды и перестроек внутренней среды организма возможно лишь при варьировании "гибких" связей в системе управления движениями.

Навыки в ситуационных видах спорта (спортивных играх, единоборст­вах) отличаются наибольшей вариативностью. Стереотипы в этих видах спорта формируются лишь при овладении отдельными элементами техни­ки (например, в штрафных бросках). Автоматизация этих навыков позволя­ет быстрее включать их в новые движения. В стандартных видах спорта навыки более стереотипны. Их стабильность повышается по мере роста спортивного мастерства. Но и здесь необходимо сохранение определенного уровня вариативности навыков для их адаптации к разным условиям вы­полнения.

На первом этапе формирования двигательного навыка возникает замысел действия, осуществляемый ассоциативными зонами коры боль­ших полушарий (переднелобными и нижнетеменными). Они формируют общий план осуществления движения. Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработка зри­тельной информации (при показе) и слуховой (при рассказе). Опытные спортсмены быстрее формируют зрительный образ движения, так как у них лучше выражена поисковая функция глаза, и они способны эффективно выделять наиболее важные элементы. У них богаче кладовая "моторной памяти" - хранящиеся в ней образы освоенных движений, быстрее проис­ходит извлечение нужных моторных следов.

На втором этапе обучения начинается непосредственное выполне­ние разучиваемого упражнения. При этом отмечаются 3 стадии форми­рования двигательного навыка:1)стадия генерализации (иррадиации возбуждения),

2) стадия концентрации и 3)стадия стабилизации и автоматизации.

Организация движений во времени, оценка ситуации, построение последо­вательности двигательных актов, их сознательная целенаправленность осуществляются передне-лобной ассоциативной корой. Только в ней име­ются специальные нейроны кратковременной памяти, которые удерживают созданную программу от момента прихода в кору внешнего пускового сиг­нала (или от момента самоприказа) до момента осуществления моторной команды.

Соответственно этому во время реальной работы можно видеть особую специфику мозговой активности, отражающую характерные черты двига­тельных программ.

Массированный поток афферентных импульсов от проприорецепторов многих мышц затрудняет отделение основных рабочих мышечных групп от посторонних. Анализ "темного" мышечного чувства еще более осложняет­ся обильным притоком интероцептивных сигналов - в первую очередь, от рецепторов дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Требуются много­кратные повторения разучиваемого упражнения для постепенного совер­шенствования моторной программы и приближения ее к заданному этало­ну.

На второй стадии формирования двигательного навыка происходит концентрация возбуждения в необходимых для его осуществления кор­ковых зонах. В посторонних же зонах коры активность подавляется одним из видов условного внутреннего торможения - дифференцировочным тор­можением. В коре и подкорковых структурах создается мозаика из возбуж­денных и заторможенных нейронных объединений, что обеспечивает коор­динированное выполнение двигательного акта.

На третьей стадии в результате многократного повторения навыка в разнообразных условиях помехоустойчивость рабочей доминанты повыша­ется. Появляется стабильность и надежность навыка, снижается созна­тельный контроль за его элементами, т. е. возникает автоматизация навыка. Прочность рабочей доминанты поддерживается четкой сонастройкой ее нейронов на общий ритм корковой активности.

Особое значение в отработке моторных программ имеют обрат­ные связи. Информация, поступающая в нервные центры по ходу движе­ния, служит для сравнения полученного результата с имеющимся этало­ном.

В системе обратных связей различают "внутренний контур" регуля­ции движений, передающий информацию от двигательного аппарата и внутренних органов (в первую очередь - от рецепторов мышц, сухожилий

и суставных сумок), и "внешний контур", несущий сигналы от экстерорецепторов (главным образом, зрительных и слуховых). При первых попыт­ках выполнения движений, благодаря множественному и неопределенному характеру мышечной афферентации, основную роль в системе обратных связей играют сигналы "внешнего контура" - зрительный и слуховой кон­троль.

Процесс обучения навыку ускоряется при разного рода дополнитель­ной информации об успешности выполнения упражнения - указания тренера, компьютерный анализ движения в трехмерном пространстве, про­смотр кинокадров, видеофильмов, записей ЭМГ и др.

Особенно ценной для обучаемого является срочная информация, по­ступающая непосредственно в периоде выполнения упражнения или при повторных попытках Для усиления мышечных ощущений при освоении сложных упражне­ний используют различные тренажеры. Особенное влияние на сознатель­ное построение моторных программ имеют тренажеры, управляющие суставными углами (Евсеев С. П., 1991), так как импульсы от рецепторов суставных сумок поступают непосредственно в кору больших полушарий и хорошо осознаются.

Особое значение в процессе моторного научения имеет речевая регуляция движений (словесные указания педагога, внутренняя речь обучаемого).

В экстремальных условиях мышечной работы, при развитии утом­ления надежность навыка поддерживается путем мобилизации функ­циональных резервов мозга - дополнительным вовлечением нервных цен­тров, включением в систему управления движениями другого полушария.

При перерывах в тренировке могут сохраняться основные черты навы­ка, последовательность его фаз, но теряется способность эффективного выполнения тонких его элементов. В наибольшей степени утрачиваются самые сложные элементы навыка, а также вегетативные его компоненты.