Психофизиологическая характеристика основных двигательных качеств

Качества, характеризующие быстродействие.

Показатели, характеризующие быстродействие, делят на три группы:

1) время одиночного движения;

2) время реагирования на сигнал;

Частота движений.

Между проявлениями каждой из этих функций в различных условиях имеется связь. Так, человек, обладающий коротким временем реакции в одной ситуации, например при реагирова­нии рукой, покажет короткое время реакции и при реагировании ногой. То же можно сказать и про максимальную частоту дви­жений в различных суставах: если человек опережает по час­тоте других при движении в одном суставе, то он сохранит это преимущество и при движениях в других суставах (Д.П. Букреева). Это указывает на наличие общего для различных дви­жений фактора реагирования и частоты движений, который связан, очевидно, с особенностями процессов центральной нерв­ной системы. Ф. Генри нашел, что 3/4 вариаций в латентном вре­мени реакции у разных испытуемых приходится на общий фак­тор и лишь 1/4 зависит от специфики сигнала, движения или движущейся части тела. В качестве таких общих факторов для проявления какого-либо качества в различных условиях явля­ются типологические особенности нервной системы — уровень активации, лабильность, баланс нервных процессов.

В то же время между разными проявлениями быстроты связей нет или они выражены слабо. Можно обладать большой частотой движений и относительно плохим временем реагиро­вания на сигнал. Можно быстро сокращать мышцу, но мед­ленно ее расслаблять. Поэтому к оценке скоростных возмож­ностей спортсмена следует подходить дифференцированно. Кро­ме того, следует иметь в виду и специфичность выявления по­казателей быстродействия в лабораторных условиях по сравне­нию с измерением быстроты передвижения спортсмена в ре­альных условиях. Как правило, в первом случае предлагаются; такие испытания, которые исключают влияние антропометри­ческих особенностей человека на диагностируемые показатели. Во втором же случае антропометрические особенности играют большую роль. Скоростные показатели в естественных условиях спортивной деятельности зависят от развиваемого ускорения, а оно определяется силой мышц, и через нее — массой тела или его звеньев, длиной рычага, общей длиной тела и т. п.

Кроме того, в практике физического воспитания и спорта приходится встречаться со всеми формами проявления быстро­действия (например, у спринтера), поэтому спортивный резуль­тат может зависеть от каждого из них. Однако из этого нельзя делать обратного заключения — что по одному проявлению бы­строты можно судить о развитии остальных. Кроме того, в ря­де видов спорта преимущественное выражение получает толь­ко одно из скоростных проявлений (например, в стрельбе по тарелочкам — время реакции и реакция на движущийся объект, своеобразное предугадывание положения объекта — экстраполя­ция; в спринте — время реакции на звук и частота шагов и т. д.).

Время реагирования на сигналы. Время реакции измеряется интервалом между появлением сигнала и началом ответного действия. Это время определяется:

1) быстротой возбуждения рецептора и посылки импульса
в сенсорные центры;

2) быстротой переработки сигнала в центральной нервной
системе (перекодирования, опознания);

3) быстротой принятия решения о реагировании на сигналы;

4) быстротой посылки сигнала к началу действия по эфферентным волокнам;

5) быстротой развития возбуждения в исполнительном ор­
гане (мышце) и преодолении инерции покоя соответствующего
звена тела.

При измерении времени реакции в лабораторных условиях (на рефлексометре) к этому добавляется еще и время, уходя­щее на преодоление сопротивления кнопки прибора, с помо­щью которой замыкается цепь и останавливается прибор.

Исходя из этого, время реакции делят на сенсорный и мо­торный компоненты. Первый называют латентным периодом. Он зависит от модальности сигнала, т. е. от того, к какому анали­затору он относится. Чувствительность разных анализаторов не одинаковая, поэтому на звуковые сигналы латентный период несколько короче, чем на зрительные; среди последних на крас­ный цвет латентный период короче, чем на зеленый и синий. Во многих случаях от спортсмена требуется не простое реа­гирование на сигнал, а оценка ситуации, значимости того или иного стимула при их множественном одновременном появле­нии, когда на один сигнал надо реагировать, а на другой нет или когда на один сигнал надо реагировать одним способом, на другой — иным. Это, естественно, приводит к увеличению времени реагирования на сигнал за счет «центральной задержки, т.е. времени, уходящего на обработку сигнала, его опознание и принятие решения о целесообразности той или иной ответной реакции.

В связи с этим выделяют простые реакции (реагирование на одиночный сигнал) и сложные, которые делятся на диф­ференцировочные (когда на одни сигнал надо реагировать, а на другой - нет) и на реакции выбора (когда на каждый сигнал нужно реагировать строго определенным образом). К слож­ным относят и реакцию на движущийся объект (РДО), сущность которой состоит в следующем. Как правило, спортсмен управляет своими движениями, упреждая события, например, выход вратаря на перехват мяча. Следя за ситуацией и переме­щением мяча, вратарь должен экстраполировать (предсказать), в какой точке площадки и когда окажется движущийся мяч. В зависимости от этих расчетов он определяет направление своего перемещения в пространстве и быстроту движений. В РДО играет роль не абсолютная быстрота реагирования, а своевременность его.

Показано, что в реакции на движущийся объект основное значение имеет умение увидеть предмет, движущийся с боль­шой скоростью. Эта способность тренируема, как, впрочем, и компоненты простой и сложной реакции. Поэтому у опытных спортсменов РДО значительно короче и точнее, чем у начинаю­щих. То же относится и к времени реакции. Связано это в значительной степени с тем, что опытный спортсмен реагиру­ет не столько на движение объекта (мяча, рапиры и т. п.), сколько на подготовительные действия соперника. Доказано, что вратарь не в состоянии среагировать на мяч при сильном пробитии пенальти: мяч влетит в ворота быстрее, чем вратарь бросится за ним. Все удачные действия вратаря, связанные с отражением одиннадцатиметровых ударов, связаны с угадыва­нием направления удара.

Между временем простой реакции и временем «централь­ной задержки» нет корреляции. Это дает основание рассматривать «центральную задержку» в качестве самостоятельного показателя, не связанного с сенсорным моторным компонентом времени реакции. Выделить «центральную задержку» из времени сложной реакции можно путем вычитания времени простой реакции из времени сложной реакции. Имеющаяся при этом погрешность, связанная с тем, что и во времени простой реакции есть своё время «центральной задержки», в практических целях несущественна. Выигрыш же для понимания происходящих в ЦНС сдвигов очевиден. Например, при монотонии время простой реакции укорачивается, ВТО время как «центральная задержка» удлиняется.

Моторный компонент времени реакции зависит от легкости возбуждения мышц, а так же от того, какими силами инерции покоя (т. е., по существу, весом) обладают различные звенья конечностей. Поэтому при реагировании на сигнал разными звеньями тела время реакции будет различным. Из-за инерции звеньев тела время реакции, фиксируемое электросекундоме­ром, больше, чем фиксируемое с помощью электромиографии, когда латентный период определяется временем от появления сигнала до начала возбуждения мышцы (что видно по усиле­нию биоэлектрической активности мышц).

Время реакции зависит от интенсивности сигнала: чем он интенсивнее (до определенного предела), тем меньше время реакции. Однако чрезмерно сильные сигналы тормозят ответ­ную реакцию.

Большое влияние на быстроту реагирования на сигналы оказывает концентрация внимания. В связи с этим спортсмен быстрее реагирует на ожидаемый сигнал (после команды «Вни­мание!») и значительно медленнее — на неожиданный сигнал.

Быстрота одиночного движения как изолирован­ная характеристика может рассматриваться только при расчле­ненном биомеханическом анализе двигательных актов.

Проявление быстроты движений зависит от морфо-функциональных особенностей мотонейронов и мышечных волокон. Мы­шечные волокна обладают разной быстротой сокращения: од­ни — около 120 мс, другие около 60 мс. Соотношение быстрых и медленных двигательных единиц, состоящих из мышечных волокон и иннервирующего их мотонейрона, в разных мышцах различно. Поэтому одни мышцы развивают напряжение быст­рее, а другие — медленнее. Однако имеет значение и быстрота возникновения и исчезновения импульсов возбуждения в нерв­ных центрах и мотонейронах: при постоянной частой посылке импульсов из центра к мышечным волокнам они становятся быстрыми, при постоянной редкой импульсации — медленными. В этом и кроются резервы увеличения быстроты одиночного мышечного сокращения.

Частота движений зависит как от описанных выше механизмов, так и от способности мышц быстро расслаблять­ся. Механизмом повышения максимальной частоты движений является открытое Н.В. Голиковым и сформулированное в виде физиологического закона А.А. Ухтомским явление усвоения ритма функциональной системой, связанное с повыше­нием функциональной лабильности нервных центров и исполни­тельных органов.

Выносливость.

Под выносливостью понимают способность че­ловека длительно выполнять работу без снижения ее интенсив­ности. Измеряют выносливость в основном одним способом — временем работы до отказа человека поддерживать заданную интенсивность, вследствие невозможности преодолеть за счет волевого усилия усталость. Длительность работы до момента снижения ее интенсивности можно разделить на две фазы. Первая фаза — работа до появления чувства усталости, которое свидетельствует о наступлении утомления. Вторая фаза — работа на фоне усталости до тех пор, пока человек может за счет дополнительного волевого усилия поддерживать необхо­димую интенсивность. Соотношение длительности этих фаз у разных людей различно: у имеющих сильную нервную систему длиннее вторая фаза, у имеющих слабую нервную систему — первая фаза.

"Волевое напряжение, за счет которого сохраняется интенсивность работы, является общим компонентом для всех видов выносливости, однако оно имеет предел. Поэтому необходимо наряду с развитием воли адаптировать организм спортсмена к тем неблагоприятным факторам, которые возникают в процессе утомления.

Интенсивность работы и особенности выполняемых упражне­ний, режимы работы мышц (динамический или статический) определяют разновидности выносливости: к статическим усилиям, скоростную, силовую. Разные виды вынос­ливости могут не коррелировать друг с другом. Можно, напри­мер, быть выносливым в локальной работе (определенными мы­шечными группами) и невыносливым в глобальной работе (при включении всех основных крупных мышц тела). Можно обла­дать большой выносливостью в динамической работе и ма­лой — в удержании статического усилия (В.В. Скрябин). Это обусловлено различиями в биохимических механизмах обеспечения работы различного характера и в особенностях развития торможения в центральной нервной системе. Напри­мер, скоростная работа в большей мере связана с анаэробны­ми процессами, а бег на длинные дистанции — с аэробными. Осо­бенностью статических усилий является быстрое развитие торможения в нервных центрах.

Однако во всех видах локальной работы отдельными мы­шечными группами обнаруживается корреляция между дли­тельностью второго (волевого) компонента выносливости, т. е. временем работы на фоне усталости (М.Н. Ильина). Это зна­чит, что спортсмены, могущие сохранять интенсивность одной работы на фоне утомления, будут дольше выполнять по сравне­нию с другими и иные виды работы. Точно так же при разной работе глобального характера (бег на 800, 1500 м, ходьба на лыжах, гребля) тоже наблюдается соответствие в показателях выносливости за счет аэробной работоспособности.

Зная развитость того или иного компонента выносливости, можно предсказать преимущество одного человека перед дру­гим в определенных видах деятельности, но нельзя предсказать саму величину выносливости. Ее надо измерить непосредствен­но. При этом следует иметь в виду, что проявление выносливости связано с силой мотива человека. Например, соревнова­тельный мотив, особенно командный (групповой), увеличивает выносливость у некоторых людей в два с лишним раза (как за счет первого компонента — работы до усталости, так и за счет второго — волевого, и в большей мере за его счет).

Соотношения между интенсивностью работы и выносли­востью обратно пропорциональные: чем больше интенсивность, тем меньше выносливость. Поэтому сравнивать выносливость двух людей можно только при условии выполнения ими рабо­ты, одинаковой не только по характеру, но и по интенсивности (величине сопротивления, темпу). Поскольку уровень физиче­ской подготовленности у разных людей разный, при тестиро­вании следует выравнивать условия деятельности для разных людей, т. е. задавать параметры деятельности, равные 75 или 50% от максимально возможных для каждого. Тогда сильный и слабый будут выполнять одинаковую по отношению к воз­можностям каждого работу.

Сила мышц.

Под силой человека понимают способность за счет мышечных сокращений преодолевать внешнее сопротивле­ние или противодействовать внешним силам. В первом случае человек стремится придать ускорение неподвижному объекту (спортивному снаряду — при метаниях, собственному телу — при прыжках и гимнастических упражнениях). Во втором, на­оборот, стремится сохранить в исходном положении тело или его части при действии сил, нарушающих статику.

Такими силами могут быть внешние воздействия, например удар соперника в боксе, а также вес собственного тела или его части — удержание угла в висе.

Психофизиологические механизмы этого качества связаны с регуляцией напряжения мышц в различных режимах их рабо­ты: изометрическом — без изменения длины мышц (этот режим преобладает при удержании поз); миометрическом, когда умень­шается длина мышц, но неизменно напряжение (этот режим соответствует фазе сокращения мышц в циклических и балли­стических движениях); плиометрическом — при удлинении мыш­цы во время ее растягивания (этот режим характерен для дви­жений, связанных с замахами, приседаниями, предшествующи­ми сокращению мышц при бросках, отталкиваниях).

Напряжение мышцы зависит от степени волевого усилия, прилагаемого человеком, от работы отделов центральной нерв­ной и периферических двигательных систем, в частности от ча­стоты сигналов, поступающих к мышце из нервных центров и от функционального состояния самой мышцы. В общей форме можно считать, что напряжение мышцы определяется:

1) частотой импульсов, поступающих из центра к мышцам:
чем больше частота (сила стимула кодируется частотой им­
пульсов), тем большее напряжение развивает мышца;

2) числом включенных в напряжение двигательных единиц: чем большее их число возбуждается, тем большее напряжение развивается;

3) возбудимостью и лабильностью мышцы: чем больше ла­бильность, тем большее напряжение она разовьет;