Роль обратных связей и афферентации

В сложном нервном механизме формирования двигательных актов и управления ими важное место принадлежит информации, получаемой из внешней среды и от различных частей тела и систем организма.

Обратные связи и их роль в формировании и совершенствова­нии техники движений. Нервная система, вызывая через пусковые двигательные и вегетативные нервы какую-либо деятельность, бла­годаря наличию обратных связей сразу же начинает получать от управляемых органов (мышц, сердечно-сосудистой системы и т, д.), а также из внешней среды информацию о совершившемся действии. Сигналы обратных связей, являясь важнейшим фактором корреляции движений, поступают в ЦНС через органы чувств и поэтому называются также сенсорными коррекциями (Н. А. Бернштейн).

Различают внутренние обратные связи, которые сигнализируют о характере работы мышц, сердца и других систем организма, и внешние, несущие информацию о деятельности из внешней среды (точность метания, направление движения мяча в футболе, изменение положения тела противника в борьбе и т.д.),

Внутренние обратные связи при выполнении физических упраж­нений осуществляются преимущественно через двигательную (проприоцептивную), вестибулярную и интероцептивную сенсорные си­стемы, внешние — через зрительную, слуховую и тактильную.

Существенное значение для совершенствования техники дви­жений имеет и так называемая сторонняя информация» получаемая от тренера и других, лиц в результате наблюдения за движениями. Помимо наблюдений в настоящее время широко ис­пользуется различного рода инструментальная техника, тензомет­рия, электромиография, цикло- или киносъемки, видеомагнитофон­ные записи и т. д., позволяющие оценивать пространственные и временные параметры двигательного акта. Особую ценность полученные данные имеют тогда, когда эта информация является «срочно и», т. е. используется для улучшения техники движения непосредственно во. время выполнения упражнение или при после­дующих повторениях его (В. С. Фарфель).

Интеграция в ЦНС афферентных и других факторов, предшествующих программированию движения. Двигательный акт на всех этапах подготовки и выполнения связан с интеграцией в ЦНС афферентных и других факторов. П. К. Ано­хин выделяет четыре основных фактора: 1) мотивацию, 2) память, 3) обстановочную информацию и 4) пусковую информацию.

В трудовой и спортивной деятельности людей особенно боль­шое значение имеют различного рода социально обусловленные виды мотивации. Благодаря следам в нервной системе (памяти) предшествующий опыт оказывает сильнейшее влияние на оценку любых событий и ситуаций. Большую роль в процессе интеграции играет обстановочная информация. Информация об обстановке, поступающая из окружающей среды, и о состоянии различных функций организма является, -несомненно, весьма, существенным компонентом правильного программирования в ЦНС различных действий.

Наконец, существенное значение.имеет пусковая направляю­щая, т. е. сигналы, какими в спорте являются выстрел, звук свистка, движение флажка, команда и др. Однако многие пусковые раз­дражители. требующие ответных двигательных актов, весьма слож­ны; они представляют собой не единичный сигнал, а ситуацию определенного характера. Это всегда сильно затрудняет афферент­ный синтез. Например, в разных видах единоборства и спортив­ных игр новые действия нужно' начинать многократно. При этом начало и характер ответных движений определяются не каким-либо отдельным сигналом, а всей создавшейся ситуацией, т. е. совокуп­ностью многих (в ряде случаев десятков и даже сотен) раздражи­телей. При выполнении разных физических упражнений использова­ние информации, получаемой из внутренней и внешней среды путем обратных связей, имеет специфические особенности. При медленном выполнении двигательных актов обратные связи способствуют корригированию данного движения или какой-либо его фазы. При сложных многофазных движениях, которые выполняются быстро (например, гимнастических), обрат­ные связи играют меньшую роль в текущей коррекции в результате недостатка времени. Наконец, при очень кратковремен­ных движениях (в частности, баллистических — метаниях, брос­ках) обратные связи могут корригировать длительный акт только при его повторениях.

Программирование двигательного акта с учетом состояния исполнительных приборов. Интеграция таких факторов, как па­мять, обстановочная и пусковая информация и функциональное состояние центральных и периферических исполнительных прибо­ров, является основой для программирования сложных движений.

Экспериментальные исследования показали, что безусловные двигательные рефлексы могут полноценно осуществляться даже при отсутствии обратных связей. Прочно сформировавшиеся прос­тые условнорефлекторные движения также могут выполняться при выключении обратных связей, осуществляемых двигательной сен­сорной системой. Следовательно, ранее хорошо закрепленные программы дают возможность осуществлять такие движения без сенсорной коррекции. Но образование в этих условиях новых дви­жений чрезвычайно затруднено. Программы движений, характери­зующихся высокой степенью сложности и точности (к ним при­надлежат многие спортивные упражнения), без коррекции путем обратных связей полноценно осуществляться не могут. Следова­тельно, программирование постоянно сменяющих друг друга фаз сложных движений требует обязательной сигнализации в ЦНС о состоянии двигательного аппарата и различных вегетативных систем.

Программирование движений по своей трудности в разных видах спорта неодинаково. Это связано, во-первых, со степенью сложности двигательного акта, во-вторых — со степенью его новиз­ны, в-третьих — с длительностью времени для программирования. Если движение совершалось ранее многократно и навык уже хорошо освоен, то повторное программирование даже сложных двигательных актов (например, в гимнастике, при метаниях) со­вершается относительно легко. При новых же движениях, например в спортивных играх и единоборстве, процесс программирования более трудный. Это обусловлено необходимостью вследствие непре­рывного изменения обстановки осуществлять программирование, как и афферентный синтез, в течение весьма короткого времени, а также каждый раз в каком-то новом, варианте, поскольку дви­жения, как правило, не являются стандартными.

Эффективность выполнения движений требует соответствия двигательной программы функциональным возможностям мышц и обеспечивающих их работу вегетативных органов. Рассогласова­ние между программой и фактическим выполнением движения осо­бенно усиливается при изменении состояния периферических испол­нительных приборов (мышц, кардиореспираторной и других систем организма). Функциональные же возможности периферических органов, в частности мышц, постоянно изменяются. Это требует своевременного поступления соответствующей информации в нерв­ные центры. Только тогда нервная система может создать полно­ценную программу, обеспечивающую эффективное выполнение дви­гательных задач. В отдельных случаях недостаточная эффектив­ность выполнения упражнений может быть обусловлена несоответ­ствием программирования в ЦНС состоянию периферических аппа­ратов, в том числе мышц.

Лучшие результаты в таких упражнениях, как прыжки в высоту, прыжки с шестом, поднятие тяжестей, достигаются, как правило, не при первом, а при повторном их выполнении. Это отчасти связано с тем, что во время решения начальных, более легких задач (при меньшей высоте, меньшем весе) нервная система получает точную информацию о фактическом состоянии периферического мышечного аппарата.