Физиологические основы тренировки двигательного навыка Развитие силовых качеств мышц


Тренировка двигательного навыка увеличивает произвольную силу мышцы или группы мышц. Силу мышечного сокращения можно контролировать по массе груза, который поднимает человек. У нетренированного человека произвольная активация мышцы может быть недостаточной для того, чтобы развить максимальную силу сокращения.
Развитие силы мышц при тренировке является результатом так называемой периферической и центральной адаптации мышцы к физической нагрузке, или «нервным тренирующим эффектом». Начальный этап развития мышечной силы включает формирование правильной последовательности активации мышц. Под этим подразумевается точность выполнения специфического произвольного задания, например выполнение движения рукой, когда сустав должен быть согнут под определенным углбм и движение выполняется с определенной скоростью.
Поперечное сечение мышцы. При физической тренировке рост максимальной произвольной силы мышцы прямо зависит от увеличения площади ее поперечного сечения. Однако анатомическое поперечное сечение мышцы, представляющее собой проходящую через середину мышцы перпендикулярно ее волокнам плоскость, при физической тренировке не увеличивается в той же степени, как максимальная произвольная сила мышцы. Способность мышцы развивать силу зависит от ее физиологического поперечного сечения и напряжения. Так, физиологическое поперечное сечение (плоскость, пересекающая максимальное количество волокон мышцы) в мышцах ноги человека в 2—8 раз больше их анатомического поперечного сечения. На зависимость между силой мышцы и ее физиологическим поперечным сечением влияют такие факторы, как специфическое напряжение, изменения типа мышечных волокон, архитектуры мышечных волокон и сухожилий и т. д.
Максимальная сила мышцы. При физической тренировке максимальная произвольная сила мышечного сокращения возрастает примерно в три раза больше, чем максимальная тетаническая сила сокращения мышцы, которую можно вызвать искусственным электрическим раздражением двигательного нерва у нетренированного человека. Максимальная произвольная сила двустороннего сокращения мышц-синергистов меньше, чем сила, развиваемая при одностороннем максимальном произвольном сокращении одной группы мышц. При этом в норме отношение билатеральной максимальной силы к суммарной силе, развиваемой, например, мышцами правой и левой руки, составляет порядка 90 %. Физическая тренировка снижает билатеральный дефицит в показателях максимальной произвольной силы. Физиологические механизмы формирования трудовых навыков
В процессе трудовой деятельности человека формируются различные двигательные умения и навыки, составляющие основу его поведения.
Двигательные умения — способность на двигательном уровне справляться с новыми задачами поведения. Двигательные навыки — это освоенные и упроченные действия, которые могут осуществляться человеком без участия сознания (автоматически) и обеспечивают оптимальное решение двигательной задачи.
Любые навыки: бытовые, профессиональные, спортивные — не являются врожденными движениями. Они приобретаются в ходе индивидуального развития человека. Комплекс нейронов, обеспечивающих формирование двигательных навыков у человека, располагается в различных отделах нервной системы, становясь доминантой, т. е. господствующим очагом возбуждения в центральной нервной системе. Он подавляет деятельность других нервных центров и, соответственно, «лишних» скелетных мышц.
28 - 6095
В результате движения выполняются все более экономно, при включении лишь самых необходимых мышечных групп, и лишь в те моменты, которые нужны для его осуществления. Происходит экономизация энерготрат.
Порядок возбуждения в доминирующих нервных центрах закрепляется в виде системы условных и безусловных рефлексов и сопровождающих их вегетативных реакций, образуя двигательный динамический стереотип. Каждый предшествующий двигательный акт в этой системе запускает следующий, облегчает выполнение целостного комплекса двигательных актов и освобождает сознание человека от контроля за каждым его элементом.
Процесс обучения двигательному навыку у человека начинается с побуждения к действию, которое задается подкорковыми и корковыми мотивационными зонами. У человека это, главным образом, стремление к удовлетворению определенной социальной потребности (желание заниматься данным видом труда, преуспеть в нем и пр.).
На первом этапе формирования двигательного навыка возникает замысел действия, осуществляемый ассоциативными зонами коры больших полушарий (переднелобными и нижнетеменными). Вначале это лишь общее представление о двигательной задаче, которое возникает либо при показе движения другим лицом, либо после словесной инструкции, самоинструк- ции, речевого описания. В сознании человека создается определенный эталон требуемого действия. Формирование такой наглядно-образной модели складывается из образа ситуации в целом (задаваемые пространственные и временные характеристики двигательной задачи) и образа тех мышечных действий, которые необходимы для достижения цели. Имея представление о требуемой модели движения, человек может осуществить ее разными мышечными группами. Так, например, подпись человека имеет характерные черты, независимо от мышечных групп, выполняющих ее (пальцы, кисть, предплечье).
На втором этапе обучения двигательному навыку начинается непосредственное выполнение разучиваемого упражнения. При этом отмечаются три стадии формирования двигательного навыка: 1) стадия генерализации (иррадиации возбуждения); 2) стадия концентрации; 3) стадия стабилизации и автоматизации.
На первой стадии созданная модель становится основной для перевода внешнего образа во внутренние процессы формирования программы собственных действий. На ранних этапах онтогенеза, когда речевая регуляция движений (внешней речью постороннего лица или внутренней собственной речью) еще не развита, особое значение имеют процессы подражания, общие у человека и животных.
Наблюдая за действиями другого лица и имея некоторый опыт управления своими мышцами, ребенок превращает свои наблюдения в программы собственных движений.
Некоторые особенности программирования движений у человека отражаются в межцентральных взаимосвязях электрической активности мозга. Можно видеть, например, что при наблюдении за выполнением бега посторонним лицом в коре больших полушарий у наблюдающего человека появляются потенциалы в темпе этого бега (своеобразная модель наблюдаемого движения). При представлении и при мысленном выполнении движений пространственные взаимосвязи мозговой активности начинают отличаться от состояния покоя и приближаться к таковым при реальной работе, появляется небольшая биоэлектрическая активность в нужных для выполнения реального движения мышцах. Этим объясняется тренирующее воздействие на формирование двигательного навыка идеомоторного (мысленного) выполнения упражнений. В создании двигательных программ принимают участие многие нейроны коры, мозжечка, таламуса, подкорковых ядер и ствола мозга. Обширное вовлечение множества мозговых элементов необходимо для поиска наиболее нужных из них. Этот процесс обеспечивается широкой иррадиацией возбуждения по различным зонам мозга и сопровождается обобщенным характером (генерализацией) периферических реакций со стороны скелетных мышц. Стадия генерализации характеризуется напряжением большого числа активированных скелетных мышц, их продолжительным сокращением, одновременным вовлечением в движение мышц-антагонистов. Все это нарушает координацию движений, делает их закрепощенными, приводит к значительным энерготратам и, соответственно, излишне выраженным вегетативным реакциям. Например, подобные реакции можно наблюдать у человека, который впервые сел за руль автомобиля.
На второй стадии формирования двигательного навыка происходит концентрация возбуждения в необходимых для его осуществления корковых зонах. В других зонах коры активность подавляется одним из видов условного внутреннего торможения — дифференцировочным торможением. При формировании сложных двигательных программ концентрация возбуждения происходит в сложной системе различных корковых зон, заинтересованных в управлении движениями. Между ними устанавливается высокий уровень пространственной синхронизации электрической активности (синхронность и синфазность колебаний потенциалов), который отражает их функциональные взаимосвязи. На этой стадии двигательный навык уже сформирован. Включаются лишь необходимые мышечные группы и только в нужные моменты движения. В результате рабочие энерготраты снижаются. Однако сформированный навык еще очень непрочен и нарушается при любых новых раздражениях (вождение автомобиля в условиях интенсивного городского движения сразу после автодрома, появление внезапной опасности на дороге и т. д.).
На третьей стадии в результате многократного повторения навыка в разнообразных условиях появляются стабильность и надежность двигательного навыка, снижается сознательный контроль над его элементами, т. е. возникает автоматизация навыка. Внешние раздражения на этой стадии лишь подкрепляют рабочую доминанту данного двигательного навыка, не разрушая ее. Большая часть посторонних афферентных потоков не пропускается в спинной и головной мозг: специальные команды из вышележащих центров вызывают пресинаптическое торможение импульсов от периферических рецепторов, препятствуя их доступу в спинной мозг и вышележащие центры. Этим обеспечивается защита сформированных двигательных программ от случайных влияний и повышается надежность сформированных навыков.
Процесс автоматизации не означает выключения коркового контроля за выполнением движения. Однако в этой системе центров снижается участие лобных ассоциативных отделов коры, что, по-видимому, и отражает снижение его осознаваемости.
Особое значение в отработке моторных программ имеют обратные связи между вовлеченными в исполнение двигательных навыков скелетными мышцами и управляющими ими нервными центрами. Информация, поступающая в нервные центры при движении, служит для сравнения полученного результата с имеющимся в этих центрах эталоном. При их несовпадении в мозговых аппаратах сравнения (лобных долях, подкорковом хвостатом ядре) возникают импульсы рассогласования и в программу вносятся поправки — сенсорные коррекции. При кратковременных движениях 28' рабочие фазы настолько малы (составляют сотые и тысячные доли секунды), что сенсорные коррекции по ходу движения вносить невозможно. В этих случаях вся программа действия должна быть готова до начала двигательного акта, а поправки могут вноситься при его повторениях.
В системе обратных связей различают «внутренний контур» регуляции движений, передающий информацию в нервные центры 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. Поэтому на начальных этапах освоения двигательных навыков для облегчения процесса обучения так важно использовать зрительные ориентиры и звуковые сигналы. По мере освоения навыка «внутренний контур» регуляции движений приобретает все большее значение, обеспечивая автоматизацию навыка, а значимость «внешнего контура» снижается.
Большую роль в процессе моторного научения играет речевая регуляция движений (словесные указания педагога, внутренняя речь обучаемого). В высших отделах мозга (кора больших полушарий и подкорковые образования) человека обнаружены специальные «командные» нейроны, которые реагируют на словесные приказы и запускают нужные действия.
<< | >>
Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Физиологические основы тренировки двигательного навыка Развитие силовых качеств мышц:

  1. 6.2.4. Методы, направленные на совершенствование двигательных навыков и развитие
  2. Тренировка мышц нёба и глотки
  3. Психологическая структура двигательных навыков в спорте
  4. Н. А. Тугова Воспитание двигательных навыков у учащихся
  5. 6.2.3. Методы овладения двигательными умениями и навыками
  6. 8.1. Формирование знаний, двигательных умений и навыков как процесс и результат обучения
  7. 10.3. Средства развития силовых способностей
  8. САМОВНУШЕНИЕ В АУТОГЕННОЙ ТРЕНИРОВКЕ (AT) И ПСИХОРЕГУЛИРУЮЩЕЙ ТРЕНИРОВКЕ (ПРТ)
  9. 10.4. Методы развития силовых способностей
  10. § 2. Физиологические основы памяти
  11. § 2. Физиологические основы эмоций
  12. Тема 8. ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЯМ
  13. § 2. Физиологические основы темперамента
  14. 3.2. Контракт - основа усиления гражданско-правовых отношений в силовых структурах
  15. 10. 5. Способы измерения уровня развития силовых способностей
  16. § 1. Восприятие и его физиологические основы
  17. § 1. Внимание и его физиологические основы
  18. ГЛАВА 22 Физиологические основы труда
  19. § 5. Развитие двигательных функций и действий с предметами