Зависимость основных нейродинамических характеристик спортсменов от вида деятельности и квалификации

УДК 719.071.2:612.8

ЗАВИСИМОСТЬ ОСНОВНЫХ НЕЙРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СПОРТСМЕНОВ ОТ ВИДА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И КВАЛИФИКАЦИИ

© 2009 г. В. Г. Балюк, С. В. Колмогоров, Н. В. Тимохова

Поморский государственный университет им. М. В. Ломоносова, г. Архангельск

Для изучения изменений лабильности и уравновешенности нервных процессов, а также силы и выносливости нервной системы под влиянием различных видов спортивной деятельности были обследованы три группы высококвалифицированных спортсменов, соответственно занимающихся циклическими видами спорта, хоккеем с мячом и гимнастикой, и группа начинающих спортсменов, занимающихся общефизической подготовкой. Определено, что систематические, жестко организованные тренировки оказывают воздействие на нейродинамические характеристики, степень выраженности которых определяется специфичностью и продолжительностью тренировочного процесса. Наибольшей лабильностью и уравновешенностью нервных процессов, силой и выносливостью нервной системы обладают хоккеисты. У гимнастов и студентов, занимающихся циклическими видами спорта, эти нейродинамические показатели практически не различаются. Начинающие спортсмены имеют наиболее низкие уровни изучаемых нейрофизиологических характеристик.

Ключевые слова: спортсмены различной квалификации, лабильность и уравновешенность нервных процессов, сила и выносливость нервной системы.

Развитие движений человека, как известно, осуществляется в онтогенезе под влиянием естественных и специально организованных стимулов и поэтому несет в себе отпечаток как чисто биологических, так и социальных детерминант. И те и другие фокусируются в трех главных факторах развития движений: 1) генетически обусловленной «программе» развития двигательной функции и обеспечивающих ее реализацию морфологических и функциональных систем; 2) спонтанной двигательной активности, стихийно реализуемой в жизненно необходимых локомоциях, а также трудовой, учебной и игровой деятельности; 3) организованных и самодеятельных форм физического воспитания и спортивной подготовки [2—4]. Если исходить из этого положения, ясно, что тренировочный процесс может приводить к значимым изменениям нейродинамических характеристик и психофизиологического состояния спортсмена, которое является составной частью более общего биологического феномена — функционального состояния организма [15]. Если рассматривать психофизиологическое состояние как способ обеспечения высших психических функций, то в этом случае, безусловно, необходимо детально анализировать рефлекторную, интегративную и координационную функции ЦНС [20].

Следует учитывать, что управляющая и регулирующая роль ЦНС непостоянна: она претерпевает существенное изменение в процессе любой деятельности, в том числе и в связи с изменением в результате жестко организованных многолетних тренировок. Все это свидетельствует о том, что психофизиологическое состояние является одним из важнейших слагаемых спортивных успехов и потому может быть оценено только во взаимосвязи и через спортивные достижения [15]. Известный тренер, ученый и выдающийся спортсмен Н. Г. Озолин пишет: «Самая главная, решающая причина, обусловливающая взлет или падение спортивных результатов, называется редко. Это - работоспособность ЦНС. Как бы блестяще ни был подготовлен спортсмен, на каком бы высоком уровне ни находилась стабильная часть подготовленности спортсмена, он обречен на провал в соревновании, если работоспособность ЦНС снижена» [19].

Цель исследования — изучить влияние вида деятельности и квалификации спортсменов на лабильность и уравновешенность нервных процессов, а также на силу и выносливость нервной системы.

Материалы и методы

Субъектами исследований были практически здоровые лица мужского пола в количестве 56 человек, которые на момент проведения эксперимента являлись студентами факультета физической культуры

Поморского государственного университета. Все обследуемые родились и постоянно проживали на территории Архангельской области.

В зависимости от специализации и квалификации все спортсмены были разделены на четыре группы. Первую группу составили 16 студентов, занимающихся циклическими видами спорта (легкая атлетика, лыжные гонки, плавание). Во вторую группу вошли 11 студентов, занимающихся гимнастикой. В третью были включены 10 хоккеистов команды «Водник». Спортивная квалификация обследуемых спортсменов первых трех групп: 15 мастеров спорта, 11 кандидатов в мастера спорта и 11 спортсменов первого разряда. Четвертую группу составили начинающие спортсмены, имеющие юношеские спортивные разряды и занимающиеся циклическими видами спорта, гимнастикой и хоккеем с мячом, в количестве 19 человек. Длительность систематических тренировок у них составляла не больше 12 месяцев. Поскольку на начальном этапе спортивной подготовки удельный вес общей физической подготовки (ОФП) в тренировочном процессе является доминирующим, то для краткости эта группа обследованных студентов была называна группой ОФП.

Тестирование проводилось на программно-аппа-ратном комплексе для психофизиологических исследований (ПАКФ-01), который позволяет осуществлять регистрацию психофизиологических показателей в аналоговом виде и проводить по жесткому алгоритму в реальном масштабе времени математико-статистическую обработку преобразованных в цифровой вид регистрируемых сигналов [10]. Данный комплекс позволяет провести достаточно большой круг психофизиологических исследований, в том числе тестирование простой аудиомоторной реакции и теппинг-тесты.

При проведении теста на определение параметров простой двигательной реакции на звуковой сигнал регистрировались: общее количество предъявленных звуковых сигналов, латентное время двигательной реакции на каждое предъявление раздражителя, общее время двигательной реакции на каждое предъявление раздражителя. Производился статистический анализ индивидуальных данных с определением среднеарифметического значения (М), стандартного отклонения (5), ошибки (т) и коэффициента вариации (СУ). Дополнительно рассчитывали среднее латентное время двигательной реакции, среднее общее время двигательной реакции, среднее время моторного компонента двигательной реакции, коэффициент вариации латентного, моторного и общего времени реакции.

На основе анализа параметров распределения плотности вероятности времени простой двигательной реакции определялись критерии функционального состояния: устойчивость реакции (УР), которая рассматривается как показатель устойчивости состояния; функциональный уровень системы (ФУС), позволяющий определить уровень функциональной системы и

степень отклонения этого уровня от нормы; уровень функциональных возможностей (УФВ), позволяющий судить о способности обследуемого лица формировать соответствующую функциональную систему и о продолжительности ее удержания [1, 8, 13]. Психофизиологические возможности человека определяют наличие жесткой нижней границы времени реакции

— оно не может быть меньше 180—200 мс [21].

Методика определения предельно возможного темпа выполнения стереотипных движений позволила регистрировать общее количество постукиваний за 10 сек. и длительность отдельных интервалов между калздым постукиванием. Рассчитывали частоту постукиваний за весь период тестирования, длительность интервалов между отдельными постукиваниями и коэффициент вариации временных интервалов между отдельными постукиваниями.

Методика определения выносливости при выполнении стереотипных движений в максимальном темпе давала возможность регистрировать все отдельные постукивания, общее количество постукиваний за весь период тестирования длительностью 60 сек., общее количество постукиваний в период каждого из шести циклов длительностью 10 сек. и общую длительность интервалов между отдельными постукиваниями. Производили статистический анализ индивидуальных данных с определением среднеарифметического значения М, 5, m, CV за каждый цикл и за весь период тестирования. Рассчитывали среднюю частоту постукиваний за весь период тестирования, среднюю частоту постукиваний в пределах калдого из 6 циклов продолжительностью 10 сек., среднюю длительность интервалов между отдельными постукиваниями за весь период тестирования, среднюю длительность интервалов между отдельными постукиваниями в пределах калдого из шести циклов продолжительностью 10 сек., коэффициент вариации длительности интервалов между отдельными постукиваниями за весь период тестирования, коэффициент вариации длительности интервалов между отдельными постукиваниями в пределах калдого из шести циклов продолжительностью 10 сек. и индекс мобилизационной способности (ИМС) по формуле: ИМС = (Ысум6 - Ысум5) / Ысум1, у. е.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием пакета стандартных статистических программ Excel 7.0 и SPSS v. 11.5 для среды Windows. Достоверность различий мелзду средними значениями двух выборочных совокупностей определялась по критерию Стьюдента (t). Наличие внутри- и межсистемных связей изучено посредством корреляционного анализа с расчетом коэффициента корреляции (г), достоверность различий определялась по критерию Пирсона (х2) [7, 9, 11, 12].

Результаты и их обсуждение

На рис. 1 представлены показатели простой сен-сомоторной реакции на звук во всех четырех группах испытуемых.

»

ОВ УФВ

Рис. 1. Показатели простой сенсомоторной реакции на звук в группах обследованных студентов

Примечание. Л В — латентное время, МВ — моторное время, О В — общее время, ФУС — функциональный уровень системы, УР — устойчивость реакции, УФВ — уровень функциональных возможностей.

Латентное время реакции у хоккеистов достоверно ниже, чем у гимнастов (р •к 0,05) и у студентов группы ОФП (р < 0,001). Это же время у студентов, занимающихся циклическими видами спорта, меньше, чем у неквалифицированных спортсменов (р 4 0,01). Моторное время у студентов первых трех групп значимо между собой не отличается, но ОНО меньше, чем у обследованных четвертой группы (р< 0,001). Такие же отличия выявлены при анализе особенностей общего времени реакции.

Нами были проанализированы коэффициенты вариации латентного, моторного и общего времени, позволяющие судить об уравновешенности нервных процессов [18]. В циклических ввдах спорта коэффициенты вариации по латентному, моторному и общему времени реакции составили 0,18 ± 0,01, 0,14 ± 0,01 и 0,21 ± 0,01 соответственно; у гимнастов 0,18 ± 0,01, 0,15 ± 0,01 и 0,22 ± 0,02; у хоккеистов 0,15 + 0,01, 0,16 ± 0,01 и 0,2 + 0,01; у начинающих спортсменов 0,21 ± 0,01, 0,19 ± 0,01 и 0,27 + 0,03.

Оценка временных характеристик простой сенсомоторной реакции и коэффициентов вариации выявил, что более высокий уровень лабильности и уравновешенности нервных процессов имеют хоккеисты, затем студенты, занимающиеся циклическими видами спорта, и гимнасты и самый низкий — у студентов группы ОФП.

Анализ критериев функционального состояния (ФУС, УР, УФВ) показал, что у студентов группа ОФП все три исследуемые показателя достоверно ниже:, чем у квалифицированных спортсменов (см. рис. 1). В то же время среди квалифицированных спортсменов самый высокий уровень ФУС, УР и УФВ показывают хоккеисты, затем студенты, занимающиеся циклическими видами спорта, и гимнасты.

Значимые отличия по показателю ФУС определяются между хоккеистами и гимнастами (р < 0,05), по показателю УР — между ними же (р < 0,001) и между хоккеистами и студентами, занимающимися циклическими видами спорта (р < 0,05); по показателю УФВ — между хоккеистами и гимнастами (р <

0,001), хоккеистами и студентами, занимающимися циклическими видами спорта (р < 0,05), гимнастами и студентами, занимающимися циклическими видами спорта (р ч, 0,01).

Функциональный уровень системы, устойчивость реакции и уровень функциональных возможностей системы, обеспечивающие простую сенсомоторную реакцию на звук, наиболее высокие у хоккеистов, Затем по убыванию — у студентов, занимающихся циклическими вцдами спорта, и гимнастов и самые низкие — у студентов группы ОФП.

Теппинг-тест широко применяется при исследовании лабильности и других характеристик нервных процессов,, а также как один из скоростных показателей активности, ее. эргического аспекта — персистентности в психологической сфере [14. 16, 17], т. е. общеличностной характеристики, выражающей природное стремление индивида к повышенной и разнообразной нагрузке в умственной и психомоторной сферах и обусловливающей его желание эффективно осваивать мир [6].

Из представленных на рис. 2 графиков видно, что у хоккеистов максимальный темп движений кистью самый значительный — (69,8 + 1,13) нажатия за 10 сек., что достоверно выше, чем у гимнастов (р < 0,01) и студентов группы ОФП (р< 0,001). У последних этот показатель ниже, чем у гимнастов (р < 0,001) и студентов, занимающихся циклическими видами спорта (р < 0,01). Исходя: из этих данных, мы можем заключить, что наибольшей силой нервной системы обладают хоккеисты и студенты, занимающиеся циклическими видами спорта, у гимнастов она несколько меньше и у неквалифицированных спортсменов она самая низкая.

Оценка индивидуальных типов кривых работоспособности и, соответственно, силы Нервной системы у обследованных студентов выявила, что в каждой группе имеются спортсмены с различными типами кривых работоспособности (таблица).

Установлено, что по типу кривой работоспособности можно определить силу нервной системы [5, 15]. Анализ табличных данных показывает, что выпуклый тип кривой, свидетельствующий о сильной нервной системе, имеют 80,00 % хоккеистов, 25,00 %

н-

м

IK

к-

Рис. 2. Показатели максимального темпа движений в группах обследованных студентов

Группа

Тип кривых работоспособности

Выпу- клый РОВНБШ Нисхо- дящий Проме- жуточ- нвш В огну- шШ

Циклические виды (п=16) I 5 1 1 3

Гимнастика (п = 11) 2 я - 8 3

Хоккей (п = 10) 8 1 - 1 -

ОФП :(п=19); 2 3 6 4 4

студентов, занимающихся циклическими видами спорта, 18,10 ш гимнастов и 10,60 % студентов группы ОФП. Ровный тип кривой работоспособности указывает на среднюю силу нервной системы. Ее имеют 31,25 % спортсменов,,занимающихся циклическими видами спорта, 27,37 % гимнастов, 15,80 % студентов группы ОФП и 10,00 % хоккеистов.. Слабость нервной системы (нисходящий тип кривой) выявлена у 31,60 % студентов группы ОФП и 6,25 % спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта. Промежуточный тип отражает стиль деятельности, находящийся между ровным и нисходящим типами, и проявляется при среднесильной нервной системе. Такой тип нервной системы определен у 37,30 % гимнастов, 21,00 % студентов группы ОФП, 18,75 % спортсменов,: занимающихся циклическими видами спорта, и 10,00 % хоккеистов. Вогнутый тип характерен для среднеслабой нервной системы. Он определен у 21,00 % студентов группы ОФП, 18,75 % спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, и 17,3:0 % гимнастов.

Мобилизационную способность характеризует ве-дичина индекса мобилизационной способности. Как видно из представленного на рис. 3 графика, ИМС у неквалифицированных спортсменов достоверно Ниже, чем у студентов, занимающихся циклическими видами спорта (р < 0,05), гимнастов (р 4 0,01) и хоккеистов (р < 0,001). У студентов первых трех групп этот показатель значимых отличий не имеет. Мобилизационная способность квалифицированных спортсменов достаточно высока, независимо от вида спортивной деятельности.

Таким образом, наше исследование подтвердило правомочность принципа аппликаций В. К, Баль-севича о том, что три генеральных фактора имеют

W -1 +

«0

Hill-

Рис. 3. Индекс мобилизационной способности у обслдованных групп студентов

место в развитии движений — генетический, обусловливающий изначально ладанную программу развития систем, обеспечивающих мышечную деятельность; режим двигательной активности в повседневной жизни и жестко организованный длительный тренировочный процесс. И если на этапе отбора для занятий спортом ведущую роль играет генетический фактор, меньшую

— режим повседневной двигательной активности, то на всех этапах специализированной подготовки пре -валирующее значение имеет третий фактор — систематические и длительные тренировочные нагрузки.

Список литературы

1. Асафов Б. Д. О возможности оценки функционального состояния человека по некоторым вероятностно-статистическим, характеристикам простой двигательной реакции / Б, Д. Асафой, Т. Д, Лоскутова // Материалы 23-во совещания по проблемам высшей нервной деятельности. — Горький, 1972. — С, 138— 139.

2. Балъсетш В. К. Феномен физической активности человека как еоциальна-биологическая проблема / В. К. Бальсевич // Вопросы философии. — 1981. — Ш 8 - С. 78-89.

3. Бальсевич В. К. Физическая культура человека: состояние, проблемы и стратегия развития на перспективу (актовая речь) / В. Д. Бальсевич. — М. : ГЦОЛЙФК, 1992 - С . 41’.

4. БдлМфвич В- К. Физическая активность человека /

В. Л. Бальсевич, В. А. Запорожанбв, — Киев; Здоровье,, 1987. - С. 224.

5. Блинов Н. Г. Практикум по психофизиологической Диагностике / Н. Г. Блинов, Л. Н. Игишева. — М. : ФиС, 2000. - 200 с,

6. Бодунов В. А. Нейрофизиологические основы психической активности, темперамента : автореф., ди.с„,канд. биол. наук / В. А. Будунов. — М., 1996.

— 46 с.

7. БююльА. SPSS: искусство обработки информации. Platinum Edition : пер. с нем. /А. Бююль., П. Цефель.

— СПб, : ООО "ДиаСофтЮП", 2005; - 608 с>

8. Вйшлевский Н. Н. Экологическая физиология мозга / Н. Н. Василевский. — Л. : Медицина. 1979. —199 с.

9. Гмурман В. Е, Теория: вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / В.. Ж, Гмурман. — изд. 7-:е, стер. — М. : Высшая школа, 1999. — 479 с,

К), Голуб Я. В. Устройство для психофизиологических исследований / Я. В. Голуб, В. И. Голуб, И. В. Голуб, С, П. Нечипоренко // Приоритетная справка № 2000100444/14 (000632%

11. Гржибовский А. М. Применение статистики в терапии: критический анализ публикаций / А. М. Гржибовский // Бюллетень СГМУ. — 2000. — № 2. —

С. 21-22.

12. Гржибовский А. М. Типы данных, проверка распределения и описательная статистика / А. М. Гржибовский // Экология человека. — 2008. — № 1. — С. 52—58.

13. Зимкина А. М. О концепции функционального состояния центральной нервной системы / А. М. Зимкина, Т. Д. Лоскутова // Физиология человека. — 1976. — Т. 2, № 2. - С. 179-192.

14. Зимкина А. Н. Нейрофизиологические исследования в экспертизе / А. Н. Зимкина., В. И. Климова-Черкасская. — Л. : Медицина, 1978. — 2010 с.

15. Ильин Е. П. Теория функциональной системы и психофизиологические состояния / Е. П. Ильин // Теория функциональных систем в физиологии и психологии. — М. : Наука, 1978. — С. 325-346.

16. Кулагин Б. В. Основы профессиональной психодиагностики / Б. В. Кулагин. — М. : Медицина, 1984.

- 216 с.

17. Линиольос X. J1. Человеческий потенциал и его реализация / X. Л. Линиольос // Перспектива. — 1990.

- № 1 - С. 45-49.

18. Лоскутова Т. Д. Оценка функционального состояния центральной нервной системы человека по параметрам простой двигательной реакции / Т. Д. Лоскутова // Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова. -1975. - Т. 61, № 1. - С. 38-41.

19. Озолин Н. Г. Настольная книга тренера. Наука побеждать / Н. Г. Озолин — М. : Астрель. 2006. — 864 с.

20. Симонов П. В. Лекции о работе головного мозга. Потребностно-информационная теория высшей нервной деятельности / П. В. Симонов. — М. : Институт психологии РАН, 1998. — 98 с.

21. Proverbio A. Eledrophysiological evidence oí a perceptual precedence oí global vs. local visual information / A. Proverbio, A. Minniti., A. Zani // Cogn. Draio Research.

- 1998. - Vol. 6. - P. 321-334.

THE DEPENDENCE OF THE MAIN NEURODYNAMIC CHARACTERISTICS OF SPORTSMEN ON THE KIND OF ACTIVITY AND QUALIFICATION

V. Baluk, S. Kolmogorov, N. Timokhova

Pomor State University named after М. V. Lomonosov, Arkhangelsk

To learn the changes of lability and balance of neural processes, strength and tolerance of nervous system under the influence of various kinds of sport activities, three groups of highly qualified sportsmen who are engaged accordingly in cyclic kinds of sports, Russian hockey (bandy) and gymnastics and a group of beginner sportsmen, who are engaged in general physical training were examined. Definitely, systematic stringently organized trainings have an influence upon neurodynamic characteristics, whose degree of manifestation is defined by specificity and duration of the training process. Hockey-players are characterized by the greatest lability and balance of nervous processes, strength and tolerance of nervous system. Gymnasts and students engaged in cyclic kinds of sports have practically no differences in these neurodynamic rates. Beginner sportsmen have the lowest rates of examined neurophysiological characteristics.

Key words: sportsmen of different qualification, lability and balance of nervous processes, strength and tolerance of nervous system.

Контактная информация:

Балюк Валерий Геннадьевич — старший преподаватель кафедры теории и организации физической культуры Поморского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Адрес: 163002, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 4

Тел. (818-2) 68-27-80; факс (8182) 65-70-56

E-mail: dit@pomorsu.ru

Статья поступила 16.03.2009 г.