Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Никитин Сергей Александрович

Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов
<
Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Никитин Сергей Александрович. Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов : Дис. ... канд. пед. наук : 01.02.08 : Москва, 2002 141 c. РГБ ОД, 61:03-13/913-0

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Литературный обзор 10

1.1. Биомеханические особенности строения опорно-двигательного аппарата человека и их реализация при статическом режиме сокращения мышц 11

1.1.1. Кинематика движений в суставах 11

1.1.2. Биомеханические модели мышц человека 13

1.1.3. Особенности передачи силы действия кинематической парой в статическом режиме 19

1.1.3.1. Плечи сил мышц 19

1.1.3.2. Методы регистрации плеча силы мышцы 22

1.1.3.3. Методы регистрации и показатели мышечного сокращения в статическом режиме 23

1.1.3.4. Зависимость силы действия от угла в суставе кинематической пары 26

1.1.4. Передача силы действия по замкнутой последовательной кинематической цепи у спортсменов 33

1.1.4.1. Проблема определения функциональной роли двусуставных мышц л 40

1.1.5. Напряжение и расслабление в мышцах в статическом режиме у спортсменов 43

Заключение по главе 45

ГЛАВА П. Задачи, методы и организация исследования 47

2.1. Задачи исследования 48

2.2. Методы и организация исследования 49

2.2.1. Метод оценки передачи силы действия нижними конечностями на опору в статическом режиме в зависимости от угла в коленном суставе 51

2.2.2. Метод оценки передачи силы действия верхними конечностями на опору в статическом режиме 54

2.2.3 Метод передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи «ноги-туловище-руки» в статическом режиме 55

2.2.3.1. Метод электромиографии 56

2.2.4. Организация исследования 57

2.2.4.1. Двигательные задания для оценки передачи силы действия нижними конечностями 59

2.2.4.2. Двигательные задания для оценки передачи силы действия по общей кинематической цепи 61

2.2.5. Испытуемые 64

ГЛАВА III. Основные закономерности передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям в статическом режиме у спортсменов 66

3.1. Зависимость давления ног на опору в статическом режиме от угла в коленном суставе 66

3.1.1. Зависимость электрической активности мышц нижних конечностей от угла в коленном суставе в замкнутой биокинематической цепи в статическом режиме 73

3.2. Основные закономерности передачи силы действия по общей замкнутой биокинематической цепи от верхних конечностей к нижним 77

3.2.1. Электрическая активность при передаче силы действия от верхних конечностей к нижним в статическом режиме 80

3.3. Последовательность включения мышц в работу в замкнутой биокинематической цепи 83

3.3.1. Последовательность включения мышц нижних конечностей в статическом режиме 85

3.3.2. Последовательность включения мышц рук и туловища в последовательной биокинематической цепи 87

3.4. Общие закономерности взаимосвязи между интегрированной миограммой мышц нижних и верхних конечностей и силой тяги в статическом режиме 90

3.5. Основные закономерности и лимитирующие факторы при передаче силы действия по замкнутой

биокинематической цепи в положении человека стоя 93

3.6. Продолжительность удержания максимальной силы в статическом режиме и биомеханика расслабления мышц 96

3.6.1. Биомеханические аспекты продолжительности проявления силы в статическом режиме 96

3.6.2. Время расслабления мышц нижних конечностей 99

Заключение по главе 101

ГЛАВА IV. Факторы, определяющие и лимитирующие эффективность передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям в статическом режиме у спортсменов 102

4.1. Физиологические и биомеханические факторы, определяющие силу тяги изолированной мышцы 102

4.2. Факторы, определяющие и лимитирующие эффективность передачи силы тяги биокинематической парой 105

4.3. Организация управления замкнутыми биокинематическими цепями при передаче максимальной силы действия в статическом режиме 108

4.4. Работоспособность мышц нижних конечностей в статическом режиме 116

4.4.1. Зависимость «сила-время» при расслаблении мышц нижних конечностей 118

Выводы ...121

Список литературы

Введение к работе

Актуальность. В проблеме развития физических качеств у спортсменов весьма актуальными являются вопросы, связанные с изучением их способностей реализовывать свои силовые возможности. Эта сфера двигательной деятельности человека всегда вызывала повышенный интерес со стороны специалистов по биомеханике. Решение многих ее задач они пытались найти в биомеханических особенностях строения и функции опорно-двигательного аппарата (ОДА) человека /17, 34, 36, 60/.

Модель части или всего ОДА, обеспечивающая достижение цели двигательного действия за счет преобразования одного вида энергии в другой, получила название - биомеханизм /77, 90/.

Биомеханизмы и закономерности проявления основных кинематических механизмов в наземных локомоциях достаточно хорошо изучены. По данной проблематике к настоящему времени накоплен обширный экспериментальный и теоретический материал, нашедший свое отражение в научных статьях, монографиях, учебниках по биомеханике опорно-двигательного аппарата человека, эргономической биомеханике и биомеханике спорта /6, 17, 29, 90/.

Учитывая фундаментальное значение биомеханики опорно-двигательного аппарата, решение вопросов связанных с выявлением закономерностей силы действия в статическом режиме, является актуальным, поскольку они более доступны для изучения как пассивной, так и активной частей опорно-двигательного аппарата.

Однако основное внимание в работах различных авторов до настоящего времени было сконцентрировано вокруг разработки различных научных тем, но на базе односуставных движений /29, 47-53, 72, 110, 146/.

В связи с этим вполне очевидной стала необходимость изучить закономерности передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям и выявить факторы, лимитирующие и

7 определяющие эффективность этой передачи в статическом режиме.

Понимание этих биомеханизмов имеет большое не только научное, но и

практическое значение.

Наиболее важным разделом в этой проблеме является определение организации управления мышцами биокинематической цепи для проявления силы действия различного характера. Этим и определяется актуальность данной проблемы.

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые получены данные о передаче силы действия по замкнутой биокинематической цепи в статическом режиме для мышц нижних и верхних конечностей у спортсменов. Определены вклады отдельных движений в целостное двигательное действие, активность и последовательность включения мышц в работу. Выявлены лимитирующие факторы передачи этой силы действия; определено влияние позы на величину и характер ее изменения во времени.

Кроме этого, установлена роль двусуставных мышц нижних конечностей в передаче этой силы действия на рабочие точки тела и уточнена биомеханическая модель мышцы, удовлетворяющая требованиям к изучению силы действия спортсменов в статическом режиме.

Раскрыты физиологические и биомеханические особенности проявления локальной силовой выносливости в статическом режиме.

Получено математическое выражение для описания зависимости силы действия в статическом режиме для мышц нижних конечностей.

Выявлены общие закономерности передачи силы действия по общей последовательной биокинематической цепи от верхних конечностей к нижним.

Рабочая гипотеза. При изучении механизмов передачи силы действия по замкнутой биокинематической цепи, мы исходили из предположения о том, что особенности строения опорно-двигательного

8 аппарата человека определяют основные закономерности, лежащие в

основе этих механизмов.

Объект исследования — передача силы действия по замкнутым биокинематическим цепям человека в статическом режиме.

Предмет исследования: основные закономерности передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям и факторы, лимитирующие и определяющие эффективность этой передачи в статическом режиме.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что результаты исследования вносят новый вклад в изучение проблемы биомеханики опорно-двигательного аппарата человека. Показано, в частности, как положение тела влияет на передачу силы действия в статическом режиме верхними и нижними конечностями, и по всей последовательной биокинематической цепи человека.

Практическое значение исследования заключается в следующем. Полученные данные о закономерностях и лимитирующих факторах передачи силы действия в статическом режиме, являются завершенным экспериментальным материалом, который может быть включен в соответствующие разделы учебников по биомеханике для институтов физической культуры.

Кроме этого, эти данные представляют интерес в спортивной метрологии, в особенности, при решении задач, связанных с организацией тестирования силовых способностей спортсменов различных видов спорта, и представляют интерес в качестве учебного материала по вопросам теории и методики в циклических, игровых и скоростно-силовых видах спорта, а также в спортивных единоборствах.

Результаты аналитического обзора и собственных исследований механизмов передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям позволили вынести на защиту следующие основные положения:

1. Организацию передачи силы действия по замкнутым

биокинематическим цепям в статическом режиме необходимо рассматривать с учетом последовательной трехкомпонентной модели мышцы человека (сократительная, связующая и последовательная упругая компоненты).

  1. Активность и последовательность включения мышц нижних и верхних конечностей обусловлены особенностями строения опорно-двигательного аппарата человека и позой спортсмена.

  2. Исходная поза влияет на эффективность передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям и на вклады элементарных движений в целостное двигательное действие в статическом режиме.

  3. Лимитирующим фактором эффективности передачи силы действия в последовательной биокинематической цепи в статическом режиме являются силовые возможности ее слабого звена.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования отражены в публикациях и доложены на конференции студентов РГАФК (Москва, 1999); I международной конференции студентов «Наука и спорт: взгляд в третье тысячелетие» (Киев, 1999), а также внедрены в практику преподавания биомеханики в Российской государственной академии физической культуры.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. В тексте диссертации имеется 3 таблицы и 34 рисунка. Список литературы включает 152 источника, из которых 59 - иностранные.

Биомеханические модели мышц человека

Анализ литературных данных показал, что в настоящее время существуют три основные биомеханические модели мышцы человека.

Первая - классическая модель A. Hill /85, 122/. Согласно этой модели, по своим биомеханическим свойствам мышцы подобны системам, состоящим из трех элементов (рис. 1-І):

1. Собственно сократительного (контрактильного - СК), в котором развертываются физиологические и биохимические процессы, приводящие к генерированию силы мышечной тяги и укорочению мышцы. Миофибриллярный аппарат, состоящий из сократительных структурных элементов - саркомеров, обеспечивает эту силу тяги путем химического расщепления АТФ /18/.

2. Пассивного упругого, соединенного последовательно с сократительной компонентой. Морфологически в состав этого элемента входят сухожилия мышцы и Z-линии, образующие связь между последовательными цепочками саркомеров. Перечисленные соединительно-тканные образования обладают разными упругими свойствами, которые обеспечиваются главным образом коллагеновыми волокнами сарколеммы, имеющими решетчатую ориентацию. Данная компонента получила название последовательная упругая компонента (ПоУК)/22,23,85/.

3. Пассивного упругого, соединенного параллельно с контрактильным. Структурными элементами этой компоненты являются эндомизий (оболочка мышечного волокна), перимизий (упругая армированная оболочка для 100-150 мышечных волокон) и эпимизий (аналогичная оболочка для всей мышцы в целом) - параллельная упругая компонента (ПарУК). Общая схема представлена на рис. 2.

Эксперименты, посвященные изучению биомеханических свойств изолированной мышцы и ее волокон, позволили выявить основные зависимости между силой и длиной, которые отражают биомеханические свойства ее трех компонент.

К числу этих зависимостей относятся «сила-длина» пассивной мышцы. С ее помощью удалось выяснить биомеханические свойства параллельной упругой компоненты, которая оказывает сопротивление главным образом при больших величинах растягивания мышцы, и лучше всего выражается экспонентой: логарифм натяжения увеличивается линейно при увеличении длины растягивания /36/.

Величина сопротивления активной мышцы при малой ее исходной длине определяется сократительной компонентой, которая затрачивает часть своей энергии на растяжение ПоУК (сухожилия). Попытка растянуть активную мышцу при большой ее исходной длине, приводила к существенному увеличению силы сопротивления, что, по мнению авторов, связано с дополнительным сопротивлением ПарУК /36, 85/.

Разница между зависимостью «сила-длина» для активной и пассивной мышцы (волокна) позволила авторам оценить характер и силу сопротивления сократительной компоненты /17/. Эти данные в дальнейшем получили свое подтверждение при исследовании зависимости «сила-длина» на структурном элементе миофибриллярного аппарата -саркомере. Максимальная сила его тяги, как и мышечного волокна проявлялась при оптимальной его длине.

Вторая биомеханическая модель мышцы принципиально отличается от классической по способу передачи силы действия в скелетной мышце (рис. 1-П). Ее автор А.А. Вайн /22/, сопоставив результаты, полученные при изучении биомеханических свойств мышечного волокна с помощью электронного микроскопа, выдвинул новую теорию передачи механического напряжения в скелетной мышце. Суть этой теории сводится к тому, что назначение сократительной компоненты заключается не в прямой передаче усилия на сухожилие, а в создании поперечного давления на армированные упругие оболочки эпимизия и перимизия. Согласно законам механики, подобное, даже незначительное по величине усилие, может вызвать, согласно правилу параллелограмма, значительную силу тяги мышц. Однако, на наш взгляд, эта теория, с помощью которой автор попытался объяснить полученный им экспериментальный материал, не лишена недостатков. Из курса анатомии известно, что сухожилие проходит через влагалище в эпимизиуме мышцы на дистальном ее конце и крепится отдельно от него к костным бугоркам. В таком случае предлагаемая модель исключает последовательную упругую компоненту, т.е. сухожилие, что не соответствует действительности. Нам представляется, что с точки зрения механических основ передачи силы действия такая модель заслуживает самого серьезного внимания, но требует дальнейшей экспериментальной проверки.

Третья модель базируется на классической модели А. Хилла, но в нее включен четвертый связующий элемент (рис. 1-ІЙ).

Количественные данные о величине запаздывания механического ответа мышцы по отношению к возникновению электрической активности в зависимости от длины мышцы (угла в суставе) послужили основанием Ан.А. Шалманову с соавт. /87/ для пересмотра существующей модели мышцы. Объяснить новые данные можно было только наличием в мышце четвертой, связующей компоненты.

Метод оценки передачи силы действия нижними конечностями на опору в статическом режиме в зависимости от угла в коленном суставе

Результаты исследований, рассмотренных в литературном обзоре, позволяют сделать вывод о том, что реализация механизма разгибания ног и выпрямления туловища обусловлена соотношением сил и их моментов в зависимости от углов в суставе, которые, в свою очередь, определяют феноменологию проявления механизма разгибания ног и выпрямления туловища: последовательность разгибания суставов, разнонаправленное изменение углов в смежных суставах и оптимальное значение углов в суставах нижних конечностей для проявления максимальной силы действия на опору через рабочие точки тела.

Анализ литературных данных показал, что большинство двигательных действий человека можно рассматривать, применяя концепцию реализации следующих основных биомеханизмов: 1. Разгибание ног и выпрямление туловища. 2. Движение маховых звеньев. 3. Поворотное движение тела как целого относительно точки опоры - "Механизм перевернутого маятника. 4. Скручивание - противоположное вращение верхнего и нижнего отделов туловища.

Каждый из перечисленных биомеханизмов может выполняться независимо от другого и приводить к изменению положения и скорости общего центра масс (тяжести) тела - ОЦМ а также соперника или спортивного снаряда. Любой из видов двигательной деятельности может "складываться" из одного или нескольких биомеханизмов (взаимосвязанных на динамическом уровне), вклад которых различен.

Понимание феноменологии и закономерностей проявления каждого из биомеханизмов, в частности, при взаимодействии спортсмена с опорой в наземных локомоциях, к настоящему времени достаточно полно изучено.

Однако упущены научные направления, посвященные разработке тем, касающихся особенностей передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям в статическом режиме.

В соответствии с этим мы сосредоточили основное внимание на изучении закономерностей передачи силы действия на опору по замкнутой биокинематической цепи от нижних конечностей к верхним в статическом режиме для двух поз: в положении сидя и в положении стоя.

Известно, что не всегда усилие, создаваемое, к примеру, мышцами ног, можно передать в полной мере через верхний плечевой пояс. Это обусловлено наличием слабого звена, которое препятствует реализации мышечной силы через рабочие точки тела, согласно принятому в биомеханике определению силовых качеств.

Гипотеза исследования: при изучении механизмов передачи силы действия по замкнутой биокинематической цепи, мы исходили из предположения о том, что особенности строения опорно-двигательного аппарата человека определяют основные закономерности, лежащие в основе этих механизмов.

Цель работы: изучить основные закономерности организации и передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи в статическом режиме с учетом особенностей строения и функции опорно-двигательного аппарата человека. Задачи исследования

Нам представляется, что изучение данной проблемы необходимо начать с изучения вопроса о лимитирующих факторах передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям, реализации того или иного двигательного качества через замкнутую кинематическую цепь, например, нижние или верхние конечности.

Одним из направлений нашей работы было изучение проявления физических качеств мышц нижних конечностей при давлении на опору в статическом режиме, исключив влияние на этот процесс мышц туловища. С практической и научной точек зрения представляет интерес вопрос о роли и вкладе двусуставных мышц задней поверхности бедра и голени в результирующую силу давления ног на опору у представителей циклических и скоростно-силовых видов спорта.

Также необходимо выяснить порядок включения мышц верхнего плечевого пояса и выявить слабое звено, лимитирующее передачу усилия на точку его приложения.

В соответствии с целью исследования в работе были поставлены следующие задачи: 1. Выяснить влияние позы спортсмена на результирующую силу действия при ее передаче по замкнутой биокинематической цепи на рабочие точки тела. 2. Оценить влияние суставных углов верхних и нижних конечностей на последовательность включения и активность одно- и двусуставных мышц в статическом режиме. 3. Определить лимитирующие факторы передачи силы действия по замкнутой кинематической цепи верхними и нижними конечностями в зависимости от позы спортсмена. 4. Выявить общие закономерности локальной силовой выносливости мышц нижних конечностей в статическом режиме у представителей различных видов спорта.

Основные закономерности передачи силы действия по общей замкнутой биокинематической цепи от верхних конечностей к нижним

В экспериментах по изучению электрической активности двусуставных мышц нижних конечностей при передаче силы действия на опору ногами приняли участие 9 испытуемых, среди которых 3 борца (1-І разряда, 2 - КМС), 3 представителя шортрека (2- КМС, 1 - МС), 2 - легкой атлетики (I разряд), 1 представитель бокса (КМС). Электрическая активность мышц регистрировалась при трех значениях угла в коленном суставе: малом (80,5±1,5), среднем (120,7±1,9) и большом (153,9±2,6).

На рис. 20 представлены типичные зависимости силы давления ног на опору от угла в коленном суставе соответственно малом, среднем и большом. Перед испытуемыми ставилась задача проявить максимальную силу за удобный для них промежуток времени. В связи с этим для нас представляла интерес амплитуда электрической активности, а не ее продолжительность.

Результаты этого направления исследования представлены на рис. 21 и они отражают общую закономерность изменения инвертированной электромиограммы (ЭМГ) двусуставных мышц нижних конечностей с увеличением угла в коленном суставе у всех девяти испытуемых. Суть этой закономерности заключается в следующем:

1. У испытуемых наблюдалось увеличение амплитуды инвертированной ЭМГ икроножной мышцы в этих двигательных заданиях;

2. Двуглавая мышца бедра значительно увеличивает свою активность (в 4-10 раз) только при больших значениях угла в коленном суставе. Именно при этом угле нами зарегистрировано максимальное значение силы давления стоп на опору, достигавшее у некоторых испытуемых более 650 кг (при среднем значении этой силы, равной 533,9±997Н).

3. В отличие от этих дву су ставных мышц, активность прямой мышцы бедра, которая также является двусуставной, была примерно равной при измерении максимальной силы для указанных выше значений углов в коленном суставе.

Таким образом, на основании этих экспериментальных данных можно сделать вывод о том, что только у прямой мышцы бедра разнонаправленное изменение углов в тазобедренном и коленном суставах (уменьшение в одном и увеличение в другом) создавали условия, при которых длина этих мышц не менялась. Следовательно, зоны перекрытия между акто-миозиновыми комплексами саркомеров миофибриллярного аппарата волокон этой мышцы остаются неизменными. Очевидно, этим и объясняется постоянство ее электрической активности при изменении угла в коленном суставе.

Можно также предположить, что наличие достаточно длинного сухожилия у двуглавой и икроножной мышц не позволяет им развить большую активность при малом угле в коленном суставе, вследствие их значительного укорочения в исходном положении ног (провисание).

В заключение обсуждения вопроса о влиянии угла в коленном суставе на активность двусуставных мышц нижних конечностей можно сделать вывод о том, что значительное увеличение силы давления ног на опору при больших углах в коленном суставе обусловлено, при прочих равных условиях, увеличением силы тяги за костные рычаги двуглавой и икроножной мышцами.

Другой причиной, которая могла повлиять на величину ЭМГ этих мышц, могло быть смещение брюшка этих мышц относительно места крепления электродов в результате сокращения. Однако, согласно данным

Григоренко А.В. (1995), изменение положения электродов в пределах двух сантиметров в различном направлении относительно брюшка икроножной мышцы не влияло на некоторые показатели ЭМГ. Следует заметить, что рассмотренные закономерности изменения электрической активности мышц нижних конечностей выявлены нами при условиях, когда вектор силы реакции опоры был направлен через тазобедренный и голеностопный суставы.

Согласно общим положениям биомеханики опорно-двигательного аппарата человека, в замкнутой биокинематической цепи изолированные движения в одном суставе невозможны: в движения неизбежно вовлекаются и другие соединения.

В связи с этим, согласно поставленным в нашей работе задачам, мы изучали передачу силы действия в последовательной биокинематической цепи в различных позах в положении сидя.

Изменение угла в коленном суставе, безусловно, приводило к изменению углов в смежных суставах - тазобедренном и голеностопном, что в свою очередь неоднозначно влияло на изменение силы давления ног на опору, как это уже было рассмотрено выше.

В данном разделе нашей работы мы попытались проанализировать, какое оптимальное положение сидя будет занимать человек, если сила тяги будет передаваться прямыми или согнутыми руками к нижним конечностям.

Факторы, определяющие и лимитирующие эффективность передачи силы тяги биокинематической парой

Основоположником отечественной биомеханики Н.А. Бернштейном была высказана главная концепция о несоответствии между процессами управления мышечной активностью и результирующим двигательным действием, что в свою очередь породило два научных направления.

Сторонники одного пытались разобраться в вопросах формирования двигательного навыка на основе реализации так называемых «двигательных программ», которые выполняются соответствующим уровнем ЦНС без возможной коррекции по ходу его выполнения /30, 63, 70, 71/.

Сторонники другого направления пытаются доказать, что такие коррекции возможны, либо пытаются изучать обратные связи /28, 41, 45, 47/.

Нам представляется, что высказывание Н.А. Бернштейна «...дайте нервной системе напробоваться» объединяет эти два направления /13, 14/.

В отличие от сложных двигательных действий, реализация задания в статическом режиме, пожалуй, наиболее тесным образом связывает активность одной мышцы или группы мышц и механический ответ, который является результатом этой активности.

Наиболее обстоятельно проблемы управления сложными системами отражены в работе Анохина П.К. /4/.

При решении обратной задачи мышечной динамики нахождение мышечных сил по известному движению (управляющим моментам) пытались решать, в том числе, и при привлечении данных об электрической активности мышц. За основу брали данные о взаимосвязи между электромиограммой мышц человека и его изометрическим усилием. В ряде работ было показано, что эта связь на определенном этапе роста силы линейна/109,130, 152/.

Согласно нашим данным, относительно линейная взаимосвязь между интегрированной ЭМГ наблюдалась только до момента достижения силы соответственно при давлении на опору ногами - 78,4% и тяги руками 82,8%.

Полученные нами экспериментальные данные об организации управления мышцами верхних и нижних конечностей показали, что она в значительной степени обусловлена особенностями строения опорно-двигательного аппарата человека.

Обобщив результаты различных авторов и частично повторив их эксперименты по изучению силы давления ног на опору в статическом режиме, мы согласились с их предположением о том, что увеличение угла в коленном суставе, сопровождаемое значительными увеличениями силы, обусловлено активностью двусуставных мышц /37/.

Несмотря на то, что эксперименты по изучению накопления и передачи энергии мышцами нижних конечностей на опору, а также расчеты, сделанные на основе механических моделей нижних конечностей, указывали на то, что основную роль в этом феномене играют двусуставные мышцы, все же прямых доказательств не было.

Мы считаем, что полученные нами данные об увеличении электрической активности мышц задней поверхности бедра и голени с увеличением угла в коленном суставе и, особенно при больших его значениях, являются прямым доказательством справедливости высказываний, предположений, сделанных различными авторами (глава I, раздел 1.1.4).

Несмотря на то, что согласно литературным данным, момент силы, развиваемый мышцами задней поверхности бедра, существенно меньше, чем момент силы четырехглавой мышцы, именно в силу геометрических особенностей строения нижних конечностей (показанных в обзоре на механической модели), мышцы задней поверхности создают при больших углах столь высокие значения сил давления на опору.

Приведенная в нашей работе экспоненциальная зависимость между силой давления ног на опору в статическом режиме и углом в коленном суставе позволяет рассчитать эту силу для любых его значений.

Кроме этого удалось установить тот факт, что с изменением угла в коленном суставе от минимума до максимума величина электрической активности прямой мышцы бедра не меняется.

Похожие диссертации на Биомеханизмы организации передачи силы действия по замкнутым биокинематическим цепям у спортсменов