Введение к работе
доктор педагогических наук, профессор М.М. Шестаков
Актуальность исследования. Спортивная деятельность является областью предельных достижений человеческих возможностей, которая предъявляет высокий уровень требований к психике и функциональному состоянию спортсменов (В.Л. Ростовцев, 2008; В.Н. Платонов, 2010). Это обстоятельство предполагает необходимость углубления представлений о физиологических возможностях и механизмах расширения функциональных резервов человеческого организма, действующего в режиме адаптации к возрастающим нагрузкам (Е.М. Бердичевская, А.С. Гронская, 2004). Достижение спортсменом конкретных целей и решение поставленных задач осуществляется в условиях постоянного влияния на его функциональные системы эндо- и экзогенных стресс-факторов (А.С. Солодков, 1995; Р.М. Шагиев, 2009 и др.), в связи с чем остро встает вопрос о поиске средств и способов немедикаментозного воздействия на адаптационные процессы (М.А. Кузьмин, 2010), а также вопрос о выявлении новых подходов к решению задач экстраполяции спортивных результатов (А.Б. Трембач с соавт., 2008). Для эффективного преодоления в соревнованиях экстремальных физических и психологических нагрузок и коррекции неблагоприятных психоэмоциональных состояний первостепенное значение приобретает разработка и внедрение методик, связанных с развитием у спортсменов способности к саморегуляции (Ю.П. Денисенко с соавт., 2008; Н.Н. Сетяева, А.В. Фурсов, 2010). Одной из таких методик является биоуправление, в процессе которого формирование направленных сдвигов определенных параметров функционирования способствует возникновению комплексных реакций центральной и вегетативной нервной системы (С.И. Сороко, В.В. Трубачев, 2010).
Наиболее перспективным среди методов, основанных на использовании биологической обратной связи, является нейробиоуправление (С.И. Сороко, Т.Ж. Мусуралиев, 1995; А.Б. Скок, 1999; М.Б. Штарк, 1999; А.И. Федотчев, 2010; J. E. Lubar et. al., 1995; E. Angelakis et al., 2007), под которым понимается произвольное управление биоэлектрической активностью головного мозга, в частности, альфа-ритмом (О.М. Базанова, 2009). Нейробиоуправление, основанное на принципе адаптивной биологической обратной связи (А.Н. Субботкина, 2011), дает объективную информацию о динамике психофизиологических показателей и позволяет осуществлять дополнительный сенсорный контроль над физиологическим процессом (А.И. Федотчев, А.Т. Бондарь, 2008). В качестве преимущества нейробиоуправления отмечается его предельная индивидуальность и активное участие субъекта в оптимизации своего состояния (А.И. Федотчев, 2010).
К настоящему времени у спортсменов различных специализаций изучены отдельные физиологические аспекты успешного и эффективного нейробиоуправления (В.Г. Тристан, О.В. Погадаева, 2001; Н.А. Баёва, 2003; А.Г. Трибрат с соавт., 2007; Е.В. Бочанцева, 2006; Л.А. Кузнецова, 2009; К.П. Базарин, 2009; D. C. Hammond, 2007; T. Thompson et al., 2008 и др.), однако до сих пор отсутствует физиологическое обоснование использования нейробиоуправления в рамках адаптации высококвалифицированных спортсменок к физическим и психическим нагрузкам, варьирующимся на протяжении годичного цикла тренировки. Таким образом, важность данной проблемы для практики и недостаточная ее разработанность обусловливают актуальность исследований в данном направлении.
Объект исследования: физиологические особенности функциональной подготовки спортсменок, занимающихся спортивными видами гимнастики.
Предмет исследования: функциональное состояние гимнасток высокой квалификации в процессе произвольной регуляции, основанной на нейробиоуправлении, в разные периоды тренировочного процесса.
Цель: физиологически обосновать целесообразность применения нейробиоуправления в разные периоды тренировочного процесса высококвалифицированных гимнасток.
Гипотеза: применение курса нейробиоуправления, направленного на увеличение мощности альфа-ритма головного мозга, позволит корректировать функциональное состояние гимнасток, способствуя достижению оптимального функционирования систем организма и обеспечивая его готовность к восприятию тренирующих и соревновательных нагрузок.
Задачи:
1. Выявить особенности функционального состояния гимнасток высокой квалификации в разные периоды тренировочного процесса.
2. Определить успешность нейробиоуправления и изменения «фоновой» биоэлектрической активности головного мозга высококвалифицированных гимнасток, находящихся в разных периодах тренировочного процесса.
3. Оценить эффективность курса нейробиоуправления по изменениям показателей вариабельности ритма сердца, сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния в разные периоды тренировочного процесса гимнасток.
4. Установить факторы, определяющие успешность и эффективность курса нейробиоуправления в разные периоды тренировочного процесса гимнасток.
Научная новизна полученных результатов заключается в том, что в работе:
- установлено, что отличительными характеристиками функционального состояния гимнасток в разные периоды тренировочного процесса являются показатели быстроты запоминания сложнокоординационных движений, устойчивости внимания, вариабельности ритма сердца и биоэлектрической активности головного мозга;
- выявлено, что в течение переходного периода изменения «фоновой» электроэнцефалограммы гимнасток проявляются в виде увеличения мощности бета-ритма в правом полушарии при открытых и закрытых глазах на фоне снижения мощности тета-ритма в левом полушарии при открытых глазах, что сопровождается сдвигом показателей вариабельности сердечного ритма в сторону усиления симпатической регуляции и ухудшением тактического мышления; в подготовительном периоде – в виде увеличения мощности тета-ритма также в правой гемисфере в записи с закрытыми глазами при одновременном ухудшении показателей сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния; в соревновательном периоде – в виде увеличения мощности альфа-ритма левого полушария при открытых глазах, в сочетании со стабилизацией показателей вариабельности сердечного ритма, сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния;
- установлено, что под влиянием курса нейробиоуправления в соревновательном периоде происходят изменения «фоновой» электроэнцефалограммы, которые сопровождаются еще большим увеличением мощности альфа-ритма левого полушария головного мозга гимнасток;
- показано, что в подготовительном периоде курс нейробиоуправления имеет низкую успешность. Для соревновательного и переходного периодов характерен средний уровень успешности нейробиоуправления, проявляющийся в увеличении мощности альфа-ритма в течение курса относительно исходного уровня;
- выявлено, что курс нейробиоуправления не только наиболее успешен, но и наиболее эффективен в соревновательном и переходном периодах;
- установлена зависимость успешности курса нейробиоуправления от разных сочетаний индивидуальных показателей вариабельности ритма сердца, сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния. Определены предикторы эффективности курса нейробиоуправления в каждом из периодов. Показано, что наиболее высокая прогнозируемость эффективности нейробиоуправления (100%) характерна для соревновательного периода. Выявлено, что успешность курса нейробиоуправления позволяет прогнозировать результативность соревновательной деятельности.
Положения, выносимые на защиту:
1. Для гимнасток высокой квалификации в состоянии относительного покоя характерно отсутствие проявлений напряжения регуляторных механизмов. В соревновательном периоде (более чем за 2 недели до соревнований) по сравнению с переходным периодом спортсменкам присущи повышенная функциональная активность головного мозга и увеличенная экономизация деятельности сердца, в подготовительном периоде – увеличенное время запоминания сложнокоординационных движений и снижение устойчивости внимания.
2. Изменения «фоновой» ЭЭГ в течение подготовительного и переходного периодов связаны с мощностью тета- и бета-ритмов, в течение соревновательного периода – с мощностью альфа-ритма. Курс нейробиоуправления препятствует «негативным» изменениям «фоновой» ЭЭГ в подготовительном и переходном периодах и одновременно способствует ее «позитивным» изменениям - более выраженному увеличению мощности альфа-ритма в соревновательном периоде.
3. Показатель успешности освоения навыка произвольного увеличения мощности альфа-ритма головного мозга в ходе курса нейробиоуправления в подготовительном периоде соответствует низкому уровню, в соревновательном и переходном периодах – среднему уровню в сочетании с более высокой эффективностью.
4. Разное сочетание «исходных» показателей вариабельности сердечного ритма, сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния гимнасток позволяет прогнозировать успешность курса нейробио-управления в каждом конкретном периоде тренировочного процесса. Эффективность нейробиоуправления, определяемая нейродинамическими показателями, наиболее прогнозируема в соревновательном периоде. Вне зависимости от периода тренировочного процесса успешность курса нейробиоуправления является предиктором соревновательной результативности гимнасток.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что полученные в исследовании данные о вариативности показателей мощности альфа-ритма в «фоновой» электроэнцефалограмме, вариабельности сердечного ритма, устойчивости внимания и быстроты запоминания сложнокоординационных движений в течение годичного цикла тренировки позволяют расширить современные представления об адаптации спортсменок, занимающихся спортивными видами гимнастики, к нагрузкам различного характера. Выявленные в отдельных периодах тренировочного процесса изменения биоэлектрической активности головного мозга спортсменок, которые сопровождаются изменениями вариабельности сердечного ритма, сложнокоординированной деятельности и психофизиологического состояния, дополняют знания о динамике функционального состояния гимнасток в течение разных периодов тренировочного процесса.
Данные об особенностях произвольной регуляции мощности альфа-ритма у высококвалифицированных гимнасток в зависимости от периода тренировочного процесса, согласно которым наибольшая эффективность и успешность нейробиоуправления достигается в соревновательном и переходном периодах, позволяют существенно дополнить современные представления о целесообразности использования нейробиоуправления в рамках адаптации спортсменок к физическим и психическим нагрузкам.
Апробированный в диссертации подход с использованием регрессионного и дискриминантного анализов дает возможность не только описать динамику успешности и эффективности нейробиоуправления у спортсменок, но и на основе описания строить прогноз.
Практическая значимость. Выявленные закономерности могут послужить основой для проведения дальнейших исследований по изучению физиологических особенностей адаптации высококвалифицированных гимнасток к физическим и психоэмоциональным нагрузкам, а также могут учитываться при планировании тренировочных нагрузок на протяжении годичного цикла тренировки.
Полученные данные о функциональном состоянии гимнасток в разных периодах тренировочного процесса могут быть внедрены в учебный процесс ряда медико-биологических дисциплин в вузах и на факультетах физической культуры (физиологии спорта, теории и методики гимнастики и др.).
Материалы исследования могут использоваться для повышения эффективности применения нейробиоуправления у спортсменок, занимающихся спортивными видами гимнастики, а также могут послужить основой для проведения аналогичных исследований в других видах спорта. Кроме этого, результаты данного исследования позволят осуществлять отбор перспективных спортсменок, способных достигать состояние оптимального функционирования организма в условиях соревновательной деятельности.
Результаты исследований внедрены в процесс подготовки высококвалифицированных спортсменок, включенных в состав сборных команд СибГУФК, Омской области и России по спортивной аэробике, спортивной акробатике, художественной и спортивной гимнастике, что подтверждается актами внедрения.
Апробация работы. Результаты диссертационного исследования доложены на 8 конференциях: World Congress of Performance Analysis of Sport VIII «Current Тrends in Performance analysis» (с. Magdeburg, 3 – 6 September 2008), IX Всероссийская научная конференция «Биоуправление в медицине и спорте» (г. Омск, 14-15 мая 2009), International Conference of Sport Kinetics «Current and Future Directions in Human Kinetics Research» (с. Chalkidiki, 25 – 27 September 2009), Всероссийская научно-практическая интернет-конференция с международным участием «Стратегические направления развития физической культуры и спорта» (г. Красноярск, 12-17 октября 2009), Всероссийский форум «Молодой учёный – 2009» (г. Москва, 1 – 4 декабря 2009), Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов, соискателей и студентов «Проблемы совершенствования физической культуры, спорта и олимпизма» (г. Омск, 15 – 18 декабря 2009), IX Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы развития физической культуры и спорта в новом тысячелетии (г. Кемерово, 24 – 25 мая 2011), VI INSHS International Christmas Sport Scientific Conference “Qualitative and Quantitative Research in Sport Science” (Szombathely, 11-14th December 2011).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 158 страницах текста компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, изложения материалов и методов, трех глав, содержащих результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 261 источник (из них 192 работы отечественных и 69 – иностранных авторов) и приложений. Текст иллюстрирован 18 таблицами и 33 рисунками.
