Введение к работе
Актуальность. Онтогенетическое изучение произвольных движений человека- одно из актуальных проблемных направлений в возрастной физиологии, перспективных для практики в медицине, педагогике, психологии. Решение проблемы позволит глубже познать закономерности формирования целенаправленных действий, проанализировать их феноменологию и структуру, способы адаптации к влиянию различных факторов (М.М.Безруких, 1997; 1998). Произвольные движения отражают развитие высших интегративных функций, принципы их организации и управления (Н.А.Бернштсйи, 1990; Е.К.Аганянц и др.,1996). Теоретически в динамике изучения возможен комплексный анализ коркового программирования и деятельности периферического звена - биоэлектрической активности заинтересованных мышц.
Тем не менее, взаимодействие центральных и периферических механизмов в реализации моторной задачи на отдельных этапах возрастного развития мало изучено. В этом плане также остается открытым вопрос о влиянии функциональной асимметрии мозга на организацию и реализацию произвольных дпижений в период восходящего онтогенеза (И.Е.Ефимова и др.,1984; Е.Д.Хомская и др.,1989; Ю.В.Малова,1991; Т.А.Доброхотова, Н.Н.Брагина,1994; А.М.Вейн и др., 1999). Известна значимость МПАс и межполушарного взаимодействия в обеспечении интегративных функций (Б.И.Гутник, 1990а; А.С.Гронская,1996; Л.А.Жаворонкова,1997). Несмотря на это положение, экспериментальные данные о взаимосвязи профиля латеральной организации мозга с моторикой, ее центральными и периферическими механизмами в процессе индивидуального развития единичны (Г.А.Кураев и др.,1996; Dalen,1993).
Отражением МПАс является индивидуальный сенсомоторный профиль, во многом определяющий основные принципы межполушарного
Ac - асимметрия
БД - билатеральное движение
БЭА - биоэлектрическая активность
ДА - двигательная активность
ДЕ - двигательная единица
ИПА - индивидуальный профиль асимметрии
КОГ - когерентность
ЛВи - латентное время инициации
ЛВп - латентное время прекращения
ЛП - латентный период
МПАс - межполушарная асимметрия
МП КОГ - межполушарная когерентность
УД - унилатеральное движение
ФМА - функциональная мануальная асимметрия
ФМПас - функциональная межполушарная асимметрия
ЦНС - центральная нервная система
ЭМГ-электромиограмма
ЭЭГ-электроэнцефалограмма
взаимодействия, характер двигательных асимметрий, адаптивные резервы организма, индивидуальные свойства личности, особенности мышления, стратегию обработки информации, физическую и умственную работоспособность (Е.Д.Хомская и др.,1997; Е.К.Аганянц и др.,1999а; Г.А.Кураев и др., 1999).
Анализ характера межполушарных взаимоотношений внутри иерархически сложной системы, обеспечивающей двигательную деятельность, приближает к пониманию механизмов специфики моторики правшей и левшей. Учет возрастного фактора, ИПА, участвующей в движении конечности, характера и величины нагрузки, всего комплекса в целом позволит масштабно тестировать разные уровни организации и регуляции произвольных движений. А.Н.Шеповальников и др. (1997) подчеркивают особую важность исследования механизмов синхронных бимануальных действий в возрастном аспекте у детей в зависимости от ИПА и отмечают, что разработка проблемы межполушарного взаимодействия в этом направлении только начинается.
Целью работы являлось исследование формирования электрофизиологических коррелятов произвольных движений в онтогенезе в зависимости от профиля латеральной организации мозга.
Основные задачи:
-
Изучить электромиографические параметры произвольных движений у исследуемых с правым ИПА в возрастном диапазоне 7-20 лет.
-
Исследовать возрастную специфику пространственно-временной организации биоэлектрической активности мозга при произвольных движениях у правшей 7-8,10-11, 15-16 и 19-20 лет.
-
Выявить особенности электрофизиологических коррелятов произвольных движений у юношей с левым профилем асимметрии.
-
Установить закономерности центральных и периферических механизмов в организации произвольных движений у лиц с различным профи-
лем асимметрии в зависимости от величины, характера нагрузки, ведущей и неведущей конечности.
Научная новизна. В настоящей работе впервые на основе комплексного компьютерного амплитудно-частотного спектрального анализа выявлены закономерности возрастного формирования временных и спектральных характеристик ЭМГ, специфика межполушарного взаимодействия по функции когерентности ритмов ЭЭГ в процессе подготовки, реализации и прекращения произвольных движений у «абсолютных правшей». Описаны электрофизиологические феномены, сопровождающие модельные движения у «абсолютных левшей». Выявлены закономерности становления межполушарного взаимодействия симметричных отделов не-окортекса при формировании бимануальных действий. Установлена зависимость электромиографических и электроэнцефалографических характеристик моторики от величины, характера усилия и активной конечности у лиц с разным профилем межполушарной асимметрии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Временные и спектральные характеристики ЭМГ при произвольных движениях у «абсолютных правшей» специфичны для этапов онтогенеза, отражают возрастное совершенствование и упорядочивание организации и управления двигательными действиями.
-
Правый профиль сенсомоторной асимметрии у детей, подростков и юношей определяет уровень МП КОГ ритмов ЭЭГ, закономерности межполушарного взаимодействия в различные фазы движения и пространственные различия в зависимости от моторной задачи.
-
У юношей - «абсолютных левшей» основные особенности центральных и периферических механизмов регуляции двигательной деятельности отражаются в частотных характеристиках спектра ЭМГ и процессах межполушарной синхронизации ритмов ЭЭГ.
4. Присущие системе функциональной организации произвольных движений сходство и различия, в зависимости от профиля латеральной организации мозга, свидетельствуют о единстве и адаптивной пластичности ее механизмов, вариативности способов осуществления моторных задач.
Научно-практическая значимость. Работа носит фундаментальный характер, расширяет теоретические представления о возрастном формировании ЭМГ - и ЭЭГ- коррелятов произвольных движений, дифференцирует факторы, определяющие динамичный характер моторики, доказывает существенную роль латерального фенотипа.
Специфика спектра ЭМГ и ЭЭГ левшей и правшей, асимметричность и онтогенетические особенности указывают на необходимость учета профиля МПАс мозга и возраста ребенка, практического использования при инструментальной оценке эффективности тренировочного процесса, спортивном и профессиональном отборе, в разных разделах клинической медицины, нейропсихологии индивидуальных различий, педагогике.
Исследования по теме диссертации проводили на стыке двух направлений сводного плана НИР Госкомитета РФ по физической культуре и туризму и НИОКР России: 01.02.37. «Проблемы оптимизации функционального состояния и физического развития детей, подростков и юношей, обучающихся в различных учреждениях системы образования» и 02.01.15. «Нейрофизиологические механизмы формирования движений человека с учетом межполушарной асимметрии».
Внедрение полученных результатов. Результаты исследования представлены в докладах и сообщениях на итоговых научных конференциях КубГАФК (1997-1999); на XXV научной конференции студентов и молодых ученых вузов Юга России (Краснодар, 1998); международной научно-практической конференции (Смоленск, 1998); XVII съезде Всероссийского физиологического общества им. И.П.Павлова (Ростов-на-Дону, 1998); XII международной конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-
Дону, 1999); III фестивале вузов физической культуры РФ (Москва, 1999); юбилейной областной научной конференции «Учение И.П.Павлова на современном этапе и его развитие в трудах волгоградских ученых» (Волгоград, 1999).
По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ. Полученные данные используются в учебном процессе кафедр КубГАФК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, приложений и списка литературы. Работа содержит 170 страниц компьютерного набора, 60 рисунков, 10 таблиц. Библиография включает 292 наименования, в том числе 94 иностранных.