Введение к работе
Актуальность исследования. Целенаправленная двигательная деятельность имеет принципиально важное значение в адаптации организма человека к различным условиям его жизнедеятельности (А.С. Солодков, 2000; В.И. Медведев, 2003; В.Н. Платонов, 2004), поэтому исследование механизмов регуляции движений, обеспечивающих достижение успешного результата, является одной из центральных проблем физиологии (Д. Козаров, Ю.Т. Шапков, 1983; Ю.П. Герасименко, 2000; И.Б. Козловская, 2004; Р.М. Городничев, 2005; Дж. Г. Николлс и др., 2008). При изучении этой проблемы используется разнообразный спектр методических подходов, причем особенный размах приобрели тонкие нейрофизиологические исследования, благодаря которым получены точные сведения о функционировании нервных и мышечных структур, входящих в систему управления движениями (Р.С. Персон, 1987; Ю.П. Герасименко, 2000; B. Pasquet et al., 2006; R. Enoka, 2008). Однако такие исследования не могут заменить изучениe целостных двигательных действий, их функциональной структуры, принципов, на которых они строятся, и закономерностей достижения необходимого результата (М.А. Алексеев, А.А. Аскназий, 1970).
Идеальной моделью для изучения механизмов разнообразных движений служит двигательная деятельность спортсменов. В многочисленных работах, посвященных изучению управления движениями, в качестве моделей использовались в основном простые по координации двигательные действия, выполняемые с низкой скоростью, не требующие развития больших по величине мышечных усилий (Р.С. Персон, 1969; Я.Л. Славуцкий, 1982; А. Frigon, 2004). В ряде публикаций исследовались механизмы сложнокоординированных циклических движений (Н.А. Бернштейн, 1947,1966; Ю.Т. Шапков, 1983; В.С. Гурфинкель и др. 1998; И.А. Солопова, В.А. Селионов, 2012), а также движений разной координационной сложности в условиях контактного противоборства соперников (О.А. Прянишникова, 2003; И.Н. Бучацкая, 2005; С.А. Моисеев, 2010). Во всех этих работах использовался метод электромиографии, что позволило получить ценный материал о взаимодействии и уровнях активности работающих мышц, некоторых механизмах регуляции таких целостных движений.
Вместе с тем, в литературе отсутствуют системные сведения о нейрофизиологических механизмах прицельных движений. Не приводятся данные об особенностях биоэлектрической активности мышц при их выполнении, остаются неясными электромиографические маркеры успешных и неточных выстрелов из спортивного оружия. Настоящее исследование и посвящено изучению этой актуальной для теоретической и экспериментальной физиологии проблемы.
Объект исследования – биоэлектрическая активность скелетных мышц, обеспечивающих реализацию прицельных движений.
Предмет исследования – характеристики биоэлектрической активности мышц при успешных и неточных прицельных движениях.
Цель работы состояла в изучении электромиографических параметров, определяющих результативность выстрелов из лука и пистолета.
Задачи исследования:
-
Выявить скелетные мышцы, обеспечивающие реализацию выстрела из лука и пистолета, и изучить особенности паттернов их биоэлектрической активности.
-
Исследовать параметры биоэлектрической активности скелетных мышц при осуществлении прицельных двигательных действий в условиях, моделирующих соревновательную деятельность.
-
Установить характеристики биоэлектрической активности мышц, обусловливающие успешные и неточные выстрелы из лука и пистолета.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые, на основе компьютерного электромиографического анализа, выявлены закономерности последовательности активации мышц, характеристики их биоэлектрической активности при выполнении прицельных движений – стрельбы из лука и пистолета, в условиях, моделирующих соревновательную деятельность. Установлено, что в зависимости от фазы прицельного двигательного действия используется программный или коррекционный механизм управления активностью мышц. Показана модификация паттернов электроактивности в процессе многократного выполнения прицельных движений, отражающая компенсаторные процессы, направленные на обеспечение успешного выполнения прицельных движений, в условиях развивающегося утомления. Установлена зависимость высокой результативности выстрелов из лука и пистолета от оптимальной амплитуды электроактивности некоторых мышц.
Теоретическая значимость. Настоящая работа является первым систематическим исследованием, которое расширяет представления о координации активности скелетных мышц в ходе реализации многократных прицельных движений в условиях, приближённых к соревновательным. Сведения о проявлении программного и коррекционного способов управления мышцами в процессе выстрелов имеют значение для развития теоретических представлений о механизмах успешного выполнения сложнокоординацинонных двигательных действий.
Практическая значимость данного исследования заключается в том, что установленные закономерности изменений паттернов биоэлектрической активности мышц при выполнении прицельных движений могут быть использованы для дальнейшего изучения физиологических механизмов функционирования скелетных мышц в условиях напряжённой мышечной работы разного характера. Полученные данные об особенностях электроактивности «ведущих» мышц при реализации выстрела из лука и пистолета могут использоваться в целенаправленном отборе специально-подготовительных упражнений, применяемых в процессе технической и физической подготовки стрелков.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Управление активностью скелетных мышц в процессе осуществления прицельных движений реализуется посредством использования программного и коррекционного способа управления в определенные фазы выстрела;
-
Электромиографическая структура выстрела из лука и пистолета предусматривает использование начального и дополнительного усилий агониста, выработанных в процессе тренировки, а также коррекционные усилия мышц-антагонистов;
-
Коррекция амплитуды прицельных движений в плечевом и локтевом суставах базируются преимущественно на мышечной и суставной афферентации.
Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации. Результаты исследования доложены и обсуждены на: 4-th International Christmas Sport Scientific Conference (Szombathely, 2009); First grade Baltic States doctoral students «Basic principles of sport science» (Tartu, 2009); V Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии мышц и мышечной деятельности» (Москва, 2009); III Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением (Великие Луки, 2010); VI Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Системные и клеточные механизмы в физиологии мышц и мышечной деятельности» (Москва, 2011); European college of sport science «New horizons from a world heritage city» (Liverpool, 2011); Сongres «Sportul Olimpic i sportul pentru toi» (Chiinu, 2011); IV Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90-летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» (Москва, 2012); VII Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Новые подходы к изучению классических проблем» (Москва, 2013).
Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 116 страниц печатного текста состоит из введения и 5 глав, включающих обзор литературы, описание методов исследования, изложение полученных результатов собственных исследований и их обсуждение, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиография включает 230 литературных источников (57 иностранных, 173 отечественных). Работа содержит 15 рисунков и 12 таблиц.
