Стадии (фазы) формирования двигательного

Навыка

 

Становление двигательного навыка проходит через несколько стадий, или фаз.

В первой стадии (генерализации) отмечается иррадиация нервных процессов с генерализацией ответных реакций и вовлечение в ра­боту лишних мышц. На этой стадии начинается объединение от­дельных частных действий в целостный акт. Движение выглядит несовершенным, эффективность спортивной деятельности на данном этапе невелика.

Во второй стадии наблюдаются концентрация нервных процессов, улучшение координации, устранение излишнего мышечного напряжения и более высокая степень совершенства внешнего проявления стере­отипности движений.

В третьей стадии навык стабили­зируется и еще более совершенствуются координация и авто­матизация движений.

В ряде случаев некоторые из стадий могут отсутствовать. Это связано со многими факторами: степенью сложности и мощности мышечной работы, исходным состоянием двигательного аппарата, квалификацией спортсмена и др. Уже говорилось, что новые слож­ные движения всегда формируются на фоне сложившихся коорди­нации. Вследствие этого обучение, например, гимнастическим упражнениям будет проходить совершенно различно у новичков, спортсменов средней квалификации и у мастеров спорта. Так, у высококвалифицированных спортсменов благодаря приобретен­ным ранее навыкам и способности к экстраполяции обучение упражнениям может протекать без первой и даже второй стадии.

Нужно подчеркнуть особое значение вопроса о произвольности и автоматизации управления. В психологии спорта (П.А. Рудик, А.Ц. Пуни) этот вопрос решается следующим образом: двигательные навыки в целом управляются произвольно при очень значительном удельном весе автоматического управления множеством особенностей техники. Автоматизация рассматривается не как результат только ухода сторон движения от осознавания, а как совершенство, слаженность управления, позволяющие переключать внимание с самих движений на их результат, условия действия и др. Возможно осознание многих особенностей движения, если в этом возникает необходимость. Произвольность следует понимать в том же смысле, как её понимал ещё И.М. Сеченов: как способность воли «вызывать, прекращать, усиливать и ослаблять движение, и только степень её власти, по-видимому, крайне не различна». В спортивной деятельности необходимость сознательного анализа движений в процессе совершенствования чрезвычайно велика. Что же касается активного внимания и волевого усилия относительно деталей системы движений в соревновательной обстановке, то это решается в зависимости от множества условий. Отдельные факты расстройства системы при неумелом или несвоевременном переключении внимания на выполнение движений ещё вовсе не означает, что не следует контролировать автоматизированные движения. Именно у спортсменов высокой квалификации наиболее развита способность к самонаблюдению и самоконтролю без деавтоматизации движений.

В теории построения движений Н.А. Бернштейна автоматизация – это переключение управления движениями на более соответствующие задаче низовые уровни управления, уход из сферы сознания. По И.П. Павлову, временные связи замыкаются главным образом в коре головного мозга. При автоматизации имеет место не переключение управления с коры на подкорку, а упорядочение системы управления. Н.А. Бернштейн писал, что при автоматизации движений сознание разгружается лишь от второстепенных по смыслу деталей коррекционного управления движениями; ведущие же, т.е. главные на данный момент, смысловые коррекции никогда не уходят из поля сознания человека, они лишь переключаются с одного уровня регуляции движениями на другие в соответствии с тем, что в данный момент человек хочет контролировать. Поэтому при выполнении автоматизированных движений отчетливому осознаванию и осмыслению могут подвергаться как результат совершаемого действия, так и тактильно-мышечные и другие ощущения (но не в одинаковой степени в одно и то же время).

Чем проще действие, тем легче оно выпадает из-под смыслового контроля, который переключается на результат действия, на ситуацию и даже на другие действия (речевые, мыслительные). Чем сложнее действие и чем оно важнее для достижения цели (например, победы на соревновании), тем в большей степени оно находится под смысловым контролем

Устойчивость навыка и длительность его сохранения. Двига­тельные навыки, как и другие проявления временных связей, не­достаточно стабильные в начале образования, в дальнейшем ста­новятся все более и более стойкими. При этом чем они проще по своей структуре, тем прочнее. Навыки со сложнейшими координа­ционными отношениями менее стойки. Вследствие этого даже высококвалифицированному спортсмену трудно при повторениях сложных движений каждый раз показывать свои лучшие результа­ты. Если хотя бы один какой-то фактор, от которого зависит качест­венное выполнение упражнения, становится менее полноценным, результат снижается. К факторам, снижающим устойчивость навы­ка, относятся ухудшение общего состояния нервной системы (на­пример, при утомлении), развитие гипоксии, недостаточная адаптация при значительном изменении поясного времени, неуверенность в себе при сильных противниках и др. Существенное значение имеет тип нервной системы.

После прекращения систематической тренировки навык начинает утрачиваться. Но это имеет "различное выражение для разных его компонентов. Наиболее сложные двигательные компоненты мо­гут ухудшаться даже при перерывах в несколько дней. Еще больше они страдают при длительных перерывах (недели, месяцы). Поэто­му для достижения высоких результатов тренировка должна быть систематической, без длительных интервалов. Несложные компонен­ты навыка могут сохраняться месяцами, годами и десятилетиями. Например, человек, научившийся плавать, кататься на коньках или ездить на велосипеде, сохраняет эти навыки в упрощенном виде даже после весьма больших перерывов. Тем не менее, опыт выдающихся спортсменов свидетельствует о том, что у них довольно длительное время сохраняются и достаточно тонкие компоненты двигательного навыка.

Характеристика деятельности мышц при формировании двигательного навыка. Особенности деятельности мышц при формирова­нии двигательных навыков можно проследить по данным электромиографии при одновременной регистрации биопотенциалов не-. скольких мышц. В начальных стадиях формирования спортивного навыка биопотенциалы регистрируются не только в тех мышцах, которые необходимы для осуществления данного двигательного акта, но и в ряде «лишних» мышц. Это связано с явлениями иррадиации в нервных центрах. По мере закрепления навыка происходит ограничение иррадиации, а при полностью сформированном навыке она наблюдается только в необычных условиях, например при действии сильных посторонних раздражителей, при утомлении.

В результате совершенствования навыка в циклических движениях изменяется длительность периодов активно­сти мышц. В начальных стадиях формирования навыка элек­трическая активность соответствующих мышц наблюдается не толь­ко во время активных фаз движения, но и в интервалах между ними. В дальнейшем электромиографические залпы стано­вятся короткими.

В процессе формирования навыка происходит изменение взаимоотношений между мышцами-антагониста­ми. В начале обучения может наблюдаться их одновременная биоэлектрическая активность, при относительно медленных движениях обнаруживается реципрокность между ними, и биоэлектрическая активность начинает возникать поочередно. Однако даже при сформированном навыке реципрокность может быть выражена не полностью, проявляясь лишь в снижении активности антагониста во время сокращения агониста. При этом чем быстрее темп движе­ний, тем больше биоэлектрическая активность агониста сочетается с одновременной активностью антагониста.

В ряде случаев одновременная деятельность мышц-антагонистов представляет собой выражение особой формы координации, наблюдающейся при высокой степени совершенства данного дви­гательного навыка. В частности, это имеет место при медленных движениях, требующих плавного перемещения звеньев тела, например при спуске курка у стрелков.

У разных лиц биоэлектрическая активность, отражающая сте­пень участия в движении различных мышц при формировании дви­гательного навыка, протекает.неодинаково. Это объясняется тем, что одно и то же движение может выполняться при несколько от­личающемся сочетании деятельности работающих мышц.

В связи с этим в картине биоэлектрической активности у спорт­сменов одинаковой квалификации наряду с общими чертами могут быть и существенные различия.

Обратные связи и их роль в формировании и совершенствовании техники движений. В сложном нервном механизме формирования двигательных актов и управления ими важное место принадлежит информации, получаемой из внешней среды и от различных частей тела и систем организма.

Нервная система, вызывая через пусковые двигательные и вегетативные нервы какую-либо деятельность, бла­годаря наличию обратных связей сразу же начинает получать от управляемых органов (мышц, сердечно-сосудистой системы и т, д.), а также из внешней среды информацию о совершившемся действии. Сигналы обратных связей, являясь важнейшим фактором корреляции движений, поступают в ЦНС через органы чувств и поэтому называются также сенсорными коррекциями (Н. А. Бернштейн).

Различают внутренние обратные связи, которые сигнализируют о характере работы мышц, сердца и других систем организма, и внешние, несущие информацию о деятельности из внешней среды (точность метания, направление движения мяча в футболе, изменение положения тела противника в борьбе и т.д.),

Внутренние обратные связи при выполнении физических упражнений осуществляются преимущественно через двигательную (проприоцептивную), вестибулярную и интероцептивную сенсорные си­стемы, внешние — через зрительную, слуховую и тактильную.

Существенное значение для совершенствования техники движений имеет и так называемая сторонняя информация» получаемая от тренера и других, лиц в результате наблюдения за движениями. Помимо наблюдений в настоящее время широко ис­пользуется различного рода инструментальная техника, тензомет­рия, электромиография, цикло- или киносъемки, видеомагнитофон­ные записи и т. д., позволяющие оценивать пространственные и временные параметры двигательного акта. Особую ценность полученные данные имеют тогда, когда эта информация является «срочно и», т. е. используется для улучшения техники движения непосредственно во время выполнения упражнение или при последующих повторениях его (В. С. Фарфель).

Интеграция в ЦНС афферентных и других факторов, предшествующих программированию движения. Двигательный акт на всех этапах подготовки и выполнения связан с интеграцией в ЦНС афферентных и других факторов. П. К. Ано­хин выделяет четыре основных фактора: 1) мотивацию, 2) память, 3) обстановочную информацию и 4) пусковую информацию.

В трудовой и спортивной деятельности людей особенно большое значение имеют различного рода социально обусловленные виды мотивации. Благодаря следам в нервной системе (памяти) предшествующий опыт оказывает сильнейшее влияние на оценку любых событий и ситуаций. Большую роль в процессе интеграции играет обстановочная информация. Информация об обстановке, поступающая из окружающей среды, и о состоянии различных функций организма является, - несомненно, весьма, существенным компонентом правильного программирования в ЦНС различных действий.

Наконец, существенное значение имеет пусковая направляю­щая, т. е. сигналы, какими в спорте являются выстрел, звук свистка, движение флажка, команда и др. Однако многие пусковые раз­дражители требующие ответных двигательных актов, весьма слож­ны; они представляют собой не единичный сигнал, а ситуацию определенного характера. Это всегда сильно затрудняет афферент­ный синтез. Например, в разных видах единоборства и спортив­ных игр новые действия нужно' начинать многократно. При этом начало и характер ответных движений определяются не каким-либо отдельным сигналом, а всей создавшейся ситуацией, т. е. совокуп­ностью многих (в ряде случаев десятков и даже сотен) раздражи­телей. При выполнении разных физических упражнений использова­ние информации, получаемой из внутренней и внешней среды путем обратных связей, имеет специфические особенности. При медленном выполнении двигательных актов обратные связи способствуют корригированию данного движения или какой-либо его фазы. При сложных многофазных движениях, которые выполняются быстро (например, гимнастических), обрат­ные связи играют меньшую роль в текущей коррекции в результате недостатка времени. Наконец, при очень кратковремен­ных движениях (в частности, баллистических — метаниях, брос­ках) обратные связи могут корригировать длительный акт только при его повторениях.

Программирование двигательного акта с учетом состояния исполнительных приборов. Интеграция таких факторов, как па­мять, обстановочная и пусковая информация и функциональное состояние центральных и периферических исполнительных прибо­ров, является основой для программирования сложных движений.

Экспериментальные исследования показали, что безусловные двигательные рефлексы могут полноценно осуществляться даже при отсутствии обратных связей. Прочно сформировавшиеся прос­тые условнорефлекторные движения также могут выполняться при выключении обратных связей, осуществляемых двигательной сен­сорной системой. Следовательно, ранее хорошо закрепленные программы дают возможность осуществлять такие движения без сенсорной коррекции. Но образование в этих условиях новых дви­жений чрезвычайно затруднено. Программы движений, характери­зующихся высокой степенью сложности и точности (к ним при­надлежат многие спортивные упражнения), без коррекции путем обратных связей полноценно осуществляться не могут. Следова­тельно, программирование постоянно сменяющих друг друга фаз сложных движений требует обязательной сигнализации в ЦНС о состоянии двигательного аппарата и различных вегетативных систем.

Программирование движений по своей трудности в разных видах спорта неодинаково. Это связано, во-первых, со степенью сложности двигательного акта, во-вторых — со степенью его новиз­ны, в-третьих — с длительностью времени для программирования. Если движение совершалось ранее многократно и навык уже хорошо освоен, то повторное программирование даже сложных двигательных актов (например, в гимнастике, при метаниях) со­вершается относительно легко. При новых же движениях, например в спортивных играх и единоборстве, процесс программирования более трудный. Это обусловлено необходимостью вследствие непре­рывного изменения обстановки осуществлять программирование, как и афферентный синтез, в течение весьма короткого времени, а также каждый раз в каком-то новом, варианте, поскольку дви­жения, как правило, не являются стандартными.

Эффективность выполнения движений требует соответствия двигательной программы функциональным возможностям мышц и обеспечивающих их работу вегетативных органов. Рассогласова­ние между программой и фактическим выполнением движения осо­бенно усиливается при изменении состояния периферических испол­нительных приборов (мышц, ССС и других систем организма). Функциональные же возможности периферических органов, в частности мышц, постоянно изменяются. Это требует своевременного поступления соответствующей информации в нерв­ные центры. Только тогда ЦНС может создать полно­ценную программу, обеспечивающую эффективное выполнение дви­гательных задач. В отдельных случаях недостаточная эффектив­ность выполнения упражнений может быть обусловлена несоответ­ствием программирования в ЦНС состоянию периферических аппа­ратов, в том числе мышц.

Лучшие результаты в таких упражнениях, как прыжки в высоту, поднятие тяжестей, достигаются, как правило, не при первом, а при повторном их выполнении. Это отчасти связано с тем, что во время решения начальных, более легких задач (при меньшей высоте, меньшем весе) ЦНС получает точную информацию о фактическом состоянии периферического мышечного аппарата.

 

3. Функциональная система (П.К.Анохин) как

нейродинамическая основа Двигательного

навыка

 

Рассматривая организацию и контроль движений, функционально-структурное единство различных уровней нервной системы и мускулатуры необходимо представлять, что отношения центра и периферии (моторного аппарата) организованы по типу функциональных систем (ФС) по П.К.Анохину.

ФС живых организмов – это самоорганизующиеся, саморегулирующиеся динамические организации, все компоненты которых взаимодействуют и взаимосодействуют достижению полезных для самой системы и организма в целом приспособительных результатов.

П.К.Анохин писал: “Ни одна организация, сколь обширной она не была по количеству составляющих ее элементов, не может быть названа самоуправляемой, саморегулируемой системой, если ее функционирование, т.е. взаимодействие частей этой организации, не заканчивается каким-либо полезным для системы результатом и если отсутствует обратная информация в управляющий центр о степени полезности этого результата...”

Именно полезные приспособительные результаты, проявляющиеся на разных уровнях жизнедеятельности, начиная от метаболических реакций (обмен веществ в организме) в клетках и тканях и вплоть до поведенческой и психической деятельности человека, являются системообразующими факторами.

Динамика поведенческой деятельности строится дискретными “системоквантами” – от потребности к ее удовлетворению. Каждый “системоквант” деятельности включает формирование потребности, мотивацию, программирование деятельности, поведение, направленное на достижение этапных и конечных результатов и постоянную оценку полученных результатов с помощью обратных связей. При достижении потребных результатов поступающая в мозг обратная афферентация формирует на его структурах информационные отпечатки параметров результатов. Эти следы памяти – энграммы – при последующем очередном возникновении соответствующей потребности опережающе возбуждаются доминирующей мотивацией. В результате на структурах акцептора результата действия на информационной основе строятся функциональные системы психического уровня организации.

Выделяют два типа ФС.

1. Функциональные системы первого типа обеспечивают постоянство определенных констант внутренней среды за счет системы саморегуляции, звенья которой не выходят за пределы самого организма. Примером может служить функциональная система поддержания постоянства кровяного давления, температуры тела и т.п. Такая система с помощью разнообразных механизмов автоматически компенсирует возникающие сдвиги во внутренней среде.

2. Функциональные системы второго типа используют внешнее звено саморегуляции. Они обеспечивают приспособительный эффект благодаря выходу за пределы организма через связь с внешним миром, через изменения поведения. Именно функциональные системы второго типа лежат в основе различных поведенческих актов, различных типов поведения.

Центральная архитектоника функциональных систем, определяющих целенаправленные поведенческие акты различной степени сложности, складывается из следующих последовательно сменяющих друг друга стадий:

- афферентный синтез,

- принятие решения,

- акцептор результатов действия,

- эфферентный синтез,

- формирование действия, и, наконец,

- оценка достигнутого результата.

Поведенческий акт любой степени сложности начинается со стадии афферентного синтеза. Возбуждение, вызванное внешним стимулом вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, имеющими иной функциональный смысл. Головной мозг непрерывно обрабатывает все сигналы, поступающие по многочисленным сенсорным каналам. В результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для реализации определенного целенаправленного поведения. Содержание афферентного синтеза определяется влиянием нескольких факторов: мотивационного возбуждения, памяти, обстановочной и пусковой афферентации.

Мотивационное возбуждение появляется в ЦНС как результат той или другой витальной, социальной или идеальной потребности. Роль мотивационного возбуждения в формировании афферентного синтеза определяется тем, что любая поступающая информация соотносится с доминирующим в данный момент мотивационным возбуждением. В качестве полезного результата определенного поведенческого акта выступает удовлетворение потребности, т.е. снижение уровня мотивации. Нейрофизиологической основой мотивационного возбуждения является избирательная активация различных нервных структур, создаваемая прежде всего лимбической и ретикулярной системами мозга. На уровне коры мотивационное возбуждение представлено специфическим паттерном возбуждения.

Обстановочная афферентация включает не только возбуждение от стационарной обстановки, но и ту последовательность афферентных возбуждений, которая ассоциируется с этой обстановкой. Обстановочная афферентация создает скрытое возбуждение, которое может быть выявлено, как только подействует пусковой раздражитель. Физиологический смысл пусковой афферентации состоит в том, что, выявляя скрытое возбуждение, создаваемое обстановочной афферентацией, она приурочивает его к определенным моментам времени, наиболее целесообразным с точки зрения самого поведения.

Афферентный синтез включает также использование аппарата памяти. Очевидно, что функциональная роль пусковых и обстановочных раздражений в известной мере уже обусловлена прошлым опытом организма. Это и видовая память, и индивидуальная, приобретенная в результате обучения. На стадии афферентного синтеза из памяти извлекаются и используются именно те фрагменты прошлого опыта, которые полезны, нужны для будущего поведения.

Таким образом, на основе взаимодействия мотивационного, обстановочного возбуждения и механизмов памяти формируется так называемая интеграция или готовность к определенному поведению. Но, чтобы она трансформировалась в целенаправленное поведение, необходимо воздействие со стороны пусковых раздражителей.

Пусковая афферентация – последний компонент афферентного синтеза.

Завершение стадии афферентного синтеза сопровождается переходом в стадию принятия решения, которая и определяет тип и направленность поведения. Стадия принятия решения реализуется через специальную и очень важную стадию поведенческого акта – формирование аппарата акцептора результатов действия (АРД). Это аппарат, программирующий результаты будущих событий. В нем актуализирована врожденная и индивидуальная память человека в отношении свойств внешних объектов, способных удовлетворить возникшую потребность, а также способов действия, направленных на достижение или избегание целевого объекта. Нередко в этом аппарате запрограммирован весь путь поиска во внешней среде соответствующих раздражителей.

Предполагается, чтоАРД представлен сетью вставочных нейронов, охваченных кольцевым взаимодействием. Возбуждение, попав в эту сеть, длительное время продолжает в ней циркулировать. Благодаря этому механизму достигается продолжительное удержание цели как основного регулятора поведения.

До того как целенаправленное поведение начнет осуществляться, развивается еще одна стадия поведенческого акта – стадия программы действия или эфферентного синтеза. На этой стадии осуществляется интеграция соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт. Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано, но внешне оно еще не реализуется.

Следующая стадия – это само выполнение программы поведения. Эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов, и действие осуществляется. Благодаря аппарату АРД организм имеет возможность сравнивать их с поступающей афферентной информацией о результатах и параметрах совершаемого действия, т.е. с обратной афферентацией. Именно результаты сравнения определяют последующее построение поведения, либо оно корректируется, либо оно прекращается как в случае достижения конечного результата.

Следовательно, если сигнализация о совершенном действии полностью соответствует заготовленной информации, содержащейся в АРД, то поисковое поведение завершается. Соответствующая потребность удовлетворяется, развиваются положительные эмоции. В случае, когда результаты действия не совпадают с акцептором действия и возникает их рассогласование, появляется ориентировочно-исследовательская деятельность. В результате этого заново перестраивается афферентный синтез, принимается новое решение, создается новый АРД и строится новая программа действий. Это происходит до тех пор, пока результаты поведения не станут соответствовать свойствам нового акцептора действия. И тогда поведенческий акт завершается последней санкционирующей стадией – удовлетворением потребности. После этого ФС распадается.

 

4. Значение теории двигательного навыка для

спортивной практики

 

Очевидно, что без серьезного теоретического обоснования вопросов, связанных с механизмами, лежащими в основе обучения, следовательно и формирования двигательного навыка, в настоящее время невозможно дальнейшее повышение спортивных результатов. При этом существенное значение должен иметь системный подход, в частности использование теории функциональных систем П.К.Анохина.

Важно, что согласно теории функциональных систем П.К. Анохина поведенческий акт определяется конкретным результатом, на достижение которого этот акт направлен. Но результатом, выраженным не золотой медалью или поднятой тонной груза, а совершенно определенными количественными характеристиками тех действий, которые в целом составляют специфическую деятельность спортсмена, потребную для достижения запланированного результата. В последние 10-15 лет при моделировании особое внимание уделяется расчету потребных количественных характеристик предстоящей деятельности спортсмена. Например, выдающаяся бегунья Нелли Куман выиграла практически все зимние чемпионаты, но ни разу не выиграла сколько-нибудь крупных соревнований летом. И происходило это, вероятнее всего, в первую очередь потому, что в подготовке она применяла в основном бег на отрезках 20-40 м, где действительно относительно легко можно развить и удержать наивысшую скорость бега (здесь логика спортсменки понятна). Этого хватало, чтобы быстро пробежать 60 м, но оказывалось явно недостаточно для быстрого бега на 100 м. Оказывалось, что формируемый с помощью определенной системы упражнений двигательный и функциональный потенциалы не согласовывались с целью деятельности.

Гимнасты бесконечное количество раз повторяют отдельные элементы и связки, крайне мало работая над комбинациями. В результате у них сформировывается надежный навык выполнения отдельного упражнения, но это имеет лишь отдаленное отношение к навыку выполнения длинной, выполняемой без перерыва комбинации. Более того, надежность навыка выполнения отдельного элемента вовсе не гарантирует надежности его выполнения в составе комбинации, особенно в конце ее, когда загублены способности к тонким дифференцировкам и накапливается физическая усталость. Лыжники широко применяют в подготовке силовые упражнения с резиновыми тягами. Нагрузка на сердечно-сосудистую систему в упражнении достигается большая. Но мышцы при этом работают в последовательности совершенно противоположной той, что должна быть при беге на лыжах с палками: с резиной - в первой половине движения лыжник притягивает к себе опору, а во второй - отдаляет ее от себя; при работе с палками - сначала сам подтягивается к опоре, а затем тоже сам отодвигается от нее. Таким образом, и координация и распределение силовой нагрузки на суставной амплитуде оказываются совершенно разными и с точки зрения специализированного воздействия эти упражнения оказываются бесполезными