Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о позной устойчивости в различных видах спорта и факторах, ее обуславливающих 14
1.1 Характеристика позной устойчивости спортсменов 14
1.2 Функциональные асимметрии как фактор индивидуализации двигательной деятельности в спорте 27
Глава 2. Контингент, организация и методы исследования 38
2.1 Контингент и организация исследования 38
2.2 Методы исследования 38
Глава 3. Характеристика статической и динамической позной устойчивости у квалифицированных баскетболистов 43
3.1 Анализ эффективности произвольного и непроизвольного контроля вертикальной устойчивости в статических тестах 43
3.2 Стабилографическая оценка позной устойчивости в динамическом тесте «Эвольвента» у баскетболистов различного игрового амплуа 47
3.3 Эффективность позного контроля в динамическом тесте «Мячики» 50
Глава 4. Индивидуальный профиль асимметрии как фактор двигательного стереотипа у квалифицированных баскетболистов 58
4.1 Структура распределения латеральности 59
4.2 Функциональные асимметрии с учетом игрового амплуа 65
Глава 5. Характеристика позной устойчивости у квалифицированных баскетболистов с учетом функциональной асимметрии 71
5.1. Взаимосвязь устойчивости прямостояния с индивидуальным профилем асимметрии 71
5.2. Билатеральный анализ стабилографических показателей 74
Обсуждение 81
Заключение 101
Выводы 105
Практические рекомендации 108
Список литературы 109
Список сокращений 144
Приложения 145
- Характеристика позной устойчивости спортсменов
- Анализ эффективности произвольного и непроизвольного контроля вертикальной устойчивости в статических тестах
- Функциональные асимметрии с учетом игрового амплуа
- Билатеральный анализ стабилографических показателей
Характеристика позной устойчивости спортсменов
Равновесие – это способность поддерживать общий центр тяжести тела Равновесие – это способность поддерживать общий центр тяжести тела над его базой опоры с минимальными колебаниями (A. Shumway-Cook, M. Woollacott, 2001; F. Horak, 2006). Поддержание равновесия является динамическим феноменом, заключающимся в непрерывности движения тела, которое обеспечивается в результате взаимодействия афферентаций от двигательного, вестибулярного и зрительного анализаторов в высших отделах центральной нервной системы (ЦНС) (П.-М. Гаже, Б. Вебер, 2008). Равновесие тела человека при вертикальной позе относится к неустойчивому типу, так как общий центра масс (ОЦМ) тела лежит выше площади опоры (Д.В. Скворцов, 2010). Во время спокойного стояния человека ОЦМ постоянно совершает колебания в различных направлениях и плоскостях, ЦНС при этом непрерывно контролирует, чтобы общий центр давления (ОЦД), являющийся вертикальной проекцией ОЦМ на плоскость опоры, не выходил за пределы границ базы опоры (А.В. Терехов и др., 2007). В условиях отсутствия внешних «сбивающих» факторов поддержание равновесия осуществляется автоматически (J. Massion, 1994).
В зависимости от подвижности поверхности опоры равновесие делится на два вида – статическое и динамическое (П.-М. Гаже, Б. Вебер, 2008), для поддержания которых в организме существует система постуральной регуляции, или система регуляции равновесия вертикальной позы. Система посту-ральной регуляции включает в себя различные физиологические системы, которые можно сгруппировать в три отдела по их функциональному значению: ЦНС, сенсорная система и скелетно-мышечная система (Д.В. Скворцов, 2010; рис. 1). Каждая из перечисленных систем играет уникальную роль в процессе поддержания равновесия. Центральная нервная система осуществляет интеграцию всех сенсорных сигналов, поступающих из различных рецепторов тела, и формирует двигательные импульсы для постуральных мышц с целью обеспечения устойчивости позы (Ю.С. Левик, 2008). В регуляции равновесия принимают участие спинной мозг, ствол мозга, мозжечок и базальные ганглии (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2017).
Интегральным механизмом постуральной регуляции является кора больших полушарий, которая с участием сенсорной, ассоциативной и двигательной областей организует работу всех систем (В.М. Покровский, Г.Ф. Ко-ротько, 2007). Постуральный контроль осуществляется при согласованном функционировании трех основных частей ЦНС – коры больших полушарий, подкорковых образований и сенсорных систем.Преимущественная роль в процессах поддержания вертикальной позы принадлежит правому полушарию, ответственному за создание целостного координатного описания пространства, поиск четких отличий и детекцию новизны (Л.А. Жаворонкова и др., 2011).
Корковые механизмы организации позы, направленные на реализацию вертикальной устойчивости, имеют динамический характер, который может определяется двигательной задачей, обстоятельствами визуального контроля и этапами становления двигательного навыка (Л.В. Черенкова, Е.М. Бердичев-ская, 2018). На начальных этапах становления нового двигательного навыка характерно увеличение внутриполушарных связей в обоих полушариях (А.Б. Трембач, 2008). По мере его дальнейшего совершенствования показана корковая перестройка и формирование фокусов максимальной активности преимущественно в левом полушарии – в его нижнетеменных и моторных областях
Сенсорные системы обеспечивают ЦНС информацией о состоянии собственного тела, а также об окружающих условиях. Информация передается в виде нервных импульсов от различных сенсорных рецепторов по афферентным путям (В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько, 2007). Сенсорный отдел включает в себя зрительную, вестибулярную и соматосенсорную сенсорные системы. В обычных условиях стояния вклад в обеспечение равновесия тела со стороны соматосенсорной информации составляет 70%, вестибулярной – 20%, зрительной – 10%, однако в условиях снижения точности или недостоверности сигналов из проприоцептивной и вестибулярной систем роль зрительной сенсорной системы значительно возрастает (N. Vuillerme et al., 2001). Нарушение соматосенсорной чувствительности приводит к наиболее значительному снижению устойчивости позы (A. Kuo et al., 1998; F. Horak, 2006).
Скелетно-мышечная система является исполнительным органом, обеспечивает поддержание постурального баланса с помощью мышечных сокращений и напряжений (А.А. Мельников и др., 2012). Состояние мышечной системы оказывает заметное влияние на равновесие вертикальной позы (М.И. Липшиц, О.В. Казенников, 2008). Так, возрастное снижение их сократительных свойств, например, силы и, особенно, мощности сокращения негативно влияет на устойчивость позы (К.И. Устинов и др., 2003). Утомление мышечной системы в результате физических нагрузок также отражается на функции равновесия (А.А. Савин и др., 2010а; Р.Ю. Николаев и др., 2012, 2014). Для полного обеспечения центрального аппарата регуляции позы информацией о внутреннем состоянии тела и внешней окружающей среды функционирование отделов должно быть скоординировано, что позволяет эффективно обеспечивать статическую и динамическую устойчивость тела в различных ситуациях и двигательных заданиях (О.В. Казенников и др., 2008; Р.Ю. Николаев, 2015).
Поддержание постуральной устойчивости в ответ на ее нарушения регулируется тремя моторными регуляторными системами: системой спинальных рефлексов, системой автоматических стволовых и подкорковых реакций и системой сознательных корковых реакций (И.А. Волобуева, 2010; А.А. Мельников и др., 2016). Система постуральной регуляции запускает постуральные движения с помощью механизмов прямой и обратной связи. Оба механизма функционируют одновременно, но имеют разные уровни интеграции в ЦНС, достоинства и недостатки. Поэтому система постуральной регуляции использует их одновременно, обеспечивая надежное равновесие тела (А.Б. Трембач и др., 2007).
Поддержание вертикальной устойчивости в спортивной практике – важнейшее условие совершенствования техники спортсмена (А.А. Савин, А.А. Мельников, 2010; Е.М. Бердичевская, А.Ю. Мишенин, 2012; Г.Н. Германов и др., 2014; Е.В. Тарасова, 2016). Устойчивость вертикальной позы служит своеобразным индикатором состояния функционального развития организма, физической подготовленности и уровня спортивного мастерства спортсмена (Е.В. Быков и др., 2012б; М.В. Малахов и др., 2012; О.П. Чёрный и др., 2017).
В спортивной практике предъявляются высокие требования к системе регуляции равновесия (Т.Ф. Абрамова и др., 2008; М.В. Малахов и др., 2012; Н.Г. Зинурова, М.М. Кузиков, 2012; В.Н. Болобан и др., 2013; А.А. Петрова, 2013). Во время спортивной деятельности на спортсмена действует ряд «возмущающих» факторов (утомление, эмоциональное напряжение, целевые речевые установки), приводящих к нарушению равновесия (М.Н. Поповская, И.И. Таран, 2014; Е.М. Бердичевская, 2017). Поддержание вертикальной устойчивости в спортивной деятельности баскетболиста является сложной регуляторной задачей, так как ОЦМ спортсмена подвержен постоянным колебаниям (F.A. Barbieria et al., 2017). Так, перемещаясь на площадке с ускорениями и прыжками, резкими поворотами и остановками баскетболист стремится избавиться от опеки соперника, пытающегося в свою очередь вывести игрока из равновесия (P.T. Esteves et al., 2011). При этом возникают предпосылки нарушения равновесия, вплоть до падения, которые обуславливают рациональную необходимость изучения и совершенствования системы постуральной регуляции у баскетболистов. Однако, научных исследований, посвященных особенностям постуральной устойчивости квалифицированных баскетболистов, нами не обнаружено.
Анализ эффективности произвольного и непроизвольного контроля вертикальной устойчивости в статических тестах
Удержание вертикальной устойчивости – результат сложного взаимодействия проприоцептивной, вестибулярной и зрительной афферентации в системе регуляции позы (Е.В. Тарасова, 2016). Вклад каждого из сенсорных потоков неоднозначен в различных ситуациях: при непроизвольном и произвольном контроле вертикализации. Поэтому данный раздел исследования направлен на определение эффективности непроизвольной и произвольной посту-ральной регуляции у квалифицированных баскетболистов.
В экспериментальную группу вошли 35 квалифицированных баскетболистов. Для сравнительного анализа была сформирована контрольная группа из 60 юношей, не специализирующихся в избранном виде спорта. Для характеристики статической и динамической позной устойчивости использовали двухплатформенный стабилограф.
Показано, что при непроизвольном позном контроле в пробе с открытыми глазами для баскетболистов характерна минимальная девиация общего центра давления во фронтальной плоскости (Qх), а также площади доверительного эллипса (EllS) по сравнению с нетренированными юношами, что свидетельствует о более высокой устойчивости прямостояния (p0,05) (табл. 2). Анализ векторных показателей – средней линейной скорости (ЛСС) и качества функции равновесия (КФР) – также продемонстрировал преимущество спортсменов (p0,05). При этом, обращает на себя внимание отсутствие различий между исследуемыми по величине колебаний тела в сагиттальной плоскости (Qy; р0,05), а также по показателю средней угловой скорости (УСС; р0,05). Следует отметить, что роль зрения в поддержании стабильности и баланса позы весьма значительна (L. Angyan et al., 2007). Зрительные сигналы содержат информацию не только о стационарности видимого зрительного окружения, но и о положении тела относительно этого окружения (Б.Н. Сме-танин и др., 2009). Последняя составляющая зрительных сигналов во взаимодействии с сигналами от опорного входа и вестибулярной системы позволяет системе постуральной регуляции непрерывно формировать двигательные команды, стабилизирующие вертикальную позу (А.А. Мельников и др., 2015; Y. Wu et al., 2013). Отсюда, ценность зрительных сигналов, направленных на поддержание вертикальную устойчивости, возможно, даже выше, чем от пропри-оцептивной и вестибулярной афферентации.
Поэтому следующим этапом исследования явилось определение эффективности использования зрительной информации для поддержания устойчивости прямостояния у квалифицированных баскетболистов. Так, в пробе с закрытыми глазами ограничение зрительной афферентации привело к росту показателей СКГ в обеих группах, свидетельствуя об ухудшении поддержания равновесия (табл. 2). В группе баскетболистов депривация зрения способствовала росту показателей Qy, EllS и ЛСС на 66, 101, 52%, соответственно, и снижению КФР на 14% (p0,05). В группе нетренированных юношей лишение зрительного контроля привело к увеличению Qx, Qy, EllS, ЛСС на 43, 66, 141 и 49%, соответственно, и к снижению КФР на 24% (p0,05) (рис. 2).
Однако, хотя с первого взгляда, при депривации зрения ухудшение поз-ной устойчивости у баскетболистов было выражено более значительно, все же и с закрытыми глазами они по-прежнему лучше поддерживали вертикальную позу, чем нетренированные сверстники. Так, сравнительный анализ показателей СКГ в пробе с закрытыми глазами выявил более эффективный постураль-ный контроль у спортсменов по показателям Qх, EllS, ЛСС и КФР (p0,05) (табл. 2).
Таким образом, для баскетболистов характерен более высокий уровень вертикальной устойчивости как при бинокулярном зрительном контроле, так и при депривации зрения. В то же время нельзя не заметить, что ограничение зрительной афферентации в группе баскетболистов приводило к увеличению напряжения механизмов регуляции позной устойчивости и, как следствию, ухудшению поддержания равновесия.
При произвольном позном контроле в тесте «Мишень» для баскетболистов, на фоне успешной реализации предлагаемого задания, присуще увеличение показателей СКГ – Qx, EllS, ЛСС на 27, 34 и 58%, соответственно, и снижение КФР на 16% по сравнению с непроизвольным контролем (с открытыми глазами) (p0,05). В группе нетренированных юношей переход от непроизвольного постурального контроля к произвольному также привел к снижению вертикальной устойчивости – EllS и ЛСС возросли на 26 и 57%, КФР снизился на 28% (p0,05) (рис. 3).
Сравнительный анализ показателей СКГ в билатеральном тесте «Мишень» выявил у квалифицированных баскетболистов высокий уровень вертикальной устойчивости по сравнению с юношами, не специализирующиеся в избранном виде спорта, по показателям – Qx, EllS, ЛСС (ниже на 35, 53 и 34%) и КФР (выше на 13%) (p0,05) (табл. 2). Высокий уровень результативности выполнения задания группой баскетболистов, вероятно, связан со спецификой игровой методики, имитирующей стереотипные движения с мячом в баскетболе.
В результате, минимальная величина статической устойчивости в вертикальной позе для баскетболистов характерна в пробе с закрытыми глазами. Полученные результаты подтверждают предположение о высоком вкладе визуальной информации в сохранность позной устойчивости у спортсменов, специализирующихся в таких игровых видах спорта, как баскетбол.
Таким образом, в результате сравнительного анализа показателей СКГ баскетболисты продемонстрировали высокий уровень вертикальной устойчивости как при непроизвольном, так и при произвольном позном контроле по сравнению с юношами, не специализирующимися в избранном виде спорта.
Функциональные асимметрии с учетом игрового амплуа
Успешность выступления баскетбольной команды является интегральным показателем подготовленности игроков, включающей в себя уровень развития их физических и морально-волевых качеств, технико-тактической подготовки, функционального состояния (В.В. Кузин, С.А. Полиевский, 2002; M. Wootten, 2013). Результативность соревновательной деятельности баскетболистов существенно повышается, если специфицировать её характеристики по игровым амплуа (Ю.М. Макаров, А.Т. Хусейн, 2011; А.Я. Гомельский, 2015; H. Wissel, 2011; L. Rose, 2013). Дифференцировка тренировочного процесса с учетом игрового амплуа позволяет повысить уровень технико-тактического мастерства баскетболистов за счет увеличения тренировочной нагрузки и использования средств технической подготовки в различных игровых условиях (Н.В. Сонина, А.В. Родин, 2008; С.В. Юров, 2010).
Поэтому был предпринят анализ степени функциональной сенсомоторной асимметрии у квалифицированных баскетболистов с учетом игрового амплуа. Для этого применяли интегральный способ оценки латеральности с расчетом величины коэффициента асимметрии (Кас., %). В исследовании приняли участие 35 баскетболистов, играющих на позициях разыгрывающих (n=8) и атакующих защитников (n=16), лёгких (n=8) и тяжёлых нападающих (форвардов) (n=3).
В результате проведенного анализа установлено, что для группы исследуемых баскетболистов характерно доминирование активности левого полушария мозга в регуляции моторных функций и правого полушария в регуляции сенсорных функций (рис. 8). И все же на этом фоне распределения сенсо-моторных асимметрий для баскетболистов различного игрового амплуа было специфично.
У разыгрывающих защитников («первые номера») была выявлена наибольшая степень «правшества» по моторным и сенсорным признакам (по сравнению с представителями других амплуа) (p0,05). Исключением послужила амбидекстрия слуха (по величине Кас.). В рейтинге вариабельности ИПА среди первых номеров были наиболее распространены варианты «пппЛ» (50%) и «пппп» (37%). Вариант «ЛЛпп» представлен в единичном случае. Для атакующих защитников («вторые номера») характерно «правше-ство» рук, ног и слуха (p0,05). Для сенсорного показателя Кас. зрения установлено преобладание «левшества». В рейтинге вариантов ИПА наиболее распространены «пппп» (25%), «ппЛп» (25%) и «ЛЛЛЛ» (25%).
Для легких форвардов («третьи номера») установлена высокая степень «правшества» по показателям Kас. рук, ног и зрения (p0,05). Для показателя Кас. слуха, напротив, свойственно «левшество». Наиболее распространённый вариант ИПА – «пппЛ», на который приходится 50% выборки. Остальные сочетания вариантов ИПА представлены в единичных случаях.
Для тяжёлых форвардов («четвертые номера») также обнаружена высокая степень «правшества» рук, ног и зрения (p0,05). Для сенсорного показателя Кас. слуха присуще «левшество». В рейтинг вариабельности ИПА вошли варианты «пппЛ» (50%) и «ппЛп» (50%).
Интегральную оценку латеральных признаков у квалифицированных баскетболистов различного игрового амплуа проводили также посредством расчёта коэффициентов моторной, сенсорной и интегральной асимметрии (КМА, КСА, КМА, Э.М. Казин, 2000) (Глава 2).
Разыгрывающим защитникам свойственна высокая степень «правшества» моторных (КМА, равный 68%) и сенсорных (КСА, равный 46%) функций (рис. 9). В результате величина КИА (53%) значительно превосходит аналогичные показатели в направлении «правшества» у представителей другого амплуа (p0,05). Таким образом, для «первых номеров» характерно особенно выраженное функциональное доминирование активности левого аналитического полушария. Это закономерно для игроков, обязанных хорошо видеть игровую площадку и руководить действиями партнер по команде, исполняя роль дирижера.
Атакующим защитникам также присуще «правшество» моторных функций (42%), показатель КСА смещался в сторону амбидекстрии (8%) за счет большого числа абсолютных левшей («ЛЛЛЛ», 25%) внутри группы. Активность правой гемисферы, проявляющаяся в левостороннем доминировании сенсомоторных функций, для атакующих защитников, главной задачей которых является завершение атак и опека опасных в нападении соперников, представляется рациональным. Доминирование правого полушария обеспечивает предметно-образное мышление, к сильным сторонам которого относится оперативность восприятия в быстро изменяющейся ситуационной обстановке.
Для легких и тяжелых форвардов наблюдалось увеличение КМА в сторону «правшества». Для третьих номеров установлено смещение КСА в сторону амбидекстрии (10%), для четвертых номеров – в сторону «левшества» (-6%). Величина КИА у нападающих указывает о более выраженной функциональной активности левой гемисферы. Полученные результаты отражают современные тенденции к всевозрастающей универсализации и расширения диапазона действий игроков в современном баскетболе.
Таким образом, межполушарное распределение моторных и сенсорных функций специфично для баскетболистов различного игрового амплуа и связано, вероятно, с особенностями двигательного стереотипа спортсмена с учетом занимаемой игровой позиции. Характер распределения латеральности сенсомоторных функций у большинства баскетболистов является отражением доминирования активности левого полушария мозга в регуляции моторных функций, проявляющегося на периферии в виде правостороннего моторного профиля, и правого полушария в регуляции сенсорных функций, проявляющегося на периферии в виде увеличения числа амбидекстров и «скрытых левшей» по зрению и слуху.
Билатеральный анализ стабилографических показателей
Для определения характера и степени функциональной асимметрии в по-стуральной регуляции баскетболистов с правым и левым односторонним ИПА проведен билатеральный анализ стабилографических показателей левой (СКГ1) и правой (СКГ2) опоры.
При непроизвольном постуральном контроле в пробе с открытыми глазами билатеральный анализ показателей СКГ выявил симметрию вклада правой и левой опоры в поддержании вертикальной устойчивости как у баскетболистов-левшей, так и у правшей (p0,05) (табл. 9). Однако в пробе с закрытыми глазами, где регуляция позы осложнена вследствие дефицита зрительной информации, для левшей становится заметной роль левой (ведущей) ноги в компенсации возникающих отклонений вертикальной позы по показателю ЛСС (p0,05). У правшей, напротив, сохранялась симметрия правой и левой опоры (p0,05).
Таким образом, полученные результаты позволяют высказать предположение о более высокой значимости зрительной афферентации для эффективного поддержания вертикальной позы у баскетболистов-левшей, а кинестетической – у правшей.
При произвольном постуральном контроле в группе баскетболистов-левшей для левой опоры были характерны менее выраженные колебания ОЦМ и, в результате, асимметрия вклада возрастала по значительно большему числу показателей СКГ (Qx, Qy, EllS, ЛСС; p0,05) (табл. 10). В группе правшей роль правой и левой опоры оставалась равнозначной, свидетельствуя о симметрии позы (p0,05).
Таким образом, полученные различия позволяют высказать предположение, что асимметрия в регуляции вертикальной позы проявляется исключительно по мере повышения сложности постуральной регуляции.
Для оценки вклада правой и левой опоры в поддержание вертикальной устойчивости был проведен корреляционный анализ показателей СКГ, по результатам которого обнаружена специфичность для баскетболистов с односторонним ИПА. Так, специфика левшей проявлялась в пробе с открытыми глазами в виде тесной положительной взаимосвязи ЛСС с ЛСС1 и ЛСС2 (R=0,89), а также отрицательной между показателями EllS и ЛСС2 (R=-0,83) (рис. 12).
В пробе с закрытыми глазами у левшей на фоне сохранения высокого уровня корреляции (R=0,89) выросло число статистически значимых связей для левой опоры в поддержании вертикальной устойчивости. Для правой опоры, напротив, число корреляционных связей снизилось, но обнаружена тесная положительная взаимосвязь между EllS и Qy2 (R=0,89).
При произвольном постуральном контроле вклад левой и правой опорной рецепции в поддержание вертикальной устойчивости у левшей оказался равнозначным, при этом показатель EllS для левой и правой опоры тесно коррелировал с Qy (R=0,92) и УСС (R=0,91).
Специфика корреляционных связей правшей проявлялась иначе.
Так, в пробе с открытыми глазами выявлено высокое число статистически значимых связей для левой (субдоминантной) опоры в поддержании вертикальной устойчивости (рис. 13). Для правой опоры обнаружена тесная взаимосвязь между показателями ЛСС2 и ЛСС (R=0,89), а также УСС2 с УСС (R=0,87).
В пробе с закрытыми глазами уровень корреляционных связей для левой опоры усилился, однако их количество уменьшилось. Обнаружены положительные связи ЛСС с УСС1 и EllS1; УСС с УСС1, а также отрицательная между показателями УСС1 и Qx (R=-0,75). Для правой (ведущей) опоры число корреляционных связей, напротив, увеличилось. Результаты показали, что ЛСС коррелировала с ЛСС2 и EllS2, а УСС с УСС2.
При произвольном постуральном контроле характер компенсаторных перестроек показателей СКГ при попытке сохранить равновесие также указывает на существенную роль левой (но в данном случае субдоминантной) опоры. Так, показатель УСС1 коррелировал с УСС, ЛСС и EllS; Qy1 c Qy, а ЛСС1 с УСС. Для правой опоры число достоверных связей минимально, обнаружена отрицательная связь между УСС2 и EllS (R=-0,66).
Таким образом, корреляционный анализ показателей статокинезио-граммы левой и правой опоры, а также СКГ центра давления всего тела позволил обнаружить специфичность постуральной регуляции у баскетболистов с односторонним правым и левым профилем асимметрии, дифференцировать вклад правой и левой опоры в формирование интегральных показателей СКГ.
Показано, что характер и число корреляционных связей показателей СКГ для левой и правой опоры зависит как от условий для поддержания пря-мостояния (наличия зрительного контроля), так и от вариантов постуральной регуляции (произвольной или непроизвольной).
Вклад ведущей и неведущей опоры в поддержание устойчивости прямо-стояния, судя по различиям в перестройках корреляционных связей показателей СКГ отдельно для левой и правой опоры с интегральными параметрами СКГ по мере усложнения условий прямостояния, в значительной степени определяется профилем функциональной асимметрии исследуемого.