Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Современные представления о функционировании постуральной системы 9
1.2. Роль функциональной асимметрии в постуральном контроле. Латеральный фенотип и спорт 23
Глава 2. Методы исследования 29
2.1. Описание групп обследованных детей 29
2.2. Методы определения латерального профиля асимметрии 31
2.3. Исследование функции равновесия 34
2.4. Метод съема миограммы мышц рук 35
2.5. Метод регистрации вызванной биоэлектрической активности мозга (зрительных вызванных потенциалов) 39
2.6. Статистическая обработка результатов исследования 41
Глава 3. Описание результатов исследования 42
3.1. Особенности стабилографических показателей у юных спортсменок 42
3.1.1. Особенности показателей стабилограммы у спортсменок с разным латеральным профилем в тесте «Мишень» 43
3.1.2. Особенности показателей стабилограммы у спортсменок с разным латеральным профилем в тесте с поворотом головы 48
3.1.3. Особенности показателей стабилограммы у спортсменок с разным латеральным профилем в тесте изометрического сокращения мышц ног и динамики усилия стопы 63
3.2. Особенности показателей миограммы мышц рук у юных спортсменок с разным латеральным профилем 67
3.3. Особенности структуры зрительных вызванных потенциалов у спортсменок с разным латеральным профилем 74
Глава 4. Заключение 103
Выводы 114
Практические рекомендации 116
Список использованных источников 117
Список сокращений 135
- Современные представления о функционировании постуральной системы
- Особенности показателей стабилограммы у спортсменок с разным латеральным профилем в тесте «Мишень»
- Особенности показателей миограммы мышц рук у юных спортсменок с разным латеральным профилем
- Особенности структуры зрительных вызванных потенциалов у спортсменок с разным латеральным профилем
Введение к работе
Актуальность исследования. Изучение механизмов регуляции координационных качеств у человека является актуальной задачей физиологии (Брискин и др., 2013), поскольку постуральный контроль, в том числе, при перемещении тела в пространстве является одной из жизненно важных регуляторных функций организма (Капилевич и др., 2014; Deliagina et al., 2014; Chvatal et al., 2013; Yiou et al., 2012 и др.). Все компоненты контроля за поддержанием равновесия требуют выбор определенных движений (Bolton, Misiaszek, 2009). В постуральном контроле участвуют разные системы организма: вестибулярная, зрительная, слуховая система, опорно-двигательный аппарат и др. (Гаже, Вебер, 2007; Мельников, Савин, 2012; Покровский, Коротько, 2007; Angyan, Teczely, Angyan, 2007; Horak, Hlavacka, 2001; Cullen, 2012; Lee W.A. et al., 1990 и др.).
В настоящее время механизмы, лежащие в основе становления координационных качеств, у юных спортсменов окончательно не выяснены. При этом установление изменений в постуральном контроле и связанных с системой поддержания равновесия тела функциональных показателей в процессе занятий спортом в детском и подростковом возрасте важно для профессионального отбора в спорте.
Степень научной разработанности темы. В последние десятилетия при начальном профессиональном отборе юных спортсменов стали учитывать предпочтение левых или правых конечностей, поскольку доминирующие конечности обладают более ранним формированием двигательных навыков, более быстрым врабатыванием и восстановлением после физических нагрузок. Моторная асимметрия является фактором «координационной преадаптации», или преднастройкой двигательного поведения (Лебедев, 1982). Также на постуральный контроль влияют возрастные изменения конституции тела, функционирования сенсорных систем при передвижении тела в пространстве, что сопровождается изменением координационных качеств. Известно, что в период с 5 до 11 лет улучшается функция качества равновесия. Это, в том числе, связано со снижением с возрастом частоты поворотов головы при поддержании равновесия: нестабильность фиксации взгляда является ограничивающим фактором постурального контроля (Scharli et al., 2012, 2013). Установлено влияние саккадических движений глаз на координационные качества человека (Cordo et al., 1982; Glasauer et al., 2001), что свидетельствует о наличии функциональной интеграции зрительной сенсорной и постуральной систем (Rougier et al., 2007; Stoffregen et al., 2006). Также выявлена взаимосвязь между регуляцией координационных качеств и ритмогенезом коры больших полушарий (Ashe et al., 2006; Babiloni et al., 2008; Lions et al., 2013 и др.).
Особый интерес представляет рассмотрение вопроса о связи координационных качеств с генетически предопределенными особенностями центральной нервной системы (ЦНС), в частности типов межполушарной асимметрии (Тришин и др., 2012). Данный генетический маркер, имеющий коэффициент наследуемости Н=0,80-0,95, все чаще стали рассматривать в плане прогнозирования морфофункциональных и психофизиологических особенностей
спортсменов. Многолетние занятия симметричными видами спорта способствуют снижению асимметрии физического развития, функционального состояния опорно-двигательного аппарата и двигательных возможностей спортсменов (Степанов, 2000). Напротив, занятия асимметричными видами спорта усиливают неравнозначность правых и левых моторных признаков (Таймазов, Бакулев, 2006).
Цель работы: изучение особенностей постурального контроля и функциональных показателей, связанных с системой поддержания равновесия тела, у юных спортсменок с разным латеральным профилем, занимающихся смешанным видом спорта (чирлидингом).
Задачи исследования:
-
Исследовать особенности поддержания равновесия с использованием стабилографических тестов с открытыми и закрытыми глазами у юных спортсменок с разными латеральными фенотипами.
-
У юных спортсменок с разными латеральными фенотипами изучить координационные взаимоотношения и показатели адекватности активации отдельных мышц-сгибателей/разгибателей предплечья и плеча в разных режимах напряжения.
-
Сравнить показатели зрительных вызванных потенциалов у юных спортсменок с разными латеральными фенотипами.
-
Установить роль разных функциональных параметров в регуляции постурального контроля у юных спортсменок с разными латеральными фенотипами.
Теоретико-методологическая основа исследования.
Теоретической основой исследования явились:
представления о функционировании постуральной системы (Bernstein, 1967; Scholz, Schoner, 1999; Shadmehr, Krakauer, 2008; Torres-Oviedo, Ting, 2007 и др.);
теоретические данные об асимметрии и ее роли в постуральном контроле (Бердычевская и др., 2009; Брагина, Доброхотова, 1988; Леутин, Николаева, 2005; Москвин, 1997; Хомская и др., 1998; Чермит, Аганянц, 2006);
- фундаментальные работы о половых различиях латерального фенотипа
(Абаскалова, Пыжьянова, 2002; Варвулева, 2000; Геодакян, 1993) и его оценки по
характеру сенсомоторных асимметрий и межполушарных различий
биоэлектрической активности мозга (Babiloni et al., 2008; Del Percio et al. 2007;
Pfurtscheller et al. 2000; Neuper, Pfurtscheller, 2001 и др.).
Методологической основой исследования явились:
наличие сенсомоторных асимметрий в популяции (Бодров и др., 1990; Брагина, Доброхотова, 1981, 1988; Доброхотова, Брагина, 1994);
оценка сенсомоторных асимметрий (Annett, Kilshow, 1982; Брагина, Доброхотова, 1988; Вильдавский, Князева, 1989; Леутин, Николаева, 1988; Лурия, 2003);
- представления о влиянии на постуральный контроль (оценивали с
использованием стабилографических тестов) моторных и сенсорных
предпочтений (использовали методы регистрации миограммы мышц рук и
зрительные вызванные потенциалы) в процессе роста и адаптации к
изменяющимся условиям среды (Бердичевская, 2004; Bouisset, Do, 2008; Gogtay et al., 2004; Pascual-Leone et al., 2005; Toga et al., 2006; Yiou et al., 2008).
Научная новизна исследования.
Впервые показаны особенности механизмов поддержания равновесия за счет угловых и линейных скоростей при удержании центра тяжести на стабилоплатформе у спортсменок-чирлидиров и не занимающихся спортом девочек с разными латеральными фенотипами в тесте «Мишень» и в пробах с поворотом головы.
Впервые показано, что у спортсменок более выражена асимметрия значений коэффициентов, отражающих координационные взаимоотношения мышц рук, относительно показателей в контрольных группах; значения данных коэффициентов на правой/левой руке у спортсменок с разными латеральными фенотипами (в том числе и в зависимости от сенсорного предпочтения по зрению) различаются более значительно по сравнению с контрольными группами.
Впервые показано, что у спортсменок выше внутри- и межполушарные корреляционные связи нейрофизиологических показателей зрительных вызванных потенциалов относительно контрольных групп девочек. В зависимости от латерального фенотипа у девочек занимающихся и не занимающихся чирлидингом установлены различия уровня корреляционных связей между показателями биоэлектрических процессов в симметричных и внутриполушарных областях коры головного мозга.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют расширить представления о закономерностях и механизмах становления постурального контроля при занятиях спортом. Определена роль сенсорных и моторных показателей в постуральном контроле у юных спортсменов в зависимости от латерального фенотипа, что является доказательной базой влияния занятий определенным видом спорта на разные функции, связанные с постуральным контролем.
Выявленные закономерности адаптационных перестроек регуляции сенсомоторных функций у спортсменов, влияющих на координацию движений, могут быть обоснованием для внедрения в практическую деятельность тренеров при оптимизации спортивного отбора юных спортсменов, в том числе, занимающихся чирлидингом.
Полученные результаты используются в учебном процессе для преподавания курсов «Физиологические предпосылки урочных, внеурочных форм занятий физическими упражнениями», «Возрастная физиология», «Нейрофизиология», «Нейробиология», в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Южный федеральный университет», в учебно- тренировочном процессе спортсменок Федерации чирлидинга Ростовской области и Союза чир спорта и чирлидинга России, при разработке программы дополнительного образования «Ритмика» для обучающихся 1-4 классов в МБОУ «Школа № 6» г. Ростова-на-Дону, для улучшения отбора спортсменов и эффективности занятий по чирлидингу МБУ «Спортивная школа» № 11 г. Ростова-на-Дону.
Методы исследования.
Обследование проведено в период соревнований спортсменок-чирлидиров, проводимых Федерацией чирлидинга Юга России, в период с 2012 по 2016 г.г. Всего было обследовано 288 спортсменок и 227 девочек контрольной группы (табл. 1).
Таблица 1 - Структура психомоторных и сенсорных функциональных асимметрий
у девочек 8-11-летнего возраста
Сенсорные
Сенсорные
В работе описаны данные обследования 84 девочек 8-11-летнего возраста, занимающихся чирлидингом. Контрольную группу составили 79 девочек, не занимающихся в спортивных секциях. На момент обследования все дети были здоровы, не имели нарушений зрения и слуха. Обследованных девочек делили на группы по латеральному профилю. Полученные данные о наличии сенсомоторных асимметрий у обследованных детей в целом согласуются с данными литературы (Бодров и др., 1990; Брагина, Доброхотова, 1981, 1988; Доброхотова, Брагина, 1994).
Индивидуальный профиль асимметрии определяли с учетом сенсомоторных признаков функциональной асимметрии с использованием стандартизированных тестов (Annett, Kilshow, 1982; Брагина, Доброхотова, 1988). Рассчитывали коэффициент асимметрии для каждого парного органа (ведущая рука, ведущая нога, ведущий глаз, ведущее ухо) по следующей формуле: Ка=[(Хпр.-Хлев.)/(Хпр. +Хлев.)] * 100. Индивидуальный профиль асимметрии (ИПА) определяли по формуле: Ка = [(Хпр. – Хлев.)/(Хпр.+ Хлев.+Хамб.)] * 100%, где, Х пр. – число тестов с преобладанием правой стороны, Хлев. - число тестов с преобладанием левой стороны, Хамб. – без преобладания.
У большинства обследованных девочек установлено предпочтение правой ноги и правого уха, а в работе представлены данные обследования девочек, различающихся по предпочтению руки и глаза. В дальнейшем обследовании приняли участие 4 группы спортсменок и девочек, имеющими значение Ка=87,32±4,16 (доминирование правой руки и амбидекстрия по глазу, ППАП), Ка=54,53±2,63 (амбидекстрия по рукости и доминирование правого глаза, АППП), Ка=34,72±1,74 (амбидекстрия по руке и зрению, АПАП), Ка=14,45±0,69
(амбидекстрия по руке и доминирование левого глаза, АПЛП). На основании распределения детей по принадлежности к определенному латеральному фенотипу были выделены следующие группы (табл. 2).
Для выявления механизмов, ответственных за моторный контроль координационных качеств, у всех обследуемых измеряли динамику усилия давления ног на стабилоплатформе и показатели миограммы мышц рук. Для установления роли зрительного анализатора в постуральном контроле исследовали показатели устойчивости на стабилоплатформе в тесте с закрытыми глазами и показатели зрительных вызванных потенциалов. Качество функции равновесия исследовали с использованием теста «Мишень» на стабилоплатформе. Таблица 2 - Распределение обследованных детей на группы
Ка=54,53±2,63
АППП (амбидекстрия по
рукости, доминирование
правой ноги, правого глаза,
правого уха)
Ка=34,72±1,74
АПАП (амбидекстрия по руке, доминирование правой ноги,
амбидекстрия по зрению, доминирование правого уха)
Ка=14,45±0,69
АПЛП (амбидекстрия по руке,
доминирование правой ноги,
левого глаза и правого уха)
Функциональное состояние мышечного аппарата верхних конечностей детей оценивали на скорости 50 мм в 1 секунду с использованием метода поверхностной электромиографии на 4-канальном нейромиоанализаторе НМА-4-01 «НЕЙРОМИАН» (ООО «Медиком МТД», Таганрог). Анализировали следующие показатели: коэффициент адекватности (КА, %), коэффициент реципрокности (КР, %) и коэффициент синергии (КС, %).
Исследование функции равновесия проводили на компьютерном стабилоанализаторе с биологической обратной связью «Стабилан-01» (производство «ОКБ-РИТМ», г. Таганрог) в первой половине дня, через 2-3 часа после приема пищи. Для анализа функции равновесия в данном исследовании использовали следующие тесты (Руководство пользователя «Стабилан – 01»): тест «Мишень» и тест с поворотом головы. Оценивали следующие векторные показатели: КФР – качество функции равновесия (%), НПВ – нормированную площадь векторограммы (мм2/сек.), ЛСС – линейную скорость среднюю (мм/сек.), УСС - угловую скорость среднюю (мм/град.), ЛС/УС – отношение средней линейной скорости к средней угловой скорости (мм/град.). Также использовали тест на изометрическое сокращение мышц ног и динамику усилия стопы (изучали одноопорную стойку обоих ног).
Положения, выносимые на защиту:
1. Индивидуальный профиль асимметрии и занятия асимметричным видом
спорта оказывают влияние на функциональные показатели, связанные с
постуральным контролем. У юных спортсменок высокий уровень равновесия
центра тяжести тела обеспечивается снижением линейных перемещений тела при
поддержании позы. При поддержании равновесия в пробах с поворотом головы
без зрительной обратной связи у спорстменок-правшей снижены линейные, а у
спортсменок-амбидекстров повышены угловые скорости относительно девочек,
не посещающих спортивные секции, с аналогичными латеральными фенотипами.
2. Под влиянием занятий чирлидингом усиливается дифференцировка
мотонейронных пулов, иннервирующих мышцы рук, что определяет выраженные
различия координационных взаимоотношений мышц между группами юных
спортсменок с разными латеральными фенотипами относительно девочек, не
посещающих спортивные секции.
3. Занятие чирлидингом способствует повышению внутри- и межполушарных связей биоэлектрических процессов в мозге. В зависимости от латерального фенотипа характер данных связей у спортсменок имеет свои особенности, что определяет специфику включения зрительного анализатора (в том числе на уровне зрительного восприятия, зрительной памяти) в постуральный контроль при выполнении спортивных упражнений.
Степень достоверности и апробация результатов работы. На этапе оценки полученных результатов проводили проверку распределения на нормальность с помощью коэффициента Колмогорова-Смирнова. Достоверность различий средних величин независимых выборок оценивали с помощью параметрического критерия Фишера и непараметрических критериев Вилкоксона и Манна-Уитни в зависимости от типа распределения показателей. Между анализируемыми показателями устанавливали корреляционную взаимосвязь. Для оценки статистической значимости изменений функциональных показателей использовали t-тест. О силе связей между биоэлектрической активностью различных зон коры больших полушарий мозга судили по максимальному значению соответствующих кросс-корреляционных связей (по коэффициенту кросс-корреляции). Для статистического анализа результатов исследования использовали программу Statistica 8.0 (StatSoft Inc., США).
Основные результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования. образование, экономика и право» (Италия, Рим-Флоренция, 2013), VI международной научно-практической конференции «Наука в современном информационном обществе» (North Charleston, USA, 2015), Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки» (Уфа, 2015), V Международная научно-практическая конференция «Новое слово в науке: перспективы развития» (Чебоксары, 2015).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе, 1 монография, 3 статьи в журналах по списку ВАК РФ.
Структура работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания
Современные представления о функционировании постуральной системы
Исследования билатеральности двигательной деятельности, функциональных особенностей и развития физических качеств человека в последние годы пополнились представлением о том, что асимметрия двигательных действий существует не в двухмерном, а трехмерном пространстве. Единым ориентиром для проявления «симметрии-асимметрии» выбрана идеальная точка, относительно которой оценивают распределение центра тяжести и организацию движений в трехмерном пространстве (Таймазов, Бакулев, 2006). При поддержании статического равновесия работа нервной системы направлена на регуляцию степеней свободы, возникающих при движении (Bernstein, 1967), которые формируются из-за избыточности в системе мышечного аппарата. Эта избыточность требует не только координации большого числа элементов при выполнении задания, но и выбора одного решения среди многих возможных. Контроль поддержания равновесия направлен на регуляцию координации работы мышц и связок конечностей, туловища и шеи, чтобы скоординировать центр тяжести тела с помощью нижних конечностей, служащих базовым элементом поддержания равновесия у человека. Подобная избыточность мышечной системы необходима для обеспечения гибкости процессов регулирования моторных задач, например, контроля баланса или положения тела (Krishnamoorthy et al., 2004; Scholz et al., 2002).
Недавние исследования показали, что многообразие движений при поддержании равновесия необходимо для эффективной координации движений (Scholz, Schoner, 1999; Torres-Oviedo, Ting, 2007). Так, разнообразие вариантов положений суставов или мышечных сокращений необходимо для минимизации многообразия на уровне выполнения заданий, например, перемещение центра тяжести тела или движение к или захват выбранной цели (d Avella et al., 2003; Ting, Macpherson, 2005; Tresch et al., 1999; Welch, Ting, 2008).
При нарушении баланса могут быть использованы различные стратегии регуляции постуральной системы, например, поддержание равновесия путем опоры на ногу, либо совершения шага в сторону, или хватания за опору. Даже при определенной стратегии контроля за совершением движения, выполнение этого задания может варьировать на уровне движения тела (Bernstein, 1967), активации мышц (Gottlieb, 1998) или на уровне активации в рефлекторной дуги (Churchland et al., 2006; Horn et al., 2004). Кроме того, постуральные рефлексы на однотипные раздражения могут различаться даже для одного индивида, поскольку зависят от условий, в которых он находится, имеющегося у него опыта, а также когнитивной нагрузки и эмоционального фона (Carpenter et al., 2006; Woollacott, Shumway-Cook, 2002).
Таким образом, при функционировании биологических систем могут быть использованы множество различных вариантов решения поставленной двигательной задачи, взятых среди общего многообразия решений (Latash et al., 2007; Ting, McKay, 2007). Выбор среди этого многообразия решения двигательной задачи направлен на достижение цели с минимальными затратами энергии (Kording, 2007; Lockhart, Ting, 2007; Shadmehr, Krakauer, 2008). И на данный момент в этой области исследований остаются открытыми два вопроса: 1) как и почему выбор варианта регулирования процесса перемещения центра тяжести тела и его энергетическая эффективность варьируют в различных ситуациях; 2) и как такие задачи эффективно достигаются при избыточной системе команд на уровне нейронов, мышц и связок (Hamilton et al., 2004; Harris, Wolpert, 1998; Todorov, Jordan, 2002)?
С тем, чтобы приблизиться к ответам на эти вопросы были проанализированы современные данные литературы, касающиеся механизмов регуляции постуральной системы. Функционирование постуральной системы зависит от поступающей в двигательные нейронные сети сенсорной информации. Для двигательных систем наиболее значимыми являются проприоцептивная импульсация, которая передает информацию об устойчивом состоянии системы и сохранении информации о биомеханических параметрах организма.
Например, информация от кожных механорецепторов дает представление о наличии или отсутствие контакта с опорой.
Соматосенсорная информация от конечностей поступает в нейрональные сети спинного мозга, далее в головной мозг, где формируются супраспинальные постуральные команды. Таким образом, целенаправленные движения и ориентационное поведение зависят от поступления сенсорной информации в центральную нервную систему. Нужно отметить, что основные постуральные нейрональные сети расположены в стволе мозга, мозжечке и спинном мозгу, и вклад переднего мозга в постуральном контроле не столь значим. Данный факт был подтвержден при исследовании, проведенном на децеребрированном кролике (Musienko et al., 2008).
Электромиографические паттерны конечности у децеребрированного кролика могут быть вызваны путем электрической стимуляции эпидурального пространства. Это доказывает наличие в спинном мозге нейрональных сетей, регулирующих мышечную деятельность конечностей децеребрированных животных. Однако активность этих нейрональных сетей низка; она активируется стимулами из вентральной области покрышки и мезенцефальной области (Musienko et al., 2010).
Существуют также нейрональные сети, которые обеспечивают регуляцию ритмических, или циклических (жевание, глотание, передвижение) и нециклических автономных и произвольных движений.
Пространственно-временную организацию активности мотонейронов определяют нейронные осцилляторы, которые называются центральными генераторами упорядоченной активности (CPG), не зависящих от сенсорной обратной связи. Исследование механизмов действия генераторов упорядоченной активности проводили на разных позвоночных животных, начиная с самого примитивного – миноги, чтобы иметь представление о строении и функциях генераторов упорядоченной активности, о ростро-каудальных связях разрозненных данных генераторов, регулирующих волнообразными плавательными движениями (Deliagina et al., 2014). У имеющих конечности позвоночных координация движений резко усложнена: выделены две группы независимых генераторов упорядоченной активности для мышц-сгибателей и разгибателей, соответственно, E- и F-нейроны (Hsu et al., 2012). Некоторые E /F-нейроны участвуют в торможении/возбуждении мотонейрона, иннервирующего мышцы-разгибатели, находящиеся на одной и той же стороны тела, поскольку было показано, что модуляция деятельности этих нейронов обусловлена приходящей соматосенсорной информации от конечности, относящейся к одной из сторон тела (Zelenin et al., 2013).
Источником, активирующим ряд нисходящих путей (вестибулоспинальный, руброспинальный и др.), является вестибулярный афферентный приток. Этот уровень возбуждения в нисходящих путях необходим для поддержания определенного тонуса мышц-разгибателей при поддержании положения тела (Duysens et al., 2000).
В недавних исследованиях L.-J. Hsu и др. (2012) были изучены эффекты тонических гальванических импульсов на постуральную регуляцию в супраспинальной области. Гальваническое вестибулярное раздражение (ГВР) оказывает возбуждающее или тормозное воздействие на вестибулярные афференты со стороны катода и анода, соответственно (Goldberg et al., 1984; Minor, Goldberg, 1991). Таким образом формируется левая/правая асимметрия тонических импульсов в супраспинальной области, которая выражается в том, что у всех изученных видов организмов, включая человека, тело отклоняется в сторону расположения анода (Sverac Cauquil et al., 2000; Beloozerova et al., 2003a; Gorgiladze, 2004). Анализ эффектов ГВР показывает, что отклонение вызвано преимущественно активацией канальных афферентов (Mian et al., 2010), а их направление и амплитуда зависят от полярности и силы стимуляции со стороны левых и правых лабиринтов нейронов, а также изначального положения объекта (Marsden et al., 2002). Модель ГВР эффектов была предложена B.L. Day и др. (2011).
У кролика, находящего в положении стоя, ГВР вызывает стабилизацию новой ориентации тела (Beloozerova et al., 2003a) вследствие смены центра тяжести. ГВР оказывает выраженное влияние на постуральные рефлексы конечностей (ПРК): электромиограмма разгибателя и сила сгибания конечностей значительно увеличиваются, когда катод находится со стороны конечности, и уменьшается когда со стороны конечности находится анод (Hsu et al., 2012). Таким образом, ГВР, создавая асимметрию тонических импульсов в левой/правой супраспинальной области, изменяет центр тяжести вследствие увеличения постуральных рефлексов конечности, противоположной тонической импульсации. Также было показано, что у децеребрированного кролика гальваническое вестибулярное раздражение может искусственно восстановить постуральные реакции и латеральное смещение центра тяжести (Zelenin et al., 2012).
Особенности показателей стабилограммы у спортсменок с разным латеральным профилем в тесте «Мишень»
При сравнении значений показателей стабилограммы при выполнении теста «Мишень» установлено следующее. В результате сравнения показателей стабилограммы у девочек контрольной группы с разными профилями сенсомоторной асимметрии установлено следующее (табл. 4). Качество функции равновесия у девочек с разным латеральным профилем не различалось. Однако нормированная площадь вектрограммы была ниже у амбидекстров по руке и глазу (АПАП) относительно девочек с профилем асимметрии ППАП и АПЛП, соответственно, на 28% (р 0,05) и 31% (р 0,05). Также у девочек амбидекстров по руке и глазу установлено самое низкое значение соотношения ЛС/УС, которое достоверно было ниже значений ЛС/УС у девочек с профилями асимметрии ППАП и АПЛП (р 0,05).
У спортсменок с доминирующей правой рукой и амбидекстров по глазу (ППАП) УСС была ниже на 36% (р 0,05) относительно контрольной группы; в группе с латеральным профилем АППП данная разница составила 24% (р 0,05), у амбидекстров по руке и глазу (АПАП) – 34% (р 0,05) и у амбидекстров по руке и предпочтению левого глаза (АПЛП) – 42% (р 0,05) относительно девочек, не занимающихся в спортивных секциях с аналогичными латеральными фенотипами.
В результате соотношение линейной скорости к угловой у юных спортсменок было значительно ниже, чем у девочек контрольной группы. Наибольшее различие показателя ЛС/УС установлено между девочками контрольной группы и юными спортсменками с латеральным профилем АПЛП – 61% (р 0,05). Интересно, что между этими же группами девочек (с латеральным профилем АПЛП) выявлено различие показателя нормированной площади вектрограммы: у спортсменок НПВ была на 42% (р 0,05) ниже относительно контрольной группы.
При сравнении показателей стабилограммы у юных спортсменок установлено, что в группе девочек с латеральными профилями ППАП и АППП значение средней линейной скорости превышает показатель ЛСС у спортсменок с профилем асимметрии АПАП, соответственно, на 24% (р 0,05) и 28% (р 0,05). У девочек-спортсменок с профилем асимметрии АПЛП показатель ЛСС также был ниже, чем в группах с латеральными профилями ППАП и АППП (0,1 р 0,05).
Достоверные различия соотношений ЛС/УС выявлены также и между группами девочек с разными латеральными профилями.
У спортсменок с профилями сенсомоторной асимметрии АПАП и АПЛП значения ЛС/УС были достоверно ниже соответствующих показателей в группах девочек-спортсменок с латеральными профилями ППАП и АППП. При этом между показателями КФР и соотношениями ЛС/УС у юных спортсменок установлена положительная корреляционная зависимость (r=0,92) в отличие от девочек контрольной группы.
Таким образом, систематические занятия смешанным видом спорта (чирлидингом) способствует улучшению постурального контроля у девочек.
При проведении анализа результатов исследования показателей стабилограммы установлено, что у юных спортсменок снижены значения средней линейной скорости и соотношения ЛС/УС относительно девочек контрольной группы. Также наблюдается тенденция к увеличению значений средней угловой скорости при поддержании центра тяжести и, главное, 48 показателя качества функции равновесия у юных спортсменок относительно девочек, не посещающих спортивные секции. Кроме того, установлены различия значений стабилографических показателей у девочек с разным латеральным профилем. Координационные качества лучше выражены у девочек-спортсменок с латеральными профилями асимметрии АПАП и АПЛП. Вероятно, в результате систематических занятий смешанными видами спорта улучшение координации движений при поддержании центра тяжести тела более характерно именно для спортсменов с данными профилями сенсомоторной асимметрии.
Следовательно, использование данного теста может быть направлено на решение таких актуальных задач, как исследование статодинамической устойчивости тела спортсменов, дополнение знаний о спортивной технике упражнений, а также проведения прогнозирования и профессионального отбора спортсменок с разным латеральным профилем в команду чирлидиров.
Особенности показателей миограммы мышц рук у юных спортсменок с разным латеральным профилем
При изучении влияния занятий спортом на функциональные показатели организма наиболее часто рассматривают следующие параметры: силовые качества, скорость реакции и т.д. Также большое значение имеет изучение профиля латеральной асимметрии не только в спорте высших достижений, организации профессионального отбора, но и при адаптации к физическому напряжению. Индивидуальный профиль асимметрии (ИПА) включает сочетание его моторных, сенсорных и психических асимметрий, которые могут изменяться в онтогенезе, а также под влиянием различных видов воздействий, в том числе, под влиянием занятий спортом (Бердычевская, Троицкая, 2009). Асимметричность движений является важным условием уменьшения неустойчивости и повышения точности при выборе оптимальной структуры движения (Николаенко и др., 2001). Для подавляющего большинства видов спорта наибольшее значение имеют двигательные асимметрии. Однако закономерности влияния занятий спортом на характер индивидуального развития латерального профиля во многом остаются не выясненными. Также недостаточно исследована роль сенсорных асимметрий в адаптации к спортивной деятельности. В том числе, представляет большой интерес рассмотрение вопроса о влиянии смешанных видов спорта при оценке сенсомоторной асимметрии у спортсменов на симметричные характеристики миограммы рук.
Согласно полученным результатам исследования (табл. 12-13) коэффициенты синергии двуглавой и трехглавой мышц правой и левой рук у юных спортсменок с латеральными фенотипами АППП и АПАП достоверно не различались. У спортсменок с латеральным профилем ППАП коэффициенты синергии bic.br. и tric.br. левой руки были выше, соответственно, на 102% (р 0,01) и 81% (р 0,01) по сравнению с показателями правой руки. У девочек с латеральным фенотипом АПЛП коэффициент синергии bic.br. левой руки был ниже на 38% (р 0,05) по сравнению с показателем на правой руке. То есть, в состоянии покоя уровень возбуждения ниже в мышцах доминирующей руки. Характер асимметрии и коэффициенты, отражающие соотношение амплитуд сокращения мышц правой и левой рук в разных режимах напряжения, были сходными.
Коэффициенты адекватности bic.br. и tric.br. левой руки у девочек латеральным фенотипом АППП превышали значения на правой руке, соответственно, на 57% (р 0,05) и 49% (р 0,05). В тоже время коэффициенты реципрокности bic.br. и tric.br. у девочек с разными латеральными фенотипами не различались на правой и левой руке. Необходимо отметить, что у спортсменок с профилем асимметрии ППАП коэффициенты реципрокности bic.br. и tric.br. правой и левой рук превышали значение 15 у.е., что свидетельствует о снижении тормозных процессов в нервных центрах, регулирующих реципрокные взаимоотношения мышц-антагонистов (bic.br. и tric.br.). Наименьшие значения коэффициентов реципрокности установлены у спортсменок с латеральным фенотипом АПЛП. Вероятно, для занятий чирлидингом более благоприятным является наличие у спортсмена латерального фенотипа АПЛП по сравнению с фенотипом ППАП. Это подтверждают и данные изучения показателей миограммы локтевого сгибателя и разгибателя у спортсменок: установлено, что у девочек с латеральным фенотипом ППАП коэффициенты синергии bic.br. и tric.br. левой руки достоверно превышали значения правой руки, соответственно, на 59% (р 0,05) и 52% (р 0,05).
Поскольку КС является мерой генерализации возбуждения в мышцах, находящихся в покое, то можно предположить, что координация деятельности мышц-антагонистов (fle.ca.u. и ext.ca.u.) у спортсменок с данным латеральным фенотипом осуществляется в условиях преобладания процессов возбуждения над торможением в нервных центрах, регулирующих деятельность этих мышц в состоянии покоя.
Данный факт, а также то, что девочкам с латеральным профилем ППАП характерны высокие значения коэффициентов реципрокности bic.br. и tric.br. обеих рук, может свидетельствовать в пользу того, что у них в результате длительных занятий смешанным видом спорта (чирлидингом) выполнение симметричных движений будет проходить с большими энергетическими затратами, направленными на координацию согласованных симметричных движений рук.
У спортсменок с латеральным профилем АППП коэффициент реципрокности ext.ca.u. левой руки превышал значение правой руки на 36% (р 0,05).
Коэффициент адекватности, отражающий непроизвольную реципрокную активацию мышцы-сгибателя в период произвольного напряжения мышцы-разгибателя, у спортсменок с латеральным фенотипом ППАП мышц fle.ca.u. и ext.ca.u. левой руки также был выше, чем правой, соответственно, на 53% (р 0,05) и 69% (р 0,05).
Таким образом, полученные результаты исследования свидетельствуют о том, что регуляция мышц-антагонистов рук связана с латеральным фенотипом человека. При занятиях смешанными видами спорта предпочтительным является амбидекстрия по признаку рукости.
Предположительно, сенсорная асимметрия (а именно, предпочтение глаза) имеет определенное значение в левой/правой асимметрии тонической активности мышц рук.
Далее приведены результаты сравнения показателей миограммы мышц рук у девочек, не занимающихся в спортивных секциях, относительно значений у юных спортсменок (табл. 14-15).
У девочек контрольной группы с латеральным профилем ППАП, как и у спортсменок, выявлены повышенные значения коэффициентов синергии и адекватности bic.br. левой руки. Асимметрия значений коэффициента адекватности правой и левой рук установлена у девочек с сенсомоторным профилем АППП, а коэффициентов синергии bic.br. у девочек с латеральным профилем АПЛП и tric.br. у девочек с латеральным профилем ППАП (табл. 15-16).
Значительные различия коэффициентов адекватности локтевого сгибателя на правой и левой руках установлены у девочек контрольной группы с латеральным профилем ППАП, а коэффициентов адекватности и реципрокности локтевого разгибателя - у девочек с латеральным профилем АППП.
Таким образом, у юных спортсменок асимметрия значений миографических показателей исследованных групп мышц представлены более выражено относительно контрольных групп девочек. Интересно отметить, что у спортсменок с латеральными фенотипами ППАП и АППП увеличена асимметрия значений коэффициентов синергии и адекватности исследованных разгибателей относительно контрольных групп девочек с таким же типом сенсомоторной асимметрии.
Особенности структуры зрительных вызванных потенциалов у спортсменок с разным латеральным профилем
Коррекция зрительно-моторной координации осуществляется через первичные и вторичные ассоциативные зоны, что обеспечивает различные уровни построения движений. Основой многокомпонентной структуры зрительного восприятия, участвующего в постуральном контроле является функциональное взаимодействие полушарий мозга. В данном разделе проанализированы данные исследования зрительных вызванных потенциалов девочек контрольной группы и юных спортсменок с разным латеральным профилем. Согласно анализу результатов исследования средних значений амплитуд компонентов у девочек контрольной группы, имеющих предпочтение правой руки и амбидекстров по зрению, показатели амплитуд компонента Р1 достоверно различались в симметричных отведениях: затылочных, теменных и заднелобных (р 0,05). Также установлены различия амплитуд раннего негативного компонента (N1) в затылочных, теменных, височных и переднелобных симметричных отведениях (р 0,05). В затылочных, теменных, центральных и переднелобных симметричных отведениях у них выявлены отличия амплитуд компонента Р2 (р 0,05). Амплитуды поздних компонентов различались только в затылочных и теменных симметричных отведениях (N2) (р 0,05) или затылочных (Р3) (р 0,05) (табл. 16).
В таблице 18 представлены результаты исследования латентных периодов (ЛП) компонентов зрительных вызванных потенциалов девочек с латеральным профилем ППАП. Наименьшие значения латентных периодов раннего позитивного компонента Р1 выявлены в затылочных и центральных отведениях. Асимметрии значений латентных периодов данного компонента не установлено, как и других компонентов: N1 и Р2. В тоже время латентные периоды компонентов N2 и Р3 отведения С4 были достоверно выше, чем в отведении С3. Также в правом заднелобном отведении значения латентных периодов компонентов N2 и Р3 достоверно превышали показатели в левом заднелобном отведении. Таким образом, девочкам контрольной группы с латеральным профилем ППАП в левом полушарии характерны более высокие значения амплитуд компонентов N2 и Р3 (0,05 р 0,1) и низкие латентности данных компонентов (р 0,05), что может являться свидетельством того, что у них за счет переработки зрительной информации в данных областях мозга происходит ускорение ответной реакции на зрительный стимул.
При проведении кросс-корреляционного анализа амплитудных и латентных показателей зрительных вызванных потенциалов были выявлены положительные связи между биоэлектрическими процессами в разных областях мозга у девочек контрольной группы с латеральным профилем ППАП. Установлены высокие коэффициенты кросс-корреляции (Ккр) между отведениями 02-Т4 (Ккр=0,64), P4-Cz (Ккр=0,61), ОІ-РЗ (Ккр=0,64), C3-F3 (Ккр=0,62). Также для данной группы девочек характерно наличие положительных Ккр между отведениями Р4-Т4 (Ккр=0,42), T4-Fp2 (Ккр=0,51), СЗ-ТЗ (Ккр=0,47), РЗ-СЗ (Ккр=0,57) и F3-Fpl (Ккр=0,53). Схематично эти данные представлены на рисунке 1.
Далее представлен сравнительный анализ значений амплитуд и латентных периодов компонентов зрительных вызванных потенциалов у девочек с данными латеральными фенотипами ППАП и АППП (табл. 16, 18).
Амплитуды компонента Р1 различались у девочек с разными сенсомоторными профилями асимметрии в отведениях Fp1 (на 36%; р 0,05), Т4 (на 83%; р 0,05), Р3 (на 23%; р 0,05) и 02 (на 111%; р 0,05). Амплитуды раннего негативного компонента N1 были выше у девочек с латеральным профилем ППАП в отведениях Fp1 (на 37%; р 0,05), F4 (на 25%; р 0,05), Т3 (на 48%; р 0,05), Cz (на 27%; р 0,05), С4 (на 31%; р 0,05) и О1 (на 129%; р 0,05) по сравнению с правшами с латеральным профилем АППП. Между данными группами девочек выявлены различия значений амплитуд компонента Р2 в двух отведениях: в отведении F3 (на 55%; р 0,05) и Р3 (на 71%; р 0,05).
В большинстве отведений (за исключением С3 и Т4) обнаружены различия амплитудных значений компонента N2 в группах девочек с латеральными профилями ППАП и АППП (р 0,05): амплитуды компонента N2 были выше в одних отведениях в группе девочек с латеральным профилем ППАП, но в других – ниже по сравнению с девочками контрольной группы с латеральным профилем АППП. Значения амплитуд позднего позитивного компонента Р3 в отведениях Fp2, F3, Т3, Cz, С4, Р4 и О2 у девочек с сенсомоторным профилем ППАП были выше (р 0,05) относительно значений у девочек с латеральным профилем АППП.
Также необходимо отметить, что латентные периоды поздних компонентов в отдельных отведениях были выше у девочек контрольной группы с латеральным профилем АППП относительно показателей у девочек с профилем сенсомоторной асимметрии ППАП.
У девочек с латеральным профилем АППП показатели латентностей компонента Р2 были выше в отведениях Fp1 (на 39%; р 0,05), Fp2 (на 29%; р 0,05), F4 (на 31 %; р 0,05), С3 (на 42%; р 0,05) и О1 (на 42; р 0,05); компонента N2 – в отведениях Fp1 (на 65%; р 0,05), Fp2 (на 54%; р 0,05), Т4 (на 32%; р 0,05), Р3 (на 41%; р 0,05) и О1 (на 54%; р 0,05) относительно девочек контрольной группы с латеральным профилем ППАП (табл. 19).
У девочек с латеральным фенотипом АППП латентные периоды компонента Р3 превышали соответствующие значения в теменных отведениях (на 26-34%; р 0,05) и О1 (на 30%; р 0,05) относительно девочек с латеральным профилем ППАП.
Интересно, что в отличие от девочек с латеральным профилем ППАП у девочек с латеральным фенотипом АППП установлены различия показателей латентных периодов в симметричных отведениях компонента N2 (в заднелобных, центральных и затылочных) и Р3 (в центральных). Таким образом, согласно сравнительному анализу показателей зрительных вызванных потенциалов у девочек с сенсомоторным профилем асимметрии ППАП (доминирование правой руки и амбидекстров по зрению) ЗВП были лучше сформированы, особенно, их поздние компоненты относительно девочек с латеральным фенотипом АППП.
На рисунке 2 представлены результаты кросс-корреляционного анализа амплитудных и латентных показателей зрительных вызванных потенциалов у девочек контрольной группы с латеральным профилем АППП. Были выявлены положительные связи между отведениями О2-Р4 (Ккр=0,61) и О1-Р3 (Ккр=0,64). Для данной группы девочек также характерно наличие положительных Ккр между отведениями O2-Cz (Ккр=0,39), Cz-С4 (Ккр=0,56), С3-Р4 (Ккр=0,51), Р4-Т4 (Ккр=0,57) и С4-F4 (Ккр=0,45), О1-Cz (Ккр=0,51), Cz-F3 (Ккр=0,45) и T3-F3 (Ккр=0,56).