Совершенствование центральной регуляции движений

В среднем школьном возрасте высокого уровня достигает разви­тие ЦНС, сформированы индивидуальные особенности высшей не­рвной деятельности, завершается созревание сенсорных систем.

К этому возрасту у подростков сформированы все основные меха­низмы управления движениями, свойственные взрослому организму — рефлекторное кольцевое управ.гение системой обратных связей и про­граммное управление по механизму центральных команд (предпрог­раммирование). Это обеспечивает не только совершенство выполне­ния длительныхупражнений, когда возможны коррекции моторных

программ по ходу движения, но и выполнение кратковременных двигательных актов — бросков, ударов, метаний, прыжков. Стано­вится возможным начать углубленную специализацию в широком спектре различных видов спорта.

Рассматриваемый период характеризуется тремя качественными перестройками механизмов центральной регуляции движений:

 

1) значительным усилением межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий,

2) становлением ведущей роли ассоциативных третичных полей коры в функциональной системе управления движениями;

3) переходом доминирующей роли правого полушария к левому.

В возрасте 10-12 лет происходит важнейший этап в совершен­ствовании интегративных функций высших отделов мозга — резкое увеличение горизонтальных взаимосвязей в коре больших полушарий. Происходит усиленный рост отростков корковых нейронов, обеспе­чивающий функциональные связи между нейронными ансамблями различных корковых областей. В результате на протяжении среднего и старшего школьного возраста формируются многочисленные внутрисистемные и межсистемные функциональные взаимосвязи в организме. Совершенствуются зрительно-двигательные, рече-дви­гательные, вестибуло-моторные и др. рефлексы. Отмечается высо­кий уровень интеграции деятельности сенсорных систем. Налажива­ется сочетание различных моторных реакций между собой. Хорошо дифференцируются и воспроизводятся мышечные усилия.

В биоме­ханической структуре и функциональной организации локомоций (ходьбы, бега) достигается высокая координационная точность. В движениях двумя рукам и вырабатывается высокая согласованность их пространственных характеристик, втом числе при симметричных движениях. Созревает механизм их временного согласования (так называемый таймерный механизм). Движения рукхорошо согласу­ются с движениями глаз. Возникает возможность точного произ­вольного управления отдельными мышцами и даже изолированны­ми двигательными единицами. Управляемость мышечными группа­ми рук, головы и шеи выражена лучше, чем других мышечных групп. Достигается высокий уровень сочетания двигательных и вегета­тивных реакций. Налаживается стабильное соответствие темпа шагов и дыхания, тонкое сочетание моторных компонентов двигательных навыков с вегетативными функциями, согласование реакций сер­дечно-сосудистой и дыхательной систем.

В ЭЭГ эти изменения отражаются в виде достоверного увеличе­ния высокой пространственной и временной согласованности коле­баний потенциалов различных корковых зон, что отражает увеличе­ние функционального взаимодействия между этими зонами. Как в состоянии покоя, так и во время работы в ЭЭГ детей, подростков и

юношей 12-18 лет отмечается значительное число высоких межцент­ральных корреляций электрической активности (см. рис.49).

Вторым важнейшим моментом в совершенствовании централь­ной регуляции движений является высокий уровень созревания ассо­циативных третичных полей коры — передних лобных и задних ниж­нетеменных. Благодаря этому создается функциональная основа для извлечения полезной информации из множества афферентных сооб­щений, построения сложных многоцелевых поведенческих про­грамм. Становится более точной пространственная ориентация дви­жений, улучшаются процессы экстраполяции, предвидения пред­стоящих ситуаций.

У 13-летних подростков существенно улучшается переработка информации и повышается эффективность тактического мышления, уменьшается количество ошибочных решений. В возрасте от 10 до 13 лет у подростков достоверно сокращается время принятия решения и общее время решения тактических задач. Эти временные показатели мало изменяются к 16-летнему возрасту, но еще не достигают взрос­лых величин. В возрасте 12 лет юные спортсмены способны решать более легкие тактические задачи, а в 14 лет — наиболее сложные. Дети в старшем школьном возрасте могут делать правильный выбор из многоальтернативных ситуаций, сохранять высокую умственную работоспособность в напряженных условиях деятельности, в ситуа­циях с дефицитом времени. Рабочие доминанты, формирующиеся в высших отделах мозга, становятся стабильными, обеспечивая высо­кую помехоустойчивость юных спортсменов.

Улучшение процессов афферентного синтеза и анализа афферен­тной информации позволяет подросткам и юношам точнее оцени­вать интероцептивную и проприоцептивную информацию о функцио­нальном состоянии собственного организма в процессе работы.

Юные спортсмены лыжники, пловцы, специалисты подводного плавания способны давать речевые отчеты о падении оксигенации собственной крови в процессе дыхания в замкнутое пространство при каждых 2% снижения оксигемоглобина, почти точно соответ­ствуя показаниям оксигемографа.

Становится более информативным ощущение усталости. Дети младшего школьного возраста (7-10 лет) в 77% случаев могут сооб­щить об ощущении усталости лишь после развития регистрируемых объективно признаков утомления. Такое сообщение является мало информативным для педагога и тренера. Подростки 13-15 лет в 40% случаев ощущают наступление утомления в процессе его развития, а юноши 18-19 лет могут ощущать развитие утомления еще до начала появления ранних его признаков. Эта способность помогает пра­вильной раскладке сил спортсмена на дистанции, рациональному управлени ю функциональным и резервами организма.

Начиная с возраста 13-15 лет, участие ассоциативных третичных полей в управлении движениями отражается в ЭЭГ юных спортсме­нов достоверным увеличением взаимосвязи активности моторных центров рук и ног с задними нижнетеменными областями (зонами афферентного синтеза и пространственной ориентации движений) и передними лобными областями, ответственными за программирова­ние и контроль движений.

Третьим качественным изменением в центральной регуляции движений удетей среднего и старшего школьного возраста является постепенный переход ведущей функции от правого полушария к левому. Удетей дошкольного и младшего школьного возраста основное зна­чение в управлении движениями имеет правое полушарие, функци­ей которого является комплексный зрительно-пространственный анализ текущей ситуации, преимущественные реакции на непосред­ственные (первосигнальные) раздражители. Это требует от педагогов и тренеров преимущественного использования методов показа, про­чувствования движений.

После 14-15 лет у подростков и особенно в юношеском возрасте ведущую роль играет левое полушарие (рис. 53). Оно обеспечивает более дробный анализ афферентной информации, высокий уро­вень абстрактно-логических операций, формирование речевой ре­гуляции движений, совершенствование чувства времени и процес­сов экстраполяции. Именно в левом полушарии (по данным ЭЭГ) отражается специфика участия разных корковых зон при освоении различных двигательных навыков. В тренировочном процессе большое значение приобретает метод рассказа, словесных инст­рукций, речевых отчетов.

Рис. 53. Межцентральные взаимосвязи ЭЭГ левого и правого полушария у велосипедистов разного возраста

(по: Сологуб Е. Б. и др., 1984)

Возрастные перестройки центральной системы управления обес­печивают более экономное и эффективное выполнение работы. Уточ­няются моторные команды к работающим мышцам и совершенству­ются межмышечные координации Усилившееся влияние передне-лобных третичных полей на двигательную деятельность обеспечива­ет повышение произвольной мобилизации функциональных резервов организма, волевое преодоление утомления и, соответ­ственно, увеличивает длительность работы до отказа.

Возможности участия третичных полей в регуляции движений еще недостаточно развиты у подростков по сравнению с юношами (рис. 54), особенно слабо они выражены в период полового созревания (в 1-ю фазу пубертата). В этот период наблюдается нарушение центральной регуляции движений. Корковые центры широко ох­ватывают процесс возбуждения, нарушая тонкие межцентральные взаимоотношения и координацию движений. Перед стартом у под­ростков преобладает состояние предстартовой лихорадки.

 

 

Суммарное количесво (в процентах от всех вычисленных) высоких (0.7-1.0) межцентральных корреляций ЭЭГ моторных зон с лобными, нижнетеменными и зрительными зонами у юных фигуристов

(n = 10 в каждой возрастной группе) во время трехминутного бега на месте в темпе 3 шага в 1 секунду

Рис. 54. Возрастная динамика участия разных зон левого и правого полушария в управлении движениями

(модиф. по: СологубЕ.Б., Капустин B.C., 1986)

Ухудшаются процессы памяти и выработки двигательных навыков.

Зат­рудняется переделка двигательных динамических стереотипов. Подростки быстро утомляются, особенно при длительной монотон­ной работе.

С окончанием этого периода механизмы управления движениями постепенно приближаются ко взрослому уровню. В 13-14 лет завер­шается в основном формирование всех сенсорных систем. Совершен­ствуется поисковая функция глаза, ускоряются сенсомоторные ре­акции, уточняется «мышечное чувство» и улучшается точность вос­произведения мышечных усилий, повышается функциональная ус­тойчивость вестибулярной системы.

В юношеском возрасте управление движениями достигает высо­кого совершенства, позволяя добиваться рекордных результатов во многих видах спорта.

РАЗВИТИЕ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ

Возрастной период от 10 до 17-19 лет характеризуется достижени­ем максимального развития большинства физических качеств — гибкости, быстроты, ловкости, силы, скоростно-силовых возможно­стей, а также большими изменениями выносливости, которая дости­гает максимального развития несколько позже — к 20-25 годам..

Средний и старший школьный возраст особенно благоприятен для физического воспитания, так как соответствует проявлениям многих сенситивных периодов развития физических качеств, т. е. периодов, наиболее чувствительных к тренирующим воздействиям (см. рис. 38).

Одним из ранних является физическое качество гибкости — сус­тавной подвижности. Совершенствование гибкости, начинающееся в дошкольном и младшем школ ьном возрасте, продолжается в сред­нем школьном возрасте. Гибкость подростков тем выше, чем больше длина частейтела. Наиболее высоких значений гибкость достигает к 15-летнему возрасту, после чего без дальнейшей тренировки начина­ет снижаться. У девочек гибкость выражена лучше, чем у мальчиков.

Весьма благоприятный период развития ловкости отмечается с 7 до 14лет (с небольшим ухудшением этого качества в пике пубертат­ного периода). Созревание нижнетеменных третичных областей коры способствует улучшению межсенсорной интеграции и сенсо-моторных взаимосвязей, формированию представлений о «схеме тела» и «схеме пространства». В результате улучшается простран­ственная ориентация движений и, как следствие, телесная и предмет­ная ловкость.

По мере созревания лобных третичных областей коры больших полушарий появляются новые возможности для различных

проявлений ловкости: развивается способностькформированию новых дви­жений в необычных условиях, улучшается анализ текущей и буду­щей ситуации, внесение сенсорных коррекций в двигательные про­граммы, временная оценка выполняемых действий. Развитию лов­кости способствует совершенствование процессов экстраполяции. После 35-летнего возраста проявления ловкости ухудшаются, осо­бенно нарушаясь в пожилом возрасте.

С 10 до 15 лет резко улучшаются различные показатели качества быстроты, достигая к 15-летнему возрасту взрослых величин (см. табл. 5)исохраняясь на этомуровне примерно до35лет. ВЦНС подростка увеличивается скорость протекания нервных процессов (лабиль­ность нервной ткани) и повышается подвижность нервных процессов, скорость смены процессов возбуждения и торможения. Это способ­ствует повышению скорости переработки информации в коре боль­ших полушарий. К 12-летнему возрасту заметно укорачивается время простой двигательной реакции, а к 14 годам—время сложной реакции с выбором. Совершенствование центральной регуляции движениями и повышение возбудимости и лабильности мышечного аппарата спо­собствуют ускорению моторных актов. К 15-летнему возрасту дос­тигают взрослого уровня показатели теппинг-теста — 50-60 ударов за 10 с и максимальной скорости бега. Особенно значительно улучша­ются скоростные параметры у мальчиков.

Возраст 11-14 лет является сенситивным для развития скоростно-силовых возможностей. В этом периоде имеется наибольший прирост прыгучести, резкости ударов и бросков. К 14-15-летнему возрасту достигается наибольшая высота и дальность прыжков, особенно у мальчиков (см. рис. 46 и табл. 20).

Мышечная силатрастает в медленном темпе до 11-летнего возрас­та.

Затем наступает замедление темпов ее прироста, связанное с разви­тием препубертатного периода (11-13 лет у мальчиков) и началом пе­рестроечных процессов в организме. После 14 лет начинается суще­ственный прирост мышечной силы (рис. 55), особенно выраженный у мальчиков и связанный с усиленной секрецией мужских половых гормонов (андрогенов). Становая силау мальчиков в 12 лет составляет, в среднем, 50-60 кг,в 15лет— 90-100 кг, в 18 лет- 125-130 кг.

В скелетных мышцах наблюдается миофибриллярная гипертро­фия, отражающая процессы усиленного синтеза сократительных белков (актина и миозина) в миофибриллах. Под влиянием развития быстрых мотонейронов в нервной системе происходят изменения в составе мышечных волокон — заметно нарастает объем быстрых и мощных гликолитических

волокон II-б типа.

Сенситивный период развития качества силы приходится на 14-17 лет. В возрасте 18-20 лет мышечная сила достигает максимальных значений для взрослого нетренированного человека. Обычно сила

Рис. 55. Максимальная сила кисти у нетринированных лиц

кисти у мужчин составляет около 70-75 % от массы тела, а у женщин примерно 50-60%. При отсутствии специальной тренировки сила со­храняется на этом уровне примерно до 45-летнего возраста. В юно­шеском возрасте устанавливается характерная для взрослого орга­низма топография мышечной силы, однако коррекцию в нее вносит специфика мышечной тренировки.

Позже других качеств развивается выносливость к длительной цик-лическойработеумеренной мощности. Сенситивный период ее разви­тия приходится на возраст 15-20 лет, когда в достаточной мере созрева-ютфункции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обеспечива­ющих работу аэробного характера. В 20-25 лет это качество достигает высокого развития и дольше других сохраняется в онтогенезе человека (примерно до 55 лет и более). Статическая выносливость (табл. 30) увеличивается меньше, чем динамическая. Она уменьшается в пубер­татном периоде, а затем нарастает, особенно к возрасту 18-20 лет.

Таблица 30