Физиологические механизмы развития двигательных навыков (основы обучения

Физиологические механизмы развития двигательных навыков (основы обучения и совершенствования спортивной техники)

ПРОИЗВОЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ – ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМОЕ ПОД КОНТРОЛЕМ СОЗНАНИЯ И ВОЛИ. (Словарь физиологических терминов)

ДВИГАТЕЛЬНОЕ УМЕНИЕ - это такой уровень овладения двигательным действием, при котором управление движениями осуществляется при активной роли мышления. • - Управление движениями происходит неавтоматизированно. • - Сознание ученика загружено контролем каждого движения. • - Невысокая быстрота выполнения действия. • - Действие выполняется неэкономно, при значительной степени утомления. • - Относительная расчлененность движений. • - Нестабильность действия. • - Непрочное запоминание действия. • - В процессе дальнейшего овладения двигательным действием умение превращается в навык.

ДВИГАТЕЛЬНЫЙ НАВЫК - это такая степень владения действием, при которой управление движениями происходит автоматизировано, т. е. не требуется специально направленного на них внимания. • Автоматизированное управление движениями. Сознание освобождается от подробного контроля над каждым движением. Однако автоматизация процесса выполнения движений не означает неосознанности действий. • Слитность движений, т. е. объединение ряда элементарных движений в единое целое. • Отсутствие излишнего напряжения мышц, ненужных действий, высокая быстрота, легкость, экономичность и точность движений при его выполнении. • Высокая устойчивость действия. успешное решение под влиянием сбивающих факторов (утомления, плохих внешних условий, активном противодействии соперников и т. д. ). • Прочность запоминания действия. (научившись плавать, ездить на велосипеде, играть в футбол, человек может выполнять эти действия даже после многолетнего перерыва).

Методы исследования двигательных навыков • изучающие внешнюю • изучающие структуру движения внутреннюю структуру (кино- , фото-, движения видеосъемка, (ЭЭГ , ЭМГ , Н-рефлекс, динамометрия, активность ДЕ) гониометрия)

Первый, кто серьезно затронул вопрос о механизмах произвольных движений – И. М. Сеченов Именно он обосновал рефлекторную природу произвольных движений. И. М. Сеченову принадлежит утверждение о том , что “все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное сокращение”.

И. М. Сеченов: «…в отношении мышц нервная система представляет собрание разнообразных регуляторов, самой существенной стороной в деятельности которых является согласование движения с чувствованием. …Оба проявления – чувствование на разных ступенях развития и возбуждение …являются согласованными между собой в смысле достижения определенных целей» .

• 1896 г. – Н. Е. Введенский обнаружил закономерности межполушарной координации нервных центров. • Конец XIX- начало XX века. Ч. Шеррингтон разработал основные законы центральной нервной координации. • А. А. Ухтомский – учение о доминанте.

И. П. Павлов обосновал 3 принципа рефлекторной теории – детерминизма, анализа и синтеза, структурности, разработал физиологию высшей нервной деятельности и физиологию анализаторов.

Петр Кузьмич АНОХИН 1898 — 1974 Теория функциональных систем

Схема функциональной системы

Под нейромоторной системой понимают функционально- структурное единство различных уровней нервной системы и мускулатуры. Отношения центра и периферии (моторного аппарата) организованы по типу функциональных систем (П. К. Анохин, 1975). Суть этой организации заключается в том, что командный пункт - центр - имеет непрерывную информацию о выполнении задания. В деятельности центра с помощью афферентных систем строится афферентная модель будущего движения со всеми его временными и пространственными параметрами. При рассогласовании параметров идеального, афферентного образа движения и реального результата центр вносит соответствующую поправку в эфферентную систему.

3 основные компонента функциональной системы : • Афферентный. • Программирующий. • Эфферентный. Афферентный состоит из рецепторов и чувствительных нейронов в ЦНС. Они воспринимают раздражения из внешней среды и частей самого организма и участвуют в осуществлении афферентного синтеза. Афферентный синтез по Анохину происходит при взаимодействии 4 основных факторов: 1) мотивация; 2) память; 3) обстановочная информация; 4) пусковая информация.

Афферентный синтез происходит не только перед выполнением упражнения, но и при выполнении самого движения. • В этом синтезе важнейшая роль принадлежит сенсорным коррекциям (или обратным связям).

При физических упражнениях сенсорные коррекции в зависимости от характера движения имеют ряд особенностей: • При медленном выполнении движений обратные связи осуществляют коррекцию данного движения или отдельной его фазы. • При сложных многофазных движениях (гимнастических), обратные связи в результате дефицита времени не имеют возможности повлиять на выполнение данной фазы движения, но могут корректировать последующие фазы. • При кратковременных движениях (метаниях, бросках) обратные связи корректируют движение только при его последующем повторении (но не во время его выполнения).

Программирование – центральный компонент навыка, степень трудности осуществления его различна и зависит от степени сложности двигательного акта и от степени новизны. • Если движение совершалось ранее многократно и навык уже хорошо освоен, то программирование даже сложных стереотипных двигательных актов ( в гимнастике или метаниях) совершается относительно легко. • При новых движениях, даже относительно легких, программирование является более трудным. • Наиболее сложным является программирование в си и единоборствах, причины этого : 1) осуществляется в течение очень короткого времени; 2) движения в этих видах спорта нестандартные, выполняемые в разных положениях тела и требующие каждый раз нового варианта программирования;

• Как правило, программа движения приобретается большей частью индивидуальным опытом (игра на музыкальных инструментах, профессиональные двигательные навыки и пр. ). Конечно же, в программе движения отражен и опыт видовой, т. е. генетический - содружественные движения, двигательные комплексы взаимодействия анализаторов, характерные жесты, мимика и пр.

Эффекторные компоненты навыка. • Мышечные волокна характеризуются постоянным изменением своих сократительных свойств (либо при изменении температуры, гипоксии, утомлении, соотношении быстрых и медленных волокон). • Такая изменчивость требует поступления к нервным центрам необходимой информации. Лишь в этом случае нервная система может создать программу, обеспечивающую эффективное выполнение стоящих перед спортсменом двигательных задач.

Основная функциональная единица спинно- мозгового сегментарного аппарата - рефлекс. Как бы сложно не была организована рефлекторная реакция, она строго ограничена временными и пространственными параметрами (жестко детерминирована местом возбуждения, количеством активированных нейронных групп и способом реализации). Поскольку рефлекторные связи организованы по типу колец, включающих эфферентную иннервацию афферентных нейронов, этот тип организации движения называют кольцевым или коррекционным (малая пластичность и функциональная жесткость рефлекторных комплексов).

Идея о непрерывной коррекции движений и ее принципы 1. Принцип физиологической активности В основе движения лежит комплекс возбуждений в ЦНС, который постоянно совершенствуется под влиянием информации о состоянии двигательной периферии и о степени расхождения между движением и задачей. 2. Принцип обратной связи Обратная связь между эффектором и ЦНС при наличии прямой связи, что позволяет выявлять неточности в выполнении движения и исправлять их. 3. Принцип сличения и коррекции Для исправления движений необходимо допустить наличие модели движения в ЦНС

Чтобы человек мог сделать один шаг, в различные интервалы времени должно согласованно напрячься и расслабиться большое количество мышц. Запись основных волн электрической активности некоторых мышц при обычной ходьбе: а - икроножная мышца; б - передняя большеберцовая; в - длинная малоберцовая; г - прямая мышца бедра; д - двуглавая мышца бедра; е - полусухожильная (на рисунке не видна); ж - средняя ягодичная; з - большая ягодичная; и - длинная приводящая (на рисунке не видна); к - прямая мышца живота ЭМГ-активность некоторых мышц при ходьбе

Процесс обучения двигательному навыку начинается с определенного побуждения к действию. • 1 этап. Возникает замысел действия, формируется общий план осуществления движения. • Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработка зрительной информации (при показе) и слуховой (при рассказе).

2 этап. Непосредственное выполнение разучиваемого упражнения. 3 стадии формирования двигательного навыка: 1. Генерализации – иррадиация нервных процессов и генерализация ответных реакций, вовлечение в работу лишних мышечных групп. 2. Концентрации – концентрация возбуждения. Улучшение координации и стереотипности движений. 3. Стабилизации – стабилизация нервных процессов, высокая координация и автоматизация движений.

1 -я стадия. Созданная модель – это основа для перевода внешнего образа в процессы формирования программы собственных действий. Процессы подражания. • В создании программ принимают участие многие нейроны коры, мозжечка, таламуса, ствола мозга ( из множества элементов выбор наиболее нужных). • Возникает широкая иррадиация возбуждения по различным зонам мозга, и сюда добавляется общий характер периферических реакций (генерализация). Она характеризуется: 1. вовлечением в работу большого числа лишних мышц; 2. продолжительным их сокращением;

2 -я стадия. Происходит концентрация возбуждения в необходимых корковых зонах. • В других зонах активность подавляется дифференцировочным торможением. • Обеспечивается координированное выполнение двигательного акта. • Включаются необходимые мышечные группы и только в нужные моменты движения – энерготраты снижаются. • Навык уже сформирован, но он еще не достаточно прочен и может нарушаться при любых новых раздражениях (незнакомое поле, появление сильного соперника).

• Комплекс нейронов, обеспечивающий эти процессы, располагается на различных этажах нервной системы, становясь доминантой, т. е. господствующим очагом возбуждения. Он подавляет деятельность посторонних нервных центров и, соответственно, лишних скелетных мышц. • Ухтомский А. А. , 1923.

3 -я стадия - Стабилизации. • В результате многократного повторения навыка в разнообразных условиях помехоустойчивость рабочей доминанты повышается. • Появляется стабильность и надежность навыка, снижается сознательный контроль над его элементами, возникает автоматизация навыка.

Процесс автоматизации. • Первичные автоматизмы – регулируют вегетативные и некоторые двигательные функции (реакции безусловно рефлекторные). • Вторичные автоматизмы – это реакции, которые ранее протекали с осознаванием их и лишь потом получили возможность осуществляться автоматически (к ним и относятся двигательные навыки). По И. П. Павлову: автоматизация движений связана с состоянием возбудимости нервных центров.

Методы и приемы, направляющие движения при обучении: • Словесное руководство (указания, подсказ, приказ). • Фиксация положений (определенный суставной угол). • Принудительное ограничение движений. • Задания предметного характера (дотронуться рукой, ногой до какого-либо предмета, достать его и т. д. ). • Звуковое ориентирование (использование звуковых сигналов, подсказывающих момент начала и окончания движений, их длительность, ритм т. д. ). • Зрительное ориентирование (применение различных разметок, флажков, выставленных предметов). • Использование тренажеров (уточнение движений по всем характеристикам + психологическое воздействие). Методы контроля – анализ видеозаписей и кинограмм.

• … Порядок возбуждения в доминирующих нервных центрах закрепляется в виде условных и безусловных рефлексов и сопровождающих их вегетативных реакций, образуя двигательный динамический стереотип.

Доминанта, функциональная система и двигательный динамический стереотип – это основа механизмов двигательного навыка. • Но отмечается следующее: даже простые навыки не являются полностью стереотипными (одинаковыми), они отличаются по амплитуде, скорости выполнения и другим параметрам. • Еще больше они различаются по внутренней структуре: в одних и тех же движениях все время изменяется состав активных мышечных групп. Изменяется длительность фаз, мышечные усилия, последовательность включения мышц. • Это указывает на вариативность внешних и внутренних компонентов двигательного навыка.

Физиологическое обоснование принципов обучения спортивной технике. 1. Принцип постепенного усложнения техники движения. 2. Принцип многократного систематического повторения упражнений. 3. Принцип разносторонней технической подготовки. 4. Принцип индивидуализации обучения.