Понятие функциональной системы движений

Лекция 9. Регуляция двигательной деятельности

1. Понятие об управлении движениями. Роль центральной нервной системы и сенсорных систем.

2. Понятие функциональной системы движений.

3. Механизм кольцевой регуляции движений.

4. Уровни построения движений.

5. Позно-тонические реакции.

6. Двигательные акты различной сложности.

7. Двигательный навык.

 

 

Понятие об управлении движениями. Роль центральной нервной системы и сенсорных систем

Этот процесс обусловлен сложной деятельностью многих отделов мозга. Созревание нервных клеток, участвующих в управлении движениями, заканчивается к 13—14 годам. Поэтому начиная с данного возраста движения могут быть такими же координированными, как и у взрослых. В. С. Фарфель на основании своих многочисленных наблюдений утверждает, что нет такой сложной двигательной техники, которая не была бы доступна подросткам.

Для управления движениями необходима своевременная и точ­ная информация об особенностях работы мышц, о направлении и амплитуде движений. Эта информация обеспечивается проприоцептивной чувствительностью. Система проприорецепторов мышц, сухожилий, суставных сумок и связок и центры, воспринимающие проприоцептивные импульсы, называются двигательным анализа­тором. Его развитие заканчивается к 13—14 годам. Поэтому под­ростки могут точно оценивать свои движения, что необходимо при всех видах спортивной деятельности.

По мере развития двигательного анализатора у школьников со­вершенствуются способности к ориентировке в пространстве и во времени. Это можно проследить, наблюдая за выполнением ходьбы по прямой и более сложных по координации движений школьника­ми разного возраста. У младших ошибки при выполнении заданных движений очень велики, к 13—14 годам движения становятся таки­ми же точными, как у взрослых (рис. 1).

Рис. 1. Возрастные изменения точности движе­ний в пространстве и во времени у школьников разного возраста (по В. С. Фарфелю); 1—отклонения от прямой при ходьбе с закрытыми гла­зами (м); 2— ошибки в выполнении движений со слож­ной координацией

Процессы возбуж­дения и торможения в центральной нервной системе отличаются у детей небольшой силой и недостаточной уравновешенностью. С воз­растом сила нервных процессов и работоспособность нервных кле­ток повышаются. Однако у детей и подростков они все еще ниже по сравнению со взрослыми, что необходимо учитывать при дози­ровке нагрузок. Важное значение имеют оптимальные интерва­лы отдыха между упражнениями. При их отсутствии может возникнуть переутомление, что отрицательно влияет на развитие орга­низма.

У школьников, особенно младших, процессы возбуждения обычно преобладают над тормозными процессами. При выполнении дви­жений, особенно в начале обучения, происходит широкая иррадиа­ция (распространение) возбуждения. В результате в работу вовле­каются лишние мышцы, и она производится неэкономно. С возра­стом способность к развитию торможения в центральной нервной системе повышается.

Преобладание возбудительных процессов у детей и подростков ярко проявляется в предстартовом состоянии. У них, как правило, очень сильно выражены предстартовые реакции.

ЦНС у школьников характеризуется большой пластичностью, т. е. способностью к быстрому формирова­нию условнорефлекторных связей. Этим обеспечивается быстрое усвоение новых движений. Поэтому обучение спортивной технике целесообразно начинать уже в младшем школьном возрасте.

В некоторых видах спорта (фигурное катание на коньках, плавание и др.) к обучению элементам техники можно приступать значительно раньше.

Понятие функциональной системы движений

Современные представления об организации целостных актов поведения живых организмов отражены в теории функциональной системы (П. К. Анохин). Для удовлетворения своих потребностей в условиях постоянного изменения внешней среды организму необходимо ставить перед собой определенные задачи и в своей поведенческой деятельности добиваться достижения намеченного результата.

Согласно теории П. К. Анохина, именно полезный результат является решающим фактором поведения и для его достижения в нервной системе формируется группа взаимосвязанных нейронов — так называемая функциональная система. Сколько нервных клеток из огромного их числа будет включено в эту систему, какой уровень активности этих клеток необходим в данный момент, какие взаимосвязи должны возникнуть между ними и какие возможные взаимосвязи должны быть исключены — все это определяется намечаемым результатом. Следовательно, важная задача деятельности системы — выявление и оценка результата действия.

Организм в своем поведении использует далеко не все структурные и функциональные свои возможности (степени свободы), а оставляет лишь необходимые. Без этого деятельность его была бы хаотичной, нецелесообразной. Создание функциональной системы необходимо для того, чтобы отдельные ее элементы действовали не самостоятельно и независимо друг от друга, а подчинялись общей задаче — получить искомый результат.

Деятельность функциональной системы можно разбить на отдельные последовательные этапы: 1) обработка всех сигналов поступающих из внешней и внутренней среды организма — так называемый афферентный синтез; 2) принятие решения; 3) создание (на основе принятого решения) представления об ожидаемом результате действия и формирование конкретной программы действий для достижения этого результата; 4) анализ полученного результата и уточнение программы действий.

На первом этапе (афферентный синтез) в нервных центрах одновременно взаимодействуют 4 типа поступающих к ним раздражении:

1) пусковая афферентация—сигналы, вызывающие действие;

2) обстановочная афферентация — все остальные внешние раздражения, создающие афферентный фон;

3) мотивация — собственные потребности организма, доминирующие в данный момент: биологические мотивации — жажда, голод, страх и другие, а также высшие мотивации, формирующиеся у человека под влиянием социальных факторов (желание добиться какой-либо цели в жизни, достичь определенного результата в спорте и др.);

4) память—имеющиеся в нервной системе следы прежних раздражении, накопленный опыт.

Все эти виды сигналов должны одновременно обрабатываться в нервных клетках и сопоставляться друг с другом. При оценке текущих афферентных раздражении производится их сопоставление со следами прежних раздражении, хранящихся в памяти. Большую роль в отборе сигналов играют доминирующие мотивации, так как они повышают восприимчивость организма к наиболее важным в данный момент сигналам.

На основании афферентного синтеза принимается решение («что надо делать») и вырабатывается программа действий («как надо делать»). При этом производится оценка всех возможных путей решения возникших перед организмом задач и ответных реакций организма и выбирается лишь одно необходимое решение. Одновременно в мозгу создается представление о том, какой результат должен быть получен.

Динамическая функциональная система — это организованная система, результат действия которой сообщается в центральную нервную систему.

Без постоянной оценки результата действия невозможно выполнить задуманную программу, вносить в нее поправки для улучшения результата. Например, совершенствование техники выполнения упражнения невозможно без постоянной информации о его результатах.

Представление о функциональной системе П. К. Анохина имеет универсальное значение, так как помогает понять различные стороны деятельности организма (механизмы его поведения, закономерности формирования различных функций в процессе индивидуального развития, особенности их нарушения при патологии и возможные пути восстановления).

Функциональная система движения включает костно-мышечный и нервно-мышечный аппараты, а также центральные механизмы регуляции двигательных актов. Методы исследования этой системы редко используются во врачебной практике, и поэтому они не очень хорошо известны врачам-реабилитологам. Исходя из этого, остановимся на описании некоторых из них подробнее. Исследование функции движения включает:

1. линейные измерения длины и окружностей конечностей,

2. измерение объема движений в суставах,

3. оценку мышечной силы,

4. оценку координации движений и сложных двигательных актов,

5. определение функциональной активности нервно-мышечного аппарата.

Н.А. Бернштейнизучал естественные движения нормального человека (спортивные, трудовые, бытовые), разработал спец. методы их регистрации, создал представление о физиологических системах управления движения человека.

Формулу: стимул     переработка в двигат. центререакция (павловская теория рефлекторной дуги: из ЦНС сигнал передается к мышце, которая выполняет движение) Бернштейн считал применимой только к очень простым движениям (безусловным рефлексам).

Его основные идеи:

1. Идея кольцевой регуляции движения

2. Идея уровневой регуляции движения