Физиологические механизмы формирования двигательной координации

Согласно ряду авторов, способность координировать движения не может рассматриваться только как физическое качество. Для того, чтобы иметь более полное представление об исследуемых способностях, необходимо учитывать физиологические механизмы, обеспечивающие проявление двигательной координации. Управление движениями представляет собой сложный процесс, протекание которого обеспечивается работой различных систем организма, формирующих деятельность координационных способностей и являющихся их основой. [10, 11,47−49].

По определению Н. А. Бернштейна, координация есть деятельность, обеспечивающая движению, выполняемому множеством мышц, целостную слитность и структурное единство. [6−7].

К настоящему времени накоплено довольно большое количество сведений о физиологических механизмах координации движений. Изучена роль различных структур центральной нервной системы в управлении движениями, установлены основные принципы, определяющие двигательную координацию [3, 10, 15,16, 47−49].

В основе представления о координационных механизмах управления движениями лежит принцип циклического (по типу рефлекторного кольца) взаимодействия ЦНС и периферического двигательного аппарата [2, 6, 7, 47−49].

В координационных способностях каждого человека проявляются индивидуально-типологические свойства нервной системы, чувствительность сенсорных восприятий и оперативность обработки сенсорной информации, уровень развития специфической пропорции, совершенство временных оценок движения и чувство ритма, свойство сенсорной и моторной памяти, уровень развития ассоциативных процессов коры головного мозга, межполушарных и корково-подкорковых взаимодействий, уровень моторного интеллекта и его высшей творческой способности к импровизации движений. Совокупность перечисленных признаков может быть условно названа координационным потенциалом индивида [72].

Описание процесса координации движений с точки зрения физиологии рассматривается в работах ряда авторов. Физиологическая сущность координации заключается в согласовании деятельности отдельных органов и систем в целостном физиологическом акте. [77].

Способность к координации движений обеспечивается согласованностью рефлекторного импульса тех мышечных групп, которые привлекаются к осуществлению движений и функционально объединяются целевым критерием решаемой задачи. Координационная нервно-мышечная структура произвольного двигательного акта в общих чертах складывается как интегративный результат центральной программы всей суммы текущих афферентных сигналов и состояний ЦНС [6, 7, 47−49].

Весомый вклад в теорию координации движений внес Ч. Шеррингтон, сформулировавший принцип рецепторности, дающий представление о характере взаимодействия между мышцами-антагонистами и механизме их управления на спинальном уровне. Им было установлено, что двигательные нейроны спинного мозга являются общим путем, к которому в конечном итоге стекаются импульсы из различных супраспинальных и афферентных источников. [2, 6, 7, 47−49].

Координация базируется в основном не на особенностях процессов в отдельных функциональных единицах ЦНС, а на определенной организации взаимодействия центральных и периферических структур сенсомоторной системы [15, 16].

В качестве основных механизмов КС выступают, прежде всего, функциональные механизмы анализаторов центральной нервной системы и нервно-мышечного аппарата. [2, 6, 7, 15, 16, 47−49, 97, 98].

Восприятие движений является одним из примеров очень сложных форм сенсорной деятельности, где к процессам, непосредственно связанным с обратной информацией от воспринимаемого объекта, присоединяется ряд других форм трансформируемых операций. Таким образом, анализаторы, как часть нервно-мышечной системы, являются одновременно частью «физиологического субстрата» КС человека и, следовательно, в значительной мере определяют уровень их развития [40−42, 64, 65].

Правильность и точность выполнения произвольных движений обеспечивается двигательным анализатором. Большое количество его ассоциативных связей с корковыми центрами других анализаторов позволяет осуществлять анализ и контроль движения с помощью зрительного, слухового, кожного анализаторов вестибулярного аппарата. В процессе выполнения физических упражнений всегда функционирует несколько сенсорных систем. [40−42].

Импульсы от ядер вестибулярных нервов обеспечивают управление позой, ориентацию тела в пространстве и равновесие. Перевозбуждение данной сенсорной системы ухудшает мышечную координацию, затрудняет формирование новых двигательных навыков [46].

В процессе выполнения движений большое значение имеет зрительный анализатор. Он взаимосвязан почти со всеми анализаторами и воспринимает информацию из окружающей среды: освещенность, цвет, величину, форму предмета; определяет направление предметов при движении. Доказано, что именно зрительная информация помогает дифференцировать мышечную активность и наиболее релевантная для процессов, основная цель которых — занятие определенной позиции [35, 36].

Эффективность выполнения многих физических упражнений в художественной гимнастике зависит от способности зрительного анализатора различать параметры предмета. При определении пространственных параметров движений проприорецептивные ощущения корректируются зрительной оценкой расстояния или взаимного расположения частей тела [64, 167].

При сохранении какого-либо положения тела или движении важное значение для человека имеет двигательная сенсорная система, которая осуществляет обратные связи, информируя ЦНС о степени сокращения мышц, о натяжении сухожилий и связок, о положении суставов [47−49].

Основные величины, измеряемые мышечными рецепторами (веретенами и сухожилиями) — это изменение длины и напряжения, происходящие при растяжении и сокращении мышц. Оценка величины углов осуществляется с помощью сенсорных окончаний в суставах [58].

А.К. Москатова отмечает, что контроль выполнения быстрых целенаправленных движений осуществляется не с коркового уровня, а на уровне полушарий и ядер мозжечка, которые получают афферентную импульсацию от всех отделов коры больших полушарий.

Роль двигательной коры в координации движений определяется ее соматотипической организацией (правильной пространственной проекцией мышечной периферии тела на прецентральную извилину) и множественным представительством периферических отделов двигательного аппарата в нескольких двигательных отделах коры [72].

Следует отметить, что наиболее важное для гимнасток свойство высшей нервной деятельности, являющееся одной из предпосылок успешности формирования новых двигательных навыков и их закрепления — это динамичность, способность к замыканию временных связей, совершенство процессов активного внутреннего торможения в коре больших полушарий [4749].

Успешность развития координации движений зависит от степени межполушарной сенсомоторной асимметрии («перекрестная асимметрия») Многочисленные исследования позволили В. И. Ляху сформулировать концепцию парциального доминирования правого и левого полушария мозга по отношению к разным функциям. Левое полушарие характеризуется участием в различении длительности, последовательности и ритма различных движений.

Большинство исследователей отмечает, что к 7 годам завершается, в основном, дифференциация нервной ткани в коре головного мозга [4, 64, 65].

Объем корковых полей двигательного анализатора составляет около 80% взрослого. Исключение представляет собой лобная область, здесь в 7-летнем возрасте извилины менее широки и выпуклы, чем у взрослого человека. Развитие борозд и извилин лобной области заканчивается только к 12 годам [15, 16].

Большинство исследователей отмечает, что система управления движениями к 7−8 годам в основном сформирована [12].