Физиологические механизмы программирования и управления сложно-координированным двигательным действием на примере удара ракеткой по волану бадминтон

У них богаче кладовая «моторной памяти» — хранящиеся в ней образы освоенных движений, быстрее происходит извлечение нужных моторных следов.

2. Принципы функциональной организации моторного контроля со стороны коры больших полушарий и центров префронтальной, премоторной и моторной зоны в планировании и координации активности подкорковых и спинальных двигательных центров в выполнении избранного действия. Подготовка программ двигательного контроля происходит на более высоких уровнях корковой иерархии (дополнительное моторное поле, премоторные области, префронтальная кора), а моторная кора (поля 4 и 6) является по сути эффектором, посредством которого эти программы реализуются. Процессы контроля протекаютв нисходящем от иерархически более высоких структур к первичны, то есть вторичная моторная кора большую часть афферентных сигналов получает от ассоциативной коры, а свои сигналы передает моторной коре. Наиболее существенной частью блока моторного контроля являются префронтальные отделы мозга, которые имеют двусторонние связи как с нижележащими структурами мозгового ствола и промежуточного мозга, так и практически со всеми отделами коры больших полушарий.

3. Функциональная роль пирамидного и экстрапирамидного проводящих путей и мозжечка в реализации афферентного (сенсорного) и эфферентного (двигательного) контроля

В основе реализации произвольного движения лежит γ-афферентная рефлекторная система. В нее входят пирамидная кора, экстрапирамидная система, α- и γ-мотонейроны спинного мозга, экстраи интрафузальные волокна мышечного веретена. Нисходящие возбуждения из структур головного мозга поступают к сегментарному аппарату спинного мозга — низшему этажу произвольной двигательной активности — двумя основными путями. По пирамидному пути возбуждения идут преимущественно к α-, а по экстрапирамидному пути — к γ-мотонейронам. При возбуждении α-мотонейронов происходит сокращение мышцы, а γ-мотонейроны создают опережающую «настройку» мышечных веретен путем сокращения интрафузальных мышечных волокон, что повышает чувствительность веретен к растяжению в новом, чуть сокращенном состоянии мышцы. Возбуждение чувствительных окончаний γ-афферентных волокон с последующей активацией ими α-мотонейронов, что и приводит к сокращению всей мышцы. Роль мозжечка в контроле двигательной активности велика: эфферентные сигналы из мозжечка к спинному мозгу регулируют силу мышечных сокращений, обеспечивают способность к длительному тоническому сокращению мышц, способность сохранять оптимальный тонус мышц в покое или при движениях, соразмерять произвольные движения с целью этого движения, быстро переходить от сгибания к разгибанию и наоборот, а также обеспечивают синергию сокращений разных мышц при сложных движениях. В отработке удара ракеткой мозжечок имеет особенно большое значение, так как при построении быстрых баллистических целенаправленных движений коррекция по ходу выполнения движения невозможна из-за малых временных параметров, и баллистическое движение будет выполнено только по заранее заготовленной программе, которая формируется в полушариях мозжечка и его зубчатом ядре на основе импульсации, поступающей от всех областей коры большого мозга, и фиксируется в мозжечке. Таким образом, в течение всей жизни человека в мозжечке непрерывно формируются двигательные программы с сохранением информации, позволяющей пирамидной и экстрапирамидной системам сформировать необходимый комплекс двигательных импульсов, под действием которых будет выполнено необходимое движение.

4. Двигательные единицы нервно-мышечного аппарата, принимающие участие в избранном действии, их функции и механизмы исполнения программы силовых, скоростных и пространственных параметров целостного движения. Двигательные единицы, из которых состоит мышца — это группы мышечных волокон (150 и более), которые сокращаются одновременно, так как иннервируются одним двигательным нейроном передних рогов спинного мозга. Различные двигательные единицы могут сокращаться как одновременно, так и последовательно. Медленные двигательные единицы состоят в основном из богатых митохондриями и окислительными ферментами красных мышечных волокон. Они развивают небольшую силу, сокращаются медленно, выполняют длительную работу умеренной мощности, практически не утомляясь. В реализации сложнокоординированного движения большую роль играют быстрые двигательные единицы: легко утомляемые, которые сокращаются с большой скоростью, развивают большую силу, но быстро утомляются и устойчивые к утомлению, способные к быстрым и сильным сокращениям в течение продолжительного времени. Для реализации параметров целостного движения необходима согласованная работа всех типов двигательных единиц. В состав скелетной мышцы входят мышечные волокна всех типов, однако в зависимости от функции в ней преобладает тот или иной тип.

5. Режимы сократительной активности мышечного аппарата и механизмы энергопродукции, обеспечивающие исполнение избранного технического приема, сложно-координированного двигательного действия. Различают два режима сократительной деятельности мышц: изотонический (когда мышца укорачивается при неизменном внутреннем напряжении) и изометрический (при этом режиме мышца не укорачивается, а лишь развивает внутреннее напряжение). Реализация движения (удара) происходит при изотоническом сокращении мышцы. Увеличение силы сокращения скелетной мышцы происходит за счет увеличения числа активных нейромоторных единиц, возрастания синхронности сокращений протофибрилл, учащения импульсации в двигательных нервах. Сокращаясь, мышца выполняет определенную работу, величина которой зависит от количества сокращающихся волокон, первоначальной длины волокна, нагрузки, темпа сокращений, степени тренированности. Источником энергии для мышечного сокращения служит гидролиз АТФ. Совершая работу, скелетная мышца превращает химическую энергию в механическую с достаточно высокой эффективностью: только 30—45% теряется в виде тепла. Работоспособность мышцы в динамическом режиме определяется скоростью расщепления и ресинтеза АТФ. Скорость расщепления АТФ при интенсивной мышечной нагрузке может увеличиваться в 100 раз и более.

Ресинтез АТФ обеспечивается за счет окислительного расщепления глюкозы.

Заключение

Таким образом, в программировании и управлении сложнокоординированным навыком задействованы различные структуры нервной системы, организованные по иерархическому принципу. На базе определенной мотивации формируется образ заданного действия, и заранее сформированная последовательность команд посылается к мышцам. При этом во время реализации движения удара по волану коррекции не происходит, т.к. это быстрое, баллистическое движение. Сенсорная и моторная коррекция происходит по результатам выполненного движения при повторении и вырабатывании соответствующего двигательного стереотипа.

Доведение определенных технико-тактических приемов до автоматизма, когда корковый сознательный контроль за исполнением программы снижается, позволяет снизить время латентного периода, за счет укорочения времени анализа раздражителя и подготовленной моторной программы, облегчает работу интуиции, позволяет быстро варьировать наиболее эффективные технико-тактические приемы. Литература

Турманидзе, В. Г. Физическая культура. Бадминтон. 5−11 класс: рабочая программа (для учителей общеобразовательных учреждений) / В. Г. Турманидзе, Л. В. Харченко, А. М. Антропов. — Омск: Изд-во Ом. гос. ун-та,

2011. — 76 с.Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций/Под ред. К. В. Судакова.— М.: Медицина, 2000. 784 с: ил.