скачать книгу бесплатно
2.2.2. Рабочее положение тела спортсмена
Выполнение энергетически насыщенных гимнастических упражнений, связанных с быстрым движением, полетами и т. п. всегда требует высокого энергообеспечения. Как правило, это означает не только координированную мышечную работу, но и активное взаимодействие с внешними телами, с опорой, поскольку лишь на опоре возможно радикальное изменение энергетического состояния тела спортсмена – его ускоренное перемещение, вращение, форсированная перемена направления движения, остановка и т. д.
Правда, сложные движения могут выполняться и в безопорном положении, но прежде, чем спортсмен получит такую возможность, он все равно должен их отработать на опоре, например – выполнить отталкивание.
Понятие «рабочего положения». Положение тела, в котором должны выполняться двигательные действия, обеспечивающие решение задачи энергообеспечения движения, представляют собой его кардинальный структурный и технический компонент, который может быть назван рабочим положением (РП) (Ю. К. Гавердовский, 1968).
РП должно отвечать ряду условий, главные из которых:
– для опорных положений: механически эффективная опора, позволяющая максимально реализовать двигательный потенциал спортсмена (ее необходимая прочность, адекватные упругие свойства, достаточность размеров и удобство опорной поверхности, наличие нужного сцепления за счет трения или возможности захвата, упора и т.д.);
– достаточные мощностные возможности опорных звеньев, которые должны быть способны противостоять ожидаемым динамическим нагрузкам, развивающимся при взаимодействии с опорой и, одновременно, участвовать в активных энергорегулирующих действиях на опоре (отталкивания, ударные действия при возвращениях на опору и др.);
– достаточные кинематические и динамические возможности периферических, «маховых» звеньев, которые могли бы решать задачи исполнения координированных и, одновременно, энергонасыщенных движений (типа «бросковых» действий при переходах в полет, отталкиваниях и др.);
– устойчивость РП в силовом поле. В решающих фазах упражнения спортсмен должен действовать в положении, сохранение которого физически удобно и не отвлекает на себя значительных двигательных ресурсов, позволяя одновременно концентрировать основные усилия и управляющие воздействия на выполнении программного движения.
В движениях естественного типа, таких как бег, прыжки, описанным условиям в полной мере отвечает РП, предусмотренное самой природой, а именно – стойка на ногах, представляющая собой открытую кинематическую цепь. Мышечный аппарат нижних конечностей способен развивать мощные усилия при отталкиваниях, приземлениях и т. п. действиях; он идеально приспособлен для сохранения устойчивости, балансирования, а периферические звенья этой цепи – верхний отдел туловища, руки могут выполнять действия самые разнообразные по скорости, мощности и точности.
Вместе с тем, как уже было показано, в гимнастике, культивирующей искусственные формы движения, РП не только очень разнообразны, но и в большинстве случаев носят «противоестественный» характер, определяя тем самым целый ряд проблем построения техники, обучения и специальной физической подготовки гимнастов и гимнасток. На рис. 2.10 показаны разнообразные РП на опоре, а также некоторые безопорные положения, не являющиеся РП, но ярко отражающие двигательную специфику спортивной гимнастки.
Рис. 2.10. Рабочие положения в гимнастике.
Рабочее положение в силовом поле. Рассмотрим на примерах из спортивной гимнастики некоторые важные динамические свойства опорных РП.
На рис. 2.11. изображен гимнастический вис, на примере которого показано процентное распределение относительных нагрузок, приходящихся на разные звенья кинематической цепи (с учетом как веса тела, так и инерционных нагрузок, зависящих от движения). Видно, что наибольшая мера этих нагрузок падает на приопорные звенья, в данном случае – предплечье и кисти. Если учесть, что при быстрых вращениях на опоре (например, разгонных больших оборотах) максимальные нагрузки в несколько раз превышают вес тела гимнаста, можно понять насколько существенны требования к надежности и безопасности исполнения таких упражнений, включая специальные силовые качества, особенности техники махов, хвата, использования накладок, магнезии и др.
Рис. 2.11. Распределение нагрузок в висе в зависимости от удаления звеньев от опоры.
Вместе с тем, чем дальше звенья расположены от опоры и чем массивнее связь, соединяющая их с опорой, тем меньше нагрузки, действующие на эти звенья. Наиболее характерна при этом «разгрузка» самых мобильных, «маховых» звеньев (для РП типа виса – это голени, бедра), которые не только обладают максимальным количеством степеней свободы, но и обладают наивысшей окружной скоростью движения, т.е. являются наиболее энергонасыщенными.
Так, при выполнении маховых гимнастических движений в висе на перекладине и в подобных ему положениях, быстро движущиеся ноги спортсмена, особенно при т.н. «бросках», имеют запас кинетической энергии в несколько раз больший, чем такое массивное звено, как туловище. Это подчеркивает чрезвычайно важную роль правильного освоения действий именно периферическими звеньями. Хотя тут совершенно ясно, что эффективность движения в целом определяется верным исполнением всех его элементов, включая действия всей кинематической цепи – от первого опорного до последнего периферического звена.
Устойчивость рабочего положения. РП – важнейший структурообразующий компонент гимнастического упражнения. Чтобы выполнить свою функцию энергообеспечения движения и управления им, РП должно быть устойчивым в динамично меняющемся силовом поле.
В спортивной гимнастике к естественным РП (при перемещениях, прыжках на ногах и т.п.) добавляются многочисленные РП, носящие выраженно аномальный, а подчас «эксцентрический» характер. Это висы, упоры и стойки с прямым и согнутым телом, висы и упоры сзади (в том числе с «выворотным» положением в плечевых и лучезапястных суставах), упоры обеими и одной кистями, предплечьем, плечом, тазом, совместно головой и руками, только головой, шеей и т. д. (см. рис. 2.10)[6 - Цирковые гимнасты идут еще дальше, выполняя трюки.]. Тем не менее, эти РП также должны в достаточной степени отвечать приведенным выше требованиям.
На рис. 2.12 показан пример с положениями типа виса согнувшись на перекладине. Здесь, как в статике, так и при вращениях вокруг опоры, устойчивыми остаются только такие РП, в которых суммарный момент внешних сил, действующих относительно плечевой оси гимнаста, равен нулю или достаточно мал, чтобы без труда компенсироваться силой разгибателей плеча (а). При увеличении оттягивающих воздействий, возникающих при вращении за счет центробежной силы инерции, возникающая в таких РП суммарная сила F лишь дополнительно «складывает» тело гимнаста, не нарушая устойчивости положения (б). Поэтому устойчивое положение в висе согнувшись достигается только при определенном сгибании тела, позволяющем установить ОЦМ тела на линии, соединяющей гриф снаряда и плечевую ось (а, б). Если же гимнаст опускает таз (в) или просто выпрямляется (г), направление вектора суммарных внешних сил существенно меняется, и гимнаста срывает в вис, т.е. устремляется в физически более устойчивое РП (в, г).
Рис. 2.12. Устойчивость РП (на примере виса согнувшись).
2.2.3. Динамические взаимодействия в кинематической цепи
Техника гимнастических упражнений в значительной мере определяется характером взаимодействия звеньев в кинематической цепи тела гимнаста.
Взаимодействия в кинематических парах. На рис. 2.13 показаны примеры движений в кинематической паре, которую в данном случае составляют звенья всего тела, расположенные по разные стороны от тазобедренной оси. В случае «а» показано, как выглядели бы движения со сгибанием-разгибанием тела в полете без начального вращения всего тела спортсмена, например, в полете во время «кача» на батуте. В данном случае звенья пары будут вращаться в противоположных направлениях навстречу друг другу, имея при этом одинаковые по величине, но разнонаправленные кинетические моменты, в сумме равные нулю.
Рис. 2.13. Модель взаимодействия звеньев тела в кинематической паре.
Поскольку изменения позы в полете выполняются исключительно за счет внутренних сил, то это ни при каких обстоятельствах не повлияет на общее состояние системы, которая попросту «не будет замечать» действий гимнаста в полете, что бы он ни предпринимал. В конкретном примере это означает, что не изменятся ни траектория ОЦТ тела, ни его движение, лишенное вращения в целом. Если же аналогичные движения будут выполняться с использованием активного давления на опору F и соответствующей опорной реакции N (когда гимнаст держится, например, за гриф перекладины б, в), то ситуация принципиально меняется: ОЦТ будет несколько смещаться как бы вслед за движением наиболее подвижных и массивных звенев, а тело может получить вращение со скоростью ? в направлении махового движения ногами, что принципиально важно для исполнения многих упражнений[7 - Ср., например, это движение с действиями т.н. «курбета», т.е. отталкивания, дающего вращение тела в направлении «броска» ногами.].
Неотъемлемый элемент динамики взаимодействия звеньев КП – их реактивный характер, показанный уже на предыдущих примерах, особенно на примере в позиции (а). При анализе движения и его построении в процессе обучения важно помнить, что никаких изолированных движений, исполняемых «только одним» звеном КП, не существует в принципе. Любое изменение состояния движения или покоя, вызванное внешними или внутренними силами, приложенными к «отдельному» звену, так или иначе, вызывает реактивное «эхо», действующее на смежное звено пары и дальше по всей цепи настолько, насколько это возможно при связях, наложенных на суставы.
На рис. 2.14 изображена характерная картина реактивного взаимодействия звеньев при исполнении подъема с разгибом на брусьях с выходом в положение упора: во время подготовительного сгибания (к.к. 1—2) ноги гимнаста ускоренно вращаются назад, тогда как туловище, опускаясь тазом, проявляет тенденцию к вращению вперед. В следующей фазе, во время высокого «броска» ногами вперед, туловище имеет тенденцию к вращению в обратном направлении – назад (к.к. 2—3). Наконец, вновь следует резкое переключение в работе мышц с переходом к сгибанию в тазобедренных суставах. Последнее движение вызывает здесь не только «притормаживание» ног, но и их частичный возврат с вращением назад, во время которого туловище ускоренно вращается вперед, сближаясь с ногами и позволяя тем самым гимнасту подняться в упор высоким углом и завершить подъем (к.к. 3—4).
Рис. 2.14. Подъем разгибом на брусьях как пример активного им взаимодействия звеньев тела гимнаста.
Циклические взаимодействия звеньев в кинематических парах также играют в технике гимнастических упражнений важную роль, так как при этом проявляются свойства двигательного аппарата спортсмена как колебательной системы.
Вернемся к рис. 2.13, на котором (фиг. б-в) показаны т.н. размахивания изгибами в висе. Гимнаст может, циклически повторяя сгибания и разгибания тела, постепенно увеличивать амплитуду и общую энергию этих движений. Это возможно в том случае, если импульсные усилия, прилагаемые гимнастом для наращивания размаха, будут согласованы с направлением и периодичностью естественных колебательных движений тела. Иначе говоря, если гимнаст будет действовать в резонансном режиме, при котором мышечные усилия, «разгоняющие» колебательные движения, будут точно совпадать по направлению и фазе с вращением звеньев тела. Если это условие соблюдается, то двигательный аппарат спортсмена может, от одного колебательного цикла к другому, наращивать энергию движения, действуя в наиболее рациональном режиме. При этом двигательный аппарат «стремится» действовать изохронно, т.е. «навязывает» спортсмену определенный темпоритм повторения колебаний, при котором они выполняются наиболее естественно, удобно, экономично, и оказываются более всего доступными в исполнении, в том числе при обучении. Последнее наиболее ярко проявляется в технике т.н. «бросковых» махов, мощность и точная направленность которых обеспечивается лавинообразно нарастающими колебательными действиями в КЦ.
Взаимодействия в кинематических цепях. Взаимодействия в кинематических цепях соответственно сложнее и разнообразнее, чем в одной КП. Будучи мобильно связанными друг с другом, звенья цепи постоянно взаимодействуют, подчиняясь не только внешним силам и управляющим воздействиям, исходящим от мышечного аппарата гимнаста, но проявляя и собственные свойства, обусловленные инертностью звеньев и их динамической реактивностью. Наиболее интересно и важно в этом отношении явление т.н. бегущей поперечной волны, известное каждому, кто видел, как гимнастка «художница» приводит в непрерывное колебательное движение свою ленту. Физически это явление представляет собой смещение по цепи механического импульса, возбужденного внешним воздействием или внутренними силами, и передающегося затем от одного подвижного звена или элемента массы к другому благодаря их реактивному взаимодействию.
На рис. 2.15 эффект волны схематически показан на пластичной модели (I), модели жесткого трехзвенника (II) и на примере реального гимнастического упражнения – соскока махом вперед с перекладины (III).
Не трудно видеть, что структура движения инспирируется именно волнообразным реактивным взаимодействием в КЦ, которое возникает после первичного импульса, а затем распространяется по цепи в виде вторичного импульса, имеющего реактивную природу. Реальная техническая форма спортивных движений формируется, однако, «на стыке» естественных механизмов, не зависящих от воли исполнителя, и произвольных факторов движения, связанных с мышечной работой. Спортсмен имеет возможность пользоваться природными свойствами КЦ в той или иной степени – либо освобождая цепь для свободного реактивного взаимодействия ее звеньев, либо, напротив, противопоставляя ему активные мышечные усилия.
Рис. 2.15. Эффект волнообразной передачи механического импульса по кинематической цепи.
2.2.4. Телосложение гимнаста
Телосложение гимнаста – это интегральная масс-геометрическая характеристика строения его тела. Индивидуальные антропометрические показатели людей существенно различаются. Разнятся не только абсолютные, весоростовые индивидуальные показатели, но и, при прочих равных условиях, соотношения парциальных показателей, определяющих особенности телосложения, конституции человека.
Помимо половых различий, пропорции тела (включая соотношения линейных, окружных и весовых показателей звеньев) сильно изменяются с возрастом, различаясь в зависимости от двигательного режима, направленности физической тренировки, а главное, изначально разнятся в соответствии с наследственными, генетическими причинами. Все подобные различия становятся на разных этапах подготовки спортсмена существенными факторами подготовки в гимнастике.
Фактор телосложения при ориентации и отборе. Спортивная гимнастика представляет собой род искусства, основанного на управлении своим телом. Уровень развития двигательных качеств гимнаста, его спортивное мастерство можно оценить лишь постольку, поскольку он может оперировать собственными движениями. Поэтому для гимнаста важны не абсолютные, а относительные показатели проявления двигательных качеств, особенно таких, как сила и связанные с нею скоростно-силовые характеристики. При этом известно, что названные показатели всегда, при прочих равных условиях, выше у людей с относительно малым ростом и весом тела. По этой причине понятно, что, например, массивный юноша с ростом более 180 см и генетически предрасположенный к дальнейшему физическому росту, даже при хороших координационных способностях, к серьезным занятиям спортивной гимнастикой мало пригоден. И, напротив, невысокий (родители – не выше 162—165 см), пропорционально сложенный мальчик (не имеющий никаких перспектив стать хорошим прыгуном в высоту или баскетболистом) может быть рекомендован для занятий прыжками с шестом, гимнастикой или прыжковой акробатикой. Более детально морфологические требования к отбору для занятий гимнастикой изложены в гл. 20.
Телосложение и техника гимнастических упражнений. Представления о наилучшем «гимнастическом» типе телосложения относительны. Гимнаст может в полной мере отвечать общим требованиям этого рода (прежде всего абсолютным – рост, вес), но это вовсе не означает, что его конституция одинаково хорошо подходит для выполнения любых гимнастических упражнений. Спортивная гимнастика – многоборный вид, и биомеханические предпочтения в части требований к телосложению гимнаста в отношении разных видов многоборья существенно различаются. Хорошо известно, что спортсмены-многоборцы всегда имеют свои «коронные» специальности, за счет которых, прежде всего, стремятся поднять общий результат. В значительной мере это связано именно с морфотипом гимнаста или гимнастки.
Так, спортсмены долихоморфного типа, т.е. относительно высокие, узкоплечие (с массами тела, «растянутыми» по продольной оси тела), лучше других осваивают различные маховые, «бросковые» движения, махи ногами на коне, а также упражнения с виртуозными поворотами вокруг продольной оси. Последнее парадоксальным образом относится также к гимнасткам, которые, благодаря менее выраженной торакальности телосложения и меньшей массивности плечевого пояса, успешно (в отдельных случаях даже лучше мужчин) осваивают сложные многоосные вращения.
В свою очередь, гимнасты брахиморфного типа (небольшой рост, широкие плечи и грудная клетка, относительно короткие ноги) испытывают затруднения с освоением махов ногами на коне[8 - Известный исторический факт: в свое время японские, корейские гимнасты долгое время имели проблемы в исполнении махов на коне, пока, наконец, не освоили иную технику, основанную на широкой работе «от плеча» при более выпрямленном теле.], но могут иметь преимущество в освоении мощностных, импульсных движений (акробатические и опорные прыжки, и т.п.).
Особенно показательны случаи, когда успех или отставание в отдельных видах многоборья связаны с парциальными морфометрическими показателями, пропорциями тела. Так, гимнасты с относительно длинными руками (с коротким туловищем) и длинными легкими ногами лучше других приспособлены для исполнения махов на коне. Но для силовых и маховых упражнений на кольцах, напротив, выгоднее относительно короткие руки.
Наконец, гимнасты, принадлежащие к промежуточному, мезоморфному типу, реже имеют выраженные предпочтения в отдельных видах и, при надлежащих остальных качествах, скорее добиваются успеха именно в многоборье, не выделяясь в отдельных дисциплинах.
Таким образом, строго говоря, идеального многоборного телосложения не существует. Гимнаст, гимнастка с усредненными, сбалансированными признаками телосложения могут быть хорошими многоборцами, но одновременно это означает, что яркие достижения в отдельных дисциплинах им, скорее всего, менее доступны. И, напротив, спортсмены со специфическим телосложением могут не быть сильными многоборцами, но показывают отличные результаты в отдельных видах. Именно такие «специалисты» наиболее активно содействуют развитию сложности гимнастических упражнений и совершенствованию их техники[9 - Характерная аналогия – развитие сложности и трудности акробатических упражнений на дорожке благодаря акробатам-прыгунам, которые специализируются в этом и только этом виде движений.]. В этом отношении соревнования в отдельных видах гимнастического многоборья, в том числе на самом высоком, олимпийском уровне, наиболее прямой путь к прогрессированию гимнастики как вида спорта в целом.
Индивидуальная техника гимнаста. Техника гимнастических упражнений в тонких своих элементах всегда индивидуальна и отражает все действующие в конкретном случае особенности моторики спортсмена, включая те, что обусловлены его телосложением. По этой причине любые технические эталоны могут быть эффективны только в границах определенной типологии, определяющей совокупность связанных признаков, характерных для моторики спортсменов, обладающих близкой квалификацией и сходными двигательными, антропометрическими, психомоторными качествами. Так, экспериментально показано, что для разучивания целостной комбинации на коне (как соединения ранее уже освоенных элементов) может быть использована ритмограмма, отображающая готовое исполнение данной комбинации другим гимнастом. Но при этом обязательным условием является достаточное сходство масс-геометрических показателей обоих гимнастов (в случае с махами на коне этот показатель может быть оценен по длительности стандартных круговых махов, измеряемой, например, в серии из 10 кругов в ручках).
Как отмечалось, специфика телосложения гимнаста, гимнастки, накладывает отпечаток на их техническое совершенствование и возможности. Конституционные особенности спортсмена влияют на манеру, стиль, конкретные технические признаки исполнения упражнения. Рослые спортсмены, как правило, отличаются «спокойной» манерой работы, их движения выглядят более размашистыми, «амплитудными», вылеты при соскоках, прыжках в их исполнении иногда воспринимаются как более высокие[10 - Например, при соскоке или прыжке сальто выпрямившись с вылетом на одну и ту же высоту (измеряемую по траектории ОЦМ) стопы рослого гимнаста, проходящего положение вниз головой, будут располагаться выше, чем у малорослого гимнаста.]. Низкорослым гимнастам обычно свойствен более высокий темп, динамизм исполнения, особенно циклических движений (махов, оборотов, кругов, прыжковых серий).
Особенности телосложения, мышечного рельефа и связанных с этим двигательных качеств влияют также на выбор технических способов исполнения упражнения. Так, для гимнастов с брахиморфным типом телосложения характерна более выраженная силовая манера движений при махах на кольцах, перекладине, тогда как рослые спортсмены, особенно испытывающие затруднения с исполнением мощностных действий, иногда вынуждены использовать технические способы исполнения, более основанные на использовании потенциальных возможностей подвижности в суставах, нежели на силе.
Так, подъем вперед на перекладине, завершаемый выходом в стойку обратным хватом (рис. 3.7), может выполняться как с синхронной (а), так и последовательной (б) работой в суставах. В первом случае координация движений проще, но требует более выраженных силовых действий. Во втором, напротив, координация движений сложнее, но требования к силовым качествам ниже.
Глава 3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ГИМНАСТА
3.1. ДВИГАТЕЛЬНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
Физическая первопричина двигательного действия человека – мышечная работа, которая подчиняется целому ряду закономерностей, связанных с работой центрально-нервных механизмов и периферических отделов двигательного аппарата. Понимание всех этих эффектов важно для анализа, совершенствования техники спортивного движения и, главное, для верного построения процесса обучения упражнениям. Ключевыми здесь являются закономерности, обусловливающие системную работу всего нервно-мышечного аппарата. В первую очередь, это эффекты, связанные с двигательными рефлексами спинного мозга и коры больших полушарий и, фактически, вытекающие из этого особенности работы мышц, а также особенности управления работой двигательного аппарата, включая его центральный и периферический механизмы.
3.1.1. Безусловные рефлексы
К наиболее простым безусловным двигательным рефлексам спинного мозга относятся рефлексы на растяжение, кожные сгибательные рефлексы удаления от раздражителя, рефлексы отталкивания и др. Спинной мозг обусловливает также взаимодействие центров мышц-антагонистов (реципрокную иннервацию, см.), а при локомоциях – более сложные разгибательные и шагательные рефлексы.
Безусловные рефлексы закладываются, как известно, в виде наследственного фонда к моменту рождения человека и животных. Некоторые из них, связанные с положением тела в пространстве, функцией ОДА и др., завершают свое формирование с возрастом, по мере морфологического созревания нервной системы. Эти рефлексы могут осуществляться без участия коры и отличаются высокой стабильностью проявлений. Для физической тренировки, обучения в спорте, наиболее важное значение имеют рефлексы, связанные с работой мышечного аппарата.
Рассмотрим прежде всего ряд безусловных рефлексов, наиболее характерных и важных для практики спорта.
Реципрокное взаимодействие мышц. Это одно из характерных проявлений рефлекторной организации двигательных действий человека и животных, выражающееся в согласовании работы мышц агонистов и антагонистов. Для того, чтобы, например, мышцы-сгибатели (разгибатели) могли достаточно свободно действовать, противопоставленные им мышцы-разгибатели (сгибатели) должны в необходимой степени расслабляться, уступать. Существует закономерность, согласно которой в мотонейронах мышц, активно вступающих в работу, возникает процесс возбуждения, а в мотонейронах их антагонистов – процесс торможения. Такие координационные отношения получили наименование взаимно сочетанной или реципрокной иннервации.
Вместе с тем, при освоении достаточно сложных двигательных действий, навыков, реципрокная иннервация может отступать на второй план, если структура двигательного действия требует иного соотношения напряжений-расслаблений мышечного аппарата. Так, при фиксации определенных положений в пространстве, опорных поз, необходимо одновременное напряжение мышц-агонистов и их антагонистов. Еще более сложной является картина одновременного и последовательного соотношения во времени напряжений-расслаблений мышечного аппарата при сложно координированных движениях. Таким образом, в процессе овладения движением, при совершенствовании упражнения, спортсмен должен научиться рационально распоряжаться «готовыми», безусловными координационными механизмами и, вместе с тем, формировать необходимые новые координации, даже если для этого необходимо подавлять естественные двигательные действия.
Ритмические рефлексы – это составная часть различных сложных двигательных действий, как произвольных, так и непроизвольных. Их механизм тесно связан с реципрокной иннервацией мышц. Особенно характерны в этом смысле циклические движения, начиная от двигательных форм типа «чесательного рефлекса» у животных и заканчивая более сложными двигательными действиями. В частности, это «шагательный рефлекс», лежащий в основе соответствующих локомоций.
Одно из наиболее характерных явлений, связанных с ритмическими рефлексами – «усвоение ритма» двигательных действий, играющее важную роль при формировании двигательных навыков и исполнении множества упражнений, преимущественно циклического характера.
Для физической тренировки явление усвоения ритма чрезвычайно важно. Ритмо-темповая организация движений позволяет быстрее и надежнее формировать двигательные навыки, целостную структуру движения, контролировать силовые акценты действий, интенсивность исполнения упражнения и др.
Отметим в этой связи, что принятое в физиологии понятие «усвоения ритма» нуждается, по нашему мнению, в уточнении. Следовало бы различать две категории «усвоения ритма». Одна из них, традиционная, предполагает, в сущности, простую метрическую организацию движений, повторяющихся через разные интервалы времени в виде фиксированных координационных форм или акцентов. Таково «ритмическое» построение, прежде всего, циклических движений типа ходьбы, бега, упражнений общеразвивающего характера, реверсивных движений на тренажерах и т.п., когда одни и те же элементы двигательной структуры повторяются через равные промежутки времени в разных циклах движения. Кавычки в слове «ритмическое» нами поставлены потому, что, в данном случае мы имеем дело с усвоением не ритма, а акцентно-темповой структуры движения, «метронома».
Другая категория связана с собственно ритмом, т.е. со сложной, как правило неравномерной, структурой соотношений двигательных акцентов в рамках отдельного упражнения, взятого в его ациклической форме. В этом понимании, ритм является важнейшей характеристикой целостной структуры всего спортивного движения, усвоение которой является главной задачей обучения ДД. Многочисленные исследования показывают, что построение именно ритмической структуры движения – одна из важнейших задач обучения в спорте.
Рефлекс на растяжение (миотатический рефлекс) проявляется в форме возбуждения мышцы в ответ на ее растяжение. Простейший пример проявления миотатического рефлекса, известный каждому – разгибание голени при ударе неврологического молоточка по сухожилию четырехглавой мышцы бедра («коленный рефлекс»). Это не что иное, как реакция сокращения на быстрое растяжение мышцы. Биологический смысл миотатического рефлекса заключается в активном противодействии мышцы ее растяжению и, в частности, угрозе разрыва.
Главное, однако, в том, что рефлекс на растяжение играет чрезвычайно важную роль при выполнении множества произвольных, в том числе спортивных движений, начиная с ходьбы, бега и т. п. Особенно важное значение этот рефлекс имеет при исполнении действий, требующих проявления значительных и быстрых – мощных мышечных усилий, столь характерных для спорта. Это объясняется тем, что именно натянутая мышца развивает, при прочих равных условиях, наибольшее усилие (см. ниже).
Вместе с тем, в двигательной деятельности миотатический рефлекс важно не только уметь использовать для активизации мышц, но и, при необходимости, ограничивать его действие. Так, при выполнении упражнений на гибкость важно уметь подавлять этот рефлекс, так как растяжение напряженной мышцы эффективно как средство повышения усилия, которое она развивает, но труднодоступно при работе на гибкость.
Эффекты, обусловленные миотатическим рефлексом, существенны не только сами по себе. Ими обусловливаются, по существу, такие важнейшие закономерности работы мышц, как взаимосвязь «длина-напряжение», «скорость-сила», а также различные режимы работы мышечного аппарата. Таким образом, эти эффекты – краеугольный камень всей спортивной техники и связанных с ней приемов обучения спортивным упражнениям.
Установочные рефлексы. Под этой категорией традиционно принято подразумевать физиологические эффекты, связанные с механизмами сохранения позы, хотя в действительности в их число входят рефлексы, играющие чрезвычайно важную роль в осуществлении сложно координированных двигательных действий.
Принято выделять категории статических (лабиринтный, выпрямительный, шейно-тонический) и статокинетических рефлексов.
Статические рефлексы возникают при изменении позы или положения тела в пространстве.
Лабиринтный рефлекс – это реакция на движение головы в пространстве. Он возникает в результате раздражения рецепторов вестибулярного аппарата и выражается в изменении тонуса при определенных ускорениях, действующих на голову. Так, при ускоренном движении головы назад повышается тонус мышц-разгибателей спины, при аналогичном движении вперед – тонус мышц грудной поверхности туловища, сгибателей. Это явление может оказывать определенное воздействие на результат действий, сопровождающих исполнение быстрых вращений вокруг фронтальной оси, бросков «через спину» в борьбе и др.
Выпрямительный рефлекс выглядит как последовательное сокращение мышц шеи и туловища, благодаря которому может быть восстановлено вертикальное положение тела («теменем вверх»), например, при отклонениях от вертикали при стоянии и, таким образом, является составным элементом механизма балансирования.
Шейно-тонический рефлекс, как и миотатический, играет чрезвычайно важную роль в организации движений человека, особенно связанных с изменением позы, и требует отдельного комментария (см. ниже).
Статокинетические рефлексы позволяют компенсаторно реагировать на ускорения тела при линейном и вращательном движениях. Например, при быстром подъеме усиливается тонус сгибателей, и человек приседает, а при быстром спуске – выпрямляется («лифтный рефлекс»). В спорте эти эффекты определенным образом отражаются, например, на беговых движениях, прыжках, приземлениях и др.
При вращении тела наблюдаются также реакции противовращения головы, т.е. ее отклонение в сторону, противоположную направлению вращения. Аналогичным образом происходит вращение глазных яблок, которые поворачиваются со скоростью вращения тела, но в противоположную сторону, с последующим быстрым их возвращением в исходное положение («нистагм»), как бы компенсируя этим вращение тела и давая возможность более четкой ориентации в пространстве. Этот момент весьма важен как элемент техники исполнения разного рода «поворотов» вокруг продольной оси в спорте.
Отметим, что контроль движения зрением с использованием эффекта нистагма помогает управлению только относительно медленных вращений (например, повороты в художественной гимнастике или балете). Но при освоении и исполнении целого ряда более сложных и быстрых вращательных движений естественный нистагм глаз (и связанные с этим действия головой) не всегда является союзником исполнителя. Нередко, во время быстрого вращения, попытка фиксировать зрением внешние объекты приводит к дискоординации действий. В частности, в спортивной гимнастике, акробатике, прыжках в воду, фигурном катании на коньках и т. п. видах спорта быстрые вращения чаще всего исполняются при фактически выключенном центральном зрении, когда оно «расфокусировано», и эффект нистагма практически не «срабатывает». Более важную роль при этом может играть не центральное, а периферическое зрение. В некоторых случаях даже исполнение упражнений с закрытыми глазами более эффективно, чем попытка контролировать движение зрением, дающим мощный поток избыточной информации, которая не может перерабатываться в масштабе реального времени и становится сильным сбивающим фактором.
Важно отметить, что в двигательной деятельности человека все установочные рефлексы могут произвольно контролироваться, т.е. по необходимости подавляться, хотя главная цель в данном случае – максимально использовать их для рационального построения действий и движений.
3.1.2. Шейно-тонический рефлекс (ШТР)
ШТР – это один из установочных рефлексов, играющий особенно важную роль в регуляции произвольных движений в спорте. Внешне он проявляется в форме зависимости тонуса и силовых показателей мышц плечевого пояса и туловища (в меньшей степени мышц тазового пояса) от установки головы, при которой наклон головы в одну или другую стороны в сагиттальной, фронтальной или промежуточных плоскостях стимулирует одноименные группы мышц, повышая их тонус или даже вызывая соответствующие непроизвольные движения.
Согласно принятой в общей биологии точке зрения, прежде всего установившейся благодаря трудам школы Р. Магнуса […], ШТР, будучи безусловным рефлексом, в явной форме проявляется лишь у животных и младенцев, а у взрослых индивидов – только при определенных патологиях. Что касается человеческой нормы, то, согласно традиционной концепции, ШТР у взрослого человека, якобы, не проявляется, так как характерные для него эффекты легко поддаются произвольному подавлению.
Однако, как показывает широчайший многолетний опыт работы со спортсменами, подтвержденный специальными исследованиями (Е. П. Кесарев, 1958, Ю. К. Резников, 1960, Ю. К. Гавердовский, 1970, 1979, 1999, Н. П. Моисеев, 1975, 1977, 1981), ШТР, определяя силовые проявления ряда ключевых мышечных групп, в значительной, а часто в решающей степени обусловливает координацию произвольных движений и процесс овладения двигательными навыками. Это стимулирует или ограничивает определенные формы движений, изменяя тонус синергистов и антагонистов, их абсолютные силовые возможности, а в отдельных случаях и прямо вызывает непроизвольное изменение позы тела. Чтобы убедиться в этом, достаточно попытаться выполнить, например, такое доступное гимнастическое движение, как «волна» (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Движение «Волна».
Начиная его из «закрытого» (т.е. согнутого) положения с опущенной на грудь головой и приподнятыми руками (к. 1), гимнаст прогибается, поднимая голову, и производит круг руками вниз-назад, т.е. выполняет разгибание шеи, туловища и плеч (к.к. 1—3). При завершении движения происходит постепенное переключение от разгибания к сгибанию: голова наклоняется вперед, а тело выпрямляется (при тонически уже нейтральном движении рук через стороны, к.к. 3—4). Такая координация ощущается, и выглядит совершенно естественной, «ненавязчивой» и требует минимального контроля при освоении. Однако, достаточно изменить только движение головой (например, на противоположное по направлению), и это «простое» движение полностью дискоординируется, и требуется напряженный сознательный контроль двигательных действий, чтобы перейти к какой-то иной упорядоченной координации.
Еще сильнее перераспределение мышечного тонуса, вызванное эффектом ШТР, сказывается при выполнении безопорных движений, в невесомости. В этих случаях любое бесконтрольное изменение установки головы (например, в связи с потребностями визуальной ориентации) чревато непроизвольным изменением позы в полете.
Рис. 3.2. Стимуляция мышечных групп в зависимости от установки головы
Конкретное действие ШТР у человека в норме (на примерах из спорта) проявляется в форме довольно простой, на первый взгляд, зависимости (рис. 3.2): усредненное положение головы относительно туловища (а) обеспечивает практически паритетное «распределение» тонуса мышц рук (в особенности плеча) и туловища. Если же установка головы меняется, то соответственно ее наклону перераспределяется и мышечный тонус: наклон головы назад, ее «разгибание» (б), стимулирует работу мышц-разгибателей тела, провоцирует его прогибание и соответствующее движение рук, например, в направлении вперед-вниз-назад из положения вверх. Наклон головы вперед (в) содействует сгибанию тела и движению рук (из положения вниз) в направлении вперед-вверх-назад. Соответственно действует и наклон головы в сторону (г). Наконец, последовательная смена положений головы относительно туловища (в том числе ее вращение по типу циркумдукции) вызывает соответствующее переключение стимулируемых мышц.
Исследованиями на здоровых субъектах-спортсменах (Ю. К. Гаве-рдовский, Н. П. Моисеев, 1977) показано также, что установка головы достоверно изменяет величину максимальных усилий, развиваемых испытуемым. Особенно четко это прослеживается на мышцах плечевого пояса.
Режимы действия ШТР. Несмотря на кажущуюся простоту проявлений эффекта ШТР, его использование в практике обучения и физической тренировки требует знания определенных закономерностей и ряда режимов распределения тонуса в связи с эффектом ШТР (Ю. К. Гавердовский, 1970).
Простой режим. Наиболее естественно эффект ШТР проявляется при исполнении движений с функционально однонаправленными действиями в суставах.
Рис. 3.3. «Простой режим» действия ШТР.
На рис. 3.3 показана фаза большого оборота назад на перекладине в исполнении новичка: стремясь выпрямиться после «броска» ногами вперед-вверх и улучшить зрительную ориентировку, он поднимает голову и «запускает» тем самым механизм ШТР, активизирующий мышцы-разгибатели туловища и плеча (к.к. 1—2). В результате тело прогибается, а вентральный плечевой угол уменьшается. В финале движения гимнаст вновь опускает («сгибает») голову (к.к. 2—3). Это не только позволяет восстановить благоприятную зрительную ориентировку, но и стимулирует работу сгибателей туловища и плеча, содействуя необходимой здесь «оттяжке» вверх. Другой пример, особенно типичный (б) – плотное группирование при движениях типа кувырков и сальто вперед: опуская голову на грудь, спортсмен стимулирует тотальное сгибание тела.
Описанный тонический режим, как уже отмечалось, наиболее естествен и может быть назван «простым». Однако, в спорте часты координации, предполагающие более сложные сочетания рабочих напряжений мышечного аппарата.
Рис. 3.4. «Доминантный режим» действия ШТР.
Доминантный режим. На рис. 3.4 показаны два таких случая. Акробат, выполняющий прыжок типа переворота назад (а), в первой части этого движения должен сообщить телу одноименное вращение за счет отталкивания ногами с энергичным маховым движением руками и туловищем. При этом голова прыгуна естественным образом «лидирует» в движении звеньев тела, наклоняясь назад. Такое построение движения кажется вполне естественным. Однако, по сути, соответствующая ему тоническая структура не идеальна: наклон головы назад, действительно, стимулирует разгибание (прогибание) туловища, но одновременно повышает и активность разгибателей плеч, в то время как для активного маха руками требуется их сгибание. Этим объясняется тот факт, что у новичков мах руками при «фляке» нередко бывает ослабленным; при этом, чем круче траектория движения тела (короче переворот, например, в начале разгонной серии фляков с места), тем сильнее сказываются описанные затруднения с махом руками.
Характерные проблемы по тем же самым причинам возникают и в статике, например, при исполнении «мостика», когда при общем прогибании тела с сильным наклоном головы назад руки исполнителя норовят соскользнуть по опоре вперед, удаляясь от ног, так как мышцы плеча стремятся действовать не на сгибание, а на разгибание.
Второй пример из рис. 2.4, б также относится к статике – это гимнастический «высокий угол». Чтобы зафиксировать это положение в упоре, приходится одновременно сильно напрягать разноименные мышцы-разгибатели плеча (таз должен быть поднят как можно выше) и сгибатели туловища и бедра (чтобы «складка» в тазобедренных суставах была возможно более плотной).
Таким образом, в приведенных примерах идеальное распределение тонуса за счет ШТР невозможно. Единственный возможный выход из этого положения – оказание предпочтения тем мышечным группам, которые в данном случае выполняют работу, наиболее важную для исполнителя. Этот режим мы будем называть «доминантным». Заметим, что выбор техники, от которой зависит та или иная форма использования эффекта ШТР, зависит не только от принципиальной структуры ДД, но и от двигательных возможностей исполнителя. Так, при исполнении «высокого угла» гимнаст может фиксировать позу с головой, наклоненной как вперед, так и назад – в зависимости от того, какая именно группа его мышц больше нуждается в стимуляции.
Компрессионный режим. Нередки также случаи, когда ни одна из разноименных мышечных групп, будучи весьма важной, не может выйти на роль безусловно доминирующей в данном упражнении. Так, при исполнении горизонтального виса с прямым телом (рис. 3.5) гимнаст должен сильно напрягать не только мышцы-разгибатели плеча, не дающие туловищу и ногам (взятым как целое звено) опуститься, но и мышцы-сгибатели самого туловища и бедер, задача которых – удерживать тело прямым, несмотря на действие силы тяжести.
Рис. 3.5. «Компромиссный режим» действия ШТР.
В норме (включая выполнение стилевых требований) гимнасту приходится использовать усредненное распределение тонуса мышц, удерживая некоторое промежуточное положение головы относительно туловища (а). Если в этих условиях наклонить голову назад (б), в более комфортных условиях оказываются разгибатели плеча, но, весьма вероятно, появление ненужного здесь прогибания тела. А при наклоне головы вперед (который провоцируется также стремлением контролировать положение тела зрением) происходит нечто противоположное (в). Характерно, что оба отклонения от нормы (б, в) нередки, когда гимнаст не справляется с упражнением и невольно стимулирует слабые мышцы соответствующей установкой головы.
