Гимнастика. Секреты эффективного движения. Биомеханика. Структура. Техника

Юрий Константинович Гавердовский

В монографии профессора Ю. К. Гавердовского излагаются биомеханические основы техники современных гимнастических упражнений. На базе многолетних исследований и личного опыта работы в сборных командах страны, автор детально рассматривает физические, физиологические, системно-структурные основы построения гимнастических упражнений, с научных позиций анализирует основные виды двигательных действий гимнаста. Для тренеров, специалистов по гимнастике, студентов

ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ ГИМНАСТА

Глава 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ГИМНАСТА

Опорно-двигательный аппарат человека (ОДА), в том числе гимнаста — своеобразная машина, отличающаяся, однако, от искусственных механизмов исключительным многообразием, управляемой изменчивостью и даже избыточностью своих функций. Выдающийся российский физиолог Н. Е. Введенский отмечал, что человек, ОДА которого обладает громадным числом потенциальных возможностей движения, не мог бы выполнять координированные действия, если бы не умел исключать избыточные степени свободы, превращая тем самым свой двигательный аппарат в рабочую машину, действующую в каждый данный момент по совершенно определенной программе, способной, однако, быстро и целесообразно перестраиваться в зависимости от цели действия.

Чтобы иметь достаточно детальные представления о биомеханике ОДА гимнаста и связанных с этим двигательными возможностями, необходимо рассмотреть основные особенности как кинематики, так и динамики ОДА.

2.1. ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ ОДА ГИМНАСТА

2.1.1. Тело гимнаста как биокинематическая цепь

С точки зрения технической механики, тело человека, в данном случае гимнаста, подобно цепи звеньев, последовательно соединенных подвижными шарнирами (суставами). Анализируя кинематические свойства этой «машины», оперируют тремя основными понятиями: «звено», «пара» и «цепь».

Кинематическое звено (КЗ) — наиболее простой структурный элемент «человеческой машины», обычно совпадающий с понятием анатомического звена, соединенного суставами со смежными звеньями. В зависимости от положения, которое занимает КЗ в цепи звеньев, оно может быть срединным или концевым. К первым относятся, например, плечо, бедро, туловище, ко вторым — стопа, кисть, голова. Однако, в зависимости от характера исполняемого действия, в роли «концевых» или «срединных» могут быть различные содружества звеньев. Например, рука, фиксированная в суставах кисти, запястья и локтя, может играть роль единого концевого звена, а все тело гимнаста, фиксированное во всех суставах, кроме тазобедренных, превращается в кинематическую пару с двумя концевыми звеньями. От места звена в цепи звеньев существенно зависит его вклад в управление движением (см. ниже).

Кинематическая пара (КП) это два звена (или две «закрепленные» совокупности звеньев), соединенных общим суставом или суставами. Таковы плечо и предплечье, с локтевым суставом между ними, голень и бедро с коленным суставом посередине, ноги и туловище с головой, вращающиеся относительно друг друга в тазобедренных суставах и др. Движения в таких КП могут вызываться как внутренними силами, действующими в цепи, так и внешним силовым воздействием.

Наиболее важный фактор движения в КП — внутренние силы, т.е. действие мышц, перекинутых через сустав, соединяющий звенья пары. Так, сгибатели и разгибатели предплечья или бедра могут не только обеспечивать в суставе движения, прямо соответствующие названию этих мышц, но и совершать взаимно согласованные («шунтирующие») действия, когда мышцы-антагонисты участвуют в управлении движением, в основном выполняемом агонистами, например, сдерживают ранее заданное движение в суставе.

В свою очередь, в качестве внешних сил, способных вызвать движение в КП, могут выступать сила тяжести, инерционный «напор», возникающий в момент приземления и др.

Кинематическая цепь (КЦ) — совокупность нескольких КП. В роли КЦ могут быть как совокупности звеньев тела гимнаста (конечности, туловище), так и все его тело. В зависимости от особенностей взаимодействия звеньев тела гимнаста между собой и с опорой различают три принципиально важных разновидности КЦ (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Виды кинематических цепей

Закрытая КЦ — характерна для положений, в которых концевые звенья цепи фиксированы на опоре. Таковы, например, цепь, образуемая ногами и тазовым поясом человека, стоящего на земле в стойке «ноги врозь»; цепь в виде руки, поставленной на пояс или все тело в положении «упора стоя», «мостика» (рис. 2.1, а) и т. п. Очевидно, что в таких условиях спортсмен ограничен в двигательных возможностях, энергонасыщенные суставные движения для него затруднительны, и чаще всего действия в положении с закрытой КЦ — это просто удержание позы, а не координированное ее изменение.

Свободная КЦ — антитеза закрытой цепи. Это случаи безопорного движения, характерные для бега, прыжков, гимнастических соскоков со снарядов и т. п. (рис. 2.1, б), когда в роли КЦ выступает все тело спортсмена. Подвижность звеньев такой цепи не ограничена внешней опорой, но зависит от положения звена в системе. По понятным причинам наиболее подвижны края такой цепи, тогда как срединные ее звенья несколько ограничены связями. Двигаясь в полете, гимнаст может свободно менять позу и в определенных параметрических границах управлять вращением тела. Однако он лишен возможности изменять базовые характеристики движения — траекторию ОЦТ, высоту и время полета, кинетический момент, определяющий интенсивность «крутки» и др. (см.)

Открытая КЦ — случай, наиболее характерный и важный как с точки зрения описания структуры и техники гимнастических упражнений, так и в отношении обучения движениям (рис. 2.1, в). Свойствами открытой КЦ обладает все тело спортсмена, если опорой фиксирован только один конец цепи (в). Биомеханически открытой КЦ являются и свободные конечности спортсмена — нога, совершающая взмах, рука, выполняющая «волну» и т. д. Специфическим случаем возникновения открытой КЦ являются движения с опорой животом или тазом, когда тело спортсмена «делится» опорой пополам, как бы образуя две открытые полуцепи.

В отношении управления, движения, выполняемые в положении открытой КЦ, наиболее богаты возможностями. Если при закрытых цепях тело спортсмена слишком связано с опорой, а при свободных КЦ, напротив, вообще лишено ее (что означает невозможность радикального управления движением), то открытая КЦ предоставляет исполнителю наибольшие возможности для выполнения активных целевых действий.

Реальное гимнастическое упражнение, взятое в динамике, как правило, сопровождается изменениями кинематического статуса тела спортсмена. Так, движение на «соскок дугой», показанное на рис. 2.1, начинается из упора стоя согнувшись, т.е. в положения типа закрытой КЦ (а). После освобождения ног гимнаст переходит в положение открытой КЦ (в) и мощно разгибается, обеспечивая тело энергией, необходимой для выполнения решающей части программного движения. В полете тело становится свободной КЦ (б), а после приземления вновь переходит в состояние открытой КЦ. Таким образом, спортсмен должен соответственно перестраивать двигательные действия, исходя из оперативных физических условий.

2.1.2. Степени свободы звеньев открытой КЦ

Разнообразие и сложность движений звеньев тела гимнаста, свобода управления ими и их энергонасыщение зависят не только от типа действующей в данный момент КЦ, но и от положения каждого звена в цепи. В особенности это относится к открытым КЦ.

На рис. 2.2. на примере гимнастического виса показано как изменяется число степеней свободы звеньев тела спортсмена. Чем дальше от опоры расположено звено цепи, тем выше его потенциальная подвижность. В положении с полностью фиксированными суставами (а-б) все звенья системы имеют только одну степень свободы и, соответственно, лишь одну возможность вращаться всем фиксированным телом в переднезадней плоскости. Но последовательное введение в движение других суставов (б-в, в-г и т.д.) позволяет суммировать степени свободы и наращивать тем самым подвижность звеньев тем больше, чем дальше звено расположено от опоры.

Рис. 2.2. Вис как открытая кинематическая цепь. Степени свободы звеньев.

Необходимо особенно подчеркнуть, что высокая подвижность концевых звеньев КЦ чрезвычайно важна не только в плане координации движений, но и в отношении энергообеспечения упражнения: при движениях типа «мах» в висах и упорах концевые звенья КЦ не только обладают наибольшим числом степеней свободы, но, как правило, перемещаются с максимальной окружной скоростью, т.е. обладают, сравнительно с другими звеньями КЦ (даже такими массивными, как туловище) наибольшей кинетической энергией, которая при определенной технике передается на смежные звенья, и в конечном итоге, на все тело, обеспечивая этим выполнение программного движения.

2.1.3. Кинематика пояса верхних конечностей

Наиболее характерные рабочие положения гимнаста на снаряде — это положения с опорой на руки, т.е. упоры, висы, стойки. В их числе не только наиболее естественные, доступные для освоения, анатомически удобные положения, но и (что характерно для гимнастики высших достижений) нарочито усложненные, требующие специальной подготовки. Таковы положения типа висов сзади или в аномальных хватах, движения, требующие выкручивания в плечевых суставах и т. п. При этом те и другие тесно связаны морфологически: именно на переходах от «удобных» положений к «неудобным», усложненным и обратно построены многие упражнения.

В связи с этим возникают вопросы, ответы на которые должны представлять интерес для каждого продвинутого тренера.

Пределы подвижности в суставах ПВК. Техника и качество исполнения многих гимнастических упражнений, сопровождающихся опорой руками (кистями) о снаряд, в значительной степени зависят от показателей подвижности в суставах ПВК; подвижность кисти и руки относительно туловища при опорных поворотах, дохватов, перехватов и т. п. — важный показатель подготовленности и технического потенциала гимнаста в движениях, требующих высокой подвижности такого рода.

На рис. 2.3 показаны три характерные зоны, которые выделяются для такой подвижности (на примере пронации по Ю. К. Гавердовскому, К. Абдельвахабу, 1982).

Рис. 2.3. Пределы подвижности в суставах в зависимости от положения рук.

Активная «удобная» зона. В пределах этой зоны гимнаст активно, за счет собственной мышечной работы, поворачивает звено до доступного предела и некоторое время удерживает его в этом положении. Именно так приходится действовать при дохватах, перехватах и некоторых поворотах вокруг опорной кисти.

Активно-пассивная «неудобная» зона. Гимнаст может более резким движением достичь предела амплитуды, несколько большего, чем в предыдущем случае, но уже не может самостоятельно зафиксировать достигнутое положение звена. Так, если кисть предельно пронировалась, мышцы-супинаторы, натягиваясь, тем больше препятствуют пронации, чем резче, активнее последняя осуществлялась.

Пассивная зона. Наконец, достичь наибольшей подвижности звена, превышающей показатели двух предыдущих случаев, можно только под значительным внешним воздействием, как это бывает, например, в висах сзади под действием силы тяжести, инерционных сил или благодаря внешней помощи.

В гимнастической практике подвижность звена в пассивной зоне — наиболее важный, базовый показатель подготовленности гимнаста, «разработанности» его суставов и окружающих их мышечно-связочного аппарата. Чем лучше она выражена, тем больше за ней «подтягиваются» и остальные показатели подвижности.

Подвижность при выкрутах в плечах — необходимое двигательное качество гимнаста, являющееся частным случаем подвижности в суставах. При вкручиваниях — выкручиваниях хватом сверху руки гимнаста, связанные опорой (гимнастической палкой или стационарной опорой) должны преодолевать критическую зону, в которой происходит переход головки сустава в новое положение. При вкручиваниях с движением рук назад за голову (с плечевым сгибанием) эта зона располагается после прохождения руками лицевой плоскости, а при обратном движении, выкручивании (с плечевым разгибанием) — там же, на подходе к лицевой плоскости. При этом в решающий момент происходит своеобразный скачкообразный «прорыв» в новое положение, который возможен лишь при условии создания необходимого и достаточного «напряжения» в плечевых суставах, возникающего тем позднее, чем больше руки сведены на жесткой опоре и чем «жестче плечи». Обычно для подготовленных спортсменов или, например, детей, гимнасток с более «мягкими» плечами, величина описанной критической зоны вкручивания-выкручивания уменьшается.

Аксиальная взаимосвязь движений в суставах ПВК. Из рис. 2.3 можно было видеть, что абсолютные показатели подвижности в суставе (на примере пронации кисти) зависят не только от активности действий гимнаста в суставах, но также от положения руки относительно туловища. Для смежных звеньев тела фактически не существует изолированных двигательных функций: выполняя какое-либо «одно» движение спортсмен, желая того или не желая, «втягивает» в этот процесс и другие двигательные функции. В частности, функция супинации — пронации руки гимнаста непосредственно связана не только с ее положением относительно туловища, но и с характером движения руки. Это явление морфологической взаимосвязи движений в суставах носит совершенно однозначный характер и может быть описано посредством строгой структурно-логической схемы, показанной на рис. 2.4 (Ю. К. Гавердовский, 1971, 1986).

Рис. 2.4. Аксиальная связь движений в суставах плечевого пояса.

На рис. 2.4. показан фрагмент аналитического построения, показывающего аксиальную (т.е. имеющую отношение к осям вращения) взаимосвязь между гимнастическими движениями на жесткой продольной опоре (перекладина, жердь брусьев разной высоты и т.п.). Смежные положения, показанные в этой схеме, можно не отпуская рук менять одно на другое путем простого движения в переднезадней плоскости. Например, из виса хватом сверху (см. в верхней части рисунка позицию 14; в нижней то же положение показано под номером 2) можно подняться в вис продольно касаясь (11), затем, с перемахом ногами перейти в вис прогнувшись или согнувшись сзади (9) и, наконец, опуститься до виса сзади хватом сверху (6). Весь описанный переход будет сопровождаться вращением тела гимнаста вокруг фронтальной плечевой оси с разгибанием плеча до возможного максимума при одновременной все большей пронации кисти и руки.

Аналогичным образом может быть выполнено и обратное движение с возвращением в простой вис хватом сверху, но уже за счет сгибания в плечевых суставах с одновременной супинацией кисти, то есть с чередованием положений 6-9-11-14 (2).

Вместе с тем существует и другой путь возвращения из виса сзади хватом сверху в вис тем же хватом: отпустив одну руку, можно повернуться вокруг продольной оси руки, супинируя кисть и «раскручивая» плечо в обратную сторону, т.е., последовательно проходя позиции (5 или 3) — 2.

Таким образом, вращения вокруг фронтальной и продольной осей морфологически взаимозаменяемы. Эта закономерность имеет глубокий смысл и большое практическое значение. С одной стороны, ею устанавливаются многие технические требования к движениям, определяющие как качество, так и саму возможность исполнения упражнения. С другой стороны, аксиальная связь движений в суставах обусловливает структуру возможных движений на опорах, в том числе форму и уровень сложности упражнений. Так, если строить гимнастическое упражнение, проходя рабочие положения на снаряде, показанные вдоль построения на рис.3.5 (например, 1-4-8-11-15), то выясняется, что гимнаст может практически освоить каскад совершенно оригинальных упражнений⁴, в которых поворот вокруг опорной руки не имеет анатомических пределов и может продолжаться в одном направлении сколь угодно долго, так как деформация тканей руки и плеча, вызываемая поворотом вокруг продольной оси, синхронно компенсируется обратным по морфологическому смыслу движением относительно фронтальной плечевой оси. Причем движения такого типа создают щадящий режим воздействия на ОДА плечевого пояса, «берегут» мышцы, связки и суставы.

Не меньшее практическое значение имеют и сочетания движений в суставах, при которых вращения вокруг продольной и фронтальной осей вызывают форсированное натяжение мягких тканей. На рис. 3.4 это движения с чередованием положений, расположенных «поперек» построения (3—4, 5—7, 6—8). Упражнения, построенные на таких формах движения, могут, с одной стороны, при неосмотрительном их использовании стать причиной травм типа растяжений и т.п., но одновременно являются необходимым средством развития подвижности в суставах. Взаимосвязь и взаимозамещаемость вращений относительно разных осей суставов вообще дает возможность пользоваться более разнообразными средствами воздействия на мышцы и связки плечевого пояса при развитии подвижности в плечевых суставах. Например, важная для гимнастов подвижность в плечах при движениях типа «вкручиваний — выкручиваний», махах в висах сзади и т. п. прекрасно развивается не только посредством упражнений, выполняемых непосредственно в данных рабочих положениях (т.е. с движениями на сгибание и разгибание в плечах с прохождением рук через лицевую плоскость, с махами в висах сзади и т.д.), но и упражнениями с глубокими поворотами в висе на одной руке, когда кисть, а затем и вся рука до плеча совершает относительно туловища супинаторно-пронаторные повороты. И наоборот, супинаторно-пронаторные возможности руки можно совершенствовать, выполняя разнообразные упражнения в висах сзади.

Действия кистями на подвижной опоре (на кольцах) подчиняются принципиально тем же, но более сложным закономерностям. Необходимые манипуляции кистями-кольцами зависят от направления вращения всего тела, характера движений в плечах и текущего расположения тела относительно опоры (в упоре или висе). При этом существуют определенные технические варианты, когда, например, на спаде действия кистями приостанавливается (это необходимо по соображениям, связанным с преодолением ударных, «обрывных» эффектов в висе) с тем, чтобы позднее, при подъеме необходимый разворот кистей был восполнен более активной работой.

2.2. ЭЛЕМЕНТЫ ДИНАМИКИ ОДА ГИМНАСТА

2.2.1. Геометрия масс тела гимнаста

Под этим термином подразумевается обусловленное телосложением, распределение относительных масс тела гимнаста, определяющее особенности индивидуальной техники упражнений, их трудность для данного исполнителя, требования к его специальным физическим качествам, обучению, отбору для занятий гимнастикой и другие важные элементы подготовки спортсменов.

Наиболее существенными масс-инерционными характеристиками, важными для понимания техники гимнастических упражнений, являются относительное и абсолютное положение и перемещение общего центра масс тела (ОЦМ), а также значения момента инерции тела гимнаста при изменениях его позы на опоре и, особенно, в полете.

Относительные массы звеньев тела (в процентах от общей массы тела человека) описываются следующими примерными значениями (Д. Д. Донской):

— голова — 6,9;

— верхний отдел туловища — 15,9;

— плечи — 5,4;

— средний отдел туловища — 16,3;

— предплечья — 3,2;

— нижний отдел туловища — 11,3;

— кисти — 1,2;

— бедра — 28,4;

— голени — 8,6;

— стопы — 2,8.

Учитывая специфику гимнастических движений, можно обобщить эти данные, представляя тело гимнаста в виде системы из трех основных звеньев: руки — туловище с головой — ноги. В этом случае соотношение масс этих звеньев будет в округлении выглядеть следующим образом:

— руки — 10%,

— туловище с головой — 50%

— ноги — 40%.

Таким образом, очевидно, что массы тела человека сосредоточены в двух звеньях — туловище с головой и ноги. При этом масса ног лишь незначительно уступает массе туловища с головой. При исполнении маховых движений в висах и упорах, когда ноги, как правило (особенно при «бросках») перемещаются гораздо быстрее, чем туловище, они становятся основным энергонесущим звеном, определяющим возможность и различные технические оттенки исполнения упражнения.

Расположение центров масс звеньев достаточно характерно (рис. 2.5). Поскольку звенья тела человека имеют коническую форму, то ЦТ звена всегда несколько смещен от его середины к проксимальному суставу, располагаясь от него на расстоянии около 0,42—0,47 см от общей длины звена.

Рис. 2.5. Расположение центров масс звеньев тела человека.

Относительное и абсолютное положение ОЦТ тела. Относительное положение ОЦТ тела спортсмена является одним из показателей взаимного расположения его звеньев, т.е. масс-геометрической характеристикой позы.

На рис. 2.6 схематически показаны позы в стойке на ногах. Нетрудно видеть, что положение ОЦТ характерным образом меняется в разных случаях, при этом точка, соответствующая ОЦТ, во многих случаях не проецируется на тело спортсмена, т. к. ОЦТ — физическая абстракция и не имеет материальной связи с самим телом человека (подобно тому, как гимнастический обруч, вращается в полете вокруг оси, проходящей через центр масс снаряда, находящийся в его геометрическом центре, т.е. — «в пустоте»).

Рис. 2.6. Относительное положение ОЦТ тела человека при изменениях позы.

Абсолютное положение ОТЦ тела спортсмена является, в свою очередь, характеристикой расположения и перемещения всего тела спортсмена относительно внешних неподвижных координат. Наиболее детальное представление об этой характеристике можно получить, обратившись к описанию конкретных типов гимнастических упражнений, сопровождающихся ярко выраженным перемещением ОЦМ по некоторой пространственной траектории (см. ниже).

При анализе структуры и техники спортивных упражнений выделяются две категории, различающиеся по признаку наличия или отсутствия опоры, сопутствующей исполнению движения в данной его фазе.

В перемещениях первой категории пространственные координаты ОЦМ определяются, прежде всего, взаимодействием тела спортсмена с опорой и представляют интерес как интегральная характеристика именно действий на опоре. Так, траектория ОЦМ тела гимнаста, выполняющего большой оборот на перекладине, представляет собой замкнутую кривую, по форме стремящуюся к окружности. При исполнении аналогичных упражнений на кольцах траектория ОЦМ имеет практически отвесную форму и т. д. При этом в зависимости от техники, уровня мастерства спортсмена, степени его утомления и пр. параметры этих кривых многообразно меняются, как в масштабе более или менее длительных периодов подготовки, так и оперативно, в масштабе занятия и отдельных попыток исполнения. При наличии соответствующих методов регистрации движения по этим изменениям можно тонко отслеживать индивидуальные особенности техники спортсмена, динамику освоенного им навыка и т. д. Принципиально важно при этом, что тонкое пространственное поведение ОЦМ тела спортсмена в таких движениях всегда есть функция его суставных движений, силовых изменений позы на опоре.

Вторая категория движений — это безопорные перемещения. В этих случаях движение ОЦМ тела спортсмена носит исключительно баллистический характер и непосредственно никак не зависит от его произвольных действий.

Вместе с тем, оперативные — от попытки к попытке, от занятия к занятию — изменения параметров параболической траектории ОЦМ в полете также могут служить важным признаком, позволяющим направлять процесс освоения и совершенствования движения. При этом важно понимать, что желаемых изменений параметров полета можно добиться только за счет скорректированных действий на опоре. Таким образом, признаки движений ОЦМ тела спортсмена, находящегося на опоре и в полете, несмотря на изложенные выше принципиальные различия, тесно связаны друг с другом, так как первые соотносятся со вторыми как причина и следствие.

Следует также помнить, что, изменяя в безопорном положении позу, гимнаст может до известной степени менять траектории центров масс звеньев тела, но при этом, как уже подчеркивалось, все это никак не может изменить траекторию движения ОЦМ тела, который всегда перемещается исключительно по конкретной параболической траектории. Параметры это траектории заданы при переходе в полет и однозначно соответствуют векторным характеристикам начальной скорости ОЦМ, имевшейся в момент потери опоры.

Момент инерции тела гимнаста — одна из важнейших масс-инерционных характеристик, без которой невозможен анализ техники многих упражнений, связанных с вращением тела вокруг опоры и особенно в полете.

Понятие «момента инерции». Момент инерции — физическая величина, являющаяся мерой инертности материального тела при его вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Простейшая модель, иллюстрирующая понятие момента инерции, выглядит как вращение точечной массы вокруг некоторой оси (рис. 2.7). В этом случае момент инерции тела (J) определяется как произведение массы m тела и квадрат радиуса R:

J = m·R² (1)

Рис. 2.7. К понятию «момент инерции».

В применении к гимнастическим движениям это означает, что, меняя позу (то есть, изменяя радиус, на котором элементы масс тела вращаются вокруг его оси) гимнаст меняет и сопротивление тела вращательному движению, что чрезвычайно важно, как способ управления движением в упражнениях такого типа.

Величина момента инерции зависит не только от изменения позы, но и от того, вокруг какой именно оси тело вращается. На рис. 2.8. (по Д. Д. Донскому) показаны несколько примеров изменения момента инерции как при изменении позы, так и при выборе разных осей вращения. Например, если момент инерции относительно продольной оси тела в стойке на ногах — руки вниз принять за единицу (а), то руки, поднятые в стороны, увеличивают сопротивление тела вращению (то есть, вращательную массу тела) вдвое (б).

При вращении вокруг фронтальной оси тела в положении группировки (в) момент инерции уже в 4 раза больше, чем в случае «а» и, наконец, вращение вокруг той же оси с прямым телом — руки вниз (г) дает момент инерции в 12 раз превышающий этот показатель в сравнении с позой (а).

Рис. 2.8. Сравнительные значения момента инерции тела для разных поз и осей вращения.

Момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела с вращением «по сальто» для гимнастики, акробатики и аналогичных спортивных видов особенно типичен и особенно важен характер его изменения в применении к таким вращениям.

На рис. 2.9 приводится график, иллюстрирующий изменения момента инерции относительно фронтальной оси тела гимнаста при вращении в разных позах: из предельно прогнутого положения (а) гимнаст постепенно и последовательно выпрямляется, оставляя руки вверху (б), а затем постепенно все больше группируется (в), достигая в итоге предельно плотной группировки (г).

Из приводимого графика⁵ можно видеть, что при переходе от предельно выпрямленного положения (б) к плотному группированию (г) момент инерции относительно центральной фронтальной оси тела уменьшается более, чем в 4 раза, что означает и такое же увеличение скорости вращения тела в полете.

Рис. 2.9. Изменения момента инерции тела относительно центральной фронтальной оси тела при группировании из прямого положения.

Особо выделяется зона группирования (б-в), в которой величина момента инерции снижается особенно быстро, но при этом гимнаст еще сохраняет возможность вводить в движение поворот вокруг продольной оси, тогда как при более плотной группировке это уже невозможно (подробнее об этом см. в главе о безопорных движениях).

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. 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 ω в направлении махового движения ногами, что принципиально важно для исполнения многих упражнений⁷.

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 коне⁸, 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 техники⁹. 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 высокие¹⁰. 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.

Таким образом, существует вариант «компрессионного» распределения мышечного тонуса посредством ШТР. Заметим, что это весьма типичный для спорта случай, особенно характерный для рабочих положений со свойственной им преобладающей осанкой, требующей универсализма всех фоновых действий.

Ограничивающий режим. Наконец, эффекты, связанные с ШТР, могут использоваться не только для стимуляции тех или иных мышечных групп, занятых в работе, но и в целях сдерживания действия мышц, если это важно при обучении движению и исполнении упражнения.

Рис. 3.6. «Ограничивающий режим» действия ШТР.

На рис. 3.6 показан момент перехода в полет при исполнении «затяжного» сальто назад. Особенность этого упражнения — в намеренном снижении активности вращения тела в полете, когда прыгун до возможного предела оттягивает по времени визуальный эффект сальто (собственно переворота через голову) и форсирует его лишь в самый последний, «критический» момент полета за счет плотного группирования. В данном случае ограничение «крутки» с самого начала упражнения задается преднамеренной установкой на ослабленное разгибание тела еще во время отталкивания от опоры, чему содействует некоторый наклон головы на грудь. Этот последний режим распределения тонуса может быть назван «ограничивающим». По смыслу он противоположен всем предыдущим режимам и вместе с ними может становиться фактором рационального управления двигательными действиями при обучении.

Приведенные выше режимы распределения тонуса за счет эффекта ШТР описаны применительно к отдельным фазам сложных движений или к целостным статическим упражнениям. Однако в реальности многие спортивные упражнения представляют собой сложную координационную структуру, построение которой не всегда может быть обеспечено установкой на какой-либо один, избранный эффект ШТР.

Типичны случаи, когда помимо установки на наиболее рациональную рабочую осанку, создающую благоприятный биомеханический, тактико-технический фон, удобный для освоения и исполнения целой категории или вообще всех двигательных действий, упражнений, приемов в данном виде спорта, используются переключения. Это позволяет весьма эффективно исполнять наиболее важные (например, нападающие) или технически критические действия, при которых требуется повышенная мобилизация двигательных ресурсов. Именно в этих фазах упражнения особенно важную роль играет верное применение технических приемов, основанных на использовании ШТР. Так, борец во время броска через спину, требующего мгновенной мобилизации мышц-разгибателей, начинает его с резким наклоном головы назад, но вновь меняет ее положение после поворота. Штангист, выполняющий при рывке тягу из подседа (когда необходима предельно мощная работа разгибателей ног и спины), действует в положении с сильно приподнятой головой, а после ускорения движения и поднятия веса выше уровня плечевой оси, быстро переводит голову вперед, на грудь, содействуя тем самым действию сгибателей плеча, играющих в этой фазе решающую роль в подъеме штанги. Гимнаст, выполняющий акробатический переворот назад (рис. 2.4, а), в первой его части, связанной с прогибанием тела, наклоняет голову назад, а во второй части упражнения, требующей сгибания тела, «убирает» ее между руками.

Эффекты ШТР в обучении. Приведенные примеры резкой перестройки осанки за счет изменения положения головы характерны и особенно важны при обучении движению (Н. П. Моисеев, 1977). В дальнейшем же, по мере совершенствования движения и повышения уровня мастерства, спортсмен находит, как правило, наиболее рациональную меру применения приемов такого типа, используя их, по преимуществу, лишь в движениях, требующих предельной мобилизации ресурсов.

Таким образом, правильный выбор установки головы (включая изменение этой установки по ходу движения с учетом как тонических эффектов, так и особенностей ориентации в пространстве) играет существенную роль. Это особенно важно учитывать в начальных фазах обучения упражнениям. Нередко одно только указание на изменение или уточнение положения головы позволяет избавиться от грубой ошибки и выстроить верное движение.

Рис. 3.7. Применение эффекта ШТР при обучении.

На рис. 3.7 изображен типичный пример из сферы акробатики. Осваивая сальто вперед с разбега, новичок часто стремится форсировать события, торопясь перейти в группированное положение и согнуться. Спортсмену кажется, что сальто, которое должно выполняться в группировке, от этого выиграет (а). Как следствие, еще при отталкивании он наклоняет голову вперед и, действительно, сгибается, получая в результате бесперспективное движение с ускоренным вращением, но очень низкое и краткое по времени. Чтобы исправить эту ошибку, иногда бывает достаточно одного указания на изменение положения головы, которая должна быть и в наскоке, и в отталкивании расположена прямо (б), а «на грудь» берется только после отчетливо осознанного и действительно произошедшего перехода в полет.

В процессе дальнейшего освоения и совершенствования движения роль указаний на эффекты ШТР снижается. Наиболее опытные спортсмены могут действовать в этом смысле достаточно непринужденно, по желанию выдвигая на передний план потребности ориентировки в пространстве, стилевые особенности манеры исполнения и др. (хотя такие произвольные отклонения от биомеханически рациональной осанки в той или иной степени всегда повышают напряженность выполнения двигательного действия). В этом смысле тезис о «подавлении» ШТР сознанием как бы находит свое прямое подтверждение. Однако это вовсе не означает снижения роли ШТР в построении обучения, когда очень важны естественные закономерности формирования ДД, в том числе закономерности возникновения непроизвольных двигательных действий.

Особенно важна роль указаний на эффект ШТР при формировании двигательных представлений, в том числе связанных с ошибками. Последнее относится и к неверно заученным двигательным навыкам. Поэтому, анализируя особенности осанки, установки головы в практике, нельзя прямолинейно ссылаться на опыт мастеров: то, что весьма уместно в процессе обучения, не всегда может быть необходимо в дальнейшем. И наоборот: то, что со временем становится признаком индивидуального исполнения движения, пусть даже самого виртуозного, вовсе не обязательно должно служить образцом для подражания.

3.1.3. Условные рефлексы

Условные рефлексы не являются врожденными и приобретаются в процессе жизнедеятельности человека. В отличие от безусловных, они не отличаются выраженной устойчивостью, носят индивидуальный характер и не имеют определенного рецептивного поля. У человека и высших животных они осуществляются при обязательном участии коры больших полушарий.

Натуральный условный рефлекс может служить простейшим примером условного рефлекса, «срабатывающим» на раздражители типа вид или запах пищи, и т. п. Эффект таких натуральных условно-рефлекторных связей может существенно сказываться и на деятельности спортсмена. Например, внешние раздражители, не всегда осознаваемые, но регулярно сопровождающие учебно-тренировочную работу, такие, как антураж тренировочного зала, включающий в себя звуковой фон, освещение, даже запах и т.п., могут влиять не только на психику, но и на физическое состояние спортсмена, его мышечный тонус.

Следовые условные рефлексы действуют на определенном временнóм расстоянии от раздражителя. Например, следовое возбуждение, вызванное окончанием одного упражнения, может служить рефлекторным сигналом для перехода к следующему. В определенных условиях следовые рефлексы играют также тормозную роль, когда переход к очередному действию (например, психологически или физически трудному, болезненному упражнению) требует сильной волевой мобилизации и подавления уже сформировавшихся условно-рефлекторных связей.

Торможение рефлексов — это явление, связанное с двумя видами угнетения рефлекторных процессов: безусловным (внешним) и условным (внутренним).

Безусловное торможение, как и одноименный рефлекс — врожденный механизм. Столь характерные для учебно-тренировочного процесса и соревнований внешние помехи, неудачи исполнения, особенно если упражнение достаточно сложно для спортсмена и не опирается на прочный двигательный навык (т.е. находится еще в процессе освоения и совершенствования), могут привести к торможению и дальнейшему, все более прогрессирующему нарушению двигательных действий из-за неадекватной координации, «зажатости», утраты уверенности в действиях и других аналогичных причин.

В самых неблагоприятных случаях развивается форма запредельного торможения, являющаяся реакцией на очень сильные или длительные и устойчивые раздражители. Она играет роль защитного механизма, как бы ограждающего нервную систему спортсмена от истощения при попытке исполнения физических упражнений, вызывающих сильные боли, психологический дискомфорт и т. д. В этом случае могут наблюдаться особо неадекватные действия («заскоки») или отказ от исполнения упражнения. Чтобы преодолеть подобные затруднения, требуется создание специальных охранительных условий, при которых исключается или существенно ослабляется, в первую очередь, сам раздражитель, вызывавший торможение, который должен быть точно определен при анализе ситуации и «анамнезе». Последнее весьма важно, так как затруднения с исполнением упражнения часто объясняются причинами, не лежащими на поверхности и связанными с психикой спортсмена, в том числе с бессознательными реакциями на раздражитель.

Условное торможение может быть вызвано сигналами, близкими по форме к ранее имевшему место раздражителю. Связанное с этим явление было названо И. П. Павловым генерализацией. В частности, исполнение упражнения в условиях, напоминающих спортсмену о ранее перенесенных неприятных ощущениях, сбоях, может привести к новому непроизвольному нарушению двигательных действий, снижению эффективности работы.

Таким образом, обе формы торможения — безусловное и условное — могут быть связанными: безусловное торможение, возникающее при определенных, сопутствующих ему устойчивых раздражителях (не обязательно связанных с упражнением, но ставших сопутствующим условием работы), может вызываться внешними условными раздражителями.

Угасательное торможение — явление, обратное по смыслу возникновению и закреплению условно-рефлекторных связей, наиболее характерная форма динамики условно-рефлекторных связей, свойственная занятиям физическими упражнениями.

Одним из основных принципов обучения упражнениям является, как известно, достижение прочности двигательного навыка, а устойчивость связанных с этим рефлекторных связей находится в прямой зависимости от их подкрепления посредством систематического, регулярного возобновления условий, при которых раздражитель вызывает нужную реакцию. Проще говоря, благодаря моторному обучению и тренировке.

В свою очередь, угасательным торможением обусловливается падение уровня владения двигательным навыком при детренирующем режиме, как и снижение показателей физической подготовки, психомоторики, психологической готовности к работе. Отметим, что ослабление условно-рефлекторных связей, сопровождающее угасательное торможение, может служить и благоприятным фоном для коррекции двигательного навыка, исправления «заученных» ошибок исполнения.

3.2. РАБОТА МЫШЦ

3.2.1. Общие закономерности

Работа мышечного аппарата определяется целым рядом физиологических факторов и признаков, которые необходимо учитывать при анализе и освоении спортивных упражнений. Прежде всего, это касается закономерных связей, существующих между основными характеристиками действующей мышцы, таких как:

— скорость возбуждения мышцы;

— степень возбуждения мышцы и, как следствие, уровень ее напряжения/расслабления;

— рабочая длина мышцы;

— направление и скорость изменения длины мышцы;

— величина внешнего сопротивления, нагрузки, приложенной к звену, перемещаемому мышцей.

В зависимости от параметрического соотношения названных характеристик изменяется еще одна, наиболее важная характеристика — сила, развиваемая мышцей.

Рассмотрим ряд биомеханических закономерностей работы мышц, связанных с названными факторами.

Скорость возбуждения мышцы. Для того чтобы в процессе нервно-мышечной передачи возник необходимый потенциал действия мышечного волокна и произошло само сокращение мышцы, способное дать механический эффект, всегда требуется некоторое время. Величина этого временного отрезка соизмерима с длительностью важных двигательных действий в спорте.

Рис. 3.8. Скорость возбуждения мышцы.

На рис. 3.8 показана схематическая картина изменения силы мышечной тяги от начала возбуждения мотонейрона до максимального сокращения мышцы при ее ответе на сигнал. Помимо синаптической задержки (а), возникающей при переходе нервного импульса от мотонейрона к мембране мышечного волокна, имеет место также фаза механического бездействия мышцы, связанная с ее переходом в скрытое активное состояние, т.н. латентный период (б). Лишь после того, как срабатывают сократительные компоненты волокон, и их действие передается на последовательные компоненты (ПосК), возникает механическая тяга на концах мышцы (в). При этом такая тяга наиболее быстро нарастает в начале мышечного сокращения, до уровня, примерно соответствующего половине максимально достижимой силы (1½ F_max).

Описанная закономерность важна с практической стороны. При освоении и исполнении многих, особенно высокомощных, «взрывных» спортивных движений, нужна предельно быстрая мобилизация мышц, помогающая достичь наивысшего механического эффекта их действия к наиболее ответственному моменту движения. Один из характерных приемов, позволяющих достигать нужного результата, заключается в упреждающем «включении» мышц, позволяющем пройти время латентного периода прежде, чем начинается фаза, требующая основной физической работы.

При исполнении хорошо освоенных, автоматизированных, в особенности циклических движений, действительно имеет место опережающая активность мышц. Так, нога, встречающая опору при беге, напрягается на 15—25 мс раньше, чем возникает реальный контакт с опорой (В. М. Зациорский, 1960). Такая «упреждающая активность» мышцы содействует ее ранней мобилизации, что изменяет как механические, так и реактивные свойства мышцы, становящейся менее растяжимой, более упругой (В. Б. Коренберг, 1979). Этим определяются многие нюансы техники движений спортсмена, в особенности действий типа отталкивания, при исполнении которых требуется достаточно высокая мобилизация всего мышечного аппарата, его повышенный тонус с постановкой ноги на опору в заранее подготовленном, напряженном состоянии.

Закономерность «нагрузка-сила». Предельные силовые проявления человека изменяются в зависимости от нагрузки, которую ему приходится преодолевать (рис. 3.9, В. М. Зациорский, переработанный). Если человек перемещает тело различной массы с предельными для него мышечными усилиями, их величина растет пропорционально массе перемещаемого тела или внешнему сопротивлению.

Рис. 3.9. К закономерности «нагрузка — сила».

Подтверждение этой закономерности легко найти в обиходе: человек не в состоянии развить большую силу, разрывая рукой паутину; спортсмен обнаруживает более значительные усилия при подъеме тяжелой штанги, чем при выталкивании ядра, и т. д. Однако, если сопротивление становится слишком большим, максимальные усилия, развиваемые человеком, не смогут подняться выше предела его возможностей в данном двигательном действии, как бы ни возрастало внешнее воздействие. Таковы, например, условия изометрической работы, когда спортсмен, предельно напрягаясь, стремится «сломать стену». Это обстоятельство накладывает отпечаток на выбор оптимальных отягощений или степеней напряжения при тренировке силы, скоростно-силовых качеств, а также при обучении сложно координированным упражнениям. В этом случае, полноценное управление двигательным действием возможно лишь в условиях, когда спортсмен не только действует максимально эффективно в силовом, энергетическом смысле, но и свободно управляет движением.

Для иллюстрации последнего положения приведем косвенный пример с выбором оптимальной скорости разбега при опорных гимнастических прыжках: как правило, при «гладком» беге по дистанции спортсмен способен развивать бóльшую скорость, чем та, которая используется им в разбеге перед прыжком. Попытка действовать в разбеге с максимальным напряжением отвлекает на себя все потенциальные ресурсы управления движением и лишает исполнителя возможности уверенно и точно действовать в финале разбега, при наскоке на снаряд. Оптимален вариант действий, при котором спортсмен разбегается с максимально доступной ему скоростью, при которой сохраняется возможность точного управления двигательным действием. Это т. н. «скорость реализации» (Ю. А. Ипполитов, 1976), которая тем больше (и ближе к скорости «гладкого» бега), чем выше мастерство исполнителя. Это объясняет парадоксальные случаи, когда неопытный спортсмен, владеющий бóльшей, чем у мастера, скоростью «гладкого» бега, перед прыжком разбегается гораздо медленнее.

Закономерность «длина-напряжение». Как отмечено выше, миотатический рефлекс, являющийся базовой закономерностью и определяющей многие свойства поперечнополосатой мускулатуры, лежит в основе и других важных свойств работы мышцы. Одна из них — активизация мышцы в ответ на ее натяжение. Упругие свойства покоящейся (пассивной) мышцы проявляются в том, что при натяжении в ней развивается напряжение¹¹. При этом напряжение, которое развивает мышца при сокращении в ответ на импульсацию, исходящую от мотонейронов, зависит от фактической ее длины. Эта зависимость выражается в форме характеристической кривой «длина-напряжение» (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Зависимость «длина — напряжение».

До известных пределов связь «длина-напряжение» носит почти линейный характер (а-в), и чем больше, в границах этой зоны, натяжение мышцы, тем больше ее напряжение. Напряжение сокращающейся мышцы максимально, если ее длина примерно на 20% больше т.н. «равновесной» длины, при ее полном покое и расслаблении (а). Однако, по достижении некоторого максимума увеличение длины мышцы не только не дает прироста напряжения, но вызывает его снижение (в-г). Это называется охранительная реакция мышцы.

Наибольшая длина мышцы в условиях анатомической нормы обычно достигается при максимальном удалении друг от друга костных рычагов и точек ее прикрепления. Однако, оптимум натяжения мышцы не всегда достижим. Так, даже предельное разгибание руки в локтевом суставе не может сильно натянуть сгибатели предплечья. И напротив, максимальное сгибание тела в тазобедренных суставах (в положениях типа «складки») или его прогибание (при упражнениях типа гимнастического «мостика») может привести к запредельному натяжению мышц, при котором их напряжение падает, и значительных усилий в этом случае исполнитель упражнения развить не сможет.

Следует учитывать также, что степень напряжения мышечных волокон при натяжении и, как следствие, развиваемая ими при этом сила, зависят от степени возбуждения натягиваемой мышцы. Чем оно выше, тем, при прочих равных условиях, больше развиваемое ею напряжение. Это явление подобно тому, как более тугая пружина, будучи растянутой, «ответит» более сильной тягой. Такое свойство очень важно при исполнении мощностных движений и, особенно, при участии тех мышц, которые по тем или иным причинам не могут давать значительное линейное удлинение. В этом случае работа мышцы будет высокоэффективной даже при линейно незначительном, но напряженном удлинении, чем подчеркивается исключительно важное значение рабочего тонуса при исполнении спортивных упражнений.

Эффективность спортивных движений сильнейшим образом зависит от того, в какой степени закономерность «длина-напряжение» учитывается при построении техники упражнения и ее освоении в обучении. Практически, ни одно упражнение, рассчитанное на мощную мышечную работу, не может быть выполнено эффективно, если данная закономерность не учитывается.

Примеров технических решений, основанных на применении закономерности «длина-напряжение», бесчисленное множество. Наиболее типичный из них — использование подготовительных действий типа «замаха» перед выполнением ключевого действия. Такой замах ногой или рукой можно наблюдать перед ударом в футболе, теннисе, волейболе; перед выполнением броска копья, гранаты; перед «броском» ногами в маховых гимнастических упражнениях и др.

Помимо замаха существует масса других технических приемов, в том числе «спрятанных» в глубине структуры спортивного движения, которые также предполагают предварительное натяжение мышц, мобилизуемых в следующей фазе движения. Так, при исполнении любых отталкиваний основным действиям, предназначенным для ускоренного удаления масс тела от опоры, предшествует фаза типа «подседания», когда мышцы опорных звеньев, занятые в отталкивании, предварительно (под действием силы тяжести и, особенно, инерционного напора) напряженно натягиваются, развивая при этом усилия, максимальные для данного движения.

Отметим в заключении, что модернизация спортивной техники всегда двигалась в направлении все более точного применения биомеханических закономерностей и, в первую очередь, закономерности «длина-напряжение».

Закономерность «скорость-сила — это зависимость, природа которой также восходит к миотатическому рефлексу. Сила, развиваемая мышцей, зависит не только от степени ее натяжения, но и от того, с какой скоростью длина мышца изменяется. При этом важна не только численная скорость изменения длины мышцы, но и направление изменения. Иначе говоря, сила, развиваемая мышцей, зависит от того, насколько быстро мышца сокращается или натягивается.

На рис. 3.11 (Б. Аббот и др., 1959] показан график, иллюстрирующий такую зависимость. Можно видеть, что сила F, развиваемая мышцей, тем меньше, чем быстрее последняя сокращается (ср. точки «а» и «б»). При напряжении изометрического характера, т.е. в тех случаях, когда длина мышцы не изменяется, она может развить силу, превышающую силу сокращения (ср. точки «б» и «в»). В свою очередь, сила изометрического напряжения мышцы зависит от ее импульсации и степени натяжения (ср. «в» и «г»). Но особенно возрастают силовые возможности мышцы в ситуациях, когда она увеличивает свою длину, т.е. натягивается (д), причем развиваемая мышцей сила тем больше, чем быстрее ее натяжение (ср. точки «д» и «е»). Природа этого эффекта также восходит к миотатическому рефлексу, действующему дифференцированно в зависимости от изменения условий работы.

Рис. 3.11. Зависимость «скорость — сила».

На первый взгляд закономерность «скорость-сила» кажется парадоксальной, так как представление о наиболее активной работе мышцы обычно связывается с ее сокращением, а не удлинением. Но в действительности это не так. Как уже не раз отмечалось, мышца может наиболее эффективно действовать только на фоне натяжения, тем более быстрого. Давно известно, что, например, максимальные усилия при отталкиваниях развиваются не в фазе собственно выталкивания в сторону от опоры (т.е. при сократительной работе мышечного аппарата), а в фазе амортизации, когда исполнитель отталкивания еще сближается с опорой и тем самым напряженно натягивает мышцы, которым предстоит в дальнейшем выполнять само отталкивание.

Поясним сущность закономерности «сила-скорость» аналогией. Представим себе, что бобслеист разгоняет свои массивные сани, толкая их перед собой. В первый момент, пока снаряд покоился, к нему придется прикладывать максимальные усилия, чтобы стронуть его с места и начать ускорение. Таким образом, в этой фазе спортсмен имеет возможность работать с предельным напряжением. Но по мере того, как скорость нарастает, усилия, прилагаемые к снаряду, падают, поскольку спортсмену все труднее поддерживать скорость, позволяющую сохранять эффективный контакт со снарядом. Проще говоря, бобслеист не может прикладывать к саням силу, если он не в состоянии их догнать. В критический момент, когда скорость саней будет равна максимально доступной спортсмену скорости бега, возможности силового воздействия на ускорявшийся снаряд иссякают (если не считать возможности тормозить движение, см. ниже).

Мышца, разгоняющая при сокращении массу звена, оказывается в аналогичной ситуации: чем больше скорость звена в сравнении со скоростью активного укорочения мышцы, тем меньше развиваемая ею сила. Не трудно также заметить, что описанная ситуация прямо соотносится с закономерностью, связывающей максимальную силу мышцы с преодолеваемым ею сопротивлением (см. рис. 3.9 и текст к нему); в примере с санями бобслеиста спортсмен тем меньше способен прикладывать к снаряду силу, чем меньше последний ему «сопротивляется» по мере ускорения движения.

При исполнении физических упражнений описанная особенность работы мышечного аппарата накладывает отпечаток на действия человека не только при быстрых, но и замедленных движениях. Характерна известная ситуация противоборства на руках (типа армрестлинга), когда один из соперников, поначалу получивший перевес, вынужден затем остановиться, и возникает равновесие или даже обратное движение со сменой инициативы¹². Здесь в неподвижной позиции борьба ведется за счет изометрического режима работы мышц, но, как правило, с непрерывным игровым изменением степени напряжения мышц с обеих противоборствующих сторон. Во время атаки одного из соперников последний действует в преодолевающем режиме, а его противник — в останавливающем. При этом в чисто физиологическом смысле, нападающий вынужден работать в неблагоприятных условиях, тогда как защищающийся, благодаря напряженному натяжению мышечного аппарата руки и плечевого пояса — легче наращивает усилия. И чем быстрее происходит движение, тем больше ситуация смещается в пользу защищающегося. Именно поэтому часто атака «захлебывается» и вновь наступает изометрическое равновесие. По этой модели может протекать противоборство в сумо, регби, а также в таких видах состязаний, как перетягивание каната.

Другие примеры. Зафиксировать трудное силовое положение на кольцах — упор руки в стороны («крест») легче, если гимнаст опускается в него из упора не нарочито замедленно, как это часто делают неопытные исполнители, боясь «провалиться», а достаточно динамично. Благодаря этому, приводящие мышцы плеча, выполняющие здесь главную работу, развивают большее усилие, чем при осторожном опускании.

Еще один пример — взмах руками при отталкиваниях в акробатике. Иногда спорят: как надо (или можно) высоко «выпускать» руки вверх, например, при отталкивании на сальто назад? Между тем, если иметь в виду энергетическую эффективность этого действия, спор оказывается беспредметным. Дело в том, что энергетический эффект махового движения руками зависит от того, как долго, выбрасывая руки вверх, гимнаст сможет наращивать скорость их движения. Если нарастание высоты взмаха сопровождается падением силовой тяги, то мах перестанет быть эффективным, и лучше заблаговременно ограничить его по амплитуде. Если же скоростно-силовые возможности спортсмена достаточно велики, он может дольше ускорять звено и соответственно пользоваться более высоким (если это оправдано технически) взмахом.

Сказанное в равной мере относится, разумеется, и к любым другим скоростно-силовым движениям, например — маху ногой при исполнении махового сальто и т. п. Из этого вытекает очевидный вывод о том, что обучение таким спортивным движениям должно быть всегда индивидуализированным и очень тесно увязываться с реальными двигательными возможностями спортсмена и специальной физической подготовкой.

Наконец, при построении техники упражнения и обучении важно учитывать, в каких именно фазах и с какой скоростью изменяется рабочая длина мышцы. Например, чем быстрее, «резче» происходит переход от подседания к собственно отталкиванию при прыжках, от замаха к собственно броску при метаниях и т.д., тем выше скорость натяжения основных мышц, занятых в исполнении данного действия, и тем больше развиваемая ими сила. С этим связаны нюансы обучения подобным упражнениям, когда важно строить движение с вполне определенной акцентировкой действий.

3.2.2. Режимы работы мышц

Как отмечалось, мышца может находиться в различных состояниях в зависимости от сочетанного действия ряда факторов.

Понятие «режима работы» мышцы связано, прежде всего, с совокупным действием двух генеральных факторов, определяющих рабочее состояние мышцы. Это степень возбуждения/расслабления и изменения ее рабочей длины.

Степень возбуждения/расслабления мышцы определяется силой импульса, поступающего из мотонейрона к концевым веточкам соответствующего аксона. Очевидно, что между состоянием полного покоя с расслаблением мышцы и максимально возможным в каждом данном случае ее возбуждением (напряжением) существует неограниченное число промежуточных градаций. Тем не менее, для исходного анализа работы мышц удобно пользоваться условно альтернативными понятиями «возбуждения» и «расслабления» мышцы.

Рабочая длина мышцы определяется степенью удаления друг от друга зон ее прикрепления к костям кинематической пары. Соответственно этому, под сокращением (или укорочением) мышцы понимается уменьшение ее длины при сближении несущих концов кинематической пары, а под натяжением (или удлинением, растяжением, хотя последняя формулировка менее удачна, так как носит «травматический» оттенок) — увеличение ее длины при движении противоположного характера. Этот момент следует подчеркнуть, так как иногда в понятие «сокращение» вкладывают смысл, соответствующий «напряжению» и работе в преодолевающем режиме, что приводит к недоразумениям.

Основные режимы работы мышц. Показатели возбуждения и рабочей длины мышцы могут по-разному сочетаться друг с другом, вводя мышцу в различные режимы работы, описанные ниже.

(Встречающаяся в литературе терминология, относящаяся к режимам работы мышц, неоднозначна и часто носит обобщенный характер. Так, любая работа мышцы на фоне ее удлинения (без учета степени ее возбуждения) именуется «эксцентрической», при сокращении — «концентрической», при сохранении длины (независимо от степени натяжения) — «изометрической», при неизменном напряжении (включая чисто лабораторный случай) — «изотонической». Работа напряженной мышцы при сокращении именуется не только «преодолевающей», но также «миометрической», при удлинении — «уступающей» или «плиометрической». Таким образом, существует некоторая разноголосица, порой затемняющая суть дела. В рамках настоящей работы используется терминология, в основном опирающаяся на работы Д. Д. Донского […]. Она позволяет достаточно детально рассмотреть различные режимы работы мышечного аппарата, обращаясь к конкретным примерам из спортивной практики).

Ниже рассматриваются наиболее характерные состояния мышц, связанные с понятием мышечного режима.

Поскольку мышцы работают весьма разнообразно, о фиксированных режимах работы мышц можно говорить лишь условно. Однако понимание различий между этими базовыми режимами весьма важно для анализа техники спортивных упражнений. Рассмотрим вначале четыре наиболее важных динамических режима, встречающихся при исполнении спортивных движений (рис. 3.12).

Рис. 3.12. Основные режимы работы мышц.

Останавливающий режим — состояние работающей мышцы, когда, натягиваясь, она все более возбуждается. В спортивной практике действия в останавливающем режиме очень существенны. Так, при упругом приходе на опору с прыжка или в беге, напряженные мышцы неизбежно натягиваются, развивая при этом наиболее значительные усилия. В останавливающем режиме мышцы работают также при движениях реверсивного характера, когда ранее разогнавшееся звено форсированно останавливается натягивающимися антагонистами и затем разгоняется в противоположном направлении. Эти фазы спортивных движений крайне важны, так как являются одним из основных средств эффективной подготовки мышечного аппарата к работе и самой работы в наиболее ответственных динамических компонентах движения.

Преодолевающий режим лежит в основе множества активных произвольных действий типа тяг, отталкиваний и т. п. Это сочетание одновременного сокращения и нарастающего напряжения мышцы. С отвлеченно биомеханической точки зрения, такой режим как бы менее выгоден, чем останавливающий, поскольку не позволяет развивать максимальные усилия. Но технически работа в преодолевающем режиме — единственная возможность активно воздействовать на внешние тела, сообщая им движение. Вместе с останавливающим режимом, преодолевающий режим является решающим техническим компонентом таких действий, как упругое отталкивание при беге, прыжках, когда после постановки опорного звена на опору вначале следует упругое приближение к опоре (с работой в останавливающем режиме), после чего следует преодолевающая работа.

Баллистический режим, как показывает само его название¹³, связан с выполнением движений броскового характера. При этом мышца (или группа синергистов), постепенно расслабляясь, продолжает сокращаться в силу инерционного движения звена, получившего ускорение, в результате чего точки прикрепления мышцы сближаются. Строго говоря, «баллистической» следовало бы называть работу мышц, по крайней мере, в двух фазах собственно бросковых движений и, соответственно, в двух локальных режимах, относящихся к сокращению мышц, выполняющих бросок. А именно — в фазе напряженной преодолевающей работы, сообщающей положительное ускорение движущейся массе, и в фазе последующего сокращения тех же мышц, но уже на фоне их постепенного расслабления.

Уступающий режим возникает при сочетании расслабления мышцы с ее одновременным натяжением под действием внешней силы¹⁴, включая действие антагонистов. Естественным следствием этого является постепенное, пропорционально степени и скорости натяжения, возрастание напряжения этих мышц, что чрезвычайно важно при исполнении движений реверсивного, в том числе циклического типа. Иначе говоря, работа мышц в уступающем режиме естественным образом готовит их к новому активному сокращению.

Порядок, в котором были прокомментированы четыре ключевых режима работы мышц — не случаен. Суть в том, что при исполнении суставных возвратно-колебательных движений последние следуют друг за другом в определенном порядке, образуя цикл (на рис. 3.12 ему соответствует последовательность режимов, идущих друг за другом в круговом направлении по часовой стрелке).

Рассмотрим пример. Если предложить человеку выполнять повторные, без остановок, маятникообразно махи прямой рукой в горизонтальной плоскости (например, слева направо и обратно), большая грудная мышца (как одна из синергистов, участвующих в этом движении), в момент быстрого маха рукой вправо будет работать в останавливающем режиме. Затем, после того как рука достигнет крайней точки движения, та же мышца, продолжая быть напряженной, начнет действовать в преодолевающем режиме. Далее, разогнав руку до определенной скорости, большая грудная мышца будет, благодаря инерционному движению конечности, постепенно расслабляться, переходя к баллистическому режиму. Наконец, когда звено уже совершает обратное движение под действием антагонистов (задние пучки дельтовидной мышцы и др.), грудная мышца, до того времени оставаясь расслабленной, начнет натягиваться (уступающий режим) и, благодаря этому, все больше напрягаться, переходя к останавливающей работе, т.е. к началу нового цикла колебательных движений.

Описанный цикл, включающий в себя четыре наиболее важных режима, характерен тем, что каждая мышца, участвующая здесь в движении, прежде чем развить необходимое усилие, предварительно натягивается, что чрезвычайно важно для рациональной, гармоничной работы всего мышечного аппарата. В литературе такой режим работы мышц, при котором они действуют в условиях эффективного предварительного натяжения, иногда именуется ауксотоническим. Характерно также, что мышцы при этом действуют реверсивно, то есть заставляют звено перейти к возвратному движению в каждой крайней точке цикла.

В спорте чисто циклические, возвратно-колебательные движения не так редки, как может показаться. Это, например, разнообразные размахивания в висах и упорах или ритмически выстроенные сгибания-разгибания тела в гимнастике, все шагательные, в том числе беговые движения, даже подготовительные махи рукой с диском у легкоатлета, и т. д. Вместе с тем очевидно, что в ациклических движениях, могущих составлять постоянно меняющиеся стохастические цепи (например, в действиях баскетболиста, маневрирующего на площадке), работа мышц носит более сложный, «мозаичный» характер, и компонуется как бы «из обломков» описанного цикла.

Помимо динамических существуют также статические режимы работы мышц, также весьма характерные для спортивной практики. С ними связаны известные упражнения и состояния, начиная от поз с полным расслаблением мышц и заканчивая труднейшими силовыми фиксациями, отягощенными положением тела или внешней нагрузкой. Прокомментируем в этой связи еще один режим работы мышц, хорошо известный из литературы и практики и также показанный в рис. 3.12.

Изометрический режим — состояние, при котором мышца сохраняет свою длину при разных степенях ее натяжения и напряжения. В своих активных разновидностях такая работа может использоваться для иммобилизации суставных сочленений, удержания заданной силовой позы и т. п. Примеры изометрической работы многочисленны. Формально, это вообще все статические упражнения, особенно характерные для гимнастики, групповой акробатики, поддержек в фигурном катании и т. д. Особенно характерны равновесные и трудные силовые фиксации, часто сопровождающиеся предельной мобилизацией силовых возможностей спортсмена (статические силовые упражнения в гимнастике, фиксация штанги и др.).

Характерны также упражнения, в которых заданная поза должна фиксироваться по ходу движения тела спортсмена в постоянно изменяющемся силовом поле. Так, гимнаст, выполняющий спад в вис на перекладине, должен удерживать возможно более «оттянутое» и выпрямленное положение, несмотря на нагрузки, значительно меняющиеся как по величине, так и по направлению (по В. Т. Назарову — «динамическая осанка»). Отметим также, что в этом смысле и все равновесные упражнения типа стоек и т. п. также требуют, несмотря на внешнюю статичность положения, постоянно варьирующих усилий, связанных с балансированием.

Соотношение режимов работы мышц-антагонистов. Из приведенного выше разбора видно, что работа мышц-антагонистов тесно связана, и в общем соответствует рассмотренному выше принципу реципрокной иннервации. Это прямо соотносится и с циклической сменой режимов в работе мышц.

На рис. 3.13 приведено построение, иллюстрирующее характер одновременной занятости противопоставленных мышечных групп. Можно видеть, что упорядоченные возвратные действия-движения антагонистов функционально противоположны. Так, если мышцы работают в останавливающем режиме, то их антагонисты в это же время проходят фазу баллистического. Преодолевающему режиму одной группы «отвечает» уступающий режим другой¸ противопоставленной мышечной группы.

Рис. 3.13. Сочетание режимов работы мышц-антагонистов при возвратно-колебательных движениях.

Разумеется, надо понимать, что эта картина идеализирована и иллюстрирует лишь самый общий принцип сочетаний мышечной работы, так как реальная мышечная работа — это не «стерильные» маятникообразные колебания в биокинематической цепи, а сложные, многообразные движения, «обслуживающие» самые различные спортивные движения.

Двигательные действия и режимы работы мышц. В связи с вышесказанным, рассмотрим ряд конкретных двигательных действий и состояний, заставляющих мышцы работать или пребывать в разнообразных режимах, начиная с наиболее элементарных случаев.

На построении в рис. 3.14 дается ряд «точек» и «траекторий», показывающих характерные режимные состояния мышц (построение соответствует рис. 3.13., буквами обозначены опорные точки построения, соответствующие состоянию мышц, цифрами — точки на траекториях, соответствующих изменениям в состоянии мышц в реальных движениях).

Рис. 3.14. Изменения режимов работы мышц в реальных упражнениях.

Приведем ряд реальных примеров, в которых чередование мышечных режимов носит сложный «мозаичный» характер, соответствующий структуре действий-движений в различных упражнениях.

1↔2. Упражнения на растяжку. Стремясь максимально расслабиться, спортсмен полностью подчиняется внешним воздействиям. Например, сидя на полу, с помощью партнера предельно наклоняется вперед, повторяя движение циклически.

3. Произвольное изменение позы в отсутствие внешних нагрузок. Типичный пример — суставные движения в безопорных положениях без быстрого вращения.

4. Останавливающая работа и силовая фиксация положения. Наиболее характерный пример — силовые гимнастические опускания в положения типа «креста», горизонтальных висов, упоров и др.

5→6→7→8→5. Инерционные циклические сгибания/разгибания типа «размахиваний изгибами» на перекладине. На рис. 3.14 они показаны эллиптической «траекторией», захватывающей все зоны построения, но в основном располагающейся в его левом нижнем углу, соответствующем преимущественно баллистическому режиму с ярко выраженным инерционным движением массивных звеньев. Подчеркнем, что чем больше выражено в этом цикле свободное, инерционное движение, тем выше технический уровень исполнения упражнения.

9→10→11. Отталкивание «с места». В простейшем случае спортсмен из статического подседа (9), резко наращивая напряжение мышц-разгибателей и вызывая их сокращение (9→10), выпрыгивает вверх. В биомеханическом плане такое движение малоэффективно, так как выполняется без должной подготовки: мышцы, выполняющие отталкивание, в известной степени натянуты, но начинают работу из статического положения, в котором скорость натяжения мышц, вовлекаемых в работу, равна нулю.

12→9. Приземление в остановку. Чтобы полностью погасить движение, спортсмен действует преимущественно в уступающем режиме с сопутствующим подрасслаблением мышц, снимающим напряжение, которое может нарастать по мере увеличения натяжения мышц («притормаживание с уступанием», по Д. Д. Донскому).

13→14→15→16→17. Упругий наскок на опору и наскок. Прыжок с места, уже рассмотренный нами (9→10→11), и прыжок, выполняемый с темпового упругого наскока на опору (что наиболее типично и важно, как предмет обучения), обладают большим внешним сходством. Однако, анализируя «траектории», показанные на рисунке, можно убедиться, что эти двигательные действия, в отношении режимов мышечной работы, совпадая в отдельных деталях (ср. точки 9→10 и 15→16; 10→11 и 16→17), вместе с тем существенно различаются. В прыжке «с места» отсутствует эффективная подготовительная фаза действий, дающая темповое натяжение мышц-разгибателей при упругом наскоке. Данные различия носят принципиальный характер, тогда как в практике они, как правило, не учитываются. Это касается, в частности, и физической стороны прыжковой подготовки: установка на прыжки «с места» и «с темпа» тренирует разные двигательные способности спортсмена. Наконец, заметим, что любой вид прыжка может завершаться приземлением в остановку (9→10→11→12→9 или 13→14→15→16→17→18→12→9), а также переходить в циклические прыжки с промежуточными упругими приземлениями, как это происходит в беге или «многоскоках» (14→15→16→17→18→12 →14).

Рассмотренные случаи движений, так же, как и сами режимы работы мышц, по сути упрощенные модели истинной деятельности мышечного аппарата спортсмена. Однако профессиональный анализ тренировочных упражнений в спорте, описание технических эффектов движений не возможны без удовлетворительного знания хотя бы основных, грубо очерченных закономерностей работы двигательного аппарата.

3.3. УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯМИ

Рассмотренные выше биомеханические закономерности работы двигательного аппарата спортсмена относятся, по преимуществу, к его периферической, эффективной части. Между тем, любой двигательный акт, совершаемый человеком, предполагает участие в исполнении движения центрально-нервных механизмов, подобно тому, как передвижение на автомобиле требует не только наличия подвижной части с рамой, мотором и колесами, но и системы управления, на вершине которой находится водитель.

3.3.1. Кольцевая схема управления движениями

Вопрос об управлении произвольными движениями широко и разнообразно обсуждался в специальной литературе, и основные положения, относящиеся к данной проблеме, ныне сложились в достаточно определенную концепцию. Это концепция кольцевых процессов управления двигательными действиями на основе сенсорных коррекций, полностью применимая и к спортивным двигательным действиям.

Фазы управления движениями. На рис. 3.15 принципиальная схема управления двигательным действием, в целом соответствующая концепциям П. К. Анохина, Н. А. Бернштейна и др., но адаптированная в целях прикладного применения. Анализ этой схемы регуляции двигательных действий помогает понять целый ряд закономерностей освоения и исполнения спортивных упражнений.

Рис. 3.15. Кольцевая схема управления двигательными действиями на основе сенсорных коррекций.

Обозначения: 1—2 — формирование образа действий в программирующих отделах ЦНС спортсмена, 3—4 — сигнал прямой связи и начало действия, 5—6 — активная мышечная работа и ее начальный физический эффект, 7—10 рецепция осуществленного движения и сигнал обратной связи, поступающий в аппараты сравнения и программирующие отделы ЦНС, 11—17 — коррекция движения и продолжение двигательного акта в новом цикле сенсорного контроля-управления.

Можно видеть, что двигательный акт, согласно этой схеме, развивается в следующей принципиальной последовательности:

— вначале формируется образ действия-движения в программирующих отделах ЦНС (1—2). Это фаза, связанная с возникновением и (или) последовательным уточнением двигательных представлений, играющих кардинально важную роль как в самом начале обучения, так и в дальнейшем, вплоть до выработки установки на исполнение упражнения в соревнованиях. Сформировавшиеся двигательные представления являются по сути, своего рода, программой двигательного действия;

— при наличии сформированной программы, психологической установки и должной функциональной готовности на конкретное исполнение двигательного действия, в управляющих отделах ЦНС (3) генерируется командный, эфферентный сигнал или — сигнал прямой связи. Это фактическое начало непосредственного двигательного акта (4);

— эфферентный импульс вызывает возбуждение мышечного аппарата (5), дающего некоторый первичный эффект (6) в виде усилия, движения и т.п.;

— результат физической работы, полученный в этом цикле действий, подлежит рецепции (7), т.е. оценке сенсорными системами, функционально соответствующими полученному движению;

— информация о результатах рецепции поступает в виде афферентного сигнала или сигнала обратной связи (8) в аппараты сравнения ЦНС (9);

— в аппаратах сравнения происходят анализ и синтез полученной информации на предмет соответствия программного движения фактически полученному результату. Если последний соответствует ранее заданной программе, исполнение упражнения может быть продолжено (10). При рассогласовании того и другого (что весьма типично для обучения) программа экстренно корректируется (11);

— в дальнейшем генерируется вторичный эфферентный импульс (12—13), также поступающий в эффекторы (14) и дающий некоторый новый результат (15), подвергающийся очередной рецепции (16, 17).

Описанный циклический процесс повторяется до тех пор, пока сохраняется потребность и возможность исполнения управляемого произвольного двигательного действия.

Сенсорные коррекции. Таким образом, можно убедиться, что процесс управления носит кольцеобразный характер и строится на основе обратной связи, получаемой от сенсорных систем. Перестройки, которые благодаря этому могут вноситься в движение, носят наименование сенсорных коррекций, без которых никакое произвольное движение не может быть управляемым¹⁵.

Интересно отметить, что в приведенной схеме управления двигательным актом как бы в снятом виде отражается весь процесс освоения спортивного упражнения, включающий в себя создание и совершенствование необходимых двигательных представлений, углубленное разучивание движения с его последовательной коррекцией и совершенствованием, а также методы и средства такой работы.

3.3.2. Скорость управления движениями (СУД)

Быстрота циркуляции нервных импульсов в системе управления действием-движением конечна. Как известно, меньше всего нужно времени на простые двигательные реакции, не требующие выбора, а также реакции, относящиеся к наиболее освоенным, автоматизированным двигательным действиям. Более сложные реакции, в особенности, связанные с разучиванием новых движений, требуют большего времени.

Так, есть данные (А. В. Овсянников, 1975), согласно которым время обратной афферентации, в данном случае, время, необходимое для оценки качества выполненного движения с учетом потребностей его возможной коррекции, при обучении гимнастическим упражнениям достигает 0,3 с, что, в сущности, очень много, если иметь в виду исполнение быстротечных движений (см. ниже).

С другой стороны, длительность двигательных действий и фаз движений, требующих оперативного управления (иначе говоря — их быстрота), весьма различны. Это означает, что спортивные упражнения, в зависимости от скорости включенных в них действий, в разной степени доступны для управления на основе сенсорных коррекций. В целом управляемость движения определяется отношением скорости анализа/синтеза сенсорной информации к скорости действия-движения; чем выше первая и ниже вторая, тем более управляемо данное движение, тем более оно доступно для коррекции в процессе обучения и исполнения. Таким образом, эффективная СУД — величина относительная.

Управляемость движений. Рассмотрим четыре условных категории спортивных упражнений, различающихся по названным выше параметрам.

Импульсные движения имеют время исполнения, соизмеримое с временем обратной афферентации или еще меньшее. Данные упражнения практически не доступны для оперативной коррекции. Таково, например, большинство мощных отталкиваний в легкой атлетике, гимнастике, акробатике или ударных действий. Длительность всех таких действий измеряется, максимум, двумя десятыми долями секунды, но как правило, бывает еще меньше. Например, типичное время отталкивания в акробатических, опорных гимнастических или легкоатлетических прыжках обычно не превышает 0,12 с. Даже при высшей степени мастерства спортсмен, успевший осознать неполадки в подобном движении, практически лишен возможности внести в него какую-либо коррекцию в механически эффективной форме. Тем более это относится к импульсным действиям типа прыжков, когда немедленно после выполненного действия спортсмен в принципе лишается возможностей взаимодействия с опорой или снарядом. Предельная модель этой ситуации — выстрел, когда исправить ошибку можно только в следующей попытке. Этими свойствами импульсных действий объясняются трудности в их совершенствовании, когда грубые формы движения могут осваиваться достаточно быстро и просто, а высокий уровень мастерства достигается очень длительной, кропотливой работой, а порой не достигается вовсе.

Быстрые движения выполняются в интервале времени не более 0,4—0,5 с. Это время близко к критическому значению обратной афферентации и при попытке действий типа сложной реакции от спортсмена требуются предельная быстрота и точность. Типичны в этом смысле действия голкиперов после опасного удара по воротам; теннисистов, идущих на прием короткой передачи; боксеров, реагирующих на удары противника; гимнастического тренера, бросающегося на помощь ученику, сорвавшемуся с перекладины, и т. п. Однако, даже при самой блестящей реакции исполнителя вероятность успеха в данной ситуации невелика и в значительной степени зависит от удачи, так как, сумев вовремя среагировать на сам факт атаки, спортсмен не успевает достаточно полно «расшифровать» внезапно полученную сенсорную информацию и принять единственно верное решение.

Умеренно — быстрые движения. К этой категории могут быть отнесены многие спортивные движения, в том числе целостные упражнения, длительность исполнения которых измеряется временем до 1,5—2 с. По ходу исполнения таких упражнений в них могут достаточно успешно вноситься спорадические коррекции. Эффективность и развернутость коррекционного управления такими движениями может быть различной в зависимости от их структурной сложности, необходимого темпа координированных двигательных действий, подготовленности спортсмена, его функционального состояния, и наконец, совершенства методов и средств обучения.

Так, при исполнении сальто из виса на перекладине или кольцах опорный период оказывается достаточно длительным, чтобы опытный гимнаст, отметив аномалии в исполнении начальной стадии упражнения, мог бы еще до перехода в безопорное положение до известной степени скорректировать движение и избежать ошибки. То же относится и к полетной части таких движений (время порядка 1,10—1,15 с), в которой могут выполняться действия вариативного характера. Типичны «подстроечные» действия у гимнастов, акробатов, когда ошибки опорной стадии движения хотя бы частично компенсируются в полете за счет техники группирования и т. д. Характерны также примеры экстренной перестройки программы движения, связанные с тактикой борьбы, особенно в игровых видах спорта и единоборствах. В контексте обучения умеренно-быстрые движения — наиболее благодарный материал для освоения и совершенствования. Именно на такие упражнения, прежде всего, ориентирован основной массив методов и приемов учебно-тренировочной работы.

Медленные движения, длительность исполнения которых существенно больше, чем время обратной афферентации (от 2 с и более), наиболее управляемы и в наибольшей степени доступны для оперативной коррекции, если этому благоприятствуют чисто технические условия (контакт с опорой и др.). К этой категории могут быть отнесены многие упражнения, например, силового, «жимового» характера, упражнения на равновесие, выразительные движения типа небыстрой сложно координированной пластики и др.

Средства повышения управляемости движений. Относительность СУД обусловливает особенности методики повышения управляемости движений. Стремясь помочь спортсмену наладить по ходу обучения систему управления двигательным действием следует, по возможности, оперировать как самим упражнением, так и средствами управления. Опишем в этой связи некоторые наиболее характерные направления, приемы и средства работы. Выделим, прежде всего, средства обобщенного воздействия, направленные на повышение функциональных возможностей спортсмена.

Совершенствование скоростных и сенсомоторных качеств спортсмена — один из наиболее кардинальных путей к успешному освоению любых спортивных упражнений, особенно связанных с быстрым движением. Как известно, скоростные качества спортсмена (здесь — скорость двигательной реакции) определяются рядом признаков, включая латентное время реакции, скорость одиночного неотягощенного движения, частоту повторных движений. Все эти качества могут совершенствоваться и подлежат специальной тренировке в формах, наиболее адекватных данному виду движений.

Не менее важна специальная тренировка сенсомоторных качеств спортсмена — реакций антиципации, способностей ориентироваться в пространстве и др. Совершенствование соответствующих двигательных возможностей — важнейший раздел подготовки во многих видах спорта. Достаточно вспомнить тренировку футбольного вратаря, которого «обстреливают» сразу десятком мячей; тренаж боксера, отрабатывающего уходы в работе с грушей; батутную «обкрутку», широко используемую во многих видах спорта гимнастического ряда. Подобные приемы и средства специальной тренировки двигательной реакции в принципе известны с древних времен на примерах исторически сложившейся подготовки в восточных единоборствах. Все это имеет не только техническое значение, но и крайне важно, как средство тренировки разнообразных психомоторных реакций, средство повышения подвижности нервных процессов, связанных с контролем собственных двигательных действий и управлением ими.

Расширение технического арсенала спортсмена — важнейший фактор повышения эффективности, точности двигательных действий при быстрых движениях. Чем больше выбор уже освоенных спортсменом технических приемов, которыми он владеет на уровне навыка и может без промедления использовать в форме реакции на виртуальную двигательную ситуацию, тем выше вероятность успешных действий при обучении. При этом, чем выше (до уровня оптимума) уровень автоматизации соответствующих двигательных действий, тем более высоким может быть эффект их применения. Таким образом, в данном случае речь идет о мастерстве спортсмена, которое предполагает не только высокий уровень технической подготовки на всех ее этапах, но и возможно больший спортивный опыт. Богатый технический арсенал зрелого спортсмена вообще способен в определенной степени компенсировать недостаток скоростных, реактивных качеств, которыми может обладать более молодой, но неопытный спортсмен.

Совершенствование двигательных представлений — также один из путей повышения эффективности управления ДД. Наиболее важная форма двигательных представлений в этом случае — идеомоторика, способность спортсмена вызывать в своем воображении образ предстоящего движения, детально воспроизводимый в сознании на как можно более обширном модальном «поле», т.е. в виде не только визуальных образов, но и в форме темпоритма, структуры мышечных напряжений и др. ощущений, сопровождающих исполнение именно этого упражнения.

Отметим теперь наиболее характерные методические приемы, позволяющие повысить эффективность управления двигательными действиями в конкретных условиях.

Замедление движения — хорошо известный прием обучения, позволяющий резко повысить СУД. Этот подход широко используется в различных замедленных имитациях движений, в так называемых «проводках», т.е. императивных формах направляющей помощи по всему движению, осуществляемой с помощью тренера или с применением специальных тренажеров. Предельная форма замедления, применяемая с целью осознания спортсменом действий в ключевых моментах упражнения и усвоения необходимых дифференцировок — фиксация рабочего положения тела.

Пример из области искусства. Знаменитый польский пианист Карел Таузиг (1841—1871) после каждого своего концерта, не уходя из пустого уже зала — медленно проигрывал всю программу еще раз, обращая особое внимание на неточности, допущенные, как ему казалось, в концерте.

Однако, прием замедления позволяет воспроизводить лишь отдельные координационные, кинематические параметры движения, практически не затрагивая его реальной динамики. Не работает этот прием и применительно к двигательным действиям, требующим предельно быстрой реакции, т.е. именно того компонента действий, который и является предметом освоения.

Наиболее благоприятная сфера применения замедления — умеренно-быстрые упражнения. В этом случае целесообразно применение гаммы постепенно и последовательно нарастающих по скорости упражнений, при исполнении которых спортсмен может, не теряя информации, переносить двигательные представления и элементы навыка, усвоенные при замедленном движении, на все более быстрые его формы, вплоть до желаемой.

Пространственная регламентация движения. Как отмечалось, импульсные и быстрые движения труднодоступны или практически не доступны для оперативной коррекции. Поэтому такие движения, подобные выстрелу, требуют тщательного «прицеливания». Для этого используются хорошо известные из методической литературы визуальные ориентиры, механические регуляторы (в роли тактильных ориентиров) и т. п. средства.

Примеры их использования многочисленны: футболисты, отрабатывающие прицельный удар по воротам, бьют по зональным разметкам (попасть в «шестерку», в «девятку»), аналогичными приемами пользуются волейболисты, теннисисты и др. В художественной гимнастике юные спортсменки применяют пространственные ограничители, заранее обозначающие заданную высоту броска предмета и пределы допустимых горизонтальных смещений. Разучивание некоторых прыжков в акробатике производится в зауженном коридоре, обозначенном вертикально стоящими матами; прикосновение к матам, возникающее при отклонении от заданного направления движения, играет в этом случае роль тактильного сигнала об ошибке.

Еще чаще используются «точечные» визуальные, звуковые и тактильные ориентиры, позволяющие спортсмену заранее настроиться на выполнение ключевого движения, регламентированного по высоте, направлению, амплитуде, силовым акцентам. Отметим, что все такие приемы организации движений носят прелиминарный, упреждающий характер. Еще до начала движения они организуют пространство вокруг спортсмена, беря его «в тиски» разрешенных отклонений от нормы. Таким образом, приемы этого рода вновь теснейшим образом связаны с двигательными представлениями спортсмена.

Временна́я регламентация движения апеллирует, прежде всего, к темпоритму движения и, таким образом, тесно связана с организацией целостной структуры движения. При исполнении упражнений, требующих точной координации в условиях быстродействия, ритмолидирование (включая и показатели темпа движения) является одним из важных средств содействия управлению ДД. Близким к этому по смыслу средством организации управления ДД является музыкальное сопровождение движений.

3.3.3. Средства внешнего управления движениями

Описанное выше кольцевое управление движением на основе сенсорных коррекций осуществляется самим спортсменом и, таким образом, строится во «внутреннем контуре» системы управления движением. Однако, на начальных этапах обучения, когда двигательные представления только формируются, спортсмен даже в первом приближении не располагает сколько-нибудь эффективной системой управления двигательным действием. В этом случае ее отсутствие может быть компенсировано помощью извне. Здесь «внутренний контур» управления дублируется «внешним контуром» (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Исполнение упражнения с использованием внешнего контура управления.

В частности, тренер, контролирующий действия ученика, может брать на себя определенную часть функций управления движением. При этом действия тренера, отслеживающего движения спортсмена, подчиняются принципам той же кольцевой схемы управления, и если разучивается движение, быстро разворачивающееся во времени, то реактивные возможности тренера не всегда могут быть достаточными для оказания своевременного воздействия.

Наиболее ярко это проявляется в случаях, когда взаимодействие ученика и тренера носит не опосредованный, дистантный характер (указания, сигналы различного типа), а непосредственно контактный, физический характер, как это бывает, например, при освоении многих гимнастических упражнений. Помогая в исполнении хорошо знакомого упражнения своему ученику, тренер действует наиболее эффективно, уверенно предугадывая при этом действия спортсмена и вовремя реагируя на возможные, тем более ожидаемые, ошибки.

Однако, в менее благоприятных условиях реакции тренера могут запаздывать или быть неадекватными, подобно действиям вратаря, «не угадавшего» направление удара. Иначе говоря, в этой ситуации скорость и точность управления собственными действиями у тренера оказывается недостаточной, а, следовательно, неадекватными остаются и действия его ученика.

Как можно преодолеть эти затруднения?

Многообещающи в этом отношении возможности технических средств обучения (ТСО). Современные ТСО, использующие возможности автоматизированного управления движением, могут, в принципе, давать практически моментальную реакцию на действия спортсмена, существенно опережая тренера по скорости воздействия.

Рис. 3.17. Схема соотношения во времени действий спортсмена, тренера и ТСО.

На рис. 3.17 изображена схема, отражающая соотношение во времени отдельных фаз обучения и двигательных действий, осуществляемых при участии спортсмена (Б), тренера (В) и, по возможности, с использованием ТСО (А).

В качестве критерия деления на фазы действия в данном случае использована формула управления, применяемая в программированном обучении. Это — информационная, операционная, контрольная и коррекционная фазы. Анализируя построение, можно видеть, что при взаимодействии тренера и ученика первые (информационные) шаги (1—2) не создают принципиальных проблем управления процессом обучения. Далее, при начале быстрого движения успех могут иметь прелиминарные (упреждающие) приемы, которые инспирируют начало действия (3). В дальнейшем, если тренер не использовал непрерывного физического контроля движений ученика, а действовал лишь в ответ на их внезапные нарушения, он в большей или меньшей степени, но неизбежно, опаздывает со своей реакцией (8), которая могла быть эффективной только в случае, если бы успевала попасть в фазу афферентации ученика и стать для него информацией, нормально циркулирующей во внутреннем контуре управления (5). Однако при быстрых действиях это практически маловероятно.

Совершенно иначе помощь, исходящая из внешнего контура управления, могла бы выглядеть при использовании автоматизированных ТСО, способных, в пределах заданной программы, анализировать и соответственно корректировать движение практически моментально.

3.4. ДВИГАТЕЛЬНАЯ ОШИБКА

3.4.1. Понятие «двигательной ошибки»

Обучение гимнастическому упражнению — конструктивный процесс, всегда связанный с поиском наилучшего решения двигательных задач, последовательно возникающих перед исполнителем в виде установки на все более высокий уровень исполнения движения. Практически неизбежный атрибут такой работы — преодоление затруднений, проблемных ситуаций и, как следствие, ошибок исполнения.

Поскольку гимнастические движения носят программный характер, успешность их выполнения может быть оценена только путем сопоставления реального движения с программой. Вместе с тем далеко не всякое расхождение между программой и выполненным движением может быть квалифицировано как ошибка, так как реальное исполнение упражнения, даже в целом успешное, редко достигает идеала. Таким образом, двигательная ошибка (далее — ДО) — это отклонение движения от заданной программы, влияющее на его спортивную оценку и требующее, в связи с этим коррекции в процессе обучения.

3.4.2. Значимость двигательной ошибки

Не всякое отклонение от нормы может расцениваться как ошибка. Следует различать разные степени и формы несоответствия между «идеальным» программным движением и реальным исполнением. Выделяются несколько видов таких отклонений, различные по значимости и свойствам. На рис. 3.18 они показаны в виде символических траекторий, в той или иной форме и степени, отклоняющихся от идеала.

Рис. 3.18. Значимость ошибки.

Флуктуации (а) — непроизвольные, случайные колебания параметров движения в непосредственной близости от нормы. Флуктуации неизбежно имеют место даже при «идеально» стабилизированном навыке и неуправляемы как естественное рассеяние при стрельбе. Они всегда пренебрежимо малы по величине, не дают повода для коррекционной работы в обучении и не рассматриваются как ошибка.

Вариации (б, в) — несущественные отклонения движения от идеальной программы, практически не влияющие на оценку качества исполнения упражнения. Однако наиболее заметные структурные вариации («протоошибки») могут давать повод для дополнительной работы, направленной на повышение стабильности навыка или его коррекцию.

Нарушения (г, д) — существенные отклонения от программного движения, при которых номинал упражнения сохраняется, но ошибки исполнения караются судейством.

Срывы (е, ж) — наиболее грубая форма несоответствия реального и программного движения, при котором исполнение упражнения не может быть засчитано.

В зависимости от степени сформированности, автоматизированности двигательных действий, все формы изменения движения (не считая флуктуаций) могут носить как изменчивый, так и фиксированный характер. Ошибки, не зафиксированные в форме навыка, являются нормальным предметом работы, тогда как «заученные» ошибки, автоматизировано повторяющиеся в составе навыка, представляют собой проблему, наиболее трудную для разрешения в обучении.

3.4.3. Причинно-следственные связи в структуре двигательной ошибки

Двигательная ошибка всегда порождается некоторым первичными факторами, порождающими, в свою очередь, целый ряд сдвигов, производных от первичного нарушения. Ошибочное движение, доступное для наблюдателя, представляет собой лишь окончание целого каскада причинно-следственных изменений, завершающихся отклонением от нормы, которые караются при судействе.

Рис. 3.19. Причинно-следственная структура двигательной ошибки.

Но это — формальная ошибка, попытки прямой коррекции которой, лишены смысла, так как истинная причина нарушения всегда восходит к самому началу причинно-следственной цепочки двигательных действий и носит психологический, ментальный характер, оставаясь скрытой для наблюдения и анализа. По этой причине, с практической точки зрения, наиболее важны срединные ступени причинно-следственного каскада нарушений, которые уже стали явными и еще восприимчивы для коррекции («сенситивные ошибки»). Иначе говоря, тренер и гимнаст имеют возможность корректировать ошибку не раньше, чем она станет доступной для наблюдения и анализа, но не позднее т.н. «основной стадии действий», от которой зависит возможность исполнения программы движения. Наиболее показательны в этом отношении упражнения типа прыжков, перелетов, соскоков: коррекция ошибочного движения в них возможна лишь в опорных стадиях движения, предшествующих полетной, результирующей части упражнения.

Примечания

4

См. главу 11.

5

Исследование Ю. К. Гавердовского, В. П. Спиридонова.

6

Цирковые гимнасты идут еще дальше, выполняя трюки.

7

Ср., например, это движение с действиями т.н. «курбета», т.е. отталкивания, дающего вращение тела в направлении «броска» ногами.

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.

9

Характерная аналогия — развитие сложности и трудности акробатических упражнений на дорожке благодаря акробатам-прыгунам, которые специализируются в этом и только этом виде движений.

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.

11

В механике понятия «напряжение» и «сила» различаются. В данном контексте «силу» следует понимать, как меру общего действия мышцы в точках ее прикрепления на костях, тогда как «напряжение» есть отношение данной силы к физиологическому поперечнику мышцы. Эту разницу легко понять из следующего сопоставления: тонкую резинку можно легко напрячь небольшим усилием (сила маленькая, а напряжение большое), но такая же или даже бо́льшая сила, приложенная к толстому резиновому жгуту, вызовет лишь незначительное напряжение. Однако, в рамках рассмотрения связи «длина-напряжение» смысл понятий «сила» и «напряжение», в сущности, не различается.

12

Пример, предложенный В. Б. Коренбергом.

13

От греческого «балло» — «бросаю».

14

Заметим, что при наиболее общем толковании понятия «уступающая» («полиметрическая») имеется в виду любая работа с натяжением мышцы, но в нашем случае это конкретно натяжение с одновременным подрасслаблением.

15

Напомним об известном эксперименте с т. н. «ишемической деафферентацией», при которой на бедро испытуемого накладывается резиновый жгут, лишающий конечность нормального кровообращения и, соответственно этому, должной чувствительности, а значит — и условий для обратной афферентации. После этого легко убедиться, что никакое координируемое движение, например, стопой, не удается. Простейшая бытовая аналогия этому опыту — «отсиженная» нога.