Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Способность человека к самооценке параметров физиологических функций при мышечной работе и управлению ими на принципах обратной связи

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Способность человека к самооценке параметров физиологических функций при мышечной работе и управлению ими на принципах обратной связи"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И ТУРИЗМУ КУБАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

РГВ од На правах рукописи

УДК 612. 21-06, 612. 766. 1, 612. 2, 613. 73S

г h апр t?:~

КРАСИЛЬНИКОВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

СПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА К САМООЦЕНКЕ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ И УПРАВЛЕНИЮ ИМИ НА ПРИНЦИПАХ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ.

03.00. 13 - ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

КРАСНОДАР - 1995

Работа выполнена в Волгоградском государственном 'институте физической культуры

НАУЧНЫЙ РУКОБОДИГЕЛЬ: доктор медицинских наук,

профессор С.Н.Кучкин ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор медицинских наук,

профессор Г.А.Макарова доктор биологических наук, профессор А.Б.Трембач

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЙ: Волгоградская государственная

медицинская академия

Защита состоится на заседании диссертационного Совета К 046.11.01 Кубанской государственной академии физической культуры (350015, г.Краснодар,ул.Буденого,161) » 1995 г. в часов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Автореферат разослан " " 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета К 046.11.01, профессор

В.В.Костюков

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Биологическая обратная связь (БОС) пред -сбавляет собой процесс обеспечения человека срочной информацией о величине изменения различных физиологических параметров организма . при различных воздействиях.

Имеется ограниченное число исследований, касающихся исполь -зования принципов БОС в условиях мышечных нагрузок. Наиболее исследованным оказался вопрос об использовании этого принципа в процессе управления движениями спортивного характера школой Фарфеля B.C. (1975), показавшей значительное повышение эффективности процесса обучения с использованием обратной связи.

Прием введения каналов срочной информации в виде БОС получил международное признание -1>з1о±ве:1Ъаск"(биоуправление). В методи -ческом плане биоуправление имеет наибольшее сходство с инструментальным ( оперантным) об.усдавливанием и является перспективным исследовательским методом решения задач психофизиологии и клиники (Черниговская Н.В., I9?ü, I9ö2, I9öo; Сохадзе ЭЛ., штарк М.В., шульман ü.M., I9üo; лрамелашвили Э.Г., Лебедев A.B., 19Ъб; Бабе -кий Е.Б., Парин В.В., 1Уо5; Василевский H.H., I99U). Биоуправле -ние используется для решения самых различных задач: от изучения функциональных механизмов контроля и регуляции физиологических систем организма, анализа природы обучения до попыток оценить и из -менить характер поведенческих реакций (а.Нозshield , I9o9;<] .sharta; Beattu «}*Ларин В.В., Баевский A.B., 1966; Бугаев С.А., Водяной А.Ю., 1992; Аутиев 1.В., Гантомонов Ю.Г., Котова А.Б.,1991) Всё ото говорит о том, что исследования на основе биоуправления представляют собой перспективное л усп-злио развевающееся самостоятельное направление, анализ принципов которого представляет несомненный интерес (Ссхадзе Э.М., Лпмченко В.н., штарк М.В., 19ЪЬ). Более того, некоторые авторы считают биоуправление самостоятельной дисциплиной ( кате/ , I9Ö6). Весьма аффективно использование принципов БОС для повышения точности самооценки человеком уровня и динамики физиологических сдвигов, что макет иметь важное значение в клинической практике, в процессе обучения различным приемам психорегулирующей тренировки, приемам расслабления, повышение физической работоспособности и реабилитации после травм (.V . Grean , I9ö5; Мвазян Т.А., 1968; Верещагина A.A., I9ÖÖ; Соколов. A.M.,Абрамов A.M., 1991; румянцев В.А., 1990). Конечной целью обучения человека на принципах БОС является произвольное изменение в нужном

направлении различных физиологических фикций и параметров (Боксер О.Я., Евсеев Н.Ф., Тимошенко Д.А., 1уВ4; Бугаев O.k., Никитина Э.В., 19Б2; Глазкова В.А., 1992; Глазкова В.А., Андреев Й.В., 1993);

К сожалению, в таком сложном виде человеческой деятельности, как спорт, принцип биоуправления почти не используется (кроме обучения движениям) для сознательного контроля самим спортсменом различных параметров физиологических сдвигов,для направленного изменения функционального состояния в зависимости от тренировочных задач.

По крайней мере в этом направлении имеются только единичные работы (Городничев P.M., Добин В.В., Беляев М.А., I9Ö5; 1фчкин С.Н., Солопов H.H., Сафонова B.w., 1989; Мароти Э.Ю., I99Ü; Городничев P.M., 1991).

Использование принципов BÜÜ позволит активно включить в процесс управления тренировочным процессом самого спортсмена (Разу -мовский Ü.A., 1993).

Уто определило актуальность, а также направление исследований настоящей работы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилось изучение принципов биоуправления в виде биологической обратной связи для повышения точности самооценки величины различ -ных физиологических параметров в организме при мышечной работе, точности осознавания спортсменом своего функционального состояния и обучение направленному изменении его путем изменения параметров мышечной работы. Это позволит целенаправленно управлять тренировочным процессом и активно включать в зтот процесс самого спортсмена. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие частные задачи исследования:

I. Исследовать способность человека к самооценке величины и динамики различных физиологических параметров при мышечной работе и изучить возможность повышения её точности с использованием биологической обратной связи.

'¿. исследовать динамику точности самооценки некоторых пара -метров двигательной деятельности и физиологических функций путем обучения на принципах биоуправления.

Ь. изучить некоторые механизмы изменения точности самооцен -ки физиологических параметров.

4. Исследовать возможность оптимизации тренировочной деятельности высококвалифицированных спортсменов на принципах биоуправления.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Установлено,что человек способен градуально или количественно воспринимать и оценивать величину различных физиологических параметров своего функционального состояния путем использования информации по различным каналам биологической обратной связи.

Показано,что точность самооценки различных величин физиологических параметров и их динамика зависит от индивидуальных особенностей,уровня и характера функционального состояния.

Впервые доказана эффективность использования каналов БОС для совершенствования управления функциональными сдвигами у высококвалифицированных спортсменов.

Доказано,что повышение точности самооценки величин и динамики различных физиологических показателей'позволяет ввести элемент личной активности и мотивизации в управление тренировочным процессом со стороны самих спортсменов,повысить контроль за выполнением тренировочных нагрузок,что позволяет без дальнейшего увеличения нагрузок обеспечить рост спортивной работоспособности.

ПОЛОЖШШ,ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Повысить точность самооценки различных физиологических параметров можно,используя БОС,в виде срочной информации происшедших в организме изменениях.

2. Чрезмерные физические нагрузки значительно ухудшают способность человека оценивать величину различных физиологических показателей,что предопределяет возможность использования данного факта в качестве альтернативного для оперативной оценки функционального состояния.

3. Самооценка величин физиологических параметров в процессе обучения с использованием БОС в значительной степени базируется на восприятии дыхательных параметров,обеспечивающих оценку интенсивности воспринимаемой нагрузки.

4. Использование принципов биоуправления позволяет повысить контроль за выполнением физических нагрузок и выведением их в диапазон наибольшей эффективности.

ПРАКШЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Важное практическое значение имеет контроль за динамикой самооценки различных физиологических параметров в процессе систематических мышечных тренировок, что позволяет давать рекомендации по оптимизации управления двигательной деятельности повышать ее эффективность. Спортсмены, принявшие участие в экспериментах научились практически пользоваться мето -дикой биологической обратной связи и убедились в возможности значительного повышения точности своих ощущений о величине сдвигов различных физиологических функций. Это позволило повысить эффек -тивность тренировочного процесса, а спортсменам повысить спортивные результаты.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Полученные в ходе исследований результаты использованы в практике работы комплексных научных групп при сборной команде России по плаванию. Внедрены в работу Российской школы высшего спортивного мастерства I99Ü г.; спортивной детско-юношеской школы олимпийского резерва 19У0, 1992г.; училища олимпийского резерва имени генерала Родимцева A.B., 1990г.; спортивного клуба "Монолит", 1992г.; ДЮСШ ДО Ю, 1992 г.; ДОШ 1994 г.; ВГЩКа 1993, 1994 гг., что подтверждено десятью актами внедрения. Некоторые методические приемы, предложенные автором, применяются в ПНйЛ плавания ВГШга, используются при проведении спецкурсов и научных исследований на кафедре физиологии и химии ВГШ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации изложены на научной студенческой конференции во время Всесоюзной олимпиады по физиологии (Баку, 1989), на Всероссийском съезде физиологов России (Душно, 1993), на Всесоюзном школе-семинаре дыхания (Бологое, 1991), на Всероссийской научно-практической конференции по проблемам физического воспитания детей доикольного и школьного возраста (Волгоград, 1994), на пленарном заседании молодых ученых Волгограде -кой области (Волгоград, 1994), на итоговых научных конференциях В1Ш\ (Волгоград, 1991, 1992, 1У93, 19у4) . Материалы диссертации обсуждены на научном Совете Волгоградского государственного института физической культуры (1994), на заседании Волгоградского отделения Российского общества физиологов им.h.П.Павлова (1995), на заседании кафедры физиологии и химии ВГиШ (1995).

ШБЛИКА1#1 РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ и подготовлено 4 стендовых доклада: на

_ Ь -

Всероссийских конференциях тренеров по плаванию (Волгоград,1993, 1994); на I межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1994г.); на областной научно-практической конференции "Актуальные вопросы физического воспитания учащейся и студенческой молодежи" (Волгоград, 1994).

СТРУКТУРА а ОБЪЕМ ^¡ССьРГАДш. Диссертационная работа изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, 4 глав собственных исследований, их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, в котором приведены 212 работ, в том числе ВО зарубежных авторов и приложения. Текст иллюстрирован 14 таблицами, 24 рисунками и 3 фотографиями.

МАТЩШШ И МъТОда йССЛВДОВАШЯ. В исследовании приняло участие 102 добровольца в возрасте от 7 до 22 лет, 60 испытуемых мужского пола и 42 женского пола. Все испытуемые регулярно занимаются спортом в различных секциях, 81 - плаванием (от ill разряда до М(Ж), 14 - конькобежным спортом (от lii да I разряда), 7 человек баскетболом (П-1 разряд).

исследования проводились как в лабораторных условиях (методы пульсометрии, электрокардиографии, спироэргометрии, спирометрии), так и в условиях естественного тренировочного процесса, во время проведения специальных тестовых заданий и соревновательной деятельности. ¿использование БОС в спортивной практике доласно базироваться на понимании основных закономерностей совершенствования различных ощущений, возникающих при введении каналов БОС. С этой целью в лабораторных условиях были проведены модельные опыты, которые послужили основой для дальнейшей отработки методика использования БОС на практике.

В качестве метода изучения способности человека к самооценке различных параметров физиологических функций при мышечной работе нами использовалась срочная обратная связь в виде информации о реальных (зарегистрированных инструментально) физиологических пара -метров (биоуправление). Для этого на кафедре физиологии и химии Волгоградского государственного института физической культуры (зав. кафедрой, доктор медицинских наук, профессор С.Н.,Кучкин) была создана специальная спироэргометрическая установка (рис.1).

Нагрузка задавалась на велоэргометре "Монарк" путем изменения сопротивления на педали при постоянной скорости педалирования 30 км/ч.

- б -

7

Рис.1. Схема установки для изучения точности самооценки различных параметров физиологических функций с использованием БОС при мышечной работе. 1-электрокардиограф "Салют-И"; 2-электроды ЗКГ; ¿-велоэргометр "Монарк"; 4-дыхательная маска и шланги; 5-стенд для отметки регистрируемых параметров; б-демпфер; 7 и 8 - волюметры.

Величины физиологических показателей регистрировались инструментально: ЧСС - с помощью электрокардиографа "Салют-2", ЧД и МОД - с помощью спаренных волюметров (Германия), ДО - путем нахождения частного от деления МОД на НЦ-

Все исследования проведены в соответствии с принципами Ледь-синской декларации (1977) и правилами Международного этического кодекса биомедицинских исследований на человеке (1978).

При оценке результатов исследований использовались различные методы математической статистики (метода вариационной статистики дополненные факторным , регрессионным, и коррелляционным анализом), в соответствии с известными рекомендациями (дашсеева «.и., Рукавишникова В.О., 1982).

При описании функционирования биологических систем применяют теорию линейных дифференциальных уравнений, при описании работы биологических систем по одному показателю - дифференциальные уравнения первого или второго порядка,при синтезе математических моделей, описывающих динамику многих параметров, составляют и ис,- • пользуют системы линейных дифференциальных уравнений, а при кон--кретном моделировании применяют все формальные математические ме-

- ? -

тоды решения дифференциальных .уравнений, в том числе и методы вычислительной математики (Венчиков A.b., Венчиков В.А., 1у'74; Венчиков А.П., 1975).

С целью изучения роли каналов BÜC в совершенствовании процесса управления физиологическими функциями, была предпринята попытка интерпретации процесса сличения с позиций теории информации (аациорский В.М., 1982). Данная теория не рассчитана на тонкий физиологический анализ механизмов, лежащих в основе управления функциями организма с использованием BJC в виде срочной информации. Она характеризует "макроподход" к управлению спортсменом своего функционального состояния с помощь» объективной срочной информации.

Расчеты проводились с помощью пакета статистических программ "Аврора" на компыоторе IBM ЗЬб. При обработке и обсуждении полу -«иных данных был использован метод графического изображения экспериментальных данных для повышения наглядности и выявления об -щих тенденций в изменении точности самооценки величин физиологических параметров в процессе обучения с использованием принципа биологической обратной связи.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБОВДНИЕ.

Исследование способности человека оценивать величину и динамику изменений различных физиологических'' параметров при мышечной работе.

Для решения поставленной задачи было проведено две серии исследований. В первой (обучающей) серии изучалась точность само -оценки физиологических параметров при различных по мощности нагрузках путем введения информации об их величине по каналам BUG. Нагрузка задавалась на велоэргометре "Монарк" (Швеция) путем изменения сопротивления на педали при постоянной скорости педалирования Зи км/ч. проведено 020 исследований на четырех ис пытаемых в течение пяти недель. Испытуемые в рандомизированном порядке выпрлняли различные по мощности нагрузки в течении трех минут. 3 одном исследовании задавались 2-3 нагрузки в диапазоне от 2<~Ь кг м/мин до 2026 кг м/мин с шагом 225 кг м/мин, всего десять ступеней. Испытуемые не знали о реальной мощности нагрузки и при работе на специальном стенде отмечали по собственным ощущениям величины н , МОД, ЧД, ДО и ЧСО на третьей минуте-работы в

СОСТОЯНИИ "stably stat»"-

После окончания работы испытуемым сообщались реальные пока -' затели, регистриуемые инструментально (срочная вербальная обратная связь).

Установлено, что использование обратной информации в процессе обучения самооценке величины физиологических параметров позволяет значительно повысить её точность.

К концу процесса обучения повысилась точность воспроизведения всех параметров, о чем свидетельствует усиление корреляционных связей меэд субъективными (сенсорными) и объективными (физиологическими) компонентами физиологических реакций работающего человека и уменьшение величины относительной ошибки при воспроизведении заданных параметров (табл.1).

Таблица I

Динамика средних величин относительной ошибки (X), диапазона индивидуальных колебаний и коэффициента корреляции (Ю, полученные по результатам самооценки и реальными показателями физиологических параметров в начале и конце исследования (л = 320)

Физиологи - Относительная ошибка % (X) Коэффициент корреляции СЮ

ческие параметры в начале в конце в начале в конце

ДО 16,8 (12,4-33,6) 9,1 (6,4-15,0) 0,5а1 0,862

МОД 33,2(21,5-66,8) II,¿(7,8-16,2) и,684 0,938

чд ¿6,8(14,2-40,5) 6,9(4,9-6,3) 0,583 0,821

чсс 10,8(7,8-18,0) 3,8(2,8-4,7) 0,716 0,912

N 13,4(18,2-62,0) 8,8(6,2-10,5) 0,608 0,940

Таким образом, исследования показали, что человек способен количественно воспринимать и оценивать величину различных физиологических параметров при мышечной работе. Индивидуальные различия в этой способности у нетренированных людей довольно значительны и достигают в среднем 42-45$. Особенно большой размах относительной ошибки наблюдается при самооценке параметров;,- МОД (21,5 и 66,8/0 .и мощности выполняемой нагрузки (18,2$ и 62,8$). О ростом количества исследований испытуемые с помощью БОС уменьшают процент ошиб-

ки.что позволяет говорить об улучшении Еосприятия сенсорной

информации о состоянии организма по величине физиологических параметров,при стабилизации величины ошибки через 3-4 недели.

Полученные данные согласуются с работами (Авсаркисяна А.Д. и др.,1983;Козарева Е.Л.,Шапкова Б.Г.,1983;Василевского Н.Н.,1983; Богданова А.Н.,1981;Яковлева А.П..Сметанкина А.Б.,1981) указывающими,что использование методики БОС,основанной на усилении сенсорного контроля над функциями человеческого организма,позволяет лучше оценивать изменения нервных,соматических и вегетативных функций.

Во второй серии исследований была поставлена задача установить возможность самостоятельного (путем изменения сопротивления на педали при неизменной скорости педалирования) выхода на заданную величину ЧСС в трех зонах энергообеспечения.В эксперименте приняло участие пять мужчин 21-22 лет,регулярно тренирующихся. Испытуемые не посвящались в цель исследования.

Продолжительность работы составляла для аэробной зоны (ЧСС= 120 уд/мин) 15 минут,для аэробно-анаэробной зоны (ЧСС=150 уд/мин) 10 мин. и анаэробной зоны (ЧСС=180 уд/мин) 5 минут.Аналогично предыдущей ■ 'серии-испытуемые ^в конце -работьгвыставляли на стенде все изучаемые параметры,На каждом задании было-проведено по пять' исследований.Полученные данные были математически обработаны с определением абсолютной и относительной ошибок,а также коэффициента корреляции между субъективными и объективными оценками компонентов физиологических реакций при выполнении мышечной работы различной мощности.

Проведенные исследования показали,что обучение на принципах

БОС прошло успешно,на что указывает снижение процента ошибки самооценки заданных параметров.В среднем процент ошибни снизился при самооценке ЧСС на 5,8 %; МОД на 23,0%; ЧЦ на 15,9 %;№ на 11,6 5?, N на 18,9 %;причем испытуемые точно выходили в заданные зоны энергообеспечения (процент ошибки самооценки ЧСС составил всего от 2,8 % до 4,7 %).Обучение на принципах БОС дает возможность человеку выйти на заданный режим работы и поддерживать его в течении определенного времени,оценивая при этом сдвиги различных физиологических параметров.

Для понимания механизмов совершенствования точности самооценки различных физиологических параметров был проведен интеркорреляционный и графанализ(Елисеев И.И.,Рукавишников В.0.,1982) тесно-

- IU -

ты взаимосвязи их в начале и конце обучения (рис.£)

Самооценка физиологических параметров в процессе обучения на принципах БОС в значительной степени базируется на ощущениях исходящих из дыхательных путей, что отражается на точности само -оценки параметров ДО и Так если в начале исследований количество значимых корреляций величин /р и 44 составляло не более 1-к., то в конце обучения число их составила до 6-7, свидетельству, о тесной взаимосвязи при оценке 4CG и МОд с основными дыхательными параметрами. Наши исследования хорошо согласуются с исследованиями ряда авторов (Бреслав W.O., 1994; Норматов А.П., Кочубеев A.B., ¡Хмелева A.M., IÜdo; Тихвинский С.Б., 1У62; и. Kats-Galamon , 1985; iiCaeB Г. Г., 1998) о том, что дыхательная система, в частности, импульсы с рецепторов растяжения дыхательных мышц и воздухоносных путей, являются главными "виновниками" ощущений тяжести нагрузки в различных измерениях. Таким образом, самооценка дыхательных параметров не только легче поддается тренировке, но и служит базой для повышения точности самооценки других физиологи -ческих параметров (рис.2).

Рис.2. Динамика интеркорреляции результатов самооценки

величин параметров дыхания, ЧСС и мощности нагрузки при различной мощности работы в начале и конце обучен.

корреляционные связи при р < 0,ОЬ (^0,5-0,69) корреляционные связи при р 0,01 (г=0,У-0,99)

- Ii -

Лучшая степень осоэнавания сдвигов физиологических функций наблюдается при работе в смешанной и анаэробной зонах мощности, что по-видимомад, связано с тем, что при тяжелых нагрузках вариатив -ность реакций физиологических функций снижается (уменьшается количество степеней свободы по Н.В.Зимкину,1978).

ОБУЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ САМООЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ТРЕНИРОВКИ НА ПРИНЦИПАХ БИОУПРАВЛЕНИН Изучение точности самооценки напряженности тренировочных нагрузок у пловцов различной степени подготовленности проводились на трех группах юных пловцов - учащихся училища олимпийского ре -зерва. В исследованиях приняло участие 30 человек:по 10 спортсменов из группы начальной подготовки 1ГНП), учебно-тренировочной группы (УТГ) и группы спортивного совершенствования (ГСС) (рис.3).

проплывания IT) у пловшв различной подготовленности Примечание: -ГШ; -•-УТГ; -ГСС.

В соответствии с методикой ВОС, испытуемые вначале были информированы о показателях времени проплывания и ЧСС (4-5 дней), а затем давали самостоятельную оценку регистрируемым показателям на основе своих ощущений, после чего им давалась возможность сравнить показатели своих, ощущений с зарегистрированными. Нагрузка задавалась в виде проплывания отрезков по 50 метров после предварительной разминки. Всего проведено 480 исследований, которые были условно разделены на исследования, проведенные в I период обучения (150 исследований), во П период (160 исследований) и Ш период (160 исследований). Анализ результатов показал, что более квалифицированные спортсмены способны точнее оценивать напряженность тренировочных нагрузок как по скорости передвижения, так и по ЧСС на всех этапах обучения (различия достоверны при Р<0,01). Кроме того, совершенно очевидно, что успешность обучения в самооценке интенсивности нагрузки и величины ЧСС возрастает практически параллельно, что свидетельствует об общих механизмах совершенствования таких сложных психофизиологических функций.

Использование метода БОС дает возможность в процессе обучения повысить точность самооценки параметров двигательной деятельности, причем повышение точности самоопенки напряженности нагрузки по ЧСС и скорости плавания возможно на всех уровнях подготовленности спортсменов. Для закрепления этого навыка достаточно уже недельного цикла обучения на принципах БОС.

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ИЗМЕНЕНИЯ ТОЧНОСТИ САМООЦЕНКИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Для решения поставленной задачи были проведены модельные исследования с воспроизведением заданных величин дыхательного объема (ДО) и в условиях использования лабораторных нагрузок на фоне различных сбивающих факторов.

Использование величины ДО для опенки точности дыхательных ощущений является общепринятым методическим приемом (Бреслав И.С., mos, 1983, 1984, Солопов И.Н., 1984). Так как в условиях физических нагрузок реально изменяющимися параметрами гомеостаза являются параметры газовой среды организма, в качестве тестируемой характеристики использовалось изменение РСО^ альвеолярного воздуха (Бреслав И.С., 1993; л..-.ita-^a м-юи 1985; Сергеева С.М., 1985). В исследовании участвовало 6 юношей 18-19 лет, информированных только об общих лелях эксперимента.

Для определения точности самооценки дыхательного объема испытуемым предлагалось осуществлять выдохи с величиной объемов в 25,50,75 и 90% от собственной жизненной емкости легких (ШЕЛ). Точность самооценки определялась по величине отклонения от задания, которое рассчитывалось в процентах по отношению к заданию, принимаемому за 100^. Аналогичные исследования проведены после 20 секундной произвольной гипервентиляции (гипокапния), после максимальной задержки дыхания (гиперкапния) и после различных по объему и интенсивности физических нагрузок в ранние фазы восстановительного периода.

Величину дыхательного объема определяли с помощью электронного спирометра СП-01. Контроль величины СО^- стимула определяли химическим анализатором углекислого газа АУХ-2, в последней порции выдыхаемого воздуха в мешке сразу после окончания дыхательных маневров в первом дыхательном цикле. Проведено 10 серий исследований по воспроизведению заданных дыхательных объемов в различных условиях. Результаты исследований обработаны с использованием методов вариационной статистики. Результаты представлены в табл.2.

Таблица 2

Динамика средней величины ошибки при самооценке заданных дыхательных объемов (ДО) в % и (Х±т) от задания 100%

\У елоВИЯ Ве\пыта личиХ на заХ. данногоХ Йормокапни'я Ък С02=4,5-5,5% (контроль) Гиперкапния Ъ А С02=6,7-9,3% 'Гипокапния %к 00^=0,8-2,4%

начало исследования коней исследования начало исследования конец исследования начало исследования ' конец исследования

25% 28,7+1,5 1-2хх 4,4+2,1 2 " 1-3 х 43,7+112 3 ~ 3-4хх 8,7+3,6 4 " 1-5 х 4,2+15,6 5 - 5-6хх 10,9+3,1 6 ~ .

5031 •24,3+2,1 7-Вхх 3,4+1,2 8 7-9х 38,2+8,4 9 ~ 9-10 хх 6.5+2,4 ТП " 7-11 43,7+13,2 П - П-12хх 8,9+2,8 1У ~

75% 13,9+3,2 13 " 13-14хх 2.7+1,8 14 ' 13-15 х 36,5+8,8 15 - 15-16хх 7,3+2,3 16 ~ 13-17 х 38,8+11,3 17 ~ 17-18хх 7,5+2,6 18 "

90% 9,1+1,6 19 19-20хх 2,4+1,Ь 20 ВЙ 21 21-22хх 4,6+2,1 22 " 19-23 х 22,4+6,9 23 23-24 хх 4,9+2,3 24

Примечание: цифра в левом никнем углу средних величин означает

порядковый номер;

цифра у звездочек означает сравниваемые пары средних. Достоверность различий по сравнению с контролем при х - Р<£0,05; хх - Р<0,01.Х

Средняя величина ошибок самооценки заданных .дыхательных объемов рассчитывалась без учета их характера - перевыполнения или недовыполнения задания.

Общая динамика ошибок при самооценке (ДО) как при дыхании воздухом, так и при гипокапнии и гиперкапнии аналогична и характеризуется их уменьшением с увеличением дыхательного объема. Наибольшие ошибки отмечались при воспроизведении ДО в от ЖЕЯ после нормального дыхания, а также при гипокапнии и гиперкапнии, что согласуется с результатами а.кагэ- ьа1а.лси> и др.). Вполне понятно, что это связано с различной степенью активации хеморе-иепторов и проприоцепторов дыхательных мышц, являющихся основными источниками афферентной информации о величине дыхательного объема. Это в полной мере проявляется при самооценке больших величин ДО (начиная с 50% от ЖЕЛ). При воспроизведении малых величин ДО (25% от ЖЕЛ) сниженная афферентация от рецепторов растяжения приводит к большим ошибкам самооценки ДО (Бреслав И.И., 1993; Соло-пов И.Н., 1994).

Гиперкапничесний стимул и особенно гипокапния приводит к еще менее точной .самооценке заданных дыхательных объемов. По-видимому, афферентные стимулы с хеморецепторов при гиперкапнии приводят к росту инспираторной активности и снижают точность самооценки заданных дыхательных объемов. При гипокапнии снижение точности самооценки можно объяснить тем, что резкое падение РА СО^ приводит к тотальным изменениям просвета мозговых сосудов и ухудшается восприятие афферентных сигналов из легких и дыхательных мышц (Бреслав И.О., 1984).

Введение информации по каналам БОС существенно повышает точность самооценки заданных дыхательных объемов при различных величинах СО2 стимуляции (Р<0,01). Исходя из проведенных исследований можно заключить, что целенаправленное обучение и совершенствование точности самооценки заданных дыхательных объемов с использованием метода БОС значительно повышает точность воспроизведения человеком собственных дыхательных объемов даже в условиях изменения параметров газового гомеостаза.

Из^чение_§инамики_точности_самошенк

в двух сериях исследований.

В первой серии участвовало двое испытуемых, которые оценивали

величины ЧСС, ЧД, МОД и /V в каждом исследовании,состоящем из-трех следовавших в случайном порядке нагрузок на велоэргометре. После достижения испытуемыми достаточно высокой точности самооленки происходящих в организме физиологических сдвигов, исследования были продолжены с введением сбивающих факторов. В качестве первого сбивающего фактора было использовано увеличение диапазона мощности нагрузки на велоргометре с 675 кг-м до 2475 кг-м. Предполагалось, что увеличение мощности работы увеличит ошибку при самооценке различных физиологических параметров. В качестве второго сбивающего фактора явилось отсутствие срочной информации о результатах самооценки, что не позволило испытуемым вносить коррективы в оценку величин физиологических сдвигов по ходу эксперимента.

Результаты исследований показали, что первый сбивающий фактор привел к различному изменению точности самооценки физиологических сдвигов. Наиболее значительное ухудшение точности самооценки у обоих испытуемых произошло по параметру мощности задаваемой нагрузки (в пяти случаях из шести произошло увеличение процента ошибки). Таким образом, введение в качестве сбивающего фактора,увеличение диапазона мощности нагрузки в первую очередь ухудшает самооценку именно этого "нового" изменения параметра. Наибольшие трудности в самооценке вегетативных параметров (ЧД, ЧСС, МОД и ДО) возникли при анализе динамики величины ДО. В пяти случаях из шести испытуемые превышали (+) величину ошибки.

Отсутствие срочной информации о реальной величине физиологических параметров не оказало достоверного уменьшения точности самоопенки, а точность самооценки некоторых показателей даже повысилась. Наиболее точно стали оцениваться параметры ЧСС и ЧД. Далее, в порядке убывания, идут параметры ДО, МОД и /V. Можно думать, что в условиях длительно протекающего эксперимента, у человека возникают долговременные следы в памяти и введение такого "слабого" раздражителя как временное отсутствие срочной информации заставляет испытуемого концентрировать свое внимание и результаты даже улучшаются тех показателей, которые находятся под усиленным сенсорным контролем. К тому ж.е срочная информация сама до определенной степени является "сбивающим фактором", так как после (-) ошибки испытуемый, как правило, в следующей попытке дает (+) ошибку и наоборот.

Во второй серии исследований по изучению влияния "сбивающих

факторов" на точность самооценки физиологических параметров приняло участие три испытуемых, информированных лишь об общих целях эксперимента. После прохождения обучения на принципах БОС (в виде срочной обратной связи), в результате чего наблюдалась стабиль -ность'величины ошибок (контроль) в исследование были введены различные по продолжительности перерывы, от трех до пяти недель. После перерыва эксперимент продолжался с вербализацией испытуемых о реальных величинах физиологических сдвигах по параметрам ЧСС,ЧД, ДО, ПОД и /V. Всего проведено 504 исследования.

Результаты изучения этого "сбивающего фактора" показали, что с увеличением продолжительности перерыва увеличивается количество параметров, самооценка которых ухудшается. Так после трех недельного перерыва ухудшалась самооценка двух показателей ЧД и ДО, после четырехнедельного перерыва уже трех показателей ЧД.ДО и N , а после перерыва в пять недель ухудшилась самооценка всех параметров кроме ЧСС.

По-видимому, в каналах долговременной памяти представление о величине различных физиологических параметров сохраняется с различной степенью прочности и продолжительности. По полученным результатам наибольшая прочность представлений сохраняется о параметрах ЧСС и МОД и значительно менее прочно о ЧД, N , ДО.

на основании вышеизложенного можно заключить, что на самооценки различных физиологических параметров влияет ряд факторов, в частности, увеличение мощности нагрузки, степень утомления, степень обученности, а также уровень подготовленности к такой процедуре исследования.

По-видимому, точность самооценки различных величин физиологических параметров является тонкой психологической характеристикой состояния организма человека, что позволяет использовать этот прием для экспресс-оценки функционального состояния, а также служить целям прогноза перспективности данного спортсмена (стабильно высокие или стабильно низкие возможности).

ОПТИМИЗАЦИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫСОКОКВАЛИФИЦИРОВАННЫХ СПОРТСМЕНОВ На ПРИНЦИПАХ ИСПРАВЛЕНИЙ" Для изучения возможности оптимизации двигательной деятельности на принципах биоуправления проведены физиолого-педагогические исследования на спортсменах высокой квалификации (МС и МСМК).

Изучение режимов тренировочной работы высококвалифицированных

пловцов и использование БОС для управления тренировочным процессом проводилось во время стандартного теста с четырехступенчатым увеличением скорости плавания (Авдиенко В.Б., 1990) на членах сборной команды России по плаванию.

I ступень: 1x400 м с интенсивностью 85$ от лучшего результата

на данный момент, отдых 3 минуты.

II ступень: 2x200 м - 90$ от максимума, отдых 40 секунд между

дистанциями и 3 минуты после серии.

Ш ступень: 4x100 м - 951» от максимума, отдых 30 секунд между отрезками и 3 минуты после серии.

1У ступень:8х50 м - с максимальной интенсивностью, отдых 1012 секунд между отрезками.

Регистрировались максимальная ЧСС, суша ЧСС в первую минуту восстановления, лактат крови (метод Штрома). Спортсмены по своим ощущениям подбирали такую скорость плавания, чтобы выйти на запланированную в тесте ЧСС. Сразу после окончания теста спортсмены давали оценку происходящим в организме изменениям, после чего им сообщались реальные физиологические показатели (срочная вербальная обратная связь).

Изучение параметров ЧСС (ЧССмах, £4СС), концентрации лактата в крови и скорости плавания позволило методом экстраполяции определить величины ЧСС, соответствующие различным зонам энергообеспечения. Результаты тестирования дают четыре взаимосвязанных ряда цифр - последовательно возрастающие скорости плавания и соответствующие им показатели ЧСС и концентрации молочной кислоты в крови. Построение графиков по этим цифрам дают так называемые лак-татные кривые, позволяющие,во-первых, с большой точностью и объективностью определять границы зон нагрузок с разной направлен -ностью воздействия на организм, во-вторых, осуществлять последовательное тестирование через определенные промежутки времени (месяц) цля определения величины прироста работоспособности в кастой зоне.

Так на первом этапе тренировке были определены зоны энергообеспечения, соответствующие 3,5-4,0 ммоль/л. Для этих зон были рассчитаны скорости плавания и соответствовавшие им параметры ЧССмах и2ЧСС. Спортсмены в процессе тренировки осуществляли контроль только по ЧСС и скорости плавания, причем параметр 2ЧСС оказался более чувствительным чем ЧСС , так как при одной ве-

личине ЧССмах могут быть весьма различные £4СС. Реальное управление скоростью плавания обеспечивалось как режимом задания, так и оперативным контролем по ЧСС. Последующее исследование проведено после выполнения тренировочных заданий (30 дней) с акцентом на работу выша уровня ПАШ (около 5-6 ммоль/л;.

последующее выполнение этого же задания осуществлялось на более высоком функциональном уровне (ЧСО уменьшалась, а скорость плавания в 3 и 4 зонах повысилась), пловш точно выходили на запланированную ЧСС в соответствии со своими ощущениями. По всей видимости, эти параметры могут служить косвенными показателями напряженности выполняемых нагрузок, воспроизведение которых способствует оптимизации двигательной деятельности, за счет создания под контролем обратной связи целенаправленно регулируемого афферентного притока в структуры ЦНС, ответственные за управление движениями Шинчук А.В.,1994).

Следовательно, обучение спортсменов на принципах БОС способствует дальнейшему повышению точности самооценки и расширению количества контролируемых физиологических параметров (сумма ЧСС, ЧСС восстановления, величина лактата, скорость плавания и др.). Это позволяет использовать самооценку физиологических параметров в виде своеобразного мониторинга, с помощью которого путем изменения параметров двигательной деятельности спортсмен может выходить на необходимый режим тренировочной работы.

Проведенные исследования также показали, что обучение человека точности самооценки величин и динамики различных физиологических параметров позволяет усилить элемент личной активности и мотивизации в ^правление тренировочным процессом со стороны самих спортсменов, повысить контроль за выполнением физических нагрузок и выведением их в диапазон наибольшей эффективности, что позволяет без дальнейшего учеличения нагрузок обеспечить рост спортивной работосаособности.

ВЫВОДЫ

I. Ооучение человека точности самооленки различных физиологических параметров путем введения срочной биологической обратной связи 1зрительной или вербальной) об их величине уже через 3-5 тренировок значительно повышает её точность не только в статических условиях (покой), но и в динамике (при мышечной работе различной относительной мощности).

2. Воспроизведение и самооценка ряда дыхательных параметров (дыхательный объем, частота дыхания, вентиляция) легче поддаются тренировке и, по всей вероятности, служат базой для обучения точности самооценки других физиологических параметров, характеризующих тяжесть мышечных нагрузок (например, Ч(Х, лактат и др.).

3. Тренировочный процесс является фактором, совершенствующим различные сенсорные ощущения. Более квалифицированные спортсмены способны более точно оценивать напряженность тренировочных нагрузок как по интенсивности нагрузок, так и по величине ЧСС.

4. Изучение механизмов изменения точности самооценки физиологических параметров, проведенное на модели воспроизведения заданных дыхательных объемов, показало, что в качестве факторов, приводящих к ухудшению самооценки может выступать: утомление, вызванное большим объемом или интенсивностью нагрузок (приближающихся

к стрессовым); ухудшение параметров гомеостаза (гиперкапния);уро-вень и характер функционального состояния и индивидуальные особенности личности.

5. Обучение спортсменов на принципах БОС способствует дальнейшему повышению точности самооценки и расширению количества контролируемых физиологических параметров (максимальная ЧСС,ЧСС, величина лактата, скорость плавания). Это позволяет использовать самооценку физиологических параметров в виде своеобразного мониторинга, с помощью которого путем изменения параметров двигательной деятельности спортсмен может выходить в необходимый режим тренировочной работы.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. КРАСИЛЬНИКОВ А.Н., КУЧКЙН С.Н., САФОНОВА В.И. Использование биологической обратной связи в спорте.//Всесоюзная студенческая конференция "Студент и научно-технический прогресс". Тез. докл. - Баку, 1989. - С.З.

2. КУЧКИН С.Н., ПОЛЕТКИНА И.И., КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Скорость ИАНО в оздоровительной физической культуре и спорте.//Научная конференция, посвященная 10-летию ДГШКгТеэ.докл.-Днепропетровск, 1990. - С.75-77.

3. КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. ,АВДИШ0 В.Б. использование биологической обратной связи для управления тренировочным процессом.//Всесоюзная научная конференция "Комплексная диагностика функциональных возможностей высококвалифицированных спортсменов.Tes. кокф.- Москва, 1990. - и.122-123.

4. ПОЛЕТКИНА И.И., КРАСИЛЬНИКОВ А.H., КУЧ1ШН С.Н. Идентификация ' анаэробного порога в спортивной практике.//Новости спортивной и медицинской антропологии,- Москва, 1991. -С.47-48.

5. КРАСИЛЬНИКОВ А.Н., ЛОПАТИН В.Д. Использование биологической обратной связи .для повышения эффективности тренировочного процесса спортсменов.// Тез.П съезда физиологов Казахстана. - Караганда, 1992. - 0.62-63.

ö. КУЧКИН С.Н.,КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Управление тренировкой спортсменов на принципах биоуправления.//Тезисы Всероссийского съезда физиологов.- Ж. Успехи физиологических наук, № 3,т.25, 1994. - С.73-74.

7. ЧЕНКГИН В.М., КУЧКИН С.Н., КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. и др. Системное обоснование комплекса функциональных методов исследования для спортсменов различной специализации.//Совершенствование улрав-

. ления многолетним процессом становления спортивного мастерства. -Волгоград, 1994. -C.II4-ilb.

8. С0Л0П0В И.Н., КУЧКИН С.Н., САФОНОВА В.И., КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Управление тренировочным процессом на принципах биологической обратной связи.//Совершенствование управления многолетним процессом становления спортивного мастерства.- Волгоград, 1994.- С.118-122.

9. КУЧКИН С.Н., КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Совершенствование управления процесса подготовки высококвалифицированных пловцов на принципах биоуправления.//Повышение качества подготовки квалифицированных специалистов по физической культуре и спорту.-Чайковский, 1994. - С.31-32.

10. КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Использование биологической обратной связи для контроля за эффективностью тренировочных нагрузок у юных пловцов.// Тезисы Всероссийской конференции по проблеме физического воспитания детей дошкольного и школьного возраста. Волгоград, 1994.-С.21-22.

11.КРАСИЛЬНИКОВ А.'Н. Оптимизация управления процессом подготовки высококвалифицированных пловцов на принципах биоуправления // Проблемы оптимизации процесса подготовки высококвалифицированных спортсменов. - Смоленск, 1994. -С.19-21.

12. КРАСИЛЬНИКОВ А.Н. Совершенствование процесса подготовки пловцов высокой квалификации на-принципах биоуправления//Спорт, Олимпизм, Гуманизм. - Смоленск, 1994. -С.34-35.