Особенности центрально-нервного управления взрывной силой у тяжелоатлетов и пауэрлифтеров

Мышечная сила, как это имеет место в тяжелой атлетике и силовом троеборье, зависит от двух групп факторов. Мышечные факторы создают базу для проявления силы. Здесь имеет значение объем мышечной массы, более точно имеет значение количество миозиновых мостиков, содержащихся в одном кубическом сантиметре мышечной ткани. Это, в свою очередь, связано с композицией мышцы, т.е. соотношением в ней быстрых и медленных мышечных волокон. Быстрые волокна более мощные, и, следовательно, в одном объеме их содержится больше миозиновых мостиков, т.е. количество сарколеммы в них между миофидриллами меньше. (Коц, 1962).

Таким образом, наличие в мышце быстрых волокон является одним из факторов, обеспечивающих более полное проявление силы при одной и той же мышечной массе. Однако, для реализации потенциальных возможностей мышцы требуется совершенное управление ею со стороны центральной нервной системы. Здесь требуется хорошая внутри- и межмышечная координация. В тяжелой атлетике и силовом троеборье, где упражнения выполняются с максимальными и сверхмаксимальными отягощениям, особое значение имеет внутримышечная координация, т.е. вовлечение в сокращение максимально возможного количества двигательных единиц. Эффективность внутримышечной координации косвенно может быть проверена с помощью электромиографии. При эффективном проявлении мышечной силы наблюдается редкая частота основных колебаний ЭМГ.

1. Состояние вопроса.

1.1. Современные представления о факторной структуре взрывного усилия.

В спорте часто можно услышать выражение “взрывная сила”, когда речь идет о движениях, характерных проявлением значительных усилий в минимально короткое, ограниченное условиями спортивного упражнения время. Подобные ситуации в спорте нередки, поэтому знание факторов, определяющих “взрывную силу”, может оказать большую помощь при подборе упражнений для скоростно-силовой подготовки спортсмена.

В настоящее время благодаря детальному изучению особенностей скоростно-силовой подготовленности спортсменов показано, что основной характеристикой “взрывной силы” является не столько способность к быстроте вообще или проявлению максимума динамической силы, сколько способность развития этого максимума. (Верхошанский Ю.В., 1961, 1963 гг.).

Рассматривая динамограмму “взрывного усилия”, можно выделить ряд значений, отражающих эффективность “взрывного усилия”. Так, например, одной из этих величин, существенно влияющих на результат движения, является отношение максимальной величины усилия, превышающего вес груза /F maх/ к времени его достижения /t мах/ J- градиент силы. В ряде исследований было показано, что данный градиент силы влияет на результат движения в равной или даже большей степени, чем максимальная величина усилия. (Годик М.А., Зациорский В.М., 1965 г.). В ситуациях, где влияние гравитации устранено, градиент силы сказывается главным образом на времени выполнения движения на начальных отрезках траектории. При движениях же против гравитации время выполнения движения на первом отрезке зависит в наибольшей степени от времени достижения максимальной силы. Причем влияние градиента силы на результат движения тем больше, чем меньше общая продолжительность движения (Зациорский В.М., Смирнов Ю.И., 1968 г.; Смирнов Ю.И., 1968 г.). Проведенные Илиевым Д.М. исследования подтвердили положение, что время достижения максимального усилия в значительной мере определяется значением градиента силы и наиболее полно оценивает взрывные способности нервно-мышечного аппарата человека. (Илиев Д.М., 1970 г.)

Татьяном В.В. с помощью факторного анализа был выделен ряд факторов, влияющих на эффективность “взрывного усилия”, одним из которых является общая способность нервно-мышечного аппарата к проявлению значительных напряжений в короткое время. Данный фактор в значительной мере влияет наJ-градиент силы и на время движения максимального усилия. (Татьян В.В., 1973 г.)

Рабочий эффект “взрывного усилия” определяется интенсивностью хемофизических превращений в веществе мышцы в течение переходного процесса, во время которого на концах мышцы возникает механическая тяга. Этот процесс связан с определенными явлениями в функциональных элементах активизированной мышцы, а именно – с сокращением контрактильной и растягиванием последовательной упругой компаненты (ПОУК). Поэтому Верхошанский Ю.В. (1968, 1970 гг.) предложил различать понятия “взрывная сила” и “стартовая сила”. При этом “взрывная сила” — это общая качественная характеристика, выделяющая движения, требующие проявления максимальной силы в минимальный отрезок времени, из ряда движении скоростно-силового типа. А “стартовая сила” — величина, отражающая способности нервно-мышечного аппарата человека к взрывному усилию в начале движения.

Семенов В.Г., исходя из этого, рассматривал динамограммы “взрывного усилия”. Он предложил оценивать “взрывную силу” мышц вышеописанным J – градиентом силы, а “стартовую силу” мышц – отношением половинного значения максимальной силы ко времени, затраченному на его достижение. (Семенов В.Г., 1971 г.)

В зависимости от внешних условий рабочий эффект “взрывного усилия” определяется различными факторами. При перемещении небольшого веса, рабочий эффект зависит главным образом от стартовой силы; по мере увеличения отягощения – от градиента силы; при значительных отягощениях – от абсолютной силы мышц. (Верхошанский Ю.В., 1970 г.)

Изучение факторной структуры показало, что одним из факторов, определяющих эффект “Взрывного усилия”, является абсолютная силы мышц. (Зациорский В.М., Смирнов Ю.И., 1968 г.; Верхошанский Ю.В., Татьян В.В., 1973 г.; Масальгин Н.А., Головина Л.Л., Обухова Н.З., 1975 г.) Особенно важен этот показатель при усилиях, связанных с перемещением каких бы то ни было отягощений, будь то спортивный снаряд или вес самого спортсмена, то и этот фактор необходимо учитывать. Абсолютную силу мышц можно определить по величине максимальной произвольной изометрической силы.

Итак, эффективность взрывного усилия можно оценивать по следующим показателям: по J – градиенту силы; по величине максимального усилия, превышающего вес груза; по времени достижения максимального усилия. Особенно часто как показатель эффективности взрывного усилия применяется J- градиент силы. Его используют в своих работах по изучению факторной структуры взрывного усилия Верхошанский Ю.В., Татьян В.В., Смирнов Ю.И. (Верхошанский Ю.В., Татьян В.В., 1973 г.; Татьян В.В., 1973 г.; Смирнов Ю.И., 1968 г.)

Нередко как показатель эффективности исследователями использовалось время достижения максимального усилия (Годик М.А., Зациорский В.М., 1965 г.; Масальгин Н.А., Барановский В.А., 1967 г. 1968 г.).

Кроме рассмотренных выше факторов, влияющих на рабочий эффект “взрывного усилия”, целям рядом авторов были выделены еще такие факторы, как стартовая сила мышц (Смирнов Ю.И., Верхошанский Ю.В., 1970 г.; Татьян В.В., 1973 г.; Верхошанский Ю.В., Татьян В.В., 1973 г.; Смирнов Ю.И., 1968 г. и др.), ускоряющая сила мышц (Верхошанский Ю.В., Татьян В.В., 1973 г.; Татьян В.В., 1973 г.), тотальные размеры тела (Смирнов Ю.И., 1968 г.).

Но и до последнего времени вышеперечисленными факторами эффективности “взрывного усилия” как правило не давалась физиологическая интерпретация. Исключением являются работы Масальгина Н.А. с соавторами, где был выделен фактор, отражающий жесткость последовательной упругой компаненты и имеющий большое значение для эффективности “взрывного усилия”. (Масальгин Н.А., Головина Л.Л., Обухова Н.З., 1975 г.)

Однако, остается неизвестной степень влияния центральной нервной системы на эффективность взрывных динамического и изометрического усилий.

1.2. Физиологическая характеристика параметров интерференционной электромиографии, применяемых для оценки скоростно-силовых движений.

Известно, что основная физиологическая функция мышц – отвечать сокращением на приход к ним по эфферентным нервам волны возбуждения от мотонейронов.

Функциональной единицей при мышечной деятельности является двигательная единица (Е.Д.) – группа мышечных волокон, иннервируемая одним мотонейроном. Каждый импульс возбуждения, пришедший от мотонейрона, вызывает в мышечных волокнах, составляющих одну двигательную единицу, практически синхронное возникновение потенциала действий (П.Д.). Мотонейроны работают ритмически, вследствие чего в мышечной части двигательной единицы появляются ритмические потенциалы действия.

Электромиография – это регистрация потенциалов действия, возникающих в мышце при ее возбуждении.

При использовании накожных электродов с большой поверхностью, отводимая от мышц биоэлектрическая активность представляет собой результат сложения, интерференции потенциалов большого количества двигательных единиц, большинство или многие из которых работают независимо друг от друга, т.е. синхронно. Поэтому электромиограмма имеет вид нерегулярной, а периодической, состоящей из перемежающихся крупных и мелких зубцов (интерференционная электромиограмма). Крупные зубцы интерференционной электромиограммы носят название основных колебаний электромиограммы.

При изучении интерференционной электромиограммы было замечено, что при увеличении силы сокращения мышцы амплитуда основных колебаний электромиограммы увеличивается. (Липольд 1952 г.; Зимкин Н.В. 1952 г.; 1955 г.; Кожевников 1961 г.; Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л. 1965 г.). Мерой оценки электрической активности мышц является средняя амплитуда колебаний за единицу времени, которая может быть определена методом интегрирования – суммации биоэлектрической активности за единицу времени (Персон Р.С., 1969 г.)

Исследованиями Липольда (Липольд 1952 г.) было показано, что при изометрическом сокращении во всем диапазоне напряжений интегрированная электрическая активность мышц линейно пропорциональна силе сокращения. Зависимость, близкая к линейной, была обнаружена в исследованиях Кожевникова (Кожевников 1961 г.).

Однако, отклонения от линейной зависимости были обнаружены Гурфинкелем В.С. с соавторами (Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л., 1965 г.). Было замечено, что для ряда мышц в районе больших нагрузок характерно меньшее возрастание электрической активности при увеличении силы сокращения.

Итак, зависимость между электрической активностью мышцы и ее силой сокращения можно характеризовать как монотонно возрастающую. А так как по величине токов действия можно судить о количестве вовлеченных в деятельное состояние двигательных единиц, учитывая при этом, что их число увеличивается с возрастанием мышечного напряжения (Зимкин Н.В., 1952 г., 1955 гг.), то, следовательно, важнейшим способом градации силы сокращения является изменение количества активных двигательных единиц. При возрастании напряжения мышцы наряду с рекрутированием новых двигательных единиц происходит также и увеличение частоты разрядов двигательных единиц. И если рекрутирование новых двигательных единиц, которое дает значительно больший вклад в увеличение мышечной силы, представляет собой механизм ступенчатой регуляции силы, то учащение разрядов двигательных единиц представляет дополнительные возможности для плавного изменения силы (Персон Р.С., Кудина Л.П. 1971 г.; Гидиков А.А. 1975 г.).

При увеличении силы сокращения мышцы на частоту следования основных колебаний электромиограммы влияют два фактора. Частота возрастает с увеличением количества работающих мотонейронов и частоты их разрядов. В этих условиях она изменяется примерно пропорционально силе сокращения. При дальнейшем увеличении силы сокращения влияние этого фактора уменьшается и вступает в действие другой фактор синхронизация двигательных единиц, которая ведет в другом направлении, снижая частоту зубцов электромиограммы, причем в диапазоне больших сил сокращения, близких к максимальным. Значительно выраженная синхронизация приводит к снижению частоты следования основных колебаний. (Персон Р.С. 1960; Жуков Е.К., Захарьянц Ю.З. 1965 г.). Это позволило сделать вывод, что при сильном сокращении мышц двигательные единицы переходят к синхронному режиму работы.

Под синхронизацией понимается выходящие за пределы случайного совпадения во времени отдельных разрядов двух или более двигательных единиц (Персон Р.С., 1969 г.). Синхронизация в свою очередь зависит от ряда факторов. Она, по-видимому, обусловлена распространением возбуждения на спинальном уровне, например, когда один интернейрон может оказывать синаптическое действие на несколько мотонейронов. Синхронизация также способствует увеличению количества активных мотонейронов (что в частности, приводит к уменьшению среднего расстояния между активными клетками и должно облегчить их электрическое взаимодействие). Кроме того, на синхронизацию может влиять такой фактор, снижающий ее, как частая бомбардировка мотонейронов импульсами от афферентов и клеток Реншоу (Персон Р.С., 1969г.)

При асинхронной работе двигательных единиц зависимость между интегрированной электрической активностью и количеством работающих двигательных единиц нелинейна – увеличение интегрированной электрической активности по мере увеличения количества работающих двигательных единиц замедляется. Это явление можно объяснить, если учесть, что при случайном сложении двуфазных колебаний возможно попадание их как в “фазу”, так и в “противофазу”. В первом случае происходит увеличение площади интерференционной кривой, во втором – ее уменьшение. Однако, при дальнейшем увеличении силы сокращения, а значит и количества работающих двигательных единиц, электрическая активность опять начинает усиленно расти. Это вызвано тем, что при значительном увеличении силы сокращения происходит переход от асинхронного режима работы к все более синхронизированному.

Правильный ритм потенциалов действия, проявившийся при определенных условиях в электромиограмме человека, есть физиологическое явление, отображающее определенных характер деятельности двигательного аппарата. В основе проявления правильного ритма лежит процесс синхронизации возбуждения мышечных волокон, зависящий от синхронизации деятельности мотонейронов, иннервирующих данную мышцу. Синхронизация деятельности двигательных единиц может иметь место при самых разнообразных формах мышечной работы как статистического, так и динамического характера. Синхронизация происходит тогда, когда человек для выполнения данной работы вынужден производить большое усилие. Синхронизация деятельности двигательных единиц является существенным фактором мышечной силы (Киселев М.А., 1935 г.; Виноградов М.И., Делов В.Е., 1938 г.; Русинов В.С., Чегунов 1938 г.; Жуков Е.К., Захарьянц Ю.З., 1959 г.). В спорте четкие картины синхронизированной работы мышечных волокон были продемонстрированы при силовых упражнениях (поднятие штанги) в исследованиях Степанова А.С. (Степанов А.С., 1959 г.)

Экспериментальные данные и результаты моделирования интерференционной электромиограммы (Ликбинд М.С., Персон Р.С. 1969 г.) говорят о том, что физиологическими причинами возрастания электрической активности при увеличении силы сокращения, является увеличение числа работающих двигательных единиц и частоты их разрядов, а также возрастание синхронизации.

К этому следует добавить еще то, что электрическая активность мышцы в большой степени зависит от ее длинны. При постоянных условиях импульсации, приходящей к мышце, ее электрическая активность снижается при увеличении длинны мышечных волокон. Это можно объяснить уменьшением диаметра мышц. (Персон Р.С., 1969 г.)

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что по величине интегрированной электрической активности и по частоте основных колебаний электромиограммы, которая является величиной, обратной частоте следования основных колебаний, можно судить о деятельности мотонейронов при скоростно-силовых движениях. Кроме этих параметров электромиограммы, которые можно получить визуально, существуют корреляционные методы обработки интерференционных электромиограмм. Нас интересует главным образом автокорреляционная функция электромиограммы, предложенная Персоном и Мишиным. (Персон Р.С., Мишин Л.Н. 1963 г.).

Исходя из того, что при некоторых постоянных условиях работы мышцы электрические колебания, отводимые от нее, можно рассматривать как случайный, стационарный процесс, была предложена автокорреляционная функция электромиограммы, характеризующая статистическую связанность мгновенных значений процесса в разные моменты времени.

Определение этой автокорреляционной функции состоит из трех математических операций: сдвига двух исходных функций во времени (вернее, одной и той же электромиограммы, но в данном случае дублированной), перемножения их и нахождения интеграла.

При исследовании электрической активности мышц могут представлять интерес два параметра автокорреляционной функции: первый – скорость ее затухания, которая характеризует регулярность электромиограммы; второй — время от начала координат до первого пересечения кривой с осью абсцисс. Эта величина характеризует среднюю длительность основных колебаний электромиограммы и близка к ? средней длительности одного двухфазного колебания электромиограммы (Персон Р.С., Мишин Л.Н. 1963 г.; Либкинд М.С., Персон Р.С. 1969 г.)

Вышеописанные положения делают накожную электромиографию ценнейшим средством изучения степени участия отдельных мышц в двигательных актах и распределения электрической активности мышц во времени. По некоторым параметрам интерференционной электромиограммы, определенным как визуальным, так и корреляционным методами обработки, можно судить о деятельности мотонейронов в движениях, где одновременно проявляется максимальная скорость движения и максимальная сила испытуемого. Игольчатые электроды, являющиеся наиболее эффективными для изучения деятельности мотонейронов во время их движения, в этих условиях быть примененными практически не могут. (Персон Р.С., Гидиков А.А., 1975 г.)

1.3. Исследования силовой подготовки в атлетических видах спорта.

В тяжелой атлетике изучение средств и методов силовой подготовки имеет большое значение для повышения эффективности тренировочного процесса. Проводились многочисленные исследования по силовой подготовке тяжелоатлетов.

У тяжелоатлетов отмечается своеобразная топография мышечной силы, прежде всего, высокий уровень развития силы мышц-разгибателей. У квалифицированных тяжелоатлетов отношение силы мышц-разгибателей и силе мышц-сгибателей выражается следующими величинами: для плеча (локтевой сустав) – 1,6 : 1; туловище (тазобедренный и поясничный суставы) – 4,3 : 1; голени (голеностопный сустав) – 5,4 : 1; бедра (коленный сустав) – 4,3 : 1. Именно в этом заключается своеобразие и гармония развития силы различных мышечных групп у тяжелоатлетов (Воробьев А.Н., 1988 г.)

Суханов О.А. вывел формулу для определения показателя мастерства, в которой приближенно учитывается затрата силы мышц на противодействие гравитации в зависимости от веса тяжелоатлета. На определенном отрезке времени можно наблюдать, что атлеты весовых категорий от 60 до 75 занимают ведущее положение по уровню своего мастерства, а атлеты тяжелой и наилегчайшей категории существенно отстают. (Суханов О.А., 1968 г.)

Проблема изучения развития мышечной силы у тяжелоатлетов с возрастом представляет в настоящее время особый интерес в связи со значительным омоложением современных штангистов высокого класса. Исследования десятилетней динамики изменения мышечной силы и скоростно-силовых качеств показала, что наибольший прирост исходных показателей по всем упражнениям происходил в период полового созревания (с 12 до 16 лет), в среднем 57,5%. В возрасте 17-20 лет темпы роста снизились и составили 36,6%, а в 21-22 года – 9,6%. Согласно результатам проведенных исследований, скоростно-силовые качества (по сравнению с силовыми) совершенствуется труднее, но поскольку они не менее важны для тяжелоатлетов, их развитию необходимо уделять особое и постоянное внимание. (Медведев А.С., 1986 г.)

Атлета с большим процентным содержанием в мышцах быстрых волокон обладают большой взрывной силой, что наряду с абсолютной силой является ведущим двигательным качеством тяжелоатлетов. От уровня развития взрывной силы в значительной степени зависит и техническое мастерство в тяжелой атлетике. Быстрые мышечные волокна обладают большей способностью, чем медленные, проявлять мощные усилия. (Верхоянский Ю.В., Смирнов В.Е., 1988 г.)

В настоящее время тензодинамография и электромиография используются в тяжелой атлетике как методы объективной регистрации технического мастерства тяжелоатлетов. Тензодинамография дает точные параметры величин усилий, развиваемых во время подъема штанги, что позволяет изучать более сложные характеристики проявления силы с учетом времени ее развития. Электромиографию используют для изучения степени участия различных мышц в движении, а также для оценки уровня координации движений. Электромиография позволяет объективно определять внутреннюю структуру движений. (Воробьев А.Н., 1988г.)

Степанов А.С., изучая динамику электромиограммы под влиянием тренировки по поднятию тяжестей, установил, что по мере улучшения спортивной формы, развитие одной и той же степени напряжения мышц сопровождается все меньшей электрической активностью. Такие изменения свидетельствуют о том, что процесс стимулирования мышцы со стороны ЦНС под влиянием тренировки в тяжелой атлетике становится более экономичным. В процессе спортивной тренировки по поднятию тяжестей, способствуя увеличению силы мышц, тренируются координационные механизмы деятельности единиц, повышается способность к синхронной деятельности их при развитии мышцей максимального напряжения. Данные исследования проводились на упражнении – жим штанги стоя. (Степанов А.С., 1959 г.)

Производилось исследование электромиографической характеристики проявления взрывной при толчке штанги от груди, в ходе которого был сделан вывод, что для достижения высоких результатов в толчке штанги от груди необходимо добиваться сокращения времени переключения от сгибания на разгибание в суставах нижних конечностей тяжелоатлетов (Фролов В.И., Медведев А.С, Масальгин Н.А., Эррера А.Г.)

Проводился электромиографический анализ мышц туловища тяжелоатлетов, в результате которого был сделан вывод, что оптимальное положение тела для осуществления которого был сделан вывод, что оптимальное положение тела для осуществления вытягивания позвоночного столба спортсмена в целях его разгрузки, профилактики – положение лежа на спине с согнутыми ногами (Арутюнян С.С., Райцин Л. П.)

В силовом троеборье и атлетической гимнастике серьезной научной работы в области силовой подготовки пока не проводилось. Все исследования в этих видах спорта идут по пути совершенствования методики тренировки и средств восстановления.

В результате анализа литературных источников можно сделать следующие заключения:

·  В исследованиях, направленных на изучение факторной структуру “взрывного” усилия, не рассматривались факторы, связанные с функционированием мотонейронов во время “взрывных усилий”.

·  Одним из методов, дающих возможность судить о деятельности мотонейронов во время скоростно-силовых движений, является метод интерференционной электромиографии.

·  Скоростно-силовые характеристики являются наиболее важными для достижения высоких результатов в тяжелой атлетике и силовом троеборье.

Это и послужило нам основанием для выбора темы и методики настоящего исследования.

II. Цель задачи, методы и организация исследования.

Данная работа имела целью: сравнить особенности центрально-нервного управления силой мышц у штангистов, занимающихся классическим двоеборьем и тяжелоатлетов, выступающих в силовом троеборье. Особенности центрально-нервного управления силой мышц оценивалось по данным интерференционной электромиографии. При этом решались следующие задачи:

1. В какой степени имеются у этих двух групп спортсменов различия в степени мобилизации двигательных единиц при медленном проявлении максимальной изометрической силы (это оценивалось по степени синхронизации биопотенциалов в электромиограмме на протяжении всего сокращения и особенно в заключительной фазе).

2. Насколько быстро идет мобилизация двигательных единиц в начальной фазе быстрого сокращения (оценивалось по отношению амплитуды ЭМГ в первой и второй фазах сокращения).

3. Какова степень синхронизации в работе мотонейронов в начале сокращения (сравнивалась синхронизация биопотенциалов в ЭМГ начальной и последующих фазах сокращения).

Основной инструментальной методикой в данной работе был метод интерференционной электромиографии. Исследование проведено на десяти спортсменах, из которых 5 студентов кафедры тяжелой атлетики РГАФК специализировались в тяжелоатлетическом двоеборье и 5 – в силовом троеборье. Квалификация спортсменов от I разряда до М.С.

В ходе эксперимента испытуемые выполняли разгибание правой ноги в коленном суставе в положении сидя; использовался тренажер для сгибания-разгибания коленного сустава. Сокращение мышц производилось в изометрических условиях. Угол в коленном суставе равнялся 90? . При этом с помощью накожных электродов отводились биопотенциалы четырехглавой мышцы бедра. Каждый испытуемый выполнял пять попыток на “взрывное усилие”. Кроме этого, регистрировалась максимальная и произвольная изометрическая сила. Для дальнейшего анализа использовались четыре лучшие попытки. Худшая попытка отбрасывалась.

2.1. Инструментальная методика эксперимента.

Экспериментальные исследования проводились на базе учебной лаборатории кафедры физиологии РГАФК. В состав инструментальной методики входили: электромиограф DISA TYPE 14 F 60 EMG FM-RECODER, магнитограф МР-5421, измерительный комплекс на базе бытового компьютера БК-0011.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема методики для регистрации и обработки сигналов электромиографии.

Сигнал электрического потенциала мышц снимался с помощью электродов (1), усиливался усилителем электромиографа (2) и подавался на вход магнитографа (3). Запись электромиограмм осуществлялась на максимально возможной скорости магнитографа – 38 см/сек. ДО проведения каждого эксперимента и после производилась запись калибровочного сигнала.

Обработка зарегистрированной информации осуществлялась после проведения эксперимента, для чего магнитограф (3) переключался в режим воспроизведения и минимальной скорости движения ленты 4. 75 см/сек. Магнитограф через аналого-цифровой преобразователь (4) подключался к бытовому компьютеру БК-0011 (5), с которого в память компьютера загружалась программа ЭМГ (разработанная специально для обработки сигналов электромиографии и написанная на языке программирования Бейсик). На мониторе (7) осуществлялся контроль работы программы, а на принтере (8) распечатывалась вся информация после обработки сигнала ЭМГ. Аналого-цифровой преобразователь (4) под воздействием программы преобразовывал сигнал, записанный на магнитографе, с частотой 1,25 кГц. С учетом того, что запись на магнитографе велась на скорости в 8 раз большей, чем во времени считывания (воспроизведения), реальная миограмма была преобразована с частотой 10 кГц.

При обработке оцифрованной информации вся база данных с одной попытки разбивалась на блоки по 516 цифр в блоке. В каждом блоке данных подсчитывалось количество пересечений изолинии (нулевой линии как с плюса на минус, так и обратно) и сумма ординат, помноженных на коэффициент калибровки, т.е. рассчитывалась площадь подынтегральной кривой. Для расчета интеграла, отрицательная полуволна кривой инвертировалась и складывалась с положительной.

Таким образом, каждая попытки разбивалась на участки по 5 мСек (анализировался отрезок попытки длительностью 1 сек.), и обрабатывались 20 таких отрезков.

Фиг.1

·  Биополярные электроды

·  Электромиограф

·  Магнитограф

·  Аналого-цифровой преобразователь

·  Бытовой компьютер БК-0011

·  Печатающее устройство

·  Магнитофон “Радиотехника”

·  Дисплей

2.2. Математико-статистический анализ результатов эксперимента

Основным статистическим методом анализа было сравнение средних арифметических групп по Х-критерию. Проверялась гипотеза в том, что генеральные средние арифметические значения групп равны между собой.

III. Результаты исследования и их физиологическая интерпретация.
Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица №1. Результаты исследования по электрической активности мышц, частоте колебаний ЭМГ
при «взрывном» усилии и проявлении изометрической силы.

J I – суммарная электрическая активность на начальном отрезке движения при “взрывном” проявлении усилия.

J II – суммарная электрическая активность на последующем отрезке движения при “взрывном” проявлении усилия.

f I – частота основных колебаний ЭМГ на начальном отрезке движения при “взрывном” проявлении усилия.

f II – частота основных колебаний ЭМГ на последующем отрезке движения при “взрывном” проявлении усилия.

f изом – частота основных колебаний ЭМГ при изометрическом усилии.

Таблица 2. Оценка достоверности различий между электро-миографическими параметрами “взрывной” силы у тяжелоатлетов различных специализаций.
(По Х-критерию Ван дер Вардена)

= — 2,83

Х = / / = 2,83

Х 05= 2,60

В таблице № 2 даны следующие обозначения:

i – порядковый номер, общий для обеих выборок.

У I – отношение интегрированной электрической активности для первого и второго отрезков ЭМГ для группы штангистов.

У 2 – то же для группы силового троеборья.

– функция, обратная интегралу вероятностей, используемая при построении критерия Х.

n – количество испытуемых в обеих группах.

Х = / / — критерий Ван дер Вардена.

В результате применения Х –критерия получены следующие результаты. Средняя величина отношения электрической активности для группы штангистов получена 1,18; в то же время для группы силового троеборья она равна 0,93.

Различия по Х-критерию достоверны.

IV. Выводы

1. При медленном проявлении силы у штангистов и лиц, занимающихся силовым троеборьем, не получено достоверных различий в степени мобилизации двигательных единиц (по частоте колебаний электромиограммы).

2. При проявлении “взрывной” силы у штангистов более быстро идет мобилизации двигательных единиц. Среднее отношение интегрированной электрической активности для начального и последующего отрезков ЭМГ равно у штангистов 1,18, а у троеборцев 0,93. Частота импульсации мотонейронов в начале движения у штангистов также выше.

3. Достоверного различия в степени синхронизации в работе мотонейронов в начале сокращения у штангистов и троеборцев не установлено.

Заключение.

В связи с тем, что частота основных колебаний ЭМГ у тяжелоатлетов и троеборцев при изометрическом проявлении силы достоверных различий не имеет, можно предположить, что штангисты при медленном проявлении силы не уступают троеборцам, значительно превосходя их по показателям взрывной силы. Из вышесказанного можно сделать вывод, что центрально-нервное управление силой у штангистов выше, чем у троеборцев, и силовикам рекомендуется выполнять упражнения классического двоеборья в тренировке для улучшения собственных результатов.

БИБЛИОГРАФИЯ:

·  Барановский В.А., Масальгин Н.А. “Теория и практика физической культуры”, 1967, № 8

·  Верхошанский Ю.В. “Основы специальной силовой подготовки в спорте”, ФиС, 1977

·  Верхошанский Ю.В. “Теория и практика физической культуры”, 1968, № 8

·  Верхошанский Ю.В. “Теория и практика физической культуры”, 1970, № 10

·  Верхошанский Ю.В., Татьян В.В. “Теория и практика физической культуры”, 1973 г., № 6

·  Верхошанский Ю.Ю. “Тройной прыжок”, ФиС, 1961.

·  Верхошанский Ю.В. “Теория и практика физической культуры”, 1966, № 11.

·  Виноградов М.М. “Физиология трудовых процессов”, Л., 1958.

·  Виноградов М.И., Делов В.Е. “Ученые записки ЛГУ”, 1968, № 23,6.

·  Гидиков А.А. “Теоретические основы электромиографии”, Л., 1975.

·  Годик М.А., Зациорский В.М. “Теория и практика физической культуры”, 1965, № 7

·  Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л. “Регуляция позы человека”, М. “Наука”, 1965.

·  Жуков Е.К., Гуляев П.И. “Методы электрофизиологических исследований”, Л. , 1968.

·  Жуков Е.К., Захарьянц Ю.З. “Физиологический журнал СССР”, 1959, 45, сс. 1053-1059.

·  Зациорский В.М., Смирнов Ю.И., Михеев “Теория и практика физической культуры”, 1967, № 11

·  Зациорский В.М., Смирнов Ю.И. “Теория и практика физической культуры”, 1968, № 7

·  Зациорский В.М., Годик М.А. “Теория и практика физической культуры”, 1966, №4.

·  Зациорский В.М., Годик М.А. “Теория и практика физической культуры”, 1966, №5

·  Зимкин Н.В. “Физиологическая характеристика силы, быстроты и выносливости”, ФиС, 1956.

·  Киселев М.А., Маршак М.Е. “Физиологический журнал СССР”, 1935, 18, с. 180

·  Козлов И.М. “Теория и практика физической культуры”, 1966, № 11.

·  Кудина Л.П. “Физиологический журнал СССР”, 1968. 54, сс 152-159.

·  Кудина Л.П., Персон Р.С. “Физиологический журнал СССР”, 1971, 57, сс. 38-44

·  Масальгин Н.А., Барановский В.А. “Теория и практика физической культуры”, 1968, №9

·  Моногаров В.Д. “Электрическая активность мышц человека при некоторых физических упражнениях” в сб. “Проблемы физиологии спорта”, 1958, вып. 1, сс. 78-89.

·  Персон Р.С. “Теория и практика физической культуры”, 1966, № 9.

·  Персон Р.С. “Электромиография в исследованиях человека”, М., “Наука”, 1969.

·  Персон Р.С., Мишин Л.Н. “Физиологический журнал СССР”, 1963, 49, сс 1050-1058.

·  Персон Р.С. “Физиологический журнал СССР”, 1960, 46, сс. 810-818.

·  Персон Р.С., Артемьева Е.Н., Лаврухин Б.В. “Физиологический журнал СССР”, 1970, 56, сс. 802-805ю

·  Персон Р.С., Кудина Л.Н. “Нейрофизиология”, 1971,3, сс. 200-209

·  Персон Р.С., Кудина Л.П. “Нейрофизиология”, 1973, 5, сс. 77-87.

·  Рокотова Н.А., Шапков Ю.Т. “Физиологический журнал СССР”, 1973, 59, сс. 269-276.

·  Смирнов Ю.И., Зациорский В.М., Кулин “Теория и практика физической культуры”, 1968, № 12

·  Смирнов Ю.И., Подливаев Б.А., “Теория и практика физической культуры”, 1968, № 12.

·  Спепанов А.С. “Физиологический журнал СССР”, 1959, 45, с. 130

·  37 Сороко В.И., Трубицина Г.А. в сб. “Опыт изучения регуляции физиологических функций в естественных условиях существования организмов”, М., 1961, сс. 317-327.

·  Эдрин Э.Д. “Механизм нервной деятельности”, Биомедгиз, 1935.

·  Эккле Д.Т. “Физиология нервных клеток”, М., 1959.

·  Масальгин Н.А., Головина Л.Л., Обухова Н.З. “Теория и практика физической культуры”, 1975, № 9

·  Половцев В.Г. “Теория и практика физической культуры”, 1966, № 12.

·  42. Медведев А.С. “Система многолетней тренировки в тяжелой атлетике”, 1986.

·  Воробьев А.Н. “Учебник по тяжелой атлетике”, 1988.

·  Фролов В.И., Медведев А.С., Масальгин Н.А., Эрра А.Г. “Тезися докладов XVI Всесоюзной конференции по физиологии мышечной деятельности”, 1982.

·  Арутюнян С.С., Райцин А.П. “Тезисы XVIII Республиканской научно-методической конференции”, Ереван 1989.

·  Масальгин Н.А. “Математико-статистические методы в спорте”, 1974.

·  Масальгин Н.А., Медведев А.С. “Статистический анализ подготовки тяжелоатлетов”, 1991.

·  “Математическая статистика” Ван Дер Варден, 1963.