Двигательное действие как система движений

Мышечные синергии

Мышечные тяги в биокинематических цепях складываются в мышечные синергии — согласованные тяги группы мышц переменного действия, управляющие группой звеньев.

Мышечные синергии – это согласованное функционирование группы мышц, участвующих в реализации движения. Благодаря м.с. движения приобретают стандартную форму, превращаясь в двигательные стереотипы, штампы. Вместе с тем эти стереотипы динамичны, они характеризуют результат движения, а не процесс его регулирования, в котором сбивающие реактивные силы могут не только преодолеваться, но и использоваться для экономии мышечной энергии иннервации. М. с. наиболее характерны для тех движений, способы выполнения которых нормированы и стандартизированы (ходьба, танец, бег, мимика, вольная гимнастика и т. д.).

С одной стороны, мышцы изменяют свое действие по ходя движения, действие их переменно.

С другой стороны, в сложный установившихся движениях совместное действие мышц настолько стабильно, что они представляют собой весьма постоянные устойчивые объединения («двигательные ансамбли» по А. А. Ухтомскому).

Этим обеспечивается управление каждым звеном и всем биомеханизмом в целом в соответствии с решаемой двигательной задачей.

Из бесчисленного количества возможных движений выделялись, усовершенствовались и стали применяться лишь немногие, наиболее целесообразные. Определяющую роль в этом играют мышечные синергии, находящиеся под контролем и управляемые со стороны нервной системы. Их активность строго согласуется с множеством сил, приложенных к костным звеньям, и направлена на наиболее рациональное использование законов биомеханики для решения задачи двигательного действия.

Двигательное действие как система движений

Физические упражнения с точки зрения биомеханики рассматриваются как системы движений. Это объединения множества частных движений, представляющие собой единые, целостные, целенаправленные проявления активности — двигательные действия.

Совершенство выполнения физического упражнения зависит от того, насколько правильны все частные детали и как они объединены, зависит от структуры системы движений.

Выполняя движения, человек управляет ими. Важно понимать не только то, как построены системы движений в физических упражнениях, но и то, как человек управляет системами движений, используя их структуру.

Двигательное действие как система движения

При изучении физических упражнений приходится исследовать разные виды систем:

1) вещественная система — опорно-двигательный аппарат (сотни костей, суставов и мышц);

2) система процессов — управление движениями, их энергетическое обеспечение и непосредственное исполнение;

3) система свойств — целостность и расчлененность систем, их устойчивость и изменчивость и многое другое;

4) система отношений — соподчинение (субординация), взаимное согласование (координация) и др.

Все эти системы характеризуют разные стороны физического упражнения. В биомеханике в первую очередь рассматривают физические упражнения как системы процессов исполнения движений.

Состав системы движений — это ее элементы, те движения, из которых она состоит.

Существуют виды спортивной техники со строго постоянным составом: например, гимнастические упражнения (их состав задан требованиями соревнований); легкоатлетические упражнения (состав отобран как наиболее рациональный). Однако в видах спорта, где имеется противоборство спортсменов (спортивные игры и единоборства), состав технических действий изменчив и включает обычно наиболее совершенные элементарные действия (метания, удары, броски, передвижения и т. п.) в возможно лучшем сочетании.

Поскольку двигательные действия совершаются посредством движений частей тела и всего тела в пространстве и во времени, к системе движений различают ее элементы, выделенные либо по пространственному признаку, либо по временному.

Пространственные элементы и их подсистемы.

Пространственные элементы выделяют в системе движений по изменению взаимных положений звеньев тела в разных суставах (элементарные действия).

Элементарное действие — это наименьший элемент системы движений (пространственный), имеющий относительно самостоятельное значение, известный смысл и осуществляющий определенное задание.

Простые суставные движения объединены в элементарные действия (в группы одновременных движений и в ряды последовательных движений). Разные элементарные действия могут совпадать во времени. Как элементы всей системы они представляют собой подсистемы, части всей системы.

Из элементарных действий (более мелких подсистем) состоят более крупные подсистемы, например подготовительные и основные действия. Так, одно из основных действий в лыжном ходе — отталкивание лыжей включает элементарные действия: отталкивание ногой, махи рукой и ногой, а также бросок тела вперед и вверх.

Структура системы движений.

Для совершенства системы движений существенно не только из каких движений она состоит (состав системы), но и как организован из них целостная система, как все элементы объединены (каков структура системы).

Управление двигательными действиями как системами движений.

Человек как самоуправляемая система. Построение самоуправления движениями.

Человек как самоуправляемая система

Для того, чтобы физические упражнения достигали поставленной цели, их надо выполнять правильно, совершенно. Совершенство выполнения зависит от управления движениями. Физические упражнения в биомеханике изучаются как система движений, управляемая человеком. Для лучшего овладения физическими упражнениями надо знать, как организовано управление системой движений и какие изменения происходят при формировании и совершенствовании системы движений.

Самоуправляемая система включает в себя две подсистемы - управляющую и исполнительную, которые соединены каналами прямой и обратной связи между собой и внешним окружением.

Управляющая подсистема (мозг) посылает команды органам движения по каналу прямой связи (двигательные нервы). Органы движения, осуществляя действие, воздействуют на внешнее окружение (тоже прямая связь). От внешнего окружения сигналы о его состоянии и изменениях в нем по каналу обратной связи поступают в организм и доходят до мозга (по чувствительным нервам). Получается замкнутый (кольцевой) контур управления. Следует понимать, что в подсистему управления сигналы обратной связи поступают и через подсистему исполнения, и непосредственно через отдельные органы чувств. Получается ряд замкнутых циклов, который обеспечивает управление по ходу движения.

Когда изучают двигательное действие как управляемую систему движений, устанавливают, каков ее состав и структура. Для этого служат количественные характеристики движений. По характеристикам выявляют отличающиеся друг от друга части (состав системы, т.е. ее подсистемы). По их изменениям определяют, как эти части взаимосвязаны и влияют друг на друга (структура системы). Эти характеристики дают также описание состояния системы в каждый момент.

Конечное состояние системы, заданное заранее, представляет собой цель управления, к которой должен привести весь процесс управления. Достижение цели осуществляется управляющими воздействиями (командами). Они переводят систему из одного состояния в другое по определенному способу, иначе говоря, определяют поведение системы.

2. Информация и её передача: приём, преобразование, хранение, выдача информации.

Информация в системе движений — это сообщения о состоянии и изменениях внешнего окружения и организма, а также команды подсистемам исполнения и обеспечения.

Информация — душа управления. Она передается посредством сигналов (к центру — сообщения, от центра — команды).

Общие основы локомоторных движений.

Биомеханика ходьбы и бега.

Виды ходьбы.

Существуют разнообразные виды ходьбы. Каждый из этих видов отличается своими биомеханическими особенностями.

· «Пригибной шаг». Этот вид ходьбы характеризуется наклоном тела кпереди, из-за чего происходит временное нарушение равновесия тела в значительно большей степени, чем при обычной ходьбе. Это быстрая ходьба, используемая для быстрого передвижения по ходам коммуникаций при боевых действиях. Для нетренированного человека этот вид ходьбы весьма утомителен, и поэтому его усвоение возможно лишь путем систематического обучения.

· «Спортивная ходьба». Этот вид ходьбы, позволяет очень быстро передвигаться, но при этом требует очень сильного сокращения мышц. Одна из главных особенностей этого типа ходьбы – это приземление на более выпрямленную, нежели при обычной ходьбе, ногу. При этом коленные суставы находятся почти все время в разогнутом положении. Движения рук, отведенных и приподнятых, порывисты. Период двойной опоры при этом виде ходьбы очень сокращен, но в то же время нет фазы полета.

· Ходьба ощупью. При этом виде ходьбы отсутствует период потери телом равновесия и сила тяжести тела для продвижения его вперед не используется. При ходьбе ощупью сперва нащупывают площадь опоры передней ногой, а уже после этого на неё переносят вертикаль центра тяжести.

· Ходьба вверх по наклонной плоскости и по лестнице. В данном случае особенно большая нагрузка падает на четырехглавую мышцу бедра опорной ноги, которая выполняет преодолевающую работу.

· Ходьба по наклонной плоскости и лестнице вниз. В отличие от других видов ходьбы приземление в данном виде ходьбы начинается с носка, а не с пятки. Четырехглавая мышца выполняет уступающую работу.

· Ходьба на пальцах. В данном виде ходьбы стопа предельно согнута в голеностопном суставе и отчасти в суставах между отдельными костями самой стопы. Этот вид ходьбы характеризуется большими нагрузками на брюшной пресс и мышцы спины.

Помимо описанных выше видов ходьбы существуют еще и индивидуальные особенности походки, черты которой закладываются в детстве. При ходьбе длина шага зависит от многих причин, одной из существенных является длина ног (или рост человека), подвижность в тазобедренном и голеностопном суставах и т. д. Широкая постановка ног и сильный разворот носков укорачивают длину шага. Длина одиночного шага изменяется приблизительно от 0, 5 до 1 м и при ходьбе в удобном темпе составляет 0, 7 – 0, 8 м. Исследования показали, что между частотой и длинной шага при ходьбе существует прямая зависимость. В то же время на индивидуальные особенности походки накладывает отпечаток и профессиональная деятельность. Например, всем хорошо известна «кавалерийская» походка или «футбольная» походка.

Характеристика бега.

В отличие от ходьбы бег характеризуется тем, что в нем нет периода двойной опоры. Движения при беге состоят в том, что тело опирается о землю, то одной то другой ногой, а между этими периодами опоры имеется период полета в воздухе. Координация движений тела при беге в основном такая же, как и при ходьбе, но более резко выражена перекрестная координация в движениях конечностей, верхней и нижней.

Принято различать два основных вида бега: бег, при котором стопа приземляется с пятки, и бег, при котором приземление происходит с носка. Первый вид используется при беге на длинные дистанции, а второй вид – при беге на короткие дистанции. Первый вид бега значительно менее утомителен и стоит ближе к ходьбе, чем второй.

При беге с приземлением с пятки различают в движениях с каждой ноги те шесть фаз, которые были описаны в отношении движения ноги при ходьбе. Этими фазами являются:

· приземление и передний шаг опорной ноги;

· фаза вертикали опорной ноги;

· задний шаг опорной ноги;

· задний шаг свободной ноги;

· фаза вертикали свободной ноги;

· передний шаг свободной ноги, после приземления которой цикл движений повторяется сначала.

При беге наклон тела увеличивается, так как скорость больше, чем при ходьбе. Причем, чем быстрее бег, тем больше наклон. Наклон туловища у ряда выдающихся спринтеров лежал в пределах 12 –20˚ с тенденцией уменьшения. Движения туловища, в основном, соответствуют движениям при ходьбе. Нагрузка на мышцы при беге большая, чем при ходьбе. Особенно сильным является сокращение четырехглавой мышцы бедра, а также задних наружных мышц голени в момент отталкивания «задней» ноги от земли. В целом бег характеризуется более интенсивной работой всех мышц.

Факторы, влияющие на скорость бега разнообразны. Например, при беге на короткие дистанции это поддержание максимальной скоростью бега. А при беге на длинные дистанции спортсмен бежит со скоростью, которая обеспечивает ему возможность сохранить достаточно энергии, чтобы закончить дистанцию.

При беге с определенной скоростью спортсмен выбирает определенную длину и скорость одиночных шагов, так что комбинация этих двух величин создает желаемую скорость. Например, если длина шага спортсмена 2 метра, а частота шагов 3 шага в секунду, его средняя скорость за один шаг будет 6 м/с.

Возрастные локомоции.

У новорожденных двигательный аппарат имеет определенную степень зрелости, что позволяет выполнять целый ряд простейших движений.

Нарастание тонуса затылочных мышц позволяет двухмесячному ребенку, положенному на живот, поднимать голову. К 2, 5 – 3 месяцам начинается развитие движений рук в направлении к видимому предмету, а к 5 – 6 месяцам ребенок точно протягивает руку к игрушке, с какой бы стороны она не находилась.

В 4 месяца развиваются движения перевертывания с бока на бок, а в 5 месяцев – на живот и с живота на спину.

В возрасте 4 – 7 месяцев ребенок ползает, в положении на животе поднимает голову и верхнюю часть туловища.

В 6 – 7 месяцев начинает вставать на четвереньки. С развитием мышц туловища и таза ребенок в возрасте 6 – 8 месяцев начинает делать попытки вставать на ноги, стоять и опускаться, придерживаясь руками за опору.

В период подготовки к ходьбе анатомо-физиологические особенности ребенка затрудняют процесс овладения равновесием: слишком слабы мышцы нижних конечностей, а ноги коротки и полусогнуты, да и общий центр тяжести располагается более высоко, чем у взрослого человека, а стопы гораздо меньше. Поэтому в период обучения ходьбе очень важно помочь ребенку в поддержании равновесия. К концу первого года ребенок свободно стоит и, как правило, начинает самостоятельно ходить. Началом самостоятельной ходьбы можно считать тот день, когда ребенок впервые пройдет несколько шагов. Но и этот период устойчивость при ходьбе и прямостоянии незначительна. Равновесие ему удается сохранять, балансируя руками, разведенными в стороны и широко расставленными ногами.

К 3 – 4 годам совершенствуется координация движений, что позволяет ребенку при ходьбе и стоя сохранять равновесие, не прибегая к помощи рук.

В возрасте 4 –5лет ребенку доступны разнообразные и сложные по координации движения: бег, прыжки, гимнастические и акробатические упражнения, катание на коньках и т д.

К 6 – 7 годам заметно увеличивается сила мышц разгибателей туловища, бедра и голени. Важнейшим в формировании двигательных факторов является бег ходьба, игры, сочетание ходьбы с бегом и прыжками.

В возрасте 5 –8 лет заметно увеличивается точность и меткость движений (метание мяча и других предметов).

В период от 8 до 11 –12 лет продолжается дальнейшее совершенствование двигательных навыков, особенно в беге, ходьбе, прыжках, метании, гимнастических и акробатических упражнениях.

Вместе с тем у школьников по сравнению с дошкольниками, увеличивается время вынужденной неподвижности. Поэтому на данном этапе развития особую роль могут сыграть уроки физической культуры, как один из основных факторов здоровья.

Мышечные синергии

С одной стороны, мышцы изменяют свое действие по ходя движения, действие их переменно.

Двигательное действие как система движений

12 3 4 Следующая ⇒