Введение. Итоговой задачей тренировочного периода является повышение эффективности спортивной деятельности. В конкретном виде спорта среди всех двигательных качеств ведущими становятся те, при развитии которых достигаются наивысшие результаты, что в конечном счете определяется функциональными системами (ФС), отвечающими за их развитие. Такие виды спорта, как плавание и водное поло, объединяет средовая характеристика реализации двигательных качеств. Водная среда имеет ряд чисто физических характеристик (гидростатика, гидродинамика, волнообразование, гипогравитация, охлаждающий эффект и др.), которые делают ее уникальной для занятий спортом и, соответственно, требующей от спортсмена развития специфических свойств: плавучести (горизонтальная и/или вертикальная устойчивость в воде), силы тяги (максимальное приложение усилия в воде при выполнении движения), активного и пассивного сопротивления давлению жидкости, демпфирование ударов и т.д. [1].
Плавание, согласно структурно-функциональной классификации, является циклическим видом спорта, эффективность которого зависит от развития скоростной выносливости. Специфика водного поло как спортивной игры определяется ацикличным характером двигательных действий, что требует совершенствования скоростно-силовой выносливости. Как и для других игровых видов спорта, действия спортсменов различных амплуа специфичны, что проявляется в скоростных передвижениях, остановках, сменах направления в сочетании с владением мячом и т.д. [2].
Для ватерполистов и пловцов необходим ряд общих качеств и навыков, включая такие, как физическая выносливость, силовая подготовленность для преодоления сопротивления воды, поддержания техники движения в воде, высокая скорость и темп перемещения, владение техникой плавания и др.
В контексте вышесказанного очевидно, что ватерполисты и пловцы должны обладать схожими физическими и психофизиологическими качествами для успешной практики и выступлений в своих видах спорта. Объединяющая эти два вида спорта совокупность внешнесредовых факторов (водная среда) требует включения дополнительных неспецифических механизмов адаптации. Этот факт позволяет провести изучение и сравнение ряда показателей, характеризующих физиологический статус и обеспечивающих спортивную эффективность ватерполистов и пловцов, с одной стороны, различающихся по требованиям к их спортивным действиям, с другой – объединяющих тех и других сходными внешними условиями их реализации [1-3].
Научные исследования, направленные на изучение особенностей статуса спортсменов на разных уровнях развития спортивного мастерства как факторов эффективности, остаются актуальными. Однако выявление и сопоставление особенностей физиологического статуса спортсменов, занимающихся различными водными видами спорта, в доступной литературе представлено недостаточно [4; 5]. В связи с этим очевидна необходимость исследования показателей управления ФС как предикторов спортивного статуса, которые отражают уровень функциональных возможностей спортсменов.
Согласно классической теории функциональных систем (ФС) любая ФС направлена на получение полезного результата и по-крупному состоит из компонента управления и компонента исполнения. Первый включает психический компонент (высшая нервная деятельность – внимание, память, эмоции, мотивации и т.д.) и нейродинамический (особенности нервных процессов - сила, уравновешенность, подвижность и т.д.). Очевидно, что при осуществлении различных функций включается и тот и другой компонент управления, но в разной степени реализации. Все вышесказанное требует поэтапного подхода к оценкам физиологического статуса спортсменов. На данном этапе исследования изучены нейрофизиологические характеристики спортсменов, играющих в водное поло, и спортсменов, занимающихся плаванием.
Цель исследования – оценка нейрофизиологических показателей функционального статуса спортсменов водных видов спорта.
Материалы и методы исследования. В исследование включены юные спортсмены, занимающиеся водными видами спорта. Наблюдались две группы подростков по 30 человек: 1-я группа спортсменов – игровики в водное поло, 2-я группа - пловцы (средние дистанции, преимущественно кроль на груди). Все занимались в областной спортивной школе по водным видам спорта г. Челябинска, имели схожий стаж спортивной деятельности: 4,0±0,13 года (ватерполисты), 4,1±0,12 года (пловцы), соответственно возраст: 13,0±1,14 года и 13,2±1,09 года. Уровень пубертатного развития определяли по вторичным половым признакам и соответствию паспортному возрасту (шкала Таннера) [6], и он также был схожим.
Информированное согласие о добровольном участии в исследовании было подписано законными представителями в рамках ежегодного собрания [7].
Исследование предусматривало оценку компонента управления ФС (нейродинамического компонента) по основным показателям работы сенсомоторных центров нервной системы (сила, уравновешенность, подвижность нервных процессов, возбудимость). Спортсмены обследованы в начале подготовительного периода на функционально-диагностическом компьютерном комплексе «НС-Психотест Спорт» (ООО «Нейрософт», г. Иваново, РФ) [8].
Применяемые в исследовании методики разделены на три модуля:
- модуль зрительно-моторных реакций (ЗМР) – объединял оценку уравновешенности нервной системы (тест «Реакция на движущийся объект» – РДО) и анализ функционального состояния нервной системы, включая и ее типологические особенности (тест «Простая зрительно-моторная реакция» – ПЗМР);
- модуль зрительных реакций (ЗР) – направлен на выявление подвижности нервной системы (тест «Критическая частота световых мельканий» – КЧСМ);
- модуль моторных реакций (МР) – включал определение силы нервных процессов методом темпометрии (теппинг-тест).
По каждому модулю были получены индивидуальные количественные показатели в соответствующих единицах измерения, на основе которых рассчитывали среднегрупповые значения ± ошибка, что стало возможным после проверки групп и подтверждения нормального распределения [9, с. 28-39].
Программное обеспечение «Психотеста» позволяет на основе индивидуальных данных и по соответствующей шкале определить уровень изученного показателя: высокий, средний или низкий уровень (качественные показатели). Это позволило провести качественную оценку полученных данных, которая косвенно отражает и величину связи между признаками. Характеристика распределения обследованных спортсменов по этим уровням (в процентах) является не только дополнительным подходом к анализу, но и дающим больше информации об изучаемом явлении.
Используя классические методы традиционной биостатистики [9, с. 296-297, 354-357], достоверность между группами оценивали по критерию Стъюдента (t) – количественные показатели, и общепринятому критерию Фишера (F) – качественные показатели. Принят 95% уровень значимости (p<0,05). Различия считали статистически значимыми при t⩾1,96, при F⩾4,00.
Результаты исследования и их обсуждение. Полученные результаты представлены на рисунках, из данных которых следует, что при межгрупповом сравнении средних значений и распределении по результатам выполнения тестов, характеризующих нервные процессы у ватерполистов и пловцов, статистически значимые различия отсутствуют.
Так, коэффициент силы (рис. 1), рассчитанный по результатам выполнения темпометрии, у всех ватерполистов (группа 1) составлял 3,12±0,561 н.е., у пловцов (группа 2) – 3,07±0,504 (t=0,47). Соответственно уравновешенность (тест РДО) составила 79,4±1,37% и 81,4±0,56% (t=0,96), лабильность нервной системы (тест КЧСМ) – 36,13±0,36 Гц и 35,82±0,34 Гц (t=0,61); скорость реакции (тест ПЗМР) – 208,20±5,09 мс и 206,43±4,83 мс (t=1,36).
Рис. 1. Распределение обследованных спортсменов по показателю «Сила нервной системы» по методике темпометрии, в %
Доминирующий тип нервной системы у спортсменов водных видов спорта определен как «средний»: в группе ватерполистов – 63,3%, в группе пловцов – 56,7% (F=0,27). «Сильный» тип нервной системы» установлен соответственно для 30,0% и 33,3%, (F=0,07).
Среднее значение общей суммы точек при выполнении теппинг-теста в 1-й группе подростков составило – 229,4±4,59, во 2-й группе – 228,1±5,62 (t=0,96). При этом темп нажатий в секунду определен как 7,09±0,16 и 7,60±0,24 (t=1,88) соответственно.
При детальной оценке числа точек в каждом квадрате [10] установлено, что для пловцов характерен восходящий график, а для ватерполистов – промежуточный (рис. 2). Стоит отметить, что и тот и другой тип кривой отражают среднесильный тип нервной системы.
Рис. 2. Динамика среднего числа точек в соответствующих квадратах (абс.)
Рис. 3. Распределение спортсменов по показателю уровня уравновешенности процессов возбуждения-торможения («Реакция на движущийся объект»), %
Рис. 4. Распределение спортсменов по типу уравновешенности (РДО, %)
При определении уровня уравновешенности у обследованных спортсменов водных видов спорта низкие оценки не были зарегистрированы. Высокий уровень установлен для 63,3% – 1-я группа и 60,0% – 2-я группа (F=0,07), соответственно, средний – 36,7% и 40,0% (F=0,07).
Далее определяли число подростков с балансом нервных процессов, а при неуравновешенном типе – с преобладанием возбуждения или торможения.
Для спортсменов обеих групп зарегистрированы «высокий» и «средний» уровни уравновешенности. Для каждого из этих уровней определены следующие параметры: баланс, торможение, возбуждение (рис. 4).
В 1-й группе при высоком уровне уравновешенности «баланс» установлен у 26,7% обследуемых, во 2-й группе – у 20,0% (F=0,37). При среднем уровне уравновешенности «баланс» регистрировался соответственно у 36,7% и 10,0% (F=6,48). Этот факт, очевидно, связан с особенностями двигательной деятельности ватерполистов и необходимостью готовности к быстрому реагированию на игровую ситуацию.
Запаздывание встречалось ожидаемо редко в 1-й группе (6,7% при высоком уровне, 3,3% – при среднем уровне), во 2-й группе – соответственно 20,0% и 6,7%. Значение критерия F для торможения при высоком уровне составило 2,46, при среднем уровне – 0,36, т.е. различия между группами недостоверны. Эти показатели важны для представителей обеих групп, поскольку они функционируют в рамках лимита времени и переключения двигательных локомоций (остановки, повороты, «шаг пловца», игровое плавание).
При оценке ЗМР-модуля определяли критериальные характеристики функционального состояния ЦНС, которые рассчитывали в нормализованных единицах (н.е.) по результатам выполнения теста ПЗМР:
- функциональный уровень системы (ФУ) – абсолютное значение времени реакции, отражает текущее функциональное состояние и степень развития утомления;
- устойчивость функциональной системы (УФС) отражает работоспособность как способность нервной системы обеспечивать длительное выполнение работы заданной интенсивности;
- уровень функциональных возможностей (УФВ) – развивать и удерживать конкретное состояние длительное время.
Среднегрупповые значения изученных характеристик были сходными в обеих группах. Так, ФУ в 1-й группе составил 4,3±0,05 н.е., во 2-й группе – 4,2±0,06 н.е. (t=0,79), УФВ – соответственно 3,29±0,12 н.е. и 3,45±0,011 н.е. (t=1,00). Исключение составили средние показатели УФС, которые статистически значимо различались – 1,56±0,121 н.е. против 1,72±0,041 н.е. (t=2,04). Достоверность различий в этом случае обусловлена, по-видимому, тем, что плавание как циклический вид спорта требует удержания высокой работоспособности при монотонном темпе преодоления дистанции, что и достигается устойчивостью ФС.
Качественные оценки более информативны, чем средние значения изученных показателей, поскольку они отражают (в отличие от средних) взаимосвязь между признаками [9]. В распределении спортсменов по уровням качественных оценок (рис. 5) различий не установлено: значение критерия Фишера не превышало 4,00 (95% достоверность) и составляло для ФУ – 0,06, УФС – 1,07, УФВ – 0,06.
Рис. 5. Распределение по уровням функционального статуса спортсменов водных видов спорта, в %
Полученные на этом этапе анализа данные (доминирование высокого уровня, достаточно высокий средний уровень и отсутствие низкого уровня) объясняются формированием ФС спортсменов, направленной на совершенствование компонента управления и, как следствие – механизмов, обеспечивающих высокий уровень необходимых двигательных качеств в водных видах спорта.
Известно, что основным компонентом, обеспечивающим скоростно-силовые качества, необходимые для ватерполистов и пловцов, является нейродинамический компонент ФС [11; 12]. Согласованная работа структур, входящих в этот компонент ФС (скорость реакции, сила, подвижность, уравновешенность нервной системы), определяет не только локомоции, но и другие сложные психомоторные качества (антиципация, экстраполяция и др.), что позволяет спортсменам адекватно реагировать на внешние раздражители, прогнозировать и эффективно реализовывать последующие действия.
Хотя все изученные характеристики нейродинамического компонента генетически детерминированы [13; 14], корректное внешнее воздействие (тренировочное) с учетом информации о функциональных показателях на различных этапах тренировочного процесса позволит своевременно корректировать последний и, таким образом, повышать эффективность спортивной деятельности.
Полученные результаты отражают сходство локомоторных и нейродинамических характеристик, связанных в том числе и со средовой деятельностью спортсмена. При этом скоростно-силовые двигательные качества, находящиеся под контролем нейродинамического компонента ФС, способствуют повышению спортивной эффективности как в плавании, так и в игре в водное поло. Этот аспект планируется изучить на следующем этапе. Следующий этап исследования предусматривает изучение в этих же группах спортсменов второй составляющей компонента управления ФС – психического компонента (высшая нервная деятельность – внимание, память, эмоции, мотивации и т.д.).
Кроме того, предполагается исследование (и сопоставление) модульных показателей у спортсменов других игровых видов, а также у подростков, занимающимися физкультурой только на соответствующих уроках в общеобразовательной школе.
Выводы. Таким образом, согласно полученным результатам исследования компонента управления ФС ватерполистов и пловцов при оценках основных нейродинамических характеристик, рассчитанных по показателям функций сенсомоторных центров (сила, уравновешенность, подвижность нервных процессов, возбудимость), регистрируется сходство таковых у ватерполистов и пловцов. Вместе с тем выявлены и некоторые достоверные различия между ними.
Так, статистически значимо различались средние показатели УФС – 1,56±0,121 н.е. против 1,72±0,041 н.е. (t=2,04), что объясняется тем фактом, что плавание как циклический вид спорта требует при монотонном темпе преодоления дистанции удержания высокой работоспособности, что и достигается устойчивостью ФС. При детальном анализе параметров уровней уравновешенности (баланс, возбуждение, торможение) статистически значимые отличия отмечены в среднем уровне: «баланс» регистрировался соответственно у 36,7% (группа 1) и 10,0% (группа 2) (F=6,48). Эти результаты также связаны со спецификой двигательной деятельности ватерполистов в условиях постоянной смены игровой ситуации и с необходимостью готовности к быстрому реагированию.