Динамика биоэлектрической активности коры головного мозга у юных велосипедистов в процессе выполнения тренировочных нагрузок на выносливость

В связи с тем, что велосипедные шоссейные гонки относятся к тем видам спорта, где результат обусловлен в большей мере уровнем развития выносливости, воспитание и совершенствование данного физического качества является одной из главных задач в общей системе подготовки юных велосипедистов. По мнению специалистов, выносливость характеризуется как способность к длительному выполнению работы на требуемом уровне интенсивности, как способность организма бороться с утомлением [1–4, 6, 7, 9,10].

Следует отметить, что методические положения и рекомендации, касающиеся методики воспитания общей и специальной выносливости в юношеском велоспорте, большей частью основаны на обобщении опыта практики и имеют довольно общие суждения. В немногочисленной научной и методической литературе по велоспорту всё ещё недостаточно полно отражены и экспериментально обоснованы вопросы, касающиеся определения максимально допустимых границ физических нагрузок на выносливость с учётом, особенностей функционирования основных жизнеобеспечивающих систем организма спортсменов в процессе мышечной деятельности. На наш взгляд, проведение исследова- ний в этом направлении будет способствовать выявлению порога допустимых физических нагрузок в подготовке юных велосипедистов.

Общеизвестно, что двигательная активность человека является основной формой его жизнедеятельности. В связи с этим изучение физиологических механизмов нейрорегуляции двигательной деятельности имеет чрезвычайно важное значение. Ведущим отделом центральной нервной системы (ЦНС), программирующим и регулирующим движения человека, обеспечивающим их осмысленный и целеустремлённый характер, является кора больших полушарий мозга. Поэтому особенно актуальным является изучение её деятельности непосредственно в ходе выполнения спортсменами физических нагрузок.

Цель исследования. Выявить характер и выраженность реакций центральной нервной системы (ЦНС) организма юных велосипедистов в процессе выполнения физических нагрузок на выносливость.

Методика исследования. В лабораторном эксперименте приняли участие 10 спортсменов-велосипедистов в возрасте 12–14 лет. Ответные реакции высшего отдела центральной нервной системы – коры больших полушарий головного мозга определялись по реги- стрируемым показателям суммарной биоэлектрической активности (БЭА). Регистрация электроэнцефалограмм (ЭЭГ) производилась на 8-канальном электроэнцефалографе типа МВ-5202 фирмы «Орион» (Венгрия) при скорости движения бумажной ленты 30 мм/с. Интенсивность БЭА регистрируемых участков коры головного мозга (мкВ/с) определялась методом автоматического измерения с помощью электронного интегратора типа МВ-5203.

Отведение биопотенциалов осуществлялось с 4 симметричных областей головы (лобных и затылочных) оловянными электродами диаметром 10 мм. Между электродами и поверхностью кожи помещался марлевый тампон, смоченный в физиологическом растворе. Для обеспечения относительного физиологического покоя испытуемых помещали в экранированную кабину, изолированную от шума, яркого света и электрических полей.

Изучаемые показатели регистрировались до нагрузки и на разных стадиях (фазах) мышечной работоспособности [9]. В качестве модели физической нагрузки на выносливость (до утомления) использовалась работа повторного характера на велоэргометре модели КЕ-II фирмы «Медикор» (Венгрия) с интенсивностью педалирования 90 % от максимального темпа. Интервалы отдыха между повторениями были постоянными и равнялись 1,5–2 мин. В процессе выполнения указанных нагрузок регистрировались следующие показатели: время наступления и продолжительность фаз работоспособности, длительность интервалов отдыха, темп педалирования, самочувствие спортсменов.

Пользуясь рекомендациями профессора

Р.Е. Мотылянской [1] о целесообразности использования меньших сопротивлений в системе велоэргометра при обследовании детей школьного возраста, мощность нагрузки испытуемым подбиралась из расчёта 4 Вт на 1 кг массы тела. Для того, чтобы задать нужную интенсивность работы, вначале определялась величина максимальной частоты педалирования (по тахометру велоэргометра) индивидуально для каждого испытуемого, от которой выявлялась интенсивность в 90 %.

Результаты и обсуждения. В таблице представлены данные, характеризующие динамику показателей БЭА коры головного мозга у спортсменов-велосипедистов 12–14 лет при выполнении физических нагрузок на выносливость.

Из данных таблицы видно, что функциональная деятельность ЦНС юных велосипедистов в процессе выполнения указанных выше велоэргометрических нагрузок находится в прямой зависимости от продолжительности работы и глубины утомления.

Так, при выполнении физической нагрузки в фазе максимальной работоспособности отмечается значительное повышение возбудимости ЦНС, о чём свидетельствует увеличение показателей БЭА в лобной и затылочной структурах соответственно на 58,5 и 63,4 % относительно исходных данных.

Дальнейшее выполнение физической нагрузки (в условиях развивающего утомления) ведёт к последовательному снижению функционального состояния ЦНС. Это подтверждается снижением показателей БЭА на 1-й и 2-й стадиях снижения работоспособности соответственно: в лобной структуре на 6,6 и 35,2 %, в затылочной на 3,2 и 17,5 % по отно-

Динамика показателей БЭА коры головного мозга у спортсменов-велосипедистов 12–14 лет при выполнении физических нагрузок на выносливость Dynamics of cerebral cortex bioelectric activity in 12–14-year-old cyclists during endurance training

Область головы Region of head Показатели суммарной БЭА (мкВ/с) Indices of overall bioelectric activity (μV · sec) Исходные данные Initial data Фаза максимальной работоспособности Maximum performance phase Фаза снижения работоспособности Performance decrement phase Стадии Stages 1 2 3 М ± m М ± m М ± m М ± m М ± m Затылочная Occipital 92,0 ± 1,56 150,4 ± 12,2 145,6 ± 8,9 124,2 ± 7,4 81,6 ± 8,8 Лобная Frontal 114,3 ± 5,6 181,2 ± 18,9 169,4 ± 4,3 117,5 ± 7,1 101,1 ± 9,4 шению к уровню фазы максимальной работоспособности. При этом следует отметить, что при выполнении работы до начала 2-й стадии снижения работоспособности функциональный уровень моторных зон коркового звена имеет чётко выраженную динамику в лобной области.

Начало 3-й стадии снижения работоспособности характеризуется дальнейшим снижением изучаемых показателей. Так, по отношению к уровню фазы максимальной работоспособности, снижение БЭА составило в лобной и затылочной областях 44,3 и 45,8 % соответственно. Следует подчеркнуть, что уровень показателей БЭА на этом этапе мышечной деятельности оказался ниже исходного.

По нашему мнению, повышение показателей суммарной БЭА коры головного мозга в фазе максимальной работоспособности является следствием усиленного возбуждения ЦНС, которое проявляется в ответ на адекватную физическую нагрузку. Такая реакция ЦНС на заданную нагрузку вполне оправдана, так как она свидетельствует о повышении функционального уровня моторных зон больших полушарий головного мозга испытуемых. Последовательное снижение показателей БЭА в фазе снижения мышечной работоспособности является следствием торможения при появлении значительного утомления, что, по мнению М.Р. Могендовича [6], является нежелательным явлением, которое может вызвать отрицательные моторные рефлексы.

Выводы

На основании анализа результатов проведённого экспериментального исследования можно сделать следующие выводы:

• 1.    Изучение динамики БЭА коры головного мозга в процессе выполнения юными велосипедистами индивидуально дозированных физических нагрузок на выносливость даёт возможность определять степень их (нагрузок) физиологического воздействия на функциональное состояние ЦНС.

• 2.    Характер и выраженность ответной реакции ЦНС организма у испытуемых в процессе мышечной деятельности зависит от продолжительности работы и глубины утомления.

• 3.    Применяемые в занятиях с подростками-велосипедистами 12–14 лет физические

нагрузки на выносливость являются максимально допустимыми лишь при выполнении их до начала 2-й стадии снижения работоспособности. Выполнение нагрузок до начала 3-й стадии снижения мышечной работоспособности предъявляет жёсткие требования к деятельности ЦНС организма юных спортсменов, в этой связи такие тренировочные нагрузки должны быть противопоказаны.