Сенсомоторная реактивность нервной системы студентов-спортсменов при последовательном физическом и умственном нагрузочном воздействии

Введение. Нейродинамические характеристики спортсменов разных видов спорта представлены в публикациях [6, 9].

Значительная часть публикаций посвящена исследованиям скорости возникновения, развития и протекания нервных процессов, их силы, лабильности и других нейродинамиче-ских свойств [5, 7], в том числе у студенческой молодежи [1, 3]. Однако соотнести результаты исследований и установить закономерности проявления функциональной лабильности у студентов-спортсменов, реализующих спортивную и образовательную деятельность, сложно. В условиях воздействия сочетанных умственных и физических нагрузок нейродинамические свойства протекают с особенностями, зависящими от резервных возможностей нервной системы.

В настоящее время остается открытым вопрос о сенсомоторной реактивности нервной системы студентов-спортсменов при последовательном физическом и умственном нагрузочном тестировании.

Цель настоящего исследования – выявить особенности сенсомоторной реактивности нервной системы у студентов – лыжников-гонщиков в условиях последовательного воздействия физического и умственного нагрузочного тестирования.

Материалы и методы исследования. Исследование проведено в соответствии с медико-биологическими требованиями в начале учебного года (октябрь – ноябрь), с 9 до 11 ч утра, с оформлением письменного информированного согласия обследуемых на участие в исследовании.

Критерии включения в группы исследования: сочетание учебной и спортивной деятельности, вид спорта – лыжные гонки, наличие спортивных квалификационных разрядов, мужской пол, возраст (19–21), спортивный стаж не менее 5 лет. Общая выборка обследованных лиц составила 77 человек, дифференцированных по квалификации: МС, КМС (n = 39) и имеющие 1-й и 2-й спортивные разряды (n = 38). Средний возраст участников исследования составил 20 ± 0,7 года. За день до обследования у спортсменов не было тренировок, жалобы на плохое самочувствие отсутствовали.

Время простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) регистрировали с использованием АПК «НС-Психотест» (ООО «Нейрософт», г. Иваново) [4] в условиях относительного физиологического покоя (сидя) и после последовательного предъявления физической и умственной нагрузок, исследования длились по 3 мин (70 сигналов с интервалами от 0,5 до 2,5 с).

Физическую нагрузку предъявляли в виде 15-минутной функциональной пробы субмаксимальной мощности со скоростью педалирования 65 циклов/мин и с постоянной относительной мощностью работы 1,3 Вт/кг на велоэргометре Kettler Ergoracer GT. После восстановления частоты сердечных сокращений (ЧСС) и частоты дыхания (ЧД) до исходных показателей (в среднем в течение 3–5 мин) предъявляли умственную нагрузку в виде теста Амтхауэра – два субтеста (дополнение предложений и арифметические действия) продолжительностью до 16 мин [8]. Время, отведенное на выполнение заданий каждого субтеста, было ограничено и обусловливало зависимость качества решений от скоростных характеристик, познавательных и нейродина-мических процессов обследуемого.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программного обеспечения Microsoft Excel 2021. Соответствие распреде-

Показатели ПЗМР (мс) студентов – спортсменов-лыжников в условиях воздействия физического и умственного нагрузочного тестирования (Me [25; 75]) SVMRT (ms) in student skiers under physical and mental stress (Me [25; 75])

Квалификация Skill levels	Исходные показатели Baseline	После ФН Post-physical load	Различия исходных показателей и после ФН Change from baseline	После УН Post-mental load	Различия после ФН и после УН Change from post-physical to post-mental
КМС, мс CMS, ms (n = 39)	201 [195,5; 209,4]	189 [181,2; 193,9]	P ≤ 0,01	198 [193,4; 201,7]	P ≤ 0,01
Разрядники Ranked athletes (n = 38)	207,3 [199,5; 214,6]	186,4 [178,8; 197,1]	P ≤ 0,01	216 [212,2; 221,1]	P ≤ 0,01
Достоверность Различий p-value	P >  0,05	P >  0,05		P ≤ 0,01

Примечание: ФН – физическая нагрузка; УН – умственная нагрузка.

ления значений показателей закону нормального распределения определяли с помощью критерия Шапиро – Уилка. Сравнение показателей, сформированных по квалификационным группам, определяли по уровню значимости различий между медианами с помощью U-критерия Манна – Уитни. Для сравнения результатов, полученных отдельно после физической и умственной нагрузки, применяли непараметрический критерий Фридмана. Достоверность различий принимали при p ≤ 0,01 и при p ≤ 0,05.

Результаты. Показатели простой зрительно-моторной реакции характеризуют свойства и текущее функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС). Значения времени простой зрительно-моторной реакции у лыжников по данным разных источников в среднем составляет около 230– 250 мс с учетом сезонных колебаний (лучшие – летом, ухудшение – зимой). Конкретных нормативов по ПЗМР в официальных документах нет – они используются скорее для оценки функционального состояния спортсмена и оптимизации тренировочного процесса (см. таблицу). Средние возрастные нормативы значения ПЗМР для лиц 17 лет и старше составляют 193–233 мс [4], по данным других авторов – 235–271 мс [6].

Отметим, что значения обследуемых студентов – спортсменов-лыжников высококвалифицированных разрядов (МС, КМС) за весь период исследования находились в диапазоне показателей «отлично» (< 200 мс). В группе спортсменов массовых разрядов исходные показатели времени ПЗМР были на уровне значений «хорошо» (201–220 мс), после физической нагрузки – на уровне «отлично» (< 200 мс), после умственной нагрузки приблизились к уровню «удовлетворительно» (> 220 мс).

После физической нагрузки зафиксировано снижение ПЗМР в группе спортсменов высокой квалификации (МС, КМС) на 6 % (p ≤ 0,01), в группе спортсменов-разрядников – на 10,1 % (p ≤ 0,01).

После умственной нагрузки в группе МС/КМС время ПЗМР увеличилось на 4,8 % относительно показателя после физической нагрузки, оставаясь ниже исходного уровня (p ≤ 0,01). У спортсменов-разрядников наблюдалось снижение сенсомоторной реактивности на 15,9 %, что может указывать на меньшую устойчивость ЦНС к комбинированным нагрузкам.

Далее нами были определены центильные коридоры по показателю М ± 0,75 σ в каждой группе спортсменов по каждому периоду исследования (см. рисунок).

В процессе многолетней подготовки у высококвалифицированных спортсменов формируется ответ ЦНС на физические нагрузки, что выражается в сохранении уровня сенсомоторных реакций после нагрузочной пробы. В группе спортсменов-разрядников после физической нагрузки субмаксимальной мощности в пять раз происходит увеличение количества лиц с высоким уровнем ПЗМР (p < 0,05).

Умственная нагрузка после физической нагрузки у спортсменов группы КМС и МС увеличивает долю спортсменов с высоким уровнем ПЗМР на 50 %, со средним и низким

Долевое распределение спортсменов по уровням ПЗМР в зависимости от этапа нагрузочного тестирования

Distribution of athletes by SVMRT at each testing stage

уровнями – уменьшает на 30 и 20 % соответственно. Умственная нагрузка после физической нагрузки в группе разрядников вызвала снижение доли спортсменов с высоким уровнем на 70 %, увеличение доли со средним уровнем – на 35 % и с низким уровнем ПЗМР – на 40 %.

Таким образом, умственная нагрузка вызывает различную сенсомоторную реактивность у высококвалифицированных спортсменов и в группе разрядников.

На основе центильного распределения нами проведен анализ сенсомоторной реактивности студентов-спортсменов в зависимости от исходного уровня ПЗМР, что выявило особенности, обусловленные квалификацией спортсменов.

В группе высококвалифицированных спортсменов (КМС, МС), имеющих исходный высокий уровень времени реакции, структура распределения при последовательном физическом и умственном нагрузочном тестировании не меняется. У лиц со средним и низким исходными уровнями ПЗМР физическая нагрузка не изменила сенсомоторные реакции, а умственная нагрузка обеспечила переход на уровень выше по сравнению с исходным по- казателем. Можно предположить, что у высококвалифицированных спортсменов сохраняются стабильные сенсомоторные реакции в связи с тем, что физическая нагрузка была субмаксимальной мощности и оказалась недостаточной для формирования ответа ЦНС.

В группе разрядников с исходными высоким и средним уровнями ПЗМР после физической нагрузки не изменяется, а в группе с низким исходным уров н ем происходит активация сенсомоторной реакции у 83 % спортсменов этой группы, достигших среднего уровня. Умственная нагрузка преимущественно вызывает снижение сенсомоторной реактивности студентов – лыжников-гонщиков-разрядников: в группе с исходным средним уровнем у 50 % спортсменов показатель ПЗМР соответствует низкому уровню, в группе с исходным низким уров н ем показат е ли не изменяются.

Обсуждение. Типология сенсомоторного реагирования может характеризоваться динамикой времени ПЗМР в ответ на моторный (физическая нагрузка) и когнитивный (умственная нагрузка) раздражитель. В работе А.П. Романчука для типирования сенсомоторных реакций у спортсменов применяли метод центильных распределений и на основе непараметрического анализа сочетаний уровней сенсомоторной регуляции установили 12 типов сенсомоторной функции [7].

Показано, что после физической нагрузки время ПЗМР может уменьшаться, что указывает на активирующее действие нагрузки на центральные регуляторные механизмы нервной системы [9]. Другие исследователи отмечают, что время ПЗМР может увеличиваться после физической нагрузки, что может быть связано с утомлением и снижением устойчивости нервной системы. Например, у отдельных спортсменов время ПЗМР увеличивалось после тренировки, что указывало на снижение функциональных возможностей организма [2]. Также имеются сведения, что ни умственные, ни физические усилия не оказывают негативного влияния на время ПЗМР [12].

Сенсомоторная реактивность зависит от пола и возраста и повышается при спортивных тренировках [11, 14]. У спортсменов зрительно-моторная реакция развивается быстрее, чем у тех, кто не занимается спортом [10].

Умственная нагрузка может привести к увеличению времени ПЗМР из-за высокого расхода энергии и возможного истощения нервных центров [5]. Увеличение времени ПЗМР после умственной нагрузки у спортсменов разрядников коррелирует с исследованиями, указывающими на истощение ресурсов нервных центров при комбинированных нагрузках [13]. Для квалифицированных спортсменов характерна более эффективная компенсация утомления за счет тренированности нервной системы.

Заключение. Компенсаторные реакции нервной системы позволяют поддерживать стабильность сенсомоторных функций в условиях комбинированного физического и умственного нагрузочного воздействия.

Для разрядников целесообразно включить в тренировки упражнения на когнитивную устойчивость. Мониторинг показателей ПЗМР может служить маркером адаптации к нагрузкам.

В перспективе планируется провести исследование сенсомоторной реактивности нервной системы студентов – спортсменов других видов спорта при последовательном физическом и умственном нагрузочном воздействии.