10.3. Физиологические закономерности и стадии формирования двигательных навыков

Процесс обучения двигательному навыку начинается с опреде­ленного побуждения к действию, которое задается подкорковыми и корковыми мотивационными зонами. У человека это, главным обра­зом, стремление к удовлетворению определенной социальной по­требности (любовь к данному виду спорта, желание им заниматься, преуспеть в упражнении и пр.). Оптимальный уровень мотиваций и эмоций способствуетуспешномуусвоению двигательной задачи и ее решению.

10.3.1. Замысел и общий план действия

На первом этапе формирования двигательного навыка возникает замысел действия, осуществляемый ассоциативными зонами коры больших полушарий (переднелобными и нижнетеменными). Они формируют общий план осуществления движения. Вначале это лишь общее представление о двигательной задаче, которое возникаетлибо при показе движения другим лицом (педагогом, тренером или опыт­ным спортсменом), либо после словесной инструкции, самоинструк­ции, речевого описания. В сознании человека создается определенный эталон требуемого действия, «модель потребного будущего» (Бернштейн НА., 1966). Эту функцию П. К.Анохин назвал «опере­жающее отражение действительности». Формирование такой на­глядно-образной модели складывается из образа ситуации в целом (задаваемые пространственные и временные характеристики двига­тельной задачи) и образа тех мышечных действий, которые необхо­димы для достижения цели. Имея представление о требуемой модели движения, человек может осуществить ее разными мышечными группами. Так, например, подпись человека имеет характерные чер­ты, независимо от мышечных групп, выполняющих ее (пальцы, кисть, предплечье, нога).

Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработ­ка зрительной информации (при показе) и слуховой (при рассказе). Опытные спортсмены быстрее формируют зрительный образ движе­ния, так как у них лучше выражена поисковая функция глаза, и они способны эффективно выделять наиболее важные элементы. У них богаче кладовая «моторной памяти» — хранящиеся в ней образы ос­военных движений, быстрее происходит извлечение нужных мотор­ных следов.

10.3.2. Стадии формирования двигательных навыков

На втором этапе обучения начинается непосредственное выпол­нение разучиваемого упражнения. При этом отмечаются 3 стадии формирования двигательного навыка:

1)стадия генерализации (иррадиациивозбуждения),

2)стадия концентраци ии,

3)стадия стабилизации и автоматизации.

На первой стадии созданная модель становится основой для пере­вода внешнего образа во внутренние процессы формирования про­граммы собственных действий. Физиологические механизмы этого во многом неясны. На ранних этапах онтогенеза, когда речевая регу­ляция движений (внешней речью постороннего лица или внутрен­ней собственной речью) еще не развита, особенное значение имеют процессы подражания, общие у человека и животных. Наблюдая за действиями другого лица и имея некоторый опыт управления свои­ми мышцами, ребенок превращает свои наблюдения в программы собственных движений. Эти процессы аналогичны процессам освое­ния речи, которую ребенок сначала слышит от окружающих людей, а затем преобразует в собственную моторную речь (по терминологии психолога Л. С. Выготского, это — явление интериоризации, т. е. превращение внешней речи во внутреннюю).

Некоторые особенности программирования отражаются в межцент­ральных взаимосвязях электрической активности мозга. Можно видеть, например, что при наблюдении за выполнением бега посторон­ним лицом в коре больших полушарий у человека появляются потен­циалы в темпе этого бега (своеобразная модель наблюдаемого движе­ния). Подобные изменения ритмов мозга и специфические перестрой­ки пространственной синхронизации корковых потенциалов набл из­даются также при представлении и при мысленном выполнении движений. При этом пространственные взаимосвязи мозговой актив­ности начинают отличаться от состояния покоя и приближаться к та­ковым при реальном выполнении работы (табл. 13).

Таблица 13 - Появление сходства корковых функциональных систем при мысленном и реальном выполнении бега у спринтера 1 разряда (по данным корреляционного анализа ЭЭГ)

	Исходное состояние	Мысленный бег	Реальный бег
А	6-7-4	4-3-5-2-7 6	4-3-5-2-7
В	1,2,3,5,8	1,8	1,6,8

Примечание:

1—8 — номера корковых зон,

А — плеяды взаимосвязанной (синхронной и синфазной) активности различных корковых зон с коэффициентами корреляции 0.7-1.0, В — независимые корковые зоны.

В процессах программирования используются имеющиеся у че­ловека представления о «схеме тела», без которых невозможна пра­вильная адресация моторных команд к скелетным мышцам в разн ых частях тела, и о «схеме пространства», обеспечивающие простран­ственную организацию движений. Нейроны, связанные с этими функциями, находятся в нижнетеменной ассоциативной области задних отделов коры больших полушарий. Организация движени й во времени, оценка ситуации, построение последовательности дви­гательных актов, их сознательная целенаправленность осуществля­ются передне-лобной ассоциативной корой. Только в ней имеются специальные нейроны кратковременной памяти, которые удержива­ют созданную программу от момента прихода в кору внешнего пус­кового сигнала (или от момента самоприказа) до момента осуществ­ления моторной команды.

Соответственно этому во время реальной работы можно видеть особую специфику мозговой активности, отражающую характерные черты двигательных программ (рис. 32). Так, у бегунов и конькобеж­цев как при воображаемом, так и при реальном выполнении бега по дорожке или на коньках, устанавливается сходство (пространствен­ная синхронизация) потенциалов передне-лобной (программирую­щей) области с моторными центрами ног, а у гимнастов при представ­лении и выполнении стойки на кистях — с моторными центрами рук. При стрельбе, бросках мяча в баскетбольное кольцо возникает сход­ство активности зрительных, нижнетеменных зон (ответственных за пространственную ориентацию движений) и моторных зон коры, что обеспечивает точность глазо-двигательных реакций. В процессе фехтования к этим зонам подключаются передне-лобные области, связанные с вероятностной оценкой текущей и будущей ситуации.

В создании моторных программ принимают участие многие ней­роны коры, мозжечка, таламуса, подкорковых ядер и ствола мозга. Обширное вовлечение множества мозговых элементов необходимо для поиска наиболее нужных из них. Этот процесс обеспечивается широкой иррадиацией возбуждения по различным зонам мозга и сопро­вождается обобщенным характером периферических реакций — их генерализацией. В силу этого первая стадия начинающихся попыток выполнить задуманное движение называется стадией генерализации. Она характеризуется напряжением большого числа активированных скелетных мышц, их продолжительным сокращением, одновремен ным вовлечением в движения мышц-антагонистов, отсутствием ин­тервалов в ЭМ Г во время расслабления мышц (рис. 33). Все это нару-шает координацию движений, делает их закрепощенными, приводит к значительным энерготратам и, соответственно, излишне выражен­ным вегетативным реакциям. На этой стадии наблюдаются особен­ное учащение дыхания и сердцебиения, подъем артериального давле­ния, резкие изменение состава крови, заметное повышение темпера­туры тела и потоотделения. Однако нет достаточной согласованности этих сдвигов между собой и их соответствия мощности и характеру работы.

Массированный поток афферентных импульсов от проприоре-цепторов многих мышц затрудняет отделение основных рабочих мы­шечных групп от посторонних. Анализ «темного» мышечного чув­ства еще более осложняется обильным притоком интероцепти вных сигналов — в первую очередь, от рецепторов дыхательной и сердеч­но-сосудистой систем. Требуются многократные повторения разу­чиваемого упражнения для постепенного совершенствования мотор­ной программы и приближения ее к заданному эталону.

На второй стадии формирования двигательного навыка проис­ходит концентрация возбуждения в необходимых для его осуществ­ления корковых зонах. В посторонних же зонах коры активность подавляется одним из видов условного внутреннего торможения — дифференцировочным торможением. В коре и подкорковых струк­турах создается мозаика из возбужденных и заторможенных ней­ронных объединений, что обеспечивает координированное выпол­нение двигательного акта. Включаются лишь необходимые мы­шечные группы и только в нужные моменты движения, что можно видеть на записях ЭМГ. В результате рабочие энерготраты снижа­ются.

Навык на этой стадии уже сформирован, но он еще очень непро­чен и нарушается при любых новых раздражениях (выступление на незнакомом поле, появление сильного соперника и т. д.). Эти воз­действия разрушают неокрепшую еще рабочую доминанту, едва установившиеся межцентральные взаимосвязи в мозгу вновь приво­дят к иррадиации возбуждения и потере координации.

На третьей стадии в результате многократного повторения на­выка в разнообразных условиях помехоустойчивость рабочейдоми-нанты повышается. Появляется стабильность и надежность навыка, снижается сознательный контроль за его элементами, т. е. возникает автоматизация навыка. Прочность рабочей доминанты поддерживается четкой сонастройкой ее нейронов на общий ритм корковой активности. Такое явление было названо А. А. Ухтомским усвоением ритма. При циклической работе ритм корковой активно­сти соответствуеттемпу выполняемого движения: в ЭЭГпоявляются потенциалы, соответствующие этому темпу «меченыеритмы» ЭЭТ— рис. 34 (Сологуб Е. Б., 1965). Внешние раздражения на этой стадии лишь подкрепляют рабочую доминанту, не разрушая ее. Большая же часть посторонних афферентных потоков не пропускается в спинной и головной мозг: специальные команды из вышележащих центров вызывают пресинаптическое торможение импульсов от периферических рецепторов, препятствуя их доступу в спинной мозги мированных программ от случайных влияний и повышается надеж­ность навыков.

Процесс автоматизации не означает выключения коркового конт­роля за выполнением движения. В коре работающего человека отмеча­ется появление связанных с движением потенциалов, специфичес­кие формы межцентральных взаимосвязей активности. Однако в этой системе центров по мере автоматизации снижается участие лоб­ных ассоциативных отделов коры, что, по-видимому, и отражает снижение его осознаваемости.