На правах рукописи

Стрижкова Татьяна Юрьевна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОБИОУПРАВЛЕНИЯ

В ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО

СОСТОЯНИЯ ГИМНАСТОК С УЧЕТОМ ФАЗ

ОВАРИАЛЬНО-МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА

03.03.01 – Физиология

19.00.02 – Психофизиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск – 2012 2

Работа выполнена в межкафедральной научно-исследовательской лаборатории «Медико-биологическое обеспечение спорта высших достижений»

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта»

Научный руководитель – кандидат биологических наук, доцент Черапкина Лариса Петровна

Официальные оппоненты:

Шеин Александр Порфирьевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией физиологии движений и нейрофизиологии ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия»

им. академика Г.А. Илизарова» Минздравсоцразвития России.

Литвинова Надежда Алексеевна, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных и валеологии ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет».

Ведущая организация – ГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития Российской Федерации»

Защита диссертации состоится 5 апреля 2012 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03 при ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу:

454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан «_» _ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук П.А. Байгужин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Биологической особенностью женского организма является цикличность функций всех его систем в связи с изменением гормонального статуса на протяжении менструального цикла. При этом репродуктивная система женщин находится под влиянием центральной нервной системы, вплоть до ее высших отделов (Н.А.Агаджанян, 1998; Л.Ф.Старцева, 2007). Учет циклических изменений весьма важен в процессе подготовки спортсменок. Вместе с тем женский спорт последних десятилетий с его неимоверно возросшими физическими и психическими нагрузками заставил подойти к вопросам тренировки спортсменок в различные фазы менструального цикла по-новому (В.В.Кальсина, 2002, 2003; В.Г.Тристан с соавт., 2008). В настоящее время остро встает вопрос о снижении «негативного» влияния отдельных фаз овариально-менструального цикла (ОМЦ) на функциональное состояние спортсменок (Л.Г.Шахлина, 2004; П.А.Орел, 2006). Одним из оптимальных путей решения данной задачи представляется усовершенствование механизмов адаптации организма к физическим нагрузкам (Н.А.Фомин, 2003;

А.П.Исаев, 2004, 2009; В.И.Павлова с соавт., 2007; Н.А.Литвинова, 2008) с помощью повышения способности спортсменок к саморегуляции через применение методов оптимизации биоэлектрической активности головного мозга. Наиболее перспективным с этой точки зрения является нейробиоуправление (О.М.Базанова, М.Б.Штарк, 2007; О.А.Джафарова с соавт., 2008; D.C.Hammond, 2007).

Изучению возможности использования нейробиоуправления в подготовке спортсменов посвящено значительное количество работ (О.В.Погадаева, 2001; В.В.Тристан, 2001; В.Г.Тристан с соавт., 2002;

В.В.Кальсина, 2003; Е.В.Бочанцева, 2006; В.В.Шандыбина, 2008;

Л.А.Кузнецова, 2009; К.П.Базарин, 2009 и др.). Однако в современной литературе практически отсутствуют работы, раскрывающие физиологические закономерности влияния нейробиоуправления на организм спортсменок с учетом фаз ОМЦ.

Проблема исследования заключается в том, что в настоящее время отсутствуют данные, объясняющие взаимосвязь и интеграцию механизмов регуляции физиологических функций в разные фазы овариальноменструального цикла и процессов саморегуляции у спортсменок при помощи нейробиоуправления.

Основываясь на знаниях об эффектах произвольного управления нейродинамикой (М.Б.Штарк, М.С.Шварц, 2002; И.А.Святогор, 2002;

А.П.Шеин с соавт., 2009), предполагается, что курс нейробиоуправления, направленный на повышение мощности альфа-ритма, совершенствует механизмы регуляции функционального состояния гимнасток высокой квалификации со стороны центральной нервной системы, что позволяет снижать «негативное» влияние отдельных фаз овариально-менструального цикла на состояние спортсменок.

Цель исследования. Выявить успешность и эффективность нейробиоуправления у высококвалифицированных спортсменок-гимнасток и характер связи данных параметров с динамикой нормального овариальноменструального цикла.

Исходя из цели исследования, были поставлены следующие задачи:

1. Оценить функциональное состояние центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата и вариабельность сердечного ритма высококвалифицированных гимнасток с учетом фаз овариально-менструального цикла.

2. Выявить изменения биоэлектрической активности головного мозга, успешность курса нейробиоуправления и предикторы успешности у спортсменок в зависимости от фаз овариально-менструального цикла.

3. Определить эффективность курса нейробиоуправления с учетом фаз овариально-менструального цикла и ее зависимость от нейродинамических перестроек.

Научная новизна. В работе определены особенности биоэлектрической активности головного мозга гимнасток высокой квалификации.

Установлено, что наиболее изменчивыми в течение овариальноменструального цикла являются тета- и бета-ритмы. Биоэлектрическая активность головного мозга спортсменок характеризуется преобладанием тета-ритма.

Выявлено, что в зависимости от фазы овариально-менструального цикла, совпадающей с началом нейробиоуправления, исходные значения отдельных показателей самооценки функционального состояния, специфической сложнокоординированной деятельности и уровень ситуативной тревожности являются предикторами успешности нейробиоуправления у гимнасток.

Определена зависимость эффективности нейробиоуправления от динамики изучаемых ритмов головного мозга в ходе его сеансов. Показано, что эффекты тренинга связаны с улучшением психофизиологических показателей и показателей специфической сложнокоординированной деятельности.

Установлено, что наибольшая эффективность наблюдается у спортсменок, начинающих нейробиоуправление в фолликулярной фазе овариальноменструального цикла, наименьшая – в лютеиновой фазе.

Показано влияние курса нейробиоуправления, начало которого совпадает с фолликулярной или овуляторной фазами овариальноменструального цикла, на стабилизацию вегетативных параметров вариабельности сердечного ритма.

Выявлена связь посттренинговых показателей кардиоинтервалографии со среднекурсовой мощностью тета-, альфа- и бета-ритмов головного мозга.

Теоретическая значимость. Полученные в ходе исследований знания расширяют представления о физиологических механизмах произвольной саморегуляции биоэлектрической активности головного мозга и ее влиянии на функциональные изменения в организме спортсменок, связанные с фазами овариально-менструального цикла, а также раскрывают физиологические особенности эффективности и успешности курса нейробиоуправления в разные фазы овариально-менструального цикла высококвалифицированных гимнасток.

Практическая значимость. Результаты, полученные в ходе исследования, позволили определить фазы овариально-менструального цикла, в которых курс нейробиоуправления имеет наибольшую эффективность у высококвалифицированных гимнасток. После курса нейробиоуправления две спортсменки вошли в состав сборной России по спортивной аэробике и одна спортсменка выполнила норматив Мастера спорта. Три спортсменки заняли III место на Чемпионате России по спортивной акробатике, одна гимнастка – I место на Кубке губернатора Омской области по художественной гимнастике. Две спортсменки завоевали I место на открытом Первенстве Австрии по спортивной аэробике, восемь спортсменок стали призерами Первенства России по спортивной аэробике и пять – Чемпионата Европы.

Полученные знания могут стать основой для методических подходов совершенствования функциональной подготовки спортсменок.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Соответствуя физиологической норме, функциональное состояние гимнасток высокой квалификации имеет ряд особенностей, связанных с фазами овариально-менструального цикла. Для биоэлектрической активности головного мозга спортсменок характерна левополушарная асимметрия и преобладание мощности тета-ритма.

2. Динамика «фоновой» биоэлектрической активности головного мозга у гимнасток высокой квалификации в течение большей части овариальноменструального цикла (21±3 день) связана с изменениями мощности тета- и бета-ритмов. Биоуправление, направленное на повышение мощности альфа-ритма, меняя характер «фоновых» нейродинамических перестроек, улучшает функциональное состояние спортсменок. Комбинации предикторов успешности нейробиоуправления у гимнасток зависят от фазы овариально-менструального цикла.

3. Эффективность курса нейробиоуправления, начатого в разные фазы овариально-менструального цикла, связана с изменениями биоэлектрической активности головного мозга в течение его сеансов и успешностью овладения навыком произвольного управления мощностью альфа-ритма. Эффекты нейробиоуправления в зависимости от фаз овариально-менструального цикла выражаются в преимущественном улучшении отдельных сторон функциональной подготовки гимнасток. Наиболее эффективным является тренинг, начало которого совпадает с фолликулярной фазой овариальноменструального цикла, наименее эффективным – тренинг, начало которого совпадает с лютеиновой фазой.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования доложены на 8 конференциях: World Congress of Performance Analysis of Sport VIII «Current Тrends in Performance analysis» (с. Magdeburg, 3-6 September, 2008), IX Всероссийская научная конференция «Биоуправление в медицине и спорте» (г. Омск, 14-15 мая, 2009), International Conference of Sport Kinetics «Current and Future Directions in Human Kinetics Research» (с. Kallithea, 25- September, 2009), Всероссийская научно-практическая интернет-конференция с международным участием «Стратегические направления развития физической культуры и спорта» (г. Красноярск, 12-17 октября, 2009), Всероссийский форум «Молодой ученый – 2009» (г. Москва, 1-4 декабря, 2009), Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов, соискателей и студентов «Проблемы совершенствования физической культуры, спорта и олимпизма» (г. Омск, 15-18 декабря, 2009), IX Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы развития физической культуры и спорта в новом тысячелетии (г. Кемерово, 24-25 мая, 2011), VI INSHS International Christmas Sport Scientific Conference «Qualitative and Quantitative Research in Sport Science» (c. Szombathely, 11-14 Dec., 2011).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах текста компьютерного набора и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав описания полученных результатов исследования, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 247 источников. Из них 182 работы отечественных авторов и 65 – иностранных. Текст иллюстрирован 24 таблицами и 30 рисунками.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 18 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Диссертация является плановой работой в соответствии с темой НИР кафедры анатомии, физиологии, спортивной медицины и гигиены ФБГОУ ВПО Сибирского государственного университета физической культуры и спорта, согласно плану НИОКР по ГКФТ, направление 02.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие 88 спортсменок (49 девушек – основная группа, 39 - контрольная) в возрасте от 16 до 21 года (средний возраст 18±1 лет); 44 из них занимались спортивной аэробикой, 31 – художественной гимнастикой, 7 – спортивной гимнастикой, 6 – спортивной акробатикой.

Спортсменки имели следующие спортивные квалификации: мастер спорта международного класса – 1 человек, мастер спорта – 59, кандидат в мастера спорта – 28.

Фазы ОМЦ определялись совместно с врачом-гинекологом Омского Центра планирования семьи и репродукции, кандидатом медицинских наук И.Р.Вотриной на основе анамнеза, изменения базальной температуры, регистрируемой спортсменками после утреннего пробуждения и до подъема в течение двух месяцев. В 9 случаях дополнительно проводилась фолликулометрия по стандартной методике. Заключение о соответствии ОМЦ гимнасток физиологической норме также осуществлялось врачомгинекологом. В соответствии с фазой ОМЦ все спортсменки были распределены на 3 подгруппы. В первую подгруппу вошли спортсменки, находящиеся в фолликулярной фазе ОМЦ (38 чел.), во вторую – в овуляторной фазе (27 чел.) и в третью – в лютеиновой фазе (23 чел.).

Спортсменки основной группы прошли 15-дневный курс нейробиоуправления, направленный на повышение мощности альфа-ритма головного мозга, по методике О.В. Погадаевой (2000). Сеансы нейробиоуправления проводились с помощью программно-аппаратного комплекса, созданного в Институте молекулярной биологии и биофизики СО РАМН и состоящего из многоканального интерфейса БИ-012 для компьютерного мониторинга, записи и воспроизведения ЭЭГ, ЭМГ и температурного сигналов, комплекта датчиков и программной системы «Бослаб-альфа». Для записи биопотенциалов мозга использовалось биполярное отведение. Энцефалографические электроды располагались согласно международной системе «10 – 20» (F1, P3), два миографических электрода располагались на лбу (venter frontalis), термоэлектрод крепился на среднем пальце правой руки. Сеансы тренинга (продолжительность одного сеанса 30 минут) проводились ежедневно 1 раз в сутки до тренировки. После каждого сеанса спортсменка получала информацию об успешности тренинга и могла оценить свои способности к саморегуляции биоэлектрической активности головного мозга. Для достижения цели (увеличение мощности альфа-ритма) перед тренингом проводился предварительный инструктаж и дополнительное объяснение о проявлении релаксации во время сеанса тренинга, являющегося обязательным условием для успешности биоуправления (М.С.Шварц, 1998). В течение сеанса нейробиоуправления задачей спортсменки было достижение учащения подачи звукового сигнала обратной связи, который возникал при превышении в течение 0,2 с мощности альфа-ритма порогового значения.

Контроль за общим уровнем напряжения во время тренинга осуществлялся по показателям интегральной ЭМГ и температуры (В.В.Захарова, 2002).

Успешность курса нейробиоуправления определялась по классификации, предложенной И.А.Святогор с соавторами (2000). Эффективность нейробиоуправления оценивалась по положительным изменениям физиологических и психофизиологических показателей.

Изучение влияния курса нейробиоуправления на специфическую сложнокоординированную деятельность спортсменок проводилось с помощью оценки результатов пробы Ромберга (поза №3), времени запоминания сложнокоординационных движений, идеомоторного выполнения соревновательной программы (Л.Пиккенхайн, 1980) и выполнения соревновательной программы верхними конечностями.

Оценка психофизиологической эффективности курса нейробиоуправления осуществлялась на основании результатов теста СпилбергераХанина (Ю.Л.Ханин, 1976), анкеты «Самооценка функционального состояния и уровня тренированности» (О.В.Погадаева, 2002), теста для определения работоспособности по таблицам Шульте (Т.А.Ратанова с соавт., 1998), коэффициента Вольнеффера (H.Wallnofer, 1966) и теста на определение индивидуальной минуты (А.А.Алексеев, 2005).

Параметры КИГ выделяли по методу Р.М.Баевского (1997). Анализу подвергались частота сердечных сокращений (ЧСС); мода (Мо), указывающая на доминирующий уровень функционирования синусового узла;

амплитуда моды (АМо), отражающая меру мобилизирующего влияния симпатического отдела; вариационный размах (ВР), демонстрирующий размах колебаний значений кардиоинтервалов; индекс вегетативного равновесия (ИВР), указывающий на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов; показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), отражающий соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной системы и ведущим уровнем функционирования сино-атриального узла; вегетативный показатель ритма (ВПР), позволяющий судить о парасимпатических сдвигах вегетативного баланса и индекс напряжения (ИН), отражающий степень централизации управления сердечным ритмом.

ЭКГ регистрировалась с помощью электрокардиографического комплекса «Поли Спектр» во втором стандартном отведении. Пятиминутные записи ЭКГ (в начале и в конце исследования) проводились в пробах с открытыми и закрытыми глазами в основной и контрольной группах. Это связано с тем, что при переходе из состояния покоя с закрытыми глазами в состояние покоя с открытыми глазами идет перенастройка функциональных систем в ответ на возникающую готовность мозга к преимущественной переработке информации, поступающей извне через зрительный анализатор (С.Г.Данько, 2006).

Гимнастки контрольной группы, не проходившие курс нейробиоуправления, обследовались одновременно со спортсменками основной группы.

Статистический анализ осуществлялся с помощью программного продукта SPSS 13.0. Нормальность распределения определялась по критериям асимметрии и эксцесса. Для описания данных использовались параметрические и непараметрические методы математической статистики для зависимых и независимых выборок, коэффициент Спирмона, пошаговый множественный регрессионный анализ. При интерпретации статистических