«ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ...»

МИНИСТЕРСТВО СПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ

КУЛЬТУРЫ И СПОРТА»

На правах рукописи

АНТИПОВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ,

ЗАНИМАЮЩИХСЯ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ СПОРТИВНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

19.00.02 – Психофизиология (биологические наук

и) Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Харитонова Л. Г.

ОМСК –

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ,

ЗАНИМАЮЩИХСЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ И СПОРТОМ............... 1.1 Возрастные особенности психофизиологического развития детей и подростков с учетом гено- и фенотипических факторов, формирующихся в процессе спортивной деятельности

1.2 Актуальность проблемы контроля психофизиологического состояния в практике детско-юношеского спорта

1.2.1 Методы диагностики психофизиологического состояния детей и подростков в период становления спортивного мастерства

1.2.2 Формирование психофизиологических функций у детей и подростков в процессе спортивной деятельности

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Организация исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Анализ и обобщение данных научно-методической литературы по проблеме исследования

2.2.2 Психофизиологические методы

2.2.3 Метод контрольного тестирования в лабораторных условиях, физиологические и расчетные методы исследования

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ

ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Психофизиологические особенности детей и подростков 9-16 лет, занимающихся различными видами спортивной деятельности

3.1.1 Особенности фоновой биоэлектрической активности коры головного мозга у спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта

3.1.2 Особенности реактивной биоэлектрической активности коры головного мозга в ответ на физическую нагрузку у детей и подростков с учетом специфики спортивной деятельности

3.1.3 Уровень развития показателей сенсомоторного реагирования и когнитивных функций в условиях относительного покоя у спортсменов 9лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.... 3.1.4 Характер взаимосвязей между параметрами биоэлектрической активности коры головного мозга и показателями сенсомоторных, когнитивных и вегетативных функций у спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта................. 3.2 Комплексная методика диагностики и оценки психофизиологического состояния спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Учебные планы учебно-тренировочных занятий в спортивных школах по плаванию, биатлону, бадминтону, футболу (на недели, ч)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Среднегрупповые значения спектрального распределения ритмов головного мозга в условиях относительного покоя и процент изменений у спортсменов от 9 до 16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта

когнитивных функций и процент изменений у спортсменов от 9 до 16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.................. работоспособности и процент изменений у спортсменов от 9 до 16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.................. ПРИЛОЖЕНИЕ Д Шкалы дифференцированной оценки сенсомоторных и когнитивных функций спортсменов с учетом возраста и специфики избранного вида спорта

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Примеры индивидуального профиля уровня развития сенсомоторных и когнитивных функций спортсменов 11 и 12 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта (на примере плавания и бадминтона)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Примерные комплексы упражнений релаксирующей направленности для спортсменов 9-16 лет

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВИ - вегетативный индекс (индекс Кредо) ВНД - высшая нервная деятельность ВНС - вегетативная нервная система ВОЗ - Всемирная Организация Здравоохранения ВР - врабатываемость ДЮСШ - детско-юношеская спортивная школа КЧСМ - критическая частота световых мельканий ПЗМР - простая зрительно-моторная реакция ПУ - психическая устойчивость РДО - реакция на движущийся объект СДЮШОР специализированная детско-юношеская школа олимпийского СЗМР - сложная зрительно-моторная реакция ССС - сердечно-сосудистая система ФС - функциональное состояние ЦНС - центральная нервная система ЭР - эффективность работоспособности ЭЭГ - электроэнцефалограмма общая работоспособность (в аэробных условиях) PWC170 специальная работоспособность (в анаэробных условиях) Wсумм ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования. Изучение психофизиологического статуса является необходимым условием для сохранения здоровья подрастающего поколения (А. И. Федоров, 2007; Э. М. Казин, 2008; Р. И. Айзман, 2010 и др.).

Одним из основных слагаемых, способствующих сохранению здоровья, является использование средств физической культуры и спорта (А. Г.

Щедрина, 2003; В. Ю. Давыдов, 2004; А. А. Баранов, 2008; В. П. Губа, 2009 и др.). Увеличение доли специальной физической подготовки и соревновательной практики в ДЮСШ параллельно с учебной деятельностью редко соответствует функциональным резервам организма и является причиной адаптационных нарушений (В. В. Дубровинская, 2000; О. С. Коган, 2003; Ю. С. Филиппова, 2005 и др.). Важной характеристикой ФС, зависящего от специфики, интенсивности и направленности тренировочного процесса является «цена» адаптации организма к нагрузкам, которая может проявляться низкой психофизиологической надежностью (А. П. Авцын, 1975; В. А. Панферов, 1995; Н. А. Литвинова, 2008 и др.).

Изучение психофизиологических особенностей, в частности основных свойств нервных процессов, оказывающих значительное влияние на развитие нейродинамической и когнитивной сфер (Н. В. Бехтерева, 2000; Г. А. Кураев, 2001; Е. Д. Хомская, 2002 и др.), вегетативных реакций (Ю. В. Щербатых, 2000; Е. А. Юматов, 2001 и др.), устойчивость к стрессу (К. В. Судаков, 2000;

В. И. Федоров, 2000 и др.), имеет определенную значимость для понимания воздействий специфических тренировочных нагрузок на организм детей и подростков, что обусловливает понимание основ различий между индивидами, без которых невозможно более точно дифференцировать их деятельность. Особую значимость приобретает учет психофизиологических особенностей индивида на разных этапах подготовки в ДЮСШ в соответствии с направленностью спортивной деятельности, способствующей достижению высоких результатов и сохранению здоровья.

Многочисленные литературные данные, отражающие формирование психофизиологических функций в онтогенезе, показаны в основном на выборке учащихся общеобразовательных школ (Э. М. Казин, 2007; Т. А.

Холоднюк, 2009; Д. З. Шибкова, 2009; И. В. Пирумова, 2010) и высококвалифицированных спортсменов (Н. А. Литвинова, 2000; Ю. И.

Корюкалов, 2008; А. В. Кутишенко, 2010; А. П. Козловский, 2011 и др.).

Фрагментарно отражены исследования в области детско-юношеского спорта, изучающие индивидуальные психофизиологические особенности детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной направленности, что затрудняет понимание интенсивных физических и психоэмоциональных воздействий на организм (И. С. Беленко, 2008; Е. В. Быков с соавт., 2008; Р.

Р. Гирфатуллина, 2009 и др.).

В настоящее время, на наш взгляд, не достаточно изучены вопросы, отражающие специфику психофизиологического контроля и дифференцированного подхода к учебно-тренировочному процессу детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной деятельности, на разных этапах подготовки в ДЮСШ, что и послужило предпосылкой для проведения настоящего исследования.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы явилось изучение психофизиологических особенностей детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной деятельности.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1 Исследовать возрастные особенности биоэлектрической активности коры головного мозга у школьников, занимающихся и не занимающихся спортом.

2 Выявить особенности биоэлектрической активности коры головного мозга, сенсомоторных, когнитивных и вегетативных функций у детей и подростков 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.

3 Изучить характер реализации взаимосвязей между показателями сенсомоторных, когнитивных, вегетативных функций у детей и подростков 9-16 лет, занимающихся различными видами спортивной направленности.

психофизиологического состояния организма спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.

Методологической основой исследования явились теоретические положения об общей адаптации и формировании стресса (В. П. Казначеев, Г.

Селье, и др.); теория сенситивных периодов в развитии двигательных способностей (В. К. Бальсевич, А. А. Гужаловский, В. И. Лях и др.);

положения о функциональной системе, как психофизиологической основе адаптации (И. П. Павлов, М. И. Сеченов, П. К. Анохин и др.); теория индивидуального развития (И. А. Аршавский); положения о механизмах адаптации человека к воздействию среды, в том числе к спортивной деятельности (В. К. Бальсевич, Озеров и др.).

Результаты исследования существенно расширяют представления о роли индивидуальных психофизиологических особенностей в процессе адаптации организма детей и подростков к спортивным нагрузкам в связи с направленностью тренировочного процесса.

Установлено, что форсирование интенсивности тренировочных нагрузок в возрастном диапазоне от 11 до 14 лет может формировать отрицательный коммулятивный тренировочный эффект и проявляться выраженным психоэмоциональным напряжением, способствующим снижению спортивной результативности.

Выявлены особенности биоэлектрической активности коры мозга, уровня развития сенсомоторных, когнитивных, вегетативных функций у детей и подростков, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта. Полученные результаты послужили основой для разработки шкал дифференцированной оценки сенсомоторных и когнитивных функций для каждой возрастной группы (от 9 до 16 лет) и вида спорта (плавание, биатлон, бадминтон и футбол).

Установлены наиболее благоприятные периоды совершенствования показателей сенсомоторных и когнитивных функций в соответствии с различиями в структуре тренировочного процесса у детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной деятельности.

Впервые установлено, что на каждом возрастном этапе у спортсменов формируется специфическая структура межсистемных взаимосвязей между биоэлектрической активностью корковых ритмов мозга, показателями сенсомоторных, когнитивных и вегетативных функций, на основании которых проявляются различия в темпах приспособления организма в соответствии с направленностью спортивной деятельности.

Впервые определен психофизиологический статус детей и подростков, который обусловлен нейродинамическими, сенсомоторными, когнитивными и вегетативными функциями и формирующийся с учетом направленности спортивной деятельности.

Практическая значимость. Разработана комплексная методика диагностики и оценки психофизиологического состояния спортсменов 9- лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта, позволяющая осуществлять оценку нейродинамических, когнитивных и вегетативных показателей, с целью выявления психоэмоционального напряжения и утомления, дифференцированной коррекции тренировочного процесса. Материалы исследования включены в вариативную часть учебнотренировочных программ в МУДОД СДЮШОР № 28, ДЮСШ НП СК «Авангард» и БУ ДОД «СДЮСАШОР А. В. Кожевникова» г. Омска.

Положения, выносимые на защиту:

1. Особенности психофизиологического развития спортсменов заключаются в более высоких возрастных темпах сенсомоторного реагирования, кратковременной зрительной памяти, оперативного мышления у представителей ациклических видов спорта по сравнению со сверстниками, специализирующимися в циклических видах спорта.

2. Формирование функциональной системы обеспечения спортивной деятельности детей и подростков обусловлено доминирующими психонейро-вегетативными компонентами. Специфика спортивной деятельности способствует формированию определенного психофизиологического статуса детей и подростков, предопределяющего приспособительные реакции в учебно-тренировочном процессе.

3. Система комплексного контроля, включающего комплексную методику диагностики и оценки психофизиологического состояния спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта, позволяет дифференцированно подходить к учебнотренировочному процессу за счёт корректирующих воздействий, способствующих сохранению здоровья.

Достоверность и научная обоснованность результатов исследования обеспечивается: общей логикой и методологической обоснованностью, непротиворечивостью исходных теоретических положений; применением разнообразных методов организации, сбора и статистического анализа экспериментально-полученных данных, репрезентативностью выборки исследования.

Апробация результатов исследования. Материалы исследования доложены на конференциях различного ранга: на IX Всероссийской научной конференции «Биоуправление в медицине и спорте» (г. Омск, 2009 г.); VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин», аккредитованной по программе «У.М.Н.И.К.»

(ОмГТУ,2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистрантов, соискателей (г. Омск, СибГУФК, 2011, 2012 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Вопросы функциональной подготовки в спорте высших достижений» (2013 г.) и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из которых 4 – в журналах, включенных в реестр ВАК РФ. Научное исследование соответствует направлению 02. Научные основы спорта высших достижений (Человек в экстремальных условиях двигательной «Спортивная ориентация и отбор на различных этапах подготовки (критерии, модельные характеристики), возрастные особенности развития спортивноодаренной личности».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 274 источника, из них 35 – на иностранном языке, приложений. Текст диссертации изложен на 145 страницах, иллюстрирован 26 рисунками и 19 таблицами.

ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТЕЙ

И ПОДРОСТКОВ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ И

СПОРТОМ

Всестороннее развитие организма и охрана здоровья подрастающего поколения является одной из актуальных задач современного государства (Н.

З. Кайгородова, 2002; Р. И. Айзман, 2005, 2010; В. К. Бальсевич, 2000, 2006;

Ю. Е. Вельтищев, 2002; Л. А. Шеплягина, 2002; Э. М. Казин, 2010 и др.).

По определению Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), базируясь на представлении о целостности организма, термин «здоровье», отражает состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов, позволяя личности адаптироваться к внешним экологическим и социальным условиям (1968). По мнению Е. Г. Мильнера (1991), здоровье отражает определенный уровень физической тренированности, подготовленности, работоспособности, функционального состояния человека, являющийся физиологической основой физического и психического благополучия.

Основываясь на медико-биологических позициях, Р. И. Айзман (2005) отождествлял «здоровье» со способностью организма сохранять гомеостаз (приспособительные реакции) в условиях полной адаптации к внешним факторам.

Таким образом, концептуальной основой оценки уровня здоровья является теория адаптации, одна из важнейших особенностей живых систем и необходимое условие их существования (В. П. Казначеев, 1980; В. В.

Роженцов, 2006 и др.). Известно, что с проблемой адаптации связано решение важных вопросов здоровья и патологии человека, физиологии труда и спорта, в связи с чем, специалисты высказывают общее мнение об адаптации как приспособлении к среде (В. С. Новиков, 1996; В. И. Медведев, 2003; С. Б. Лурье, 2004 и др.).

В основе адаптации человека лежит совокупность изменений, способствующих сохранению относительного динамического постоянства состава и свойств внутренней среды организма - гомеостаза, на сохранение которого направлены адаптационные реакции, которые «настраивают»

организм на оптимальное взаимодействие с факторами окружающей среды (И. А. Аршавский, 1982; Е. А. Каплан, 1990 и др.). Исходя из этого, гомеостаз и адаптация, по мнению авторов, являются процессами взаимосвязанными и дополняющими друг друга. Следует отметить, что с позиции теории функциональных систем, адаптация организма к условиям внешней среды осуществляется в ходе гомеостатической реакции, результатом которой является относительное сохранение гомеостатических констант, отражающей результат согласованной саморегулирующейся перестройки отдельных систем организма и их взаимодействия между собой (П. К. Анохин, 1980 и др.).

Согласно взглядам ученых, адаптивность является интегративным показателем здоровья, рассматриваемым как способность организма адаптироваться к условиям внешней среды, чаще всего в качестве физической нагрузки, в свою очередь, болезнь как результат срыва адаптации (Л. Э. Безматерных, 1998; А. С. Солодков, 1998, 2001 и др.) Таким образом, В. В. Парин понятие «норма здоровья» рассматривал «… как оптимальное состояние живой системы, при котором обеспечивается максимальная адаптивность» (цит. по В. П. Казначеев, 1980; С. 8).

О тесной взаимосвязи здоровья с образом жизни, объемом и характером двигательной активности утверждали многие исследователи, такие как, Н. А. Агаджанян, Н. М. Амосов, Г. Л. Апанасенко, В. К. Бальсевич, А. А. Виру, I. Astrand, J. N. Wilmore и другие.

Известно, что двигательная активность является составной частью здорового образа жизни подрастающего поколения. Занятия физической культурой способствуют увеличению объема двигательной активности, тем самым обеспечивая повышение функциональных возможностей и развитие физических качеств у школьников, укрепление здоровье (В. И. Дубровский, 1991; Н. В. Анушкевич, 2005 и др.).

В процессе адаптации к двигательной деятельности в организме человека развивается комплекс структурно-функциональных изменений, которые направлены на оптимизацию и расширение его возможностей (Л. И.

Лубышева, 1992; Л. М. Белозерова, 2004 и др.). По мнению ученых, данные изменения составляют основу укрепления здоровья и профилактики заболеваний в процессе занятий физической культурой, что характеризуется повышением устойчивости организма к неблагоприятным условиям внешним среды.

Однако интенсификация учебного процесса, характеризующаяся напряженной интеллектуальной и физической деятельностью детей и подростков, не всегда положительно сказывается на их здоровье (А. А.

Баранов, 2000; М. М. Безруких, 2002, 2004; Э. М. Казин, 2006 и др.). В первую очередь, различные стороны жизнедеятельности школьников сопровождаются повышенными требованиями к анализаторным системам, необходимостью экстренной переработки информации, на развитие когнитивной сферы, характер вегетативных реакций (Н. В. Макаренко, 1991;

Г. А. Кураев и соавт. 2001 и др.). По мнению Е. П. Ильина (2003), В. В.

Роженцова (2003), Н. П. Николаевой (2005), и других ученых, целостной реакцией организма на внешние и внутренние стимулы, направленной на достижение полезного результата.

Известно, что адаптивное реагирование на внешние воздействия в процессе индивидуального развития в значительной мере определяется ЦНС.

Поэтому необходимыми являются знания особенностей созревания адаптационных возможностей детей и подростков.

рассматривается на различных уровнях его протекания, в том числе на уровне психофизиологической регуляции. Интенсификация разных видов деятельности школьников является причиной нарушений в адаптационных механизмах, способствуют формированию стресса, сопряженного с процессом дезадаптации психофизиологического состояния (О. С. Коган, 2003; И. И. Мамайчук, 2003; Ю. С. Филиппова, 2005 и др.).

Учеными показана ведущая роль психофизиологического потенциала человека, определяющего адаптационный процесс. В зависимости от функциональной системы, а также входящих в нее параметров, формируется общая стратегия адаптации к деятельности, которая определяется особенностями специфических и неспецифических структур. По мнению Н.

А. Литвиновой (2008), в зависимости от данных особенностей адаптация к тем или иным видам деятельности может иметь различную эффективность и «цену». По мнению Э. М. Казина и соавт. (2008) и других ученых, психофизиологическая «цена» адаптации может проявляться в изнашивании функциональных систем организма.

Таким образом, возникает необходимость психофизиологических исследований при изучении адаптации организма к разным видам деятельности, указывая на то, что психофизиологическое состояние является наиболее чувствительным индикатором происходящих изменений под воздействием неблагоприятных факторов (Н. П. Николаева, 2005; В. В.

Роженцов, 2006 и др.).

1.1 Возрастные особенности психофизиологического развития детей и подростков с учетом гено- и фенотипических факторов, формирующихся в процессе спортивной деятельности Одной из главных проблем в возрастной физиологии является изучение особенностей психофизиологического развития детей и подростков на разных этапах онтогенеза, которым соответствуют специфические особенности формирования определенных функций организма для обеспечения его жизнедеятельности (В. Д. Сонькин, 1998; А. А. Баранов, 1999; Д. А. Фарбер, М. М. Безруких, 2005 и др.).

Известно, что развитие связано с реализацией генетической программы, усложнением структурно-функциональных свойств организма, реализующихся в определенных условиях среды и оказывающих влияние на степень выраженности программы в пределах границ некоторых отклонений, что обеспечивает успешность жизнедеятельности, совершенствуя процессы роста и развития, сохранения здоровья (Н. В. Макаренко, 1991; Б. А.

Никитюк, 2000 и др.). Таким образом, возникает необходимость изучения возрастных особенностей функционального состояния детей и подростков, в частности совпадающих с периодом обучения в основной школе, с целью преждевременной его коррекции (Л. Н. Уланова и др., 2000; А. П. Пигалов, 2006; А. А. Баранов, 2008 и др.).

Следует отметить, что к закономерностям этапов подросткового развития специалисты относят гетерохронность (неодновременность), периодичность в темпах роста и развития (процессы акселерации и ретардации), обусловленность полом, а также влияние генетических и средовых факторов (В. Е. Васильева, 1997; В. М. Смирнов, 2002 и др.).

Активная деятельность отделов ЦНС детей и подростков обеспечивает энергозатраты и адаптацию разных функциональных систем организма к внутренним и внешним факторам (Н. П. Бехтерева, 1997 и др.). В подростковый период осуществляется миелинизация проводящих путей, что является главным критерием функциональной зрелости ЦНС. К 13-15 годам продолжается развитие промежуточного мозга, происходит рост объема нервных волокон таламуса, дифференцирование ядер гипоталамуса (Н. В.

Дубровинская, 1997, 2000 и др.). Возрастной период с 9 до 12 лет характеризуется значительным увеличением взаимосвязей между различными корковыми центрами, что создает морфофункциональную основу развития интегративных функций мозга и формирования межсистемных взаимосвязей. К возрасту 10-12 лет наблюдается усиление тормозных влияний коры на подкорковые структуры, формирование корково-подкорковых взаимоотношений с ведущей ролью коры больших полушарий (Н. П. Бехтерева, 1997; Д. А. Фарбер, 2006 и др.).

В подростковый период происходят резкие нейрогормональные психофизиологическому переформированию организма (Д. А. Фарбер, 2002;

Л. Е. Никитина, 2003; Н. К. Смирнов, 2005; Е. К. Айдаркин, 2006 и др.). По мнению авторов, подростковый период основывается на строгом взаимодействии ЦНС, гипоталамических структур, на фоне которых реализуются различные типы приспособительных реакций организма, направленные на сохранение устойчивого уровня его жизнедеятельности.

Поэтому особую значимость особую значимость приобретает углубление знаний о психофизиологическом развитии подростков, определяющего последовательность возрастных изменений в ЦНС, обеспечивающих условия для возникновения и реализации той или иной функций (Х. Ремшмидт, 1994;

Е. В. Васина, 2010 и др.).

Школьный возраст характеризуется онтогенетическими изменениями физиологических основ психической деятельности человека, в частности познавательных процессов, эмоционально-потребностной сферы и функциональных состояний (Т. М. Марютина, О. Ю. Ермолаев, 1997 и др.).

Вместе с тем, гетерохронность развития систем и функций головного мозга характеризует индивидуальную психофизиологическую структуру, которая в значительной степени может определять психофизиологическую зрелость школьника. По мнению В. М. Смирнова (2005) и других ученых, гетерохронность, обусловлена генетически, но под воздействием среды возникают новые внутри- и межсистемные взаимосвязи, а также в опережающем развитии той или иной психической функции.

вертикальном (в направлении от подкорковых структур к коре больших полушарий), переднее-заднем (созревание в «задних» и «передних» отделах коры) и латеральном (созревание левого и правого полушарий). Автор считает, что наибольшая определенность в оценке психофизиологического созревания существует по вертикальному измерению.

Закономерность индивидуального развития филогенетически древних подкорковых структур головного мозга, объясняется локализацией в них центров жизнеобеспечения для эффективной адаптации к внешним условиям.

Установлено, что в дальнейшем развитии ЦНС происходит кортиколизация функций, регулирующих поведение и психику ребенка. В исследованиях Н.

В. Дубровинской (1997) и других ученых установлено, что способность к произвольной регуляции поведения связана с совершенствованием корковоподкорковых отношений, при которых кора больших полушарий, в первую восходящими из подкорки активирующими влияниями, мобилизуя нервные центры, необходимые для выполнения конкретной деятельности. По данным психофизиологического созревания растущего организма свидетельствует об индивидуализации процессов акселерации и ретардации различных систем.

Вследствие этого, необходимо учитывать физическое развитие и задержку психического развития, так как первый процесс может существовать независимо от второго и нередко представляет собой вариант нормы.

Известно, что каждому возрастному периоду развития организма соответствуют определенные психофизиологические особенности, к которым следует отнести основные свойства нервных процессов, оказывающих влияние на организм человека (Н. Н. Василевский, 1988; К. В. Судаков, 1996;

Д. А. Фарбер, 1998; В. И. Федоров, 2008 и др.). Значительное влияние на эффективность психофизиологических механизмов адаптации оказывают индивидуальные особенности высшей нервной деятельности (О. Л. Тарасова, 1998; Н. В. Фомин, 2003; Д. З. Шибкова, 2009 и др.).

Младший школьный возраст от 7 до 12 лет ученые рассматривают как возраст «спокойного» развития высшей нервной деятельности (ВНД) учащихся. Однако незначительное ухудшение процессов ВНД у школьников, в частности силы, подвижности, уравновешенности нервных процессов совпадает с процессами начала полового созревания, а также с процессом дезадаптации к учебному процессу в школе.

Ученые отмечают, что в период полового созревания преобладают процессы возбуждения, замедление прироста подвижности нервных процессов, ослабление деятельности коры головного мозга, соответственно, второй сигнальной системы (В. Д. Небылицын, 1996 и др.). Известно, что период полового созревания подростков характеризуется повышенной возбудимостью, утомляемостью, эмоциональной неустойчивостью, что может привести к снижению адаптационных возможностей высших отделов ЦНС, также ухудшению восприятия и внимания школьников (Д. А. Фарбер, 2006; А. Я. Каплан, 2005; В. Б. Павленко, 2009 и др.). Следует отметить, что у учащихся старшего школьного возраста повышается роль корковых процессов в регуляции психической деятельности, уменьшаются латентные периоды реакции, усиливается внутренне торможение, улучшается память (В. Д. Небылицин, 1996; Д. А. Фарбер, 2001 и др.). Авторы выделяют критические периоды формирования сенсомоторных реакций в процессе возрастного развития школьников, которые характеризуются уменьшением времени реакции у мальчиков в возрасте 10 и 14 лет, у девочек – 10, 12, лет. Следует отметить, что мальчики обладают в среднем более быстрой реакцией, чем девочки.

Анализ научно-методической литературы показал, что отличительной особенностью подросткового периода являются снижение функции внимания, памяти, мыслительных процессов, а также психоэмоциональное напряжение (Г. А. Кураев, 2001 и др.). Важно отметить, что у школьников, дополнительно занимающихся в спортивных школах, с сильной нервной системой развитие нервных процессов идет интенсивнее, чем у юных спортсменов со слабым типом нервной системы (Н. А. Литвинова, 2002 и др.).

Доказано, что у школьников от 11 до 15 лет процессы внимания и памяти сопряжены с уровнем высокой рассеянности, низкой способностью к сосредоточенности и нестабильностью, вследствие чего может периодически снижаться уровень запоминания и воспроизведения в процессе обучении в школе (Н. А. Литвинова, 2000 и др.).

Высокий уровень функциональной деятельности ЦНС, зависящей от развития ее адаптационно-регуляторных механизмов, определяет потенциальные возможности растущего организма (М. С. Яницкий, 1999 и др.).

В связи с тем, что развитие психофизиологических функций в процессе онтогенеза последовательно усложняется от уровня к уровню, недоразвитие которых обнаруживается в нарушении психофизиологического развития в детском и подростковом возрасте, то возникает необходимость тщательного контроля психофизиологического состояния организма подрастающего поколения (Г. А. Кураев, 2006 и др.).

1.2 Актуальность проблемы контроля психофизиологического состояния в практике детско-юношеского спорта Физическая культура в большей степени оказывает положительное влияние на организм человека по сравнению с профессиональным спортом, требующим от него максимального проявления функциональных резервов.

Дополнительные занятия школьников в спортивных школах являются важной ступенью профессиональной ориентации личности, физиологические особенности которой являются предпосылкой для психофизиологических перестроек, а многолетняя спортивная подготовка совпадает с периодом наиболее интенсивных процессов их роста и развития (Ф. Б. Березин, 1988;

О. Л. Тарасова, 1998; Н. В. Дубровинская, 2000; (В. Н. Касаткин, 2001; А. Л.

Сиротюк, 2003; В. Р. Кучма, 2004 и др.).

Интенсивные нагрузки спортивной деятельности, вызывающие утомление, являются нормальной физиологической реакцией, заключающейся в сложной приспособительной функции человека, тренированности организма. Вместе с тем, суммарный эффект нагрузок общеобразовательных и спортивных школ на организм школьника выше оптимального уровня становятся чрезмерными и могут явиться причиной нарушений в адаптационных механизмах, как физического, так и психоэмоционального напряжения и, как следствие привести, к травмам и серьезным заболеваниям (О. С. Коган, 2003 и др.). Высокая способность к волевому преодолению утомления у юных спортсменов обеспечивается более мощными адаптивными механизмами в ЦНС, высокой возбудимостью симпатического отдела вегетативной нервной системы по сравнению со сверстниками, не занимающихся спортом.

При воздействии значительных физических и психоэмоциональных нагрузок на организм человека происходят временные изменения в функциональном состоянии, которые ведут к ухудшению количественных и качественных показателей и дискоординации функций, повышающие физиологическую стоимость работы (В. С. Новиков, 1996 и др.). Так, с психологической точки зрения, под утомлением организма понимается особое, переживаемое психическое состояние, называемое усталостью, характеризующиеся расстройством внимания, нарушением в моторной сфере, ухудшением памяти и мышления и др.

Неотъемлемой составной частью более общего биологического психофизиологическое состояние спортсмена (С. Ю. Покуль, 2005; О. В.

Булатова, 2009; И. А. Чарыкова, 2010 и др.).

В связи с чем, актуальность проблемы контроля психофизического состояния юных спортсменов, деятельность которых требует устойчивого внимания, быстрой реакции, стабильной работы психофизиологических функциональных систем, несомненна. Так как в противном случае будет сохраняться остаточная усталость и, как следствие, быстрее наступать утомление. А недостаточное восстановление организма будет способствовать развитию патологических состояний (В. Д. Трошин, 2007 и др.). Обоснование рационального двигательного режима для школьников, нормирование психофизиологического состояния в процессе адаптации к разным видам нагрузок является одной из главных проблем возрастной физиологии и практики спорта (В. А. Красильникова, 2004; Э. М. Казин, 2006, 2008 и др.).

Поэтому проблема исследования особенностей психофизиологических состояния в процессе адаптации организма школьников к дополнительным занятиям в спортивных школах, сопровождающихся возможностью возникновения стрессовых ситуаций весьма актуальна (С. Г. Кривощеков и соавт., 1998; Г. А. Кураев и соавт., 2001 и др.).

1.2.1 Методы диагностики психофизиологического состояния детей и подростков в период становления спортивного мастерства Одним из актуальных вопросов в практике спорта является вопрос улучшения эффективности работы спортивных школ, играющих ведущую роль в подготовке высококвалифицированных спортсменов (Г. Н. Германов, 2007; В. П. Губа, 2009 и др.). Несмотря на многочисленные исследования, остается актуальной проблема сохранения высокого уровня эффективной работоспособности спортсмена в течение длительного времени, особенно в экстремальных условиях соревновательной деятельности (В. К. Бальсевич, способствующих развитию утомления, постоянно диктует необходимость комплексных глубоких исследований в практике детского - юношеского спорта (В. Г. Алабин, 1993; В. Г. Никитушкин, 2005; И. И. Столов, 2008 и др.).

Ведущая роль в развитии процесса утомления принадлежит ЦНС, главным образом – высшим корковым отделам головного мозга. Следует отметить, что значительные колебания уровня жизнедеятельности человека (спокойное, напряженное бодрствование, сон и др.) являются одной из важных проблем психофизиологии, в центре которой находится представление о ФС, представляющего собой системный ответ организма и обеспечивающего его адекватность требованиям деятельности (Т. М.

Марютина, О. Ю. Ермолаев, 1997 и др.). ФС человека связано с физиологическими понятиями, как работоспособность, утомление, восстановление, в связи с чем, данная проблема является актуальной (Р. Е.

Мотылянская, 1991 и др.). В функциональном состоянии ЦНС, по мнению авторов, находят отражение эмоциональное состояние, утомление и т.д. (Н.

Н. Данилова, 1992; В. И. Медведев, 1993; Н. Б. Маслов, 2003 и др.). Таким образом, авторами доказано, что в практических целях при исследовании ФС человека в первую очередь следует обращать внимание ЦНС, занимающую в иерархической структуре функциональных систем одно из главных мест.

Исследователи рассматривают состояние ЦНС как фон, в значительной степени определяющий функциональные возможности и поведение человека и отражающий особенности процессов регулирования в норме и патологии.

В связи с чем, Н. Б. Маслов и соавт. (2003) считают, что при оценке ФС нейрофизиологические изменения, происходящие в ЦНС и отражающие психофизиологических методов для оценки ФС ЦНС является изучение влияния степени и характера психоэмоционального напряжения на ФС и работоспособность (Ю. Л. Майдиков, 1997; М. М. Полевщиков, 1999; Н. П.

Николаева, 2005; В. В. Роженцов, 2006 и др.).

В спортивной практике для текущего контроля используется обширный набор клинических методик, которые нередко труднодоступны, так как в выполнения анализов и не всегда достаточно информативны. Поэтому все больше уделяется внимание поиску новых методов, которые бы давали оперативную информацию о воздействии тренировочных нагрузок на адаптационных перестроек в организме. В связи с чем, необходима всесторонняя оценка текущего психофизиологического состояния как объективного критерия для своевременной его коррекции (Е. П. Ильин, 2003;

В. А. Таймазов, 2004 и др.).

На современном этапе специализированные аппаратно-программные психофизиологического состояния, в частности регистрировать параметры адекватным и доступным из всех существующих методов изучения деятельности головного мозга (Л. Р. Зенков, 2004 и др.). Параметры биоэлектрической активности коры головного мозга являются одним из информативных методов оценки психофизиологического состояния и отражают возрастную динамику индивидуальных особенностей психофизиологического созревания человека (Т. М. Марютина, О. Ю.

Ермолов, 1997; Н. В. Королева, 2005; О. М. Базанова, 2010 и др.).

Параметры ЭЭГ, отражающие активность нервных центров, обладают высокой чувствительностью к разнообразным внешним воздействиям и изменениям состояния организма, сопровождающим моторные, сенсорные, когнитивные и мнестические процессы (А. А. Баба-заде, 1989; М. Бреже, 1995; Д. А. Фарбер, 1996; И. Г. Нидеккер, 2003; Н. Н. Данилова, 2006; L.

Huang et al., 2007 и др.). По мнению А. А. Баба-заде (1989) и других ученых, отражение адаптационных процессов организма к физической нагрузке в ЦНС обусловливает выбор критерия интегральной оценки ФС спортсменов по уровню функциональной активности головного мозга. Таким образом, электроэнцефалограмма является наиболее перспективным источником данных для психофизиологов. На ЭЭГ хорошо различима ритмическая активность: альфа-ритм - высокоамплитудные колебания с частотой 8-13 Гц, регистрируемые преимущественно в затылочной и теменной областях; бетаритм - низкоамплитудные колебания с частотой более 13 Гц, в прецентральной и фронтальной коре; дельта-ритм - с частотой менее 4 Гц и тета-ритм - с частотой 4-7 Гц, чаще наблюдаются во фронтальных зонах (Н.

Н. Данилова, 1992; и др.).

Известно, что формирование параметров электрической активности коры головного мозга в процессе онтогенеза человека свидетельствуют об особенностях его психофизиологического развития (Н. Л. Горбачевская, 2000; Н. П. Бехтерева, 2000, В. В. Гнездицкий, 2004; Ю. И. Александров и др., 2006 и др.). Авторы утверждают, что изменение биоэлектрической активности коры головного мозга в процессе онтогенеза отражает устойчивые индивидуальные нейрофизиологические особенности человека (А. Н. Шеповальников, 1995, 1999; Л. Р. Зенков, 2004; D. M. Alexander, 2006;

Klimesch et al., 2006 и др.). Таким образом, особенности биоэлектрической активности коры головного мозга являются одним из критериев оценки психофизиологического состояния человека на разных этапах возрастного развития человека.

характеристика основных ритмов ЭЭГ бодрствования основано на принципе функциональной топографии. Автор отмечает, что определенному ритму соответствуют определенные характеристики: частота ритма, пространственное расположение в соответствующей зоне коры головного мозга и реактивность к функциональным нагрузкам. По утверждению ученого данные характеристики могут являться одним их важных диагностических признаков и показателей функционального состояния различных областей коры при осуществлении психической деятельности.

K. Kirschfeld, 2005 и др.). О степени неоднородности альфа-ритма не существует единого мнения (А. С. Горев, 1996; O. N. Markand, 1990; M. B.

Sterman, 1996; E. Neidermeyer, 1998; J. L. Cantero, 1999; S. D.

Muthukumaraswamy, 2004 и др.). Например, авторы W. Klimesch (1999), А. Т.

Бондарь (2000, 2001) отмечают, что выделение границ диапазонов альфаритма соответствует частоте индивидуального пика альфа-активности.

Отмечено, что разделение альфа-активности на определенное количество поддиапазонов основывается на топографических особенностях, специфике реактивности ритма и выделении частотных полос в пределах этой активности (Н. В. Гавриш, 1993; А. С. Горев, 1996; М. В. Sterman, 1996; E.

Neidermeyer, 1997, 1998; J. L. Cantero, 1999; P. Nunez et al., 2001; R. Ishii, 2004; S. D. Muthukumaraswamy et al., 2004; K. Kirschfeld, 2005 и др.).

Определенный интерес, на наш взгляд, представляет мнение D. V.

Moretti et al. (2004), которые определяют альфа3-ритм как низкочастотный бета-ритм. Вместе с тем, Д. А. Фарбер (2005) альфа-активность определяет как высокочастотный, в соответствии с характером реактивности, пространственной организации и взаимосвязи с когнитивными процессами.

Следует отметить, что наследуемость частоты альфа-ритма в значительной степени генетически детерминирована (А. П. Анохин, 1988; О. А. Семенова, 1990; C. M. Smit et al., 2006; R.. W. Thatcher et al., 2008; E.Niedermeyer, 1993, 1997, 1998 и др.).

Доказано, что динамика биоэлектрической активности коры головного мозга человека отражает динамику уровня активации ЦНС (В. И.

Гусельников, 1976; Е. А. Жирмунская, 1991 и др.) Авторы утверждают, что внешним проявлением активности нервных центров является уровень бодрствования, соответствующий интенсивности поведения человека.

Доказано, что динамика уровней бодрствования сопровождается изменением тонуса нервных центров, при этом нервная активация выражается в усилении уровня бодрствования (Н. Н. Данилова, 2006 и др.).

Известно, что в регуляции тонуса коры и подкорковых структур и уровня бодрствования участвуют модулирующие системы головного мозга (Н. П. Бехтерева, 2000 и др.). Ритмический характер электрической активности коры обусловлен влиянием корково-таламической системы головного мозга, оказывающей на кору возбуждающие и тормозные влияния (Г. Г. Князев, 2004; P. Andersen, 1968; D. A. Frber, 1991; M. Bazhenov, 2000;

S. W. Hughes, 2007 и др.).

Доказано, что таламус (промежуточный мозг) регулирует ритмическую активность и распространяет синхронизированные влияния на обширные области коры головного мозга (М. Бреже, 1995; L. Huang et al., 2007 и др.).

Другие авторы отмечают, что еще одним модулятором уровня бодрствования является ретикулярная формация, представляющая сеть из нервных клеток в средней части ствола, и лимбическая система с активирующими и инактивирующими отделами. Установлено, что важным регулятором уровня бодрствования и внимания как избирательного процесса служат передние отделы коры – фронтальные зоны. Выявлено, что увеличение тетаактивности в ответ на внешние факторы обусловлено повышенной возбудимостью лимбико-диэнцефальных структур.

состоянию спокойного бодрствования и увеличивается степень бодрствования, в частности состояние активного бодрствования сопровождается десинхронизацией альфа-ритма с преобладанием высокочастотного бета- и гамма-ритма (М. Бреже, 1995; Л. С. Веденеева, 1998; Н. Ю. Кожушко, 2005; В. В. Гнездицкий, 2009; O. David et al., 2005; L.

Huang et al., 2007и др.). Установлено, что активность бета-ритма связана с соматическими, сенсорными и двигательными корковыми механизмами, а также с сознательной концентрацией внимания на внешнем объекте (Е. А.

Жирмунская, 1996; М. Е. Курганская, 1996; В. В. Гнездицкий, 2000 и др.).

Процесс анализа научных данных о биоэлектрической активности коры головного мозга позволяет заключить, что снижение мощности альфа-ритма неоднозначно и может сопровождаться нарастанием нервного напряжения, повышенной тревожностью, депрессивными состояниями (Т. Попова, 2006;

С. В. Черный, 2007; А. А. Коваленко, 2009, 2010; В. Б. Павленко, 2009; А. М.

Кустубаева, 2012 и др.). Вместе с тем, восстановление альфа-ритма на ЭЭГ свидетельствует об уменьшении психического напряжения и нормализации корково-подкорковых отношений в ЦНС (Н. П. Бехтерева, 2000; М.

Doppelmayr et al., 1998 и др.).

В подобной динамике альфа-ритма, на наш взгляд, имеют особую значимость для детского организма при занятиях спортом. Однако, следует отметить, что при психоэмоциональном напряжении может значительно усиливаться активность тета-ритма. Так, согласно Ю. И. Александрова (2006) и других ученых, тета-ритм, регистрируемый в процессе выполнения когнитивной задачи, также отражает процесс запоминания и извлечения следов памяти. Аналогичные данные подтверждаются результатами исследований W. Klimesch et al. (1997), указывающие на то, что синхронизация тета-ритма наблюдается в ситуациях с высокой степенью произвольной концентрации внимания, когнитивным усилием и нагрузкой на память. Активность тета- и дельта-ритмов начинает более проявляется в «гиперсинхронизированная» ЭЭГ, т.е. увеличение продолжительности медленноволновой активности. По данным О. М. Павленко (2009) увеличение мощности в тета-диапазоне связана с пониженным фоном биогенных аминов, что способствует к повышению тревожности и психической напряженности.

Установлено, что динамика характеристик альфа-ритма в процессе возрастного развития является критерием диагностики уровня нейрофизиологической зрелости головного мозга человека (Т. А. Строганова, 1995, 1998; О. Б. Сазонова, 2004; и др.). Наличие в ЭЭГ постоянного альфаритма покоя, его ритмичность и чёткая периодичность соответствует определенной степени организации функционального состояния головного мозга как фона, благоприятного для приема и анализа внешних стимулов (Г.

Уолтер, 1966; A. M. Иваницкий, 1997; А. Р. Лурия, 2000; JI. А. Жаворонкова, 2006 и др.).

Альфа-ритм учувствует в формировании механизмов переработки и восприятия информации, осуществляет произвольный контроль физиологических функций человека, способствующих протеканию когнитивных функций, активации внимания и памяти (И. В. Мальцева, 1996;

P. Nunez et al., 2001; G. G. Knyazev, 2003; D. V. Moretti et al., 2004 и др.).

Однако в отличие от тета-ритма, активность альфа-ритм связывают не с контекстуальной (эмоционально-чувственной), а с семантической памятью, хранящей абстрактные знания. По мнению Н. П. Бехтеревой (1997), A. M.

Иваницкого (1997), М. Н. Русловой (2003) и других авторов, высокая скорость сенсомоторных реакций связана с активностью альфа-ритма, которая обусловлена процессами восприятия и переработки информации ЦНС, что согласуется с нашими данными.

В сравнительно ранних работах Г. Уолтера (1966), Н. Н. Василевского (1988) была показана связь альфа-ритма в ЭЭГ с индивидуальнопсихологическими особенностями и особенностей мышления человека, но может проявляться по-разному в зависимости от функциональной нагрузки.

Так, в работах Г. А. Кураева (2001), О. М. Разумниковой (2002) отмечено, что при усиленной умственной нагрузке увеличивается альфаактивнсоть, обусловленная изменениями активности нейронов, что может служить индикатором, отражающим уровень бодрствования, скорость переработки информации и ряд психофизиологических процессов.

При выполнении когнитивных задач наблюдается подавление альфаактивности и зависит от уровня сложности задачи (R. J. Davidson et al., 1990;

D. Lehmann et al., 1995; G.F. Wilson, 1995; И. А. Яковенко, 1996; F. Hummel et al., 2004 и др.). Связь с когнитивными и эмоциональными процессами показана для бета-активности, тогда как альфа-активность зависит от уровня внимания (W. J. Ray, 1985; О. М. Разумникова, 2000, 2001, 2002; Н. В.

Дубровинская, 2002; А. Н. Лебедев, 2002; R. C. Сlarck et al., 2004 и др.).

Известно, что формированию характеристик биоэлектрической активности головного мозга соответствует период онтогенеза от рождения до юношеского возраста (В. В. Алферова, 1990; М. М. Безруких и др., 2000; Д.

А. Фарбер, 2002; D. A. Frber, 1991 др.).

значительными изменениями биоэлектрической активности коры головного мозга, которые отражают развитие мозговых структур и формирование сложных функциональных связей, обеспечивающих системную деятельность целостного мозга (И. В. Равич-Щербо, 1999; M. J. Taylor, 2002 и др.).

Авторами установлена общая закономерность формирования корковой ритмики в процессе возрастного развития человека (Д. А. Фарбер и др., 1995;

Л. С. Веденеева, 1998 и др.).

Динамика формирования электрической активности коры головного мозга в процессе возрастного развития человека характеризуются постепенным ускорением корковой ритмики, замещением медленноволновых тета- и дельта-ритмов регулярной альфа-активностью с топографией в теменно-затылочных отделах коры больших полушарий (Д. А. Фарбер, 1991, 1996 и др.). Формирование альфа-ритма в процессе индивидуального развития человека проявляется в его учащении и стабилизации (Е. А.

Сергиенко, 1993 и др.). Установлено, что формирование биоэлектрической психофизиологического созревания у школьников, в частности, когнитивных функций (Г. А. Кураев, 2001; Д. А. Фарбер и др., 2006; М. М. Безруких, 2010;

L. Kaufman, et al., 1990 и др.). Доказано, что созревание нервного аппарата коры больших полушарий в возрасте от 1 до 5 лет приводит к интенсивному нарастанию частоты альфа-ритма до 8 Гц, соответствующей взрослому типу ЭЭГ (Т. А. Строганова, 1998; S. Andersen, 1968 и др.). Вместе с тем, по мнению авторов, в этом возрасте отсутствует характерная для взрослых стабильность частоты альфа-ритма, не являющегося доминирующей формой активности (Н. В. Королёва, 2002 и др.).

Известно, что значительные изменения в формировании ЭЭГ покоя с 6летнего возраста, характеризующиеся стабилизацией по частоте альфа-ритма, совершенствованием пространственно-временной организации (О. М.

Гриндель, 1983; М. Н. Русалова, 1998; Е. А. Панасевич, 2011 и др.). По данным авторов, в возрасте 6 лет значительный удельный вес в ЭЭГ принадлежит медленноволновой активности, обнаруживающейся у детей 6летнемвозрасте - у 40%, в 7-летнем – у 30%, а в 8 лет – у 10% (Д. А. Фарбер, 1996 и др.). Уменьшение медленноволновой активности наблюдается к годам и характеризуется подавлением активности подкорковых структур корой больших полушарий (Р. М. Мачинская, 2001, 2003, 2010 и др.).

Установлено, что к 9-10 – летнему возрасту достаточно сформированы нейрофизиологические механизмы, обеспечивающие повышение уровня корковой активации школьников (А. С. Горев, 1996; Р. И. Мачинская, 2001;

Д. А. Фарбер, 2005 и др.). Наличие медленноволновой активности в меньшей степени свойственно детям 11-12 лет, чем детям 9-10 лет (Н. В.

Дубровинская, 1997 и др.). Авторы отмечали, что тета - ритм в данном возрасте встречается на ЭЭГ в 25% случаев, стабилизируется постоянный альфа-ритм в бодрствующем состоянии, появляется реакция десинхронизации при перемене вида деятельности (Д. А. Фарбер, 2005 и др.).

Следует подчеркнуть, что в период младшего школьного возраста происходят качественные изменения во внутрисистемных взаимоотношениях в передне- и заднеассоциативных областях коры, обусловленные как нарастанием внутрикорковых связей, так и созреванием нейронного аппарата этих корковых зон. Электроэнцефалограмма головного мозга подростков 13лет характеризуется преобладанием тета-активности еще у 25% школьников, что связано со снижением функциональной лабильности корковых нейронов (А. М. Кустубаева, 2012 и др.). По мнению ученых, что к концу полового созревания у школьников устанавливаются благоприятные корково-подкорковые взаимоотношения, более экономичной становится функциональная активность коры больших полушарий, обеспечивающая способность к концентрации внимания при умственных и физических нагрузках (Н. В. Королёва, 2005; Д. А. Фарбер, 2006 и др.).

Широко распространено использование электроэнцефалографического метода при изучении особенностей биоэлектрической активности коры головного мозга, отражающих текущее психофизиологическое состояние, у школьников с отклонениями в состоянии здоровья (М. Н. Русалова, 1998; Т.

М. Ефремова, 2002; Е. А. Морозова, 2011; О. А. Милованова, 2011; В. А.

Пономарев, 2011 и др.). Для выявления функциональных отклонений регистрируют реактивную ЭЭГ на провокационные пробы (реакция активации, гипервентиляция, фотостимуляция, фоностимуляция, реакция на локальную нагрузку и др.) (Н. Е. Свидерская, 2006; Э. А. Бурых, 2011 и др.).

Многие исследования посвящены изучению нейрофизиологических особенностей школьников с трудностями обучения в школе, а также синдромом дефицита внимания и гиперактивности (Дж. Любар, 1998; 2006;

О. М. Базанова, 2008; Е. В. Рудакова, 2009; Е. А. Морозова, 2011; J. Monastra, 1999 и др.). Установлено, что причиной синдромом дефицита внимания и гиперактивности являются изменения в передних отделах головного мозга, проявляющиеся избыточной активностью в тета - и/или сниженной активностью в бета - диапазонах (В. В. Глушенко, 2010 и др.).

Комплексными исследованиями особенностей психофизиологической адаптации к интенсификации школьного обучения подростков Н. Л.

Горбачевской и соавт. (2010) с сотрудниками установлена взаимосвязь активности ритмов головного мозга с нейропсихологическими характеристиками памяти, а также особенностями интеллекта и эмоционально-личностной среды.

использовании метода электроэнцефалографии для выявления у детей и подростков психических нарушений (Н. К. Благосклонова, 1994 и др.).

Установлено, что выраженное усиление медленной активности головного мозга может отражать признаки органического поражения ЦНС, в частности эпилепсии, опухолей мозга, склонных к обморокам, а также с нарушением психического развития (А. Б. Смулевич, 2002; В. В. Арьков, 2011; Э. А.

Бурых, 2011; А. П. Козловский, 2011 и др.). Исследователями изучена взаимосвязь выраженности медленноволновой активности головного мозга с особенностями контузионных и внутричерепных травм (А. В. Жарикова, 2011; В. А. Батурин, 2011 и др.).

Многие исследования с помощью метода электроэнцефалографии посвящены изучению особенностей биоэлектрической активности коры головного мозга у слепых и глухих людей (В. Л. Бианки, 1994, 1996; Р. А.

Павлыгина, 2007 и др.). В частности, выявлено, что при потере слуха, в отличие от потери зрения, не наблюдается разрушения альфа – активности (Ю. Е. Шелепин, 1999; И. Н. Посикера, 2000 и др.). У слепых людей в случаях врожденной или многолетней слепоты на ЭЭГ отсутствует альфа ритм (В. А. Толстова, 1995; В. М. Верхолютов, 1999; В. Д. Глезер, 2000; И. А.

Шевелев, 2001; Р. А. Павлыгина, 2007; Т. М. Ефремова, 2002 и др.) Также отмечена взаимосвязь параметров электрической активности коры головного мозга и клиники внутренних болезней и, в частности, при гипертонической болезни, атеросклерозе, язвенной болезни, характеризующаяся появлением медленных патологических волн (А. И.

Жигулина, 2001; Т. Т. Киспаева, 2011; О. А. Милованова, 2011 и др.).

Тестирование сенсомоторного реагирования и максимальных двигательных ответов дает достоверную информацию об адекватности протекания реакции адаптации к физической нагрузке и становлении спортивной формы.

Широко применение и психофизиологических методик (измерение времени сенсомоторных реакций и др.), диагностирующих основные нейрофизиологические показатели ФС ЦНС: возбудимость, силу возбудительного и тормозного процесса, их соотношение, подвижность и т.д.

(Н. Б. Маслов, 2003; И. В. Пирумова, 2009; Т. А. Холоднюк, 2008, 2009 и др.).

В качестве психофизиологических критериев, косвенно характеризующих работоспособность ЦНС, используется показатели ФС анализаторов (зрительного, слухового, двигательного и т.д.), сенсомоторных реакций, двигательной координации, способности к приему и переработки информации (Г. Г. Аракелов, 1998; О. В. Жбанов, 2003 и др.).

Исследованиями доказано, что использование показателей ФС зрительного анализатора в качестве психофизиологических критериев, косвенно отражают ФС ЦНС (В. С. Ефремов, 1988; С. М. Жужгин, 1991; А. А.

Кривошеев, 2001; Э. Э. Казарян, 2003 и др.). Так как зрительный анализатор, по данным авторов, в меньшей степени зависит от изменений параметров психофизиологической деятельности, связанных с эмоциональным напряжением, психофизиологические методы могут использоваться для анализа функционального состояния ЦНС при разных видах деятельности.

Таким образом, электрофизиологические и психофизиологические исследования являются информативным способом наблюдения над функционального состояния головного мозга.

Однако анализ научно-методической литературы указывает на недостаточность комплексных психофизиологических исследований в практике детско-юношеского спорта, так как имеющиеся данные касаются в основном спорта высших достижений (А. С. Радченко, 1984; Е. В. Замулина, 2007; Е. В. Фомина, 2003; Ю. И. Корюкалов, 2008; З. Г. Нуретдинова, 2008; Р.

Р. Гирфатуллина, 2009; А. В. Кутишенко, 2010; В. В. Арьков, 2011; А. П.

Козловский, 2011; W. Klimesch, 2006; L. Huang et al., 2007 и др.).

В ранних отечественных электрофизиологических исследованиях изучались особенности биоэлектрической активности коры головного мозга и выявлено: усиление медленноволновой активности при утомлении спортсменов (А. И. Ройтбак, 1962; М. Н. Ливанов, 1978; Л. А. Новикова, 1978): депрессия альфа – ритма при мышечной деятельности спортсменов как результат общей ориентировочной реакции; снижение функционального состояния головного мозга при отсутствии реакции усвоения ритмов в состоянии переутомления и перетренированности (Л. И. Ильина и др., 1962).

Несомненный интерес, на наш взгляд, представляет взаимосвязь параметров биоэлектрической активности головного мозга спортсменов разной специализации, с учетом специфики мышечной деятельности и целенаправленности тренировочных занятий. Авторы W. Orrison (2009), R. I.

Aviv (2010), Z. I. Hasiloglu (2011) отмечали, что у большинства бегунов, баскетболистов, лыжников был доминирующим альфа – ритм (63%), этот же ритм преобладал меньше, чем у половины (48%) борцов, штангистов и боксеров. У некоторых спортсменов может наблюдаться достаточно высокая мощность тета-ритма в условиях относительного покоя, что свидетельствует функционированием рабочей памяти.

Анализ электроэнцефалограмм спортсменов с учетом анамнеза жизни и спортивного анамнеза показал, что фактором, ответственным за крайние потенциалов, можно отнести травмы мозга и в отдельных случаях перенесенные болезни (О. С.Глебова, 2008; Н. Е. Полищук, 2008 и др.).

При изучении различных функциональных состояний у спортсменов ациклических видов спорта (рукопашный бой, бокс, кикбоксинг) было выявлено изменение ритмичности корковых ритмов, появление медленноволновой активности, совпадающих по частоте с ритмом выполнения движений (Т. Попов и др., 2006). Автором отмечена генерализация альфа-ритма у спортсменов, практикующих методы психофизической регуляции и релаксации. При сравнительном анализе лиц, занимающихся и не занимающимися спортом, установлено, что наличие выраженной альфа-активности при открытых глазах сопряжено с более эффективной организацией у спортсменов состояния покоя, выработанными навыками к расслаблению внемышечной активности.

В исследованиях О. В. Еремеевой и др. (2008) установлено, что параметры биоэлектрической активности головного мозга могут рассматриваться как критерии оценки адаптации ЦНС к равнинным условиям во время тренировочных занятий. В исследованиях Е. В.

Замулиной (2007), Л. В. Капилевич (2007) установлена взаимосвязь вызванных потенциалов головного мозга с уровнем специальной физической подготовленности спортсменов игровых видов спорта.

Авторы Р. Р. Гирфатуллина (2009), И. Р. Хабибуллина, (2009), М. Б.

Гурова (2011) установили, что уровень постоянных потенциалов головного мозга являются критерием краткосрочной психофизиологической адаптации у спортсменов высокой квалификации, в частности фехтовальщиков, единоборцев и тяжелоатлетов. Особенности активности корковых ритмов у высококвалифицированных спортсменов, в частности боксеров, в случае травм головного мозга отражены в научных работах S. Hahnel (2008), W.

Orrison (2009), Z. I. Hasiloglu (2011) и других исследователей.

Cстрессовые физические и эмоциональные ситуации оказывают значительное влияние на психофизиологическое состояние спортсменов (Е.

В. Сологуб, 1993; Е. В. Фомина, 2003; П. И. Сидорова, 2006; Ю. Н. Кабанов, 2009 и др.). Доказано, что интенсивные физические нагрузки в сочетании с эмоциональным стрессом приводят к нарушению сбалансированности процессов торможения и возбуждения в коре головного мозга спортсменов, что проявляется в увеличении тета-активности (И. В. Щадрина, 2008 А. В.

Кутишенко, 2010 и др.).

Исследованиями Е. В. Фоминой (2003) доказано, что влияние спортивной нагрузки проявляется в значительных изменениях частотнопространственной организации активности коры головного мозга высококвалифицированных пловцов, в частности в перестройке тетадиапазона, что позволило дополнить знания о психофизиологических характеристиках состояния мобилизации функциональных резервов.

По мнению автора, усиление мощности тета-ритма под воздействием специфической тренировочной нагрузки связывается с увеличением внутренней концентрации и отключением внимания от внешней среды, обусловленных активацией кортикальных проекций на таламус, что приводит к снижению функционального состояния, а связь с окружающей средой, в свою очередь, тормозится (Л. И. Афтанас, 2000; В. М. Русалов, 2002 и др.). Положительная корреляция тета-мощности с положительными эмоциональными переживаниям, а также возникновение состояния внутренней концентрации, сходного с медитативным, обеспечивает высокие спортивные результаты в ходе многолетней спортивной тренировки. Также выявленная меньшая мощность альфа-диапазона у наиболее успешных спортсменов указывает на особенности вегетативного обеспечения эмоциональных состояний, что может проявляться в более ярких эмоциональных переживаниях, как с положительным, так и с отрицательным знаком. Вместе с тем, по данным авторов, после нагрузки мощность тетадиапазона значительно ниже у наиболее успешных спортсменов по сравнению с менее успешными.

Выявленные различия биоэлектрической активности коры головного мозга наиболее успешных спортсменов по сравнению с менее успешными, по мнению авторов, отражают особенности мотивации спортсменов, достигающих высоких спортивных результатов. Также авторами доказано, что результаты теппинг-теста взаимосвязаны с частотно-пространственной организацией биоэлектрической активности коры головного мозга спортсменов, так как низкие показатели мощности медленноволновых диапазонов свидетельствуют о сильном типе высшей нервной деятельности.

Таким образом, по результатам исследований ученых выявлено, что предикторами успешности в плавании являются низкие показатели мощности ритмов медленноволновых диапазонов, что сочетается с сильной, подвижной и лабильной нервной системой, а также предпочтением целей высокой субъективной ценности.

В исследованиях П. В. Быкова (2008), А. Х Мельникова (2012) была выявлена взаимосвязь биоэлектрической активности коры головного мозга с показателями вегетативной регуляции ритма сердца юных спортсменов. В частности установлено, что при повышении симпатической активности усиливается синхронизация ЭЭГ (как признак снижения уровня активации головного мозга) и, напротив, повышение парасимпатической активности сопровождается десинхронизацией ритмов, что, вероятно, является признаком повышения возбудимости, лабильности головного мозга и активации коры. В исследованиях И. С. Беленко (2008, 2009) уровень функциональной и психофизиологической подготовленности юных спортсменов к тренировочной и соревновательной деятельности определялся на основании электроэнцефалографических показателей, характеризующих поведенческие механизмы адаптации спортсменов.

Таким образом, в условиях возросших требований к адаптационным возможностям организма школьников, дополнительно занимающихся в спортивных школах, возникает необходимость в дифференцированной оценке психофизиологических особенностей и выявлении их роли в изменении функционального состояния организма в процессе специфической спортивной деятельности для проведения коррекционных мероприятий с целью повышения результативности, а главное, сохранения здоровья. Данной проблеме посвящено немало работ исследователей, однако остаются недостаточно изученными вопросы психофизиологического сопровождения их учебно-тренировочной деятельности в практике детско-юношеского спорта (Ю. С. Филиппова, 2005; В. М. Степаненко, 2006; А. А. Запорожанова, 2007; И. С. Беленко, 2008, 2009; И. С. Красноруцкая, 2012 и др.).

1.2.2 Формирование психофизиологических функций у детей и подростков в процессе спортивной деятельности недостаточность комплексных психофизиологических исследований, а также нормативных требований с учетом возрастных особенностей и соответствия специфической мышечной деятельности, что затрудняет осуществление психофизиологического статуса юного спортсмена модельной характеристике вида спорта и приобретает в современных условиях все большую актуальность и значимость.

Известно, что рациональная физическая активность, способствующая увеличению мощности и стабильности механизма адаптации за счет совершенствования функций ЦНС, восстановительных процессов, позволяет сохранять здоровье подрастающего поколения и обеспечивать высокую спортивную результативность (В. Ф. Выставкина, 2006 и др.). По мнению ряда авторов, изучение и выявление особенностей психофизиологического развития и формирования приспособительных реакций к специфическим физическим нагрузкам детей и подростков является одной их главных проблем в физиологии и психофизиологии (Н. Н. Данилова, 1992 и др.).

Известно, что индивидуальная психофизиологическая структура характеризуется гетерохронностью развития систем и функций головного мозга, которая в значительной степени определяется темпами прироста психофизиологических показателей от года к году (Л. Е. Любомирский, 2000;

Е. П. Ильин, 2003 и др.). Существует мнение о том, что в сенситивные периоды развитие психофизиологических функций наиболее чувствительно к воздействию на организм неблагоприятных факторов внешней среды, в частности чрезмерных специфических тренировочных нагрузок, которые могут способствовать дезадаптации психофизиологического состояния юных спортсменов (Л. Г. Харитонова, 2001; И. И. Мамайчук, 2003 и др.).

Принцип индивидуального подхода является важнейшим вопросов индивидуализации учебно-тренировочного процесса (В. П. Филин, 1995; В.

Н. Волков, 2002; К. Прусик, 2003; R. Arnot, 1992 и др.).

психофизиологический статус и адаптивность организма юных спортсменов в процессе многолетней подготовки, соответствие психофизиологического статуса специфической мышечной деятельности, обоснование использования дифференцированного подхода при определении индивидуальной нормы, будет указывать на разнокачественность популяции по адаптивным признакам. На основании психофизиологических особенностей, характеризующих поведенческие механизмы адаптации юных спортсменов психофизиологической подготовленности к учебно-тренировочной деятельности с целью ее коррекции (Л. Х. Гаркави, 1990; Ю. В.

Верхошанский, 1993; Э. М. Казин, 2000; А. П. Романчук, 2003; А. Л.

Сиротюк, 2003 и др.). По мнению авторов, механизмы адаптации организма юных спортсменов к различным видам физических нагрузок индивидуальны и требует учета особенностей функционального состояния. Неадекватный выбор вида спорта, а также неадекватный подбор средств и методов тренировки может привести к дезадаптации к физическим и психическим нагрузкам, что может привести к замедлению роста спортивного мастерства.

Независимо от специфики вида спорта, как для работы в условиях дефицита времени, на фоне непрерывно изменяющихся условий, вызывающей высокое нервно-психическое напряжение, так и для длительной монотонной работы, снижающей тонус нервной системы, спортивная деятельность предъявляет к психофизиологическим функциям спортсмена психофизиологические показатели являются отражением уровня слаженности функционирования всего организма, независимо от специфики вида спорта, которые совершенствуются по мере повышения спортивной квалификации, что благоприятно сказывается на успешности в спорте (Н. М.

Люкшинов, 2003; Ж. Л. Козiна, 2006; И. С. Беленко, 2008 и др.).

На современном этапе к уровню функциональной подготовки юных спортсменов предъявляются предельно высокие требования. Зачастую это является причиной повышенного психоэмоционального напряжения (Н. М.

Люкшинов, 2003; А. И. Нехвядович, 2004; А. В. Петухов, 2006; З. Г.

Орджоникидзе, 2007 и др.).

Известно, что систематические занятия в игровых видах спорта прогнозирования и принятия решения, реализации когнитивных функций, процессов, а также напряженности вегетативной регуляции (С. Ю.

Тюленьков, 1996; О. И. Маслова, 2001; Н. А. Носко, 2002; В. Г. Турманидзе, 2011 и др.). Особенности борьбы в игровых видах спорта вызывает у высокого уровня развития психофизиологических показателей. Точность передач в бадминтоне и борьба за мяч в футболе требуют от игрока умения интенсивности внимания, точного расчета времени, оперативного мышления в кратчайшие отрезки времени - часто в десятые и сотые доли секунды.

Известно, что бадминтон, как спортивная игра, также требует от спортсмена высокой точности зрительного восприятия, быстроту движений и пространственного представления о своем теле на площадке (В. Г.

Турманидзе, 2011 и др.).

спортсменов игровых видов спорта происходит формирование навыков реагирующей способности, что связано с отсутствием стандартных программ двигательной деятельности с высоким вниманием к внешним условиям. В видах спорта с высоким уровнем психоэмоционального напряжения, дифференцированный контроль функционального состояния спортсменов, а также комплексное использование различных медико-биологических и психофизиологических методов его коррекции (А. И. Шамардин, 1997, и др.).

Для циклических видов спорта особо значим высокий уровень развития психофизиологических функций. Например, быстрота реагирования стартового рывка в плавании, особенности стрелковой подготовленности в биатлоне, требующей высокого уровня концентрации и устойчивости внимания, чувства дистанции и т.д. (Т. М. Воеводина, 2003; И. А. Чарыкова, 2010 и др.). Эффективность стрелковой подготовки в биатлоне напрямую зависит от уровня концентрации и устойчивости внимания спортсменов, возможности реагирования при определенной помехоустойчивости (А. В.

Петухов, 2006 и др.). Развитие реагирующей способности у пловцов определяет их успешную результативность, в частности, реакция на стартовый сигнал при прохождении дистанции (А. Р. Воронцов, 1990; Д. А.

Биневский, 1993 и др.).

Следует отметить, что наиболее благоприятным периодом для освоения основ техники в разных видах спорта считается школьный возраст.

Однако, как выше было сказано, данный возрастной период сопровождается значительными психофизиологическими нагрузками и протекает неравномерно с постоянно чередующимися ускоренными и замедленными периодами развития (В. Г. Никитушкин, 2005 и др.). В коре больших полушарий тренирующихся детей и подростков прослеживается увеличение возбудимости и лабильности корковых нейронов, что способствует уравновешенности, подвижности. Однако нервно-психическое напряжение юных спортсменов может сказываться отрицательно на возможность сохранять устойчивую работоспособность (В. Д. Еремеева, 1998 и др.).

Активная сопряженность функциональных систем происходит в сенситивные периоды возрастного развития, в которых осуществляется качественные перестройки поведения и основных психических функций (Л. М. Веккер, психофизиологических функций наиболее чувствительно к воздействию на организм неблагоприятных факторов внешней среды (И. И. Мамайчук, и др.). Таким образом, возникает необходимость в изучении сенситивных периодов психофизиологического развития юных спортсменов, обеспечивающих наибольший тренировочный эффект, который в другие возрастные периоды не может быть достигнут.

Несмотря на достаточное количество исследований, в изученной нами научно-методической литературе, не было выявлено единого мнения относительно наиболее благоприятных периодов для развития и совершенствования психофизиологических показателей у детей и подростков с учетом специфической спортивной деятельности, что может затруднять своевременную дифференцированную коррекцию тренировочного процесса и снижать эффективность их деятельности. Таким образом, с целью выявления информативных показателей психофизиологического сопровождения учебно-тренировочного процесса у детей и подростков в качестве критерия адаптации к специфической спортивной деятельности было проведено настоящее исследование.

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Организация исследования деятельности в экстремальных условиях федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта» (НИИ ДЭУ ФГБОУ ВПО СибГУФК) в три этапа с по 2014 годы.

На первом этапе (2010-2011 гг.) осуществлялся информационнометодологический поиск: проведен сравнительный анализ учебных программ ДЮСШ циклических и ациклических видов спорта; проведен анализ и обобщение данных научно-методической литературы с целью постановки проблемы исследования, гипотезы, цели научного исследования, задач для ее экспериментов.

На втором этапе (2011-2013 гг.) для решения поставленных задач были общеобразовательной и спортивных школ в возрасте от 9 до 16 лет. Целью этапа явилось выявление психофизиологических особенностей детей и подростков, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта на разных этапах подготовки в ДЮСШ и СДЮШОР.

результатов, систематизированы данные научного исследования.

Разработаны шкалы дифференцированной оценки сенсомоторных и когнитивных функций спортсменов с учетом возраста и специфики избранного вида спорта. Разработана и научно обоснована комплексная методика диагностики и оценки психофизиологического состояния ациклическими видами спорта. Сформулированы общие выводы, разработаны практические рекомендации.

На третьем этапе (2013-2014 гг.) проведено внедрение разработанной комплексной методики диагностики и оценки психофизиологического состояния организма спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта, в вариативную часть учебно-тренировочных программ спортивных школ г. Омска.

Характеристика обследуемого контингента. Контингент обследуемых – 444 школьника (мальчики и юноши), из которых 80 человек, занимающихся по программе физического воспитания общеобразовательной школы г. Омска и 364 юных спортсмена, занимающихся дополнительно по программам спортивной подготовки для детско-юношеских спортивных школ специализированной подготовки по «плаванию», «биатлону», «бадминтону»

и «футболу». В исследовании принимали участие юные спортсмены БОУ ДОД «СДЮШОР», отделение – плавание; БОУ ДОД «ДЮСШ №13», специализирующихся в биатлоне; МУП по Настольному Теннису и Бадминтону «CДЮШОР № 10»; КОУ ДОД «СДЮШОР «Динамо» по футболу. Количественный состав спортсменов представлен в таблице 1.

Возрастные группы, лет спортивной подготовки. Спортивный стаж – 2 до 6 лет, спортивная квалификация - от III юношеского разряда до КМС.

Для решения поставленных задач все спортсмены были разделены на четыре возрастные группы, в соответствии с этапами спортивной подготовки, в частности, окончание этапа начальной подготовки, учебно-тренировочный этап и первый год этапа спортивного совершенствования, соответственно, 9лет, 11-12 лет, 13-14 лет и 15-16 лет.

2.2 Методы исследования Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

2.2.1 Анализ и обобщение данных научно-методической литературы по проблеме исследования.

2.2.2 Психофизиологические методы.

2.2.3 Метод контрольного тестирования в лабораторных условиях, физиологические и расчетные методы исследования.

2.2.4 Методы математической статистики.

2.2.1 Анализ и обобщение данных научно-методической литературы по проблеме исследования В связи с решением поставленных задач нами был осуществлен анализ научно-методической литературы по изучаемой проблеме исследования.

Рассматривались вопросы, отражающие возрастные особенности формирования биоэлектрической активности коры головного мозга у школьников, занимающихся и не занимающихся спортом; уровень развития нейродинамических характеристик и когнитивных функций спортсменов с учетом возраста и специфики спортивной деятельности. Ключевым вопросом явилась разработка комплексной методики диагностики и оценки психофизиологического состояния организма спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.

Всего проанализировано 274 источника, из них 35 - на иностранном языке.

2.2.2 Психофизиологические методы Для диагностики и оценки психофизиологического состояния юных спортсменов проводилось:

а) электроэнцефалографическое мониторирование биоэлектрической активности коры головного мозга (регистрация базовых ритмических составляющих ЭЭГ: мощность в альфа-, бета-, тета-диапазонах осуществлялось с использованием АПК «БОСЛАБ» (ИМБиБ СО РАМН, г.

Новосибирск; регистр. удост. МЗ РФ №29/03010300/0230-00).

Регистрировалась фоновая и реактивная биоэлектрическая активность коры головного мозга. Анализировался общий спектр мощностей ритмов ЭЭГ и вклад каждой частотной составляющей по отношению к общему спектру.

Применялся биполярный монтаж электродов (Cz и Fz) при закрытых глазах (по международной системе «10-20»). Электроды прикреплялись к коже головы при помощи электропроводной пасты Ten 20. Два миографических электрода с клеящей поверхностью располагались на лбу ниже границы роста волос (venter frontalis) как контроль артефактов.

б) изучение особенностей сенсомоторных и когнитивных функций представленных в АПК «НС-ПсихоТест» (ООО «Нейрософт», г. Иваново) и с помощью общепринятых методик.

В процессе исследования использовались следующие методики:

1. Определение времени простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) – элементарного вида сенсомоторной реакции на зрительный стимул.

2. Определение времени сложной зрительно-моторной реакции (СЗМР) (методики «Реакция различения» и «Реакция выбора»). «Реакция различения» осуществляется на один определенный стимул из нескольких разнообразных стимулов. «Реакция выбора» заключается в осуществлении нескольких различных реакций на надлежащие стимулы. В таблице показано влияние характеристики цвета на нервную и психическую деятельность человека, как длина.

Длина Определение скорости простой и сложных сенсомоторных реакций проводилось бинокулярно при помощи зрительно-моторного анализатора (60-80 см). Число предъявляемых сигналов в обследовании – 30. Основным цветом сигнала, требующим реакции, выбирался красный. Интервал между сигналами составлял от 0,5 до 2,5 секунд.

3. Методика «Реакция на движущийся объект» (РДО) предназначена для измерения уравновешенности нервных процессов, т.е. степени сбалансированности процессов возбуждения и торможения по силе. Число предъявлений движущегося объекта – 50; осуществлялось несколько пробных предъявлений.

4. Методика «Оценка внимания» предназначена для диагностики и оценки концентрации и устойчивости внимания. Число предъявляемых сигналов в одном обследовании для детей – 30. В таблице 3 показаны показатели концентрации и устойчивости внимания.

5. Методика «Помехоустойчивость» диагностирует характеристики внимания, отражающие способность сопротивляться воздействию фоновых признаков (помех) при восприятии какого-либо объекта и применялась совместно с методикой «Оценка внимания».

Интерпретация результатов по методике «Оценка внимания»

Устойчивость внимания Концентрация внимания 6. Определение критической частоты световых мельканий (КЧСМ), или критической частоты слияния световых мельканий заключается в последовательном предъявлении дискретных световых стимулов возрастающей либо убывающей частоты. Диапазон частоты предъявления световых сигналов в порядке возрастания – от 10 до 70 Гц, в порядке убывания – от 70 до 10 Гц, дискретность световых мельканий – 2 Гц.

7. Точность воспроизведения заданной амплитуды движения рук (кинестетическая способность) измерялась с использованием кинематометра М. И. Жуковского. Рассчитывалась средняя величина отклонения из трех попыток, без учета знака ошибки.

8. Определение умственной работоспособности осуществлялась по методике «Таблицы Шульте»: эффективность работоспособности (ЭР), степень врабатываемости (ВР) (А. Н. Поборский, 1997), психическая устойчивость (ПУ) (выносливости).

9. Определение кратковременной зрительной памяти осуществлялось по методикам «Память на числа» и «Память на фигуры. По количеству правильно воспроизведенных чисел и узнанных фигур определялся уровень восприятия и узнавания.

10. Определение способности к пространственной ориентации, умению конструировать из различных частей единое целое (наглядно-образное мышление), к выполнению предметных действий на время использовалась методика «Кубики Косса». Оценка результатов осуществлялась с учетом времени, затрачиваемого на выполнение теста, показана в таблицах 4, 5.

№ фигуры Контрольное № фигуры Контрольное психофизиологическое обследование им предварительно объяснялись смысл и значение исследований. Соблюдались единство требований и условий для всех детей и подростков: комплексное тестирование проводилось в первой половине дня в помещении с оптимальными гигиеническими условиями; с согласия родителей; школьники имели допуск врача, по уровню здоровья относились к основной группе. Использовались стандартные выверенные инструменты с точностью измерений. Используемые тесты апробированы большим кругом исследователей в практике спортивной медицины, спортивной физиологии, надежны.

2.2.3 Метод контрольного тестирования в лабораторных условиях, физиологические и расчетные методы исследования Обследование юных спортсменов начиналось со сбора спортивного анамнеза. Врачом функциональной диагностики фиксировались данные о виде спорта, стаже, квалификации, этапе спортивной подготовки.

Проводилась функциональная велоэргометрическая проба, трехступенчатый тест. Анализ результатов осуществлялся с использованием авторской методики профессора Л. Г. Харитоновой «Велоэргометрия – общая и скоростно-силовая выносливость (экспресс – оценка физической работоспособности, функциональных резервов и процессов восстановления)»

(св-во официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611219 от марта 2007 г.). Расчетным методом определялись абсолютные и относительные значения общей и специальной выносливости; индекс вегетативного равновесия (индекс Кердо).

2.2.4 Методы математической статистики Математико-статистическая обработка результатов: при помощи программного обеспечения Microsoft Excel 2003, «Statistica for Windows 6.0»;

общепринятых методов вариационной статистики. Достоверность различий, соответствующих нормальному распределению, определяли с помощью Ткритерия Стьюдента, отличных от нормального распределения - U-критерия Манна-Уитни. Результаты считали значимыми при p0,-0,001. Для выявления наличия и характера зависимости между показателями применяли метод корреляционного анализа по Пирсену. Шкалы дифференцированной оценки разработаны по методу В. М. Зациорского (1996).

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ

ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Психофизиологические особенности детей и подростков 9-16 лет, занимающихся различными видами спортивной деятельности Главной задачей занятий любым видом спорта при правильной организации тренировочного процесса и врачебного контроля является повышение работоспособности и укрепление здоровья подрастающего поколения. Вместе с тем, достижение высоких спортивных результатов юными спортсменами сопровождается значительными физическими нагрузками и выраженным психоэмоциональным напряжением (Н. М.

Люкшинов, 2003; В. Р. Кучма, 2004 и др.). На растущий организм информационным нагрузкам в общеобразовательной школе, значительное влияние оказывает систематическая специфическая тренировочная и соревновательная активность, поэтому необходимо обеспечить полноценное, разностороннее возрастное развитие (В. С. Мищенко, 1990;. Б. Андронова, 2006 и др.). По мнению Е. Д. Устюгова и соавт. (1999), Э. М. Казина (2008) и других ученых, характер адаптации во многом зависит не только от силы действующего фактора, но и от индивидуальных особенностей здоровья человека, в частности, включая его психофизиологический статус.

занимающихся спортом, при современной интенсификации их деятельности возможно лишь при использовании комплексного подхода к изучению возрастных особенностей функционального состояния их организма, включая психофизиологический статус (В. Г. Никитушкин, 2005; Э. М.

Казин, 2008 и др.).

На рисунке 1 отображена схема диссертационного исследования.

1 ЭТАП ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

(информационно-методологический поиск) ЭТАП 2 Разработка комплексной методики диагностики и оценки психофизиологического состояния спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта Информационно-статистическая обработка результатов тестирования 2 блок Сопоставление полученных результатов с разработанными шкалами дифференцированной оценки сенсомоторных и когнитивных функций с учетом 3 блок РЕКОМЕНДАЦИИ по педагогической коррекции психофизиологического состояния спортсмена с учетом возраста и специфики избранного вида спорта в тренировочном процессе 3 ЭТАП Внедрение разработанной комплексной методики в вариативную часть учебно-тренировочных программ спортивных школ г. Омска Рис. 1. Схема диссертационного исследования В связи с этим, специально подобранный комплекс физиологических и психофизиологических методов диагностики позволит определять уровень состояния здоровья, функциональных возможностей детей и подростков с учетом возраста и специфической спортивной деятельности, а также существенно расширит возможности комплексного контроля учебнотренировочной деятельности спортсменов в системе многолетней подготовки.

На наш взгляд, решение данной проблемы позволит тренерам осуществлять прогностическую оценку возможностей организма юных спортсменов в соответствии со спецификой избранного вида спорта и психофизиологического потенциала с целью повышения результативности (В. Е. Рыжкова, 1971; В. И. Медведев 2003; Н. Д. Граевская, 2004; Г. Н.

Семаева, 2004 и др.).

Сравнительный анализ примерных учебных планов (на 52 недели, ч) тренировочных занятий в спортивных школах по плаванию, биатлону, бадминтону и футболу позволяет заключить, что во всех программах наблюдается постепенное увеличение доли специальной физической подготовки и соревновательной практики от этапа к этапу (Приложение А, табл. 1, 2, 3, 4). Объем тренировочных нагрузок на этапе начальной подготовки: у пловцов, биатлонистов, бадминтонистов составляет 6-9 часов в неделю, у футболистов 5-6 часов в неделю; на учебно-тренировочном этапе:

у пловцов – 12-20 часов в неделю, у биатлонистов – 10-18 часов в неделю, у бадминтонистов – 12-18 часов в неделю, у футболистов – 8-10 часов в неделю; на этапе спортивного совершенствования (1-ые годы обучения): у биатлонистов – 24-28 часов в неделю, у бадминтонистов – 18-24 часов в неделю, у футболистов – 12-16 часов в неделю.

Следует отметить, что в рамках общеобразовательной школы юные спортсмены занимались физической культурой по 2 часа в неделю.

Таким образом, перспектива научного обоснования контроля функционального состояния спортсменов на этапах подготовки в ДЮСШ с целью его оптимизации актуальна в теоретическом и практическом плане.

3.1.1 Особенности фоновой биоэлектрической активности коры головного мозга у спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта Важным критерием эффективности спортивной деятельности, по мнению ученых, является изучение особенностей ЦНС, нейродинамических показателей и когнитивных функций, определяющих психофизиологический статус (Е. Б. Сологуб, 1993; А. Ю. Харевская, 1994 и др.).

В связи с чем, одной из задач диссертационного исследования явилось выявление особенностей формирования психофизиологических показателей у детей и подростков 9-16 лет в процессе специфической спортивной деятельности по показателям нейродинамических характеристик (биоэлектрической активности коры головного мозга), уровня развития сенсомоторных, когнитивных функций, а также обоснование наиболее благоприятных периодов в развитии изучаемых параметров.

Известно, что текущее функциональное состояние ЦНС отражают такие нейродинамические характеристики, как характер биоэлектрической активности коры головного мозга, в частности активность альфа-, бета-, тетаритмов (М. Н. Цицерошин, 1993, 2003; Д. А. Фарбер, 1996; Н. В.

Дубровинская, 2002 и др.). Значительные изменения биоэлектрической активности коры головного мозга являются важным функциональным проявлением структурного созревания коры больших полушарий и отражают уровень психоэмоционального напряжения (Н. П. Бехтерева, 2000 и др.).

Согласно данным нейрофизиологических исследований состояние относительного покоя - основы, на базе которой осуществляется поиск и переработка информации, как и другие функциональные состояния – от активного бодрствования до сна, характеризуются тесным взаимодействием коры головного мозга и различных подкорковых структур, что находит четкое отражение в характере биоэлектрической активности коры головного мозга, в частности альфа-, бета-, тета-ритмов. Выявление возрастной специфики состояния покоя, как фона, при котором осуществляется деятельность, необходимо для оценки функциональных возможностей головного мозга детей и подростков на разных этапах развития (В. В.

Алферова, 1990 и др.).

Для решения первой задачи мы провели поисковое исследование, в частности сравнительный анализ фоновой биоэлектрической активности занимающихся спортом, с целью выявления возрастных особенностей психофизиологическое состояние.

В результате исследования у детей и подростков, занимающихся и не занимающихся спортом, выявлены закономерные изменения фоновой биоэлектрической активности коры головного мозга, проявляющиеся в увеличении относительной мощности в альфа-диапазоне и постепенном снижении мощности в тета-диапазоне (рис. 2, 3, 4). Однако отмечена неоднозначность в спектральном распределении относительных мощностей в альфа-, бета-, тета - диапазонах у детей и подростков, занимающихся и не занимающихся спортом, характеризующаяся значительным преобладанием тета-активности у спортсменов.

Преобладание тета-активности в условиях относительного покоя Дубровинская, 2002; А. А. Коваленко, 2010; А. М. Кустубаева, 2012; W.

Klimesch et al., 1997 и др.). Повышенную тета-активность связывают с усилением активности лимбико-ретикулярных структур головного мозга, регулирующих эмоционально-волевую сферу спортсменов (И. С. Беленко, 2009; M. Toscani, 2010 и др.).

Рис. 2. Процент изменений мощности в альфа-диапазоне Рис. 3. Процент изменений мощности в бета-диапазоне Рис. 4. Процент изменений мощности тета-диапазоне По мнению Е. В. Фоминой (2003) и других ученых, преобладание спектральной мощности в тета-диапазоне у спортсменов, указывает на возникновение состояния внутренней концентрации, что сопровождается достижением высоких спортивных результатов.

Известно, что активность нейронного аппарата коры больших полушарий отражает альфа-ритм, участвующий в сканировании информации и формировании межцентрального взаимодействия, приобретает регулярный доминирующий характер уже к 7 годам, что рассматривается как важнейший этап качественных изменений структурно-функциональной организации головного мозга.

следствием чего является нестабильность показателей функционирования коры больших полушарий. Таким образом, преобладание мощности в тетадиапазоне в возрасте 9-10 лет у детей и подростков считается возрастной нормой (А. С. Горев, 1996; Р. И. Бачинская, 1997, 2001, 2008; Д. А. Фарбер, 2005 и др.).