На правах рукописи

Антипова Ольга Сергеевна

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ,

ЗАНИМАЮЩИХСЯ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ СПОРТИВНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Специальность 19.00.02 – Психофизиология

(биологические наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Кемерово – 2014

Работа выполнена на кафедре Медико-биологических основ физической культуры и спорта Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет физической культуры и спорта»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Харитонова Людмила Григорьевна

Официальные оппоненты: Васильев Владимир Николаевич д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой физической культуры и здоровья ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»

Гольдшмидт Евгений Семенович канд. биол. наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

ФГБОУ ВПО «Челябинский

Ведущая организация:

государственный педагогический университет»

Защита диссертации состоится «22» мая 2014 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.088.09 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет» в аудитории 8402 по адресу: 650043, Кемерово, ул. Красная, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Кемеровского государственного университета по адресу: 650043, Кемерово, ул. Красная, 6.

Автореферат размещен на сайте http: www.kemsu.ru Автореферат разослан 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат психологических наук, доцент Хакимова Нурия Равильевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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, 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 фоновой биоэлектрической активности коры головного мозга и сенсомоторных, когнитивных, вегетативных функций у детей и подростков 9-16 лет, занимающихся различными видами спортивной направленности.

4 Разработать комплексную методику диагностики и оценки психофизиологического состояния организма спортсменов 9-16 лет, занимающихся циклическими и ациклическими видами спорта.

Теоретическая значимость и научная новизна исследования.

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 9-16 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:

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 психо-нейровегетативными компонентами. Специфика спортивной деятельности способствует формированию определенного психофизиологического статуса детей и подростков, предопределяющего приспособительные реакции в учебнотренировочном 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 учебно-тренировочному 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, 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.

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.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось на базе НИИ деятельности в экстремальных условиях ФГБОУ ВПО СибГУФК, на основе поперечного среза.

В исследовании приняли участие 444 школьника, из которых 80 человек, занимающихся по программе физического воспитания общеобразовательной школы г. Омска, и 364 спортсмена, специализирующихся в циклических и ациклических видах спорта: БОУ ДОД «СДЮШОР», плавание; БОУ ДОД «ДЮСШ №13 по биатлону»; МУП по Настольному Теннису и Бадминтону «CДЮШОР № 10»; КОУ ДОД «СДЮШОР «Динамо», футбол. Возраст – от 9 до 16 лет. Спортивный стаж – 2 до 6 лет, квалификация - от юношеских разрядов до кандидатов в мастера спорта. Исследования проводились в общеподготовительный период подготовки с информированного согласия родителей, с соблюдением принципа единства требований. Количественный состав представлен в таблице 1.

Возрастные Для решения поставленных задач все спортсмены были разделены на четыре группы, в соответствии с этапами подготовки: этап начальной подготовки, учебно-тренировочный этап и первый год этапа спортивного совершенствования, соответственно, 9-10 лет, 11-12 лет, 13-14 лет и 15-16 лет.

Психофизиологическая диагностика: мониторинг биоэлектрической активности коры мозга (АПК «БОСЛАБ», г. Новосибирск); оценка простой и сложных сенсомоторных реакций (различения и выбора), РДО, КЧСМ, оценка внимания, помехоустойчивость (АПК «ПсихоТест», г. Иваново»). Исследование когнитивных функций и кинестетической способности с помощью общепринятых методик: кратковременная зрительная память («Фигуры», «Числа»), умственная работоспособность («таблицы Шульте»), оперативное мышление («кубики Косса»); «точность воспроизведения заданной амплитуды движения рук».

Проведение функциональной пробы на велоэргометре (по методике Л. Г.

Харитоновой (св. гос. регистр. №2007611219)) с целью определения характера срочной адаптации ЦНС к нагрузке. Для определения вегетативного статуса рассчитывался индекса Кердо.

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).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Возрастные особенности биоэлектрической активности коры головного мозга у школьников, занимающихся и не занимающихся спортом Мониторирование биоэлектрической активности коры головного мозга у детей и подростков, занимающихся и не занимающихся спортом, проведение сравнительного анализа полученных результатов, позволило выявить особенности, характеризующиеся преобладанием психоэмоционального напряжения у спортсменов на фоне повышенной мощности в тета-диапазоне.

Преобладание медленноволновой активности у детей 9-10 лет считается возрастной нормой (А. С. Горев, 1996; Р. И. Бачинская, 2008 и др.).

Установлено, что у спортсменов от 9-10 до 11-12 и 11-12 до 13-14 лет по сравнению со сверстниками, не занимающимися спортом, снижение мощности в тета-диапазоне (-14 % и -27 %; -11 % и -28 %) и увеличение мощности в альфадиапазоне (+3 % и 20 %; +11 % и 17 %) было замедлено (p0,05).

Дестабилизация корковых ритмов в 11-12 и 13-14 лет, возможно, связана с интенсификацией спортивной деятельности и свидетельствовала о необходимости контроля при планировании нагрузок, что в совокупности с напряженностью гомеостатических механизмов регуляции, связанных с эндокринными перестройками в подростковом возрасте, могло явиться причиной снижения адаптационных возможностей.

Однако у спортсменов в возрасте от 13-14 до 15-16 лет по сравнению со сверстниками, не занимающимися спортом, был отмечен значительный прирост (p0,05) мощности в альфа-диапазоне (45 % и 10 %) и снижение мощности в тета-диапазоне (57 % и 23 %). По мнению Н. Б. Маслова (2003), Е. В. Фоминой (2003), Н. П. Николаева (2005) и других ученых, данные нейрофизиологические изменения, происходящие в ЦНС и отражающие изменения уровня ФС, соответствовали обеспечению благоприятного фона с оптимальным уровнем эмоционального возбуждения для высокой результативности, повышая мобилизационную готовность организма к выполнению значительных тренировочных воздействий.

занимающихся различными видами спортивной направленности В результате исследования у спортсменов не выявлено достоверных различий в формировании биоэлектрической активности коры головного мозга, характеризующегося повышенной тета-активностью в возрасте от 9-10, 11-12 и (увеличение альфа-активности) к 15-16 годам (рис. 1).

Рис. 1. Спектральное распределение корковых ритмов мозга (фон) у спортсменов Однако отмечены наибольшие колебания и достоверные различия значений мощностей в бета- (**p0,001) и тета-диапазонах (*p0,05) в зависимости от направленности спортивной деятельности. Данные изменения у представителей ациклических видов спорта соответствовали повышенной функциональной активности ЦНС в условиях относительного покоя, что, по мнению Е. В. Фоминой (2003), обусловлено спецификой игровых деятельности, характеризующейся высокой степенью произвольной концентрации внимания, когнитивным усилием, преобладанием процессов возбуждения для реализации технико-тактических действий в нестандартных ситуациях. Достоверные различия нейрофизиологических колебаний выражены значительнее в возрасте 9-10 и 13-14 лет.

Характер ответной реакции биоэлектрической активности корковых ритмов мозга на стандартную физическую нагрузку соответствовал биологической закономерности, заключающейся в десинхронизации альфаритма с увеличением высокочастотного бета-ритма (М. Бреже, 1995; O. David et al., 2005 и др.). Однако процент изменений варьировался в зависимости от направленности спортивной деятельности (табл. 2).

Показатели реактивной биоэлектрической активности мозга у спортсменов, (X ) после 16,0± 22,0± 27,0± 37,0± 19,0± 25,0± 32,0± 42,0± ритм после 40,0± 38,0± 31,0± 27,0± 39,0± 35,0± 28,0± 23,0± Примечание: уровни значимости (межгрупповые): ^ p 0,05; *p 0, Показано, что у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, наблюдалось значительное уменьшение мощности в альфа-диапазоне и менее выраженное - в тета-диапазоне в ответ на предъявляемую нагрузку. У представителей ациклических видов спорта, наоборот, прослеживалось выраженное уменьшение мощности в тета-диапазоне и менее значительное – в альфа-диапазоне. Таким образом, можно заключить, что характер реактивности корковых ритмов головного мозга в ответ на физическую нагрузку указывал на адекватное адаптивное реагирование при достижении оптимального уровня эмоционального возбуждения у спортсменов, специализирующихся в ациклических видах спорта, за счет наибольшего снижения мощности в тетадиапазоне, для которых данная работа являлась более специфичной.

Исследование индекса Кердо, отражающего состояние вегетативного гомеостаза, свидетельствовало о преобладающем влиянии парасимпатической нервной системы к возрасту 15-16 годам (достоверное снижение к 0) у всех исследуемых спортсменов, что отражало переход системы кровообращения на более экономичный путь функционирования. Тогда как, в возрасте от 9 до лет вегетативный индекс имел высокие значения (10,0-30,0 у.е.), характеризующие преобладание симпатического влияния ВНС в регуляции гемодинамики, что свидетельствовало о функциональном напряжении нервной системы и механизмов адаптации (Е. В. Шляхто, А. О. Конради, 2003 и др.).

Таким образом, изучение биоэлектрической активности коры головного мозга, вегетативного статуса позволило объективно оценить психоэмоциональное состояние и особенности вегетативного обеспечения резервов организма с учетом этапа подготовки в ДЮСШ и направленности тренировочного процесса, для дифференцированной коррекции и прогнозирования функциональной готовности к ответственным стартам, разработки наиболее благоприятного режима тренировки и восстановления.

Спорт предъявляет высокие требования к психофизиологическим функциям, связанных с формированием навыков тактического мышления, характеристик памяти, внимания, уровня развития реагирующей способности и т.д. (И. И. Мамайчук, 2003; Ж. Л. Козiна, 2006 и др.).

У детей и подростков, занимающихся различными видами спортивной деятельности, отмечено достоверное улучшение сенсомоторных и когнитивных