CC BY
41
УДК 796.012 ББК 75.116.44 Н 34
К.Д. Чермит
Доктор биологических наук, доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой общей педагогики, проректор по учебной работе Адыгейского государственного университета; E-mail: [email protected]
А.Г. Заболотний
Кандидат педагогических наук, доцент, заведующий кафедрой физического воспитания, директор центра «Здоровье» Адыгейского государственного университета; E-mail: [email protected]
М.Ю. Мирза
Старший преподаватель кафедры физического воспитания Адыгейского государственного университета; E-mail: [email protected]
НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ РЕГРЕССА ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ В ПОЖИЛОМ И ПРЕКЛОННОМ ВОЗРАСТЕ
(Рецензирована)
Аннотация. Профилактика преждевременного старения и поддержание функциональной и социальной активности населения являются приоритетными направлениями исследований педагогических, медицинских наук и адаптационной физиологии. Старение приводит к неуклонному снижению всех функций организма, что ограничивает его способность адаптироваться к изменяющимся условиям существования. Снижение функционального уровня гомеостатических механизмов в старости - основа, определяющая морфологические и клинические особенности адаптивных реакций у людей пожилого и преклонного возрастов. Активный двигательный режим может рассматриваться как средство регулирования функций стареющего организма. Поиск новых доказательств пролонгирующего действия активного двигательного режима, разработка более обоснованных и индивидуализированных режимов имеют не только биологическое, но и педагогическое значение. Интенсивность двигательной активности имеет адекватные пределы и соразмерна возрасту. Для определения рациональных границ двигательной активности, а также определения состава и направленности средств физического воспитания по снижению темпов разрушения двигательной функции в пожилом возрасте необходимо определить регрессивные изменения естественных локомоций человека. С этой целью на основе оптической системы трехмерного видеоанализа движений человека были определены кинематические характеристики приседания пожилых людей. Изучены графические траектории угловых перемещений в голеностопном, коленном, и тазобедренном суставе. Регрессивные изменения пространственно-временного порядка угловых перемещений определены путем сопоставления полученных данных с данными, полученными в ранее проведанных исследованиях среди детей 5 и 6 лет, а также спортсменов, занимающихся пауэрлифтингом.
Ключевые слова: естественный регресс двигательной функции, старение, пространственно-временной порядок угловых перемещений.
K.D. Chermit
Doctor of Biology, Doctor of Pedagogy, Professor, the Head of General Pedagogy
Department, Vice-Rector for Study, the Adyghe State University; E-mail:
A.G. Zabolotniy
Candidate of Pedagogy, Associate Professor, the Head of Physical Education
Department, Director of the Health Centre, the Adyghe State University; E-mail:
M.Y. Mirza
Senior Lecturer of Physical Education Department, the Adyghe State University;
E-mail: [email protected]
SCIENTIFIC-METHODICAL BASES OF ASSESSMENT OF MOTOR FUNCTION REGRESSION AT ELDERLY AND OLD AGES
Abstract. Prevention of premature aging and maintenance of functional and social activity of the population are priority areas of research, teaching, medical science and adaptive physiology. Aging causes decrease of all body functions, which limits its ability to adapt to the changing conditions of existence. The reduction of functional level of homeostatic mechanisms in old age is the basis of defining morphological and clinical features of adaptive reactions in elderly and old ages. Active motor mode can be considered as a means of regulating functions of the aging body. The search for new evidence of prolonged action of the active motor mode, development of more justified and individualized modes have not only biological, but also pedagogical value. Intensiveness of motor activity has adequate limits and commensurates with age. To define rational boundaries of physical activity, as well as determine the composition and orientation of physical education to reduce the rate of destruction of motor function in old age, it is necessary to determine the regressive changes of natural human locomotions. To this end, based on the optical three-dimensional video analysis of human movements, the kinematic characteristics of the squat of old people have been identified. Graphic trajectories of angular displacements in ankle, knee, and hip joints were studied. Regressive changes of the space-time order of angular displacements were determined by comparing the obtained data with data obtained in earlier studies held among children aged 5 and 6 years, and among athletes involved in powerlifting.
Keywords: Natural regression of motor function, aging, spatial-temporal order of angular displacements.
Введение. Старение организма приводит к естественному снижению всех физиологических функций. Регресс двигательной функции проявляется в разрушении механизмов ее управления [1—3]. В результате более половины пожилых людей и стариков лишены возможности удовлетворять необходимые двигательные потребности, что нарушает физическое благополучие, являющееся основополагающим компонентом здоровья человека. Сохранение двигательной функции
возможно только одним способом - путем систематического применения физических упражнений. Однако определение их состава, средств направленности применения требует определения объективных параметров специфики двигательного регресса. Решение данной задачи возможно путем регистрации кинематических характеристик естественных локомоций пожилых людей.
Методика исследования. Исследование проводилось в лаборатории
эргономической биомеханики Адыгейского государственного университета. Испытуемым предлагалось выполнять в свободном темпе приседание и ходьбу. Регистрация кинематических характеристик проводилась при помощи оптической системы трехмерного видеоанализа движений. Аппаратная часть комплекса «Видеоанализ движений» состоит из двух видеокамер, двух ламп подсветки, тест-объекта, све-товозвращающих маркеров, компьютера, платы видеозахвата, записывающей видеоряд на жесткий диск компьютера.
Аппаратно-программный комплекс был впервые использован для исследования кинематических характеристик движения приседания и ходьбы.
Программная часть комплекса выполняет следующие операции:
- производит съемку движений с частотой 50 кадров в секунду;
- автоматически обрабатывает координаты маркеров на теле человека;
- представляет в графической форме всю фиксируемую кинематическую информацию.
Программное обеспечение комплекса «Видеоанализ движений» дает возможность фиксировать изменение суставных углов, угловых скоростей, угловых ускорений, рассчитывать стандартные отклонения, производить сравнительный анализ хранящихся в базе данных результатов исследования нескольких испытуемых или одного испытуемого в разные периоды времени. Анализ усредненных кинематических профилей более корректен, так как менее подвержен случайным ошибкам. Для регистрации кинематических характеристик движения на испытуемого с латеральной стороны тела в области проекции центра плечевого, тазобедренного, коленного, голеностопного, плюс-нефалангового суставов, а также на височной области головы устанавливались световозвращающие
(отражающие направленный свет) маркеры диаметром 2,5 см. Испытуемый выполнял движения, его движения в течение 10 секунд записывались на две видеокамеры, располагавшиеся на расстоянии около 5 метров от места съемки и под углом 60 градусов к основному направлению движения испытуемого. За видеокамерами расположены лампы подсветки, освещающие световозвращающие маркеры на руках испытуемого, превращая их в яркие точки, что позволяет четко фиксировать их на видеозаписи. Всего за время исследования было сделано 60 видеозаписей ходьбы и приседания пожилых людей. Сделанные видеозаписи были обработаны при помощи программного комплекса VideoMotion_3D.
Обсуждение результатов исследования. Изучены графические траектории угловых перемещений в голеностопном, коленном и тазобедренном суставе. Полученные данные были сопоставлены с аналогичными, полученными в ходе ранее проведенных исследований техники приседания спортсменов, занимающимися пауэрлифтингом [4, 5], и детей 5-6 лет [6-9]. Было установлено, что графические траектории угловых перемещений в суставах имеют форму параболы, левая ветвь которой характеризует пространственно-временной порядок выполнения приседания, а левая - вставания. Согласно прицепам построения параболы, пространственно-временной порядок угловых перемещений в ходе вставания является обратным пространственно-временным порядком угловых перемещений в ходе приседания. Чем выше уровень совершенствования двигательного навыка, тем выше проявление данной зависимости. При этом формирование установленного пространственно-временного порядка угловых перемещений начинается задолго до начала занятий пауэрлифтингом. Его проявление
в коленном суставе у 67% испытуемых наблюдается уже в пятилетнем возрасте, а к шести годам увеличивается на 86%. Формирование пространственно-временного порядка угловых перемещений происходит гетеротропно в коленном суставе в возрасте 5-6 лет, а в голеностопном и тазобедренном - в более позднем возрасте. В этих же исследованиях удалось установить, что пространственно-временной порядок угловых перемещений в коленном суставе является базовым пространственно-временным порядком техники приседания, позволяющим освоить пространственную схему движения на базовом уровне. По завершении формирования он устойчив к смене способов зрительного контроля, что свидетельствует о переходе механизмов управления движениями со зрительных каналов на проприорецептивные. Управление проприорецетивным каналом обратной связи является бессознательной формой управления движения, свидетельствующей
временной порядок угловых перемещений при выполнении разгибания в коленном суставе является обратным пространственно-временным порядком угловых перемещений при сгибании.
В данную группу попало 5 испытуемых, из которых двое старше
о формировании двигательного навыка.
Развитие базового уровня освоения приседания определятся формированием пространственного-временного порядка угловых перемещений в голеностопном и тазобедренном суставах, что зависит от образа жизни человека и специфики освоения двигательной сферы. От этого зависит, останется ли развитие двигательного действия на базовом уровне или перейдет на более высокие уровни с более сложным механизмами управления.
С позиции вышеизложенного изучение графических траекторий угловых перемещений приседания у пожилых людей и стариков позволяет разделить испытуемых на две группы. В первую группу попали испытуемые, у которых преимущественно сохранился базовый уровень пространственно-временного порядка угловых перемещений в коленном суставе, при котором графические траектории угловых перемещений имеют форму параболы (табл. 1, рис. 1). При этом пространственно-
60 лет, двое старше 70 лет и один старше 80 лет. Средний возраст испытуемых в группе составляет 70,8±7,3 года.
Сохранение пространственно-временного порядка угловых перемещений у пожилых людей и стариков свидетельствует о сохранении
Таблица 1
Распределение участников эксперимента на группы по форме графической траектории угловых перемещений в коленном суставе
Первая группа Вторая группа
испытуемые возраст испытуемые возраст
1. Пч--------в 83 1. За----------й 82
2. Ме--------в 73 2. Ля---------в 74
3. З----------в 71 3. Ля---------а 74
4. Бе---------в 66 4. Го---------в 73
5. Че---------т 61 5. Ду---------к 68
Среднее значение х±а 70,8±7,3 6. Са---------в 68
Среднее значение х±а 73,1±5,1
Примечание: х — среднее арифметическое; а — стандартное отклонение
Рисунок 1. Исследование кинематических характеристик приседания в пожилом возрасте и у стариков (Л----------в, 74 года)
проприрецептивных механизмов управления движениями при выполнении приседания и сохранении двигательного навыка.
Во вторую группу попали испытуемые, у которых отсутствует пространственно-временной порядок угловых перемещений в коленном суставе (табл. 1, рис. 2). В данную группу вошло шесть испытуемых, двое из которых старше 60 лет, трое старше 70 лет и один старше 80 лет. Средний возраст испытуемых в группе 73,1±5,1 года, тогда как в первой группе - 70,8±7,3 года, что не имеет достоверных различий.
Установлено, что пространственно-временная последовательность угловых перемещений в ходе разгибания в коленном суставе не имеет обратной взаимосвязи с пространственно-временной последовательностью угловых перемещений при сгибании. Кроме того, у испытуемых данной группы было установлено отсутствие стабильности проявления пространственно-временной последовательности угловых перемещений в серии приседаний.
Графическая траектория угловых перемещений при сгибании в суставе имеет более пологую форму, а траектория угловых перемещений при разгибании в суставе - более крутую форму (рис. 3).
Подобные проявления обнаружены у 9,8% детей 5 лет и у 4,8%
детей 6 лет и расценивались нами как несформированность базового уровня пространственно-временного порядка угловых перемещений. В пожилом и старческом возрасте данная пространственно-временная последовательность проявляется у более половины испытуемых, что свидетельствует о проявлении регрессивных изменений механизма управления угловыми перемещениями в коленном ставе и разрушении базового уровня управления двигательным действием. Происходит переход механизма управления движениями с проприорецептив-ных каналов на зрительные, что свидетельствует о доминировании сознательной формы управления движениями и разрушении механизма автоматизации. Этот явление может проявляться не во всем двигательном действии, а лишь в отдельной фазе. В частности, в фазе выполнения приседа. При этом неполная утрата механизма автоматического управления движениями позволяет предположить возможность его дальнейшего восстановления путем целенаправленного воздействия.
То обстоятельство, что не было обнаружено возрастных различий между испытуемыми первой группы (у которых сохранился базовый пространственно-временной порядок угловых перемещений в
Рисунок 2. Изменение угловыхперемещений в голеностопном, коленном и тазобевренном суставах у пожилых людей, отнесенные к первой группе испытуемых: А -с Ля---------а, 74 лет; Б - Пч---------в, ВЗ года,
Рисунок 3. Изменение; угловых перемещений в голеностопном, коленном и тазобедренном суставан ппожилых лпдей, отнесенныхенс еторой группе испытуемых: А - Бе-------в, 66 лет; Iе — Го---------в,83 года
коленном суставе) и испытуемыми второй группы (у которых были обнаружены регрессивные изменения пространственно-временного порядка угловых перемещеней в коленном суставе), покволяет говорить о том, что регрессивные изменения кинематической структуры естественных локомоций в большей степени зависят не от возраста, а от образа жизни и индивидуальных особенностей пожилых людей и стариков.
Выводы. Таким образом, изучение биомеханических характеристик приседания у пожилых людей и стариков позволяет установить следующее.
1. Пространственно-вре менной порядок угловых перемещений в коленном суставе является базовым критерием опрхделения возрастного двигательного регрееса кинематической структуры приседония.
2. Разрушение простр анс твенно-временного порядка угловых перемещений в коленном суставе характеризуется разрушением последовательности угловых перемещений, при котором пространственно-временная последовательность угловых перемещений входе разгибания является обратной пространственно-временной последовательностью угловых перемещений при сгибании.
2. Регрессивные изменения базового пространственно-временного порядка угловых перемещений в коленном суставе преимущественно обусловлены образом жизни пожилых людей, а не возрастными изменениями.
3. Разрушение двигательной функции характеризуется переходом центральных механизмов управления движениями с проприорецептивных на зрительные каналы обратной связи.
4. Переход центральных механизмов управления движениями с проприорецептивных на зрительные каналы обратной связи в процессе возрастного двигательного регресса при выполнении приседания осуществляется дискретно, сначала в фазе выполнения приседа, а при усилении двигательного регресса предположительно и в фазе вставания из приседа. При этом управление движениями переходит
с автоматической формы на сознательную. Неполная утрата механизма автоматического управления движениями позволяет предположить возможность его дальнейшего восстановления путем целенаправленного воздействия.
Заключение. В этой связи проявление возрастного регресса двигательной функции возможно разделить на две стадии: стадию возвратного регресса, которая характеризуется регрессивными изменениями базового пространственно-временного порядка в отельной фазе движения, где автоматическая форма управления двигательной функцией проявляется наряду с сознательной; и стадию невозвратного регресса, которая характеризуется регрессивными изменениями базового пространственно-временного порядка во всем двигательном действии при доминировании сознательной формы управления движениями.
Примечания:
1. Чермит К.Д., Заболотний А.Г., Тугуз Э.И. Регрессивные изменения естественных локомоций в нисходящей ветви онтогенеза // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Педагогика и психология. 2012. Вып. 4. С. 76. URL: http://vestnik.adygnet.ru
2. Чермит К.Д., Заболотний А.Г. Изменение структуры цикла одиночного шага при ходьбе в нисходящей ветви онтогенеза // Тенденция и перспективы развития современного научного знания: сб. материалов V Междунар. заоч. науч.-практ. конф., г. Грозный, 24-25 декабря 2012 г. Грозный, 2012. С. 121-123.
3. Исаков А.О., Чермит К.Д., Тугуз Э.И. Возрастные изменения структуры цикла одиночного шага при ходьбе в пожилом возрасте // Физическая культура, спорт - наука и практика. 2013. № 4. С. 58-61.
4. Чермит К.Д., Заболотний А.Г. Классификация кинематических характеристик при выполнении приседаний со штангой в пауэрлифтинге // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Педагогика и психология. 2013. Вып. 4. С. 37-51. URL: http://vestnik.adygnet.ru
5. Чермит К.Д., Заболотний А.Г.Изменение кинематических характеристик в ходе приседания со штангой в пауэрлифтинге // Теория и практика физической культуры и спорта. 2013. Вып. 8. С. 71-76.
6. Чермит К.Д., Гучетль А.А. Влияние способов визирования на изменение кинематических параметров приседания и ходьбы у детей старшего дошкольного возраста / Теория и методология инновационных направлений физкультурного воспитания детей дошкольного возраста: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, 1 июня 2012 г., г. Краснодар. Краснодар: Изд-во КГУФКСТ, 2012. С. 169-171.
7. Чермит К.Д., Гучетль А.А., Заболотний А.Г. Проявление ритма кинематических характеристик в процессе выполнения приседания и ходьбы детей старшего дошкольного возраста / Теория и методология инновационных
направлений физкультурного воспитания детей дошкольного возраста: материалы II Всерос. науч.-прак. конф. с междунар. участием, 1 июня 2012 г., г. Краснодар. Краснодар: Изд-во КГУФКСТ, 2012. С. 171-174.
8. Согласование угловых перемещений детьми старшего дошкольного возраста в ходе выполнения естественных локомоций / А.Г. Заболотний, К.Д. Чермит, А.Б. Бгуашев [и др.] // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественные математические и технические науки. 2015. Вып. 3(166). С. 47-53. URL: http://vestnik.adygnet.ru
9. Чермит К.Д., Заболотний А.Г., Бгуашев А.Б. Формирование пространственно-временного порядка угловых перемещений при выполнении приседания у детей старшего дошкольного возраста // Физическая культура, спорт - наука и практика. 2015. № 3. С. 32-38.
References:
1. Chermit K.D., Zabolotny A.G., Tuguz E.I. Regressive changes of natural locomotions in a descending branch of ontogenesis // Bulletin of the Adyghe State University. Ser. Pedagogy and Psychology. 2012. Iss. 4. P. 76. URL: http://vestnik. adygnet.ru
2. Chermit K.D., Zabolotny A.G. Change of the structure of the single-step cycle when walking in the descending branch of ontogenesis // Trends and prospects for the development of modern scientific knowledge: coll. of materials of the V Intern. scient. and preact. conf. by correspondence, Grozny, December 24-25, 2012. Grozny, 2012. P. 121-123.
3. Isakov A.O., Chermit K.D., Tuguz E.I. Age changes in the structure of the single-step cycle when walking in old age // Physical culture, sport: science and practice. 2013. No. 4. P. 58-61.
4. Chermit K.D., Zabolotny A.G. Classification of kinematic characteristics of squats in powerlifting with a bar // Bulletin of the Adyghe State University. Ser. Pedagogy and Psychology. 2013. Iss. 4. P. 37-51. URL: http://vestnik.adygnet.ru
5. Chermit K.D., Zabolotny A.G. Changes of kinematic characteristics of squats in powerlifting // Theory and practice of physical culture and sports. 2013. Iss. 8. P. 71-76.
6. Chermit K.D., Guchetl A.A. Influence of sighting methods on the change of kinematic parameters of squatting and walking of children of senior preschool age / Theory and methodology of innovative directions of physical education of preschool children: materials of the II All-Russian scient. and pract. conf. with intern. participation, June 1, 2012, Krasnodar. Krasnodar: KGUFKST Publishing house, 2012. P. 169-171.
7. Chermit K.D., Guchetl A.A., Zabolotny A.G. Manifestation of the rhythm of kinematic characteristics during the performance of squatting and walking of children of senior preschool age / Theory and methodology of innovative directions of physical education of children of preschool age: materials of the II All-Russian scient. and pract. conf. with intern. participation, June 1, 2012, Krasnodar. Krasnodar: KGUFKST Publishing house, 2012. P. 171-174.
8. Coordination of angular movements by children of the senior preschool age during the performance of natural locomotions / A.G. Zabolotny, K.D. Chermit, A.B. Bguashev [etc.] // Bulletin of the Adyghe State University. Ser. Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2015. Iss. 3 (166). P. 47-53. URL: http://vestnik. adygnet.ru
9. Chermit K.D., Zabolotny A.G., Bguashev A.B. Formation of the space-time order of the angular displacements during the performance of squatting of the children of senior preschool age // Physical culture, sport: science and practice. 2015. No. 3. P. 32-38.
