CC BY
51
УДК 612.8:796.012-055.2
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У СПОРТСМЕНОК С УЧЕТОМ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
1 Г.С. Лалаева, 2Л.В. Капилевич 'Томский государственный университет, 2Томский политехнический университет E-mail: galinalalaeva@mail.ru
С целью изучения функционального состояния нервной системы у спортсменок с учетом их специализации и выявления особенностей ее функционирования было протестировано 25 студенток Томского государственного университета. Было выделено две основные группы: студентки, имеющие спортивные разряды и входящие в состав сборных команд университета (15 человек); контрольную группу составили студентки, занимающиеся на специализации общей физической подготовки (10 человек). Исследование было выполнено на программно-аппаратном комплексе для нейрофизиологического тестирования «Нейрон-спектр 3» («Нейрософт», Россия). При анализе результатов были выявлены статистически значимые различия в показателях максимальной амплитуды альфа-, дельта- и тета-волн в разных отведениях. Обнаруженные особенности функционального состояния нервной системы тестируемых, по всей вероятности, связаны с особенностями функционирования различных отделов головного мозга, где ведущую роль занимает кора больших полушарий.
Ключевые слова:
Электроэнцефалография, амплитуда, игровые виды спорта, легкая атлетика, общефизическая подготовка.
Введение
Нервная система управляет многообразной и сложной деятельностью всех органов и систем человеческого организма, регулирует все процессы, происходящие в нем. Она осуществляет связь организма с меняющимися условиями внешней среды. Без участия нервной системы, в первую очередь центральной нервной системы, нельзя выполнить ни одного физического упражнения. Благодаря нервной системе все органы работают согласованно, и человеческий организм представляет собой единое целое [1].
Занятия спортом благотворно влияют на центральную нервную систему, улучшают ее деятельность, так как в процессе спортивной деятельности в организме возникает большое количество условнорефлекторных связей между корой головного мозга, внутренними органами и двигательным аппаратом [3, 7].
Для изучения физиологических механизмов регуляции двигательной активности у спортсменов наиболее интересными являются показатели, характеризующие функциональное состояние ЦНС. Для исследования функционального состояния нервной системы применяется широкий комплекс медицинских методов. Одним из основных методов исследования ЦНС является метод электроэнцефалография (ЭЭГ) — метод регистрации электрической активности (биотоков) мозговой ткани c целью объективной оценки функционального состояния головного мозга [2, 6].
Целью данного исследования было изучение функционального состояния нервной системы у спортсменок с учетом специализации и выявление особенностей ее функционирования.
Лалаева Галина Сергеевна,
аспирантка факультета физической культуры Томского государственного университета. E-mail: galinalalaeva@mail.ru Область научных интересов: Лечебная физическая культура. Капилевич Леонид Владимирович, д-р мед. наук, профессор кафедры спортивных дисциплин Института социально-гуманитарных технологий ТПУ.
E-mail: kapil@yandex.ru Область научных интересов: физиология, нейрофизиология.
Организация и методы исследования
Исследование проходило с сентября по декабрь 2014 года на базе лаборатории ТГУ. В эксперименте приняли участие три группы студенток, обучающихся в Томском государственном университете в возрасте 17-20 лет, общее количество которых составило 25 человек. Было сформировано две основные группы, в которые включались студентки, тренирующиеся в различных видах спорта, имеющие спортивные разряды и входящие в состав сборных команд университета. Первую основную группу составили студентки, входящие в сборную команду по легкой атлетике - 7 человек, во вторую основную группу вошли студентки сборной команды университета по волейболу - 8 человек, а третью контрольную группу составили студентки, занимающиеся на специализации общей физической подготовки - 10 человек.
Студентки трех групп обладали различным уровнем двигательной активности. Так, члены сборной ТГУ по легкой атлетике посещали учебно-тренировочные занятия 6 раз в неделю с продолжительностью каждого занятия 2 часа. Продолжительность учебно-тренировочных занятий у студенток, входящих в сборную команду университета по волейболу, составляла также 2 часа, но 4 раза в неделю. Девушки, занимающиеся на специализации ОФП, посещали занятия по физкультуре 2 раза в неделю по 1,5 часа.
В анамнезе у обследованных спортсменок не было обнаружено травм и заболеваний ЦНС.
Исследование было выполнено на программно-аппаратном комплексе для нейрофизиологического тестирования «Нейрон -спектр 3» («Нейрософт», Россия). У каждой студентки в стандартных условиях (сидя с закрытыми глазами) регистрировалась ЭЭГ, электроды располагались в соответствии с международной схемой «10-20» (рис. 1). Изучаемые характеристики биопотенциалов мозга вычислялись для восьми отведений в четырех частотных диапазонах: дельта- (0,4-3,9 Гц), тета- (4,3-7,8 Гц), альфа- (8,2-12,9 Гц) и бета-(13,3-19,9 Гц) активности.
Статистическая обработка данных производилась при помощи программы 81ай8йса 8.0 фирмы 81а180Й. Так как проводился анализ двух независимых выборок, в которых был выявлен ненормальный вид распределения, использовался непараметрический критерий Манна - Уитни.
ичюы
Рис. 1. Международная схема наложения электродов при регистрации ЭЭГ «10 -20»
Результаты и обсуждение
Полученные результаты представлены в табл. 1. При анализе результатов были выявлены статистически значимые различия в показателях максимальной амплитуды альфа-, дельта- и тета-волн в разных отведениях (С3-А1, С4-А2; БР1-А1, БР2 -А2; 01-А1, 02-А2; Т3-А1, Т4-А2).
Альфа-волны имеют частоту колебаний от 8 до 12 Гц. Доминирование альфа -диапазона характерно для спокойного, умиротворенного, безмятежного состояния. Недостаток альфа-активности является показателем стресса, эмоциональной перегрузки, тревожного компонента депрессии [2, 5].
Тета-волны имеют частоту колебаний от 4 до 7 Гц. Тета-ритм иногда называют стресс-ритмом, или ритмом напряжения. У человека одним из ЭЭГ-симптомов эмоционального напряжения служит усиление тета -ритма с частотой колебаний 4-7 Гц, причем как при положительных, так и при отрицательных эмоциях [2, 4].
Дельта-волны имеют частоту от 0,1 до 4 Гц. При доминировании дельта-волн человек находится в глубоком сонном состоянии полной релаксации. В это время мозг выделяет больше всего гормона роста, а в организме происходят процессы самовосстановления [5, 8].
По данным исследования выявлено, что у спортсменок, занимающихся легкой атлетикой и волейболом, показатели максимальной амплитуды альфа-волны в отведениях С3-А1, С4-А2, БР1-А1, БР1-А2, 01-А1, 02-А2 превышают данные показатели студенток, занимающихся общей физической подготовкой. При этом в отведении С3-А1 и БР2-А2 у группы легкоатлеток показатель максимальной амплитуды выше по сравнению с группой волейболисток и ОФП.
Также были обнаружены достоверные различия в показателях максимальной амплитуды тета-ритма в отведениях С4-А2, БР2-А2, 01-А1, 02-А2: у спортсменок (группа легкой атлетики и волейбола) они оказались ниже по сравнению с группой студенток, занимающихся ОФП. Было выявлено, что показатель максимальной амплитуды тета-ритма у спортсменок легкоатлеток достоверно ниже в отведениях С4-А2, БР2-А2 по сравнению с данными показателями студенток, входящих в сборную команду по волейболу, и студенток, занимающихся на специализации ОФП.
Что касается показателей максимальной амплитуды дельта -волн, то здесь также были обнаружены статистически значимые различия между группами спортсменок и группой ОФП. У спортсменок, занимающихся легкой атлетикой и волейболом, данные показатели были выше по сравнению с группой девушек, занимающихся ОФП.
Обнаруженные особенности функционального состояния нервной системы тестируемых, по всей вероятности, связаны с особенностями функционирования различных отделов головного мозга, где ведущую роль занимает кора больших полушарий, а именно теменная доля, лобная доля и затылочная доля. В височной доле по изучаемым показателям статистически значимых различий между тестируемыми группами выявлено не было.
Таблица 1. Показатели электроэнцефалографии у спортсменок и студенток группы общей физической подготовки (ОФП)
Отведение Показатель Группы
ОФП X ± т Легкая атлетика X ± т Волейбол X ± т
С3-А1 дельта-ритм 5,4 ± 0,3 8,3 ± 0,7 10,5 ± 0,6*#
тета-ритм 2,7 ± 0,2 1,5 ± 0,7 1,3 ± 0,5
альфа-ритм 2,9 ± 0,5 3,5 ± 0,3 7,2 ± 0,4#
С4-А2 дельта-ритм 6,3 ± 0,3 9 ± 0,6 9,1 ± 0,3*
тета-ритм 2,1 ± 0,4 1,2 ± 0,4 0,4 ± 0,3*#
альфа-ритм 2,6 ± 0,5 6,5 ± 0,5 9,3 ± 0,7*#
БР1-А1 дельта-ритм 10,1 ± 0,2 14,1 ± 0,6 16,3 ± 0,5*#
тета-ритм 2,3 ± 0,1 2,0 ± 0,6 2,1 ± 0,7
альфа-ритм 4,1 ± 0,4 6,8 ± 0,8 6,5 ± 0,1*
БР2-А2 дельта-ритм 9,3 ± 0,6 12,3 ± 0,4 15,6 ± 1,0*#
тета-ритм 2,1 ± 0,4 1,0 ± 0,.6 0,4 ± 0,8*#
альфа-ритм 2,3 ± 0,8 5,7 ± 0,3 8,0 ± 0,6#
01-А1 дельта-ритм 5,2 ± 0,6 9,3 ± 0,5 14,2 ± 0,5*#
тета-ритм 2,1 ± 0,8 0,9 ± 0,2 1,0 ± 0,1*
альфа-ритм 4,1 ± 0,5 7,5 ± 0,3 10,0 ± 0,3*#
02-А2 дельта-ритм 5,8 ± 0,7 8,9 ± 0,4 11,7 ± 0,5*#
тета-ритм 2,2 ± 0,4 0,8 ± 0,7 0,7 ± 0,6*
альфа-ритм 5,2 ± 0,6 9,4 ± 0,2 15,2 ± 0,6*#
Т3-А1 дельта-ритм 4,7 ± 0,6 8,7 ± 0,4 12,8 ± 0,3*#
тета-ритм 2,8 ± 0,5 2,4 ± 0,5 2,6 ± 0,4
альфа-ритм 2,0 ± 0,3 2,3 ± 0,8 2,6 ± 0,7
Т4-А2 дельта-ритм 5,1 ± 0,6 9,0 ± 0,7 14,1 ± 0,6*#
тета-ритм 1,5 ± 0,2 1,3 ± 0,5 1,6 ± 0,7
альфа-ритм 1,4 ± 0,4 1,5 ± 0,6 1,3 ± 0,5
* - достоверность различий с группой ОФП, р < 0,05
# - достоверность различий между группами спортсменов, р < 0,05
Заключение
Таким образом, можно сделать вывод, что у спортсменок в процесс обучения физическим упражнениям улучшается двигательная координация. При этом в совершенствовании координации движения большое участие принимают органы чувств, в особенности зрение (затылочная доля), осязание (теменная доля), а также мышечно-суставное чувство (лобная доля), благодаря которым образуются новые двигательные навыки, нарастает уровень тренированности, быстрота движения и длительность поддержания спортивной формы.
По данным исследования функционального состояния головного мозга студенток ТГУ выявлено, что девушки-спортсменки (группа легкоатлеток и волейболисток) по сравнению с группой студенток, занимающихся на специализации общей физической подготовки (ОФП), обладают лучшей пластичностью центральной нервной системы, т. е. способностью приспосабливаться к изменяющимся условиям (различная обстановка), а также уравновешенностью процессов возбуждения
и торможения, уровнем психической устойчивости и степенью врабатываемости, что является
очень важными факторами в жизни организма человека.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Борисова И.М. Мозг и нервная система человека // Иллюстрированный справочник. - 2009. -С. 87-91.
2. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография / Л.Р. Зенков и др. // МЕДпресс-форм. -2004. - С. 219-225
3. Королев С.К. Повышение эффективности управления подготовкой спортсменов, специализирующихся в восточных боевых единоборствах с позиции оценки нейрофизиологических характеристик: Спорт / Исследование / Биологические науки. - URL: http://100-bal.ru/sport/7460/index.html (дата обращения: 12.09.2014)
4. Макаренко Н.В. Сенсомоторные функции в онтогенезе человека и их связь со свойствами нервной системы / Н.В. Макаренко и др. // Физиология человека. - 2001. - Т. 27. - № 6. -С. 52-57.
5. Рыбина И.Я. Электроэнцефалография / И.Я. Рыбина и др. - СПб.: Логос. - 2004. - С. 32-35.
6. Стрельникова И.Ю. Психомоторные качества и успешность учебно-профессиональной деятельности // Известия Алтайского государственного университета. - 2010. - Т. 2. - № 2. -С.64-68.
7. Уилмор Дж. Х. Физиология спорта и двигательной активности / Дж.Х. Уилмор и др. -Киев: Олимпийская литература, 2001. - С. 22-25.
8. Устшова Т.Б. Особливосп оперативного сенсомоторного реагування у спортсмешв при рiзних типах метеоролопчних умов: Бiблiотека украшських автореферапв / Культура. Наука. Освгга. - URL: http://librar.org.ua/sections_load.php?s=culture_science_education &id=3966 (дата обращения: 13.04.2014)
Поступила 10.11.2014.
