CC BY
39
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СПОРТА
УЛЬТРАДИАННЫЕ РИТМЫ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ В ГОЛЬФЕ
А.Н. КОРОЛЬКОВ,
Российский государственный университет физической культуры,
спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы определения низкочастотных ритмов работоспособности в гольфе. По данным экспериментальных исследований получены амплитудно-частотные спектры работоспособности гольфистов и определены критические частоты изменения работоспособности.
Ключевые слова: гольф, мини-гольф, ультрадианные ритмы, работоспособность, утомление, спектральный
анализ, когерентность.
Abstract
Questions of definition of low-frequency rhythms of working capacity in golf are considered in the article. Amplitude-frequency golfers operability spectrums are received and working capacity critical frequencies are determined by data of the pilot studies.
Key words: golf, minigolf, ultradies rhythms, productivity, exhaustion, spectral analysis, coherence.
Введение
Изучению различных ритмов и колебаний, влияющих на результаты деятельности человека, посвящено множество исследований [1, 3]. Наиболее изученными являются различные периодические процессы, связанные, в первую очередь, с сокращениями сердца, изменениями активности мозга, ритмичностью дыхания, циклами кровообращения и другими периодическими изменениями непрерывно протекающих физиологических процессов. К таким ритмам относятся, например: альфа-, бета-, гамма- и дельта- ритмы, ритм Веретоно, ритмы Траубе, колебания ликвора, ритмы обмена веществ гормональной секреции и пищеварения. Временные частоты таких процессов заключены в пределах от 55 и до 0,01 Гц. В этом же диапазоне имеют место и ритмы внешних процессов, непосредственно не связанные с физиологическими ритмами, к ним относят резонансы Шумана. Другие более низкочастотные периодические процессы в человеческой деятельности непосредственно связаны с внешними источниками возмущения и определяются движением Земли относительно неподвижных звезд, Луны и Солнца. Это так называемые суточные, месячные, сезонные и годовые ритмы. Изучением этих явлений занимается хронобиология [2]. Исследователи выделяют множество ритмов, отличающихся друг от друга по генезису, амплитуде и частоте. Такие временные ритмы, по аналогии со спектром электромагнитных колебаний, можно представить в виде спектра биологических ритмов, например, как это представлено на рис.1.
В этом спектре (рис. 1) наиболее изученными являются ритмы в области высоких (55-0,05 Гц) и низких частот (7-10-5 Гц и ниже). Ритмы, период которых составляет от нескольких минут до нескольких часов, практически не исследованы. С другой стороны, многие спортивные состязания длятся несколько часов подряд. В этой связи изучение изменения работоспособности и утомления на этих временных промежутках представляется очень важным. Актуальность исследования приобретает особенное значение для видов спорта, в которых двигательная активность связана с многократной реализацией однотипных повторяющихся точностных действий, требующих дозирования целенаправленных движений по усилию, амплитуде и направлению. К таким видам спорта относятся стрельба, гольф, кёрлинг, бильярд и т.п.
Для организации исследований изменения работоспособности (утомления) в учебной деятельности, охране труда и спорте обычно используют тесты в виде корректурной пробы Бурдона, определения критической частоты световых мельканий, регистрации изменений сердечного ритма, артериального давления, биохимические определения концентраций веществ и соединений в биологических жидкостях и выдыхаемом воздухе и другие способы. Осуществление такого рода тестов и проб синхронно с выполнением какого-либо задания затруднительно, и, видимо, по этой причине измерения работоспособности в течение часовых промежутков проводится очень редко.
ФНЦ ВНИИФК
Медико-биологические проблемы спорта
35
Частота, Гц 55 35 16 14 10 8 4 3 0,8 0,3 0,23 0,2 0,16 0,1 0,05 0,03 0,01
Период, с 0,0182 0,0286 0,0625 0,0714 0,1 0,125 0,25 0,333 1,25 3,333 4,348 5 6,25 10 20 33,33333 100
Ритмы Гамма Бета Веретоно Дельта Траубе
ЧСС Дыхание
Пищеварения
Импульсов черепа Средний прилив Дли- тельный прилив
Частота совершения игровых действий в гольфе
Рис.1. Спектр биологических ритмов
Методы и организация исследований
В гольфе и мини-гольфе в качестве критерия изменения работоспособности может рассматриваться сам спортивный результат: количество ударов для поражения одной и той же лунки с одной дистанции при неизменных внешних условиях. При этом кривая зависимости результата от времени будет характеризовать изменение многих параметров, определяющих изменение работоспособности спортсмена. В нашем случае мы исследовали девять спортсменов массовых разрядов, которые в течение часа поражали одну и ту же лунку для мини-гольфа. В среднем за время испытаний каждый спортсмен совершал от 100 до 150-ти ударов. Характерный вид зависимости результата от времени (для трех спортсменов) изображен на рис. 2.
Результаты и обсуждение
Графики на рис. 2 представляют собой временные ряды, которые можно представить в виде линейной
комбинации гармонических колебаний (ряда Фурье) с частотами, кратными основной, определяемой длительностью проведения измерений. Таким образом, зависимостям изменения результата от времени можно поставить в однозначное соответствие амплитудно-частотные и фазово-частотные спектры изменения работоспособности, анализ которых позволяет выявить временные частоты изменений работоспособности и моменты их взаимного расположения во времени. Отдельной актуальной задачей также будет исследование стационарности этих спектров по синоптическому ансамблю испытуемых и для каждого испытуемого в определенные моменты тренировочных циклов.
На рис. 3 изображены соответствующие временным рядам на рис. 2 амплитудно-частотные спектры изменения работоспособности. Степень подобия этих спектров можно количественно оценить, рассчитав индексы когерентности. Матрица когерентностей представлена ниже в таблице.
О 10 20 30 40 50 60 70
Время, мин
------ Ж----------К ......... к
Рис. 2. Примеры зависимостей результатов испытаний от времени
ФНЦ ВНИИФК
36
Медико-биологические проблемы спорта
Матрица индексов когерентности
Г •\1Г Ж М И К к Н Я
Г 1 0,802246 0,842036 0,779186 0,889683 0,828276 0,850107 0,790414
•\1Г Ж 1 0,820824 0,840829 0,88332 0,84111 0,867311 0,792486
М 1 0,698642 0,813136 0,776652 0,742844 0,693652
И 1 0,816144 0,853463 0,909903 0,858246
К 1 0,827455 0,862363 0,858669
К 1 0,850515 0,832577
Н 1 0,843563
Я 1
Как следует из полученных результатов, амплитудночастотные спектры работоспособности исследованных спортсменов с высокой степенью точности подобны друг другу, т.е. изменения их работоспособности про-
исходят приблизительно синхронно на одинаковых временных частотах. Этот факт позволяет определить эти критические частоты в виде периодограммы (рис. 4.).
0 5 10 15 20 25
Гармоники
----- Ж---------К ------к
Рис. 3. Амплитудно-частотные спектры работоспособности
0 5 10 15 20 25
Гармоники
Рис. 4. Периодограмма работоспособности игроков в гольф
ФНЦ ВНИИФК
Медико-биологические проблемы спорта
37
Несложно убедиться, что в исследуемой группе игроков имеются три явно выраженных пика снижения работоспособности, приводящей к ухудшению результатов на 3-й; 7-й; 8-й; 9-й и 13-й гармонике, повторяющихся через каждые 20; 6,5-9 и 4,6 мин соответственно. Также очевидно наличие четырех гармоник, на которых наступает улучшение результатов через каждые 12; 5,45; 4,29 и 3,33 мин.
Выводы
Применение методов спектрального анализа к результатам в видах спорта, связанных с проявлением целевой меткости в многократно повторяющихся однотипных
действий, позволяет получить описательные статистики работоспособности спортсменов, осуществлять сравнение подготовленности нескольких спортсменов в группе и отдельно с предыдущим индивидуальным состоянием, выявлять критические частоты изменений работоспособности и применять адекватные им тренировочные воздействия.
Полученные нами результаты требуют дальнейшей экспериментальной проверки на больших выборках испытуемых и на более длительных временных промежутках, сравнимых по продолжительности с длительностью соревнований в гольфе.
Литература
1. Фокин В.Ф., Пономарева Н.В. Энергетическая физиология мозга. - М.: Антидор, 2003. - 288 с.
2. Хронобиология и хрономедицина / под ред. Ф.И. Комарова. - М.: Медицина, 1989.
3. Хронобиология и хрономедицина: сайт проблемной комиссии РАМН. http://www.chronobiology.ru/ Доступен: 20.04.2013 г.
References
1. Fokin V.F., Ponomareva N.V. Energetic brain physiology. - M.: Antidor, 2003. - 288 p.
2. Chronobiology and chronomedicine / under the editorship of F.I. Komarov. - M.: Medicine, 1989.
3. Chronobiology and chronomedicine: site of the problem commission of the Russian Academy of Medical Science. http://www.chronobiology.ru/Is available: 20.04.2013.
ФНЦ ВНИИФК
