Спринтерский бег

Как известно, напряжение мышц вызывает движение сегментов тела, причем не всегда при этом в процессе движения длина мышцы уменьшается. Обычно напряжение мышцы приводит к тому, что угол в перекрытом ею суставе уменьшается, и она укорачивается. В таком случае говорят о концентрическом напряжении. При различных движениях мышцам приходится амортизировать приземление или тормозить двигающуюся с большой скоростью конечность, в результате чего напряженная мышца под действием внешних сил растягивается, такой режим называется эксцентрическим напряжением.

Быстрые движения довольно часто требуют такой работы мышц, при которой сустав зафиксирован. Мышцы-антагонисты, окружающие сустав с противоположных сторон, одновременно напрягаются и, взаимно уравновешивая силу, «запирают» сустав, образуя жесткую систему. Такое напряжение мышц называется изометрическим.

Следовательно, в процессе выполнения двигательного акта мышца может быть расслаблена или находиться в одном из трех состояний напряжения. Поэтому при изучении внутреннего механизма движения необходимо знать характер напряжения отдельных мышечных групп, количество одновременно работающих двигательных единиц в мышце, что определяет силу сокращения, а также длительность их напряжения.

Чтобы учесть все возможные параметры работы отдельных мышечных групп и выявить систему их взаимодействия в процессе даже самого простого движения человека, необходимы расчеты, которые пока еще трудно выполнить современной вычислительной машине. Скорость мышечного сокращения настолько велика, а его характер так разнообразен, что самому спортсмену полностью невозможно контролировать свои действия в максимально быстрых движениях, а тем более описать их. Если попросить спринтера рассказать о последовательности своих действий и характере чередования усилий при выполнении бегового шага, вряд ли он сможет даже приблизительно сделать это. В одном английском стихотворении иносказательно так говорится об этом:

Сороконожка была вполне счастлива,
Пока жаба ради шутки.
Не сказала ей: «Догадайся, какая нога
Идет у тебя после какой?»
Разум сороконожки был ввергнут
В такую бездну раздумья,
Что она обезумела и, лежа в канаве,
Размышляла о том, как бегать

Действительно, для сороконожки, у которой, как определили зоологи, 260 ног, эта задача оказалась непосильной, однако и система организации движений человека, несмотря на столетнюю историю изучения, все еще не раскрыта до конца.

Как показали исследования Н. А. Бернштейна, любое двигательное действие реализуется многоуровневой системой управления. Медленные произвольные движения выполняются с участием высших слоев нервной системы под контролем органов чувств. В этом случае движение корректируется на основе обратной афферентации. Ходьба и бег относятся к разряду так называемых автоматизированных движений, которые осуществляются ‘на основании заранее сформированной программы и, как правило, проходят без контроля со стороны больших полушарий коры головного мозга, то есть бессознательно.

В процессе развития человеческого организма с первых самостоятельных шагов такая программа начинает постепенно формироваться. Делая медленный шаг, ребенок постоянно контролирует каждый его элемент. В раннем возрасте свои движения дети складывают как кубики, подбирая самые подходящие из них или заменяя одно на другое.

Замечательная способность человека на первых порах своей жизни столь внимательно анализировать свои действия и быстро изменять их составные части, перестраивая двигательную структуру, широко используется в практике различных видов спорта, где особенно важно проявлять способность к высокой координации движений. Именно поэтому больших успехов добиваются юные гимнасты и акробаты, фигуристы и прыгуны в воду.

Автоматизированные движения начинают формироваться у человека к пятому, шестому году жизни. До этого каждый элемент движения в отдельности уже хорошо освоен, однако система еще не сложилась. Каждый шаг отличается один от другого различной внутренней ритмической структурой. Лишь значительно позже формируется двигательная программа, которая может выполняться без контроля сознания, и управление таким движением переходит к более низким уровням мозга (мозжечку, подкорковым узлам, стволу мозга и мотонейронам спинного мозга). Поскольку в беге (и особенно в беге с высокой скоростью) сознание не контролирует отдельные движения рук и ног, очень важно разобраться во внутренней структуре бегового шага, то есть в последовательности и характере действий отдельных мышечных групп ног, с тем, чтобы в процессе тренировок использовать целенаправленную программу технической подготовки и применять специальные упражнения, соответствующие режимам работы мышц в беге с максимальной скоростью.

Рассмотрим упрощенную схему мышечного аппарата, который обеспечивает беговые движения.