ИННОВАЦИОН НЫЕ МЕТОДЫ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СПОРТСМЕНОВ Л.Б. КОФМАН, В.А. КУРАШВИЛИ, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК
Аннотация. Описаны инновационные методы психофизиологического анализа деятельности спортсменов, включающие аппаратные решения для реализации метода биологической обратной связи (БОС) в подготовке спортсменов высокой квалификации. На основе БОС человек способен включать механизмы саморегуляции и целенаправленно использовать резервные функциональные возможности организма с целью совершенствования своих функций. Рассмотрены достижения микроэлектроники и нейрофизиологии в сфере фундаментальных исследований принципов и механизмов работы человеческого мозга. Описаны новые и уникальные методы избирательной и естественной тренировки различных отделов центральной, вегетативной и периферической нервной системы спортсменов. Ключевые слова: инновационные методы, психофи- зиологический анализ, метод биологической обратной связи, механизмы саморегуляции. Возросшая конкуренция в спорте высших достижений требует использования инновационных, высокотехно- логических подходов к развитию спорта высших достижений. Следует признать, что в нашей стране имеется определенное отставание от ведущих спортивных держав в развитии и внедрении новых спортивных технологий, методов мониторинга, углубленного мультипараметри- ческого контроля [1]. В настоящее время происходит резкое ускорение научно-технического прогресса, бурное развитие наук о человеке, возникают новые отрасли и направления, которые изучают сложные психические и биологические процессы – мотивы и потребности, ощущения и восприятие, внимание и память, сложнейшие формы моторных и интеллектуальных актов, т.е. отдельные психические процессы и функции. Можно с полным правом говорить о «когнитивном взрыве», который происходит в наше время. Возникла когнитивная наука (или когнитология) – новая наука о разуме человека. Она объединяет в себе достижения когнитивной психологии, педагоги- ки, исследований в сфере искусственного интеллекта, нейробиологии, нейропсихологии, нейрофизиологии, лингвистики, математической логики, неврологии, фило- софии и других наук [2, 3]. Появление микрокомпьютерных технологий сделало возможной оценку изменений на целостном поведенческом уровне. В результате происходит накопление большого объема эмпирического материала о функционировании различных физиологических систем организма в разнообразных психических состояниях. В этих усло- виях возникает настоятельная необходимость упорядо- чения спортивной науки как самостоятельной системы знаний с собственным предметом исследования, методо- логией, понятийным аппаратом [4, 5]. Необходим пересмотр устоявшегося понятийно- категориального аппарата спортивной науки, который должен вобрать в себя как понятия, выработанные в процессе возникновения и развития данной науки, так и понятия других научных дисциплин [6, 7]. Так, широкое распространение в спортивной науке получил метод биоуправления, который является методом коррекции поведения с использованием специальной аппаратуры для регистрации, усиления и «обратного возврата» пациенту психофизиологической информации. Биоуправ- ление рассматривается как прогрессивная методология научного исследования и как технология внутреннего совершенствования физических и духовных качеств человека, являясь при этом органическим комплексом учебных, реабилитационных и прогнозирующих про- цедур [8, 9]. Обучение спортсмена психической саморегуляции и активному вхождению в такое состояние сознания, которое позволит ему достичь полной концентрации внимания на целевой установке (результате) становится одним из приоритетных направлений работы в спорте. В ряде случаев это позволяет добиться изменения вос- 20 Теория и методика спорта высших достижений приятия времени и пространства, снижения болевой чувствительности и снятие психологических барьеров, обеспечить формирование моторно-психического образа реализации спортивного навыка; гармонизиро- вать биоэлектрическую активность головного мозга [10, 11]. Список видов спорта, в которых начинают применять методы БОС-тренинга, неуклонно и стремительно рас- ширяется. На сегодня эти новые методы уже активно используются и дают свои результаты в таких видах, как футбол, баскетбол, бейсбол, большой теннис, гольф, стрельба из винтовки, стрельба из лука, настольный теннис, легкая атлетика, борьба, дайвинг, конный спорт, велосипедный спорт. В целом в ближайшие годы следует ожидать массового внедрения БОС-методов в структуру подготовки элиты многих видов спорта. С помощью современных микроэлектронных уст- ройств картина мозговых процессов выглядит следую- щим образом: информация о внешнем мире кодируется рецепторами, в импульсной форме по сенсорным путям она поступает в мозговые центры, где декодируется, об- рабатывается, интерпретируется и сохраняется в виде некоторой энграммы (модели), из которой снова извле- кается в процессе мышления. Отдельные психические и психомоторные способно- сти спортсмена на определенном уровне своего развития включаются в качестве составляющих компонентов в более глобальную систему – способность управлять все- ми этими компонентами. В данном случае нейроуправ- ление следует рассматривать как систему психических познавательных и психомоторных способностей спортс- мена, которые сложились под влиянием спортивной деятельности и специфических особенностей отдельных видов этой деятельности. Такой подход позволяет рас- сматривать нейроуправление как системогенез входящих в нее в качестве структурных компонентов психи- ческих познавательных и психомоторных способностей [12]. Для того чтобы добиться высоких показателей результативности, техники игры, а также повышения мастерства, важную роль играют такие факторы, как дея- тельность мозга, возраст и управление произвольными движениями, двигательные навыки, развитие умственной работоспособности, деятельность всех органов и систем человеческого организма. Немаловажную роль в этом играют сенсорные системы, в частности зрительная сенсорная система. Прибор Dynavision используется для тренировки вре- мени реакции и периферического зрения, представляет собой табло, на котором находятся световые датчики, управляемые с помощью ПО компьютера. Существу- ет несколько режимов тренировки, в зависимости от преследуемой цели. Представляет интерес для многих видов спорта, особенно игровых командных. Тренажер развивает психомоторные качества спортсменов: реак- цию, скорость, внимание, периферийное зрение. По- вышает эффективность тренировки за счет динамизма, соревновательности и концентрации спортсменов на результате. Эффективно развивает функциональную подготовленность, индивидуальное тактическое мастерство спортсменов в игровых видах. Тестирует скорость и реакцию спортсменов. Сохраняет полученные данные в памяти для дальнейшего анализа тренером или врачом. Используется при реабилитации после травмы или болезни как точный инструмент, показывающий динамику улучшения состояния. Имеет встроенные упражнения и возможность создания своих собственных. Показано, например, что в волейболе нападающие, у которых хоро- шо развито периферическое зрение, могут хорошо видеть как блок непосредственно перед сеткой, так и располо- жение защитников, находящихся на поле, за блокирую- щими. Развитие периферического зрения увеличивает процент успешных атак, снижая вероятность попадания в блок. Специальные тренировки для развития перифери- ческого зрения могут улучшить показатели спортсменов разных уровней. Вне зависимости от возраста или уровня спортивного мастерства игроков, подобные тренировки способствуют принятию правильных решений и улуч- шают способность комплексного восприятия ситуации на площадке. Это значительно увеличивает процент успешных атак. Исследования показали, что развитие поля зрения у юных баскетболистов в процессе целенаправленной тренировочной деятельности позволило улучшить технико-тактическую подготовленность занимающихся, расширить арсенал технических приемов и тактических взаимодействий, выработало способность быстро оце- нивать правильную обстановку на площадке и выбирать наиболее рациональный способ взаимодействия с игро- ками в защите и нападении [13, 14]. Показано, что использование биоуправления с адап- тивной обратной связью у спортсменов сопровож- дается достоверными изменениями ритмической активности и межцентровых взаимосвязей ритмов головного мозга. Для оптимизации этих функций в на- стоящее время используются приборы FlexCompInfiniti и FlexCompInfiniti+ReactionTime. Комплекс позволяет записывать в рамках одной сессии электромиограмму, электроэнцефалограмму, спирограмму, а также отслеживать малейшие изме- нения температуры, пульса и проводимости кожи на протяжении всей процедуры. Такого рода методики, позволяющие вмешаться в регуляцию биоэлектрических осцилляторных процессов мозга с целью оптимизации его функционального состояния, находят все более ши- рокое применение. Регистрация временны΄х и частотных параметров электроэнцефалограммы, вариабельности ритма сердца и других нейрофизиологических параметров позволяет определить диапазон средних значений относитель- ной мощности спектра вариабельности ритма сердца в диапазоне очень низкой, низкой и высокой частоты как критерия доминирования модулятора сердечного ритма и проводить курсы биоуправления с адаптивной обратной связью по спектральной мощности альфа-ритма у спортс- менов с доминированием метаболического модулятора сердечного ритма [15, 16]. Теория и методика спорта высших достижений 21 После курса нейробиоуправления усиливаются инте- гративные процессы, заметно увеличивается количество формируемых в нейронных сетях связей, происходит усложнение корреляционных плеяд. Изменения меж- центровых взаимосвязей свидетельствует об уменьшении проявлений кортикальной гиперактивности и ослабле- нии дезорганизации ритмических процессов в головном мозге. Для проведения тренировочных упражнений, направ- ленных на развитие навыков концентрации внимания и периферического зрения, разработан программно- аппаратный комплекс NeuroTracker. Долгое время проб- лема развития психомоторных навыков спортсмена рассматривалась в плане метафизической теории двух факторов. Ранее считалось, что решающее значение имеет фактор наследственности, генетически детерми- нированных морфофункциональных механизмов психо- моторики; согласно альтернативной теории, ведущая роль принадлежит среде. При исследовании структуры психомоторных способностей было выявлено пять уров- ней их строения. 5-й уровень выражает универсальное развитие не- скольких психомоторных способностей. 4-й уровень предусматривает общие компоненты, а именно: психи- ческий и моторный компоненты. 3-й уровень включает в себя групповые компоненты: психический, сенсорный, моторный и энергетический. На 2-м уровне групповые компоненты расчленяются на специальные компоненты, которые включают, в частности, в психический компо- нент: мышление, память, внимание и волевое усилие; в сенсорный: различительную чувствительность дви- жений и двигательную память, а также быстроту реаги- рования и координацию движений. Моторный компо- нент, в свою очередь, включает быстроту реагирования, координацию движений и работоспособность мышечной системы. Энергетический компонент: работоспособность сердечно-сосудистой, мышечной и дыхательной систем. Первый, базисный, уровень включает широкий арсенал психофизиологических задатков, каждый из которых мо- жет входить в состав разных специальных компонентов. Для полного погружения спортсмена в процесс тре- нировок, направленных на развитие когнитивных навы- ков, применяется система тестирования «NeuroTracker + NeuroMinder HMD». Известно, что перед началом выпол- нения соревновательных движений желательно провести внутренний учет необходимых понятий и представлений о технике выполнения того или иного действия. Если нет отчетливого понимания цели действия, представления о способе ее достижения – возможно появление доста- точно грубых ошибок. Поэтому так важны поиск и за- крепление наиболее эффективных движений, необходи- мых для правильного выполнения упражнения. Оборудование позволяет оценить перцептивные способности спортсмена и отслеживать их развитие, а также определять умеренные когнитивные нарушения в случае перенесения травм, например, сотрясений мозга. С помощью устройства NeuroTracker определяется сен- сомоторная координация, быстрота и точность действий, а также другие психомоторные способности. В результате двигательные представления становятся более полными и точными, мышечно-двигательные ощу- щения и восприятия – более четкими и осознанными. Зрительный контроль за выполнением упражнения пере- стает быть ведущим, большая роль отводится двигатель- ным и вестибулярным компонентам контроля. Усваивается ряд элементов, формирующих автома- тические двигательные действия. Вызывается положи- тельная психическая реакция на навык. Представление об упражнении на этом этапе становится ясным и от- четливым. Двигательное действие выполняется быстро, точно и экономно. Необходимость зрительного контроля исчезает. Контроль осуществляется в основном при по- мощи мышечно-двигательных ощущений. При этом в качестве диагностических единиц оцен- ки используются такие показатели, как аттенционные способности, перцептивные способности, мнемические способности, мыслительные способности, способности к антиципированию и вероятностному прогнозированию, способности к представлению и воображению, психо- моторные способности. Данное оборудование позволяет проводить тестирования и тренировки в любом месте непосредственно перед проведением соревнований [19, 20, 21]. Выводы Биоуправление рассматривается как прогрессивная методология научного исследования и как технология внутреннего совершенствования физических и духовных качеств человека, являясь при этом органическим комп- лексом учебных, реабилитационных и прогнозирующих процедур. Рассмотренное оборудование предназначено для совершенствования мозговых механизмов у лиц, ак- тивно занимающихся физической культурой и спортом, с использованием ЭЭГ-БОС-тренинга. Обучение спортсмена психической саморегуляции и активному позволяет произвольно вводить его в та- кое состояние сознания, которое позволит ему достичь полной концентрации внимания на целевой установке (результате), изменения восприятия времени и про- странства, снижения болевой чувствительности и снятие психологических барьеров, обеспечить формирование моторно-психического образа реализации спортивного навыка; гармонизировать биоэлектрическую активность головного мозга. На сегодняшний день в области нейрофизиологии разработаны новые, уникальные методы прямого обу- чения различных областей головного мозга, т.н. БОС- методы, что позволяет достоверно и стойко усилить важные психофизиологические функции спортсмена и таким образом обеспечить выработку умения произ- вольно входить и удерживаться в оптимальных мен- тальных состояниях, которые позволяют выработать и закрепить у спортсмена черты, свойственные победите- лю. Такие ведущие спортивные державы, как США, Ки- тай и Канада уже включили в арсенал подготовки своих олимпийских команд БОС-методы и рассматривают их как свое «тайное оружие» в борьбе за медали. 22 Теория и методика спорта высших достижений Литература 1. Об утверждении Стратегии развития физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2020 года [Электронный ресурс]. Распоряжение Пра- вительства Российской Федерации от 7 августа 2009 г. № 1101-р [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd">http://docs.cntd. ru/document/902169994 2. Spapé Michiel M., Eve E. Hoggan, Giulio Jacucci and Niklas Ravaja. The meaning of the virtual Midas touch: An ERP study in economic decision making // Psychophysiology. – March 2015. – Vol. 52. – Issue 3. – Р. 378–387. 3. Бальсевич В.К., Шустин Б.Н. Инновационные на- правления научных исследований в сфере физической культуры и спорта // Вестник спортивной науки. – 2004. – № 2. – C. 3–7. 4. Шустин Б.Н., Баранов В.Н. Тематика диссертаци- онных исследований по физической культуре и спорту в 2011 году // Вестник спортивной науки. – 2012. – № 2. – C. 3–8. 5. Ворожко Ю.В. Формирование понятий в спортив- ной науке: периодизация и эволюция основных кате- горий // Научные труды: Ежегодник. – Омск: Изд-во СибГУФК, 2008. – 292 с. 6. Радчич И.Ю., Кофман Л.Б., Курашвили В.А. Цели и задачи информационно-аналитической деятельности в спортивной науке // Вестник спортивной науки. – 2013. – № 5. – С. 31–35. 7. Арансон М.В., Кофман Л.Б., Курашвили В.А. Ин- форматика в современной спортивной науке // Вестник спортивной науки. – 2013. – № 2. – С. 3–8. 8. Баранов В.Н., Шустин Б.Н. Анализ тематики дис- сертаций в сфере физической культуры, спорта и ту- ризма, защищенных в 2010 году // Вестник спортивной науки. – 2011. – № 3. – С. 9–13. 9. Курашвили В.А. Новые технологии биологической обратной связи // Журнал Вестник спортивных иннова- ций. – Выпуск 34, 1 марта 2012. – С. 10. [Электронный ресурс]. – URL: http://bmsi.ru/doc/d2d0fc40-e51e-4e05- 9ce4-dd537a9c8be8 (дата обращения: 21.03.2015). 10. Heatherton Todd F. Neuroscience of Self and SelfRegulation // Annu Rev Psychol. – Mar 14, 2011. – V. 62. Р. 363–390. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/">http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC3056504/ 11. Хадиуллина Р.Р., Мавлиев Ф.А., Лутфуллин И.Я. Основные направления использования информационных технологий в практике спорта // Ученые записки универ- ситета имени П.Ф. Лесгафта. – 2012. – № 9. – C. 88–93. 12. Mental Training eBook. Zone Performance Psychology | Edmonton, Alberta, CA. 2014. URL:http://zoneperformance.ca/wp-content/uploads/2014/...">http://zoneperformance.ca/wp-content/uploads/2014/... 13. Bigsby K., Mangine R.E., Clark J.F., et al. Effects of postural control manipulation on visuomotor training performance: comparative data in healthy athletes. Int J Sports PhysTher. 2014 Aug; 9 (4). Р. 436–446. 14. Wells A.J., Hoffman J.R., Beyer K.S., et al. Reliability of the dynavision™ d2 for assessing reaction time performance. J Sports Sci Med. 2014 Jan 20; 13 (1). – Р. 145–150. 15. BioGraph Infiniti 6.0.3 Thought Technology Ltd., Quebec, Canada. – 2013. – URL: http://www.thoughttechnology.com/updates.htm">http://www.thoughttechnology.com/updates.htm 16. Pierre Beauchamp, Ph.D.; Jocelyn Faubert, Ph.D. Visual Perception Training: Cutting Edge Psychophysics and 3D Technology Applied to Sport Science. – High Performance CIRCuit e-Journal, 2011. – URL: www.neurosportperformance.com/">www.neurosportperformance.com/ 17. Курашвили В.А. Перспективы исследований по психофизиологии // Вестник спортивных инноваций. – 2014. – Вып. 48. – C. 13–20. 18. Курашвили В.А. Некоторые аспекты подготовки зарубежных сборных к Зимней Олимпиаде в Сочи / Материалы Всероссийской научно-практической конфе- ренции по итогам прошедшего сезона. Москва, 20 июня 2013 г. / Министерство спорта Российской Федерации. ФНЦ физической культуры и спорта. – М., ООО «Скай- принт», 2013. 19. Piponnier J.C., Hanssens J.M., Faubert J. Effect of visual field locus and oscillation frequencies on posture control in an ecological environment // J Vis. – 2009, Jan 14. – V. 9. – No. 1. – P. 10–13. – URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/19271883 20. A Canadian Conference On Developmental Psychology: Development 2014. May 8–9, 2014. – Carleton University, Ottawa. URL: http://www.devpsych.ca/2014/">http://www.devpsych.ca/2014/ public/conferences/1/schedConfs/1/program-en_US.pdf 21. Applied Psychophysiology Comes of Age: Biofeedback and Neurofeedback Applications in Clinical Practice and Optimum Performance / Proc. of AAPB's 45th Annual Scientific Meeting Savannah, Georgia. – March 19–22, 2013. References 1. About the adoption of Strategy of development of physical culture and sport in the Russian Federation for the period till 2020 [An electronic resource]. The order of the Government of the Russian Federation of August 7, 2009 Nо. 1101-p. [Electronic resource]. URL: http://docs.cntd. ru/document/902169994 2. Spapé Michiel M., Eve E. Hoggan, Giulio Jacucci and Niklas Ravaja. The meaning of the virtual Midas touch: An ERP study in economic decision making // Psychophysiology. – March 2015. – Vol. 52. – Issue 3. – Р. 378–387. 3. Balsevich V.K., Shustin B.N. Innovative directions of scientific researches in the sphere of physical culture and sport // Vestnik sportivnoi nauki. – 2004. – No. 2. – P. 3–7. 4. Shustin B.N., Baranov V.N. Tematics of dissertation researches on physical culture and sport in 2011// Vestnik sportivnoi nauki. – 2012. – No. 2. – P. 3–8. 5. Vorozhko Yu.V. Formation of concepts of sports science: periodization and evolution of the main categories // Scientific works: Year-book. – Omsk: Publishing house of SIBGUFK, 2008. – 292 p. Теория и методика спорта высших достижений 23 6. Radchich I.Yu., Coffman L.B., Kurashvili V.A. The purposes and problems of informatico-analytical activity in sports science // Vestnik sportivnoi nauki. – 2013. – No. 5. – P. 31–35. 7. Aranson M.V., Kofman L.B., Kurashvili V.A. Informatics in modern sports science // Vestnik sportivnoi nauki. – 2013. – No. 2. – P. 3–8. 8. Baranov V.N., Shustin B.N. The analysis of subject of theses in the sphere of physical culture, sport and tourism protected in 2010 // Vestnik sportivnoi nauki. – 2011. – No. 3. – P. 9–13. 9. Kurashvili V.A. New technologies of biological feedback // Magazine Messenger of sports innovations. – Release 34, on March 01, 2012. – P. 10. [Electronic resource]. – URL: http://bmsi .ru/doc/d2d0fc40-e51e-4e05-9ce4- dd537a9c8be8 (date of the address: 21.03.2015). 10. Heatherton Todd F. Neuroscience of Self and SelfRegulation // Annu Rev Psychol. Mar 14, 2011. – V. 62. – Р. 363–390. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC3056504/ 11. Hadiullina R.R., Mavliyev F.A., Lutfullin I.Ya. The main directions of use of information technologies in practice of sport // Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta. – 2012. – No. 9. – P. 88–93. 12. Mental Training eBook. Zone Performance Psychology. Edmonton, Alberta, CA. 2014. URL:http://zoneperformance.ca/wp-content/uploads/2014/01/MentalToughnessTips.pdf 13. Bigsby K., Mangine R.E., Clark J.F., et al. Effects of postural control manipulation on visuomotor training performance: comparative data in healthy athletes. Int J Sports PhysTher. 2014 Aug; 9 (4). – Р. 436–446. 14. Wells A.J., Hoffman J.R., Beyer K.S., et al. Reliability of the dynavision™ d2 for assessing reaction time performance. J Sports Sci Med. 2014 Jan 20; 13 (1). – P. 145–150. 15. BioGraph Infiniti 6.0.3 Thought Technology Ltd., Quebec, Canada. – 2013. – URL: http://www.thoughttechnology.com/updates.htm 16. Pierre Beauchamp, Ph.D.; Jocelyn Faubert, Ph.D. Visual Perception Training: Cutting Edge Psychophysics and 3D Technology Applied to Sport Science. High Performance CIRCuit e-Journal, 2011. – URL: www.neurosportperformance.com/ 17. Kurashvili V.A. Prospects of researches on psychophysiology // Messenger of sports innovations. – 2014. Release 48. – Р. 13–20. 18. Kurashvili V.A. Some aspects of preparation of the foreign national teams for the Winter Olympic Games in Sochi / Materials of the All-Russian scientific and practical conference following the results of last season. Moscow, on June 20, 2013 / Ministry of sport of the Russian Federation. FSC of physical culture and sport. – M, JSC Skayprint, 2013. 19. Piponnier J.C., Hanssens J.M., Faubert J. Effect of visual field locus and oscillation frequencies on posture control in an ecological environment // J Vis. – 2009, Jan 14. – V. 9. – No. 1. – P. 10–13. – URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/19271883 20. A Canadian Conference On Developmental Psychology: Development 2014. May 8–9, 2014. – Carleton University, Ottawa. URL: http://www.devpsych.ca/2014/ public/conferences/1/schedConfs/1/program-en_US.pdf 21. Applied Psychophysiology Comes of Age: Biofeedback and Neurofeedback Applications in Clinical Practice and Optimum Performance / Proc. of AAPB's 45th Annual Scientific Meeting Savannah, Georgia. – Marchis was a big release with some cool new features and changes in our system to help us serve you better. Read on for a few of the highlights. Get a snapshot of your budget automatically in your email. This new email report will highlight the envelopes you've overspent on, as well as the ones you've underspent on so you can make any necessary adjustments to your budget. This feature will help you.