Двигательные навыки человека по особенностям физиологических механизмов их формирования характеризуются большим разнообразием.
Сенсорные и эффекторные компоненты
Классические условные реакции в опытах с выделением слюны характеризуются образованием временной связи между индифферентным сигналом и безусловным рефлексом (условные рефлексы первого порядка) или ранее образованной устойчивой условнорефлекторной реакцией (условные рефлексы высших порядков). Это сенсорные, или условные рефлексы первого рода. В них ответная реакция, например слюноотделение, отдергивание руки при нанесении болевого раздражения, является или безусловнорефлекторной или ранее приобретенной условной реакцией. В этих реакциях только сигнал приобретает новые (условнорефлекторные) свойства.
Но когда речь идет о формировании двигательных навыков, то всегда подразумевается не простое повторение по условному сигналу ранее имевшейся реакции, а образование оперантных условных рефлексов, т. е., по классификации Ю. Конорского, рефлексов второго рода. Эти рефлексы характеризуются новой формой движения или образованием комбинации из уже ранее известных элементов нового сложного двигательного акта, до этого не имевшегося у данного организма. Следовательно, в этом случае условнорефлекторные процессы связаны не только с афферентным (чувствительным), но и с эфферентным (эффекторным) звеном рефлексов.
Двигательные навыки человека характеризуются тем, что в них сочетаются оба рода условных реакций. С одной стороны, через первую и вторую сигнальные системы устанавливаются временные связи между ранее индифферентными для спортсмена раздражителями и последующей деятельностью (сенсорные условные реакции), а с другой — вырабатываются новые (до этого времени не имевшиеся в двигательном фонде человека) ответные двигательные реакции (оперантные условные реакции) с соответствующим характером протекания не только двигательных, но и вегетативных функций.
При образовании спортивных и других двигательных навыков у человека особенно большое значение имеют временные связи высших порядков, формирующиеся при воздействиях не только через первую, но и через вторую сигнальную систему (обучение различным навыкам всегда производится путем как показа, так и словесного объяснения).
Все реакции организма (в том числе движения при выполнении физических упражнений) являются системными, т. е. обусловленными совместной деятельностью многих отделов нервной системы и периферических органов, направленной на достижение определенной цели. Системный подход к изучению различных функций организма требует при трактовке проявлений двигательного навыка учета как регулирующих функций нервной системы, так и состояния исполнительных периферических органов.
В нервной структуре двигательных навыков, являющихся поведенческими актами, условно можно выделить афферентные (приносящие, чувствительные), программирующие и эфферентные (выносящие, исполнительные) компоненты.
Афферентные, или анализаторные, компоненты состоят из рецепторов, чувствительных нейронов и популяций (совокупностей) афферентных нервных клеток в центральной нервной системе. Все эти элементы нервной системы воспринимают раздражение из внешней среды и различных частей самого организма и участвуют в осуществлении так называемого афферентного синтеза.
По П. К. Анохину, афферентный синтез происходит при взаимодействии четырех основных факторов: 1) мотивации, 2) памяти, 3) обстановочной информации и 4) пусковой информации.
У животных мотивация связана преимущественно с удовлетворением таких потребностей, как голод, влечение к другому полу, стремление освободиться от неблагоприятно действующих на организм факторов (оборонительные и другие защитные рефлексы) и др. Эти мотивации свойственны и человеку. Однако в его трудовой и спортивной деятельности особенно большое значение имеют не эти, а различного рода социально обусловленные виды мотивации.
Важная роль в афферентном синтезе принадлежит кратковременной и долговременной памяти, т. е. следовым явлениям, обусловленным ранее приобретенным опытом. Значение следовых явлений, как кратковременных, так и долговременных, особенно велико у человека, поскольку все стороны его жизни обусловлены накоплением огромного личного и социального опыта. В виде следов в нервной системе (памяти), имеющихся у человека, предшествующий опыт оказывает сильнейшее влияние на оценку любых событий и ситуаций.
Выполнение физических упражнений проводится в определенной обстановке (стадион, спортивная площадка, спортивный зал и т. п.). Поэтому обстановочная информация, поступающая из окружающей среды, является, несомненно, весьма существенным компонентом для правильного афферентного синтеза.
Наконец, важная роль принадлежит непосредственным пусковым сигналам, какими в спорте являются выстрел, звук свистка, движение флажка, голосовая команда и др.
При многих видах физических упражнений раздражители, требующие ответных двигательных актов, весьма сложны. В этом случае пусковая афферентация представляет собой не единичный сигнал, а ситуацию определенного характера, т. е. здесь пусковой сигнал и обстановочная информация сливаются. Это всегда сильно осложняет афферентный синтез. Например, в разных видах единоборства и спортивных игр многократно нужно начинать новые действия. При этом, особенно в коллективных спортивных играх, начало и характер ответных движений определяются не каким-либо отдельным сигналом, а всей создавшейся ситуацией, т. е. совокупностью многих (в ряде случаев десятков и даже сотен) раздражителей. Так, в спортивных играх для направления своих действий игрок должен учитывать не просто непрерывно изменяющееся расположение всех других партнеров, но и специализацию и мастерство каждого из них. При этом синтез осуществляется при резком дефиците времени, в некоторых случаях за секунды и даже доли секунд.
Таким образом, в спорте в одних случаях (например, у гимнаста) афферентный синтез для принятия решения о начале своих движений относительно прост, в других же (в частности, при единоборстве и в особенности при коллективных спортивных играх) весьма сложен.
Афферентный синтез происходит не только перед запуском двигательной деятельности, но и при выполнении самого движения. В этом синтезе в процессе движения важнейшая роль принадлежит сенсорным коррекциям, которые осуществляются благодаря информации, поступающей из мышц и внутренних органов. При этом импульсация из мышц является совершенно необходимым условием для высококоординированных движений. Такая информация имеет сигнальное значение и для последующих движений. В частности, импульсы, поступающие в центральную нервную систему при циклическом движении или при ациклической сложной многофазной комбинации (гимнастика, фигурное катание и др.), являются своего рода связками между циклами или фазами, сигналами для возникновения последующих фаз или циклов двигательного акта. Внешние сенсорные системы, сигнализируя о положении частей тела, также обеспечивают обратные связи и тем самым вместе с внутренними сенсорными системами содействуют созданию в нервной системе соответствующих программ осуществления и коррекции движений. Внешние анализаторы имеют особенно большое значение для информации об изменениях в окружающей обстановке. Они сигнализируют как о необходимости начать физические упражнения, так и о необходимости их изменения или прекращения.
Таким образом, сенсорные коррекции при физических упражнениях имеют специфические особенности, обусловленные характером движения. При медленном выполнении двигательных актов обратные связи корригируют данное движение или какую-либо его фазу. При сложных быстро осуществляющихся многофазных движениях (например, гимнастических) обратные связи в результате недостатка времени могут корригировать только последующие фазы. Наконец, при кратковременных движениях (в частности, баллистических — метаниях, бросках) обратные связи корригируют двигательный акт только при последующих его повторениях.