Электростимуляция при ортостатических воздействиях и укачивании. Влияние мэс антигравитационных мышц на регуляцию вертикальной позы

Влияние МЭС антигравитационных мышц на регуляцию вертикальной позы

Проблема регуляции вертикальной позы актуальна и имеет важное значение не только при изучении ортостатической устойчивости после космических полетов и при моделировании некоторых факторов полета в земных условиях, но и в клинической практике (при дефиците афферентной импульсации), при обучении человека-оператора и в спортивной практике.

Для успешного взаимодействия человека с внешней средой важную роль играет способность сохранять равновесие. Изменения характера проприоцептивной импульсации могут приводить к расстройству локомоторных функций. В серии исследований влияния МЭСМ на ортостатическую устойчивость проверялось ее влияние и на регуляцию позы. В контроле и в опыте (описание условий исследований приведены в параграфе 8.2). Проводились стабилографические и сейсмотреморографические исследования.

Испытуемый становился на платформу так, чтобы проекция общего центра тяжести (ОЦТ) проходила через ее центр. Угол между стопами составлял 30-3 50С. Для изучения влияния зрительных рефлексов - при различных наклонах головы. После каждой пробы, продолжавшейся одну минуту, проводили регистрацию колебаний ОЦТ в основной позе - голова прямо, глаза открыты. Оценка проводилась по амплитуде осцилляци (в мм), частоте колебаний и длине кривой (в мм за 1 мин) во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

При записи треморограммы сейсмодатчик помещали на концевую фалангу указательного пальца правой руки. В положении стоя рука вытягивалась вперед, сидя - испытуемый опирался предплечьем на стол, оставляя свободным лучезапястный сустав. При обработке данных определяли частоту в 1 сек, среднюю амплитуду (в мм) и индекс тремора - частное от деления кривой на длину прямой за одно и то же время. Данные о физиологическом треморе приведены в таблице 8.6.


Как видно из таблицы, параметры тремора в положении стоя и сидя после ортопробы в контроле почти одинаковы. МЭС мышц ног при ортостатическом воздействии привела к уменьшению амплитуды колебаний и индекса тремора как в положении испытуемых стоя, так и сидя, что иллюстрируется рисунком 8.8.


Можно полагать, что и заметное снижение этих показателей тремора в положении сидя в опыте по сравнению с исследованиями стоя в контроле тоже находятся в прямой зависимости с улучшением регуляции позы под воздействием МЭСМ.

Данные стабилографии показали, что в контроле имела место определенная стабильность частоты и амплитуды колебаний ОЦТ в основной позе. При перемене положения головы и особенно при закрывании глаз увеличивалась амплитуда и частота колебаний ОЦТ. МЭСМ при ортостатическом воздействии привела к общему уменьшению всех изучаемых показателей колебания ОЦТ. Весьма наглядным было укорочение общей длины осцилляции стабилограмм в обоих плоскостях. Субъективно семь из восьми испытуемых после ортопробы с МЭСМ отметили более надежную устойчивость на стабилоплатформе.

Можно полагать, что уменьшение амплитуды тремора и более совершенная регуляция вертикальной позы после одноразового воздействия МЭС на мышцы бедер и голеней, обусловлены, по-видимому, увеличением проприоцептивной афферентации, что способствует более точному взаимодействию между анализаторами, участвующими в регуляции вертикальной позы. В связи с этим возникла необходимость проверить возможность повышения способности регуляции вертикальной позы, устойчивости после приземления и точности воспроизведения мышечных усилий при проведении курса МЭСМ, и определить при этом оптимальное количество сеансов.

Известно, что в спортивной гимнастике важное место занимают соскоки со снарядов. Общим для них является приземление или точнее - конечная фаза, сопровождающаяся смещением ОЦТ тела гимнаста над поверхностью приземления и заканчивающаяся вставанием после амортизации. На многих соревнованиях по гимнастике имеют место выступления, когда прекрасно выполненная комбинация завершается неуверенным приземлением.

Экспериментальные данные подтверждают, что уровень развития функции равновесия, а также способность дифференцировать движения по степени мышечных усилий являются доминирующими в управлении многозвеньевым двигательным аппаратом. Именно поэтому проблема регуляции позы, поиск эффективных методических приемов и экспериментальное обоснование применения различных средств для улучшения качества устойчивых приземлений в настоящее время представляют одно из ведущих мест в тренировочном процессе как гимнастов, так и спортсменов других видов.



Исходя из такого рода представлений были проведены исследования (условия исследований описаны в главе 5.3) с изучением влияния МЭСМ на качество выполнения гимнастами приземлений, сохранения равновесия и точность воспроизведения усилия. Во всех трех группах (одна - контрольная и две экспериментальные) изучались количественные показатели устойчивых приземлений при соскоках со снарядов, при выполнении упражнений обязательной и произвольной программ, а также после выполнения специальных контрольных тестов (высота 150 см - прыжок прогнувшись, с поворотом на 180°, 360° , из задней стойки, а также из виса на высоте 300 см с закрытыми глазами медленно разжать кисти рук). МЭС были подвергнуты те мышечные группы, которые являются определяющими в сохранении устойчивого равновесия.

Методом стабилографии регистрировались колебания ОЦТ тела в стойке не носках, руки вверх (глаза закрыты) и в стойке на руках. Определялось время выполнения контрольных проб, а также максимальная амплитуда колебаний тела в сагиттальной плоскости. Режим работы воспринимающей, усиливающей и регистрирующей электронной аппаратуры был постоянным. Измерения проводились в начале эксперимента и спустя 7 недель как до, так и после сеанса МЭСМ.

Точность воспроизведения мышечных усилий определялась трехкратно по 50% величины от максимальной силы мышц, участвующих в приведении рук к туловищу на пристеночной конструкции кольцевым динамометром системы Абалакова. Во избежание влияния тренирующего эффекта контрольные тесты из содержания занятий были исключены.

В исследованиях было установлено, что исходные данные о сохранении равновесия и о выполнении устойчивых приземлений в экспериметальных и контрольных группах не имели существенных различий. Максимальная амплитуда колебаний ОЦТ тела в стойке на носках, руки вверх в первой экспериментальной группе была равна 31,1 + 1,67 мм- во второй экспериментальной группе 36,4 ± 1,5 мм- (средний показатель обеих групп 33,4±1,36 мм)- в контрольной группе этот показатель был равен 35,1 + 3,72 мм (рис.8.9).


При выполнении стойки на руках максимальная амплитуда колебаний ОЦТ тела в первой экспериментальной группе составила 39,92+4,6 мм, во второй 42,1 ± 6,8 мм (средний показатель обеих групп 40,77±3,2 мм). Испытуемые контрольной группы осуществляли коррекцию ОЦТ тела в среднем на уровне 36,8 ± 4,64 мм. Выполнение точных приземлений в экспериментальных группах составило 39,2% (рис 8.10).


Существенность разности между средними арифметическими изучаемых параметров не установлена (1 < 2).
Применение МЭСМ значительно улучшило качество сохранения равновесия как в стойке на носках (руки вверх), так и в стойке на руках по всем изучаемым параметрам.

При регистрации конечных данных максимальная амплитуда колебаний ОЦТ тела гимнастов первой экспериментальной группы, выполнявших равновесие стойке на носках (руки вверх), составляла до МЭСМ нижних конечностей 13,1 + 1,2 мм, после ЭС - 15,17 + 2,43 мм- во второй экспериментальной группе, соответственно: 16,82 ± 2,27 мм и 16,16 ± 0,37 мм (в среднем по обеим экспериментальным группам этот показатель равен до ЭС 14,19 + 1,96 мм и после 15,66 ± 1,4 мм), что по сравнению с исходными данными в два и более раза улучшило качество регуляции позы гимнастов (t=8,8-10,6).

На рис.8.11 представлены осцилографические записи колебаний ОЦТ тела испытуемого первого спортивного разряда П., 24 года (первая экспериментальная группа) при выполнении стойки на носках (руки вверх, глаза закрыты), наглядно иллюстрирующие возросший уровень сохранения равновесия тела. Аналогичные результаты получены при анализе стабилограмм, зарегистрированных при выполнении стойки на руках, а также рассматриваемых нами двух видов равновесия, когда ЭС были подвергнуты мышцы плечевого пояса. Об этом также свидетельствует возросшее время сохранения равновесия.


Анализируя полученные данные, мы не нашли какого-либо достоверного различия в применении метода МЭСМ до тренировки, по сравнению с результатами, полученными в группе стимулировавшихся после тренировки. В обеих вариантах прослеживалось эффективное улучшение изучаемых параметров.

В контрольной группе по истечению срока эксперимента не наблюдалось случаев высокого уровня сохранения равновесия, отмечено либо отсутствие изменений, либо снижение показателей. В экспериментальных группах после курса МЭСМ увеличилось количество безошибочного выполнения гимнастами устойчивых приземлений на 36,8%- в контрольной группе, относительно исходных данных, улучшение произошло на 2%.

Ошибка воспроизведения 50% величины мышечных усилий в конце эксперимента уменьшилась: в первой экспериментальной группе по сравнению с исходной величиной (4,9 кг) на 3,6 кг, а во второй экспериментальной группе соответственно: 2,6 - 1,3 кг. Заслуживает внимания тот факт, что в обеих экспериментальных группах на 6-9-й сеансы приходится наиболее благоприятное уменьшение ошибки при воспроизведении 50% величины мышечных усилий (до 0,6 кг).

Можно полагать, что применение метода управляемой многоканальной электростимуляции мышц дало возможность повысить мышечно-суставное чувство, являющееся важнейшей составной частью механизма регуляции движений, что способствовало совершенствованию координации вертикального положения тела, устойчивых приземлений, дифференцировке усилий приводящих мышц туловища.

Регуляция вертикальной позы стала совершеннее, благодаря преодолению избыточных степеней свободы улучшилась переработка центральной нервной системой информации о положении тела в пространстве,. Одновременно с этим, по-видимому, повысилось качество и надежность взаимодействия между анализаторами, обеспечивающими в условиях земного гравитационного поля точность, устойчивость и надежность двигательных актов.

Таким образом, использование метода МЭСМ позволило улучшить качество устойчивых приземлений гимнастов более, чем на 35% относительно исходных данных, способствовало совершенствованию функции равновесия а также повышению точности воспроизведения дифференцированных усилий приводящих мышц туловища. Важно подчеркнуть, что оптимальные результаты были получены после 6-9 сеансов МЭСМ, однако последующие сеансы устойчиво поддерживали достигнутые результаты.

Полученные данные позволяют рекомендовать использование управляемой многоканальной электростимуляции мышц для повышения ортостатической устойчивости и улучшения регуляции вертикальной позы, что может найти свое применение при соответствующей тренировке человека-оператора для работы в сложных автоматизированных системах, в частности, космонавтов, летчиков, водолазов и представителей других профессий, а также спортсменов и в клинической практике.

Естественно, что в каждом случае должны быть разработаны соответствующие индивидуализированные программы с обязательным объективным контролем за функциональным состояние человека, подвергающегося электростимуляции.

В. Ю. Давиденко