WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«УДК 796.015.6 DOI 10.14526/28_2014_28 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ПРИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНА К НАГРУЗКАМ А.И. Пьянзин – профессор, доктор ...»

Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта, №1(30) 2014

ISSN 2070 47

УДК 796.015.6 DOI 10.14526/28_2014_28

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ

СИСТЕМ ПРИ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА СПОРТСМЕНА К

НАГРУЗКАМ

А.И. Пьянзин – профессор, доктор педагогических наук А.А. Кузьмин – Заслуженный работник физической культуры Российской Федерации, кандидат исторических наук Филиал ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма»

г. Новочебоксарск Н.Н. Пьянзина – доцент, кандидат педагогических наук ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им.

И.Я. Яковлева»

Чебоксары

FORMATION REGULARITIES OF THE FUNCTIONAL SYSTEMS IN

CASE OF SPORTSMAN’S ORGANISM ADAPTATION TO LOADS

A.I. P’yanzin – professor, doctor of pedagogics A.A. Kuz’min – honored worker of physical culture of the Russian Federation, candidate of historical sciences The branch of the Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Professional Education “Russian State University of Physical Culture, Sport, Youth and Tourism” Novocheboksarsk N.N. P’yanzina - associate professor, candidate of pedagogics Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Professional Education “I.A. Yakovlev State Pedagogical University” Cheboksary e-mail: pianzin@mail.ru Ключевые слова: адаптационный резерв, среда, результат, экстраполяция.



Аннотация. В данной работе организм спортсмена рассматривается как открытая биологическая система. Адаптация к специфической тренировочной нагрузке происходит при формировании соответствующей функциональной системы. В процессе адаптации осуществляется перманентная экстраполяция приспособительных реакций организма.

Одной из важных методологических проблем в современной теории и методике спортивной подготовки является фрагментарность системных представлений в рассмотрении организма спортсмена. Зачастую организм рассматривается с использованием комплекса понятий и формулировок, имеющихся в арсенале отдельно взятой научной дисциплины (биохимии, физиологии, биомеханики, педагогики, психологии).

С одной стороны, такой подход является рациональным при описании различных сторон его деятельности. С другой стороны, ни одна из научных дисциплин пока не выходит за

- 130

–  –  –

собственные рамки и поэтому не в состоянии обеспечить взаимопроникновение знаний частных теорий для их перевода на интегральный уровень.

Другими словами, каждая теория помещает живой организм в созданные ей теоретические рамки и не рассматривает то, что в эти рамки не укладывается.

Предлагаемый в данной работе подход нацелен на интеграцию знаний различных теорий на одном объекте – организме человека (спортсмена). Такой подход в полной мере реализован в теории функциональных систем[1], вобравшей в себя достижения общей теории систем, теорий информации, вероятностей, адаптации.

С точки зрения общей теории систем, организм есть открытая саморегулирующаяся биосистема, которая обменивается со средой веществом, энергией и информацией. В первую очередь, для нас представляет интерес рассмотрение поведения открытой системы в условиях возмущающих влияний внешней среды. Открытая система состоит из некоторых обязательных компонентов (рис. 1), таких как резервуар, вход, выход, регулировочные клапаны, контур обратной связи.

На вход системы извне подаётся непрерывающийся поток вещества, энергии и информации. Поскольку энергия и информация имеют материальную основу, то есть носителем энергии и информации является вещество, для упрощения понимания рассматриваемых процессов имеет смысл абстрагироваться от понятия «вещество» как носителя свойств, оставив в поле внимания только потоки энергии и информации.

Вход оснащён клапаном, регулирующим в некоторых пределах входной поток.

Полное закрытие этого клапана привело бы к истощению резервуара и, в конечном счёте, к прекращению существования данной системы.

Резервуар системы имеет ограниченный объём. Он характеризует состояние

–  –  –

системы (организма) и её приспособительные возможности. Кроме входа, резервуар оборудован выходом с регулировочным клапаном, через который система выводит в окружающую среду энергию и информацию.

Наличие входа и выхода позволяет системе поддерживать определённый стационарный уровень беспрерывно проходящего через резервуар потока и исключает возможность как переполнения объёма резервуара, так и его опустошения. Регуляция потока происходит и на входе, и на выходе.

Обладая возможностью регулировать интенсивность входного и выходного потоков, открытая система имеет бесконечное число стационарных состояний, которые в общем виде можно выразить уровнями наполнения резервуара.

Среди этих стационарных уровней необходимо выделить два, имеющих принципиально важное значение:

минимальный и максимальный.

Минимальный уровень энергоресурса не совпадает с дном резервуара. Он указывает системе тот неприкосновенный запас (НЗ) энергии, который может быть потрачен только в экстремальной ситуации. Энергия аккумулируется в резервуаре до этого уровня исключительно для обеспечения самовыживания системы.

Максимальный уровень энергоресурса обеспечивает максимально комфортное для системы состояние. Максимальный уровень ограничен только объёмом резервуара.

Наличие энергии выше минимального уровня даёт возможность системе потратить её на достижение полезного результата, связанного с развитием, усложнением и приспособлением к изменениям среды. Объём энергии в резервуаре, находящийся между этими двумя уровнями, можно обозначить как текущий адаптационный ресурс (ТАР).

С точки зрения теории адаптации, организм сохраняет внутреннюю стабильность в условиях крайне изменчивой внешней среды. С одной стороны, система стремится сохранить своё равновесное гомеостатическое состояние, которое соответствует максимальному уровню ТАР. Отклонение от состояния равновесия в ту или иную сторону всегда сопровождается повышенными энерготратами (срочная адаптация) и, как следствие, понижением текущего уровня энергоресурса в резервуаре. Дополнительные энерготраты в этом случае являются следствием действия возмущающего средового фактора, который пока не устранён. С другой стороны, организм готов потратить любое количество ТАР на поиск наиболее эффективного и экономичного пути приспособления к действию этого возмущения и возврата в равновесное состояние. Это вторая причина увеличения энерготрат.

Таким образом, снижение уровня ТАР является результатом двух параллельно протекающих процессов:

1) действия на организмнового возмущающего фактора;

2) поиска путей приспособления к этому действию.

Выход обеспечивает канализацию свободной энергии системы (ТАР) на достижение цели. Выход, так же как и вход, оснащён клапаном, регулирующим количество отпускаемой энергии в единицу времени. Выход системы нельзя понимать как толстую сливную трубу, через которую энергетический «фонтан» хаотично бьёт в окружающую среду. Выходящая из резервуара энергия должна быть структурирована на достижение полезного результата. Структурирование выходного потока лежит в основе понятия «функциональная система».

Структурирование проявляется в том, что выходной поток разветвляется на достаточно большое, но ограниченное изначально, число функциональных элементов, каждый из которых обеспечивает систему своей элементарной функцией. Это означает, что канал выхода системы имеет не один, а множество клапанов, равное числу ответвлений на всех этажах. Функциональная система представляет собой избирательное вовлечение функциональных элементов с выключением лишних элементов (степеней

–  –  –

свободы), обеспечивающее наиболее экономичное и в то же время эффективное достижение полезного результата.

Таким образом, с точки зрения теории функциональных систем, адаптация организма к возмущающим влияниям среды происходит при формировании соответствующей функциональной системы. Информация об имеющихся в наличии образах функциональных систем хранится в памяти в виде информационно-структурной модели, указывающей, на каких «этажах» и в каких «трубах» клапаны должны быть открыты, а в каких закрыты.





В случае воздействия на организм знакомого возмущающего фактора среды нарушения гомеостаза не происходит, потому что на знакомый возмущающий фактор он мгновенно активизирует сформированную ранее и хранящуюся в памяти в виде образа функциональную систему, которая обеспечивает ему адаптированность к действию этого фактора.

В другом крайнем случае возмущающий фактор среды организму не знаком, а значит, готового образа функциональной системы под этот фактор нет, что и является причиной выхода организма из состояния равновесия. Однако это не значит, что формирование новой функциональной системы начинается на пустом месте. В условиях дефицита времени организм исходит из принципа наименьшего ущерба и включает в работу одну из готовых функциональных систем (назовём её «базовой»), в наибольшей степени (с максимальной вероятностью) минимизирующую потери ТАР. Затем начинается перебор некоторого количества активизируемых функциональных элементов (по вероятностному признаку) посредством управления их регулировочными клапанами.

Эффективность перебора оценивается системой (организмом) на основе информации, поступающей на вход по контуру обратной связи.

Структура контура на уровне получения элементов информации является многоканальной, т.е. число сенсорных (собирающих информацию) элементов соответствует числу функциональных элементов. Информационные элементы далее объединяются во все более крупные каналы. На вход системы поступает уже единый информационный канал, интегрирующий в конечном счете все элементарные сигналы. По этой причине входной канал можно считать интегрирующим информацию, а выходной – дифференцирующим энергию каналом.

Контур обратной связи снабжает систему информацией о том, как повлияло на динамику уровня ТАР в резервуаре открытие или закрытие того или иного регулировочного клапана в каналах выходной сети. Если положительно, функциональный элемент принимается в состав новой формирующейся функциональной системы, если нет

– исключается. Многоступенчатый перебор функциональных элементов позволяет со временем создать новую функциональную структуру активированных элементов (функциональную систему), которые приближают уровень ТАР к максимальному, возвращая систему в состояние равновесия (долговременная адаптация).

В реальных условиях крайние ситуации практически не встречаются и речь может идти лишь о более или менее знакомых системе возмущениях среды. Наличие даже двух абсолютно совпадающих по своим параметрам средовых возмущений невозможно, поэтому максимальный уровень ТАР является своего рода «идеалом», к которому стремится реальный уровень ТАР. Системе на каждое возмущение приходится вносить те или иные коррекции в структуру функциональных элементов «базовой» функциональной системы.

Отсюда можно заключить, что на вход системы поступает энергия и информация.

Резервуар на основе информации манипулирует доступной ему энергией. Выход канализирует энергию на достижение результата и на формирование информационных сигналов. Контур обратной связи направляет информацию о промежуточных и конечном результатах, а также о состоянии резервуара на вход системы.

–  –  –

Известно, что системообразующим фактором для функциональной системы является достижение полезного результата, который существует в виде информационной модели потребного будущего[2], т.е. на шкале времени следствие (целенаправленное активное поведение системы) предшествует причине (модель результата). Организм постоянно встаёт перед необходимостью делать вероятностный прогноз, а затем выбор, адекватный возмущающим воздействиям.

В такой ситуации организм экстраполирует свои действия по выбору маршрутов канализации выходной энергии. Учитывая огромное количество функциональных элементов, было бы неэкономичным для организма полагать, что все функциональные элементы равновероятно полезны. Поэтому очерёдность перебора функциональных элементов устанавливается по рейтингу вероятностей их вклада в достижение полезного результата. Элементы, обладающие низкой вероятностью, отсекаются (выключение лишних степеней свободы), что экономит время и энергию. В конечном счёте у организма остаётся сравнительно небольшое количество высоковероятно полезных функциональных элементов, среди которых и осуществляется перебор.

Итак, при возникновении малознакомых организму возмущений он по вероятностному признаку активизирует «базовую» функциональную систему, затем ограничивает до минимума количество перебираемых функциональных элементов из тех, которые ещё не были задействованы в «базовой». Это даёт ему возможность создавать новую функциональную систему, значительно экономя время и энергию.

Возникает вопрос: если возмущения среды в реальности никогда не совпадают по всем своим параметрам и не бывает двух одинаковых ситуаций, а бывают только схожие, то какова же структура сохраняющихся в памяти информационных моделей функциональных систем? Внешние возмущения качественно объединяются организмом в некоторые группы.

Каждая группа имеет при этом важные (часто повторяющиеся) и второстепенные (редко повторяющиеся) параметры. Структура элементов информационной модели функциональной системы предполагает их ранжирование по важности (вероятности востребования). Поэтому в случае активизации данной функциональной системы в качестве «базовой» замене подвергаются прежде всего второстепенные функциональные элементы, вероятно, малополезные и бесполезные с учётом складывающейся ситуации.

Иерархия в памяти самих информационных моделей функциональных систем осуществляется по тому же вероятностному признаку, т.е. по частоте их использования в прошлом. Доминантной будет та модель, которая чаще востребована.

Если обратиться к области физического воспитания и спортивной тренировки, то здесь многие факты получают убедительное объяснение через вероятностный подход.

Нагрузка воспринимается организмом как внешнее средовое возмущение. Малое число повторений движений означает для организма их случайность и, значит, малую вероятность в будущем. Поэтому при подобных обстоятельствах организм не развёртывает по отношению к ним адаптационные процессы. И только после многократного повторения, когда аналитический механизм нервной системы устанавливает, что данный режим не случайность, а, наоборот, проявляется как закономерность и, следовательно, имеет высокую вероятность повторения в будущем, организм начинает активно разворачивать морфофункциональные приспособительные процессы.

Организм, имеющий ограниченный адаптационный ресурс, приспосабливается к новым условиям среды, совершенствуя заблаговременно ту из своих функциональных систем, которая вероятнее всего примет на себя специфическое возмущающее воздействие среды. Концентрация адаптационного ресурса происходит в направлении развития только одной, наиболее важной для организма в данных условиях функциональной системы, которая становится доминирующей на этот период времени.

–  –  –

С точки зрения теории вероятностей, двигательной активности организма как адекватно отражающей условия среды жизнеобитания в относительно стабильных условиях должно быть свойственно преобладание определённых, наиболее соответствующих этим условиям режимов проявления с постепенно уменьшающимися долями режимов движений с более или менее высокими качественными признаками.

Причём общий вид статистического распределения режимов движений имеет симметричный характер, то есть может быть описан функцией нормального распределения.

Нормальный тип распределения достаточно широко распространён в природе.

Однако симметричное (нормальное) распределение признаков двигательной активности организма не характерно для спортивной тренировки, так как главная цель последней состоит не в поддержании определённого состояния организма, а, наоборот, в интенсивном целенаправленном его развитии. Преодоление стабилизированного состояния организма требует нарушения симметричного распределения признаков двигательной активности. Для этого необходимо привести в процесс воздействия на двигательную функциональную систему фактора, который нарушал бы симметричное распределение признаков двигательной активности, что и стало бы причиной развития.

Этот фактор приобретает права «суперфактора» [3]. В сфере физического воспитания и спортивной тренировки в роли суперфактора выступает общая направленность нагрузок.

При возникновении асимметричности в распределении признаков двигательной активности происходит качественное смещение модального класса - наиболее представительной доли распределения, на которую организм и ориентирует свои основные адаптационные усилия. Приспосабливаясь к изменениям среды и имея при этом ограниченный адаптационный энергоресурс, организм перераспределяет его на обеспечение срочной адаптации, нарушая симметрию купола, пока формирование соответствующей функциональной системы не завершено.

Итак, рассмотрение организма с позиций системного подхода позволяет заключить следующее:

• организм спортсмена есть открытая саморегулирующаяся биологическая система, которая обменивается со средой веществом, энергией и информацией;

• организм сохраняет внутреннюю стабильность в условиях крайне изменчивой внешней среды;

• адаптация к возмущающим влияниям происходит при формировании адекватной этим влияниям функциональной системы;

•в процессе адаптации осуществляется перманентная экстраполяция приспособительных реакций с оценкой вероятностей развития окружающей ситуации на основе закона нормального распределения;

• развитие двигательных функций организма спортсмена достигается при нарушении симметричного распределения признаков двигательной активности.

–  –  –

3. Boiko, V.V. Purposeful development of a person’s motional abilities / V.V. Boiko. – Moscow: Physical culture and sport, 1987. – 144 p.

Статья поступила в редакцию: 11.02.2014 г.

- 136 -



Похожие работы:

«УДК 502.175 © А.И. Горовая, А.В. Павличенко, Е.А. Борисовская УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕН...»

«ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 59 ФИЗИКА. ХИМИЯ 2012. Вып. 4 УДК: 623.459:351.753 О.С. Набокова СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОЧВ ПРИ ТЕХНОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЕДИНЕНИЙ МЫШЬЯКА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ УХО На основе результатов натурных исследова...»

«УДК 8137:81276.6:574 ПОЛИСЕМИЯ ТЕРМИНА "ЭКОЛОГИЯ" И.А. Аграновская Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 10-2а, Москва, Россия, 117198 agranovskaya@mail.ru Статья посвящена полисемии термина "экология". В работе рассмотрены различные толкования термина, приведены классификации структуры э...»

«Вестник ДВО РАН. 2014. № 1 УДК 577.115:593.4+547.996:593.96+547.925:593.793:593.93+547.94:593.4 Т.Н. МАКАРЬЕВА, А.С. СИЛЬЧЕНКО, А.А. КИЧА, Е.Г. ЛЯХОВА, С.А. КОЛЕСНИКОВА, Л.К. ШУБИНА, Н.В. ИВАНЧИНА Поиск и выделение новых природных соединений из морских беспозв...»

«МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ "ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА" №4/2016 ISSN 2410-6070 2. Ландшафтная архитектура и зеленое строительство http://landscape.totalarch.com/node/89;3. Дорошева З.Н., Ахметова А.И....»

«ПАРХАЕВ Павел Юрьевич КЕмбРийсКАя РАдиАция моллЮсКоВ: стАноВлЕниЕ моРфологичЕсКого и тАКсономичЕсКого РАзнообРАзия Специальность 25.00.02 палеонтология и стратиграфия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2012 Работа выполнен...»

«Экологические проблемы современного природопользования Москва 2009 © Моторнов Кирилл Николаевич Введение Среди глобальных проблем современности одной из наиболее актуальных является проблема выживания человека. Человечеством общепризнанно, что основное средство...»

«Вычислительные технологии Том 3, № 5, 1998 О РАЗРАБОТКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГИС “ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ” Ю. И. Винокуров, С. Л. Широкова, О. В. Ловцкая, К. В. Воробьев, С. Г. Яковченко Институт водных и экологических проб...»

«1 1. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю), соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы Коды комПланируемые результаты Планируемые результаты обучения п...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.