Биоуправление в физической культуре и спорте

В качестве вполне освоенного метода БОС следует считать использование пульсометрии в оценке тяжести нагрузки, ее энергетического режима, границ ЧСС, в которых укладываются различные нагрузки, и т.д. За рубежом широко распространены различные спорттестеры с индикацией как визуальной, цифровой, так и звуковой. Хороших отечественных приборов пока нет.

Приведем несколько примеров использования БОС по ЧСС в тренировке. Так, если в дистанционной тренировке контроль ведется в заданной ЧСС, то спорттестер устанавливается на нее и дает соответствующие сигналы. Если такового нет, то в тренировке по секундомеру (ручной, "бегущая стрелка") через определенные промежутки времени пальпатор но осуществляется контроль реальной ЧСС и делается соответствующая корректировка.

В интервальной тренировке, где определены требования к величине ЧСС на высоте нагрузки и в конце фазы восстановления, БОС по ЧСС просто необходима. Некоторые разновидности сочетаний темповой и интервальной тренировок также требуют использования оперативной информации по ЧСС.

Одним из важнейших моментов в тренировке является повышение точности ощущений спортсменом как общесоматических, двигательных, так и вегетативных функций, т.е. оперантное обучение.

Общеизвестно, что тренировка, построенная на многочисленных обратных связях в виде сообщений результатов деятельности, замечаний, коррекции ошибок и т.д., способствует повышению точности ощущений спортсменов. Наиболее точно спортсмены оценивают конечные результаты деятельности. Так, пловцы разного уровня подготовленности допускают ошибку в оценке результатов проплывания дистанции, тем меньшую, чем выше их квалификация. Это вполне понятно. Но в любом случае, если спортсмена тренировать к таким ощущениям, то успех их улучшения, как говорится, гарантирован.

Приведем результаты специальных исследований изучения способности человека оценивать величины различных дыхательных параметров в условиях физических нагрузок. Как известно, основными показателями паттерна дыхания являются величины дыхательного объема и продолжительность дыхательного цикла. В лаборатории И.Н. Солопов и А.Н. Красильников показали, что человек гораздо менее точно оценивает малые величины дыхательного объема (около 10 и 25% от ЖЕЛ), чем большие (90% от ЖЕЛ). Введение БОС эту способность значительно улучшает. Точно то же происходит и с оценкой величины других двигательных параметров.

При мышечных нагрузках точность БОС от исследования к исследованию повышается. Причем способность к самооценке величин различных физиологических показателей может служить определенным измерителем состояния спортсмена. Показатели ошибок самооценки, стабилизировавшись на уровне 3-7% после тяжелых нагрузок, вызывающих утомление, значительно ухудшаются, а потом, после снижения нагрузок, вновь устанавливаются на прежнем уровне.

Например находившиеся под наблюдением высококвалифицированные пловцы из сборной России могли очень точно оценивать не только величину ЧСС_max при различных нагрузках, но и величину пульс-суммы восстановления (ЧСС_0-10+ ЧСС_30-40+ ЧСС_60-70), величину лактата и другие показатели. Это позволяло тренеру порой давать такие, казалось бы, немыслимые задания, как проплыть отрезок дистанции на пульс-сумме 65, 70, 75 уд/мин или на лактате 4, 6, 8 мм/л, и спортсмены точно выполняли задание. Таким образом, обучение спортсменов навыкам биоуправления по различным каналам БОС переводило тренировочный процесс в идеально управляемый и более эффективный.

Биоуправление гомеостазом

Приведем результаты еще одного эксперимента, посвященного исследованию управляемого гомеостаза при мышечной работе. Суть его заключалась в том, что с помощью произвольного снижения уровня вентиляции мы добивались моделирования одновременно гиперкапнии, гипоксемии и некоторой ацидемии, что создавало эффект выполнения более тяжелой нагрузки. Исследования были проведены в лаборатории дыхания Института физиологии им. И.П. Павлова в Санкт-Петербурге с использованием комплексной спирографической установки с автоматической подачей газовых смесей.

Управление вентиляцией осуществлялось испытуемыми с помощью инструментальной обратной связи - информации о текущем уровне вентиляции. Этот показатель получали с помощью аналоговой машины МН-10, преобразовывавшей отношение Vт к общей продолжительности дыхательного цикла (Тт) в соответствующий электрический сигнал, который регистрировался графически и индицировался одновременно на экран осциллографа в виде отклонения луча. Установка сконструирована в той же лаборатории. Передвижные метки на экране осциллографа позволяли задавать испытуемому тот или иной уровень вентиляции.

Таким образом, испытуемый мог непрерывно сравнивать фактическую величину легочной вентиляции (по величине потока) с заданной и соответственно регулировать свои дыхательные движения, чтобы достичь требуемого уровня.

Произвольное снижение вентиляции (ПСВ) осуществлялось на 1/3 от исходного уровня, зарегистрированного на данной мощности работы. Введение БОС по величине дыхательного потока приводило к тому, что от опыта к опыту испытуемые добивались все лучшего выполнения задания.

Реальная вентиляция при ПСВ была значительно ниже, чем в контрольных исследованиях, что вызывало после окончания работы "вспышку" вентиляции наподобие феномена Линдгарда. На высоте нагрузок повышающейся мощности отчетливо фиксировались альвеолярная гипоксия и артериаль ная гипоксемия, гиперкапния и ацидоз. Таким образом, ПСВ с БОС о текущем уровне вентиляции может моделировать необходимые гомеостатические сдвиги в сторону создания необходимых изменений во внутренней среде организма тренирующего характера.

Гиповентиляционная тренировка после предварительного обучения может быть легко осуществлена в естественных условиях тренировки. Так, легкоатлеты используют специальное диафрагмирование дыхания (дыхание с узким отверстием в загубнике), футболисты - специальные жилеты с повышенным эластическим сопротивлением, пловцы - дыхание с соотношением двигательных циклов 1: 3, 1:5, 1:7 и т.д. Такие воздействия оказывают высокий тренирующий эффект, что нашло подтверждение на практике.