Поразительное богатство двигательных координации, не закрепленных жестко в филогенезе, в сочетании с биологической неспециализированностью человека, позволяет ему использовать сам механизм управления движениями как источник стимуляции работоспособности (И.В. Муравов, B.C. Бойко, 1983).
В настоящее время еще недостаточно выяснены механизмы этой, присущей только человеку, возможности повышения работоспособности за счет двигательных переключений. Вероятно, суть процесса заключается в центральных механизмах управления движениями человека.
Если взять наиболее филогенетически близких к человеку млекопитающих, то количество мышц теоретически позволяет им осуществлять столь же грандиозное число различных по своей структуре двигательных актов, как у человека. Однако, на практике, механизм управления движениями у них жестко специализирован и способен обеспечить лишь ограниченное количество типичных двигательных актов, прочно закрепленных в самой биологической организации животного.
Подтверждением этому может служить тот факт, что дрессировщикам путем длительного и упорного труда удается добиться у животных самых элементарных форм новых двигательных актов (примитивного прямохождения, простых действий и т.п.).
Механизм стимуляции двигательной функции у человека существенно отличается от общебиологического механизма физической тренировки, в основе которого, как показали исследования Ю.В. Фольборта (1951)и его последователей, лежат взаимоотношения между живыми процессами утомления и восстановления. Богатство координации в работе мышц при отсутствии жестко фиксированных двигательных стереотипов, позволяет человеку в решении каждой двигательной задачи осуществлять выбор оптимального приема.
Это сближает механизм целенаправленного двигательного действия с процессом решения интеллектуальных задач, гак как и в том, и в другом случае присутствует творческий компонент выбора, поиска наиболее оптимального метода решения задачи. На основе знаний этого механизма управлений движениями в спорте развивалось такое направление как антропомаксимология (В.В. Кузнецов, 1980).
Разрабатывался и получил научное обоснование кратчайший путь выхода на самые сложные структуры двигательного акта с учетом индивидуальных особенностей человека, которые необходимы для высших достижений в конкретном виде спорта.
Связь между многообразием нежестко закрепленных двигательных координации и развитием моторных, чувствительных и ассоциативных зон коры больших полушарий сформировалась в филогенезе благодаря использованию орудий труда. Это объясняет особую роль в современном спорте орудий, технических приспособлений и тренажеров различного рода.
Они с полным основанием могут рассматриваться как естественные стимуляторы двигательных возможностей человека, помогающие не только усиливать существующие, но и, что особенно важно, «пробуждать» новые двигательные навыки и способности. Выполнение упражнений с разнообразными техническими приспособлениями существенно реконструирует двигательные возможности человека, увеличивает сумму развивающих усилий и облегчает реализацию необходимой двигательной задачи.
Вместе с тем, сопоставление реакций организма, развивающихся при физических упражнениях сходной структуры, которые выполнялись с предметами и без них, позволяет сделать вывод о неоднозначности влияния упражнений с предметами на функциональное .состояние организма. Реакции одних систем при этом усиливаются, других — ослабляются.
Применение предметов и орудий в процессе занятий физическими упражнениями изменяет соотношение между длиной рычага и действующей массой, а также биомеханику движений (за счет искусственного удлинения конечностей, перераспределения центров тяжести, ритма, амплитуды движений и т.п.) и тем самым преобразует внутреннюю структуру напряженности систем организма, обеспечивающих выполнение движений.
Одним из факторов, расширяющих двигательные возможности человека, является двигательное переключение. Опытным путем установлено, что увеличение двигательных возможностей может быть значительным при полном или частичном переходе с одного двигательного навыка на другой. Рост эффективности тренировочного процесса наблюдается даже тогда, когда переключение на другой двигательный навык происходит на короткое время, например, на неделю или две.
Важно иметь в виду, что причиной стимуляции работоспособности является изменение характера двигательной деятельности (структуры, ритма, интенсивности и т.п.), а не увеличение тренировочной нагрузки. Следует отметить, что в практике спортивной тренировки смена характера деятельности используется уже давно и весьма плодотворно.
Наиболее глубоко разработан механизм стимулирующего влияния двигательного переключения, впервые воспроизведенный И.М. Сеченовым (1952) и впоследствии получивший название «сеченовского феномена активного отдыха». Известно, что в специальных условиях эксперимента восстановление работоспособности утомленных мышц более полноценно при сочетании покоя утомленных мышц с деятельностью неутомленных.
Так, например, после работы одной рукой до утомления, отдых в течение 2,5 минут в виде работы неутомленных мышц другой руки оказывается не менее эффективным, чем десятиминутный пассивный отдых.
Силе раздражителя, т.е. интенсивности активирующей мышечной деятельности, принадлежит существенная роль в механизме развития реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Это доказывает наличие зависимости между дополнительной деятельностью неутомленных мышц и направленностью функциональных изменений гемодинамики и дыхания в условиях реализации феномена Сеченова. Легкая активизирующая деятельность не сопровождается «эффектом погашения» вегетативных реакций.
При увеличении нагрузки на мышцы, работающие в периоде отдыха, «эффект погашения» проявляется более четко. Дальнейшее увеличение интенсивности активизирующей деятельности приводит к смене типа реакций, т.е. увеличивает процесс утомления, и эффект становится менее выраженным, чем в условиях пассивного отдыха. Необходимо отметить, что значение двигательных переключений не ограничивается созданием условий для полноценного отдыха после мышечной деятельности.
Не менее значительны двигательные переключения и вне интервалов отдыха при продолжающейся физической работе, а также при интеллектуальной деятельности. В настоящее время имеются исследования, подтверждающие высокую эффективность активного отдыха или нормированного урока по физическому воспитанию, как метода ускоренного восстановления умственной работоспособности (Э.Г. Ягненко с соавт., 1969; В.Э. Нагорный, 1972; Н.С. Кончиц, 1990, Т.Н. Васильева, 1999 и др.).
Исследования операторов (Э.Г. Булич с соавт., 1973) позволили выявить особенности влияния активного отдыха на умственную и профессиональную деятельность. Установлено, что под влиянием кратковременной физкультурной паузы, проведенной в процессе напряженной работы, умственная и профессиональная деятельность улучшается.
Но степень тех или иных показателей умственной и профессиональной деятельности различны: значительно повышается способность отвечать быстрой реакцией на возникший в поле зрения объект, несколько меньше улучшается способность выполнять сложные операции, связанные с информационным поиском и требующие концентрации внимания. Наиболее резко возрастает способность к выполнению логических арифметических действий.
Для большей эффективности практического использования активного отдыха особый интерес представляет тот факт, что включение физических упражнений в трудовой или учебный процесс вызывает неоднородные изменения тех сторон нервной деятельности, которые обеспечивают решение различных по своему характеру задач.
Кроме того, изменяя содержание активного отдыха, т.е. включая различные по характеру и структуре физические упражнения, можно целенаправленно влиять на отдельные стороны функциональных изменений центральной нервной системы и всего организма и таким образом улучшать работоспособность человека в соответствии с конкретными запросами учебной и трудовой деятельности.
Особенно благотворное влияние перемена деятельности оказывает на детей. Установлено, что включение даже кратковременных физкультурных пауз в общеобразовательные уроки для школьников младших классов устраняет у них нарушения мозгового кровотока, связанные с вынужденной позой и непривычным напряжением интеллектуальных функций, а также повышает работоспособность центральной нервной системы.
В механизме действия активного отдыха, используемого в учебном процессе, самым существенным является оздоровительный эффект: физкультурные паузы и физкультминутки устраняют закономерно формирующиеся при обычном режиме нарушения функционального состояния организма школьников и развивающиеся дефекты осанки.
Таким образом, приведенные выше факты свидетельствуют о том, что чередования разных видов деятельности, равно как и целенаправленное осуществление двигательных переключений, оказывается целесообразным и в силу фундаментальных причин — соответствия их биологической природе. Двигательное переключение — инструмент, оптимизирующий любые виды деятельности человека и способствующий гармоничному развитию личности.