Способ задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости
Владельцы патента RU 2357653:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к медицине и медицинской технике и может быть использовано в спортивной медицине. Испытуемому задают тест с постоянной нагрузкой и предъявляют последовательность парных световых импульсов длительностью 200 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 70 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с. Периодически методом последовательного приближения определяют пороговый межимпульсный интервал, при котором два импульса в паре сливаются в один, и одновременно определяют ЧСС. Строят графики динамики порогового межимпульсного интервала в координатах «значение порогового межимпульсного интервала - время тестирования» и динамики ЧСС в координатах «значение ЧСС - время тестирования». Величину ЧСС в естественных условиях бега задают соответствующей времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато». Способ расширяет арсенал средств для определения индивидуальной беговой нагрузки при развитии выносливости. 2 табл., 4 ил.
Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости.
Известны способы задания нагрузки для развития выносливости, в которых интенсивность нагрузки определяется по соответствию физиологических параметров нормам, принятым в качестве оптимальных для развития выносливости [1].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ регулирования нагрузки для развития выносливости, заключающийся в задании интенсивности нагрузки по величине частоты сердечных сокращений (ЧСС), выдерживаемой на уровне, выраженном в процентах от максимальной величины ЧСС [1].
Недостатком способов является необходимость проведения экспериментов с предельными нагрузками, сложность определения оптимальной нагрузки для развития выносливости. Кроме того, регистрируя реакцию частоты сердечных сокращений на физическую нагрузку, нельзя определенно сказать, отражает ли она состояние исполнительного органа - сердца или связана с особенностями вегетативной регуляции сердечной деятельности [2].
При физической нагрузке в организме, как функциональной системе, происходят непрерывные изменения. При этом регуляция вегетативных функций в различных органах и системах организма протекает асинхронно [3]. В регуляторных процессах, происходящих в организме человека, доминирующая роль принадлежит центральной нервной системе, поэтому при оценке состояния человека необходимо оценить состояние самой центральной нервной системы [4]. В качестве психофизиологических параметров, характеризующих состояние центральной нервной системы, используются психофизиологические параметры состояния зрительного анализатора, так как эффективность его функционирования зависит прежде всего от уровня функционирования центральной нервной системы [5].
Технический результат предлагаемого способа задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости заключается в оптимизации интенсивности нагрузки.
Технический результат достигается тем, что испытуемому задают индивидуальную беговую нагрузку для развития выносливости по величине ЧСС, причем новым является то, что для определения величины ЧСС испытуемому задают тест с постоянной нагрузкой и предъявляют последовательность парных световых импульсов длительностью 200 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 70 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с; периодически методом последовательного приближения определяют пороговый межимпульсный интервал, при котором два импульса в паре сливаются в один, и одновременно определяют ЧСС; строят графики динамики порогового межимпульсного интервала в координатах «значение порогового межимпульсного интервала - время тестирования» и динамики ЧСС в координатах «значение ЧСС - время тестированиям; величину ЧСС в естественных условиях бега задают соответствующей времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато».
На фиг.1 представлена временная диаграмма последовательности парных световых импульсов, предъявляемых испытуемому в процессе тестирования, где tи - длительность светового импульса; τ - длительность межимпульсного интервала; Т - длительность временного интервала повторения парных световых импульсов.
На фиг.2 представлена временная диаграмма изменения длительности межимпульсного интервала при определении его порогового значения.
На фиг.3, 4 представлены графики динамики порогового межимпульсного интервала и динамики ЧСС при тестировании.
Предлагаемый способ задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости осуществляется следующим образом. Испытуемому задают тест с постоянной нагрузкой и предъявляют последовательность парных световых импульсов длительностью 200 мс, разделенных начальным межимпульсным интервалом, равным 70 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с (фиг.2, интервал времени 0 - Т1).
В процессе тестирования периодически методом последовательного приближения определяют пороговый межимпульсный интервал, при котором два импульса в паре сливаются в один (фиг.2, интервал времени Т1-Т2) и одновременно определяют ЧСС. По полученным значениям порогового межимпульсного интервала и значениям ЧСС строят графики их динамики соответственно в координатах «значение порогового межимпульсного интервала - время тестирования» (фиг.3) и «значение ЧСС - время тестирования» (фиг.4).
Величину ЧСС в естественных условиях бега задают соответствующей времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато» (горизонтальная часть графика).
Предлагаемый способ задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости позволяет оптимизировать интенсивность нагрузки.
При предъявлении испытуемому последовательности парных световых импульсов длительностью tи, разделенных межимпульсным интервалом τ>τпор, off-система зрительного анализатора после окончания первого импульса возбудится и сформирует сигнал, свидетельствующий о его окончании, поэтому у испытуемого возникает субъективное ощущение раздельности двух световых импульсов.
При уменьшении длительности межимпульсного интервала τ между двумя световыми импульсами восприятие зрительных импульсов затрудняется из-за влияния обратной маскировки, заключающейся в ухудшении восприятия первого по времени импульса вследствие предъявления второго импульса в непосредственной пространственно-временной близости с первым, а также прямой маскировки, при которой первый импульс влияет на качество восприятия второго [6]. Поэтому при уменьшении длительности межимпульсного интервала τ между двумя световыми импульсами до значения τ=τпор ofi-система зрительного анализатора после окончания первого импульса не успевает возбудиться и сформировать сигнал, свидетельствующий об его окончании, и у испытуемого возникает субъективное ощущение слияния двух световых импульсов в паре в один.
Во время ответов на световые стимулы появляется вначале рецептивное поле (РП) нейрона небольшого размера. Затем регистрируемое РП расширяется, после чего ослабляется, фрагментируется и исчезает. Статистическая оценка показала, что исчезновение регистрируемого РП нейрона приходится на период от 100 до 200 мс после появления светового стимула [7]. После исчезновения РП нейронные структуры приходят в исходное состояние и становятся готовыми к восприятию нового стимула [8], поэтому длительность световых импульсов принята равной 200 мс.
Так как формирование зоны возбуждения РП заканчивается через 60-70 мс после предъявления светового стимула [8], длительность межимпульсного интервала принята равной 70 мс. При такой длительности межимпульсного интервала off-система зрительного анализатора после окончания первого светового импульса возбудится и сформирует сигнал, свидетельствующий о его прекращении.
При межстимульном интервале, равном 500 мс, эффекты маскировки отсутствуют или слабо выражены [9]. Для устранения эффекта маскировки между парами световых импульсов парные световые импульсы повторяются через постоянный временной интервал 1 с.
Выход графика порогового межимпульсного интервала в процессе тестирования на «плато» свидетельствует о том, что центральная нервная система находится в квазистационарном режиме, то есть процессы регуляции вегетативных функций во всех органах и системах организма закончены и весь организм действительно находится в состоянии оптимальной работоспособности, в котором и необходимо развивать выносливость.
Таким образом, предлагаемый способ отличается от известных новым свойством, обусловливающим получение положительного эффекта.
Пример. Испытуемый П., 22 лет, кандидат в мастера спорта по лыжным гонкам, выполнил тестирование с использованием велоэргометра модели ВЭ-05 "Ритм" ТУ 200 УССР 45-86 в положении сидя со скоростью педалирования 60 об/мин. Величина нагрузки постоянной мощности принималась равной 100% должного максимального потребления кислорода, определяемого по номограммам Б.П.Преварского. Во время тестирования врачом выполнялся постоянный контроль состояния испытуемого по его внешнему виду, частоте сердечных сокращений и артериальному давлению. Определение порогового межимпульсного интервала и значений ЧСС выполнялось в начале тестирования и через каждые 2 минуты педалирования.
Данные значений порогового межимпульсного интервала в процессе тестирования представлены в таблице 1, значений ЧСС - в таблице 2, графики динамики значений порогового межимпульсного интервала и динамики значений ЧСС - на фиг.3, 4.
| Таблица 1 | ||||
| Время тестирования, мин | 0 | 2 | 4 | 6 |
| Значение порогового межимпульсного интервала, мс | 9,6 | 8,4 | 7,7 | 7,3 |
| Время тестирования, мин | 8 | 10 | 12 | 14 |
| Значение порогового межимпульсного интервала, мс | 7,0 | 7,0 | 7,0 | 7,0 |
| Таблица 2 | ||||
| Время тестирования, мин | 0 | 2 | 4 | 6 |
| Значение ЧСС, уд/мин | 67 | 113 | 128 | 135 |
| Время тестирования, мин | 8 | 10 | 12 | 14 |
| Значение ЧСС, уд/мин | 138 | 140 | 142 | 144 |
Анализ графика порогового межимпульсного интервала в процессе тестирования позволяет определить время, необходимое для достижения оптимальной работоспособности, по времени выхода графика на «плато», равное 8 мин.
Величину ЧСС в естественных условиях бега задают соответствующей времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато», равную 138 уд/мин, которую испытуемый контролирует самостоятельно.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет задать оптимальную индивидуальную беговую нагрузку для развития выносливости.
Источники информации
1. Патент 2051613 РФ, А61В 5/00, А63В 23/00. Способ задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости бегуна на длинные дистанции / В.Е.Борилкевич, А.И.Зорин, М.М.Сперанский (РФ).
2. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.
3. Зимкин Н.В. О вариативности структуры функциональной системы в процессе деятельности и при утомлении // Физиологический журнал СССР им. И.М.Сеченова. - 1984. - Т.LXX. - №12. - С.1593-1599.
4. Маслов Н.Б., Блощинский И.А., Максименко В.Н. Нейрофизиологическая картина генеза утомления, хронического утомления и переутомления человека-оператора // Физиология человека. - 2003. - Т.29. - №5. - С.123-133.
5. Кравков С. В. Глаз и его работа. Психофизиология зрения, гигиена освещения. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1950. - 531 с.
6. Кропотов Ю.Д., Пономарев В.А. Реакция нейронов и вызванные потенциалы в подкорковых структурах мозга при зрительном опознании. Сообщение IV. Эффект маскировки зрительных стимулов // Физиология человека. - 1987. - Т.13. - №4. - С.561-566.
7. Шевелев И.А. Временная переработка сигналов в зрительной коре // Физиология человека. - 1997. - Т.23. - №2. - С.68-79.
8. Подвигин Н.Ф. Динамические свойства нейронных структур зрительной системы. Л.: Наука, 1979. - 158 с.
9. Тароян Н.А., Мямлин В.В., Генкина О.А. Межполушарные функциональные отношения в процессе решения человеком зрительно-пространственной задачи // Физиология человека. - 1992. - Т.18. - №2. - С.5-14.
Способ задания индивидуальной беговой нагрузки для развития выносливости по величине ЧСС, отличающийся тем, что для определения величины ЧСС испытуемому задают тест с постоянной нагрузкой и предъявляют последовательность парных световых импульсов длительностью 200 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 70 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с; периодически методом последовательного приближения определяют пороговый межимпульсный интервал, при котором два импульса в паре сливаются в один, и одновременно определяют ЧСС; строят графики динамики порогового межимпульсного интервала в координатах «значение порогового межимпульсного интервала - время тестирования» и динамики ЧСС в координатах «значение ЧСС - время тестирования»; величину ЧСС в естественных условиях бега задают соответствующей времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато».
