Физиология координационных способностей спортсменов

УДК 796/799
ББК 75.0
Г70

Городничев Р.М., Шляхтов В.Н.
Физиология координационных способностей спортсменов : монография / Р.М. Городничев, В.Н. Шляхтов. – М.: Спорт, 2022. – 152 с.

ISBN 978-5-907601-02-4

В монографии изложены современные представления о физиологических механизмах, лежащих в основе координационных способностей
человека. Раскрываются сведения о тестировании различных видов
координационных способностей спортсменов, средствах и методах их
развития. Авторы предлагают новые нетрадиционные методы повышения координационных способностей человека.
Монография предназначена для специалистов по физиологии, 
спортивной медицине, биомеханике, теории и методике спортивной
тренировки; для студентов, обучающихся по направлениям подготовки
49.04.01 – Физическая культура, 49.04.02 – Физическая культура для лиц
с отклонениями в состоянии здоровья (адаптивная физическая культура),
49.04.03 – Спорт; для аспирантов направлений подготовки 06.06.01 –
Биологические науки и 49.06.01 – Физическая культура и спорт.

Г70

УДК 796/799
ББК 75.0

© Текст, Р.М. Городничев, 
В.Н. Шляхтов, 2022
© Оформление, издание, 
издательство «Спорт», 2022 
ISBN 978-5-907601-02-4

Рецензенты:
О.И. Попов – доктор педагогических наук, профессор
В.Д. Сонькин – доктор биологических наук, профессор
А.А. Челноков – доктор биологических наук, доцент

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................4

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КООРДИНАЦИИ 
ДВИЖЕНИЙ..................................................................................................................5

Глава 2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ 
ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ ..............................................................................20

Глава 3. ВИДЫ КООРДИНАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ И ИХ 
ХАРАКТЕРИСТИКА..................................................................................................31

Глава 4. КООРДИНАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ ПРИ РАЗВИТИИ УТОМЛЕНИЯ ........52

Глава 5. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ 
КООРДИНАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ..........................................................67

Глава 6. КОНТРОЛЬ КООРДИНАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ 
В СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ ....................................................85

Глава 7. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗВИТИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ 
СПОСОБНОСТЕЙ....................................................................................................107

Глава 8. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПУТИ РАЗВИТИЯ 
КООРДИНАЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ ........................................................119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................127

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................128

ПРИЛОЖЕНИЕ ................................................................................................141

ВВЕДЕНИЕ

К настоящему времени накоплено довольно значительное количество сведений
о физиологических механизмах координации движений человека. Показана роль
различных структур нервной системы в регуляции двигательной активности
(Я.М. Коц, 1975; Р.С. Персон, 1985; Р.М. Городничев, В.Н. Шляхтов, 2016), установлены основные принципы, определяющие двигательную координацию (Н.А. Рокотова, 1975; Y. Gerasimenko et al., 2015), созданы концепции (теории), объясняющие механизмы координации движений (Н.А. Бернштейн, 1947; П.К. Анохин,
1975). Имеющиеся сведения дают возможность для глубокого и всестороннего
описания физиологических процессов, лежащих в основе координационных
способностей, что, в свою очередь, открывает новые пути в разработке средств
и методов их целенаправленного развития. 
В специальной литературе существует множество вариантов определения понятия «координация». Правомерность предлагаемых формулировок определяется
как общим смыслом, так и интересами и особенностями конкретной научной
дисциплины (Ю.В. Верхошанский, 1988). С учетом направленности нашей работы
наиболее целесообразно использовать определение, данное в «Словаре физиологических терминов» (1987), – «координация движений есть согласование деятельности различных мышечных групп при осуществлении двигательного акта». Такое
определение хорошо отражает физиологическую суть понятия «координация».
Исходя из этого, мы рассматриваем координационные способности спортсмена
как его способность согласовывать деятельность различных мышечных групп при
осуществлении двигательных действий. Такой смысловой акцент позволяет сконцентрироваться на описании конкретных физиологических процессов и функциональных параметров, определяющих координационные способности спортсменов,
а также на рассмотрении физиологически обоснованных методов их диагностики
(тестирования) и развития.

4

Глава 1.
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КООРДИНАЦИИ 
ДВИЖЕНИЙ

Физиологически обоснованный анализ развития координационных способностей спортсменов невозможен без глубокого и детального рассмотрения механизмов координации движений. Теория рефлекторной деятельности мозга является
одной из первых научных концепций, направленных на понимание механизмов
регуляции движений. Исследования в этом направлении начинал С. Bell (1826),
который экспериментально установил, что мышечный аппарат является не только
исполнительным органом, но и своеобразным органом чувств. Он указал на
рефлекторную природу регуляции движений и констатировал факт циклической
взаимосвязи мозга и мышечного аппарата. 
Основные положения рефлекторной теории были дополнены результатами
других исследований, в которых использовался метод деафферентации (К. Бернар,
1858; В.М. Бехтерев, 1890; C.S. Sherrigton, 1906 и др.). Изучение сложных по
структуре движений в условиях деафферентации позволило выявить, что каждое
отдельное последовательное действие является ответом на афферентацию предыдущего. В последующих работах доказывается зависимость пространственновременной организации двигательных действий от характера афферентных сигналов и состояния спинальных центров (C.S. Sherrington, 1906; Н.Е. Введенский,
А.А. Ухтомский, 1909). На основании детального изучения взаимодействия нескольких рефлекторных реакций C.S. Sherrington (1906) формулирует общие положения об интегративной деятельности нервной системы и вводит понятие
координации – согласование во времени и пространстве отдельных рефлексов как
составных единиц нервной интеграции. Двигательной афферентации придается
ведущая роль в согласовании рефлексов и модификации их в соответствии с конкретными условиями и задачами выполнения движения. 
Важное значение в дальнейшем развитии рефлекторной регуляции движений
имело открытие И.П. Павловым (1923) категории условных рефлексов. В исследованиях учеников и последователей И.П. Павлова было показано, что различные
по координационной сложности стереотипные двигательные акты могут запускаться разнообразнейшими внешними сигналами и их сочетаниями, имеющими
условно-сигнальное значение (А.Г. Иванов-Смоленский, 1928; П.К. Анохин, 1935;
Э.А. Асратян, 1966 и др.). В ходе этих исследований были получены факты, свидетельствующие о вариативности двигательных рефлекторных реакций при стабильных условиях, а также о сохранении стандартных характеристик движения 

5

в изменяющихся условиях внешней среды. Результаты этих работ позволили
дополнить представления о стереотипе двигательных рефлексов понятием «динамический». Условно-рефлекторная теория двигательной деятельности имела принципиально важное значение, так как объяснила механизм, обеспечивающий разнообразные процессы взаимодействий организма с факторами внешней и внутренней среды и направила внимание исследователей на изучение конкретных
механизмов движений, поскольку с фундаментальных позиций вопрос о природе
произвольных движений получил однозначное решение. 
Существенный вклад в понимание механизмов управления движениями внесен
работами Н.А. Бернштейна (1935, 1947, 1966). Его теория физиологии активности
создана на основе всестороннего и глубокого теоретического и экспериментального анализа естественных движений человека в норме и патологии. Взгляды
Н.А. Бернштейна послужили основой для понимания поведенческих реакций
человека, механизмов формирования и совершенствования двигательных навыков, уровней построения движений. Н.А. Бернштейн обосновал положение о том,
что координация движений направлена на преодоление избыточного числа степеней свободы в суставах, превращение двигательного аппарата в управляемую
систему. Н.А. Бернштейн выявил многообразный характер взаимодействия звеньев
кинематической цепи при осуществлении движений не только с мышечными
силами, но и с реакцией опоры и силой инерции. Сложность учета структурами
ЦНС сил инерции и реакции опоры привела Н.А. Бернштейна к созданию представлений о сенсорных коррекциях как необходимом компоненте построения
целенаправленного движения. 
Н.А. Бернштейн выдвинул идею об иерархической многоуровневой организации управления произвольными движениями. Он считал, что управляющие сигналы перерабатываются одновременно или поэтапно на разных уровнях центральной нервной системы. На каждом из этих уровней решаются двигательные задачи
различной координационной сложности. Ведущим уровнем для конкретных движений является тот, на котором возможна реализация решающих в смысловом
отношении коррекций. В соответствии с концепцией о многоуровневой иерархии
системы управления постулируется, что чем выше ведущий уровень регуляции,
тем более выражена степень осознаваемости и степень произвольности двигательного действия (Н.А. Бернштейн, 1947).
В регуляции произвольных движений существенное значение отводилось 
и афферентным системам (Н.А. Бернштейн, 1966). Согласно концепции о кольцевом регулировании, сенсорные системы двигательного аппарата передают
информацию о состоянии мышц и сочленений, в то время как сигналы от зрительной и слуховой систем используются для оценки направления, расстояния от
объекта воздействия – внешней стороне координации. 
Взгляды Н.А. Бернштейна о закономерностях функционирования системы
управления движениями получили широкое признание и успешно развиваются
исследованиями отечественных специалистов (Л.В. Чхаидзе, 1965; И.М. Гельфанд,
М.Л. Цетлин, 1966; М.А. Айзерман, Е.А. Андреева, 1970; Н.А. Рокотова, 1975;

6

Я.М. Коц, 1975; Д. Козаров, Ю.Т. Шапков, 1983; В.С. Гурфинкель, Ю.С. Левик, 1985
и др.). Так, И.М. Гельфанд c соавторами (1966) на базе концепции о кольцевом
регулировании сформулировали гипотезу о «неиндивидуализированном» управлении в сложных системах. В соответствии с данной гипотезой система координации движений включает относительно самостоятельные подсистемы. Задача
каждой подсистемы заключается в минимизации потока информации, передающегося от одной подсистемы к другой. 
На основе анализа результатов исследований компенсации нарушенных функций и адаптивного значения актов высшей нервной деятельности П.К. Анохин
(1935, 1966, 1975) создал теорию функциональной системы как замкнутой саморегулирующей организации, активность всех компонентов которой направлена на
достижение полезного для организма результата с постоянной сигнализацией
о результате действия. В процессе реализации функциональной системы выделяется несколько стадий информационных преобразований: афферентный синтез,
принятие решения, формирование акцептора результата действия, создание конкретной программы самого действия, осуществление действия, достижение 
результата, обратная афферентация о параметрах полученного результата и сравнение его с планируемой ранее моделью результата (рис. 1.2).

7

5
Перешифровка

6
Регулятор

4
Прибор
спичения

1
Эффектор

3
Рецептор

2
Задающий
прибор

Рабочая точка
Объект

Программа
Коррекции

Коррекции

Энергии

w

Sw

Iw

Iw

Информация

Рисунок 1.1. – Блок-схема аппарата управления движениями 
(по Н.А. Бернштейну, 1966)

Системообразующим фактором функциональной системы служит результат
действия, вокруг которого складывается функциональная архитектура исполнительных элементов данной системы. Согласно теории функциональных систем,
поведение не может быть определено как последовательность или цепь рефлексов,
хотя и строится на рефлекторном принципе. Поведение не является совокупностью рефлексов и обеспечивается деятельностью структур, включающих в качестве
обязательных элементов программирование и акцептор действия, выполняющих
функцию опережающего отражения действительности. В современной интерпретации это положение может рассматриваться как feedforward регуляция, предполагающая предвидение последующего двигательного действия (Y. Gerasimenko
et al., 2017). Постоянное сравнение результатов поведения с этими программирующими механизмами, обновление содержания самого программирования 
и обусловливают целенаправленность поведения. Поведенческий акт характеризуется активной ролью субъекта в процессе построения поведения. Теория функциональной системы раскрывает общие принципы системной организации функций
организма человека и, следовательно, дает конкретные возможности для рассмотрения различных классов поведенческих реакций, в том числе и произвольной
двигательной активности (Р.М. Городничев, В.Н. Шляхтов, 2016). Положения
теории функциональных систем использовались некоторыми авторами для 
анализа управления произвольными движениями различной координационной
сложности у спортсменов (Р.М. Городничев и др., 2008; Н.А. Фудин и др., 2018). 
При анализе механизмов регуляции двигательной активности человека значительное внимание уделяется роли «схемы тела». В начале ХХ века было введено

8

ОА

ПА

ОА

А
Память

Мотивация
Афферентный
синтез

Б
Акцептор
результата
действия

Программа
действия

Обратная афферентация

Эфферентные возбуждения

Параметры
результата

Результат
действия

В

Решение

Действие

Д

Рисунок 1.2. – Общая схема функциональной системы П.К. Анохина (1975)

понятие «схема тела», под которым понималось обобщенное представление человека о собственном теле, положении и взаимосвязи частей тела (H. Head, C. Holmes,
1911). На базе клинических данных о нарушении «схемы тела» при поражениях
головного мозга сделано предположение, что область, деятельность которой обеспечивает создание схемы тела, занимает часть теменной доли и находится между
корковыми проекциями зрительного, слухового и проприоцептивного сенсорных
входов (А.С. Батуев, О.Н. Таиров, 1978; В.С. Гурфинкель, Ю.С. Левик, 1979;
А.С. Батуев, 1981). В этой области осуществляется анализ и синтез всей сенсорной афферентации, несущей в кору головного мозга информацию о положении
тела и его отдельных частей (Р.М. Городничев, 1991).
Конкретные механизмы участия схемы тела и ее роли в управляющей деятельности мозга еще мало изучены, хотя уже сформированы некоторые теоретические
представления об использовании обобщенного образа тела в осуществлении различных форм двигательной активности человека. Так, В.М. Смирнов и А.С. Шандурина (1975) развивали представление о церебральном аппарате, формирующем
целостный образ тела как самостоятельной функциональной системы в условиях,
когда достигаемый результат является итоговым. В.С. Гурфинкель, Ю.С. Левик
(1990) указывают, что расположение проприорецепторов на подвижных звеньях
тела дает возможность получения информации в собственных локальных системах координат, которая затем преобразуется в единую систему и участвует в поддержании позы и выполнении движений. Высказывается мнение об использовании системы внутреннего представления, формирующей модели собственного
тела и окружающего пространства, в реализации сенсомоторного взаимодействия
при выполнении различных двигательных задач (Ю.С. Левик, 2006; О.В. Казенников, 2015; Ю.П. Иваненко, 2016). Сенсомоторное взаимодействие рассматривается как сложный комплекс механизмов, определяющих выбор подходящих
источников сенсорной информации и регулирующих активность разных уровней
управления двигательными действиями (Ю.С. Левик, 2021) (рис. 1.3).
Значительный прогресс в изучении нервной системы человека и животных
наступил с внедрением в практику исследований микроэлектрофизиологических
методов. Эти методы открыли новые возможности для изучения функционирования структур ЦНС и моторной системы при выполнении двигательных действий
(Р. Гранит, 1973; Д. Козаров, Ю.Т. Шапков, 1983; П.Г. Костюк, 1984; Р.С. Персон,
1985; Ю.П. Герасименко, 2000; К.Б. Шаповалова, 2015; F.B. Wagner et al., 2018).
Существенные успехи в исследовании механизмов управления движениями
были достигнуты при изучении целостных двигательных реакций у человека 
в естественных условиях жизнедеятельности или приближающихся к ним. В результате этих исследований получены объективные данные о роли разных структур ЦНС в управлении двигательной активностью человека и принципах взаимодействия нейрональных структур при осуществлении произвольных движений
(Н.П. Бехтерева, 1971; С.Н. Раева,1975; Р.С. Персон, 1985; В.С. Гурфинкель и др.,
1998; А.В. Самсонова, 2011; Р.М. Городничев и др., 2012; Ю.П. Герасименко, 2014;
Н.А. Щербакова и др., 2016; П.И. Бегун, А.В. Самсонова, 2020 ).

9

Важной вехой исследований с использованием микроэлектрофизиологических
методов стало обнаружение центральных генераторов паттернов, обеспечивающих выполнение повторяющихся, ритмических движений (ходьбы, бега). Центральные генераторы паттернов двигательной активности были зарегистрированы
в нервной системе даже в условиях ее изолирования от сигналов внешней среды.
Предполагается, что не связанные с внешним сенсорным притоком центральные
генераторы паттернов реализуются двумя механизмами: 1) ритмическими изменениями возбудимости одиночных нейронов, называемых водителями ритма;
2) синаптическими взаимодействиями нервных клеток в нейрональной сети
(Дж.Г. Николлс и др., 2008). Не исключается, что эти механизмы работают вместе,
генерируя разные паттерны ритмической активности в нервной системе.
Ритмическая активность нейронов-водителей ритмов возникает благодаря колебаниям величины мембранного потенциала, которые запускаются различными
ионными механизмами. Наиболее часто они базируются на обратной связи между
входом кальция в клетку и открытием калиевых каналов, активируемых проникающим в клетку кальцием (S.J. Smith, S.H. Thomson, 1987). Калиевые ионные
каналы имеют существенное значение для регуляции временных характеристик
паттернов ритмической активности в нейронах. Проведенные на изолированном
спинном мозге эксперименты показали наличие интернейронов-генераторов ритма,

10

ОБЪЕКТ
УПРАВЛЕНИЯ

НАГРУЗКА

ВОЗМУЩЕНИЕ

Задача

Коррекция отклонения

Эфферентная копия

Предсказание
состояния объекта

Прямой
вход

Привязка к внешнему пространству

Моторная
команда

Реафферентация
+
–

ИНИЦИАЦИЯ
ДВИЖЕНИЯ

ЗАДАЧА

ВОСПРИЯТИЕ
ОТКЛОНЕНИЯ

УПРАВЛЯЮЩИЙ
ЦЕНТР

СХЕМА ТЕЛА

ТЕЛЕРЕЦЕПТОРЫ

Э
Ф
Ф
Е
К
Т
О
Р
Ы

П
Р
О
П
Р
И
О
Ц
Е
П
Т
О
Р
Ы
Предсказание 
сенсорного 
комплекса

Рисунок 1.3. – Возможная организация сенсомоторного взаимодействия и управления
движениями