Человек как самоуправляемая система

Для того, чтобы физические упражнения достигали постав­ленной цели, их надо выполнять правильно, совершенно. Со­вершенство выполнения зависит от управления движениями. Физические упражнения в биомеханике изучаются как систе­ма движений, управляемая человеком. Для лучшего овладения физическими упражнениями надо знать, как организовано уп­равление системой движений и какие изменения происходят при формировании и совершенствовании системы движений.

Самоуправляемая система включает в себя две подси­стемы - управляющую и исполнительную, которые соедине­ны каналами прямой и обратной связи между собой и внешним окружением.

Управляющая подсистема (мозг) посылает команды органам движения по каналу прямой связи (двигательные нервы). Органы движения, осуществляя действие, воздействуют на внешнее окружение (тоже прямая связь). От внешнего окружения сигналы о его состоянии и изменениях в нем по каналу об­ратной связи поступают в организм и доходят до мозга (по чувствительным нервам). Получается замкнутый (кольцевой) контур управления. Следует понимать, что в подсистему уп­равления сигналы обратной связи поступают и через подсис­тему исполнения, и непосредственно через отдельные органы чувств. Получается ряд замкнутых циклов, который обеспечивает управление по ходу движения.

Когда изучают двигательное действие как управляемую систему движений, устанавливают, каков ее состав и структу­ра. Для этого служат количественные характеристики дви­жений. По характеристикам выявляют отличающиеся друг от друга части (состав системы, т.е. ее подсистемы). По их изменениям определяют, как эти части взаимосвязаны и вли­яют друг на друга (структура системы). Эти характеристики дают также описание состояния системы в каждый момент.

Конечное состояние системы, заданное заранее, представ­ляет собой цель управления, к которой должен привести весь процесс управления. Достижение цели осуществляется управляющими воздействиями (командами). Они переводят систему из одного состояния в другое по определенному спо­собу, иначе говоря, определяют поведение системы.

Информация в системе движений — это сообщения о состоянии и изменениях внешнего окружения и организма, а также команды подсистемам исполнения и обеспечения.

Информация — душа управления. Она передается посредством сигналов (к центру — сообщения, от центра — команды).

Передача информации в самоуправляемой системе

Информация поступает на вход системы (прием инфор­мации). Вход обладает способностью к восприятию сообще­ний путем реакции на них. Прием именно нужной информа­ции происходит в результате сложных процессов поиска, сбо­ра и отбора сигналов. Важно научиться быстро и точно полу­чать только нужную информацию. Далее следует переработ­ка информации (кодирование, перекодирование), сопровожда­ющаяся сложнейшим синтезом, обобщением потоков сведений, преобразованием их в команды. Движение информации за­вершается ее передачей на объект управления (его вход) и выдачей на выходе всей системы в форме действия спортсмена, направленного и на внешнее окружение, и на изменение состояния самого спортсмена.

Одновременно информация направляется на хранение в запоминающее устройство ("память системы"). Кратковременная память используется вскоре после поступления, долговременная хранится долго. Без хранения информации невозможно ничему научиться, невозможно совершенствование системы. Извлечение из памяти неизбежно при любом акте управления: оно помогает исходя из накопленного опыта найти лучшее решение задачи.

Предварительная информация отражает состояние системы и ее окружения до рассматриваемого действия, обеспечивает подготовку к нему.

Текущая информация способствует целенаправленному управлению в течение действия. Таким образом, в самоуправляемой системе осуществляется передача информации двумя путями:

а) непосредственный путь - прием, переработка, выдача;

б) с задержкой - с хранением информации в памяти и последующим ее извлечением. Участие памяти является од­ной из основ совершенствования упражнения.

Управление как способ достижения цели возможно лишь тогда, когда эта цель имеется. В двигательных действиях целью управления служит двигательная задача.

Двигательная задача — это обобщенные требования к двигательному действию, которые определяются характером предстоящего действия и общей последовательностью его этапов.

В каждом двигательном действии человека осуществляется определенная двигательная задача. Она может заключаться в достижении определенной конечной цели (забросить шайбу в ворота) либо в выполнении заданного процесса движения (выполнить комбинацию на гимнастическом коне). Решение двигательной задачи представляет собой цель управления движениями. Двигательная задача есть как бы образец того, чего еще нет ("модель потребного будущего", по Н.А. Бернштейну).

Задача может быть поставлена извне и заранее (требования соревнований, задание тренера). Она может возникнуть произвольно у самого спортсмена. Могут быть такие сочетания внешних и внутренних причин, которые вызывают изменение двигательной задачи или появление новой.

Всегда в ее формировании так или иначе участвует информация:

а) о внешнем окружении, в котором надо выполнять задачу;

б) о состоянии готовности спортсмена;

в) о прошлом опыте (информация, извлеченная из памяти). Будущее формируется на основе настоящего и прошлого.

Если задача отвечает на вопрос: "Чего следует достичь?", - то нужно еще получить ответ на вопрос: "Как этого достичь?". На этот вопрос ответ дает программа управления.

Программа управления - это выработанные состав и последовательность движений, целесообразных в конкретных условиях при решении поставленной двигательной задачи.

В процессе физического воспитания развиваются двигательные качества, формируются двигательные навыки, созда­ются возможности решения двигательных задач. С точки зре­ния управления движениями занятия физическими упражне­ниями обеспечивают накопление множества программ, накопление двигательных возможностей.

Формирование программ управления - очень многосторонний процесс, в связи с тем, что и само управление имеет много сторон. Так, необходимы программы подготовки - предварительных изменений состояния системы перед действием и в ходе самого действия, перед каждой его фазой; программы выбора - определения варианта, наиболее соответствующего изменяющимся условиям; программы слежения - сопоставления фактического выполнения и оптимальной программы в данных условиях; программы цели - программы мобилиза­ции возможностей перестройки движений при помехах для со­хранения оптимального варианта действий; программы усиления - аварийные программы достижения цели даже не лучшим вариантом, использование резервов в тяжелой ситуации и др. Каждая из названных программ также требует многих более детализированных "подпрограмм", ведь управление движениями человека относится к сложнейшим процессам в мире.

Контроль над выполнением программы осуществляется при помощи сигналов обратной связи, обеспечивающих слежение, сличение, поправки, перестройки и др. процессы.

В этом контроле при выполнении физических упражнений крайне важное место занимает самоконтроль на основе отчетливых двигательных представлений.

Итак, управление движениями осуществляется благодаря передаче и переработке информации - устанавливается двигательная задача, выбираются необходимые, выработанные заранее программы, а также создаются новые, передаются команды мышцам, ведется постоянный контроль над ходом действия, что и обеспечивает выполнение необходимого двигательного действия.