Под координацией обычно понимается способность контролировать временные, пространственные и силовые переменные при выполнении целенаправленных движений или сложных двигательных задач. Всемирно признанные специалисты спортивной медицины Холлманн и Хеттингер (Hollmann and Hettinger, 1990) предложили определение двигательной координации как «взаимодействие центральной нервной системы и скелетных мышц для выполнения какого-либо целенаправленного действия».

В течение долгого времени координация движений была одним из наиболее спорных вопросов в спортивной науке. В частности, несколько десятилетий назад в странах Восточной Европы общепринятая концепция движения была основана на теории условных рефлексов. Основатель этой теории лауреат Нобелевской премии Иван Петрович Павлов предположил, что условные рефлексы формируются как реакция центральной нервной системы (ЦНС) на согласованное возбуждение ряда нейронных центров. В соответствии с этой теорией формирование чёткой координационной структуры определяется возбуждением соответствующих нейронных центров через мышечные рецепторы, зрение, слух и т. д. во время выполнения движения. После ряда повторений этот шаблон становится устойчивым и формирует так называемый «динамический стереотип». Концепция динамического стереотипа была предложена Павловым в 1927 г. и в течение ряда десятилетий доминировала при объяснении схем приобретения и совершенствования элементарных и сложных двигательных навыков.

Хотя концепция динамического стереотипа была поддержана авторитетом великого учёного, её недостатки были обоснованно отмечены в более поздних публикациях. Оригинальную теорию координации и регулирования движений предложил другой выдающийся советский физиолог Николай Александрович Бернштейн, который разработал альтернативную концепцию координации движений (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Николай Бернштейн – основатель современной многоуровневой иерархической теории координации движений

Центральным положением концепции двигательного контроля в теории Бернштейна является выполнение коррекции по замкнутому круговому циклу, в котором задействованы мозг – эфферентные нервные волокна – проприорецепторы – мышцы – афферентные нервные волокна – мозг. Главным элементом этого цикла является наличие обратной связи, которую мозг получает от мышц, суставов, органов зрения, тактильных рецепторов и т. д. В соответствии с этой концепцией управление движениями основано на двух циклах: внутреннем и внешнем.

Внешний цикл включает в себя обратную связь от зрительных, слуховых, вестибулярных и тактильных рецепторов и непосредственно связан с осознанным восприятием (рис. 2). Полученная информация немедленно корректируется изменяющимися характеристиками движений и факторами окружающей среды.

Внутренний цикл включает проприоцептивные сигналы от мышц, сухожилий и суставных рецепторов, которые поступают в мозг для анализа. Сами движения контролируются соответствующими программами, которые имеют внутренние и внешние обратные связи и целенаправленно корректируют координационные схемы.

Рис. 2. Принципиальная схема координации движений по внешним и внутренним циклам коррекции (по Бернштейну, 1967 и Чхаидзе, 1968)

Согласно концепциям движения Бернштейна программа включает в себя модель целевых действий; реальное исполнение сравнивается с этой моделью, а мозг производит сенсорные коррекции для лучшего с ней совпадения. Стоит отметить, что при начальном приобретении нового моторного навыка преобладающее значение имеет внешний цикл регулирования движения, и особую роль играют зрительные, слуховые и тактильные сигналы. После первоначального приобретения нового моторного навыка и формирования модели целевого действия в значительной степени возрастает вклад внутреннего цикла регулирования движения, что приводит к автоматизации координационной структуры движений. С этого момента центральная нервная система выполняет общий контроль над характеристиками движения.

Характеризуя человеческие движения, мы должны подчеркнуть их разнообразие и сложность, что предопределено изобилием степеней свободы (СС) различных звеньев тела. Фактически каждый сустав имеет своё собственное количество СС, которое связано с возможными линейными и угловыми смещениями соответствующих звеньев. Соответственно, общее количество СС человеческого тела огромно. По мнению Бернштейна, рациональная координация движений предполагает разумное устранение избыточных СС и вовлечение доступных СС в оптимальную стратегию двигательного контроля.

Стоит отметить, что современная теория двигательного контроля предполагает дифференциацию открытых и закрытых двигательных навыков. Открытые навыки характеризуются высокой изменчивостью и сопровождаются непредсказуемыми условиями окружающей среды. Эта категория охватывает все игры с мячом, такие как футбол, теннис и другие, единоборства типа дзюдо, классической борьбы и т. д. Закрытые навыки реализуются в ситуациях, когда условия окружающей среды предсказуемы, а реакцию спортсменов можно заранее спланировать. В эту категорию входят такие виды спорта, как гимнастика, лёгкая атлетика, виды спорта на выносливость и др. Соответственно, требования к координации в этих двух категориях очень разные и предполагают использование соответствующих тренировочных подходов для каждой специфической по виду спорта ситуации.

В дальнейших разделах этой книги представлена более объёмная и более подробная информация о координации движений и координационных способностях, которые имеют особое значение для совершенствования процесса подготовки спортсменов высокого класса и любителей.

Чтобы лучше понимать суть координации движений, следует познакомиться с основными положениями классической теории их построения, которые были сформулированы Н. А. Бернштейном и до сих пор остаются значимыми как для учёных, так и для практиков. Рассмотрим четыре основные уровня построения движений человека.

Этот уровень предполагает поддержание естественного тонуса позных мышц, а именно туловища и шеи, которые обеспечивают фон для всех повседневных движений и любого атлетического упражнения. Эти постоянные мышечные усилия нейтрализуют любые нарушения баланса во время выполнения спортивных упражнений и взаимодействуют с силами, создаваемыми действиями верхних конечностей. Активность мышечного тонуса характеризуется преобладанием плавных, пружинящих сокращений для противодействия утомлению. Фоновая функция тонического мышечного напряжения чрезвычайно важна для выполнения всех циклических и ациклических локомоций. Важно отметить, что тонические сокращения мышц тела обычно не требуют специального произвольного контроля. Однако в некоторых спортивных дисциплинах соответствующие рекомендации для поддержания позы необходимы. Они общеприняты в гимнастике, дайвинге, прыжках с трамплина и т. д. Кроме того, фоновая активность тонических мышц может увеличить чувствительность и готовность к возбуждению спинальных нейронов и, следовательно, повлиять на выполнение произвольных движений.