ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСКОРЕНИЯ ТУЛОВИЩА И ДЫХАНИЯ КАК УСЛОВИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕГА ЧЕЛОВЕКА

  • В. Ф. Тихонов Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары, Россия https://orcid.org/0000-0002-7320-718X letterpa@mail.ru
Ключевые слова: бег, дыхание, взаимосвязь частоты дыхания и двигательных действий, быстрое преобразование Фурье

Аннотация

Цель исследования: сопоставление частотных характеристик дыхания человека с частотными характеристиками трех составляющих ускорения движения туловища в беге. Материалы и методы. В исследовании принимали участие 12 студентов в возрасте 19–20 лет. Ускорение движения туловища регистрировалось с помощью трехосевого акселерометра, закрепленного на пояснице. Скорость потока дыхательного воздуха измерялась с помощью установленного на шлеме датчика спирометра. Датчики подключались к универсальному устройству сбора данных, которое помещалось на пояснице испытуемого. Сигналы передавались на компьютер через Bluetooth. Спект­ральный анализ сигналов проводился методом быстрого преобразования Фурье (БПФ, FFT). Результаты. Было выявлено, что «захват» («вовлечение», «сцепление», entrainment, locomotor-respiratory coupling (LRC)) дыхания двигательными действиями в беге происходит не только на одной частоте или кратной частоте шагов, как это отмечается в доступных зарубежных и российских источниках. В зависимости от скорости бега «захват» происходит на нескольких частотах, соответствующих частотам движения в различных кинематических звеньях. Заключение. В тренировочной деятельности данный метод исследования может быть применен для определения эффективности функции внешнего дыхания непосредственно во время бега. Результаты исследования позволяют выдвинуть гипотезу о том, что степень совпадения частот сигналов ускорения туловища и скорости потока дыхательного воздуха в фазовом спектре зависит от степени эффективности и экономичности двигательных действий в беге.

Информация об авторе

В. Ф. Тихонов , Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары, Россия

Кандидат педагогических наук, заведующий кафедрой физической культуры и спорта, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, Чебоксары, Россия.

Литература

1. Бреслав, И.С. Дыхание и мышечная активность человека в спорте: Руководство для изучающих физиологию человека / И.С. Бреслав, Н.И. Волков, Р.В. Тамбовцева – М.: Совет. спорт, 2013. – 336 с.
2. Бреслав, И.С. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты / И.С Бреслав, А.Д. Ноздрачев. – СПб.: Наука, 2005. – 309 с.
3. Головин, О.И. Методика обучения технике бега на длинные дистанции / О.И. Головин, Д.В. Ильиных. – https://www.elibrary.ru/download/elibrary _42824483_10296304.pdf (дата обращения: 28.12.2020).
4. Маршак, М.Е. Регуляция дыхания у человека / М.Е. Маршак. – М.: МЕДГИЗ, 1961. – 261 с.
5. Попов, Г.И. Биомеханика / Г.И. Попов. – М.: Академия, 2005. – 256 с.
6. Тихонов, В.Ф. Внешнее дыхание человека как система автоматического управления легочной вентиляцией / В.Ф. Тихонов // Наука и спорт: современные тенденции. – 2017. – № 1. – С. 94–99.
7. Физиология дыхания. – Л.: Наука, 1973. – 352 с. – (Руководство по физиологии)
8. A flexible and accurate method to estimate the mode and stability of spontaneous coordinated behaviors: The index-of-stability (IS) analysis / G. Zelic, D. Varoqui, J. Kim et al. // Behav Res. – 2018. – Vol. 50. – Р. 182–194.
9. An Efficient Method of Detecting Breathing Frequency While Running / F. Gu, J. Niu, S.K. Das, Z. He // 2016 IEEE International Conference on Smart Computing (SMARTCOMP), St. Lou-is, MO. – 2016. – Р. 1–8. DOI: 10.1109/SMARTCOMP.2016.7501677
10. Effect of cadence on locomotor-respiratory coupling during upper-body exercise / N.B. Tiller, M.J. Price, I.G. Campbell et al. // Eur J Appl Physiol. – 2017. – Vol. 117. – Р. 279–287. DOI: 10.1007/s00421-016-3517-5
11. Exercise-induced trunk fatigue decreases double poling performance in well-trained cross-country skiers / E. Bucher, Ø. Sandbakk, L. Donath et al. // Eur J Appl Physiol. – 2018. – Vol. 118. – Р. 2077–2087. DOI: 10.1007/s00421-018-3938-4
12. Independent respiratory and locomotor rhythms in running mice / C. Hérent, S. Diem, G. Fortin, J. Bouvier // bioRxiv preprint, 2020. – August 10. DOI: 10.1101/2020.08.09.242768
13. Locomotor-Respiratory Coupling in Wheelchair Racing Athletes: A Pilot Study / C. Perret, M. Wenger, C.A. Leicht, V.L. Goosey-Tolfrey // Front. Physiol. – 2016. – Vol. 7. – Р. 11. DOI: 10.3389/fphys.2016.00011
14. Locomotor-respiratory coupling is maintained in simulated moderate altitude in trained distance runners / T.J. Fulton, H.L. Paris, A.S.L. Stickford et al. // J Appl Physiol. – 2018. – Vol. 125. – Р. 1–7.
15. Stickford, A.S.L. Ventilation and Locomotion in Humans: Mechanisms, Implications, and Perturbations to the Coupling of These Two Rhythms / A.S.L. Stickford, J.L. Stickford // Springer Science Reviews. – 2014. – Vol. 2. – Р. 95–118. DOI: 10.1007/s40362-014-0020-4

References

1. Breslav I.S., Volkov N.I., Tambovtseva R.V. Dykhanie i myshechnaya aktivnost cheloveka v sporte [Breathing and Muscle Activity of a Person in Sports. A Guide for Students of Human Physiology]. Moscow, Soviet Sport Publ., 2013. 336 p.
2. Breslav I.S., Nozdrachev A.D. Dykhanie. Visceralnye i povedencheskie aspekty [Breath. Visceral and Behavioral Aspects]. St. Petersburg, Science Publ., 2005. 309 p.
3. Golovin O. I., Ilinykh D.V. Metodika obucheniya tehnike bega na dlinnye distantsyi [Method of Teaching Long-Distance Running Technique]. Available at: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_42824483_10296304.pdf (accessed 28.12.2020)
4. Marshak M.E. Reguliatsia dykhaniya u cheloveka [Breathing Regulation in Humans]. Moscow, MEDGIZ Publ., 1961. 261 p.
5. Popov G.I. Biomekhanika [Biomechanics]. Moscow, Academy Publ., 2005. 256 p.
6. Tikhonov V.F. [External Respiration of a Person as a System for Automatic Control of Pulmonary Ventilation]. Nauka i sport: sovremennye tendentsyi [Science and Sports. Current Trends], 2017, no. 1, pp. 94–99. (in Russ.)
7. Fiziologiya dykhaniya [Physiology of Respiration. Series. A Guide to Physiology]. Leningrad, Science Publ., 1973. 352 p.
8. Zelic G., Varoqui D., Kim J. et al. A Flexible and Accurate Method to Estimate the Mode and Stability of Spontaneous Coordinated Behaviors: The Index-of-Stability (IS) Analysis. Behav Reserch, 2018, vol. 50, pp. 182–194. DOI: 10.3758/s13428-017-0861-2
9. Gu F., Niu J., Das S.K., He Z. An Efficient Method of Detecting Breathing Frequency While Running. 2016 IEEE International Conference on Smart Computing (SMARTCOMP), St. Louis, MO, 2016, pp. 1–8. DOI: 10.1109/SMARTCOMP.2016.7501677
10. Tiller N.B., Price M.J., Campbell I.G. et al. Effect of Cadence on Locomotor-Respiratory Coupling During Upper-Body Exercise. European Journal Appl. Physiology, 2017, vol. 117, pp. 279–287. DOI: 10.1007/s00421-016-3517-5
11. Bucher E., Sandbakk Ø., Donath L. et al. Exercise-Induced Trunk Fatigue Decreases Double Poling Performance in Well-Trained Cross-Country Skiers. European Journal Appl. Physiology, 2018, vol. 118, pp. 2077–2087. DOI: 10.1007/s00421-018-3938-4
12. Hérent C., Diem S., Fortin G., Bouvier J. Independent Respiratory and Locomotor Rhythms in Running Mice. BioRxiv preprint, 2020. August 10. DOI: 10.1101/2020.08.09.242768
13. Perret C., Wenger M., Leicht C.A., Goosey-Tolfrey V.L. Locomotor-Respiratory Coupling in Wheelchair Racing Athletes: A Pilot Study. Front. Physiology, 2016, vol. 7, p. 11. DOI: 10.3389/fphys.2016.00011
14. Fulton T.J., Paris H.L., Stickford A.S.L. et al. Locomotor-Respiratory Coupling is Maintained in Simulated Moderate Altitude in Trained Distance Runners. Journal Appl Physiology, 2018, vol. 125, pp. 1–7. DOI: 10.1152/japplphysiol.01122.2017
15. Stickford A.S.L., Stickford J.L. Ventilation and Locomotion in Humans: Mechanisms, Implications, and Perturbations to the Coupling of These Two Rhythms. Springer Science Reviews, 2014, vol. 2, pp. 95–118. DOI: 10.1007/s40362-014-0020-4
Опубликован
2023-03-06
Как цитировать
Тихонов, В. (2023). ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСКОРЕНИЯ ТУЛОВИЩА И ДЫХАНИЯ КАК УСЛОВИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕГА ЧЕЛОВЕКА. Человек. Спорт. Медицина, 22(4), 92-100. https://doi.org/10.14529/hsm220411
Раздел
Спортивная тренировка