ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСКОРЕНИЯ ТУЛОВИЩА И ДЫХАНИЯ КАК УСЛОВИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕГА ЧЕЛОВЕКА
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.
Литература
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
Copyright (c) 2023 Человек. Спорт. Медицина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
