Ugrás a tartalomhoz

A sportmozgások biológiai alapjai I.

Csoknya Mária, Wilhelm Márta (2011)

Pécsi Tudományegyetem, Szegedi Tudományegyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Eszterházy Károly Főiskola, Dialóg Campus Kiadó-Nordex Kft.

A komplex mozgások tanulása és rögzülése

A komplex mozgások tanulása és rögzülése

A mozgássorok tanulása hasonlít az állatok útvonaltanulásához. Ha egy egeret labirintusba teszünk, először nagyon lassan tapogatva járja végig az utat, majd a gyakorlás során egyre több szakaszt „futva” tesz meg (ezeket tekinti ismertnek). Ha eltéved, visszatér az első általa ismert ponthoz, ahonnan előbb lassan tapogatózva halad, majd az ismert szakaszokon ismét fut. A mozgássor tehát egyes kondicionált cselekvések sorozataiként alakul ki. Hasonló folyamatokat figyelhetünk meg egy gyermek verstanulása során. Ha téveszt, mindig visszatér egy általa már ismert szakaszhoz. Emberi mozgássorozatok esetén gondolhatunk egy jól felépített támadásra. Ha a begyakorolt támadási program kudarcot vall, a játékosok pl. kézilabdában mindig visszatérnek a kilences vonalhoz az újabb támadás felépítése érdekében.

Ha az állat mozgása során akadállyal találkozik, a mozgássor javítására kerül sor, ami a „szinkópa” jelensége (lépés rövidítés, fél lépés). Minél nagyobb az állat mozgástere, annál nehezebben korrigálja a mozgásokat (sok a szinkópa, „suta mozgású”), minél szűkebb az egyszerre átlátható élettér, annál könnyebben korrigálja a mozgásokat az állat (a vadlovak pl. nehezen tanulnak mozgásokat, a zergék nagyon könnyen). A mozgásmintázatok tehát genetikailag determináltak és az élettér befolyásolta a filogenetikai fejlődést. A legbonyolultabb mozgássorokkal és a legjobb kinestésissel (testérzés) a fán lakó állatok rendelkeznek. A jól begyakorolt, elsajátított mozgások számos tulajdonsága megegyezik egy örökletes mozgáséval.

A mozgássorok tanulására jellemző, hogy magának a mozgásnak az öröme a jutalom, készteti az állatot újabb mozgások elsajátítására (funkció öröme). Minél bonyolultabbnak érzi az állat az adott mozgás végrehajtását, annál nagyobb örömforrás (jutalom) annak véghezvitele, tehát annál szívesebben gyakorolja az állat. Embernél is egy új mozgás kialakításakor a mozgás tökéletesedésével időt és fölösleges mozgásokat takarít meg az ember, tehát a tökéletesedéssel további önkéntes gyakorlás váltható ki (perfection-reinforcing mechanism).

A helyváltoztató mozgások endogén ingertermeléssel és központi idegrendszeri koordinációval működnek, így kívülről csak elindítani vagy fékezni lehet, de az alakjukat alapvetően változtatni nem. Az alkalmazkodás a mozgás szempontjából azt jelenti, hogy az örökletesen meglévő mozgásforma oszthatóvá válik, kisebb részekre osztható és így bármilyen sorrendben újjáépíthető. A fán lakó majmok közül pl. azoknak, amelyek ugrásokkal közlekednek előretekintő arca van, a tér egyszerre két szemmel való érzékelése érdekében. Ilyen arcszerkezettel bírt már az ember őse is. Az ember esetében akaratlagos mozgásról – eredeti értelemben – csak akkor beszélhetünk, amikor először teszünk kísérletet egy adott mozgás végrehajtására. (A mozgás elemeit már ismerjük, csak új sorrendbe rakjuk azokat.) Az ilyen mozgások szerkezetükben nagyon hasonlítanak az egér labirintusbeli mozgástanulásához. A mozgás tanulásához azonban elengedhetetlenül fontos a tér érzékelése és átlátása. A motoros tanulást tehát behatárolja a sensoros rendszer fejlettsége.

A mozgásfejlesztés csúcspontja a dinamikus stereotípia kialakítása. Ez azt jelenti, hogy a mozgás kivitelezésére a külső körülményekhez igazítva az egyén bármely helyzetben képes. Sportmozgások esetében a dinamikus stereotípia kialakítása az élsportra való alkalmasságot is jelenti. A sportág jellegétől függően ez 6-12 év fejlesztés során alakulhat ki. A legösszetettebb mozgások a labdajátékok, ezek közül is a nagy térben játszott csapatsportágak. A dinamikus stereotípia kialakulását az idegrendszer aktuális állapota is befolyásolja. A tér és testérzékelés, a kognitív funkciók, valamint a motoros rendszer összehangolt működése a legtöbb sportágban csak a 20. életév után várható, amikor az idegrendszer fejlettsége eléri a felnőttekre jellemző szintet. Ha ezután a motoros képességek nem is fejlődnek, az intelligencia fejlődésével még további teljesítményjavulás érhető el. Maga a mozgáskoordináció egyrészt a reflexek segítségével, másrészt a visszacsatolás (feedback) elve alapján szabályozható.

A játék

A legtöbb magatartásformában, amit játéknak nevezünk, az a közös, hogy bizonyos tevékenységek, amelyeket máshonnan ismerünk, megjelennek de úgy, hogy nem eredeti funkciójukat töltik be. Ezek a tevékenységek általában üres aktivitások, amelyek elsősorban a helyváltoztatás különböző módjai. Állatok esetében bizonyos idő után átmehetnek menekülési vagy támadási mozgássorokba. Tehát ezek a létező ösztönös mozgásminták szabad átmenetei egymásba. Minél magasabbrendű egy állatfaj, annál komplexebb játékokra képes. Ugyanazon állatfajban gyakran különböző játékokat lehet megfigyelni, ezek egymástól teljesen elkülönülő mozgássorokra épülnek. A különböző macskaféléknél a küzdőjátékok abban különböznek a valóságos helyzetektől, hogy az állatok nem használnak fegyvert (karmokat, fogakat). A vegetatív idegrendszer aktivációja sem jellemző ezekben az esetekben, azaz a macskák pl. nem borzolják fel a szőrüket. A játékot  gyakran a mozgás végrehajtására vonatkozó szenvedély motiválja, s így gyakran nagyon elegáns mozgásformák kialakulásához vezet. A lehető legjobb motoros tevékenység gyakran a legkisebb energiafelhasználást eredményezi. Állatoknál ez gyakran külső energiaforrások kihasználásával jár (pl. madaraknál és vízi emlősöknél). A főemlősök körében van a legnagyobb jelentősége a játéknak, már a test szerkezete alapján is, hiszen mellső végtagjaik alkalmassá teszik őket különböző tárgyak megragadására. Emiatt az akaratlagos mozgások széles tárháza áll rendelkezésükre. A játéknak akkor lesz nagy jelentősége, ha az űzése során kialakított mozgásformák a gyakorlatban is alkalmazhatóakká válnak. (Embernél ilyenek pl. a sportjátékok egyes elemeinek tanulási folyamatai egyszerűbb „rávezető” játékokkal, a küzdősportok technikáinak alkalmazása a hétköznapi életben, mint pl. esések.) A felderítés és a játék az emberi magatartás alapvető része. A játék következménye maga a művészet is, legalábbis a mozgásművészetek. A begyakorolt mozgások egymásutánja egyre harmonikusabbá válik, a végrehajtás tökéletesedik, végül maga a mozgás szépérzékünket is ki fogja elégíteni. Ebben az esetben táncnak, vagy egy adott sport valamelyik mozgássorának fogjuk már tekinteni.

További idegrendszeri integráló működést igényel egy adott mozgásforma transzformálása egyik végtagról a másikra. Vizsgálatok (Karsai I. személyes közlése alapján) célja az volt, hogy megállapítsa a különböző sportági jártassággal rendelkező személyek milyen pontossággal képesek transzformálni a lábbal tanult erőkifejtést a karral történő végrehajtás esetére. Ehhez vizsgálni kell a meghatározható erőkifejtés esetleges cognitív representációját is. Számos szerző bizonyította a pozitív transzfer hatását jobbkar, balkar esetére, vagy a tanult érték anticipálásának készségét más erőérték létrehozása során.

A mozgás és erőkifejtés

A különböző ingerekre adott válaszok közötti összefüggések minősége, jól jellemzi az akaratlagos cselekvések kontrollszintjét, annak működési hatékonyságát. A szabályozás mechanizmusa jelenleg pontosan nem ismert, de a rendszer működését vizsgáló tanulmányok utalnak a mozgást meghatározó paraméterek kódolási módjának és „neuronal representatio”-jának szerepére, ezért ezek működési színvonala a végrehajtások minőségét befolyásolja. A lassú mozgások mesterséges neuron hálózaton (artitificial neural network) történő modellezése során, a tanulás folyamata biomechanikai funkciók alapján valósul meg, matematikai és fizikai törvényszerűségeket figyelembe véve. A rendszer hálózati struktúrája és működése hasonlítható az agy és a peripherias idegrendszer anatómiai sajátosságaihoz és élettani funkcióihoz, ezért feltételezhetjük, hogy az általunk alkalmazott feladat végrehajtásának színvonala függ a rendszer működésétől. Amennyiben az eredmények, jelentős egyéni differenciálódást mutatnak ki a célérték megközelítésének általunk kiválasztott szempontjai alapján, feltételezhető, hogy egy egyénre jellemző sajátos képességtípus jellemzi a végrehajtást. A képesség, magában foglalja a számítási műveletek elvégzésének sebességét és pontosságát, amely sportági eredményességben döntő tényező lehet.

A vizsgálatban 11 testnevelés szakos férfihallgató vett részt, akik ülésben (5.51. ábra), függőleges törzshelyzetben, térdek 90º-os szögben hajlítva, mindkét lábbal egyszerre a lábtámaszt előre feszítve 100N erőt fejtettek ki. A 100N erő értéket 2 sec. időtartamig meg kellett tartaniuk, a kifejtett erő értékét, önállóan az erőmérő műszer kijelzőjéről olvasták le.

5.51. ábra - Erőkifejtés, mindkét lábbal

Erőkifejtés, mindkét lábbal

Az adatokat Tenzi típusú, hitelesített erőmérő padon regisztrálták. 5 perc elteltével meg kellett kísérelni a 100N erő reprodukálását, és ezt megismételni még két ízben 5-5 perces pihenő intervallumok után, úgy, hogy az erőkifejtést jobb karral (5.52. ábra), fekvő testhelyzetben, kellett végrehajtaniuk. Az erő kifejtésének irányát szóban határozták meg, az erő mértékét a lábbal végrehajtott erőkifejtés érzete alapján kellett reprodukálniuk. Az erőmérő műszer kijelzője, akkor mutatta az előző beállításnak megfelelő erő értéket, ha a kísérleti személyek az erőmérőpad fogantyúján, függőleges irányban fölfelé fejtettek ki erőt. A kifejtett erő értékéről a vizsgálati alanyok a kísérlet folyamán nem kaptak visszajelzést.

5.52. ábra - Erőkifejtés karral

Erőkifejtés karral

Az azonos végtaggal történő tanulást és reprodukálási képességet mindkét lábbal 200N értékkel is megismételték a 5.51. ábra szerint.

A leíró statisztikai számítások mellett, egyéni és változó hibaszámítást végeztek. Mérési eredményeik megbízhatóságát Cronbach’s alfa teszttel ellenőrizték.

A 200N lábbal történő tanulás utáni végrehajtások értékeit a 5.53. ábra, a karral végrehajtott mozgást a 5.54. ábra tartalmazza.

5.53. ábra - 200N erő reprodukálása, mindkét lábbal a végrehajtások sorrendjében

200N erő reprodukálása, mindkét lábbal a végrehajtások sorrendjében

5.54. ábra - 100N jobb karral történő reprodukálása a végrehajtás sorrendjében

100N jobb karral történő reprodukálása a végrehajtás sorrendjében

Arra a kérdésre, hogy a kísérleti személyek számára milyen mértékben jelentett nehézséget a két feladat végrehajtása, két szempontból vizsgálták. A karral való végrehajtás esetén az erőkifejtés anticipálásakor, több tényezőt kell figyelembe venni. Így:

  • a kinesztézis erőparaméterének transzformálása másik izomcsoportra,

  • eltérő testhelyzet következtében a gravitáció szerepének kalkulálása,

  • eltérő ízületi szöghelyzetek és izomhossz értékek,

  • valamint, hogy az erőkifejtés több ízületen keresztül valósul-e meg, szemben az azonos helyzetben való erőreprodukálás feladattal (az anticipáció szabadságfoka lényegesen megemelkedik).

Számításaik alkalmával, a végrehajtások során realizálódott hibaértékeket hasonlították össze. Az egyéni hibák közti eltérés mértékét Wilcoxon teszttel vizsgálták. A két feladat végrehajtása során, az egyéni hibák mértékei között (5.55. ábra szignifikáns különbséget állapítottak meg (p< 0,05). Lábbal történő reprodukálás a feladat egyszerűsége ellenére nehezebbnek bizonyult, a céltól nagyobb eltérést produkáltak a vizsgált személyek. A másik szempont az volt a két feladatot összehasonlítva, hogyan tévedtek a kísérletben részt vevők saját hibájukhoz mérten.

5.55. ábra - Egyéni hibaértékek, karral, ill. lábbal történő erőreprodukálási feladatokban

Egyéni hibaértékek, karral, ill. lábbal történő erőreprodukálási feladatokban

A karral történő feladat végrehajtás esetén szinte kivétel nélkül mindenki negatív irányban tévedett, kisebb erőt fejtettek ki, mint a célérték, a lábbal történő végrehajtásnál, viszont majdnem mindenki nagyobb erőt reprodukált. A két adatsor közötti kapcsolat szignifikáns. Az adatok arra engednek következtetni, hogy a tévedés az erőparaméter értékeinek kódolásánál, ill. tárolásánál jött létre, a szisztematikus hiba az anticipálás során végzett kalkuláció állandóságára utal.

A két feladatot összehasonlítva, változóhiba értékeiben szignifikáns különbség p<0,05 áll fenn (5.56. ábra). Annak ellenére, hogy a kísérleti személyek tévedése a célérték anticipálásában igen eltérő, a végrehajtás konzisztenciájában lényeges különbség mutatkozik a karral történő végrehajtás alkalmával. Nagyobb pontossággal ismételték meg az általuk valósnak tartott célérték megközelítését a háromszori végrehajtás során.

5.56. ábra - Változó hibaértékek, karral, ill. lábbal történő erőreprodukálási feladatokban

Változó hibaértékek, karral, ill. lábbal történő erőreprodukálási feladatokban

Mérési eredményeikből arra következtethetünk, hogy a lábbal tanult kinesztetikus erőparaméter transzformálható a karral történő végrehajtásra. A lábról karra történő feladat végrehajtása során megoldandó anticipálás sok tekintetben hasonló módon történhet az azonos végtagon tanult és végrehajtott feladatéval. A különbségek az anticipált erőkifejtés célértékhez viszonyított irányában és konzisztenciájában mutatkoznak. A két feladat végrehajtásának konzisztenciájában nincs kapcsolat az egyéni teljesítményeket tekintve, így valószínűsíthetően más mechanizmus is közreműködik, amely a végrehajtást befolyásolja.