способ воздействия на нервно-мышечную систему человека

Формула изобретения

Способ воздействия на нервно-мышечную систему человека, заключающийся в выполнении циклического упражнения, цикл которого включает период мышечного сокращения в преодолевающем режиме, отличающийся тем, что цикл упражнения после периода мышечного сокращения в преодолевающем режиме включает период максимального произвольного расслабления и растягивания мышцы в режиме пассивной миорелаксации, причем расслабление и растягивание мышцы осуществляют под воздействием тренажерного устройства с неинерционным нагружателем, предварительно совместив оси вращения рычага устройства и сустава и задав исходное положение рычага, соответствующее диапазону углового перемещения звена сустава или биокинематической цепи в данном суставе в зависимости от анатомических особенностей пользователя и его физического состояния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к физической культуре, а именно к спорту, спортивной медицине, оздоровительным формам физической культуры и др., и может быть использовано как для тренировки спортсменов всех без исключения видов спорта, так и в практике физкультурно-оздоровительных комплексов и врачебно-спортивных диспансеров.

Известен способ укрепления здоровья человека, заключающийся в выполнении физических упражнений, включающих в себя растяжку мышц, действия, обеспечивающие вход в заданную гимнастическую стойку путем формирования определенного расположения рук, ног, головы, спины относительно друг друга и опорной поверхности, и нахождение в указанной стойке заданное время, в течение которого осуществляют периодическое статическое нагружение мышц с последующим их расслаблением, сопровождающимся дыхательными упражнениями (патент РФ №2264799 МПК ⁷ А61Н 1/00, А63В 21/00, опубл. 27.11.2005).

Известен также способ тренировки мышечной системы тела человека, заключающийся в том, что на биозвенья тела человека воздействуют динамической циклической кратковременной дозированной физической нагрузкой высокой интенсивности, осуществляя движения одновременно во всех крупных суставах биозвеньев и сохраняя на весь период тренировки перемещение центра тяжести тела человека в горизонтальной плоскости, вовлекая при этом в конгруэнтную работу все мышцы проксимальных и дистальных отделов опорно-двигательного аппарата, имеющие места прикреплений в области указанных суставов (патент РФ №2233682, МПК⁷ А63В 23/00, опубл. 10.08.2004).

Также известны способ и устройство для реабилитации нервной, мышечной и двигательной координации больных с нарушениями центральной нервной системы. В способе, основанном на воздействии на напряженные мышцы вибрацией, вызывающей сокращение и растяжение мышечных волокон выбранной группы мышц в направлении их естественного растяжения и сокращения, сначала определяют начальное положение выбранной конечности, в котором пациент способен развить в статике максимальное мышечное усилие, затем выбирают направление приложения вибрации, противоположное тому, в котором пациент может оказать максимальное противодействие приложенному воздействию, далее прикладывают вибрацию к суставам или костям конечности, на которую оказывают воздействие, и при непрерывном контакте вибратора с выбранным местом воздействия смещают конечность в выбранном направлении (патент РФ №2179009, МПК⁷ А61Н 1/00, 23/00, опубл. 27.01.2000).

В качестве наиболее близкого аналога выбран способ воздействия на мышечную систему человека, включающий в цикле упражнения периоды мышечного сокращения в преодолевающем и уступающем режимах, при этом в преодолевающем режиме возрастание скорости сокращения мышцы вызывает уменьшение силы тяги, а в уступающем режиме увеличение скорости растяжения мышцы сопровождается увеличением силы тяги (Г.И.Попов. Биомеханика, Москва, ACADEMIA, 2005, стр.33-35).

Недостатком известных способов является то, что в них отсутствует возможность развивать функцию максимального мышечного расслабления (миорелаксации) непосредственно в процессе физического упражнения, в результате чего при выполнении упражнений задействованные мышцы сокращаются в преодолевающем и уступающем режимах, которые характеризуются длительным временем восстановления мышц после перенесенной нагрузки, что не позволяет развить у пользователя релаксационных свойств мышц параллельно росту их сократительных качеств.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сбалансированное развитие сократительных и релаксационных свойств мышц пользователя путем применения режима пассивной миорелаксации, включающего в своем цикле максимальное расслабление и растягивание мышц непосредственно в процессе выполнения упражнения за счет использования соосной кинематики и неинерционного нагружателя тренажерного устройства.

Указанная задача решается тем, что в способе воздействия на нервно-мышечную систему человека, заключающемся в выполнении циклического упражнения, цикл которого включает период мышечного сокращения в преодолевающем режиме и период мышечного сокращения в уступающем режиме, цикл упражнения после периода мышечного сокращения в преодолевающем режиме включает период максимального произвольного расслабления и растягивания мышцы в режиме пассивной миорелаксации, частично или полностью заменяющий период мышечного сокращения в уступающем режиме, причем расслабление и растягивание мышцы осуществляют под воздействием тренажерного устройства с неинерционным нагружателем, предварительно совместив оси вращения рычага устройства и сустава и задав угловой диапазон вращения звена сустава или биокинематической цепи в данном суставе в зависимости от анатомических особенностей пользователя и его физического состояния.

В совокупности заявляемые существенные признаки позволяют развить не только сократительные, но и релаксационные свойства мышц пользователя путем применения в цикле упражнения периода максимального произвольного расслабления и растягивания мышц в режиме пассивной миорелаксации за счет использования соосной кинематики, неинерционного нагружателя и механизма подбора индивидуального диапазона углового перемещения рычага тренажерного устройства. Это происходит следующим образом: при выполнении пользователем упражнения в режиме пассивной миорелаксации тренажерное устройство под действием растянутого или сжатого нагружающего элемента стремится быстро вернуть звено тела пользователя в исходное положение, растягивая сократившуюся в преодолевающем режиме мышцу на всю ее физиологическую длину. Таким образом, пользователь адаптируется к высокой скорости расслабления работающей мышцы (группы мышц), что обеспечивает развитие ее (их) релаксационных свойств. Данное свойство мышц способствует более быстрому достижению высоких спортивных результатов, позволяет избежать перегрузки миокарда, отставленных болевых ощущений в мышцах, снять остаточные напряжения в работавших мышцах и сухожилиях, снять психологический стресс и др.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенный способ воздействия на нервно-мышечную систему человека имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявителю не известны способы воздействия на нервно-мышечную систему человека с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Способ воздействия на нервно-мышечную систему человека заключается в выполнении циклического упражнения, цикл которого включает период мышечного сокращения в преодолевающем режиме и период максимального произвольного расслабления и растягивания мышцы в режиме пассивной миорелаксации, частично или полностью заменяющий период мышечного сокращения в уступающем режиме.

Для осуществления данного способа пользователь размещается на тренажерном устройстве, имеющем в качестве неинерционного нагружателя упругий элемент (резиновые жгуты, пружины, пневмоустройства и т.д.). Пользователь размещается таким образом, чтобы достигалось максимальное произвольное расслабление нужной группы мышц. Затем производится (самостоятельно или под руководством тренера) первичное совмещение осей вращения рычага тренажерного устройства и сустава пользователя и выставляется исходное положение рычага, соответствующее диапазону углового перемещения звена в данном суставе, обеспечивая таким образом направление действия нагрузки параллельно соприкасающимся поверхностям сустава. Далее пользователь производит медленное полноамплитудное движение, при этом отслеживается перемещение опорного элемента рычага тренажера (например, валика или лопатки) по поверхности соприкасающегося с ним звена тела. Подстраивая оси вращения, пользователь добивается прилегания опорного элемента рычага в одном месте на поверхности соприкасающегося с ним звена во всем диапазоне углового перемещения. Таким образом производится настройка осей вращения рычага тренажерного устройства и звена в данном суставе пользователя до их максимального соосного совмещения. После настройки соосности в зависимости от программы тренировки или своей физической подготовленности пользователь выставляет нагрузку, соответствующую 20-40 процентам от максимальной. С этой нагрузкой пользователь выполняет в медленном темпе в узком диапазоне углового перемещения без расслабления определенное число повторений упражнения (например, 10-20), достаточное для подготовки суставно-связочного аппарата, мышц и сухожилий к предстоящей работе. На том же уровне нагрузки пользователь выполняет упражнение с максимальным произвольным расслаблением в режиме пассивной миорелаксации, после чего увеличивает нагрузку до рабочей (например, 70% от максимальной), предусмотренной программой тренировки или реабилитационного мероприятия, и выполняет упражнение с чередованием периода сокращения мышц в преодолевающем режиме и периода максимального произвольного расслабления и растягивания мышц, частично или полностью заменяющего период мышечного сокращения в уступающем режиме. При частичной замене уступающего режима период расслабления мышц уменьшается. Такое выполнение упражнения используется для развития силовых качеств с применением нагрузок максимальной или субмаксимальной мощности. При полной замене уступающего режима происходит ускоренное расслабление мышц. Такое выполнение упражнения с нагрузками субмаксимальной или большой мощности применяется для развития скоростно-силовых качеств.

Выбор упражнения с тем или иным чередованием периодов зависит от того, насколько пользователь приобрел навык к ускоренному расслаблению мышц.

В результате систематического выполнения упражнений с применением режима пассивной миорелаксации нагрузки, задаваемые пользователю, повышаются, что влечет за собой повышение скорости возврата рычага тренажерного устройства в исходное положение, заставляя нервно-мышечную систему адаптироваться к возросшей скорости расслабления и пассивного растягивания. Таким образом, пользователь от цикла к циклу адаптируется к высокой скорости расслабления, что обеспечивает сбалансированное развитие сократительных и релаксационных свойств непосредственно в процессе выполнения упражнения и обусловливает эффект срочной миорелаксации, в отличие от известных способов воздействия на нервно-мышечную систему человека, требующих применения отдельных релаксационных методик для восстановления нервно-мышечной системы только после выполнения упражнения или перенесенных нагрузок.

Данный способ подтвержден рядом экспериментов, проведенных в 2003-2006 гг.

Например, двумя двухнедельными экспериментами со спортсменами-пловцами 1988-1990 гг. рождений. Целью первого эксперимента явилось развитие релаксационных характеристик мышц, принимающих участие в движениях пловцов. Тренировки были построены следующим образом: понедельник, вторник, четверг, пятница по 1,5 часа 6 упражнений за тренировку (по 3 релаксационных подхода в упражнении с двухминутными интервалами отдыха). В первую неделю - низкая интенсивность, во вторую - высокая интенсивность (с 20-ти секундными перерывами между вторым и третьим подходами). Во втором эксперименте данная интенсивность увеличивалась за счет повышения скорости выполнения упражнений. В течение обоих экспериментов тренировки по специализации не прерывались. Результаты экспериментов представлены в таблице.

табл.1
№ п/п	Фамилия и имя спортсмена	Спорт. квалификация	Задачи, поставленные перед спортсменами	Итоги решения задач	Спортивный результат
					до эксперимента	после эксперимента
1	Мин-ва А.	К.м.с.	а) снятие напряжения руки при переносе; б) развитие силовых качеств	а) пронос руки стал свободнее б) увеличение «шага»	200 м на спине 2 мин 29,6 сек.	200 м на спине 2 мин. 25,4 сек.
2	Мин-в И.	К.м.с.	развитие релаксационных характеристик мышц брюшного пресса и ног	более позднее наступление утомления	50 м баттерфляем 27,4 сек. 100 м баттерфляем 1 мин 01,2 сек.	50 м баттерфляем 26,4 сек. 100 м баттерфляем 58,4 сек.
3	Тк-ко Е.	К.м.с.	развитие релаксационных характеристик мышц верхнего плечевого пояса	экономизация движения во всех стилях плавания	50 м на спине 28,8 сек. 100 м компл. плавание 1 мин 01,5 сек.	50 м на спине 27,7 сек. 100 м компл. плавание 58,5 сек.
4	Ахм-в Д.	К.м.с.	а) увеличение амплитуды движ. б) развитие релаксационных характеристик мышц верхнего плечевого пояса	а) увеличение амплитуды движения б) увеличение «шага» во всех стилях плаван.	200 м вольный стиль 2 мин 03,0 сек.	200 м вольный стиль 2 мин 00,1 сек.
5	Бас-н Д.	1 разряд	развитие релаксационных характеристик мышц верхнего плечевого пояса	значительное увеличение «шага»	200 м на спине 2 мин 16,5 сек.	200 м на спине 2 мин 12,43 сек. выполнены нормы к.м.с.

В результате проведенных экспериментов у всех спортсменов были отмечены положительные сдвиги в специализированных упражнениях за счет увеличения скорости произвольного расслабления мышц, приводящего к активизации потенциальных адаптационных и релаксационных возможностей организма.

Проведены также двухнедельные испытания режима пассивной миорелаксации с использованием специального тренажера «разгибания/сгибания ног в коленном суставе» специалистами фитнес-клуба «FitLand» г. Набережные Челны. Тренировки были построены следующим образом: вначале выполнялись 3-4 подхода упражнения силовой направленности с использованием отягощений, после чего выполнялись 1-2 подхода в режиме пассивной миорелаксации на указанном тренажере. В итоге был зафиксирован значительный прирост результатов в специализированных силовых упражнениях, причем всегда на следующий день после силовых нагрузок не наблюдалось ожидаемой боли в мышцах бедра, и гораздо легче переносилась аэробная нагрузка, выполняемая в дни между силовыми тренировками. Показатели аэробной выносливости при этом значительно улучшились.

Заявляемый способ позволяет развить как сократительные, так и релаксационные свойства нервно-мышечной системы пользователя путем применения режима пассивной миорелаксации, включающего максимальное расслабление и растягивание мышц за счет использования при выполнении упражнений соосной кинематики и неинерционных нагружателей тренажерных устройств.

Указанный способ воздействия на нервно-мышечную систему человека может быть неоднократно повторен с приобретением навыков к ускоренному расслаблению и восстановлению, что отвечает критерию «промышленная применимость».