Блок-схемы управления с обратной связью. Самоуправляемые системы. Дать анализ на примере системы «мозг-мышца»

В основе современных представлений об управлении двигательными действиями лежит теория обратных связей, обеспечивающая функционирование так называемого рефлекторного кольца как основного механизма кольцевого управления движениями.

Систему движений человека изучают с точки зрения управления обычно в такой последовательности:

- из каких составных частей она состоит и как они объединены (состав и структура системы);

- каковы характеристики ее движений (состояние системы);

- как выполняется процесс движения по данным регистрации характеристик (поведение системы);

- какие воздействия и каким путем приводят к достижению цели (управление системой).

Имеется управляемая система (объект управления – О.У.), управляющая подсистема (аппарат управления – А.У.) и среда, в которой действует управляемая подсистема при достижении цели (рис. 37 а). Управляемая подсистема имеет «вход», через который в нее поступает управляющее воздействие (команда), и «выход», через который проявляется ее поведение как смена состояния. Связь только прямая. Это схема разомкнутого контура связи (она не получает сведений о среде и не получает данных о результатах действия).

Самоуправляемая система включает в себя две подсистемы (рис. 37 б): управляемую (О.У.), выполняющую задачу, и управляющую (А.У.), подающую команды, а также два канала обратной связи: внешний (от среды к системе) и внутренней (между подсистемами).

Различают обратные связи:

1) положительные – они усиливают эффект действия системы, подтверждают целенаправленность ее действия, побуждают вести линию поведения дальше;

2) отрицательные – они направлены на снижение эффекта настоящего действия системы, т.к. сигнализируют об отходе от необходимой линии поведения.

Для целесообразного управления бывает необходимо усиливать, и снижать эффект действия.

Движения спортсмена направлены на изменение условий внешнего окружения и на изменение положения собственного тела в окружающей среде. Однако спортсмен вступает во взаимодействие не со всей средой, а с ее частью – полем действия.

Часть поля действия, которое спортсмен изменяет физически, - это моторное поле. Оно физически противодействует его движениям. Одна из частей поля действия сенсорное поле – источник внешней информации, воспринимаемой органами чувств спортсмена. Можно и нужно уметь изменять свое поле действия – то расширять его, то суживать – как в моторной, так и в сенсорной частях.

Сущность кольцевого управления двигательными действиями при выполнении упражнений заключается в осуществлении ряда операционных «шагов» по взаимодействию центральной нервной системы и мышечного аппарата исполнителя. Сначала двигательное действие (действия) программируются центральной нервной системой и формируются в сознании исполнителя. Затем востребованная по ситуации информация поступает в отделы мозга, где преобразуется в своеобразные команды и посылается к мышце (мышцам), которая в соответствии с командами сокращается, работает и создает, в конечном счете, двигательный акт в форме задуманного упражнения. Все это основывается на эфферентном сигнале, то есть на сигнале прямой связи центральной нервной системы с периферией. Эффективность работы мышцы (мышечного аппарата) оценивают рецепторы, главными из которых в спорте считаются вестибулярные и механорецепторы, рецепторы зрения (ориентировка в пространстве), тактильная чувствительность (характер соприкасания со снарядом). Под рецептором понимается концевое образование чувствительных нервных волокон, воспринимающих раздражение. По каналам обратной, афферентной, связи подаются сигналы от периферии в центральную нервную систему о степени точности выполнения двигательных действий. В ЦНС происходит оперативное сравнение выполненного двигательного действия (упражнения) с тем, что было задумано, запрограммировано. При выявленных отклонениях в последующий сигнал вносятся коррекции, и по тому же каналу афферентной связи вновь посылается команда к мышечному аппарату. В случае отсутствия отклонений первоначальный сигнал повторяется для подкрепления предыдущего и получения запрограммированного эффекта. Таким образом, обратная связь в кольце управления необходима для достижения эффекта двигательного акта, в целом телесно-двигательного упражнения.