婁彥濤,李艷輝,郝衛(wèi)亞
近年,國外對不同年齡人群(兒童、成年和老年)(Holden et al.,2016;Johnson et al.,2014;Kasahara et al.,2015)、不同站立姿勢的障礙患者(中風、帕金森、肥胖)(Rojhanishirazi et al.,2015;Schlenstedt et al.,2015;Villarrasa et al.,2016)以及不同運動項目(橄欖球、排球、跆拳道)(Asadi et al.,2016;Chow et al.,2016;Jlid et al.,2016)運動員等的姿勢控制研究越來越深入。姿勢控制是控制人體在空間的位置以達到穩(wěn)定性和方向性的目的,穩(wěn)定性是控制身體質(zhì)心與支撐面關(guān)系的能力,方向性是保持身體階段間和身體與任務環(huán)境間關(guān)系的能力(Vuillerme et al.,2005)。姿勢控制是由人體多系統(tǒng)協(xié)調(diào)參與控制肢體的復雜過程,其過程分為:1)感覺/感知過程,包括組織和整合視覺、前庭、體感系統(tǒng);2)運動過程,包括組織全身肌肉達到神經(jīng)肌肉協(xié)同;3)更高水平過程,對形成動作的感覺和確保姿勢控制的預期和適應性(Bove et al.,2009)。由此可知,姿勢的穩(wěn)定性是由視覺、前庭和本體3種感覺系統(tǒng)的輸入,經(jīng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整合,通過神經(jīng)肌肉的控制得以實現(xiàn)(尹彥等,2016)。
研究表明,視覺(Asadi et al.,2016;Holden et al.,2016;Li et al.,2015;Teng et al.,2016)、前庭(Gow et al.,2015;Prangley et al.,2017;Quitscha et al.,2014)對人體姿勢控制具有重要作用,前庭功能損傷可引起嚴重的姿勢障礙(Kubil et al.,2019)。隨著各種感覺輸入條件的變化,人體重心(center of mass,COM)分布也發(fā)生系統(tǒng)的變化。但每種感覺系統(tǒng)對姿勢控制的影響程度,目前尚無確切的定論,仍處于探索研究階段。在臨床、生物力學訓練學(盧卓,2019)研究領(lǐng)域中,尚未對姿勢控制能力的評價方法和指標達成共識。
自由式滑雪空中技巧是一項技巧類高危項目,在助滑階段,運動員要保持穩(wěn)定的姿勢來獲得合適的起跳速度(婁彥濤等,2012);每跳動作要想獲得理想的高度和遠度,在起跳階段要求身體姿勢保持高度的穩(wěn)定性,特別是下肢和軀干環(huán)節(jié)的控制,若左腿或右腿控制不穩(wěn),將造成側(cè)滑現(xiàn)象導致動作失敗;空中的高速翻轉(zhuǎn)、頭部的前后移動對運動員的視覺和前庭功能系統(tǒng)都提出更高的要求;在落地環(huán)節(jié)中,視覺對空間環(huán)境的判斷、前庭的旋轉(zhuǎn)和頭部后仰的控制、旋轉(zhuǎn)過度或不足時左右側(cè)單腿的控制能力均是影響落地成功的關(guān)鍵。目前,各種感覺對該項目運動員的單腿姿勢控制能力的影響,國內(nèi)外未見有關(guān)報道。
基于以上分析,對該項目運動員多重感覺系統(tǒng)的姿勢控制能力研究具有重要作用。本研究旨在探討不同感覺系統(tǒng)(視覺、前庭功能)對自由式滑雪空中技巧運動員姿勢控制能力的影響,探索運動員的姿勢控制能力是否存在一定的特異性項目特征,以期查找運動員單腿姿勢控制能力特征以及存在的不足。
選取國家自由式滑雪空中技巧隊18名運動員為研究對象,男隊9人(國際級健將6名、健將3名),女隊9人(國際級健將6名、健將3名),受試者在測試期間無損傷,競技狀態(tài)良好。
1.2.1 主要儀器設(shè)備
采用芬蘭生產(chǎn)的Metitur Good Balance 300平衡分析系統(tǒng),前庭功能干擾采用上海豪敦工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的多功能前庭轉(zhuǎn)椅HX-2型。旋轉(zhuǎn)方向為水平旋轉(zhuǎn)(順時針或逆時針),旋轉(zhuǎn)方式為手控。
1.2.2 研究設(shè)計
針對各種感覺的干擾條件方面,前期研究分別采用閉眼(Chow et al.,2016;Holden et al.,2016;Yeh et al.,2014)、護目鏡(Maeda et al.,2015;Teng et al.,2016)或圖片(Stone et al.,2018),本研究側(cè)重于項目技術(shù)特點和最大強度干擾單個感覺系統(tǒng)的原則,因有部分運動員在空中翻轉(zhuǎn)時為閉眼,故視覺干擾采用閉眼方式。
前庭功能干擾有2種:1)影響直線的橢圓囊、球囊,其干擾條件為頭部后仰或低頭 30°(Akdeniz et al.,2016;Quitscha et al.,2014)、頭部向左右側(cè)旋轉(zhuǎn) 30°和45°等不同的組合方式(Yeh et al.,2015),結(jié)果顯示頭部后仰條件的干擾程度最大。故本研究采用頭部后仰30°~35°的干擾方式;2)影響旋轉(zhuǎn)的3個半規(guī)管,干擾條件為受試者蒙上眼睛在轉(zhuǎn)椅上旋轉(zhuǎn)(Nakamura et al.,2020),本研究采用在閉眼姿勢下以360°/s的轉(zhuǎn)速分別向左側(cè)和右側(cè)旋轉(zhuǎn)10周的方式。
在旋轉(zhuǎn)速度的選擇上,因該項目空中轉(zhuǎn)體較多,如運動員做3周臺bFdFF動作時,第1周的bF動作要在0.7 s內(nèi)完成360°空翻加360°轉(zhuǎn)體,第2周的bdF動作要在0.8 s內(nèi)完成360°空翻加720°轉(zhuǎn)體,第3周的bF動作要在0.9 s內(nèi)完成360°空翻加360°轉(zhuǎn)體,故選取與項目較接近的360°/s(即1周/s)轉(zhuǎn)速,分別進行順時針(向右側(cè))旋轉(zhuǎn)和逆時針(向左側(cè))勻速旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)周數(shù)上,因運動員在轉(zhuǎn)椅上旋轉(zhuǎn)結(jié)束后,要立刻移動到平衡儀上進行單腿20 s的測試,為獲得運動員的最大干預極限,在前期預實驗中,對9名男子運動員進行旋轉(zhuǎn)周數(shù)的測試,結(jié)果表明,超過10周后運動員無法完成20 s的單腿站立,最終確定旋轉(zhuǎn)數(shù)為10周。測試在沈陽體育學院國家體育總局冬季運動項目技術(shù)診斷與機能評定重點實驗室進行。
1.2.3 實驗程序
根據(jù)研究需要,測試當天無訓練。測試過程中保持實驗室安靜。每位受試者分別依次進行右側(cè)和左側(cè)單腿的睜眼、閉眼、睜眼+抬頭、睜眼+左轉(zhuǎn)10周、睜眼+右轉(zhuǎn)10周、閉眼+抬頭共6種靜態(tài)平衡能力測試姿勢。每種姿勢測試時間為20 s,測試要求身體直立、雙手下垂、雙眼平視前方放置的與眼等高的顯示器,單腳站立于儀器中線,測量順序為先右腿后左腿。
在半規(guī)管旋轉(zhuǎn)測試中,采用常規(guī)的巴拉尼氏法,頭前傾30°,將頭固定于頭托上,使半規(guī)管保持水平位置,轉(zhuǎn)椅起動后,以均勻速度搖動。受試者如有嚴重頭暈惡心等癥狀,應立即停止試驗。
測試過程中一旦出現(xiàn)雙腳接觸儀器需要重新測試。不同姿勢間有2 min(其中左右側(cè)旋轉(zhuǎn)之間有5 min)的休息。在旋轉(zhuǎn)測試中,要求受試者旋轉(zhuǎn)結(jié)束后3 s內(nèi)開始測試。頭部后仰30°~35°測試中,根據(jù)受試者的身高計算出頭部后仰位置并進行標記。每人每種模式下測試3次成功動作。
Yoshida等(2018)研究表明,前庭功能障礙者優(yōu)勢腿的動態(tài)姿勢控制能力較強。因此,在測試前對運動員進行調(diào)查,未發(fā)現(xiàn)運動員具有左右側(cè)不對稱(如左撇子等)現(xiàn)象。對運動員髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的60°/s和240°/s等速肌力測試結(jié)果表明,運動員的左右側(cè)下肢屈、伸肌群基本對稱,均未見顯著性差異。
1.2.4 指標選取
前期研究分別采用足底壓力系統(tǒng)(孟昭莉等,2007)、測力臺(Silva et al.,2013)、加速度計(Matheron et al.,2016)、壓力平板(Maeda et al.,2018)等儀器,選取指標有壓力中心(center of pressure,COP)移動距離、移動速度、路程、包羅面積、COP-COM差值等(Ruhe et al.,2011),因儀器的差異所選取指標不同。本研究采用平衡分析系統(tǒng),測試指標包括:COP在X軸(左右)和Y軸(前后)方向的移動速度、移動距離、曲線覆蓋區(qū)域半徑等;其中區(qū)域半徑指在圖形窗口中,覆蓋95%的重心移動曲線所需的圓形的半徑。因姿勢控制能力存在方向性特征(Akdeniz et al.,2016),故本研究選取代表左右方向的側(cè)方穩(wěn)定性指標Vx(X軸平均移動速度),代表前后方向穩(wěn)定性的指標Vy(Y軸平均速度)和代表多個方向穩(wěn)定性的指標R(區(qū)域半徑),3個指標的值越小,表明姿勢控制能力越強。
1.2.5 數(shù)理統(tǒng)計與分析
本研究采用3因素重復測量方差分析(Mixed threefactors repetitive measurement ANOVA),由1個被試間×2個被試內(nèi)變量組成,被試間變量為性別(男和女),被試內(nèi)變量包括站立方式(左腿和右腿站立)和感覺條件(睜眼、閉眼、睜眼+抬頭、睜眼+左轉(zhuǎn)10周、睜眼+右轉(zhuǎn)10周、閉眼+抬頭),為3(2×2×6)因素混合實驗設(shè)計。應用SPSS 21.0中混合線性模型(mixed linear model)進行重復測量方差分析。當兩個或多個因素間存在交互作用時,通過Syntax命令進行簡單效應檢驗。對6組感覺條件之間的兩兩比較,采用單因素重復測量方差分析,各組之間采用LSD檢驗;Vx和Vy不同指標間采用多元方差分析(multivariate),數(shù)據(jù)使用M±SD表示,P<0.05為顯著性差異,P<0.01為非常顯著性差異。
結(jié)果表明,所有數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布、方差齊性和協(xié)方差的等同性。但在主體內(nèi)效應的Mauchly球型度檢驗發(fā)現(xiàn),在感覺條件變量中,因變量Vx、Vy、R的檢驗結(jié)果顯示,6次重復測量數(shù)據(jù)間存在高度相關(guān)性,故采用混合線性模型對其進行方差分析。性別的主效應結(jié)果(表1)顯示,在Vx、Vy和R上均具有顯著性差異;主效應對模型的效應量,即自變量在因變量上的貢獻度(關(guān)聯(lián)強度),其大小由偏η2的值決定,值越大對模型貢獻越多,最大值為1。結(jié)果表明,該項目性別對多重感覺姿勢控制具有一定的影響。
表1 主體間因素檢驗結(jié)果Table 1 Test Results of Between-Subjects Effects
感覺條件的主效應在Vx、Vy和R上的差異均非常顯著;站立方式的主效應在Vx上差異顯著,在Vy上差異非常顯著;感覺條件對Vx、Vy和R的貢獻大于站立方式(表2)。感覺條件×站立方式在 Vy 上的交互作用顯著,F(xiàn)(3,28)=3.584,P=0.038,偏η2=0.340,需進行簡單效應分析。
表2 主體內(nèi)因素檢驗主要結(jié)果Table 2 Major Test Results of Intra-Subject Effects
簡單效應分析表明,感覺條件×站立方式的交互作用對Vy的影響結(jié)果為,感覺條件在右腿站立水平上的效應非常顯著,F(xiàn)(7,56)=752.68,P<0.01;在左腿站立水平上的效應也非常顯著,F(xiàn)(7,56)=561.02,P<0.01。表明感覺條件對Vy的貢獻均受不同站立方式的影響,但影響程度不同,受右腿的影響更大。
站立方式對不同感覺條件的結(jié)果為,在睜眼條件下效應不顯著,F(xiàn)(1,8)=0.00,P=0.978;在閉眼條件下效應顯著,F(xiàn)(1,8)=10.26,P=0.013;在睜眼+抬頭條件下效應不顯著,F(xiàn)(1,8)=2.65,P=0.142;在睜眼+左轉(zhuǎn) 10 周條件下效應不顯著,F(xiàn)(1,8)=5.15,P=0.053;在睜眼+右轉(zhuǎn) 10 周條件下效應不顯著,F(xiàn)(1,8)=2.18,P=0.178;在閉眼+抬頭條件下效應顯著,F(xiàn)(1,8)=7.18,P=0.028。表明站立方式對 Vy 的貢獻,受閉眼、閉眼+抬頭條件的影響,但影響程度不同,受閉眼+抬頭條件的影響最大,受閉眼的影響最?。皇鼙犙?、睜眼+抬頭、睜眼+左轉(zhuǎn)10周、睜眼+右轉(zhuǎn)10周條件的影響不明顯。
因各因素的主效應存在顯著性差異,需進行事后多重比較。對運動員單腿姿勢控制能力的Vx指標特征(表3)進行比較,結(jié)果顯示,視覺、前庭功能均顯著性大于無感覺條件干擾;各種感覺條件之間的大小為前庭功能>視覺;其中,前庭半規(guī)管旋轉(zhuǎn)>前庭橢圓囊、球囊;雙重感覺>單一感覺干擾。
表3 不同感覺條件、性別、站立方式間Vx的結(jié)果Table 3 The Results of Vx among Different Genders and Standing Patterns mm·s-1
在同一性別和站立方式下,睜眼條件與其他5種感覺條件差異均非常顯著(P<0.01)。同一性別和感覺條件下,男子在睜眼+抬頭時右腿的顯著性差異大于左腿;女子在閉眼時右腿的顯著性差異大于左腿。同一站立方式和感覺條件下,右腿和左腿在睜眼、睜眼+抬頭和閉眼+抬頭時,男子的顯著性大于女子。
運動員單腿姿勢控制能力的Vy指標特征(表4)表明,視覺、前庭功能的顯著性差異均大于無感覺條件干擾;各種感覺條件對姿勢控制的影響大小為前庭功能>視覺;其中,前庭半規(guī)管旋轉(zhuǎn)>前庭橢圓囊、球囊;雙重感覺>單一感覺干擾。
表4 不同感覺條件、性別、站立方式間Vy的結(jié)果Table 4 The Results of Vy among Different Genders and Standing Patterns mm·s-1
在同一性別和站立方式下,睜眼條件與其他5種感覺條件差異均非常顯著(P<0.01)。同一性別和感覺條件下,男子在閉眼、睜眼+左轉(zhuǎn)10周、閉眼+抬頭時右腿的顯著性差異均大于左腿。同一站立方式和感覺條件下,右腿在閉眼和睜眼+左轉(zhuǎn)10周時,男子的顯著性差異均大于女子;左腿在睜眼+抬頭時,男子的顯著性差異均大于女子。
運動員單腿姿勢控制能力R指標特征(表5)的結(jié)果顯示,視覺、前庭功能的顯著性差異均大于無感覺條件干擾;各種感覺條件對姿勢控制的影響大小為前庭功能>視覺;其中,前庭半規(guī)管旋轉(zhuǎn)>前庭橢圓囊、球囊;雙重感覺>單一感覺干擾,閉眼+抬頭條件對姿勢控制的影響最大。
表5 不同感覺條件、性別、站立方式間R的結(jié)果Table 5 The Results of R among Different Genders and Standing Patterns mm
在同一性別和站立方式下,睜眼條件與其他5種感覺條件差異均非常顯著(P<0.01)。同一站立方式和感覺條件下,右腿和左腿在閉眼+抬頭時,男子的顯著性差異均大于女子。
對6種感覺條件歸一化處理后發(fā)現(xiàn),在Vx指標上,各組間大小為:5>6>4>2>3>1;在Vy和R指標上,各組間大小為:6>5>4>2>3>1,除第2組和第3組、第2組和第4組中的個別組間無差異性外,所有組間均具有顯著性差異(P<0.01;圖1、圖2)。
圖1 6種感覺條件站立的Vx、Vy對比Figure 1.Comparison of Vx and Vy in Standing among Six Sensory Conditions
圖2 6種感覺條件站立的R對比Figure 2.Comparison of R in Standing among Six Sensory Conditions
在Vx與Vy的6種感覺條件比較中,男隊的左右腿前5種條件差異均為Vx非常顯著性大于Vy;女隊除右腿睜眼站立外,前5種條件差異Vx均顯著性大于Vy。
向左側(cè)旋轉(zhuǎn)和右側(cè)旋轉(zhuǎn)各10周結(jié)果(圖3)顯示,在Vx、Vy、和R各指標上,向右旋轉(zhuǎn)差異均非常顯著性大于向左旋轉(zhuǎn);在同一性別、旋轉(zhuǎn)方向和站立方式上,Vx的差異均非常顯著性大于Vy。
圖3 睜眼條件下向左旋轉(zhuǎn)和向右旋轉(zhuǎn)各指對比Figure 3.Comparison of Left Rotation and Right Rotation in Standing Under the Condition of Open Eyes
為進一步探討兩種旋轉(zhuǎn)對Vx和Vy之間的影響大小,先計算出每人向右側(cè)旋轉(zhuǎn)/向左側(cè)旋轉(zhuǎn)的倍數(shù),然后對每組(男隊右腿、男隊左腿、女隊右腿和女隊左腿)倍數(shù)的Vx與Vy之間采用獨立樣本t檢驗。結(jié)果顯示,男、女隊Vy的倍數(shù)均顯著性大于Vx(圖4),表明在向右側(cè)旋轉(zhuǎn)時,姿勢控制對Vy的影響大于Vx,即向右旋轉(zhuǎn)對運動員的前后方向穩(wěn)定性影響較大。
圖4 旋轉(zhuǎn)方式對Vx和Vy影響對比Figure 4.Comparison of the Influence of Rotation Mode on Vx and Vy
圖5 Vx和Vy對旋轉(zhuǎn)方式影響對比Figure 5.Comparison of the Influence of Vx and Vy on Rotation Mode
姿勢控制是多系統(tǒng)協(xié)調(diào)運作控制人體的方向性和穩(wěn)定性的復雜作用結(jié)果(Manckoundia et al.,2008),姿勢控制能力是人體的基本運動技能(Travers et al.,2013),人類直立姿勢下的控制系統(tǒng),本質(zhì)上是不穩(wěn)定的(Gandevia et al.,2002)。Bruijn等(2010)指出,姿勢穩(wěn)定性的控制可分為初始的被動響應和反應的恢復兩個階段,初始階段取決于控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其內(nèi)在組織的粘彈性和力學性能,反應階段依賴于系統(tǒng)的主動控制和反應時間。在人體姿勢補償調(diào)整中,視覺扮演著重要的作用(Zhang et al.,2019)。本研究發(fā)現(xiàn),該項目運動員的單腿姿勢控制能力在性別上具有差異性,在側(cè)方穩(wěn)定性(Vx)上,女隊在睜眼、睜眼+抬頭和閉眼+抬頭條件下均強于男隊,在前后方穩(wěn)定性(Vy)上,女隊在右腿閉眼和左轉(zhuǎn)10周上也強于男隊,在多方穩(wěn)定性(R)上,女隊在閉眼+抬頭上強于男隊,表明女隊在抵抗前庭及視覺和前庭雙重干擾的能力上優(yōu)于男隊。推測可能與性別間的生理學機制以及女子反應能力相對較慢有關(guān),仍需進一步研究。
Matheron等(2008)研究表明,視覺和前庭系統(tǒng)的輸入會影響人體的姿勢張力,因而改變頭部方向的前庭輸入會改變軀干和肢體的姿勢張力分布。Stergiou等(2011)認為,軀干階段的姿勢張力是直立位姿勢穩(wěn)定控制的關(guān)鍵因素。視覺信息可以影響身體觸覺的感知能力(Stone et al.,2018),Tame等(2017)研究表明,視覺可改善觸覺和運動反應之間的整合。姿勢張力下降,將影響運動員的空中動作質(zhì)量和落地穩(wěn)定性。在站立方式上,左右腿之間的控制能力在Vx上,女隊在視覺以及男隊在前庭干擾下右腿控制能力較差;在Vy上女隊比較均衡,男隊在多種感覺條件下均呈現(xiàn)出右腿較差的結(jié)果。左右腿不平衡將導致運動員出現(xiàn)側(cè)滑和落地不穩(wěn)(婁彥濤等,2016a)的狀況,前后方向控制能力差,也將造成出臺時體位角(人體與跳臺之間的夾角)不穩(wěn)和落地時軀體前傾或后仰背部觸雪(婁彥濤等,2016b)的失敗動作。因本項目運動員長期進行向左側(cè)轉(zhuǎn)體動作訓練,對左右側(cè)的姿勢控制能力可能造成一定的影響。
不同感覺條件對運動員的姿勢控制能力的影響方面,與睜眼條件相比,后5種感覺干擾均造成姿勢控制能力下降,與前期研究(Akdeniz et al.,2016;Aufauvre et al.,2005)結(jié)果一致。視覺為頭部提供周圍物體的水平或垂直位置以及運動信息,其傳導通路中的大細胞層是處理運動、深度和粗細節(jié),即“在哪里”,小細胞層為處理精細度,即“是什么”(Wurtz et al.,2008)。前庭系統(tǒng)為神經(jīng)中樞(central nervous system,CNS)提供頭部在重力和慣性力的位置和運動信息,對于頭部位置和運動方向的突然改變非常敏感。半規(guī)管是一個角加速度計,能感受0.1°/s的角加速度,但不能感受頭部的勻速運動。橢圓囊和球囊是重力感受器,提供頭部方位(傾斜度)及直線加(減)速的運動信息,水平運動是橢圓囊的作用,而垂直運動主要是球囊的作用(Goldberg et al.,2011),對姿勢穩(wěn)定性有重要作用。所以,多種感覺系統(tǒng)對運動員的姿勢控制均具有影響。本研究發(fā)現(xiàn),站立方式×感覺條件的交互作用對前后方穩(wěn)定性具有影響,特別是男隊右腿的影響最為突出,未來應加強該方面訓練。
本研究對6種感覺條件歸一化處理后發(fā)現(xiàn),在多種感覺輸入中,前庭的半規(guī)管旋轉(zhuǎn)影響最大,視覺的影響小于前庭半規(guī)管干擾,但大于前庭的橢圓囊、球囊的干擾。Yeh等(2014)對單側(cè)前庭的研究結(jié)果為前庭的影響稍大于視覺。Lee等(1975)發(fā)現(xiàn),當成年人學習新任務時,視覺輸入對姿勢控制是增加的。當變?yōu)樽园l(fā)任務時,視覺的重要性減少,體感的重要性增加。
在雙重干擾條件下,視覺和前庭橢圓囊、球囊的雙重干擾大于單一的視覺干擾和橢圓囊、球囊的干擾;視覺和前庭功能感覺雙重干擾也大于單一的感覺干擾,說明雙重感覺對姿勢控制能力的影響更大。Alahmari等(2014)提出,當視覺受干擾后所提供的信息不準確時,姿勢控制系統(tǒng)必須分別決定出主導姿勢穩(wěn)定和主導維持方向的感覺輸入內(nèi)容。因此,落地時當前庭受干擾時,視覺輸入占主導??赏茰y此種雙重干擾對姿勢控制的影響、運動員完成動作的難度巨大,一旦姿勢控制不穩(wěn),損傷隨時可能發(fā)生,從該角度進一步體現(xiàn)出空中技巧為高危運動項目,因此運動員應加強前庭和視覺雙重干擾的訓練。
本研究從Vx/Vy的比值發(fā)現(xiàn),除視覺和橢圓囊、球囊的雙重干擾外,其他感覺干擾的結(jié)果均為側(cè)方穩(wěn)定性差于前后方,尤其在向左側(cè)旋轉(zhuǎn)的半規(guī)管受到干擾時,側(cè)方穩(wěn)定性更差。單腳站立時,因支撐面大小不同、人體關(guān)節(jié)解剖學結(jié)構(gòu)特征等原因,側(cè)方穩(wěn)定性差于前后方(Manckoundia et al.,2008)。側(cè)方穩(wěn)定性的肌肉反應模式為由近端向遠端,髖部肌肉先于踝,前后方穩(wěn)定性的反應模式與其相反,為由遠端向近端(Castilho et al.,2012)。運動員側(cè)方穩(wěn)定性較差,將出現(xiàn)側(cè)滑、出臺偏移、落地不穩(wěn)等情況的發(fā)生。
本研究發(fā)現(xiàn),在視覺和前庭雙重干擾時,側(cè)方和前后方穩(wěn)定性的差距減小,甚至在女隊的視覺和橢圓囊、球囊受到雙重干擾時,出現(xiàn)側(cè)方穩(wěn)定性好于前、后方的現(xiàn)象。提示當前庭受到干擾時,再增加視覺的干擾,對前后方穩(wěn)定性的影響大于側(cè)方穩(wěn)定性。Schelldorfer等(2015)提出,當視覺條件改變或支撐面變小,由軀干和髖關(guān)節(jié)肌肉控制的側(cè)方穩(wěn)定性增加。當剝奪視覺和體感時,側(cè)方穩(wěn)定性采用髖關(guān)節(jié)策略,其次是脊柱,與本研究結(jié)果一致。運動員前后方穩(wěn)定性差,將出現(xiàn)體位過大或過小、落地前空翻或背部觸雪現(xiàn)象。
前庭系統(tǒng)的半規(guī)管和橢圓囊、球囊受到干擾將導致眩暈,對人體姿勢控制的影響較大,Quek等(2014)采用小波分析法得出,老年人的姿勢控制能力更多地依賴于前庭系統(tǒng)。Cai等(2001)對雙側(cè)前庭缺失的成人研究指出,前庭對前后方穩(wěn)定性影響較早,以腿部肌肉發(fā)力為主,而對側(cè)方控制較晚,以軀干肌為主。在短暫站立的姿勢控制受干擾時,感覺系統(tǒng)齊全的成人主要依賴于體感輸入,兒童更多的依賴視覺輸入,當移動幅度較大時,對前庭的依賴性增大。但前期研究主要集中在對頭部橢圓囊、球囊不同方向傾斜的姿勢,對人體半規(guī)管旋轉(zhuǎn)干擾的研究,目前通常采用檢查眼震顫的方法,采用旋轉(zhuǎn)后對人體姿勢控制的研究未見報道。本研究發(fā)現(xiàn),在Vx、Vy、R指標上,向右側(cè)旋轉(zhuǎn)10周均非常顯著性大于向左側(cè)旋轉(zhuǎn),分析其原因,該項目運動員的所有空中轉(zhuǎn)體均為向左側(cè)旋轉(zhuǎn),通過10多年的長期訓練,運動員對向左側(cè)旋轉(zhuǎn)具有一定的適應性,而向右側(cè)旋轉(zhuǎn)的動作從未進行訓練。由此可知,長期進行旋轉(zhuǎn)訓練,可提高運動員半規(guī)管的抗干擾能力,最終達到提高姿勢控制能力。
病人服藥過程中會出現(xiàn)便秘、惡心、嘔吐、失眠等不良反應。部分升白細胞藥物會對臟器造成一定損害,如服用復方皂礬丸時,需注意監(jiān)測肝功能變化[15]。部分病人擔心藥物不良反應對身體造成危害,不愿服藥,還有部分病人無法耐受不良反應,服藥依從性較低。病人2:“是藥三分毒,即使是中成藥(對身體)也有影響,所以能不吃就不吃?!辈∪?:“我一吃這個升白細胞藥就想吐,晚上睡不著覺,你給我退了吧?!辈∪?:“我吃藥時間久,復查血(常規(guī))后,醫(yī)生又把藥量增加了,我覺得這個藥效果不好,不想吃了”。
運動員在向左側(cè)或右側(cè)旋轉(zhuǎn)前,側(cè)方穩(wěn)定性差于前后方,在旋轉(zhuǎn)后仍為側(cè)方穩(wěn)定性較差。本研究發(fā)現(xiàn),向右旋轉(zhuǎn)對前后方穩(wěn)定性干擾程度大于側(cè)方,分析其原因,應該與運動員較少進行向右旋轉(zhuǎn)訓練,導致向右旋轉(zhuǎn)的抗干擾能力較差,因前后方穩(wěn)定性是由肢體的遠端向近端傳遞的肌肉反應模式,肌肉發(fā)力順序由遠端的腓腸肌開始,依次為股后肌群和豎脊肌,側(cè)方穩(wěn)定性是由肢體的近端向遠端傳遞,并且下肢的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)在前后方向的靈活性大于側(cè)方。Kasahara等(2015)研究表明,老年人相對于年輕人在前后方向控制能力差,年輕人用踝關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)策略,老年人為膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)策略。因此,在抗干擾能力較差的情況下,對前后方向的穩(wěn)定性干擾程度較大。向左側(cè)旋轉(zhuǎn)后,Vx/Vy的倍數(shù)顯著性大于向右旋轉(zhuǎn),結(jié)果顯示向左旋轉(zhuǎn)對側(cè)方穩(wěn)定性的干擾程度較大。其原因可能與每天大量的技術(shù)訓練有關(guān),因為運動員在完成空中的轉(zhuǎn)體動作后,立即要控制肢體為落地做準備,在落地準備階段和落地過程中,前后方向的姿勢穩(wěn)定性控制對動作的成敗起到?jīng)Q定性的作用。長期向左旋轉(zhuǎn)的訓練后,運動員在前后方向的抗干擾能力得到提高,最終體現(xiàn)出對側(cè)方穩(wěn)定性的抗干擾程度較大的結(jié)果。
本研究結(jié)果表明,該項目運動員在最大干擾時,雙重感覺共同輸入對姿勢控制的影響大于其中的任何一種感覺輸入,針對該結(jié)果,運動員在完成空中的空翻和轉(zhuǎn)體動作時,其空中的姿勢控制同時受到前庭的半規(guī)管、視覺以及橢圓囊、球囊的多種感覺系統(tǒng)的干擾,多重干擾將嚴重影響運動員空中姿態(tài)的控制、完成轉(zhuǎn)體動作的時機和動作界限,將進一步影響空中動作的完成質(zhì)量。運動員當視覺受到干擾時,無法準確獲得頭部在周圍環(huán)境的位置;半規(guī)管受到干擾時,無法準確獲得頭部的運動方向和速度變化;橢圓囊和球囊受到干擾時,無法準確獲得頭部的傾斜度(Wurtz,2008);若運動員抵抗各種感覺系統(tǒng)的干擾能力不足,則出現(xiàn)空中動作轉(zhuǎn)體時機的早轉(zhuǎn)現(xiàn)象以及雪板交叉現(xiàn)象而被裁判員扣分,嚴重將影響后續(xù)的落地動作;當轉(zhuǎn)體速度較大或較小時,將導致雙側(cè)下肢在落地瞬間受力不平衡而出現(xiàn)落地動作的側(cè)滑或側(cè)向摔倒現(xiàn)象(婁彥濤等,2012);當空翻速度過大時,落地瞬間人體重心垂直投影位于支撐面后方而導致落地背拍現(xiàn)象,空翻速度過小時,落地瞬間人體重心垂直投影位于支撐面前方而導致落地前滾翻現(xiàn)象,出現(xiàn)任何現(xiàn)象均可導致落地動作失敗。
針對視覺和前庭感覺系統(tǒng)對姿勢控制的權(quán)重研究方面,Vikram等(2012)對28名患有內(nèi)耳眩暈病人的研究表明,視覺對姿勢控制的貢獻占26%~35%,前庭功能最大占45%左右,本體感覺最小為21%~30%;該結(jié)論認為,前庭系統(tǒng)權(quán)重較大的原因可能與受試者為前庭功能障礙患者,因其肌梭、高爾基腱器以及關(guān)節(jié)感受器的靈敏度和功能相對于健康人有所下降有關(guān)。Aufauvre等(2005)發(fā)現(xiàn),在站立姿勢下,隨著年齡的增長,視覺對姿勢控制的貢獻逐漸增加,前庭系統(tǒng)的貢獻減少,并指出老年人的視覺信息通常優(yōu)于其他形式的感覺信息。Sundermier等(1996)對站立姿勢控制的研究指出,老年人對視覺的依賴性強于成年人,并且隨著人體機體的老化,感覺功能呈現(xiàn)衰減的趨勢,前庭感覺的衰減程度大于視覺。Ponzo等(2018)認為,在多重感覺系統(tǒng)中,當視覺和本體感覺受到干擾時,前庭神經(jīng)網(wǎng)絡起到調(diào)節(jié)作用,前庭系統(tǒng)的相對權(quán)重增加。由此可知,當運動員的前庭功能和視覺等感覺系統(tǒng)同時受到干擾時,其姿勢控制能力將出現(xiàn)嚴重下降。因此,在未來的專項訓練中,應加強視覺和前庭功能多重感覺系統(tǒng)共同干擾條件下的姿勢控制能力訓練。
本研究具有一定的局限性:1)作為空中技巧項目的初步感覺系統(tǒng)對姿勢控制能力的研究,在每種感覺系統(tǒng)的干擾方法上,受實驗條件限制,各種感覺的干擾程度未絕對控制在同一層面;2)受項目特征和國家隊總體人數(shù)的限制,本研究的總體樣本量相對較少;3)本研究為一個模擬專項技術(shù)動作的研究,在對前庭功能的干擾條件方面,與實際環(huán)境條件間具有一定差距,如前庭的旋轉(zhuǎn)僅為人體頭部向上,實際動作為空翻加轉(zhuǎn)體。
1)該項目運動員分別受到閉眼、頭部后仰30°~35°、10 s旋轉(zhuǎn)10周等感覺條件干擾時,感覺系統(tǒng)對姿勢控制的影響大小,依次為前庭的半規(guī)管旋轉(zhuǎn)>視覺>前庭的橢圓囊、球囊。雙重感覺對姿勢控制的影響大于單一感覺。
2)多重感覺對運動員姿勢控制能力影響較大,其影響程度不同,對側(cè)方穩(wěn)定性的影響大于前后方向,男隊大于女隊,右腿大于左腿。當前庭功能受到干擾時,再增加視覺的干擾,對前后方穩(wěn)定性的影響大于側(cè)方穩(wěn)。
3)該項目運動員在抗前庭半規(guī)管旋轉(zhuǎn)干擾能力上存在特異性,向左側(cè)旋轉(zhuǎn)強于向右側(cè)旋轉(zhuǎn)。提示長期的旋轉(zhuǎn)訓練,可提高半規(guī)管的抗干擾能力。
4)視覺、前庭功能對男隊右腿的姿勢控制能力影響較大,應加強男隊右腿姿勢控制能力訓練。