程宇琦，王 新

（沈陽體育學(xué)院，遼寧 沈陽 110102）

自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目是我國(guó)冬奧會(huì)雪上優(yōu)勢(shì)技巧類項(xiàng)目，在落地過程中需要較強(qiáng)的平衡控制能力保持自身平衡，而復(fù)雜多變的動(dòng)作技術(shù)結(jié)構(gòu)和雪面物理因素干擾，使得在“動(dòng)作-平衡動(dòng)態(tài)耦合”狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)員成功著陸難度增加。找出不同感覺作用對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響程度，對(duì)進(jìn)行有效的針對(duì)性訓(xùn)練和提升運(yùn)動(dòng)員的平衡能力具有重要作用。

平衡能力已被發(fā)現(xiàn)與技巧類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目成績(jī)顯著相關(guān)（Taube et al.，2008；Viseux et al.，2019），水平更高的運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出更強(qiáng)的平衡能力（Opala et al.，2018）。平衡能力較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)員可能會(huì)使脊椎在維持平衡時(shí)表現(xiàn)出神經(jīng)適應(yīng)，抑制脊柱反射的興奮性和姿勢(shì)任務(wù)中的肌肉拉伸反射，從而減少不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，提高平衡能力（Hrysomallis，2011；Keller et al.，2018；Paillard et al.，2007）。這種神經(jīng)適應(yīng)對(duì)視覺輸入的依賴較少，而更多地依賴于姿勢(shì)控制的其他組成部分。如本體感覺減少對(duì)姿勢(shì)控制的視覺貢獻(xiàn)的必要性，提示應(yīng)更多關(guān)注對(duì)平衡和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)至關(guān)重要的其他感覺輸入（Chapman et al.，2008；Vuillerme et al.，2001）。有研究通過引入睜眼和閉眼條件來評(píng)估視覺功能對(duì)姿勢(shì)控制的影響程度，同時(shí)在直立姿勢(shì)時(shí)擾亂本體感覺系統(tǒng)（Del et al.，2007；Petrofsky et al.，2012；Staines et al.，2001），但研究的結(jié)果并不一致。Allum等（1985）認(rèn)為，姿勢(shì)平衡的65%由前庭系統(tǒng)控制，35%依靠視覺和本體系統(tǒng)。Kahky等（2000）認(rèn)為，視覺作用（35%）可能比本體感覺（26%）對(duì)平衡的影響程度更大。綜上，目前對(duì)人體感覺系統(tǒng)作用評(píng)估尚無確切定論，對(duì)技巧類運(yùn)動(dòng)員感覺功能的評(píng)估研究仍較少。

人體平衡是一個(gè)復(fù)雜的信息組合過程，主要依賴于視覺系統(tǒng)、前庭系統(tǒng)、本體感覺系統(tǒng)相互協(xié)同作用達(dá)到自身的穩(wěn)定（Peterka，2002），這些輸入不僅提供有關(guān)身體方向和位置的重要信息，而且還會(huì)相互作用（Khattar，2012）。人體感覺系統(tǒng)具有不同的功能，感覺系統(tǒng)的減弱可能造成敏感程度降低，從而影響人體平衡控制能力（Ishida et al.，2010）。當(dāng)3種感覺系統(tǒng)受到干擾的情況下，會(huì)出現(xiàn)自身姿勢(shì)搖擺，平衡能力受損（Carver et al.，2005）。

有研究評(píng)價(jià)了視覺感覺系統(tǒng)在平衡中所起到的作用，視覺的干擾對(duì)于平衡能力會(huì)產(chǎn)生重要的影響，視覺環(huán)境的改變會(huì)導(dǎo)致人體平衡控制能力較差，在平衡控制較差的人中影響程度將會(huì)更加嚴(yán)重（Jacob et al.，1995）。當(dāng)人體各種感覺系統(tǒng)之間存在不明確作用，將很難評(píng)估自身在環(huán)境下自我運(yùn)動(dòng)和外部運(yùn)動(dòng)之間的區(qū)別，導(dǎo)致人體平衡能力控制不穩(wěn)定（Redfern，2001）。

視覺信息在受到干擾下，人體站立時(shí)維持平衡的能力還會(huì)受到自身本體感覺系統(tǒng)的影響。當(dāng)人體發(fā)現(xiàn)自身本體感覺系統(tǒng)可以進(jìn)行使用時(shí)，平衡控制能力則會(huì)加強(qiáng)，相反，本體感覺缺乏時(shí)，平衡控制能力下降。相較而言，本體感覺削弱的人會(huì)更多地依賴于視覺和前庭感覺（Redfern et al.，1994）。同樣，Ivanenko（2018）研究健康人時(shí)發(fā)現(xiàn)，視覺感覺系統(tǒng)剝奪的情況下，本體感覺更多參與補(bǔ)償，在維持人體平衡過程中提供更大的作用。

人體在維持平衡時(shí)，視覺感覺起著重要的作用，尤其是前庭感覺較差的人將會(huì)更加依賴于視覺作用。前庭感覺較差的人對(duì)復(fù)雜的環(huán)境更加敏感，可能會(huì)導(dǎo)致平衡較差和空間感知重新定位變得復(fù)雜，雖然這種感覺敏感性的確切特征尚不明確，但前庭感覺的缺乏將會(huì)引起更大身體擺動(dòng)（Angelaki et al.，2008；Bergin et al.，1995）。

郭麗敏等（2003）評(píng)估了人體在維持平衡過程中各種感覺之間的相互作用，通過平均速度作為評(píng)估姿勢(shì)平衡的參數(shù)，可以有效地提高試驗(yàn)結(jié)果的有效性，采用不穩(wěn)定平面可以將視覺、本體感覺進(jìn)行精準(zhǔn)分離，對(duì)不同感覺系統(tǒng)的作用大小進(jìn)行分別評(píng)估，評(píng)價(jià)人體的平衡能力。本研究的目的是評(píng)估運(yùn)動(dòng)員各種感覺系統(tǒng)的貢獻(xiàn)程度，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的感覺系統(tǒng)作用進(jìn)行準(zhǔn)確分析，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在比賽過程中遇到閉眼或落地時(shí)雪質(zhì)的特殊情況下，避免影響落地過程中的平衡穩(wěn)定，確保取得優(yōu)異的成績(jī)。本研究假設(shè)：1）運(yùn)動(dòng)員在不同條件下維持平衡時(shí)，各種感覺交互作用影響程度不同；2）運(yùn)動(dòng)員單一感覺系統(tǒng)出現(xiàn)干擾時(shí)，其他感覺系統(tǒng)會(huì)代替維持自身的平衡控制。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

25名自由式滑雪空中技巧國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員（所有受試者均簽署知情同意書），其中，男運(yùn)動(dòng)員14名，身高（174.76±3.16）cm，體重（69.93±5.19）kg，年齡（21.43±3.98）歲；女運(yùn)動(dòng)員 11名，身高（159.54±4.10）cm，體重（55.77±9.30）kg，年齡（19.45±5.00）歲。受試者完成了病史調(diào)查問卷，以確定是否存在肌肉骨骼、神經(jīng)或者其他影響單腿平衡能力的損傷。通過統(tǒng)計(jì)所有受試者6個(gè)月內(nèi)下肢都未有損傷。

1.2 測(cè)試方法

采用便攜式平衡儀（Humac Balance，American）規(guī)格為65 cm×40 cm，平衡儀記錄受試者在站立過程中足底壓力中心（COP）的移動(dòng)情況，并通過軟件分析相關(guān)參數(shù)，平臺(tái)采樣頻率為100 Hz。測(cè)試時(shí)選擇在安靜房間中進(jìn)行。海綿密度中等，大小為65 cm×40 cm，厚度為50 mm，質(zhì)地柔軟、均一。

測(cè)試過程中，要求受試者脫掉鞋襪站立，并“盡可能保持身體軀干穩(wěn)定和不動(dòng)”，在測(cè)試過程中，全程保持安靜，給予受試者良好的測(cè)試環(huán)境。要求受試者將手放在臀部，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方案，受試者腳的第二跖骨底部與平衡儀的標(biāo)記對(duì)齊。測(cè)試時(shí)受試者視線目光集中在一個(gè)直徑5 cm的白色圓圈上，這個(gè)圓圈與其視線平行，放在距圓圈3 m外的墻上，并避免出現(xiàn)任何其他動(dòng)作。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，雙眼目視前方，保持輕微的髖部和膝關(guān)節(jié)彎曲。

測(cè)試4種不同條件下的靜態(tài)站立姿勢(shì)。為了控制單一感覺的干擾，測(cè)試順序依次為：T1：站立于穩(wěn)定平面，睜眼；T2：站立于穩(wěn)定平面，閉眼；T3：站立于非穩(wěn)定平面，睜眼；T4：站立于非穩(wěn)定平面，閉眼。每種條件下站立30 s，不同平面條件下測(cè)試的間隔進(jìn)行坐位休息（30 s），選取COP移動(dòng)的平均速度（SV）進(jìn)行評(píng)價(jià)平衡穩(wěn)定能力。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)使用SPSS 21.0進(jìn)行分析處理，（SPSS，Chicago，Illinois），結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（M±SD）的形式展示，概率水平設(shè)置為0.05為顯著性差異，數(shù)據(jù)采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)對(duì)COP的SV進(jìn)行差異檢驗(yàn)。

根據(jù)Lacour等（1997）測(cè)試方法，采用“感覺評(píng)估整合”公式評(píng)價(jià)感覺交互作用：

評(píng)價(jià)視覺作用：（T2-T1）/（T2＋T1）表示自身本體感覺未受到干擾，視覺變化引起平衡能力變化的程度；（T4-T3）/（T4＋T3）表示自身本體感覺受到干擾，視覺變化引起平衡能力變化的程度。

評(píng)價(jià)本體感覺的作用：（T3-T1）/（T3＋T1）表示自身視覺感覺未受到干擾，本體感覺受到干擾引起平衡能力變化的程度；（T4-T2）/（T4＋T2）表示自身視覺感覺受到干擾，本體感覺受到干擾引起平衡能力變化的程度。

評(píng)價(jià)視覺和本體感覺同時(shí)作用：（T4-T1）/（T4＋T1）表示自身視覺與本體感覺同時(shí)受到干擾時(shí)，引起平衡能力變化的程度。

2 結(jié)果

2.1 不同條件下運(yùn)動(dòng)員SV變化差異

受試者在不同條件（T1、T2、T3、T4）、不同感覺下SV的結(jié)果如圖1、圖2所示。配對(duì)樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，視覺感覺受到干擾的情況下，男、女運(yùn)動(dòng)員T2與T1、T4與T3的SV差異顯著（P＜0.05）；本體感覺受到干擾、視覺未受到干擾的情況下，男、女運(yùn)動(dòng)員T3與T1的SV差異顯著（P＜0.01）；視覺與本體感覺同時(shí)受到干擾的情況下，男、女運(yùn)動(dòng)員T4與T1的SV差異顯著（P＜0.01）。

圖1 女運(yùn)動(dòng)員不同平面SVFigure 1.SV of Female Athletes in Different Surface

圖2 男運(yùn)動(dòng)員不同平面SVFigure 2.SV of Male Athletes in Different Surface

2.2 不同影響條件下SV變化程度

將運(yùn)動(dòng)員不同條件下的SV結(jié)果按照“感覺整合評(píng)估”公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出在面對(duì)不同感覺干擾時(shí)運(yùn)動(dòng)員維持自身平衡穩(wěn)定的變化情況，評(píng)價(jià)不同感覺作用的影響程度。

2.2.1 評(píng)價(jià)視覺作用

如圖3所示，本體感覺受干擾的情況下，女運(yùn)動(dòng)員視覺變化引起SV的變化程度由（13.61±10.30）%上升至（21.42±12.02）%；男運(yùn)動(dòng)員視覺變化引起SV的變化程度由（18.15±10.14）%上升至（18.70±10.78）%。男運(yùn)動(dòng)員本體感覺受到干擾時(shí)視覺變化程度較小，女運(yùn)動(dòng)員則表現(xiàn)出相反情況，視覺變化程度增加。

圖3 本體感覺干擾與未干擾條件下SV變化結(jié)果Figure 3.The Result of SV Changes under the Non-Interference and Interference Conditions of Visual Sensation

2.2.2 評(píng)價(jià)本體感覺作用

如圖4所示，視覺感覺受干擾的情況下，女運(yùn)動(dòng)員本體感覺引起SV的變化程度由（40.83±13.15）%上升至（45.43±12.74）%；男運(yùn)動(dòng)員本體感覺引起SV的變化程度由（43.13±18.85）%上升至（47.72±8.47）%。男、女運(yùn)動(dòng)員視覺感覺受到干擾時(shí)，本體感覺作用變化程度均增加。

圖4 視覺感覺干擾與未干擾條件下SV變化結(jié)果Figure 4.The Result of SV Changes under the Non-Interference and Interference Conditions of Visual Sensation

2.2.3 本體感覺和視覺感覺同時(shí)干擾

視覺與本體感覺同時(shí)被干擾的情況下，女運(yùn)動(dòng)員SV的變化程度為（55.83±9.59）%；男運(yùn)動(dòng)員SV的變化程度為（55.66±14.57）%。其中各種感覺變化程度標(biāo)準(zhǔn)差較大，個(gè)體之間不同感覺系統(tǒng)對(duì)平衡能力的影響差異較大。

2.3 不同感覺作用影響程度分析

根據(jù)不同條件下SV的變化程度，參考郭麗敏等（2003）的公式，計(jì)算男、女運(yùn)動(dòng)員在不同條件下本體感覺、視覺與前庭3種感覺功能對(duì)維持平衡能力的重要程度（表1）。

表1 男、女運(yùn)動(dòng)員不同條件下感覺作用重要程度Table 1 The Importance of Sensory Function in Male and Female Athletes under Different Conditions

3 討論

自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員需要在落地時(shí)達(dá)到穩(wěn)定的姿勢(shì)控制，提升比賽中落地的穩(wěn)定性（馬毅等，2014）。王新等（2011）研究影響自由式滑雪空中技巧動(dòng)作難度相關(guān)因素指出，運(yùn)動(dòng)員完成難度動(dòng)作的成功率多在50%～70%，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員為80%左右，落地動(dòng)作的成功率已成為我國(guó)自由式滑雪空中技巧運(yùn)動(dòng)員獲得冠軍的關(guān)鍵因素。運(yùn)動(dòng)員在落地時(shí)站立階段和滑行階段都需要較強(qiáng)的姿勢(shì)控制，平衡姿勢(shì)控制需要人體視覺感覺系統(tǒng)、本體感覺系統(tǒng)和前庭感覺系統(tǒng)互相合作完成，不同感覺功能具有不同作用，當(dāng)不同感覺系統(tǒng)受到挑戰(zhàn)，會(huì)破壞相互協(xié)作能力，導(dǎo)致身體搖擺的改變，影響人體平衡能力（Goh et al.，2017）。

本研究表明，男、女運(yùn)動(dòng)員視覺與本體感覺中某一感覺受到干擾時(shí)，COP移動(dòng)速度均顯著增加，平衡穩(wěn)定性較差，同時(shí)，男、女運(yùn)動(dòng)員視覺與本體感覺同時(shí)受到干擾的情況下，COP移動(dòng)速度增加非常顯著，姿勢(shì)擺動(dòng)加大，平衡穩(wěn)定性明顯降低。這與Peterka（2018）的研究結(jié)論一致，對(duì)條件進(jìn)行改變時(shí)，人體感官系統(tǒng)也必須快速調(diào)整，以防止由于糾正措施不足或過剩而導(dǎo)致的不穩(wěn)定。

姿勢(shì)的穩(wěn)定性依賴于多感覺系統(tǒng)信息的相互整合（Appiah et al.，2019）。評(píng)價(jià)視覺作用時(shí)，女運(yùn)動(dòng)員在T1條件下，視覺感覺系統(tǒng)占比11.98%、本體感覺作用占比28.99%、前庭感覺作用占比35.83%；T2條件下閉眼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，視覺感覺不具有作用，本體感覺作用占比31.24%、前庭感覺作用占比68.76%；T3條件下通過泡沫墊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的本體感覺進(jìn)行干擾，視覺感覺占比17.64%、前庭感覺作用占比82.36%。在T1、T3條件下，視覺占總感覺的15.6%、17.64%，維持平衡過程中某種感覺系統(tǒng)受到干擾時(shí)，視覺影響作用有較小提升，女運(yùn)動(dòng)員視覺對(duì)平衡能力作用具有一定影響，但影響程度小于本體感覺和前庭感覺。男運(yùn)動(dòng)員在T1條件下，視覺感覺系統(tǒng)占比15.36%、本體感覺作用占比30.13%、前庭感覺作用占比35.76%；T2條件下，本體感覺作用占比32.30%、前庭感覺作用占比67.70%；T3條件下，視覺作用占比15.76%、前庭感覺作用占比84.24%。在T1、T3條件下，視覺占總感覺的18.90%、15.76%。

男、女運(yùn)動(dòng)員展示出相同特征。一方面，視覺對(duì)平衡能力作用具有影響，但影響程度小于本體感覺和前庭感覺，這與Allum等（1985）的研究結(jié)果一致。運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期在柔軟的雪面和復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行比賽，空中的頭部移動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平衡能力有更大的影響，長(zhǎng)期的訓(xùn)練與比賽使運(yùn)動(dòng)員可以更多地依賴前庭感覺和本體感覺的作用。另一方面，當(dāng)視覺感覺被消除時(shí)，人體會(huì)提升自身本體感覺來維持平衡能力，這與Pir?po（2016）研究結(jié)果一致，視覺感覺被剝奪的情況下，本體感覺更多參與補(bǔ)償，在平衡控制中提供更大的作用。

男、女運(yùn)動(dòng)員也呈現(xiàn)出一定的差異。男運(yùn)動(dòng)員視覺功能占比在T3條件時(shí)小于T1，在本體感覺受到干擾時(shí)，男運(yùn)動(dòng)員將會(huì)更多地使用前庭感覺來代替本體感覺維持自身的平衡，而并不是通過更多的視覺感覺代替本體感覺，這表明，視覺系統(tǒng)功能在維持自身穩(wěn)定過程中的作用較其他2種感覺功能更低。女運(yùn)動(dòng)員視覺功能占比在T3條件時(shí)大于T1，在本體感覺功能受到干擾的情況下，女運(yùn)動(dòng)員會(huì)選擇增加視覺作用來維持自身的平衡能力，這與男運(yùn)動(dòng)員不同。不同運(yùn)動(dòng)員所應(yīng)用的感覺信息和平衡維持策略有較大的個(gè)體差異，這可能是運(yùn)動(dòng)員日常生活和長(zhǎng)期訓(xùn)練中的不同活動(dòng)策略所引起（Kashlan et al.，1998）。

本研究的假設(shè)得到了驗(yàn)證。男、女運(yùn)動(dòng)員在T1、T2條件下的本體感覺作用占比均有增加，但增加程度較小。在視覺消除時(shí)，運(yùn)動(dòng)員雖然會(huì)增加本體感覺代替視覺功能，但主要仍然依靠提高前庭感覺維持自身的平衡。T1條件下3種感覺系統(tǒng)相互作用時(shí)，男、女運(yùn)動(dòng)員感覺作用的重要程度表現(xiàn)出同樣特征，前庭感覺作用占比最高、視覺感覺作用占比最低，本體感覺與前庭感覺作用差距較小，運(yùn)動(dòng)員在維持自身平衡時(shí)，需要更多地注意提升影響程度較大的本體感覺與前庭感覺。

本研究在評(píng)估各種不同感覺交互作用時(shí)，可以通過閉眼完全消除視覺感覺作用。針對(duì)消除本體感覺作用，雖然劉波等（2007）提出利用站立與海綿墊方式可以有效消除本體感覺的輸入，但不能完全消除全身的本體感覺輸入，且由于項(xiàng)目的特殊性以及國(guó)家隊(duì)人數(shù)原因，本研究所測(cè)試的樣本量有限，未來仍需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1）男、女運(yùn)動(dòng)員在不同條件下維持自身平衡時(shí)感覺的相互作用展示出相同特征，前庭感覺作用均占有最大的比重，其次是本體感覺和視覺，應(yīng)針對(duì)前庭感覺進(jìn)行有效訓(xùn)練，增加落地時(shí)的平衡穩(wěn)定控制能力。

2）運(yùn)動(dòng)員視覺或本體感覺系統(tǒng)受到干擾時(shí)，其他感覺系統(tǒng)作用增加以維持人體平衡，比賽中面對(duì)雪質(zhì)不適問題時(shí)，需要其他感覺作用替代維持平衡，較好的感覺功能配合會(huì)有效降低落地時(shí)失誤率。

3）視覺或本體感覺受到干擾時(shí)，男、女運(yùn)動(dòng)員選擇替代的感覺系統(tǒng)沒有展示出相同的特征，應(yīng)針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員制定不同的平衡訓(xùn)練策略。