郭笑荷,范 勇,王 健,高 瑩

(浙江大學(xué) 教育學(xué)院體育學(xué)系,浙江 杭州 310058)

平衡能力是人體依靠視覺、觸覺、本體感覺以及前庭感覺等多種感官的反饋,結(jié)合身體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)多方面協(xié)調(diào)配合完成各項(xiàng)動(dòng)作的基本能力[1]。通常情況下,平衡能力被分為兩類:靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡。前者是指人體在較小支撐面內(nèi)保持重心與姿勢相對靜止的能力[2],而后者指人體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下仍能夠維持重心穩(wěn)定和調(diào)控姿勢的能力[3]。

對于兒童而言,隨著年齡的增長,平衡能力不斷提高,并且參與特定的體育活動(dòng)能有效提高兒童的平衡能力[4]。如果平衡能力缺失或發(fā)育滯后,不僅會(huì)增加兒童運(yùn)動(dòng)損傷出現(xiàn)概率與跌倒風(fēng)險(xiǎn),還會(huì)影響兒童認(rèn)知功能的正常發(fā)育[5],導(dǎo)致兒童執(zhí)行更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)技能的效率受限[6]。

跆拳道作為一項(xiàng)以腿法為主的項(xiàng)目,90%的攻防需要以單腿支撐和踢擊的方式進(jìn)行,大量研究表明跆拳道練習(xí)者的平衡能力顯著優(yōu)于普通人[7]。跆拳道訓(xùn)練具有提升肌肉力量、改善本體覺與下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度、發(fā)展前庭功能等作用,從而全面地增進(jìn)平衡能力[8-9]。不僅如此,實(shí)戰(zhàn)過程中的激烈對抗,對于動(dòng)態(tài)平衡能力的提升優(yōu)于其他項(xiàng)目[10]。研究認(rèn)為普通人可以通過跆拳道訓(xùn)練提升平衡能力:長期的跆拳道訓(xùn)練能夠有效提高動(dòng)靜態(tài)平衡能力與步態(tài)平衡,在閉眼狀態(tài)下最顯著[11]。跆拳道訓(xùn)練可以提升11～14歲兒童單腿站立的姿勢控制能力,加快前庭功能的發(fā)展[12]。

但目前有關(guān)跆拳道的平衡效應(yīng)研究主要聚焦在學(xué)齡期兒童與成年人樣本群體,對學(xué)齡前兒童的訓(xùn)練效應(yīng)鮮有涉及。因此,本研究主要以4-6周歲的學(xué)齡前兒童和接受過三個(gè)月以上規(guī)律性跆拳道訓(xùn)練的學(xué)齡前兒童為研究對象,探討訓(xùn)練對學(xué)齡前兒童動(dòng)靜態(tài)平衡能力的影響,為學(xué)齡前兒童預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷及提升平衡能力提供理論依據(jù)。

1 對象和方法

1.1 對象

選取訓(xùn)練組受試者40名,納入標(biāo)準(zhǔn)為4～6周歲,接受三個(gè)月以上,每周訓(xùn)練次數(shù)大于一次,每次訓(xùn)練時(shí)間為60min的跆拳道訓(xùn)練。其中4～5周歲組20名,5～6周歲組20名,且各年齡組男女比例均為1:1。選取對照組受試者40名,納入標(biāo)準(zhǔn)為無跆拳道項(xiàng)目受訓(xùn)經(jīng)歷,且未參與其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的規(guī)律性訓(xùn)練。對照組兒童的數(shù)量、性別構(gòu)成和年齡結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)組一致。因特殊原因,有兩名對照組的四歲女童退出實(shí)驗(yàn),實(shí)際收集到的數(shù)據(jù)如表1所示。

其他篩選條件如下:被選兒童均無髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的損傷史或其他下肢病理狀況,并用左、右足踢球?qū)嶒?yàn)[13](將踢球距離遠(yuǎn)的一側(cè)足作為優(yōu)勢側(cè))確認(rèn)優(yōu)勢腿均為右腿。實(shí)驗(yàn)開始前,確保受試者及其監(jiān)護(hù)人了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并簽署知情同意書。

表1 受試者基本情況

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備。測試正式開始前,首先測量受試者在赤足狀態(tài)下的身高、體重、腿長等人體形態(tài)學(xué)指標(biāo)并記錄,身高、腿長精確至0.1cm,體重精確至0.01kg。隨后,集中指導(dǎo)受試者熟悉測量步驟,了解測試標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行5min慢跑與漸進(jìn)式拉伸的熱身活動(dòng)。最后休息5min開始正式測試,受試者均赤腳完成所有測試[14]。

1.2.2 靜態(tài)平衡能力測試。采用Wii-Fit平衡板進(jìn)行靜態(tài)平衡能力測試,測試內(nèi)容包括睜/閉眼并足站立與睜/閉眼右足單足站立四種模式。并足站立時(shí),要求受試者雙手自然垂于身體兩側(cè),雙腳合并中間不留空隙,自然站立于平衡板上,測試時(shí)間為30s;單足站立時(shí)要求受試者抬起左足離地10～20cm,以右足為支撐腿單足自然站立于平衡板中心,雙手自然垂于身體兩側(cè)[15],記錄正確維持姿勢的時(shí)間。若在站立過程中,出現(xiàn)攙扶他物、跌倒、非支撐腳多次點(diǎn)地或無法維持正確測試站姿,則為失誤,需重新開始測試。兩種站立方式在睜眼/閉眼狀態(tài)下均需完成2次測試,每次測試之間可休息30s。所有實(shí)驗(yàn)測試均由同一名測試人員完成。

1.2.3 動(dòng)態(tài)平衡能力測試。動(dòng)態(tài)平衡測試包括走平衡木與Y型平衡測試(YBT)。

平衡木規(guī)格為長3m、寬10cm、離地0cm。受試者聽到“開始”的口令后,迅速向平衡木的另一端走去,以受試者一只腳走下平衡木為準(zhǔn)結(jié)束記時(shí)。受試者在走平衡木的過程中,若有腳點(diǎn)地或掉落平衡木的情況則需重新開始。為了減小誤差,每名受試者均需完成兩次有效測試,取兩次成績的平均值,精確到0.01s。

在Y型平衡測試中,受試者需以右足為支撐腿單足站立于儀器的中央方塊,聽到“開始”的口令后,非支撐腿以逆時(shí)針方向依次推動(dòng)間隔120°的3個(gè)方向上的方塊,盡可能推遠(yuǎn)。每推完一個(gè)方向的方塊,非支撐腳需不落地回到中央方塊并保持單足站立,隨后開始下一個(gè)方向的測試,推完最后一個(gè)方塊需保持單足站立大于1s算測試完成。測試過程中,若出現(xiàn)支撐腳移動(dòng)、非支撐腳落地或參與支撐、開始和結(jié)束的單足姿勢保持短于1s,則不計(jì)成績,需重新開始測試。每名受試者在正式開始前,可在3個(gè)方向上進(jìn)行3次練習(xí),共需完整完成2次測試,取兩次成績的平均值[16]。

1.2.4 測試指標(biāo)。在靜態(tài)平衡測試中,并足測試的指標(biāo)為重心動(dòng)搖軌跡長(Length)和重心移動(dòng)的橢圓面積(Area),兩個(gè)值越小表明人體的靜態(tài)平衡能力越好,反之則越差。單足測試的指標(biāo)為維持姿勢時(shí)間(Time),正確維持姿勢的時(shí)間越長說明平衡能力越好,反之則越差。以上指標(biāo)被廣泛應(yīng)用于靜態(tài)平衡功能評價(jià),整體具有良好的可靠性及有效性[17]。

在動(dòng)態(tài)平衡測試中,Y型平衡測試的指標(biāo)為下肢伸展相對值,其計(jì)算如下:下肢伸展相對值=3個(gè)方向總值/腿長/3*100%,值越大表明人體動(dòng)態(tài)平衡能力越好。在走平衡木測試中,以完成時(shí)間(s)作為評價(jià)指標(biāo),完成時(shí)間越短,說明人體動(dòng)態(tài)平衡能力越好。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 訓(xùn)練組與對照組動(dòng)態(tài)平衡能力對比

獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示:訓(xùn)練組與對照組兒童在走平衡木和Y型平衡測試上差異顯著(P<0.05),訓(xùn)練組兒童走平衡木的時(shí)間短于普通組兒童,Y型平衡測試的標(biāo)準(zhǔn)值大于普通組兒童(見表2)。

表2 實(shí)驗(yàn)組與對照組各項(xiàng)動(dòng)態(tài)平衡指標(biāo)對比

圖1 訓(xùn)練組與對照組在并足站立時(shí)睜閉眼條件下COP軌跡在Area、Length的差異

2.2 訓(xùn)練組與對照組靜態(tài)平衡能力對比

如圖1所示,當(dāng)并足站立時(shí),訓(xùn)練組與對照組在兩項(xiàng)靜態(tài)平衡指標(biāo)上差異顯著(FArea=20.44,ηP2=0.12,P<0.01;FLength=174.16,ηP2=0.54,P<0.01),且訓(xùn)練組數(shù)值更小。但在視覺因素及視覺與訓(xùn)練的交互作用上均無顯著差異(F視覺=0.10,F交互=0.00,P>0.05)。事后獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析結(jié)果表明,不同組別間各項(xiàng)靜態(tài)平衡能力指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(睜眼tArea=2.64,tLength=6.60,P<0.05;閉眼tArea=3.94,tLength=17.03,P<0.01)。

如圖2所示,當(dāng)右足單足站立時(shí),站姿維持時(shí)間在訓(xùn)練、視覺及兩者間的交互作用上的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F訓(xùn)練=152.74,ηP2=0.51,P<0.01;F視覺=56.10,ηP2=0.27,P<0.01;F交互=9.65,ηP2=0.06,P<0.01)。事后獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析結(jié)果表明,不同組別間站姿維持時(shí)間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t睜=-5.93,P<0.01;t閉=-11.53,P<0.01),且同組內(nèi)閉眼單足站立時(shí)間顯著短于睜眼站立(P<0.01)。

3 討論與分析

本研究結(jié)果顯示,在走平衡木與Y型平衡測試中訓(xùn)練組表現(xiàn)均顯著優(yōu)于普通組;在并足站立與右足單足站立時(shí)實(shí)驗(yàn)組的靜態(tài)平衡能力均顯著優(yōu)于對照組,接受跆拳道訓(xùn)練的兒童動(dòng)靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通兒童。

3.1 跆拳道訓(xùn)練能夠有效提升學(xué)齡前兒童動(dòng)靜態(tài)平衡能力的原因分析

大量研究發(fā)現(xiàn)跆拳道項(xiàng)目的練習(xí)者比未接受過跆拳道訓(xùn)練的人群表現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)平衡能力[18,19];實(shí)驗(yàn)性研究證明經(jīng)過短期的跆拳道訓(xùn)練,可以有效提升普通兒童的動(dòng)態(tài)平衡能力[3,20]。龐爾江等人發(fā)現(xiàn)跆拳道訓(xùn)練能夠有效提高學(xué)齡兒童雙足站立的穩(wěn)定性,且對右足靜態(tài)站立的影響最為顯著[21];Rabello[22]與Leong[23]也通過對比壓力中心(COP)的軌跡長度、面積與穩(wěn)定時(shí)間(TTS)得出跆拳道練習(xí)者靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通人群的結(jié)論。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致:跆拳道練習(xí)者的動(dòng)靜態(tài)平衡能力優(yōu)于普通人。

核心力量與核心穩(wěn)定性在身體姿勢的控制與調(diào)整中發(fā)揮重要作用[24]。大量研究發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間的核心力量訓(xùn)練可以提升人體平衡能力[25,26]。Kahle指出核心力量訓(xùn)練導(dǎo)致核心腰腹肌群力量增加,加強(qiáng)對骨盆、脊柱及腰椎等穩(wěn)定性,為下肢運(yùn)動(dòng)提供有力支撐,進(jìn)而提升平衡能力[27]。在跆拳道訓(xùn)練中,多數(shù)動(dòng)作以單腿、旋轉(zhuǎn)為主,這對練習(xí)者核心力量與核心穩(wěn)定性要求極高。經(jīng)過跆拳道訓(xùn)練的練習(xí)者相比于未練習(xí)者具有更好的核心力量與穩(wěn)定性,因而具有更好的平衡能力。

下肢力量是影響兒童動(dòng)態(tài)平衡能力的重要因素[28],研究發(fā)現(xiàn)下肢的肌肉力量與平衡能力呈正相關(guān)[29]:幼兒在4歲時(shí)下肢肌肉力量開始快速發(fā)展,6歲幼兒的平衡能力與下肢肌力呈高度相關(guān)性。跆拳道項(xiàng)目作為以腿法攻防為主的直接對抗類項(xiàng)目,所有步伐、腿法的完成都依賴于良好的腿部力量。李文燾發(fā)現(xiàn)經(jīng)過跆拳道訓(xùn)練后,幼兒下肢肌肉力量、耐力、爆發(fā)力都有顯著提高[30]。幼兒的平衡能力與下肢力量高度相關(guān),跆拳道訓(xùn)練的可以提升幼兒的下肢肌肉力量,因而使其具有更好的平衡能力。

下肢關(guān)節(jié)的有效活動(dòng)幅度與動(dòng)態(tài)平衡能力有較強(qiáng)正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度是影響運(yùn)動(dòng)員動(dòng)態(tài)平衡能力的重要因素之一[31]。在維持身體姿勢時(shí),踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度對力的吸收與緩沖可能是影響動(dòng)態(tài)平衡能力的根本原因[33]。另外,也不能忽視髖關(guān)節(jié)外旋活動(dòng)度對動(dòng)態(tài)平衡能力的影響。在Y型平衡測試中,從動(dòng)作過程來看,左腳向后外伸展,支撐腿在屈髖屈膝的同時(shí),右側(cè)髖關(guān)節(jié)外旋較多。跆拳道訓(xùn)練要求練習(xí)者具有良好的柔韌素質(zhì),在控腿打法興盛的時(shí)代,多數(shù)得分動(dòng)作依賴于髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的活動(dòng)幅度[32]。相比于未練習(xí)者,經(jīng)過跆拳道訓(xùn)練的兒童具有更好的踝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)靈活度,因而可能具有更好的平衡能力。

3.2 視覺影響下兩組兒童的靜態(tài)平衡能力差異的原因分析

本研究結(jié)果顯示,視覺的影響在兒童右足單足站立時(shí)更為顯著;在屏蔽視覺條件下,訓(xùn)練組表現(xiàn)出更好的平衡能力。

研究發(fā)現(xiàn),對視覺信息的處理方式與依賴程度會(huì)極大地影響在視覺丟失狀態(tài)下的平衡能力。在屏蔽視覺條件下,3～6歲兒童的雙腳站姿任務(wù)對視覺信息的依賴程度降低[34],隨著站姿難度增大(并足站立到單足站立),對視覺信息的依賴程度增加。在跆拳道訓(xùn)練中,不僅練習(xí)者需要保持長時(shí)間的動(dòng)態(tài)活動(dòng),周圍環(huán)境也處于動(dòng)態(tài)變化之中。尤其在模擬實(shí)戰(zhàn)對抗訓(xùn)練中,需要練習(xí)者對腿法、戰(zhàn)術(shù)的動(dòng)態(tài)變化有準(zhǔn)確迅速的辨別和處理能力,這會(huì)極大提升練習(xí)者對視覺信息的捕捉處理能力,從而提升其在平衡測試中的表現(xiàn)。

此外,有研究表明,在屏蔽視覺時(shí),人體對前庭系統(tǒng)的依賴程度更高[37],這是由于前庭系統(tǒng)的功能主要感受直線與旋轉(zhuǎn)加速度運(yùn)動(dòng)的刺激,對平衡功能有重要作用;通常提供絕對的空間參考,以修正不準(zhǔn)確的視覺對平衡的影響。在動(dòng)態(tài)空間平衡中,前庭系統(tǒng)的反饋比力線索更加重要,且人體在高速姿勢變換中維持平衡的能力對前庭系統(tǒng)的依賴極大,反之,人體處于高速姿勢變換中會(huì)極大刺激前庭系統(tǒng)[35]。在跆拳道的訓(xùn)練中,練習(xí)者在快速連續(xù)擊打與步伐轉(zhuǎn)換中保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,在快速的重心高低變換與旋轉(zhuǎn)擊頭等動(dòng)作中能夠不斷刺激前庭系統(tǒng)。已有證據(jù)表明,跆拳道訓(xùn)練能夠刺激前庭功能的發(fā)展進(jìn)而提升運(yùn)動(dòng)員的平衡能力,在高處落地時(shí)更加穩(wěn)定[36]。這也解釋在視覺屏蔽條件下,跆拳道訓(xùn)練者的平衡測試表現(xiàn)更好。

Horak等指出,在穩(wěn)定支撐平面上,本體覺、前庭覺和視覺在維持穩(wěn)定功能中分別占70%、20%和10%。本體感覺包括運(yùn)動(dòng)覺和位置覺,運(yùn)動(dòng)覺中又包含對速度的感覺和力覺。在穩(wěn)定的支撐面上,平衡能力對本體感覺的依賴比視覺、前庭覺多[38]。因此,在雙足站立測試中,兒童主要依賴本體感覺維持身體平衡,視覺屏蔽對平衡能力的影響并不顯著。

跆拳道運(yùn)動(dòng)同以提高協(xié)調(diào)、力量和本體感覺等控制技能為目標(biāo)的神經(jīng)動(dòng)作練習(xí)較為相似,因而能夠起到較好的本體感覺鍛煉效果[39]。人體的本體感覺系統(tǒng)主要通過兩種方式對軀體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行干預(yù),一種是通過運(yùn)動(dòng)前期的預(yù)興奮發(fā)射性提高參與肌肉的力量,為姿勢的調(diào)整和承受外部負(fù)荷做好準(zhǔn)備;一種是在運(yùn)動(dòng)的過程中通過肌梭和腱器官反饋式的調(diào)整肌肉力量并協(xié)調(diào)不同肌肉之間的用力,解決軀體的穩(wěn)定、穩(wěn)定程度以及穩(wěn)定與不穩(wěn)定交替轉(zhuǎn)換的問題[40]。在跆拳道實(shí)戰(zhàn)中,對擊打距離的判斷,擊打力量與速度的控制是得分的基礎(chǔ)。在不斷地踢靶練習(xí)中,練習(xí)者對距離的把控更加準(zhǔn)確,對速度、力量的調(diào)整更加收放自如。因此,實(shí)驗(yàn)組在視覺屏蔽狀態(tài)下能表現(xiàn)出更好的平衡能力。

4 結(jié)論與建議

本研究發(fā)現(xiàn),接受跆拳道訓(xùn)練的兒童的動(dòng)靜態(tài)平衡能力顯著優(yōu)于普通兒童。跆拳道訓(xùn)練通過增強(qiáng)學(xué)齡前兒童的核心穩(wěn)定性、下肢肌肉力量、下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)度,提升視覺信息處理能力,刺激前庭覺、本體覺發(fā)展進(jìn)而提升動(dòng)靜態(tài)平衡能力。因此,學(xué)齡前兒童可以適當(dāng)參與跆拳道訓(xùn)練來提升動(dòng)靜態(tài)平衡能力,減小運(yùn)動(dòng)損傷和跌倒風(fēng)險(xiǎn)。