Почему некоторые спортсмены реже рвут переднюю крестообразную связку?

как можно больше 200 000 человек в США ежегодно растягивают или рвут передние крестообразные связки. И слезы поднимаются между юные спортсмены. Участвующие факторы многочисленны. Для профилактики исследователи сосредоточились в первую очередь на физическом. Хотя с некоторым успехом — профилактические программы могут снизить Риск травмы колена составляет более 50 процентов. В таких видах спорта, как футбол, требующих быстрого бега и резких движений вперед и назад, бесконтактные травмы передней крестообразной связки по-прежнему случаются даже у очень сильных и физически подготовленных спортсменов.

Когнитивный ввод, физическое движение

Физические факторы, такие как степень, в которой колено сгибается и загибается внутрь во время приземления и резки, а также сила бедра и ноги, контролируются и зависят от сложного взаимодействия между мозгом и периферическими нервами. Новые исследования показывают, что то, как мозг обрабатывает эти сенсорные и когнитивные входные данные, может влиять на модели движений, которые увеличивают риск травм — другими словами, лучшая и более эффективная обработка может привести к менее рискованным движениям.

Движение начинается и продолжается по плану. Эксперты в области неврологии считают, что вместо того, чтобы координировать каждое движение в режиме реального времени, мозг постоянно планирует один шаг вперед.

— говорит Дастин Грумс, нейробиолог и спортивный тренер. и профессор физиотерапии в Университете Огайо.

По словам Грумса, после первоначального планирования и принятия решения моторная кора посылает импульс мышцам для выполнения движения. «Если все идет по плану, когда сенсорные прогнозы мозга совпадают с окружающей средой, а движения происходят в соответствии с предсказаниями мозга, вы получаете эффективный нейронный ответ, который поддерживает движение тела без какой-либо чрезмерной мозговой активности».

Но если ваша интеграция того, что вы видите, и проприоцепция (ощущение, которое говорит вам, где ваши суставы в пространстве) не работают, будьте осторожны. И если ошибка прогноза слишком велика, мозжечок — часть мозга, контролирующая движения — не сможет достаточно быстро ее исправить.

В этом случае, говорит Грумс, области мозга, которые обычно используются для пространственной обработки, навигации и мультисенсорной интеграции, перенаправляются на управление только одной частью тела, например ногой. С таким количеством конкурирующих требований — например, во время соревновательной игры — мозг может быть не в состоянии исправить неисправность колена или лодыжки за доли секунды, необходимые для разрыва связки.

«Когда вы начинаете сталкивать спортсменов с двумя задачами или в непредвиденных обстоятельствах, вы начинаете замечать, что некоторые из этих рискованных механизмов становятся более очевидными», — говорит Джейсон Авидиан, эксперт по биомеханике и директор спортивной науки по олимпийским видам спорта в Университете Клемсона. Возникает вопрос: «Есть ли [athletes] Уделять достаточно внимания тому, что уместно, а что неуместно? «

Действительно ли бег вредит коленям?

Хотя исследователям трудно воспроизвести динамические, высокоскоростные условия, с которыми сталкиваются спортсмены в лаборатории, Одно недавнее исследование Попытка определить различия в активности мозга при контроле над коленом у спортсменов с высоким и низким риском.

Неврологическая компетентность и риск травм

Исследователи под руководством Грумса в сочетании с функциональной магнитно-резонансной томографией мозга проанализировали механику коленного сустава группы школьниц-футболисток. Когда движение связано с Анализировалось приземление в прыжке с 12-дюймового ящика, Они обнаружили, что области мозга, обычно отвечающие за объединение визуальной информации с вниманием и положением тела, показали повышенную активность у спортсменов с более тяжелой механикой колена.

В некотором смысле, более рискованная группа заимствовала мозговую мощность из областей когнитивной обработки, чтобы координировать движения. Это становится проблемой, когда эти спортсмены пытаются ориентироваться в сложной спортивной среде, например, пытаясь обыграть защитника на футбольном поле.

По сути, люди, показавшие более низкую эффективность обработки нейронных сигналов, с большей вероятностью проявляли рискованные механизмы.

«Повседневные задачи и спортивная среда требуют от нас сбалансировать двигательные и когнитивные потребности, поскольку мы обрабатываем и обрабатываем информацию из окружающей среды, чтобы определить, как мы двигаемся», — говорит Скотт Монфорт, исследователь и содиректор Лаборатории нервно-мышечной биомеханики в Университете штата Монтана. .

«От того, насколько хорошо мы улавливаем и реагируем на соответствующие сигналы, зависит, насколько эффективно и безопасно мы двигаемся, будь то прогулка по оживленной улице или попытка уклониться от соперника во время занятий спортом», — говорит он.

Монфорт изучает, как биомеханика становится более опасной, когда движение выполняется с дополнительными когнитивными ограничениями, такими как уклонение от противника.

его исследованиекоторый был опубликован в Американском журнале спортивной медицины, исследовал, как когнитивные способности связаны с нервно-мышечным контролем в группе из 15 футболистов.

В дополнение к когнитивной оценке зрительной и вербальной памяти, времени реакции и скорости обработки информации испытуемых просили выполнить последовательные 45-градусные попытки с футбольным дриблингом или без него. Положение колена во время режущих движений оценивалось и анализировалось.

Исследователи обнаружили, что плохая зрительно-пространственная память была связана с более опасной механикой колена при ведении мяча, когда возникали дополнительные требования к отслеживанию и планированию движения футбольного мяча.

Хотя исследования указывают на более высокий риск травм, когда нейронная эффективность снижается во время динамических движений, связь может существовать и по-другому. травма колена или лодыжка Это может изменить нервно-мышечный контроль, что еще больше повлияет на риск повторного заражения.

Более свежее совместное исследование Monfort Он и Грум обнаружили более выраженные различия в балансе на одной ноге, когда испытуемые, у которых была реконструкция передней крестообразной связки, должны были идентифицировать и запоминать информацию, отображаемую на экране перед ними.

Действительно ли упражнения помогают старению мозга? Новое исследование вызывает вопросы.

Однако еще не определено значение когнитивно-моторной функции при спортивных травмах и то, как она может варьироваться в зависимости от возраста, уровня опыта или генов.

«Есть некоторые свидетельства того, что более опытные спортсмены могут лучше выполнять задачи, требующие баланса когнитивных и моторных функций, а также отдельные тесты когнитивных способностей», — говорит Монфорт.

Монфорт говорит, что, по его мнению, тренировки в условиях, которые отражают сценарии реального мира, которые включают одновременные когнитивные и двигательные требования, «могут улучшить потенциальную пользу от реальных результатов».

Одно из препятствий на пути восстановления после травмы или операции может исходить от самих программ реабилитации.

«Наша реабилитация может продвигать эту стратегию неврологической компенсации — смотреть и думать о четырехглавой мышце — когда вместо этого нам нужно думать о прогрессировании этого неврологического аспекта реабилитации. [attention, sensory processing, visual-cognition] В дополнение к типичной силе», — говорит Грумс.

Улучшить навыки обработки информации можно так же просто, как попросить спортсменов реагировать на визуальные стимулы — например, добавлять числа на флэш-картах или двигаться в ответ на разноцветные огни — во время прыжков или прыжков из стороны в сторону.

Женихи говорят, что спорт и даже большинство повседневных занятий предъявляют уникальные требования к нервной системе, и стандартные программы упражнений могут стимулировать мышцы, но не нервную систему.

«Мы действительно хорошо думаем о том, что должны делать суставы, что должны делать мышцы», — говорит Грумс. «Но мы должны попытаться подумать о том, что должна делать нервная система и как ей, возможно, придется приспосабливаться и приспосабливаться к предъявляемым к ней требованиям».

Подпишитесь на информационный бюллетень Well + Being, ваш источник советов экспертов и простых советов, которые помогут вам жить хорошо каждый день.