до 200 000 человек в США ежегодно растягивают или рвут переднюю крестообразную связку. И среди юных спортсменов поднялись слезы. Участвующие факторы многочисленны. Для профилактики исследователи сосредотачиваются в первую очередь на физическом. Несмотря на некоторый успех, профилактические программы могут снизить риск травм колена более чем на 50 процентов. В таких видах спорта, как футбол, требующих спринтов и ударов вперед-назад, бесконтактные травмы передней крестообразной связки все еще случаются, даже у очень сильных и физически подготовленных спортсменов.
Когнитивный ввод, физическое движение
Физические факторы, такие как степень, в которой колено сгибается и подгибается внутрь во время приземления и резки, а также сила бедра и ноги, контролируются и зависят от сложных взаимодействий между мозгом и периферическими нервами. Новые исследования показывают, что то, как мозг обрабатывает эту сенсорную и когнитивную информацию, может влиять на модели движений, которые повышают риск травм — другими словами, лучшая и более эффективная обработка может привести к менее рискованным движениям.
Движение начинается и продолжается по плану. Нейробиологи считают, что вместо того, чтобы координировать каждое движение в режиме реального времени, мозг постоянно планирует на шаг вперед.
— говорит Дастин Грумс, невролог и спортивный тренер. и профессор физиотерапии в Университете Огайо.
По словам Грумса, после первоначального планирования и принятия решения моторная кора посылает импульсы мышцам для выполнения движения. «Если все идет по плану, когда сенсорные предсказания мозга совпадают с окружающей средой, и движение происходит в соответствии с предсказаниями мозга, вы получаете эффективный нейронный ответ, который поддерживает движение тела без чрезмерной мозговой активности».
Но если ваша интеграция того, что вы видите, и проприоцепции (ощущение, которое говорит вам, где ваши суставы находятся в пространстве) не работает, наберитесь мужества. И если ошибка предсказания слишком велика, мозжечок — часть мозга, контролирующая движения, — не сможет ее исправить достаточно быстро.
В этом случае, говорит Грумс, области мозга, обычно используемые для помощи в пространственной обработке, навигации и мультисенсорной интеграции, смещаются, чтобы контролировать только одну часть тела, например, ступни. С таким количеством конкурирующих требований — например, во время соревновательной игры — мозг может быть не в состоянии восстановить поврежденное колено или лодыжку за долю секунды, которая требуется для разрыва связки.
«Когда вы начинаете ставить спортсменов в несколько сценариев задач или в непредвиденных обстоятельствах, вы начинаете видеть, что некоторые из этих рискованных механизмов становятся более очевидными», — сказал Джейсон Авидиан, эксперт по биомеханике и директор по науке о физических упражнениях для олимпийских видов спорта в Университете Клемсона. Возникает вопрос: «Есть ли [athletes] Уделять достаточно внимания тому, что уместно, а что неуместно? “
Хотя исследователям трудно воспроизвести динамические условия, с которыми сталкиваются спортсмены на высокой скорости в лаборатории, в одном недавнем исследовании была предпринята попытка выявить различия в активности мозга в управлении 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 Анализируются прыжки с приземления с 12-дюймового ящика, Они обнаружили, что области мозга, обычно отвечающие за объединение визуальной информации с вниманием и осанкой, показали повышенную активность у спортсменов с более тяжелой механикой колена.
В некотором смысле группа повышенного риска заимствовала мозговую мощь из областей когнитивной обработки для координации движений. Это становится проблемой, когда эти спортсмены пытаются ориентироваться в сложной спортивной среде, например, пытаются вести защитника по футбольному полю.
По сути, люди, демонстрирующие более низкую эффективность обработки нейронных сигналов, с большей вероятностью демонстрируют механизмы, подверженные риску.
«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», — сказал Скотт Монфорт, исследователь и содиректор Лаборатории нервно-мышечной биомеханики в Университете штата Монтана. .
«От того, насколько хорошо мы улавливаем и реагируем на правильные сигналы, зависит, насколько эффективно и безопасно мы двигаемся, будь то прогулка по оживленной улице или попытка избежать соперника во время занятий спортом», — говорит он.
Монфорт изучал, как биомеханика становится более опасной, когда движения выполняются с дополнительными когнитивными ограничениями, такими как уклонение от противника.
Его исследование, опубликованное в Американском журнале спортивной медицины, изучало, 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 дриблингом или без него. Положение колена во время режущего движения оценивается и анализируется.
Исследователи обнаружили, что плохая зрительно-пространственная память была связана с более опасной механикой колена при ведении мяча, когда есть дополнительные требования к отслеживанию и планированию движения футбольного мяча.
Хотя исследования показывают более высокий риск травм, когда эффективность нервов снижается во время динамических движений, взаимосвязь может быть обратной. травмы колена или голени. Это может изменить нервно-мышечный контроль, что еще больше повлияет на риск повторного заражения.
В более позднем совместном исследовании Монфорта Диа и Грума была обнаружена более выраженная разница в балансе одной ноги, когда испытуемые, перенесшие реконструкцию передней крестообразной связки, должны были идентифицировать и запоминать информацию, отображаемую на экране перед ними.
Однако еще предстоит определить важность 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 двигательных требований, а также отдельные тесты когнитивных способностей», — сказал Монфорт.
Монфорт считает, что тренировки в условиях, отражающих сценарии реального мира, которые включают одновременные когнитивные и двигательные требования, «могут увеличить потенциальные преимущества реальных результатов».
Одним из препятствий на пути восстановления после травмы или операции может быть сама программа реабилитации.
«Наша реабилитация может продвигать эту стратегию неврологической компенсации — смотреть и думать о четырехглавой мышце — но нам нужно думать о неврологических аспектах этой реабилитации, связанных с развитием. [attention, sensory processing, visual-cognition] Помимо особой прочности», — сказал Жених.
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.
Жених сказал, что физические упражнения и даже большинство занятий в повседневной жизни предъявляют уникальные требования к нервной системе, и стандартная программа тренировок может 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 ее требованиям».
