青少年女子足球運(yùn)動(dòng)員FMS與執(zhí)行功能相關(guān)性分析

溫子豪, 許瑞平, 王興芝, 何衛(wèi)龍

(廣州市體育科學(xué)研究所,廣東 廣州 510620)

身體動(dòng)作是運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的窗口。在運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域,動(dòng)作是體育的基本構(gòu)成單元[1],也是運(yùn)動(dòng)技術(shù)的本源及身體素質(zhì)的載體。功能性動(dòng)作是指人類為滿足社會(huì)生存或發(fā)展需要,基于生物力學(xué)并滿足客觀情景變化所需要的動(dòng)作。該類別動(dòng)作通常涉及身體軀干肌肉骨骼系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)支配下的多平面、多關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式[2]。身體功能性動(dòng)作篩查恰恰是一種低成本、易操作、便于量化的功能動(dòng)作篩查方法,它通過捕捉基本動(dòng)作、動(dòng)作模式中的動(dòng)作控制及基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)能力等信息,尋找可能存在的動(dòng)作缺陷、不對(duì)稱等功能薄弱環(huán)節(jié)的一種科學(xué)方法。盡管目前對(duì)FMS損傷風(fēng)險(xiǎn)存在爭(zhēng)議[3-4],但FMS對(duì)評(píng)估動(dòng)作代償和建立動(dòng)作模式具有重要意義。至今,FMS在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用非常廣泛,它在改善不良體態(tài)結(jié)構(gòu)、糾正異常動(dòng)作模式、評(píng)估動(dòng)作功能障礙及促進(jìn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)等方面具有良好的指導(dǎo)作用。

執(zhí)行功能(Executive function,EF)是指一系列發(fā)生在人類大腦中復(fù)雜的高級(jí)認(rèn)知加工過程[5]。有研究[6]把EF的中心要素分為三大組件:抑制、刷新和轉(zhuǎn)換。過往的一些研究揭示了身體活動(dòng)與認(rèn)知發(fā)展之間的部分聯(lián)系,逐漸描繪出運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能的增益機(jī)制及其效量關(guān)系。

探究動(dòng)作功能與執(zhí)行功能間的關(guān)系有助于推進(jìn)功能訓(xùn)練體系的完善,了解不同水平的執(zhí)行功能與動(dòng)作質(zhì)量的相關(guān)性。本文對(duì)女子足球運(yùn)動(dòng)員群體進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集,就其FMS與執(zhí)行功能的相關(guān)性進(jìn)行分析,為促進(jìn)體能訓(xùn)練學(xué)、發(fā)展心理學(xué)等現(xiàn)代學(xué)科的發(fā)展提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

整群抽取廣州足協(xié)46名女子足球運(yùn)動(dòng)員,其中U17梯隊(duì)22人,U15梯隊(duì)24人(表1)。調(diào)查對(duì)象均為現(xiàn)役運(yùn)動(dòng)員,其中,國家一級(jí)運(yùn)動(dòng)員21名,國家二級(jí)運(yùn)動(dòng)員1名。受試對(duì)象身體健康,無運(yùn)動(dòng)及認(rèn)知方面的障礙,能獨(dú)立完成測(cè)試。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)法

身體功能性動(dòng)作篩查:包括上舉深蹲、跨欄步、直線弓箭步、肩關(guān)節(jié)靈活性、仰臥直腿上抬、核心穩(wěn)定俯臥撐、改良后的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、踝關(guān)節(jié)排除測(cè)試、肩部排除測(cè)試、脊柱伸展排除測(cè)試、脊柱屈曲排除測(cè)試。為確保測(cè)評(píng)質(zhì)量,功能動(dòng)作篩查有3名測(cè)評(píng)員,最終評(píng)分由3名測(cè)評(píng)員共同復(fù)核后取均值所得。

執(zhí)行功能測(cè)試:認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制水平測(cè)量采用經(jīng)典方式,其中工作記憶與刷新能力采用N-back任務(wù)測(cè)量法,抑制控制功能采用沖突抑制任務(wù)形式,即數(shù)字Stroop測(cè)量,認(rèn)知靈活程度采用數(shù)字規(guī)則轉(zhuǎn)換任務(wù)進(jìn)行測(cè)量。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

采集的原始數(shù)據(jù)通過Epidata創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文檔,導(dǎo)出至2010版Excel整理保存,去除無效樣本,對(duì)異常值進(jìn)行剔除。采用SPSS 17.0對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。本研究采用Shapiro-Wilk對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),由于測(cè)量結(jié)果均為連續(xù)變量,若雙變量均符合正態(tài)分布則進(jìn)行Pearson相關(guān)分析,不符合則進(jìn)行Spearman相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1 運(yùn)動(dòng)員身體功能性動(dòng)作篩查結(jié)果

參加功能性動(dòng)作篩查的46名運(yùn)動(dòng)員中總分低于等于14分的共有26例,占56.5%,總分高于14分以上的共有20例,占43.5%,綜合總分最高為18分,最低為10分,提示隊(duì)伍整體動(dòng)作功能狀態(tài)欠佳。

在FMS的7項(xiàng)動(dòng)作測(cè)試中,平均得分最高的項(xiàng)目為主動(dòng)直腿上抬測(cè)試,得分為2.87分±0.34分,平均得分最低的項(xiàng)目為改良后的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性測(cè)試,得分為1.22分±0.59分。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行Shapiro-Wilk樣本分布檢驗(yàn)(表2)顯示,FMS綜合總分顯著性水平為P>0.05,接受虛無假設(shè),認(rèn)定46名運(yùn)動(dòng)員FMS總分服從正態(tài)分布,其他各項(xiàng)顯著性水平均為P<0.05,不符合正態(tài)分布。

表2 運(yùn)動(dòng)員FMS得分一覽 分

2.2 運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行功能測(cè)試結(jié)果

執(zhí)行功能測(cè)試結(jié)果顯示有效樣本共46例。平均反應(yīng)時(shí)(Reaction Time,RT)最快的是數(shù)字大小轉(zhuǎn)換及數(shù)字Stroop一致任務(wù),平均反應(yīng)時(shí)最慢的是混合轉(zhuǎn)換任務(wù)與N-Back任務(wù)。在結(jié)果正確率(Accuracy,ACC)方面,正確率最高的是數(shù)字大小轉(zhuǎn)換任務(wù)及計(jì)數(shù)Stroop中性任務(wù),正確率最低的是N-Back任務(wù)與計(jì)數(shù)Stroop的不一致任務(wù)。反應(yīng)時(shí)間的快慢與正確率的高低都能有效反映測(cè)試任務(wù)的困難程度,總體上看,困難程度較大的為N-Back任務(wù)、計(jì)數(shù)Stroop不一致任務(wù)及混合轉(zhuǎn)換任務(wù)。執(zhí)行能力各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)樣本分布檢驗(yàn)(表3)顯示,N-Back任務(wù)反應(yīng)時(shí)、數(shù)字轉(zhuǎn)換任務(wù)中大小轉(zhuǎn)換和混合轉(zhuǎn)換反應(yīng)時(shí)等3項(xiàng)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,其他幾項(xiàng)數(shù)據(jù)均不服從正態(tài)分布。

表3 運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行功能測(cè)試結(jié)果

2.3 身體動(dòng)作功能與執(zhí)行功能相關(guān)性結(jié)果

通過Shapiro-Wilk樣本分布檢驗(yàn)的結(jié)果得知,只有部分?jǐn)?shù)據(jù)服從正態(tài)分布,且各項(xiàng)指標(biāo)均為連續(xù)變量,因此,進(jìn)行Spearman相關(guān)性分析。本文并不討論FMS與執(zhí)行功能各子項(xiàng)指標(biāo)之間的自相關(guān)關(guān)系,相關(guān)性分析結(jié)果由兩部分組成:一部分為FMS與執(zhí)行功能RT的相關(guān)性分析;另一部分為FMS與執(zhí)行功能ACC的相關(guān)性分析。

FMS與執(zhí)行功能RT之間并無明顯的邏輯關(guān)系,盡管2個(gè)樣本變量之間存在數(shù)理關(guān)系。N-Back的平均反應(yīng)時(shí)間與旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的得分存在正相關(guān),Spearman相關(guān)系數(shù)為0.410,且呈雙側(cè)極顯著性(P<0.01),但不能說明平均反應(yīng)時(shí)越慢,旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性得分越高,沒有文獻(xiàn)支持這一論點(diǎn)。

本文主要討論FMS與執(zhí)行能力ACC的相關(guān)性,剔除無效數(shù)據(jù),在41個(gè)有效樣本量數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析中:FMS綜合得分與控制抑制能力數(shù)字Stroop不一致任務(wù)ACC存在極顯著相關(guān)(P<0.01),Spearman相關(guān)系數(shù)為0.511;FMS綜合得分與轉(zhuǎn)換能力數(shù)字大小轉(zhuǎn)換任務(wù)ACC存在顯著性相關(guān)(P<0.05),Spearman相關(guān)系數(shù)為0.390;FMS綜合得分與轉(zhuǎn)換能力數(shù)字混合轉(zhuǎn)換任務(wù)ACC存在顯著性相關(guān)(P<0.05),Spearman相關(guān)系數(shù)為0.308。

在FMS子項(xiàng)中,通過相關(guān)性分析結(jié)果得知,RS與PU 2項(xiàng)測(cè)試均與控制抑制能力數(shù)字Stroop不一致任務(wù)ACC存在極顯著相關(guān)性(P<0.01),Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.402和0.400。ASLR與數(shù)字Stroop中性任務(wù)ACC和數(shù)字大小轉(zhuǎn)換任務(wù)ACC存在顯著性相關(guān)(P<0.05),Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.332和0.362。RU除了與數(shù)字Stroop不一致任務(wù)ACC存在正相關(guān)外,還與數(shù)字大小轉(zhuǎn)換任務(wù)ACC及數(shù)字混合轉(zhuǎn)換任務(wù)ACC存在顯著相關(guān)性(P<0.05),Spearman相關(guān)系數(shù)分別為0.357和0.388。

3 分析與討論

3.1 動(dòng)作功能與執(zhí)行功能的神經(jīng)生物學(xué)聯(lián)系

運(yùn)動(dòng)員在完成功能性動(dòng)作的過程中,與認(rèn)知功能在某種程度上共享相同的腦區(qū)[7],如前額葉、頂葉、顳葉、扣帶回、海馬體、下丘腦、運(yùn)動(dòng)皮層、小腦等,這是兩者的基本聯(lián)系,同時(shí)也是運(yùn)動(dòng)改善相關(guān)腦區(qū)激活模式與激活程度的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)[8]。運(yùn)動(dòng)刺激增加腦區(qū)之間的功能連接,增加激素、生長因子、神經(jīng)遞質(zhì)等物質(zhì)的釋放,增強(qiáng)相關(guān)腦區(qū)的基因表達(dá),改善腦組織的抗氧化能力。

3.2 動(dòng)作功能與粗大動(dòng)作發(fā)育

功能性動(dòng)作在動(dòng)作發(fā)育學(xué)上的定義可以歸納為大肌肉群的動(dòng)作發(fā)展模塊,即粗大動(dòng)作發(fā)育,但功能性動(dòng)作與粗大動(dòng)作并非完全一致。盡管這些動(dòng)作模式都由人體基本運(yùn)動(dòng)模式構(gòu)成,粗大動(dòng)作發(fā)育包含了空間位移及物件操作的身體動(dòng)作發(fā)展,然而功能動(dòng)作體系具有更為明顯的社會(huì)適應(yīng)性,它是粗大動(dòng)作發(fā)育的延伸,功能動(dòng)作體系與認(rèn)知的聯(lián)系更為密切。功能動(dòng)作體系注重本體感覺的促進(jìn)與發(fā)展,強(qiáng)調(diào)動(dòng)作模式對(duì)神經(jīng)肌肉的支配。

動(dòng)作發(fā)育涵蓋了粗大動(dòng)作和精細(xì)動(dòng)作,但無論是大肌群還是小肌群的動(dòng)作發(fā)育,都有大腦神經(jīng)發(fā)育基礎(chǔ)[9]。因此,可通過運(yùn)動(dòng)改善對(duì)應(yīng)腦區(qū)的功能狀況。同樣,認(rèn)知功能的發(fā)展也可促進(jìn)共享腦區(qū)的功能狀況。在本研究中,動(dòng)作功能與執(zhí)行功能存在相關(guān)性,轉(zhuǎn)換和控制抑制水平與動(dòng)作功能存在正相關(guān)關(guān)系。因此,在功能性動(dòng)作篩查中發(fā)現(xiàn)動(dòng)作功能障礙,可以圍繞動(dòng)作功能開展,也可圍繞認(rèn)知功能展開。

4 結(jié)論與建議

FMS與執(zhí)行功能測(cè)試ACC的相關(guān)性分析結(jié)果表明:FMS綜合得分與執(zhí)行功能中轉(zhuǎn)換任務(wù)(數(shù)字大小轉(zhuǎn)換及混合轉(zhuǎn)換)的正確率存在顯著正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)程度一般;FMS綜合得分與執(zhí)行功能中較為困難的沖突抑制任務(wù)(數(shù)字Stroop不一致任務(wù))的正確率存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)程度高。

相關(guān)分析結(jié)果證實(shí),動(dòng)作功能與認(rèn)知執(zhí)行功能存在相互關(guān)系,這可能與認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)任務(wù)所涉及腦區(qū)的共享機(jī)制有關(guān)。在動(dòng)作功能評(píng)估過程中,需要全面審視動(dòng)作功能表現(xiàn)的內(nèi)外聯(lián)系,穩(wěn)定性與動(dòng)作控制的功能障礙可能與抑制控制的功能水平相關(guān),有待進(jìn)一步深入研究。