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2019/12/16

跑步的運動科學與肌肉運動參數解讀

在運動科學中,常常會利用儀器測量關節移動與肌肉電位訊號觀察跑者的運動模式,然而,我們該如何解讀呢?讓我們透過這篇文章打開視野。

跑步的運動科學,不只是『庶民跑者』該懂,連『經濟跑者』也該懂。

首先,小編想問自己『跑步研究的探底了沒?』

應該還沒。然而,在這之前,總得先了解這些研究者有哪些共同點能夠整合,讓我們更知道研究背後的秘密。

重點摘要:

A.每一塊肌肉的形狀會影響力量傳導,因此,善用它的功能,對肌肉的功能做訓練。

B.力量的傳導即是接受地面反作用力,用何種方式承受反作用力很重要,是有剛性的還是有彈性,重點在你想怎麼施力。

C.跑步週期是時間序列與空間序列的幾何排列,找出對應關係,自然解決技術問題。

 

第一:肌肉的組合形狀會影響肌肉收縮模式與擔任的角色。

例如:

可以明顯看出來每條肌肉的形狀不同,這可以說明的是隨著跑步過程中,地面反作用力由下往上傳遞的過程中,會自然分散或者同時擠壓在某個區塊上,因此,腿部的肌肉像是大腿前側的股四頭肌群,屬於Bi-Pennate,反作用力便會在一推一拉的狀態下產生張力,則與腿後腱肌群的Parallel的方式不同,單純在拉力狀態,所附屬的功能也不同。

亦就是說:為何多數研究都發現『腿後腱肌群是衝刺或者速度的關鍵』,因為在落地過程中,肌肉形狀的不同加上為了輔助骨盆抬高與旋轉的功能,使得腿後腱肌群在肌肉電位訊號與電腦模擬跑步模組都佔了相當重要的腳色。

在小編參加愛爾蘭跑步研討會時,Dr. Bosch提到『muscle deformation』與『shear force』,剛開始還真的很難懂,於是在經過一番解釋後,大致上的定義是『肌肉在重疊的過程中,由於不同的形狀排列,使得產生的推力與拉力結構不同,它們會自然找到合理的運動模組,再透過肌肉筋膜的分散與整合之間壓力,然而在重疊區會有剪力出現,這會使得受傷機制提高,但假設共同收縮效益提高,剪力便會下降』。

即便這概念無法回答完所有問題,畢竟筋膜研究來自屍體,很難在完整結構上看出彼此之間的整合。

小結:當然,我們不能說單一條肌肉就負責全部執行能力,因為人體機制不是光靠某塊肌肉特別強,就能夠特別執行甚麼運動。重點是『協調』每一塊肌肉的使用比例,『整合』每一塊肌肉的發展。

 

第二:地面反作用力的力量分佈趨勢。

無論是Dr. Morin認為地面反作用力的水平分力是衝刺加速的關鍵,亦或Dr. Weyand認為衝刺能力與給予地面的垂直反作用力是重要的。因為不管在腳給地面施力的狀態下,反作用力是給與身體的回饋,身體必須利用肌肉肌腱系統來儲存與釋放這些力量,再者肌肉肌腱系統會帶領著關節活動來執行適當的運動角度,直到能量耗竭或者抵達終點為止,反作用力與地面反作用力的關係才會接近是平衡狀態,處於不動的靜止狀態。

換句話說:當我們執著於推蹬,就非常有可能使得水平作用力提高,因為『這股水平力量控制的是前後方向』,因此,Dr. Morin曾經在一篇研究討論過當推進力提高,煞車力減少時,就能夠使得跑步速度提升,這代表著『接觸時間下降』,減少過多的『肌肉肌腱系統』耗損,或者保持『下肢的剛性』。

然而Dr. Weyand的觀點也可以說服很多人,因為身體體重所能夠產生相對比例的力量是重要的,間單來說,他認為衝刺選手之所以強壯,是因為他們的質量可以產生更多力量,如同四肢動物奔跑一般,他們的重量足夠讓他們產生對應的速度。

垂直作用力正是關乎我們所我踩下去的每一步『上下』的關鍵,但這代表著『如果身體少了快速往前移動的動作,即便我們給予地面更多向下的力量,獲得更多向上的反作用力,可能效益上還有些許不足』。當然,這只是小編的觀點,不代表博士講的。

而Dr. Weyand也在小編參加愛爾蘭的研討會中提到,重點在於『接觸時間』以及『身體給予地面的相對垂直力量』,耐力選手與衝刺選手的差異便在於體重與體型上的差異,因此,在訓練過程中,會自然出現差異性出來。

什麼意思?亦就說經過不同的訓練法則,人體會隨著訓練,改變自己給予地面反作用力的狀態,而人體的形體隨之改變,是因為為了維持自己在比賽項目中的優勢。

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