運動生理週訊(第524期)
專項訓練與協調缺損(coordination deficits)(May 06, 2024)
王順正、林玉瓊
早期專項訓練 (early specialization) 是指青少年在青春期前，進行全年、高強度、單一運動項目 (排除其他運動)、刻意練習 (deliberate practice) 的訓練。這種過早專項訓練的結果，可以獲得成績快速進步的效果，但是在青春期後就會出現成績不穩定、過度使用運動傷害 (overuse injury) 增加、倦怠、...等問題出現 (王順正、林玉瓊，2024)。
協調 (coordination) 是指身體統合神經、肌肉系統以產生正確、和諧優雅的活動能力。能夠和諧地將人體運動的時間、韻律和順序三方面調和在一起、共同運作，對運動來說非常重要。運動中的協調能力可分為神經、肌肉和動作協調三部份。神經協調是在完成動作時神經過程的興奮和抑制的相互配合和協同；肌肉協調是指肌肉適宜而合理的用力，其中包括工作肌用力的程度和用力的時間程序，而用力的程度取決於參與工作的肌肉和肌纖維的數量，用力的時間程序則是指肌肉緊張和放鬆的相互配合；動作協調性是有機體各部份在空間和時間上的相互配合，取決於本體感受所提供的信息。
通常，7至14歲是發展協調能力的最有利時期，其中6至9歲是一般協調能力發展的最有利時期，9至14歲則是發展專門性的協調能力最為有利；13至16歲 (即青春期開始後的幾年內) 協調能力的發展則不太穩定，16至19歲時發育趨向結束，此時其他的體能要素也已得到發展，因此，可以表現出極好的身體協調能力 (
運動生理學網站，2006)。由於早期專項訓練通常在12歲之前即進行專項訓練，對於青春期之後才會完整發展的協調能力，是否會有限制、或協調缺損 (coordination deficits) 狀況呢？
DiCesare等 (2019) 的研究，以366名專項運動訓練 (sport-specialized, 持續參與單一項目運動訓練兩年以上) 和366名綜合運動 (multisport) 的
青少年女子籃球、足球和排球運動員 (年齡13.8±2.0 歲、身高1.61±0.1 m、體重55.1±10.3 kg) 為對象，青春期前與青春期中人數各半，所有受試者接受從31公分高箱子，進行下落跳 (Drop vertical jump, DVJ) 測驗 (雙腳同時跳離箱子、同時落地、全力跳起)，測驗過程使用10個攝影機、Motion Analysis運動分析系統、240 Hz取樣頻率，進行3D軌跡資料的收集與分析。依據髖關節屈曲和膝關節屈曲等六個平均耦合角度變異性 (coupling-angle variability, CAV) 的測量 (髖屈曲/膝屈曲的關節CAV計算圖示如右圖右。上方顯示3次DVJ試驗中髖和膝的屈曲角度；下方顯示DVJ試驗的耦合角 (γ) 和平均)。
DiCesare等 (2019) 的研究發現，專項運動組在DVJ著地期間，在髖部屈曲和膝關節屈曲、膝關節屈曲和膝關節外展以及膝關節屈曲和膝關節內旋，表現出耦合角度變異性 (CAV) 顯著大於綜合運動組。慣用腳與非慣用腳的CAV，並沒有專項運動與綜合運動組別上的差異。運動項目 (籃球、足球和排球) 和成熟度不同，都不會改變CAV。早期專項訓練與矢狀面上髖和膝關節間耦合角變異性的增加有關。青少年女性專項訓練運動員，改變著陸策略會導致髖和膝關節的協調變化增加，這可能會導致著陸不穩定、力量吸收策略效率降低、或接觸力更大，從而使下肢面臨受傷的風險。
Yaserifar等 (2023) 以14名足球員和16名對照組，收集在跑步機走路過程中的髖、膝和踝關節角度變化，依據向量編碼技術，評估右腿在矢狀面上的髖膝、膝踝耦合角度變異性 (coupling angle variability, CAV)。研究結果顯示，足球員在走路的中間站立期 (mid-stance phases) 和最終站立期 (terminal-stance phases)，呈現出髖膝CAV顯著低於對照組的現象。研究推論，足球員在正常走路期間，表現出步態的動態改變，可能是由於激烈的足球訓練所致。
Formenti等 (2021) 以79名11歲以下的足球運動參與者為對象，將受試者分配到非運動專項組 (non-sport-specific, NSSG)、運動專項組 (sport-specific, SSG) 和對照組 (control, CNTG)。NSSG組訓練方案包括平衡、SAQ訓練 (速度 (speed)、敏捷 (agility) 和快速性 (quickness drills) 訓練) 和跳繩訓練的組合訓練，SSG組訓練方案包括足球技術練習、防守和進攻等比賽訓練以及練習訓練。CNTG組未參與任何運動訓練的參與者。10週訓練 (NSSG、SSG) 或習慣性活動 (CNTG) 前後，受試者都接受了一般運動協調測驗 (Harre test)、下肢動態平衡測驗 (Lower Quarter Y-balance test, YBT-LQ) 和運球測驗 (dribbling)。研究發現，NSSG組在協調能力和動態平衡測驗的進步幅度，顯著優於SSG組 (右圖)，兩組的足球運球技能具有類似的進步。青少年足球員 (青春期前) 進行為期10週的非專項運動訓練，能夠促進一般運動協調性和動態平衡的更大改善，而且不會降低足球運球技能。
有關評量青少年運動協調能力的Harre test測驗方面。Greco等 (2019) 的研究指出，Harre test是科學文獻中廣泛使用的測驗，用於評估受試者快速協調運動的能力。測驗參與者以最大速度繞著中心錐體旋轉，在三個障礙物連續通過3次 (右圖)。記錄花費的時間並記錄到0.1秒。如果測驗過程出現錯誤 (如碰到障礙物)，被測驗者可在休息2分鐘後重複嘗試。Harre test的測驗組內相關係數 (ICC) 為0.93。
Harre test影片。
Di Paolo等 (2021) 以18名少年足球員 (10 歲左右) 為對象，根據一般運動協調測驗 (Harre circuit test) 的結果，將受試者分為協調差 (poorly coordinated, PC) 和協調好 (well-coordinated, WC) 兩組。每位受試者穿著穿戴式慣性感測器 (wearable inertial sensors, MTw Awinda、Xsens，放置在腳部、小腿、大腿和腰椎L5的一組七個Xsens MVN)，進行特定運動動作 (垂直跳躍、敏捷梯、變向) 的測驗 (下圖)，以便評估受試者的運動協調性。研究發現，PC組表現出更僵硬的髖部生物力學策略 (屈曲角度降低40%) (髖部屈曲-伸展角度如右圖，紅色協調好、藍色協調差) 以及更高的髖關節內外旋轉和膝外翻。而且PC組發現雙腿膝關節顯著的不對稱 (31-39%的差異)。研究結論指出，運動協調能力差的少年足球員，在跳躍、敏捷、變向的特定運動中，會出現髖部和膝部活動範圍的改變，可能因此造成膝關節的傷害危險。
垂直跳躍、敏捷梯、變向的運動測驗圖 (Di Paolo等, 2021)
針對專項訓練與協調能力發展的研究，攝影分析下落跳著地的下肢關節耦合角度變異性 (coupling angle variability, CAV)、走路站立期的下肢關節CAV、一般運動協調測驗 (Harre test)、穿戴式慣性感測器 (Xsens) 測量關節活動範圍等，這些用來評量下肢協調或運動協調能力的測驗方法差異很大。除了Harre test的測驗方式之外，測量髖膝踝關節協調活動的測驗方式 (下落跳、跑步機走路、垂直跳、敏捷梯、變向跑等) 也都不相同，研究結果就難相互客觀對照與比較。由此可見，發展或確認評量下肢關節協調能力的有效方法，似乎是後續進一步研究應用的基礎。
長期進行專項訓練的青少年，出現協調能力與參與綜合運動的青少年不同；而且，進行平衡、SAQ訓練 (速度 (speed)、敏捷 (agility) 和快速性 (quickness drills) 訓練) 和跳繩訓練的組合訓練，對於協調能力增進效益顯著高於專項訓練 (足球)。在運動訓練的規劃中，加入提升平衡、速度、敏捷、協調能力的訓練處方，並且監控協調能力的發展，似乎可以增進訓練效果與避免運動傷害發生。
引用文獻
王順正、林玉瓊 (2024)。早期專項訓練(early specialization)。運動生理週訊，522。
運動生理學網站 (2006)。運動體能(Sport-related Physical Fitness)。http://www.epsport.net/epsport/fitness/show.asp?repno=85
DiCesare, C. A., Montalvo, A., Foss, K. D. B., Thomas, S. M., Hewett, T. E., Jayanthi, N. A., & Myer, G. D. (2019). Sport specialization and coordination differences in multisport adolescent female basketball, soccer, and volleyball athletes. Journal of Athletic Training, 54(10), 1105-1114.
Di Paolo, S., Zaffagnini, S., Pizza, N., Grassi, A., & Bragonzoni, L. (2021). Poor motor coordination elicits altered lower limb biomechanics in young football (soccer) players: implications for injury prevention through wearable sensors. Sensors, 21, 4371.
Formenti, D., Rossi, A., Bongiovanni, T., Campa, F., Cavaggioni, L., Alberti, G., Longo, S., & Trecroci, A. (2021). Effects of non-sport-specific versus sport-specific training on physical performance and perceptual response in young football players. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(4), 1962.
Greco, G., Cataldi, S., & Fischetti, F. (2019). Effectiveness of a short after-school intervention on physical fitness in school-aged children. Journal of Theories and Research in Education, 14(1), 143-164.
Yaserifar, M., Mohammadi, Z. F., Hosseininejad, S. E., Paeen Afrakoti, I. E., Meijer, K., & Boonstra, T. W. (2023). Coordination variability reduced for soccer players compared to non-athletes during the stance phase of gait. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 63(5), 630-638.
