原創(chuàng) 蔡夢(mèng)飛 果殼

在北京冬奧會(huì)花樣滑冰男單自由滑決賽中，美籍華裔選手陳巍完成了5個(gè)四周跳，并以總分 218.63 分的成績(jī)獲得冠軍。

花樣滑冰，集藝術(shù)美感和體育動(dòng)感于一身，又被稱作“冰上芭蕾”。圖為日本選手羽生結(jié)弦丨cctv

在重大花滑比賽中，要取得好的名次，高品質(zhì)的旋轉(zhuǎn)和跳躍動(dòng)作很重要。根據(jù)此前的統(tǒng)計(jì)，在時(shí)長(zhǎng)4分半的比賽中，花滑運(yùn)動(dòng)員們平均要轉(zhuǎn)近百圈。

金博洋在開場(chǎng)的一個(gè)勾手四周跳，大多數(shù)裁判打出了滿分丨cctv

不過(guò)，作為普通觀眾，我好奇的是：在冰面上開啟超級(jí)陀螺模式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的時(shí)候……花樣滑冰選手們是怎么做到不頭暈的？

圖丨cctv

前庭系統(tǒng)反應(yīng)是關(guān)鍵

花滑選手要優(yōu)雅、連貫地完成滑行、起跳、旋轉(zhuǎn)和落地等一系列動(dòng)作，背后涉及復(fù)雜的生物力學(xué)、平衡控制和多個(gè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。

其中，要在完成各項(xiàng)動(dòng)作時(shí)的同時(shí)保持精妙的平衡，這需要內(nèi)耳的前庭系統(tǒng)（Vestibular system）參與。

前庭系統(tǒng)是負(fù)責(zé)人體自身平衡感和空間感的感知系統(tǒng)，也是保證人在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)中維持協(xié)調(diào)與平衡能力的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。從解剖結(jié)果看，它由內(nèi)耳中三個(gè)大致相互垂直的半圓管和耳石器官組成，可以分別感受旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)引發(fā)的相關(guān)刺激信號(hào)，進(jìn)而觸發(fā)人的前庭-眼動(dòng)反射（vestibulo-ocular reflex，以下簡(jiǎn)稱“ VOR”），進(jìn)而保證人們運(yùn)動(dòng)時(shí)眼中景象保持相對(duì)穩(wěn)定。

比如，人在看東西時(shí)，VOR會(huì)發(fā)揮“自動(dòng)防抖”作用，利用內(nèi)耳中的感受器分辨運(yùn)動(dòng)方向和幅度，并把這些信息傳遞給眼睛周圍的肌肉，讓眼球與頭部運(yùn)動(dòng)方向相反，抵消運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的晃動(dòng)。

頭向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，眼睛自動(dòng)轉(zhuǎn)向另一側(cè) | solvelearningdisabilities.com

那些需要整合多種復(fù)雜動(dòng)作的體育運(yùn)動(dòng)，比如花樣滑冰、芭蕾，都會(huì)強(qiáng)烈刺激前庭系統(tǒng)。那研究者要如何評(píng)估與量化這些刺激呢？總不能讓運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)，綁著各種檢測(cè)設(shè)備去滑冰和跳躍吧……

沒(méi)關(guān)系，可以在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中來(lái)模擬。具體來(lái)說(shuō)，就是被試對(duì)象坐在一個(gè)有著特殊旋轉(zhuǎn)功能的椅子上，同時(shí)戴上眼球運(yùn)動(dòng)捕捉裝置。

在黑暗環(huán)境中，椅子的突然旋轉(zhuǎn)會(huì)誘發(fā)眼球震顫。通過(guò)量化椅子的旋轉(zhuǎn)速度、眼球運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù)，可以間接評(píng)估VOR的反應(yīng)性。

在多個(gè)評(píng)估指標(biāo)中，最常用也最重要的當(dāng)屬VOR增益，也就是眼球轉(zhuǎn)動(dòng)速度和頭部旋轉(zhuǎn)速度的比值。比如，在有固定點(diǎn)的光線下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，VOR增益應(yīng)接近于1，也就是說(shuō)，在響應(yīng)頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的相等和相反的眼球旋轉(zhuǎn)，有利于穩(wěn)定注視。

一般來(lái)說(shuō)，VOR增益越低，意味著前庭反應(yīng)越不“靈敏”，換句話說(shuō)，在同樣的旋轉(zhuǎn)刺激下，花滑選手的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)幅度更小，也更不容易發(fā)生頭暈。

各種旋轉(zhuǎn)時(shí)不頭暈，可能在于

前庭系統(tǒng)“變遲鈍”……

在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，恰到好處地利用這個(gè)高科技的椅子評(píng)估VOR的功能，如何設(shè)置旋轉(zhuǎn)的參數(shù)，也大有學(xué)問(wèn)。

旋轉(zhuǎn)椅子示意圖，垂直旋轉(zhuǎn)（左）和傾斜后旋轉(zhuǎn)（右丨參考文獻(xiàn)[8]

首先，椅子的不同放置方式，可刺激不同的平衡感受器。比如，椅子垂直放置時(shí)，旋轉(zhuǎn)可刺激被試的半圓管；而先把椅子適度傾斜，然后再旋轉(zhuǎn)，可以刺激耳石器。

另外，椅子的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置也非常巧妙，只有設(shè)置不同的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)加速度，才能全方位評(píng)估VOR。

最常見的旋轉(zhuǎn)有兩種方式，正弦旋轉(zhuǎn)和梯形旋轉(zhuǎn)：正弦旋轉(zhuǎn)，就是先圍繞一個(gè)方向先加速、后減速，再圍繞反方向先加速后減速，根據(jù)旋轉(zhuǎn)時(shí)間和旋轉(zhuǎn)角速度的繪制圖形，類似正弦波動(dòng)曲線；同樣，梯形旋轉(zhuǎn)，則是先加速到既定速度，然后維持勻速旋轉(zhuǎn)，這樣得出的數(shù)據(jù)圖形類似梯形。

在正弦旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和梯形旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，花滑選手VOR增益更低丨參考文獻(xiàn)[8]

2008年，法國(guó)卡昂大學(xué)的研究人員，邀請(qǐng)了11名花滑選手和11名對(duì)照者，在正弦旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和梯形旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中，分別比較了兩組間VOR增益的差異。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，和對(duì)照組相比，花滑選手組的VOR增益均明顯降低，也就是說(shuō)，在同樣的旋轉(zhuǎn)刺激下，與那些有運(yùn)動(dòng)習(xí)慣、但不涉及強(qiáng)烈前庭刺激的對(duì)照者相比，花滑選手們的眼球轉(zhuǎn)動(dòng)幅度更小，也更不容易發(fā)生頭暈。

之后，研究者將椅子適度傾斜后，再旋轉(zhuǎn)，可強(qiáng)烈刺激耳石器而誘發(fā)頭暈。在這個(gè)“頭暈”刺激實(shí)驗(yàn)中，花滑選手的頭暈評(píng)分也明顯低于對(duì)照組。

這些結(jié)果表明，長(zhǎng)時(shí)間的花滑訓(xùn)練，讓前庭系統(tǒng)逐漸習(xí)慣了頭部的空間變化刺激（habituation），因此VOR對(duì)這些刺激變得“遲鈍”，就更不容易頭暈，進(jìn)而順利實(shí)現(xiàn)高水平的姿勢(shì)和平衡控制。

不頭暈，訓(xùn)練技巧也重要

花滑選手在研究中展示出的前庭功能可塑性，也適用于其他特殊的工作人群，比如航天員、海軍，芭蕾舞演員。

比如法國(guó)太空醫(yī)學(xué)研究所的科研人員曾對(duì)航天員進(jìn)行為期10次專業(yè)而系統(tǒng)的訓(xùn)練，即主要通過(guò)特制的椅子旋轉(zhuǎn)來(lái)刺激前庭系統(tǒng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，和訓(xùn)練前相比，這些航天員的眼球震顫幅度減少、VOR反應(yīng)降低，也更不容易頭暈。

要做到完成精妙的動(dòng)作時(shí)不頭暈，除了訓(xùn)練的數(shù)量，一些特別的技巧也很重要。

通常，最容易發(fā)生頭暈的環(huán)節(jié)，出現(xiàn)在突然轉(zhuǎn)動(dòng)或突然停止時(shí)。所以，花滑選手通常會(huì)逐步加速或逐步減速，避免頭部位置的瞬間、急劇變化。

此外，當(dāng)眼睛看到的事物和前庭系統(tǒng)的信息相互沖突時(shí)，容易誘發(fā)暈動(dòng)現(xiàn)象。但大腦有強(qiáng)大的可塑性，前庭與知覺(jué)認(rèn)知之間會(huì)相互影響。

所以，在訓(xùn)練中，花滑選手頭部旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)刻意訓(xùn)練自己盯著一個(gè)固定點(diǎn)、或想象正前方有個(gè)固定視覺(jué)靶點(diǎn)，使頭和眼的配程度得到調(diào)節(jié)，降低VOR反應(yīng)性，并藉此來(lái)減緩頭暈。

一個(gè)示意圖，當(dāng)然，這只是其中一個(gè)技巧丨h(huán)ttps://earandbalance.co.uk/vor-exercise-gaze-stabilisation-exercises/

“庖丁解牛，久練而技近乎道?！表敿饣ɑx手們固然都有著不錯(cuò)的天資，但他們長(zhǎng)期的訓(xùn)練和技巧打磨，也可以幫助克服“轉(zhuǎn)圈容易頭暈”這一基礎(chǔ)條件性反射，換句話說(shuō)，轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)著……就習(xí)慣了。

怎么樣，多轉(zhuǎn)+盯著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)，一些花滑訓(xùn)練的小技巧，您學(xué)會(huì)了嗎？

參考文獻(xiàn)

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rey RH, McPherson JH, Lynch RM (2008b) Technique, interpretation, and usefulness of whole body rotational testing. In: Jacobson GP, Shepard NT (eds) Balance function

assessment and management. Plural, San Diego, pp 281–317

作者：蔡夢(mèng)飛

原標(biāo)題：《花樣滑冰一場(chǎng)比賽旋轉(zhuǎn)上百圈，羽生結(jié)弦們?yōu)楹无D(zhuǎn)不暈？》

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