使用不穩定和穩定負重對肩部肌電圖的影響(Effects of Unstable Versus Stable Free Weights on Surface EMG of Shoulder)-第二章(上)
第二章 文獻觀點
肌電圖
近期幾乎所有涉及阻力訓練和設備的研究都是透過檢視肌電圖進行的。肌電圖(Electromyography簡稱EMG)可以查看肌肉纖維的電流活動。更具體地描述就是可以知道肌群的放電模式及活動(Naik, Arjunan, & Kumar, 2011)。這個研究利用表面肌電圖來評估訓練當中,作用的骨骼肌之中電流活動的幅度(代表運動部位的徵招及發動程度)。來自骨骼肌的肌電信號被中繼到皮膚表面,並被放置在皮膚表面的電極片檢測到。檢測到的信號則表示了肌肉的工作狀態。當我們在尋找潛在神經肌肉為因應施加在肌群上壓力而導致的適應變化時,這些特徵的變化便可能是極有幫助的(Naik et al., 2011)。
研究人員在研究肌肉對運動的反應時便會選擇EMG,用來幫助他們了解不同運動方式的複雜性。運動模式有時是相當複雜的,以至於人體必須在大腦中制定肌肉的啟動策略才能夠完成特定運動(Von Werder, Kleiber, & Disselhorst-Klug, 2015)。肌電圖有助於確認特定運動過程中的肌肉啟動模式以及特定肌群對整體表現的貢獻程度(Von Werder et al., 2015)。研究人員利用這些資料便可以更加地確定那些運動最有助於增強或幫助缺乏此類運動的個體。表面肌電圖在檢視動態運動上也存在一些限制。肌電圖會受到以下因素影響:肌肉和周圍組織的形狀/厚度、電極如何放置及(或)電極與肌肉間的距離、周圍肌肉的串擾、纖維膜和(或)運動部位的特性及皮膚等因素(Von Werder et al., 2015)。
動態運動中的力量產出
人類的力量產出能力來自神經及肌肉收縮(Folland, Buckthorpe, & Hannah, 2014)。他們使用表面肌電圖研究了個體之間的產力差異,並比較了造成變化的因素。他們確認了某幾種因素會作用在爆發力中。最大隨意力、肌纖維類型、肌腱單位韌度、神經驅動以及對於誘發肌肉抽動的收縮反應(Folland et al., 2014)。在40名未曾受訓練的受試者中,個體間爆發力產出的差異在收縮前段表現出最大的可變性,而在最隨意力的後段表現出最大的可變性(Folland et al., 2014)。有鑑於爆發力產力是作為關節穩定的重要功能表現,因此這是相當值得注意的發現。像是要快速穩定關節以阻止自己跌倒或在受到衝擊時穩定關節,人體的神經肌肉系統必須能快速產出力。
測試等長最大隨意收縮(Maximal Voluntary Contraction 簡稱MVC)是一種產力測試方法(Tillin, Pain, and Folland 2012)。Tillin等人針對訓練有素的運動群眾,在等長下蹲期間的運動表現與發力時間點間的曲線關係作了研究。這類型的作用力時間曲線顯示了隨時間變化而產生的作用力。此研究找來了18名菁英男子橄欖球員,並確認了等長下蹲間的爆發力與運動成績之間存在明顯相關性(Tillin et al., 2012)。透過將運動員下蹲的力輸出與衝刺及跳躍的力輸出之間的結果作比較證實了此論點(Tillin et al., 2012)。在這個研究中使用光電計時系統測量衝刺、反向跳躍使用便攜式測力版測量及等長下蹲使用地面測力版進行測試。
在全世界的大學運動中,運動員的力量及穩定性是兩大重要發展部分,但重要程度則取決於是何種運動員。肌力與體能教練該如何知道運動員的哪部分過多或不足?這影響了動力強度指數(Dynamic Strength Index 簡稱DSI)的發展。DSI是指在單一關節上的肌群產生的最大力及等長力之間的比率(Murphy & Wilson, 1996; Thomas, Jones, & Comfort, 2015)。DSI比率能讓研究人員了解運動員是否應該更加專注於力量訓練或是爆發力訓練上,以減少關節肌肉失衡問題(Murphy & Wilson, 1996; Thomas et al., 2015)。Thomas等人檢測並確認了DSI的可靠性。肌力與體能教練及相關研究人員可以使用DSI對運動員進行更好的評估,來滿足運動員本身及其運動領域的特殊需求(Thomas et al., 2015)。
神經適應訓練
阻力訓練的前六週內,訓練進度通常仰賴於神經肌肉適應性(Narici, Roi, Landoni, Minetti, & Cerretelli, 1989; Rutherford & Jones, 198)。通常人們注意到這點是因為看到個體在力量上的增加,但瘦體重相對增加不多甚至是沒有增加(Kristiansen, Madeleine, Hansen, & Samani, 2015)。之中可能包括了關節穩定性和神經肌肉協調性的增強,這對力量發展來說非常重要。肌電圖研究提供了對於訓練神經適應性最直接的評估,主要是針對關節的原動力評估(Sale, 1988)。受過訓練者會發展出比未受訓練者未具備的關節穩定性及神經肌肉協調能力,因此他們會更加依賴原動力而非活動關節的穩定肌群(Sale, 1988)。主要啟動部分是產生最大力量的大肌群,而關節穩定肌則是確保關節保持在安全穩定的位置來承受在其上方的負重,這是透過將關節穩定肌向原動肌的相反方向拉動,便得以將關節緊固到位來完成。這被稱為是抵抗肌的共同收縮(co-contraction)且抑制了可施加力的總量(Sale, 1988)。一個訓練有素者會抑制拮抗力並產生更大的原動力,但關節穩定性卻變差,可能導致好壞參半的可能性(Sale, 1988)。如果某人缺乏穩定性和協調性,便無法在增加負重的運動下進行鍛鍊,其遭受到失敗和傷害的風險也就更高(Rutherford & Jones, 1986)。
一項學習和協調力量訓練的研究試圖定義訓練股四頭肌的最佳方式。該研究透過使用表面肌電圖來確定工作肌群當中的電流活動增加與運動表現正度相關(Rutherford&Jones,1986)。同樣地,運動表現的提高不僅是股四頭肌的內在力而是來自肌群同步完成一項常見動作的能力(Rutherford&Jones,1986)。訓練的特殊性非常的重要,因為研究員還證明了在膝蓋伸展運動當中訓練的神經肌肉連結能力,可能不會轉移到涉及股四頭肌的運動當中如跳躍、跑步和騎自行車(Rutherford&Jones,1986)。訓練對於肌群工作的可轉移性應當成為主要焦點,因為只有40%的力量產生源自於截面積的增加,剩下的部分則是與神經驅動性相關(Narici et al., 1989)。
如前所述,發力速度可能是個體會跌倒或是能快速回穩之間的差異(Folland et al., 2014)。一些研究人員推論力量訓練甚至可能對反射反應產生影響(Häkkinen et al., 1998; Sale, 1988)。Hakkinen等人的研究表明負重阻力訓練可以活化更多的肌纖維,進而在更多的纖維中產生更大的回饋。這類型的訓練已顯示出適應性,像是增加了原動肌的活動程度、改善了協同肌間的共同收縮以及增加了對抗拮肌的抑制能力(Häkkinen et al., 1998; Sale, 1988)。
(Aagaard, Simonsen, Anderson, Magnusson, & Dyhre-Poulsen, 2010)Aagaard等人研究了在阻力訓練當中的肌肉收縮過程,對於力量發展和神經驅動收縮率的影響。該研究找來了15名男性參加為期14周的高強度阻力訓練計畫,過程中共進行了38次訓練(Aagaard et al., 2010)。研究人員使用了肌電圖追蹤肌肉收縮的幅度和速率。這項研究結果解釋了經過14周的高強度訓練後,對神經驅動能力的提升導致了肌肉的爆發力的增加(Aagaard et al., 2010)。肌肉在收縮的前期表現在肌電圖內的震動幅度會增加,因此透過肌電圖幅度和速率的明顯增加得到證實。(Aagaard et al., 2010)。
看到力量訓練會對於力量產生的影響,這讓研究人員Amarantini及Bru開始了研究力量訓練對於動作控制的影響。他們比較了各5名有訓練經驗及沒有訓練經驗的男性在等長膝蓋屈伸運動的肌電圖。結果發現力量訓練可以增加最大力量產生,並減少抗拮肌的共同收縮程度(Amarantini & Bru, 2008)。雖然受過訓練者增加的力量可能更多,但兩組之間的差異被解釋因為有訓練經驗者增加了其肌群徵招和同步性,使得他們比未受訓練者具備更好的運動控制能力(Amarantini & Bru, 2008)。這些研究都是使用肌電圖來檢視測量肌肉活動及力量變化的案例。
肌肉穩定性
肩關節被使用可能性比起身體其他關節要來得更多,而這就會導致穩定性降低。肩關節穩定性取決於關節囊、盂唇、盂肱/喙肱韌帶和旋轉肌(Culham & Peat, 1993)。在這四大因素當中,旋轉肌可以說是當中唯一能夠被訓練的部分。Culham及Peat解釋由於姿勢不良可能導致的肩胛位置不佳,這會被歸因於肩膀過度延伸導致菱形肌及下斜方肌的伸展及拉伸無力(Culham & Peat, 1993)。
肌肉力量與穩定性之間的比值會是運動員訓練期間需要的一項重要評估(Thomas et al.t, 2015)。運動員力量的過度重視有時會掩蓋保持適當力量與穩定性比值的重要性。假使以肩關節為例,像是美國國家足球聯盟及健力等運動都會使用臥推當作上半身力量的衡量指標。另一項研究針對個體的肩膀運動範圍特別是內外旋(Cibulka,Enders,Jackson,Maines,Von der Haar和Bennett, 2015),探討是如何影響期間關節穩定性。研究表示男性及女性手勢者均表現出盂肱肱骨過度旋轉夏會造成肩關節內外旋轉肌所產生的力量降低(Cibulka et al., 2015)。肩袖強度降低通常會導致肩部前位移和肩胛骨突出等問題(Cibulka et al., 2015; Kolber et al., 2010)。假如沒有在重量訓練計畫內考慮到肩袖,可能會出現肩關節分離甚至脫位風險增加(Kolber et al., 2010)。
Seitz等人對於過去不良姿勢進行了有肩胛骨運動障礙的成年人及無障礙者,在進行負重或無負重運動當中的肩胛活動差異。肩胛活動障礙在滯空運動員(Overhead athletes)中是相當常見的問題。肩胛活動障礙可能與肌肉無力有關,這也導致了肩關節缺乏穩定性,一旦加上負重就會造成肩關節不穩定問題加劇(Seitz & McClelland ,2015)。有肩胛活動障礙者表現出較少的向上旋轉,旗下斜方肌的力量也少了正常者的40%(Seitz & McClelland ,2015)。
滯空運動員有著技術高度要求,而這依賴於肩關節柔韌性、肌力、協調性、同步性和神經肌肉控制,透過增加肌肉力量、輔助關節和肌肉組織的耐力能改善穩定功能性。連接上下肢的基礎肌肉組織通常被稱為人體核心肌群。對於滯空運動員與肩部功能障礙之間的關係在進一步研究發現,肩部功能障礙的程度與核心不穩定或不平衡程度當中存在著關聯性。平衡不足是因為協同肌與拮抗肌之間的神經肌肉失衡(Radwan et al., 2014)。這項研究結果對於滯空運動員要進行平衡及核心穩定訓練給予肯定答案。
Add Comment
You must be logged in to post a comment.