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练习中任务难度对健康年轻人学习动态平衡任务的影响:一项干预研究

摘要

客观的

横断研究表明,在平衡任务中,高难度水平(如泡沫地面单脚站立)比低难度水平(如坚实地面单脚站立)增加了姿势摇摆。因此,练习/训练平衡任务使用高刺激比低刺激似乎是有益的,因为它解决了更大的适应性储备。本研究旨在探讨任务难度在健康青年动态平衡学习中的作用。

结果

在习得过程中,两个练习组(“简单”或“困难”任务条件)的表现都显著提高(即时间平衡)。此外,对训练后表现的统计分析显示,测试的主效应显著(即在容易测试条件下表现优于困难测试条件下,不考虑组),但组的主效应不显著。此外,组×检验交互作用没有达到显著性水平,说明动态平衡任务的学习不依赖于练习任务条件。

介绍

几项横断面研究表明,平衡能力受到任务难度的影响(例如,姿势条件的变化;感官输入的操作;限制补偿行动)[123.4.].例如Barbado Murillo等人[1]分别在稳定、中等稳定和不稳定的基础上进行平衡时,摇摆振幅增加。此外,Donath等人[2]观察到从BipeDal操纵姿势条件后的摇摆路径增加到步骤姿态,以及在泡沫的支持基础上的改变以及从眼睛闭合到闭眼的剥夺视觉信息的改变。最后,Gebel等人。[3.]能够证明,将支座直径从14厘米减少到4厘米会增加摇摆路径。综上所述,平衡任务难度的增加会导致更大的姿势摇摆,说明姿势控制系统的挑战性更大。因此,练习/训练高难度的平衡任务相对于低难度的平衡任务可能诱发更大的适应,从而有利于提高平衡能力。

然而,到目前为止只有少数研究[5.6.通过在干预过程中不断重复使用不同难度的任务来解决这个问题,以提高平衡能力。然而,他们报告了不同的结果布拉斯科等人。5.并没有发现容易和困难水平的平衡训练后的显著差异,而Schedler等人[6.)的部分(即主动平衡的测量)报告了在训练中采用困难任务水平的小组训练中有更大的改善,这表明使用了更大的适应性范围。

基于这些结果,本研究旨在调查在学习动态平衡任务的实践中不同程度的任务困难的影响。我们预计两种实践条件将导致余额绩效增强。Due to higher stimuli involving the use of larger adaptive reserves during training with a high compared to low level of task difficulty we further hypothesize that the former (i.e., “Difficult task group”) will induce learning effects when performing the practiced (difficult) as well as the unpracticed (easy) task condition. Contrary, the latter (i.e., “Easy task group”) is expected to elicit learning effects only when performing the practiced (easy) but not the unpracticed (difficult) task condition.

主要文本

方法

参与者

使用G*Power 3.1.9.2 [7.],先验功率分析(F= 0.25,α= 0.05, 1 -β= 0.80,组数:N = 2, number of measurements:N= 2,重复测量的相关性:R.= 0.55)得到的总样本量为N.= 32名参与者(即:N=每组16人)。因此,从当地大学招募了32名健康的年轻人(16名女性,16名男性),随机分配到“简单任务组”(N= 16;年龄:26.4±2.4岁,身体高度:175.6±8.7厘米)或“艰巨的任务组”(N= 16;年龄:25.6±2.6岁,身高:174.1±7.6 cm)。所有的参与者之前都没有运动任务的经验,也不知道这项研究的具体目的。虽然考官对小组分配没有盲法,但参与者只知道他们自己的训练条件(即“容易”或“困难”任务),但不知道其他参与者如何训练。

实验程序

在评估完身高后,参与者被要求在一个摇摆的木制稳定平台(Lafayette Instrument, Model 16030, LA, USA)上保持平衡,以保持平台水平(±3度)[8.].平台(稳定度计)允许最大偏差为±15度(即“易于”任务条件)或±25度(即“困难”任务条件)。在练习前测试(第1天)和实践后测试(第3天),两个组的参与者每项任务条件进行一次试验。在两者之间,收购阶段发生并在第1天和第2天内包括七项实践试验,在各项任务条件下。每次试验持续90秒,并被90-S休息时间分开。参与者在连续三个日历日进行了评估和练习。在收购期间的每次试验后,还提供了对结果(即,余额的时间),但在实践前和实践后测试期间。

统计分析

描述性统计以组均值±标准差表示。采用Shapiro-Wilk检验(P. > 0.05) and homogeneity of variances using the Levene test (P.> 0.05)。采用2(组:“易”、“难”)× 2(检验:易、难)的方差分析(ANOVA)检测训练前和训练后的差异。此外,采用2(组:“容易”、“困难”)× 2(第1天和第2天)× 7(试验:试验1至7)方差分析,并在第一天和试验中重复测量,以评估获得阶段的组间差异。另外,偏平方(ηP.2)作为效应量测量,分为小(0.02≤ηP.2≤0.12)、中(0.13≤ηP.2 ≤ 0.25), and large (ηP.2≥0.26)(9.].所有分析均使用社会科学统计软件包27.0版进行,显著性水平设置为P.< 0.05。

结果

实习前测试(第1天)

该组×测试Anova显示出测试的显着主要效果(F(1,30)= 31.177,P.< 0.001,ηP.2= 0.510),但不属于组(F(28)= 0.251,P.= 0.620,ηP.2= 0.008),说明易任务试验条件下的平衡性能优于难任务试验条件下的平衡性能(图5)。1).Group × Test交互作用(F(1,32)= 0.077,P.= 0.784,ηP.2 = 0.003) did not reach the level of significance, indicating that irrespective of the tested task the initial balance performance did not differ between groups.

图1
图1

时间的平衡那 ± 3 degrees of the horizontal plane] (s) during pre-practice testing (Day 1), acquisition phases (Day 1 and Day 2), and post-practice testing (Day 3) for the “Easy task group” (unfilled circles) compared to the “Difficult task group” (filled circles) (Values represent means and standard deviations. E = easy task test condition; D = difficult task test condition; # indicates significant (p < .001) differences between the two test conditions)

获取阶段(第1天和第2天)

数字1说明“简单任务组”和“困难任务组”在两天的练习中都提高了他们的平衡能力。组×日×试验方差分析得出日的主效应具有统计学意义(F(1,30) = 80.397,P.< 0.001,ηP.2= 0.728)和试验(F(180)= 34.609,P.< 0.001,ηP.2= 0.536),但不属于组(F(1,30)= 2.462,P.= 0.127,ηP.2= 0.076),表明在几天和试验期间性能有所提高。组×日×试验交互作用(F(180)= 1.501,P. = 0.180,ηP.2= 0.048)和Day × Trial交互作用(F(180) = 0.635,P.= 0.702,ηP.2= 0.021)没有达到显著性水平,说明平衡改善不依赖于练习任务条件。

实践后测试(第3天)

组×检验方差分析显示检验主效应显著(F(1,30)= 52.482,P.< 0.001,ηP.2 = 0.636) but not of group (F(1,30)= 0.171,P. = 0.682,ηP.2= 0.006),再次表明在简单任务测试条件下比困难任务测试条件下有更好的平衡性能(图。1).Group × Test交互作用(F(1,32)= 0.761,P.= 0.390,ηP.2 = 0.025) did not reach the level of significance, indicating that learning a dynamic balance task was independent of the practiced task condition, irrespective of the tested task.

讨论

与我们的假设相反,在实践后的测试中,我们没有发现显著的组×检验交互作用。这表明,在简单任务条件下的练习与在困难任务条件下的练习相比,并没有导致小组特定的学习改善。我们的发现与Blasco等人的结果一致[5.但与Schedler等人的工作形成对比[6.].更具体地说,Blasco和同事[5.研究了不同稳定条件对年轻人平衡能力的影响。在这方面,他们的参与者在稳定的地面上(对应我们的“简单任务组”)或在不稳定的地面上(对应我们的“困难任务组”)进行训练。经过三周的训练,他们观察到一些平衡能力的改善(例如,金刚砂测试,功能伸展测试,Y平衡测试),这与小组分配无关。另一方面,Schedler等人[6.]研究了在低水平(对应于我们的“简单任务组”)和高水平(对应于我们的“困难任务组”)任务难度下进行平衡训练对平衡表现的影响。除此之外,他们还发现在一些平衡结果(如功能性伸展测试,Y平衡测试)中,在训练中使用高水平平衡任务难度的那一组有较大的改善。

我们的发现与Blasco等人之间的差异。5.]与Schedler等人的速度相比。[6.可能可以用方法上的差异来解释。首先,与Schedler和同事(7周)相比,在本研究和Blasco及其同事的工作中(3周),应用的治疗时间明显缩短(2天)。因此,我们可以假设,需要较长的练习/训练时间来根据任务难度水平引出适应性。第二,在本研究和Blasco等人的研究中,使用了不同水平的任务难度,但每组使用了相同的基本练习(即在稳定器上平衡)。5.](即双/单脚站立)。相反,在Schedler等人的研究中[6.任务的难度水平以及部分基本练习(例如,向前走vs向后走;双足站立vs单足站立)组间差异较大。因此,练习/训练计划应该结合这两种选择(例如,不同的任务和不同的难度),而不是单独使用它们。第三,本研究和Blasco等人的研究[5.]对年轻人进行了调查,而Schedler等人[6.检查了青少年。由于青少年的姿势控制系统尚未完全成熟[10.11.,它们可能比年轻的成年动物拥有更大的适应性储备。因此,高水平的任务难度对于青少年来说可能是一个足够的刺激,但对于拥有成熟姿势控制系统的年轻人来说,并不能提供练习/训练相关的改善。因此,我们应该研究在成年人中,是否有其他训练方式,例如平衡训练的频率、强度或复杂性,更有效地诱发适应。

结论

我们研究了练习中任务难度对健康青年学习动态平衡任务的影响。不考虑练习方式,我们在练习后测试中没有发现显著的组×测试交互作用。这是与我们的假设下更好的表演练习和不熟练的条件“艰巨的任务小组”,但不是“简单任务组”,表明在动态平衡健康的年轻成年人的学习任务是独立于应用在实践水平的任务困难。

限制

使用变量“时间平衡”,我们分析了行为水平上的表现,而不是潜在的神经生理学领域。因此,尚不清楚任务难度的应用水平是否引起了神经元(即大脑功能/结构变化)和/或肌肉(即肌肉活动的变化)基础上的适应。此外,在稳定器上进行平衡是一项内部效度高、外部效度/生态效度低的任务,这限制了当前结果在日常生活或运动中执行各种困难的平衡任务上的可移植性。

数据和材料的可用性

本研究中产生和分析的数据均可从通讯作者处获得。

缩写

方差分析:

方差分析

D:

任务测试条件困难

艾凡:

轻松的任务测试条件

参考文献

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确认

不适用。

资金

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作者

贡献

SS、DB和TM设计了本研究。DB、PL和TS计划并监督测试和获取阶段。DB、PL和TS进行了测试和数据收集。SS、DB、TM对数据进行分析。SS和TM撰写了手稿的主要部分。所有作者都对草稿稿进行了严格的审查,并批准了最终稿件。所有作者阅读并批准最终稿件。

相应的作者

对应到西蒙Schedler

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伦理批准和同意参与

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引用这篇文章

施德勒,S.,莱菲尔德,P.,塞德尔,T。et al。在健康青年成人中学习动态平衡任务的实践中的任务难度的影响:干预研究。BMC Res笔记14,235(2021)。https://doi.org/10.1186/s13104-021-05566-z

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关键字

  • 人类
  • 姿势控制
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