Waarom scheuren sommige atleten minder snel een voorste kruisband?

zoveel als mogelijk Elk jaar spannen of scheuren 200.000 mensen in de Verenigde Staten hun voorste kruisbanden. En tranen stijgen tussen jonge atleten. De betrokken factoren zijn talrijk. Voor preventie richtten de onderzoekers zich vooral op het fysieke. Hoewel met enig succes – preventieprogramma’s kunnen verminderen Het risico op knieblessures is meer dan 50 procent Bij sporten zoals voetbal waarbij op hoge snelheid moet worden gesprint en heen en weer moet worden gesjokt, komen nog steeds contactloze ACL-blessures voor, zelfs bij zeer sterke en fysiek fitte atleten.

Cognitieve input, fysieke beweging

Fysieke factoren, zoals de mate waarin de knie buigt en naar binnen zakt tijdens landings- en snijactiviteiten en heup- en beenkracht, worden gecontroleerd en beïnvloed door de complexe interactie tussen de hersenen en perifere zenuwen. Opkomend onderzoek suggereert dat de manier waarop de hersenen deze sensorische en cognitieve input verwerken, bewegingspatronen kan beïnvloeden die het risico op letsel verhogen – met andere woorden, een betere en efficiëntere verwerking kan zich vertalen in minder risicovolle bewegingen.

De beweging begint en gaat verder met een plan. In plaats van elke beweging in realtime te coördineren, geloven neurowetenschappers dat de hersenen voortdurend een stap vooruit plannen.

zegt Dustin Grooms, een neurowetenschapper en atletische trainer en hoogleraar fysiotherapie aan de Universiteit van Ohio.

Na de eerste planning en besluitvorming stuurt de motorische cortex impulsen naar de spieren om de beweging uit te voeren, zegt Grooms. “Als alles volgens plan verloopt, wanneer de sensorische voorspellingen van de hersenen overeenkomen met de omgeving en de bewegingen plaatsvinden zoals voorspeld door de hersenen, krijg je een efficiënte neurale respons die het lichaam in beweging houdt, zonder enige overmatige hersenactiviteit.”

Maar als je integratie van wat je ziet en proprioceptie (de sensatie die je vertelt waar je gewrichten zich in de ruimte bevinden) niet goed werken, pas dan op. En als de voorspellingsfout te groot is, kan het cerebellum – het deel van de hersenen dat beweging regelt – niet snel genoeg corrigeren.

In dit geval, zegt Grooms, worden hersengebieden die normaal gesproken worden gebruikt om ruimtelijke verwerking, navigatie en multisensorische integratie te ondersteunen, omgeleid om slechts één deel van het lichaam te besturen, zoals een been bijvoorbeeld. Met zoveel concurrerende eisen – zoals tijdens een competitief spel – zijn de hersenen misschien niet in staat om een ​​knie- of enkelstoring te corrigeren in de fracties van een seconde die nodig is om een ​​ligament te scheuren.

“Wanneer je atleten in scenario’s met dubbele taken of in onvoorziene omstandigheden plaatst, begin je te zien dat sommige van deze risicovolle mechanismen duidelijker worden”, zegt Jason Avidian, een biomechanica-expert en directeur sportwetenschap voor Olympische sporten aan de Clemson University. De vraag wordt: “Doet [athletes] Voldoende aandacht besteden aan wat gepast is en wat niet gepast is? “

Beschadigt hardlopen echt je knieën?

Hoewel het voor onderzoekers moeilijk is om de dynamische, snelle omstandigheden die atleten in het laboratorium tegenkomen na te bootsen, Een recente studie Poging om verschillen in hersenactiviteit in kniecontrole tussen atleten met een hoog en een laag risico te identificeren.

Neurologische competentie en risico op letsel

Onderzoekers onder leiding van Grooms analyseerden, in combinatie met functionele magnetische resonantiebeeldvorming van de hersenen, de kniemechanica van een groep vrouwelijke middelbare schoolvoetballers. Wanneer de beweging betrokken is bij Een spronglanding van een 12-inch doos werd geanalyseerd, Ze ontdekten dat hersengebieden die normaal gesproken verantwoordelijk zijn voor het combineren van visuele informatie met aandacht en lichaamshouding verhoogde activiteit vertoonden bij atleten met ernstigere kniemechanismen.

In zekere zin leende de risicovollere groep hersenkracht van cognitieve verwerkingsgebieden om bewegingen te coördineren. Dat wordt een probleem wanneer deze atleten proberen te navigeren in een complexe sportomgeving, zoals een verdediger proberen te dribbelen op het voetbalveld.

In wezen vertoonden mensen die minder efficiënt waren in hun neurale verwerking meer risicovolle mechanismen.

“Dagelijkse taken en atletische omgevingen vereisen dat we motorische en cognitieve eisen in evenwicht houden terwijl we informatie uit onze omgeving verwerken en verwerken om te informeren hoe we bewegen”, zegt Scott Monfort, onderzoeker en mededirecteur van het Neuromuscular Biomechanics Laboratory aan de Montana State University. .

“Hoe goed we de juiste signalen oppikken en erop reageren, kan van invloed zijn op hoe effectief en veilig we ons verplaatsen, of dat nu door een drukke straat loopt of een tegenstander probeert te ontwijken tijdens een sport”, zegt hij.

Monfort bestudeert hoe biomechanica de neiging heeft om gevaarlijker te zijn wanneer beweging wordt uitgevoerd met een extra cognitieve beperking, zoals het ontwijken van een tegenstander.

zijn onderzoekgepubliceerd in het American Journal of Sports Medicine, onderzocht hoe cognitief vermogen zich verhoudt tot neuromusculaire controle in een groep van 15 voetballers.

Naast een cognitieve beoordeling van visueel en verbaal geheugen, reactietijd en verwerkingssnelheid, werd proefpersonen gevraagd om opeenvolgende proeven van 45 graden uit te voeren met of zonder voetbaldribbelen. De kniepositie tijdens snijbewegingen werd geëvalueerd en geanalyseerd.

De onderzoekers ontdekten dat een slecht visueel-ruimtelijk geheugen geassocieerd was met gevaarlijkere kniemechanismen tijdens het dribbelen van de bal, terwijl er aanvullende vereisten waren voor het volgen en plannen van de beweging van de voetbal.

Hoewel het onderzoek wijst op een hoger risico op letsel wanneer de neurale efficiëntie afneemt tijdens dynamische beweging, kan de relatie ook andersom bestaan. knieblessure of enkel Het kan de neuromusculaire controle veranderen, waardoor het risico op herinfectie verder wordt beïnvloed.

Meer recent gezamenlijk onderzoek door Monfort Hij en Groom ontdekten meer uitgesproken verschillen in balans op één been wanneer proefpersonen die een reconstructie van de voorste kruisband hadden ondergaan informatie die op een scherm voor hen werd weergegeven, moesten identificeren en onthouden.

Helpt lichaamsbeweging echt bij ouder wordende hersenen? Een nieuwe studie roept vragen op.

Wat echter nog niet is vastgesteld, is de betekenis van cognitief-motorische functies bij sportblessures, en hoe dit kan variëren per leeftijd, ervaringsniveau of door genen.

“Er zijn aanwijzingen dat meer ervaren atleten betere prestaties kunnen leveren bij taken die een evenwicht tussen cognitieve en motorische eisen vereisen, evenals bij geïsoleerde tests van cognitieve vaardigheden”, zegt Monfort.

Monfort zegt dat hij gelooft dat trainen onder omstandigheden die overeenkomen met real-world scenario’s, waaronder gelijktijdige cognitieve en motorische eisen, “het potentieel voor voordeel van real-world prestaties kan verbeteren.”

Een van de obstakels voor herstel na een blessure of operatie kan afkomstig zijn van de revalidatieprogramma’s zelf.

“Onze revalidatie kan deze neurologische compensatiestrategie bevorderen – staren en denken aan de quadriceps-spier – terwijl we in plaats daarvan moeten nadenken over de voortgang van dit neurologische aspect van revalidatie. [attention, sensory processing, visual-cognition] Naast typische kracht”, zegt Grooms.

Het verbeteren van verwerkingsvaardigheden kan net zo eenvoudig zijn als atleten vragen om te reageren op visuele prikkels – zoals het toevoegen van cijfers op flashcards of bewegen als reactie op verschillende gekleurde lichten – terwijl ze springen of heen en weer springen.

Bruidegoms zeggen dat sporten en zelfs de meeste activiteiten van het dagelijks leven unieke eisen stellen aan het zenuwstelsel, en standaard oefenprogramma’s kunnen de spieren stimuleren, maar niet het zenuwstelsel.

“We zijn heel goed in het nadenken over wat de gewrichten zouden moeten doen, wat de spieren zouden moeten doen”, zegt Grooms. “Maar we moeten proberen na te denken over wat het zenuwstelsel moet doen en hoe het zich mogelijk moet aanpassen en aanpassen aan de eisen die eraan worden gesteld.”

Meld u aan voor de Well + Being-nieuwsbrief, uw bron van deskundige tips en eenvoudige tips om u te helpen elke dag goed te leven