頻閃視覺訓(xùn)練在體育運(yùn)動中應(yīng)用
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摘要:頻閃視覺訓(xùn)練是一種新型的訓(xùn)練形式，該訓(xùn)練模式由個(gè)體在間歇性視覺條件下進(jìn)行訓(xùn)練，目的是在正常視覺條件下提高后續(xù)能力。介紹了頻閃視覺訓(xùn)練的相關(guān)原理，列舉和說明了頻閃視覺訓(xùn)練在體育運(yùn)動中的應(yīng)用現(xiàn)狀和使用效果。大量的研究表明頻閃視覺訓(xùn)練對不同運(yùn)動項(xiàng)目、不同領(lǐng)域、不同人群的好處，這對進(jìn)一步推廣頻閃視覺訓(xùn)練具有重要意義。最后，討論了頻閃視覺訓(xùn)練現(xiàn)有研究的不足和未來的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:頻閃視覺訓(xùn)練;運(yùn)動;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
人類所獲取的感官信息80%以上來自視覺。在體育運(yùn)動中，人體的靈敏素質(zhì)，例如:動作準(zhǔn)確性、動作協(xié)調(diào)性等，在很大程度上都依賴于視覺。對視覺的定義，不僅包括視力，還包括從所見事物中獲得意義的心理過程。運(yùn)動中之所以能夠快速準(zhǔn)確的做出反應(yīng)，是因?yàn)樗@取的視覺信息是連續(xù)不斷的，但是面對這些信息時(shí)，我們的視覺系統(tǒng)只能選擇性的加工少部分信息。所以通過獲取少部分信息所做出的身體動作就具有局限性。如果獲取的視覺信息被完全遮蔽，甚至無法完成下一個(gè)動作。我們可以思考這樣一個(gè)問題，如果獲取的視覺信息被間歇性的干擾，視覺所獲取的信息量會變少，動作反應(yīng)會更加局限。那么對這一過程進(jìn)行干預(yù)訓(xùn)練，會有怎樣的效果呢?因此頻閃視覺訓(xùn)練(Stroboscopicvisiontraining)應(yīng)運(yùn)而生，這種訓(xùn)練方法會對運(yùn)動員有哪些幫助呢?本文對有關(guān)頻閃視覺訓(xùn)練的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理研究，目的是了解頻閃視覺訓(xùn)練的應(yīng)用現(xiàn)狀以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用和未來的發(fā)展趨勢，并為頻閃視覺訓(xùn)練的推廣提供理論依據(jù)。
1視覺訓(xùn)練原理及常見訓(xùn)練方法
1.1視覺訓(xùn)練的原理
眼睛作為視覺的感官器，其主要功能有:①通過屈光系統(tǒng)將光線聚集到視網(wǎng)膜成像;②視網(wǎng)膜將光信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動，由視神經(jīng)傳入視覺中樞產(chǎn)生視覺。經(jīng)過視覺中樞的解讀和分析，最后形成主觀視覺感受，并將動作指令輸出至身體各部位。
1.2常見視覺的訓(xùn)練方法
早期，視覺訓(xùn)練也被稱為視覺治療，最早由眼科醫(yī)生Javal提出，主要服務(wù)于患有眼科疾病的非手術(shù)治療患者。Javal醫(yī)生通過視覺訓(xùn)練消除斜視和其他眼部異常，許多患者在經(jīng)過長期的訓(xùn)練后都得到改善甚至痊愈。目前，視覺訓(xùn)練也主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)方面。例如，兒童和青少年群體弱視患者、近視患者、間歇性斜視患者的治療和康復(fù)。醫(yī)生根據(jù)患者病情的實(shí)際情況制定適合患者的治療方案，常見的視覺訓(xùn)練方法有:刺激訓(xùn)練、精細(xì)訓(xùn)練、融像訓(xùn)練、同時(shí)視訓(xùn)練、立體視訓(xùn)練等。也有醫(yī)生將視覺訓(xùn)練應(yīng)用于腦卒中患者改善軀體活動、認(rèn)知功能障礙、行為記憶功能康復(fù)的治療中去，并都取得了良好的效果。國外研究人員也將視覺訓(xùn)練應(yīng)用到汽車駕駛相撞的實(shí)驗(yàn)中，受試者佩戴頻閃眼鏡這一工具對視覺進(jìn)行間歇性的干預(yù)，判斷駕駛員能否提高汽車相撞時(shí)間的判斷能力。綜上所述，目前的視覺訓(xùn)練主要幫助眼疾病患者恢復(fù)視覺品質(zhì)、腦疾病患者康復(fù)治療，以及提高視覺技巧能力。
2頻閃視覺訓(xùn)練在體育項(xiàng)目中的應(yīng)用現(xiàn)狀
頻閃視覺訓(xùn)練作為一種新興的視覺訓(xùn)練形式，在歐美國家已經(jīng)被用于提高運(yùn)動員的競技能力。科研人員通過在眼鏡鏡片中設(shè)置一種可調(diào)頻光柵，達(dá)到鏡片在時(shí)間和空間上的間斷遮蔽，從而增加人體完成某種動作的難度，達(dá)到提高動作質(zhì)量和加快反應(yīng)速度的目的。
2.1頻閃視覺訓(xùn)練在球類項(xiàng)目中的應(yīng)用
2.1.1在籃球項(xiàng)目中的應(yīng)用。Raσul等人(2012)探討了視覺控制訓(xùn)練對女籃運(yùn)動員投籃表現(xiàn)的影響。研究人員選取21名荷蘭最高聯(lián)賽女子運(yùn)動員，將6名球員分配為視覺控制組，8名球員分配為(對照組1)，7名球員分配為(對照組2)，進(jìn)行為期10－12周的訓(xùn)練，球員每天訓(xùn)練兩次，每次10－15分鐘。在訓(xùn)練期間，視覺控制組球員佩戴柏拉圖液晶護(hù)目鏡進(jìn)行投籃訓(xùn)練，頻閃頻率為3Hz，100毫秒可見、150毫秒遮蔽。對照組球員只進(jìn)行普通的三分球和中投訓(xùn)練。其研究結(jié)果顯示，在控制組，5名球員投籃百分比都有所增加，從6%到18%不等。只有一個(gè)球員的表現(xiàn)下降了4%(從38%下降到34%)。在對照組中，只有(對照組1)中的一名球員和(對照組2)中的兩名球員投籃百分比有所增加。其根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:通過視覺控制訓(xùn)練，對提高女籃運(yùn)動員的投籃表現(xiàn)具有良好意義。2.1.2在足球項(xiàng)目中的應(yīng)用。Wilkins等人(2018)采取案例研究方法探討頻閃視覺訓(xùn)練對高水平青年足球守門員的視覺和感知表現(xiàn)的影響。訓(xùn)練前，研究人員選取6名高水平守門員，其中3人分配到頻閃組，另外3人分配到對照組，進(jìn)行為期7周的訓(xùn)練干預(yù)。在訓(xùn)練周期內(nèi)，頻閃組通過佩戴頻閃護(hù)目鏡(頻閃頻率1－8級進(jìn)行切換)完成了共計(jì)10小時(shí)35分鐘的訓(xùn)練。訓(xùn)練后，對受試者10項(xiàng)感知指標(biāo)進(jìn)行了測試，經(jīng)過對受試者前中后三個(gè)階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其結(jié)果表明:頻閃視覺訓(xùn)練可以改善青年運(yùn)動員的視覺反應(yīng)時(shí)間，沒有發(fā)現(xiàn)頻閃視覺訓(xùn)練對感知指標(biāo)有提高的證據(jù)，其可能因素是受試指標(biāo)數(shù)量較少。盡管如此，頻閃視覺訓(xùn)練證明了其在運(yùn)動中的的益處。2.1.3在羽毛球項(xiàng)目中的應(yīng)用。Hülsdünker等人(2018)探討了頻閃訓(xùn)練對羽毛球運(yùn)動員視覺功能和特定運(yùn)動功能的影響。實(shí)驗(yàn)前，研究人員選取了10名德國國家級羽毛球運(yùn)動員(男性1名，女性9名)，實(shí)驗(yàn)組和對照組各5名球員進(jìn)行為期4周的訓(xùn)練干預(yù)。在訓(xùn)練期間內(nèi)，兩組運(yùn)動員均佩戴頻閃護(hù)目鏡，執(zhí)行相同的訓(xùn)練任務(wù)，差別是對照組運(yùn)動員的護(hù)目鏡始終保持在透明可見狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)人員每周會調(diào)整頻閃頻率(第1周6Hz，第2周5Hz，第3周5Hz，第4周5Hz)，頻閃頻率的難度是逐漸增加的。訓(xùn)練結(jié)束后的第五周，實(shí)驗(yàn)人員對受試者各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，其研究發(fā)現(xiàn)，頻閃組較對照組的運(yùn)動視覺能力得到了改善，頻閃組運(yùn)動員在平均得分、擊球命中方面表現(xiàn)更為優(yōu)秀。2.1.4在冰球項(xiàng)目中的應(yīng)用。Mitroff等人(2013)通過一項(xiàng)試點(diǎn)研究，探討了頻閃視覺訓(xùn)練能否提高冰球運(yùn)動員冰球技巧。實(shí)驗(yàn)人員選取11名職業(yè)冰球球員(7名前鋒和4名后衛(wèi))參與此項(xiàng)研究，隨機(jī)分配為頻閃組(4名前鋒，2名后衛(wèi))，和對照組(3名前鋒，2名后衛(wèi))。進(jìn)行為期近4個(gè)月的訓(xùn)練干預(yù)，在訓(xùn)練期間，所有參與者都進(jìn)行正常的訓(xùn)練任務(wù)，頻閃組球員每天佩戴頻閃護(hù)目鏡至少10分鐘，持續(xù)16天，對照組在正常的視覺條件下進(jìn)行訓(xùn)練。頻閃護(hù)目鏡的頻率同樣采取1－8級進(jìn)行切換。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后24小時(shí)后對受試者進(jìn)行評估，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，頻閃視覺訓(xùn)練球員的射門和傳球的精度都有了很大提升，從訓(xùn)練前到訓(xùn)練后，頻閃訓(xùn)練組的冰上技能表現(xiàn)平均提高了18%，而對照組球員則沒有顯著改善。以上列舉了頻閃視覺訓(xùn)練在部分球類運(yùn)動中的應(yīng)用以及訓(xùn)練效果，這種訓(xùn)練通過在視覺輸入不良的情況下進(jìn)行訓(xùn)練，使得個(gè)人將被迫更好地利用他們有限的視覺信息。以上研究也都證實(shí)了頻閃視覺訓(xùn)練可以更加有效的提高運(yùn)動員的視覺能力和運(yùn)動表現(xiàn)，即便是頂級水平的運(yùn)動員也是如此。
2.2頻閃視覺訓(xùn)練在不同人群中的應(yīng)用
Smith等人(2012)選取了南猶他大學(xué)社區(qū)的30名普通人員為受試對象，探討了頻閃視覺訓(xùn)練對預(yù)判時(shí)間的影響，即預(yù)測物體在特點(diǎn)時(shí)間點(diǎn)所處位置的能力。實(shí)驗(yàn)人員將30名受試者分為頻閃組和對照組各15人，每組由9名女性和6名男性組成。頻閃組通過佩戴頻閃護(hù)目鏡，與對照組進(jìn)行同樣的訓(xùn)練任務(wù)，共進(jìn)行10次訓(xùn)練任務(wù)，每次5－7分鐘訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)人員對受試者實(shí)驗(yàn)后立即測試、訓(xùn)練后10分鐘、訓(xùn)練后10天的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。研究結(jié)果表明:一次5－7分鐘的頻閃視覺訓(xùn)練對預(yù)判能力有顯著的好處。頻閃組可以更好的預(yù)判球在某一時(shí)刻的位置，這種效果10分鐘后仍然存在，但效果明顯低于立即測試。Appelbaum等人選取了84名大學(xué)生(43名頻閃組，41名對照組)為受試對象，探討了頻閃視覺訓(xùn)練對視覺記憶的影響。實(shí)驗(yàn)人員對受試者訓(xùn)練后立即測試和訓(xùn)練后24小時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在頻閃條件下進(jìn)行訓(xùn)練，有著較長的刺激間隔時(shí)間，從而提高了受試者的短期記憶，對照組沒有這種改善。此外這種能力在24小時(shí)后仍然存在。Holiday等人(2013)以大學(xué)生運(yùn)動員為受試對象，探討了頻閃視覺訓(xùn)練對動態(tài)視力的影響。研究結(jié)果顯示，與對照組相比，9周的頻閃視覺訓(xùn)練后動態(tài)視力(一次訓(xùn)練后)和接球表現(xiàn)(在訓(xùn)練過程中)均有所增加。這種方法可以提高運(yùn)動能力和動態(tài)視力，并且在訓(xùn)練后可以立刻改善接球能力。Ellison等人(2015)以62名普通男性為受試對象，探討頻閃視覺訓(xùn)練是否能改善參與者的手眼協(xié)調(diào)表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)人員將62人平均分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，來測量頻閃訓(xùn)練后的即時(shí)效果、10分鐘后、10天后的訓(xùn)練效果。頻閃組通過佩戴頻閃護(hù)目鏡，頻閃頻率為100毫秒可見、150毫秒遮蔽，每次練習(xí)7－8分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與對照組相比，頻閃訓(xùn)練組的手眼協(xié)調(diào)性在訓(xùn)練后即時(shí)表現(xiàn)均表現(xiàn)更好。綜上所述，通過以上研究證明頻閃視覺訓(xùn)練可以改善不同人群的視覺功能。
2.3頻閃視覺訓(xùn)練在其他項(xiàng)目的應(yīng)用
Ford等人(2006)將頻閃視覺訓(xùn)練應(yīng)用到暈動病的治療中。暈動病即對運(yùn)動狀態(tài)的錯(cuò)誤感知而產(chǎn)生的一系列生理反應(yīng)。其探討了32名暈動病受試者在頻閃環(huán)境下乘車對其有何影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在頻閃環(huán)境下，受試者表現(xiàn)出的暈動評分顯著低于對照組。Dmitry等人(2018)為了提高實(shí)習(xí)外科醫(yī)生的手術(shù)技能，將11名新手醫(yī)生分成兩組進(jìn)行為期5周的頻閃視覺訓(xùn)練干預(yù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，定期使用頻閃眼鏡進(jìn)行訓(xùn)練會限制視覺輸入，對外科手術(shù)學(xué)員的手術(shù)技能提高具有積極的影響，這些技能包括復(fù)雜的手術(shù)操作，例如簡單的縫合手術(shù)。說明頻閃視覺訓(xùn)練有利于醫(yī)學(xué)學(xué)生和實(shí)習(xí)外科醫(yī)師的早期教育。Braly等人(2018)對頻閃訓(xùn)練能否改善相撞時(shí)間判斷的問題進(jìn)行了研究。該研究選取60名女性大學(xué)生為受試者，其中頻閃視覺訓(xùn)練組進(jìn)行訓(xùn)練。結(jié)果表明，頻閃訓(xùn)練能提高對相撞時(shí)間的判斷能力。這種改善在現(xiàn)實(shí)駕駛中非常重要，如果可以更準(zhǔn)確地判斷碰撞時(shí)間，駕駛員將會從中受益，這種改善甚至可以提前預(yù)防運(yùn)動損傷的出現(xiàn)。其在后續(xù)的研究中也證實(shí)了自己的觀點(diǎn)。隨著研究的更加深入，頻閃視覺訓(xùn)練逐漸被應(yīng)用到臨床康復(fù)應(yīng)用中。Grooms等人(2015)研究了將頻閃視覺訓(xùn)練用于神經(jīng)肌肉損傷運(yùn)動康復(fù)的可能性。研究認(rèn)為，傷病會導(dǎo)致運(yùn)動員的體感輸入減少，這是由于過度依賴視覺反饋而產(chǎn)生的變化。回到運(yùn)動中，因?yàn)閺?fù)雜和時(shí)刻變化的運(yùn)動環(huán)境會使視覺系統(tǒng)可能出現(xiàn)負(fù)荷。因此，用于神經(jīng)肌肉控制的資源減少，再損傷的風(fēng)險(xiǎn)會增加。在康復(fù)過程中使用頻閃眼鏡的訓(xùn)練減少了個(gè)人接收的視覺輸入，因此在理論上減少了過度依賴的發(fā)生。相反，中樞神經(jīng)系統(tǒng)被迫使用更多的本體感覺輸入，當(dāng)返回到充滿挑戰(zhàn)的運(yùn)動環(huán)境中時(shí)，這將使傷病處更平穩(wěn)、更安全的過度。這種理論已經(jīng)開始從最近的臨床研究中得到實(shí)證支持。
2.4頻閃視覺訓(xùn)練在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀
在我國，已有學(xué)者開始將視覺訓(xùn)練應(yīng)用在康復(fù)治療領(lǐng)域。臨床上使用視覺訓(xùn)練對腦卒中患者和眼科疾病患者的康復(fù)都具有重要意義。在腦卒中疾病患者的康復(fù)中，醫(yī)護(hù)人員在常規(guī)的康復(fù)方案基礎(chǔ)上加入研究眼球追蹤訓(xùn)練，每天兩次，每次30分鐘，每周訓(xùn)練5次持續(xù)6周。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過加入視覺訓(xùn)練，觀察組患者在步態(tài)平衡功能和基本生活能力上改善顯著優(yōu)于對照組。在眼科疾病患者的治療中，多以視覺訓(xùn)練進(jìn)行康復(fù)治療，也有醫(yī)生將患者眼部術(shù)后結(jié)合視覺訓(xùn)練以達(dá)到痊愈的目的。也有學(xué)者和研究人員將視覺訓(xùn)練應(yīng)用到體育運(yùn)動中，同樣證明了視覺訓(xùn)練的好處。但是在頻閃視覺訓(xùn)練的文獻(xiàn)研究中還處于空白狀態(tài)，這種新興的訓(xùn)練手段已被證實(shí)可以提高視覺能力和運(yùn)動表現(xiàn)。通過本文的研究，希望加大對頻閃視覺訓(xùn)練的推廣，以期為廣大體育從事人員提供更加科學(xué)、高效的訓(xùn)練手段。
3結(jié)語
現(xiàn)有的研究為頻閃視覺訓(xùn)練的推廣提供了重要的理論依據(jù)，但也存在許多不足之處。在受試對象上，大多數(shù)研究以球類運(yùn)動項(xiàng)目為主，而對其他項(xiàng)目，例如:田徑、游泳、體操、射擊等，缺乏研究數(shù)據(jù)支持。其次，受試對象大多為大學(xué)生運(yùn)動員或職業(yè)運(yùn)動員，而對普通人群的訓(xùn)練效果尚不明確。此外，現(xiàn)有研究在訓(xùn)練時(shí)間、頻閃頻率選擇、訓(xùn)練儀器設(shè)備等方面還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不過，現(xiàn)有的研究能夠證明，頻閃視覺訓(xùn)練可以提高人體運(yùn)動的靈敏性。例如，神經(jīng)類疾病康復(fù)、機(jī)動車駕駛安全、飛行員駕駛安全、軍事射擊等重要領(lǐng)域?？傊诮窈蟮难芯恐?，應(yīng)探討頻閃視覺訓(xùn)練對不同領(lǐng)域、不同階段的受試者視覺能力和相關(guān)表現(xiàn)的影響，來探討頻閃視覺訓(xùn)練更深層次的作用機(jī)制，以期為各領(lǐng)域的從事人員提供科學(xué)高效的方法。
作者:張致瑋 賈誼 單位:中北大學(xué)體育學(xué)院
