Równowaga dla zdrowia
Istnieje realna szansa na zmniejszenie ryzyka urazów u koszykarek AZS Politechnika Śląska oraz innych sportowców. To efekt badań przeprowadzonych na Wydziale Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej.
O wynikach w sporcie na najwyższym poziomie potrafią decydować detale. W wielu dyscyplinach sportowych zawodnicy rywalizują jednak coraz częściej, co sprawia, że potrzebne są właśnie takie badania, jak te wykonane przez naukowców Politechniki Śląskiej, które mają pomóc w utrzymaniu zdrowia oraz wysokiej formy u sportowców.
– Chcemy pokazać, że nauka jest w stanie wspierać sport – mówi mgr inż. Marta Chmura z Katedry Biomechatroniki na Wydziale Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej. – Bardzo ważne jest to, żeby sportowcy trenujący na Politechnice Śląskiej wiedzieli, że mamy na wyposażeniu potrzebny sprzęt i wiedzę, aby wykonywać badania i monitorować trening na poziomie, z którego korzystają najlepsze drużyny sportowe na świecie.
„Trening równowagi jako narzędzie do przeciwdziałania upadkom – ocena wpływu wybranych metod treningowych na polepszenie stabilności postawy ciała w warunkach dynamicznych” – tak brzmi pełna nazwa projektu, który rozpoczął się w ubiegłym roku.
– W październiku skontaktował się ze mną dr inż. Piotr Wodarski z Wydziału Inżynierii Biomedycznej i zapytał, czy byłbym zainteresowany współpracą – mówi Patryk Niczke, trener drużyny koszykarek AZS Politechnika Śląska, która w tym sezonie zadebiutowała w II lidze kobiet. – Następnie pani Marta Chmura pojawiła się na naszym treningu i przedstawiła zawodniczkom pomysł, na który zareagowały bardzo pozytywnie. Reszta potoczyła się szybko i do końca roku byliśmy już po badaniach oraz treningach prowadzonych w ramach projektu.
Wzięło w nim udział sześć zawodniczek w wieku od 16 do 28 lat. W ocenie trenera, koszykarki są na podobnym poziomie zaawansowania. Opiekę merytoryczną nad projektem sprawowali dr hab. inż. Jacek Jurkojć, prof. PŚ oraz dr inż. Piotr Wodarski; natomiast z grona naukowców w przedsięwzięcie zaangażowali się mgr inż. Marta Chmura oraz mgr inż. Anna Miller-Banaś.
Cały projekt składał się z trzech części – badań równowagi zawodniczek przed przystąpieniem do treningów, czterotygodniowego treningu równowagi oraz kolejnych badań równowagi po jego zakończeniu. Badania obejmowały pomiary aktywności mięśni odpowiadających za stabilną postawę ciała za pomocą elektromiografii, pomiary kinematyki ruchu za pomocą czujników IMU oraz pomiary przemieszczenia środka nacisku stóp na platformie stabilograficznej.
– W trakcie sesji pomiarowych koszykarki musiały zmierzyć się z niespodziewanymi i spodziewanymi bodźcami wytrącającymi ciało z równowagi – podczas stania z oczami otwartymi, zamkniętymi, w wirtualnej rzeczywistości przy pomocy gogli VR oraz podczas chodu – mówi Marta Chmura. – Każda sesja trwała dwadzieścia minut, a poziom trudności, rozumiany poprzez amplitudę oraz częstotliwość zaburzeń, wzrastał z każdym tygodniem.
Zmysłem, który odpowiada za świadomość ułożenia naszego ciała w przestrzeni, jest propriocepcja i – jak każdy inny zmysł – możemy go wyćwiczyć. Dzięki temu jesteśmy bardziej świadomi swojego ciała oraz możemy szybciej i pewniej reagować na bodźce zewnętrze.
– Przeprowadzone treningi miały umożliwić wypracowanie u zawodniczek wzorców ruchowych aktywowanych w odpowiedzi na bodźce zaburzające równowagę ciała. Umiejętność właściwego reagowania na dynamiczne sytuacje boiskowe związane z utratą równowagi, nie tylko zmniejszy ryzyko odniesienia kontuzji, ale również może zwiększyć efektywność zawodnika podczas gry – tłumaczy Anna Miller-Banaś.
Jednym z największych wyzwań dla zawodniczek było… skoordynowanie codziennych obowiązków z uczestnictwem w projekcie. Cały projekt wymagał ogromnego zaangażowania i poświęcenia czasu, gdyż w ciągu czterech tygodni odbywały się badania wstępne, następnie aż dwanaście treningów w laboratorium European HealthTech Innovation Center w Zabrzu oraz badania końcowe. Bardzo ważne było, aby treningi odbywały się minimum trzy razy w tygodniu – tylko z taką częstotliwością naukowcy mogli liczyć na widoczne i długotrwałe efekty. Odbywały się one o podobnych porach, ale unikano wykonywania ich po treningu koszykarskim.
– Myślę, że najwięcej trudności koszykarkom sprawiały pomiary w wirtualnej rzeczywistości, gdy miały założone gogle VR – tłumaczy Marta Chmura. – Sam fakt odcięcia zmysłu wzroku od świata zewnętrznego działa destabilizująco na człowieka, a dodatkowe – generowane w wirtualnej rzeczywistości – zaburzenia wizualne w postaci kołysania, wprowadzały osobę badaną w sytuację konfliktu sensorycznego.
Wśród koszykarek, które wzięły udział w badaniach, była m.in. Natalia Krzymińska.
– Jestem pod wrażeniem profesjonalnego sprzętu i super podejścia osób prowadzących projekt – mówi Natalia Krzymińska. – W badaniu były sprawdzane odruchy ciała oraz czas powrotu do pełnej równowagi przy próbach wytrącenia mnie z niej. Za każdym razem była dodawana inna częstotliwość bądź natężenie bodźców. Zaskoczyło mnie, że tak dużą różnicę możemy odczuwać w odruchu w momencie, gdy wiemy, kiedy nastąpi szarpnięcie bieżni, a zupełnie inaczej nasze ciało reaguje, gdy jest to niespodziewane. Z każdym kolejnym treningiem odruchy były jednak bardziej wyćwiczone i nie odczuwałam już, aż tak dużych zachwiań równowagi.
Badania oraz sam trening były wykonywane przez naukowców po raz pierwszy. Ćwiczenie reakcji na zewnętrzne bodźce (szarpnięcie bieżni to na przykład symulacja potknięcia się lub dotknięcia przez rywala na parkiecie) daje realną szansę na zmniejszenie ryzyka urazów u koszykarek. Co więcej, może zwiększyć ich szanse w trakcie bezpośrednich starć z rywalkami na parkiecie.
Po pierwszych analizach otrzymanych wyników, naukowcy mogą już stwierdzić, że udało im się po udziale w czterotygodniowych treningach równowagi wychwycić pewne zmiany w aktywności mięśni w reakcji na zewnętrzne zaburzenie. – Największe różnice dostrzegliśmy w pracy mięśni w odcinku lędźwiowym kręgosłupa. Wydaje się, że trening wpłynął pozytywnie na ich rozluźnienie. U większości uczestniczek, co potwierdzają wyniki, wpłynął on również na zmniejszenie aktywności mięśni w obrębie kończyn dolnych – wypracowany został nowy wzorzec ruchowy umożliwiający bardziej optymalną reakcję narządu ruchu na zastosowane bodźce wytrącające z równowagi – podsumowuje Marta Chmura. – W trakcie trwania całego projektu największą satysfakcję dawała mi świadomość, że robię coś dla kogoś. Jako naukowcy często prowadzimy badania wyłącznie w celu poszerzania swojej wiedzy. Natomiast, kiedy nasze działania są w stanie realnie wpłynąć na trening, a później także na występ w trakcie meczów, powoduje to ogromną radość i spełnienie.
– To dla nas niezwykłe doświadczenie, które zdecydowanie może pomóc zawodniczkom poszerzyć ich sportowe horyzonty. Jesteśmy w końcu nie tylko drużyną sportową, ale i akademicką, związaną z wyjątkową uczelnią – uczelnią badawczą. Była to dla nas duża szansa, jak i wyzwanie. Wiemy bowiem, że z EHTIC współpracowali sportowcy z najwyższej półki, między innymi Robert Lewandowski – komentuje trener Patryk Niczke.
– Liczymy, że pojawi się pewien trend ćwiczenia propriocepcji – jestem przekonana, że przyniesie on odpowiednie efekty sportowcom – tłumaczy Marta Chmura. – Te badania mogłyby zostać wykorzystane w innych dyscyplinach sportowych, jak piłka ręczna czy piłka nożna, w których również dochodzi do wielu niespodziewanych dla zawodników sytuacji. Podobne badania wykonaliśmy także na dużej liczbie studentów, uprawiających sport amatorsko, by móc porównać wyniki z regularnie trenującymi zawodniczkami. Zapraszamy jednak nadal sportowców z AZS Politechniki Śląskiej do współpracy. Mamy na wyposażeniu naprawdę światowej klasy sprzęt. Każdy może na tym tylko skorzystać.
tekst: Martin Huć
zdjęcie: mat. arch. pryw.
Tekst pochodzi z Biuletynu 4 (364) 2024
