青少年損傷預防訓練的新思路
——整合性神經肌肉訓練

何俊潔，陳道裕， 李 萍

(寧波大學 體育學院，浙江 寧波 315211)

0 前 言

“少年強則國強，少年進步則國進步”，青少年體育及其體質健康的發展水平與國家和民族的未來息息相關。近十幾年中，參與體育活動的青少年人數逐年增加。調查數據表明，全國(2014年)6-19歲的兒童青少年中每周參加1次以上體育鍛煉的人數比例高達94.6%[1]，美國6-12歲的青少年中參與體育活動的人數高達820萬[2]。但青少年因處于生長發育的特殊時期，神經系統發育尚不完善、骨關節發育不成熟、肌肉力量薄弱、基本動作技能存在缺陷[3]等情況可能會促進某些運動中異常力學的發展，產生錯誤的動作模式[4]。運動損傷對青少年的負面影響遠大于成年人，運動損傷的發生容易成為青少年長期甚至終身參與身體活動的障礙。如上所述，青少年因其生長發育的特點容易產生異常的動作模式(例如：球類項目中跳躍落地時膝關節動態外翻等[5])，而正常的動作模式出現偏差或異常往往與神經肌肉控制策略的缺陷有關[6]。近期研究表明，與運動損傷有關的神經肌肉控制方面的危險因素可以通過整合性神經肌肉訓練(Integrative Neuromuscular Training，INT)進行修正和改進，從而降低運動員的損傷發生率[7]。鑒于此，青少年盡早進行神經肌肉訓練以提高體育活動的參與效果是很有必要的。

1 整合性神經肌肉訓練的生理機制

Myer和Faigenbaum等人(2011)[3,5]首次對整合性神經肌肉訓練(INT)進行定義：整合性神經肌肉訓練(INT)是一種在重視人體基本功能動作的基礎上結合特定的力量、平衡、速度、靈敏和超等長等練習的訓練計劃，以達到提高運動表現和預防運動損傷的目的。

神經肌肉控制被定義為：人體在運動中產生協調和有效動作的準確的肌肉激活[8]，主要依賴于感覺運動系統的正常功能。感覺運動系統是一個綜合了感受器功能和運動神經機能的復雜系統，其基本功能的就是“感知-行動”[9]。如圖1虛線箭頭所示：傳入通路將包括位于肌肉、肌腱和皮膚中的機械性本體感受器和視覺、前庭器官感受器的接受信息傳遞到3級運動控制水平(脊髓、腦干和大腦皮層)和關聯區域(小腦和基底神經節)。運動神經元的激活可能發生在對外周感覺輸入(反射)或下行運動指令的直接反應中，而兩者都可以被小腦等關聯區域(圖1中空心箭頭所示)調節。每級運動控制水平發出的神經沖動都在脊髓灰質前角發生整合，通過α和γ運動神經元到達效應器官(圖1實線所示)。發生在脊髓水平的運動反應是基于關節異常壓力下情況下的關節穩定性反射；腦干運動控制水平接受來自機械性感受器、視覺和前庭感受器的信息用于保持身體姿勢的平衡穩定[10]；感覺信號進入大腦皮層后才能清楚地感知到各種感覺發生的位置，主要負責更復雜和更離散的隨意運動。此外，小腦和基底神經節雖然不能獨立引起動作活動，但兩者對精細動作或粗大動作的協調控制至關重要[11]。

圖1 感覺-運動整合過程[12]

正常動作反應的進行依賴于“感知”的準確性和完整性，而運動員發生運動損傷之后，位于關節、肌肉、肌腱和皮膚中的機械性本體感受器受損，導致部分傳入神經受阻，引起本體感覺的障礙。如前所述，盡管視覺和前庭感覺的傳入信息也很重要，但機械性本體感受器對神經肌肉控制的影響最大[13]，當機械性本體感受器受損時產生的反饋也相應地減少，使運動員更容易發生二次損傷或反復損傷。因此，損傷后本體感覺功能的重建和神經肌肉的恢復是運動員重返賽場的必要前提。基于上述生理學基礎，發展感覺運動系統的正常功能是運動員損傷預防訓練的核心目標。整合性神經肌肉訓練結合了關節位置覺和運動覺、動態關節穩定性、反應性神經肌肉控制、功能性活動等練習旨在促進脊髓、腦干和大腦皮層通路的正常運行，增加神經肌肉的控制以提高激烈運動中關節的穩定性，降低損傷發生的風險，如圖2所示。

圖2 訓練、感覺運動系統與運動損傷預防之間的關系[8,10]

2 運動損傷的神經肌肉危險因素分析

鑒于神經肌肉訓練對青少年的重要性和必要性，認識和分析與運動損傷有關的神經肌肉方面的危險因素以合理制定訓練計劃和選擇訓練手段對于教練員和其他體育工作者來說是非常有價值的。目前研究表明，發生運動損傷的神經肌肉危險因素主要包括：①肌肉疲勞[14]，②肌肉激活能力改變[15]，③力量失衡[16]，④肢體間神經肌肉發展失衡[17]，⑤姿勢控制障礙，⑥本體感覺改變[18]，⑦前饋控制[19]。

2.1 肌肉疲勞

肌肉疲勞是指任何運動導致肌肉產生力或功率的能力下降[20]。研究發現，最大運動至肌肉疲勞后會引起神經肌肉控制策略發生改變，關節的位置覺、肌肉力覺較疲勞前均降低，使肢體對動作精細調節能力的下降而發生損傷[21]。隨著關節周圍肌群保護能力的下降，更多的外部載荷會直接作用于骨和韌帶上，引發運動損傷[22](例如，前交叉韌帶損傷[23]、踝關節扭傷等)。鑒于此，青少年生長發育早期進行一定強度的神經肌肉訓練，特別是在疲勞狀態下安全有效地安排神經肌肉訓練是必要的。

2.2 肌肉激活能力改變

2.2.1 腓骨長肌和脛前肌激活時間延長。當踝關節發生扭傷之后一部分韌帶和關節囊組織雖然得到一定程度上的修復，但位于其中的本體感受器以及傳入神經末梢的修復卻不容易完成。如果肌梭感受器發生損傷引起其敏感性下降，或傳入通路受損，都會導致關節周圍的肌肉受到刺激后激活時間延長[24]。與健康人群和健側肢體相比，機械性踝關節不穩(MAI)與功能性踝關節不穩(FAI)的患者患側均存在腓骨長肌與脛前肌激活時間延長的功能缺陷。因此，減少或消除肌肉激活方面的異常，充分發揮相關肌肉主動收縮的作用，改善神經肌肉功能的缺陷，對于降低踝關節發生損傷或反復損傷的風險是有效果的。

2.2.2 主動肌和對抗肌共激活作用減弱或失衡。膝關節屈曲時，腘繩肌和股四頭肌分別作為前交叉韌帶的主動肌和對抗肌協同激活[6]，共同維持膝關節的穩定性，抑制脛骨過多的前移和動態膝關節外翻，減小前交叉韌帶的壓力以降低膝關節發生損傷的風險[25]。在其它損傷案例中也證實了主動肌和對抗肌共激活的重要性，治療下腰痛(Low Back Pain)患者的過程中，強調和重視腹部和背部肌群共激活作用(例如腹橫肌和多裂肌)比單純的訓練和恢復腰背部肌群的功能更為有效[26]。

2.2.3 核心穩定性差和核心肌群激活不足。核心區普遍被認為是“腰椎-骨盆-髖關節”形成的整體[27]，核心區作為四肢所有活動的“發力源”，其穩定性的控制除了對骨骼肌肉系統有重要作用外，對預防運動損傷方面也有特殊的意義[28]。研究發現：下肢未受傷的運動員中髖關節外展、外旋的力量顯著高于受傷的運動員[29]，且與男性運動員相比，女性運動員落地時軀干部分活動范圍較大，臀部肌肉活動減少，股四頭肌活動增加[30]。此外，與健康女性相比，患有髕骨關節疼痛的患者在跑步中核心肌群激活延遲且時間較短[31]。因此，核心區神經肌肉控制的缺陷可能是女性運動員下肢損傷風險較大的重要因素之一。

2.3 力量失衡

肌肉力量是維持關節穩定性的基礎[32]，當肌肉力量不足或發展不均衡時，會影響神經肌肉控制策略，這可能是發生運動損傷的前兆[33]。研究證實，腘繩肌與股四頭肌的比值低于60%的運動員前交叉韌帶(ACL)損傷的風險較大[34]。同樣的，其它關節的穩定性(例如：髖、踝等)及周圍肌群力量的均衡發展也不容忽視。

2.4 肢體間神經肌肉發展失衡

如上所述，肌肉力量發展的不均衡會引起神經肌肉的失衡，而神經肌肉發展的不對稱、不平衡可以預測運動員發生損傷的風險[35]。雖然在健康運動員中下肢發展的不對稱屬于正常現象，但超過一定的范圍就有可能增加損傷風險，研究表明：雙腿之間力量和爆發力發展的差異超過15%的運動員損傷風險較高[36]。青少年群體單腿縱跳測試中，肢體之間發展的差異小于15%被認為是安全的[29]。與男性運動員相比，女性運動員下肢力量、爆發力、協調性、關節姿勢穩定性控制存在較為明顯的不對稱[37]，尤其在青春期表現更為明顯。因此，要及早對運動員進行神經肌肉發展不對稱的監測并采取相應的訓練策略，以降低損傷發生的可能。

2.5 姿勢控制障礙

研究發現，姿勢控制測試中表現不佳的運動員比其他運動員發生下肢損傷的風險高很多[38]。例如：星形偏移平衡測試(Star Excurison Balance Tests，SEBT)中雙腳在內、內后和外后方向上的成績好的運動員下肢損傷發生的可能性比成績差的運動員低2.5倍[16]。影響姿勢控制能力的因素主要包括神經傳導速度、肌肉力量和關節的活動范圍等[39]，因此將力量和平衡穩定的訓練相結合融入到青少年的體能訓練中對于提高運動員神經系統的調控能力以及與肌肉力量、抗干擾、動作靈敏之間的協調配合能力是必要的。

2.6 本體感覺改變

本體感受被定義為身體對被動和主動運動的感覺，主要是對身體的空間位置和用力大小的判斷[40]。本體感覺功能的提高關系著運動員動作技能的形成和鞏固，雖然視覺和前庭感覺的傳入信息很重要，但位于肌肉、肌腱和皮膚中的機械性本體感受器對神經肌肉控制的影響最大也是最容易通過訓練進行提高和改進的。研究證實：本體感覺訓練能夠提高運動員的神經肌肉控制能力，預防運動損傷的發生[60]。基于青少年時期發展正確的動作技術和預防運動損傷的重要性，本體感覺訓練是必不可少的，以為運動員動作表現的提高建立良好的基礎。

2.7 前饋控制

前饋是人體在運動中適應外界突然變化或沒有任何預期變化的動作控制原理[41]。前饋控制屬于一種離線控制方式，指在外界環境發生變化或干擾產生之前根據先前經驗對變化或干擾進行事先的調整[42]，具有適應性意義(例如:條件反射活動)。研究表明：在運動中，缺乏事先對變化或危險的預判會增加膝關節損傷的風險(例如：膝關節內外翻力矩增加、動作預備階段肌肉激活延遲等)[31]，這也是女運動員膝關節損傷發生率高于男運動員的主要原因之一[43]。青少年時期神經系統具有較高的可塑性，通過進行一些無預期的任務來提高前饋控制有利于青少年動作技能的學習、環境適應能力的提高和運動損傷的預防。

3 整合性神經肌肉訓練策略及要點

3.1 整合性神經肌肉訓練策略

充分認識和了解以上危險因素是進行損傷預防訓練的前提條件，在此基礎上整合針對性的練習以促進生理適應，提高神經肌肉控制能力和身體協調能力，這也是損傷預防訓練應循序的基本步驟[6]。表1呈現了針對青少年神經肌肉危險因素的整合性神經肌肉訓練策略[44]，其有效性已得到眾多研究的證實[4-6,7-9]。

3.2 整合性神經肌肉訓練要點

青少年的整合性神經肌肉訓練計劃(INT)主要包括6個基本成部分：動態穩定性(以下肢和核心為主)、協調、力量、超等長、速度靈敏性和抗疲勞訓練(圖3)。表2呈現了各組成部分的訓練要點[18]：強調在發展和提高多種基本動作技能的基礎上儲備不同的動作技能模式，以豐富青少年在復雜動作反應中的選擇，為專項動作技能的學習提供安全和有趣的環境。

圖3 青少年整合性神經肌肉訓練(INT)組成部分[18]

表1 青少年損傷的危險因素及相應的神經肌肉訓練策略[62]

表2 整合性神經肌肉訓練的組成部分及訓練要點[62]

3.2.1 動態穩定性訓練。動態穩定性訓練通過改善神經肌肉控制，提高關節的動態穩定性從而降低運動損傷風險[45]。神經肌肉募集模式在關節穩定性中起到重要作用，這依賴感覺運動系統的協調來控制自身重心和身體各關節[46]。在動態穩定性訓練中，主要以下肢和核心的動態穩定性訓練為重點。在設計訓練計劃時，以改善運動中的前饋機制為目標進行方案設計，加入多種漸進式的訓練內容，訓練內容結合非預期條件和動作。同樣在下肢動態穩定性訓練中，強調對軀干-髖關節-膝關節-踝關節整體正確的屈曲指導和反饋也是很重要的，主要依據表3的原則進行訓練計劃設計。

表3 動態穩定性訓練計劃設計原則

據以上原則開展訓練的同時在青少年時期還應強調正確的動作姿勢和靜態平衡的練習，在運動員表現出正確的靜態平衡行為之后，對其進行復雜的動態平衡以及動態穩定性訓練。對于處于訓練前期的運動員在進行訓練時多關注靜態平衡能力的提升(例如：在穩定的平面上的單腿平衡練習)，同時也可以進行簡單動態平衡練習(例如：在波速球上的簡單站立練習和穩定表面的“軟著陸”練習)。隨著運動員的成長與進步，適當提高訓練難度(例如：波速球上的單腿跳躍練習)，進階地提高難度可以在此基礎上給予一定的干擾。

在開始核心穩定性訓練前，使用適當的篩查工具識別潛在的損傷和核心功能缺陷是有必要的。如果存在潛在損傷，在進行訓練前尋求專業的醫療檢查，防止損傷加重。對于訓練前期的運動員進行核心動態穩定性訓練時，優先考慮靜態面上的基本姿勢穩定和肌肉激活練習，主要訓練運動員肌肉耐力和動作控制能力，同時可以激活軀干和臀部的深層肌肉。進階練習主要針對肌肉耐力和反應性練習，不同的平板支撐(前、側、反向)和橋式練習，不穩定的平面對運動員來說也是進一步的挑戰，這可以激活更多的核心肌群、提升平衡能力。此外據運動員的具體情況，適當增加旋轉、加速、減速的動作。

3.2.2 協調訓練。協調能力的定義有多種：完成復雜運動技能的能力、調整運動動作的能力、控制身體和四肢在環境中運動的能力等[47]。在青少年早期訓練階段進行協調能力的培養，效果是最好的，他們在這個階段具有更大的神經可塑性，鼓勵進入專業技能訓練之前的青少年參與各種體育項目(例如：各種球類、體操)，提高神經對各種技能的適應能力。

INT的目的不是單獨培養任何能力，而是進行一個綜合、全面的訓練來發展訓練對象的基本運動能力和特定運動技能所需的協調能力。基于此，結合多樣性原則和遞進性原則系統地設計訓練內容，優先發展基本動作技能再進行組合，提高協調能力。協調性訓練可以整合各種訓練，進行視覺、聽覺上的多重刺激(例如：繩梯的多方向練習)、不同動作間的組合、同時使用多種器材、時空的變化、反應訓練、非對稱動作訓練等都是協調訓練的方法，在進行無預期反應練習的時候注意強調動作的正確性。此外，訓練期的熱身階段是協調訓練的最佳時間，此時中樞神經系統不會疲勞，能夠更好地改進動作模式。

3.2.3 力量訓練。在進行力量訓練時應首先保證動作控制、正確的呼吸和訓練設備的安全教育[48]，并且一直需要特別注意的是姿勢控制(核心和下肢的動態穩定性)。訓練應以動態神經肌肉熱身(例如：協調訓練和動態拉伸運動)開始，以適當的整理活動(靜態拉伸)結束，訓練設計基于青少年運動科學規律、遵循遞進原則并且考慮訓練對象的個體差異。如前所述，青少年的神經可塑性高，因此在訓練中可融入多種動作技能(例如：上半身和下半身、單側和雙側、推拉力量訓練)[49]。在重復練習中，當設定的訓練計劃能夠很好地完成時，可適當增加5%～10%的重量，當然也需考慮訓練對象的目標、需求和能力[50]。具體原則如表4所示，當處于訓練前期的運動員在低強度的運動中熟練技術后，可適當增加運動速度和負荷[51]。

表4 力量訓練計劃設計原則

3.2.4 超等長訓練。超等長訓練已被證實可以增強肌肉力量、提高運動表現、降低青少年運動受傷風險[52]。這種訓練方法基于縮短肌肉伸縮周期(SSC)能力的發展，它包括一個肌肉拉伸階段(離心動作)和一個肌肉縮短階段(向心動作)[53]。由于肌肉的快速伸縮，SSC依賴于彈性能量和反射性肌肉活動機制，這兩者都可以在青少年時期進行訓練。有效的SSC需要3個關鍵因素：在離心拉伸階段之前及時地預先激活肌肉、短暫而快速的離心拉伸階段以及離心拉伸和向心縮短動作之間的立即過渡[54]。這些必要元素會導致關節和肌肉的動作進一步受損，且在進行高強度的超等長訓練時必要的準備是不可少的。此外，區分高強度和低強度的超等長訓練同樣重要，高強度運動通常與高沖擊負荷和快速SSC有關(如：垂直跳躍和多次跳箱)，同時強調快速SSC和低沖擊練習(跳繩)也是必要的。

青少年超等長訓練建議重視訓練強度(從低強度到高強度練習)、訓練量(一組到多組，每組6～10次重復)、頻率(每周2次，非連續天數)、速度和運動恢復(60～180s)。同時考慮動作的運動學原理，先從基本動作(例如：弓步、深蹲)開始到低強度的超等長訓練(例如：原地跳躍)至中等強度的訓練(例如：多次的雙側跳躍、跳箱)和更復雜且具有高沖擊負荷的練習(例如：單側跳躍、深蹲跳)[55]。

3.2.5 速度靈敏性訓練。速度和靈敏性訓練是青少年神經肌肉訓練的重要組成部分，也被認為是在高速狀態下協調能力的體現。靈敏性訓練應該先從有計劃性的訓練開始，提高青少年的運動技術，然后再進行無預期計劃的訓練。訓練內容圍繞基本動作技能、多方向速度變化和反應性練習開展，且每個練習部分的時間分配應根據青少年所處階段而有所不同。

對于處于訓練前期的青少年來說，首先發展其基本動作技能，其次的關注點才是多方向速度變化練習和反應性練習，對有一定技能和訓練年限的青少年而言，進行基本動作技能和多方向速度變化練習的同時，更強調反應性能力的發展[56]。

從提高速度能力的角度出發，第一階段的訓練重點為通過特定的動態訓練(例如：A-skips、B-skips)發展青少年正確的跑步技巧，同時提高踝關節和髖關節的靈活性也可以改善跑步方式。當青少年正確掌握跑步技巧后，訓練重點相應調整為爆發力、力量和沖刺能力的訓練，可進行5～30m的直線短跑訓練和其他特定形式的沖刺訓練(例如：上坡沖刺、極速沖刺和下坡超速跑)[57]。

3.2.6 抗疲勞訓練。神經肌肉疲勞被認為是運動損傷的高風險因素。在許多運動項目中，完成重復高強度動作的能力是良好運動表現的重要因素之一，這依賴于神經肌肉和心肺效率來減少運動疲勞的負面影響[58]。高強度間歇訓練(HIIT)涉及重復的短到長時間的高強度運動，期間穿插主動或被動休息，是改善青少年心肺、代謝、神經肌肉最常用且最有效的方法之一[59]。較短時間間隔(例如：15s高強度～30s主動恢復)的經典HIIT、重復沖刺訓練(例如：10組30s～恢復30s)和小隊比賽(例如：5組3min的小隊伍半場比賽)都是可以提高青少年抗疲勞能力的訓練手段。

中樞性疲勞使得運動中執行復雜任務的能力大幅下降，因此在訓練期間引入復雜且具有挑戰性的決策任務對提升運動員的抗疲勞能力是有幫助的，通過訓練運動員在各種運動情況下做出最佳運動決策的能力，以降低損傷風險。第一階段進行游戲類的有氧和間歇訓練，訓練過程中注重動作技能的習得。隨著運動員進入后期發展階段，需要更加重視高強度的小隊比賽，提高運動員的有氧能力和專項技能。最后當運動員達到一定的運動水平后，可將小隊比賽與經典HIIT訓練相結合，提高青少年的心肺、代謝和神經肌肉能力。

4 實踐應用中的注意事項

4.1 科學安排訓練量

青少年因為生長發育的特點，肌肉骨骼系統不能承受長期的重復性壓力。研究發現：青少年群體中30%～50%的運動損傷是由于在運動參與過程中過度使用造成的[60]。因此，訓練量和強度的安排應呈現循序漸進的變化。雖然世界衛生組織(WHO)建議青少年每天應進行至少60min的身體活動、每周至少3次的肌肉力量練習，但整合性神經肌肉訓練(INT)屬于高強度的間歇性活動，因此每周非連續訓練2～3次(保證充分的休息和恢復)，且訓練時間根據個體水平和訓練目標等在30～90min之間內變化的訓練安排被認為是合適的[14,17]。

4.2 正確的指導和適當的監督

正確的指導和適當的監督有利于青少年的運動需求、訓練目標和個體能力的一致性發展，且能為青少年的訓練提供一個安全、有效和愉悅的環境。在缺乏指導和監督的情況下，青少年很可能進行超出自己能力范圍的練習或產生錯誤的危險動作，造成運動損傷[17]。因此，指導和監督對于提高訓練質量是必要的，有利于青少年動作學習和掌握的循序漸進性，有利于青少年將注意力指向動作技能的關鍵部分，促進達到動作技能目標或幫助技能熟練的練習者提高動作表現[61]。綜上，訓練任務的系統構建、充足的恢復和休息、正確的指導和適當的監督是提高整合性神經肌肉訓練(INT)有效性的關鍵因素。

4.3 考慮性別差異

不同性別對神經肌肉疲勞的反應有所不同[39]，女子運動員因下肢Q角較大[40]、髁間切跡較窄[12]、關節松弛度較大[12,41]等原因使其在落地動作中引發膝關節過多的外翻動作，增大了前交叉韌帶(ACL)損傷的風險[35]。在訓練高速變向能力時，特別要注意下肢生物力學、膝關節生物力學控制的改變被認為是膝關節損傷(例如：前交叉韌帶斷裂)的主要危險因素[62]。在疲勞或做決策的過程中韌帶改變方向(COD)的負荷會增加[63]，這種影響在女性青少年中更大。此外，女性運動員在跳深動作減速的過程中對股四頭肌的依賴程度明顯高于男性。因此在對青少年在進行INT訓練時，應當充分考慮性別差異，有效降低損傷發生概率。

5 研究展望

整合性神經肌肉訓練(INT)在強調提高青少年多種基本動作能力的基礎上發展專項動作技能，以豐富和優化特定運動情況下運動策略的選擇，提高動作生物力學的合理性，減少損傷發生的風險。其應用效果受到教練員和體育科研人員的重視和認可，但關于青少年整合性神經肌肉訓練(INT)的個性化設計還需要進行深入的研究。即針對不同運動需求、不同性別、不同年齡、不同神經肌肉缺陷、不同發育狀況的青少年個體，其6個基本組成部分的最佳組合方式、練習順序、訓練手段的選擇、負荷的安排和干預時間等問題對教練員和科研人員來說具有一定的挑戰性，值得進一步的深入探索。

其次，整合性神經肌肉訓練的(INT)的研究應擴大其受試者的范圍。前人的研究往往選擇青少年運動員作為受試對象，難以全面地驗證其應用效果。整合性神經肌肉訓練(INT)在不同年齡層次、不同運動水平、不同健康狀況人群中的應用也具有較高的研究價值。

最后，關于整合性神經肌肉訓練(INT)的干預時間與訓練效應保持之間的關系也是教練員和科研人員深入研究的問題。以往研究的干預時間在4～12周之間變化，干預結束后(Post-test)的效果明顯，但干預結束后訓練效應的保持(Retention Test)卻缺乏深入的研究，這影響著運動員的長期發展和整個賽季訓練計劃的制定。因此，探索使運動員神經肌肉控制效應長期保持的干預時間也是教練員和科研人員思考的問題之一。