認識跑步動作週期

站著走路對人類的發展來說是很重要的階段,代表我們能掌握自己身體重心轉移的控制。從哇哇落地的嬰兒說起,要從一團肉體逐漸發展出四姿俯臥的力量支撐自己,然後開始站立、學習移動、跨步,在每一次接觸地面時身體學習吸收與釋放力量之間的『重心轉移』,這個重心轉移就是跑步週期的核心概念。

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因此我們可以將跑步的重心轉移分為四個重要階段:單腳支撐期(35%)、擺動期前段(15%)、擺動期中段(35%)、擺動期末段(15%)

一、 單腳支撐期

單腳支撐的動作順序為:著地-完全支撐-腳趾離地。當身體因應單腳支撐,大腿肌肉包含股四頭肌與腿後腱肌群吸收反作用力,身體軀幹髖關節與肩關節因單腳支撐,因應重心轉變做出對稱性的扭轉運動,而擺臂剛好試圖平衡扭轉的力量,減緩脊椎的負擔。

二、 擺動期前段

此時,原支撐腳開始離開地面,同時是原支撐腳的髖關節處於伸展的過程,對稱腳則擺動到身體前方已經準備落地。這階段的重點在於支撐腳的髖關節伸展動作,可以有效結合髖屈肌群與腰大肌與豎脊肌群的力量,帶動髖關節轉動的力矩,讓擺動初期進入到擺動中期提升效率。

三、 擺動期中段

擺動中期的原支撐腳會完整的由身體後方擺動到身體前方的狀態。這包含原支撐腳的臀大肌與腿後腱肌群主動收縮,並且出現兩隻大腿像是剪刀般往內剪的過程,腳跟會主動靠近臀部下方。這裡的關鍵在於跑者速度的穩定性,當擺動期中段擺手在腰際兩側與膝蓋互相靠近的狀態明顯不對稱,就會影響了手腳擺動的效率。

四、 擺動期末段

原支撐腳進入到準備落地階段,但腳還未接觸到地面的狀態。這包含原支撐腳的股二頭肌與臀大肌在騰空時所產生的預先收縮(Pre-Activation),根據肌肉電位訊號的研究,這樣的預先收縮會讓身體提早準備接收地面反作用力,並且提升跑步效率。然而,這與跑者的經驗與神經肌肉傳導能力有關,肌肉力量越好,代表神經肌肉傳導的路徑與徵招效率越高。

總合上述這四階段,支撐期佔30-35%,擺動期則是70-65%。從運動科學的研究結果來看,大多數認為「當速度越快,支撐期會縮短,拉長擺動期。」這樣的改變換句話說「支撐期為了縮短腳接觸地面的時間,減少接觸時間的同時造就跑者要產生更多力量接觸地面,代表身體開始快速推進,擺動期則是為了身體試圖平衡接觸地面產生的反作用力的結果,於是要跑得好,擺動效率是跑步重要關鍵。」

Dr. Bosch將這四個階段化整為一個圓形圖案,以動作來說完整跑步週期會有:剪刀動作(Scissors motion),腿後側肌群的啟動(Hamstrings),膝蓋伸展(knee extension)的發力與支撐,下肢的鐘錘擺動(lower leg pendulum)效應,更容易幫助我們揣摩跑步週期原理。

博士認為跑步跟其他運動不同點在於我們無法界定跑步的動作哪一個是關鍵點,因為每個跑步週期都可能影響動作上的差異性,因為如此,我們可以發現跑得越快的跑者通常在技巧表現上越趨於平衡。

筆者認為越快的跑者往往在剪刀動作越趨明顯,下肢的鐘錘擺動效應越相似,然而,關鍵點腿後側與腿前側兩條肌肉如何輔助膝關節與髖關節吸收反作用力與釋放力量,當接觸地面瞬間的某個動作消失了,便會影響動作本身。換句話說,當我們把腳跨出一步時,刻意不擺手,相對會影響到軀幹與肩膀旋轉的狀態,當腳完整接觸地面時,刻意把手舉高,相對會影響身體重心的高度。當不擺手或者刻意把手舉高的動作出現,本來在輔助我們跑步週期的關節肢段,卻也無形中被省略或者提高難度,身體與大腦之間,仍然可以找到對應的位置完成動作。

這也提醒了我們,當跑步試圖在推蹬狀態做用力推地,就有可能有另一種反射機制出現,重點在於每個週期有它不變的原理,科學家試圖找到邏輯性,輔助我們判斷什麼是好的跑步姿勢與效率,不需要刻意去做太多調整,因為這些週期是結果,產生結果的因素卻有可能有幾十種排列組合影響。

回到練習本身可以很單純,聚焦在支撐初期與擺動末期做訓練即可。

練習一:將腳跟懸空,前腳掌很自然的前後移動踩在踏板上。

影片中的58秒處

練習二:單腳硬舉,將擺動腿的膝蓋伸直,快速的往前擺動踩在一個高台或者高階上。自然的刺激身體在擺動過程中,讓腳掌位置與膝蓋的前後側肌群正確用力。

從重心轉移看跑步週期,給予我們很好的啟發,即「好的支撐與擺動,會創造自然的跑步姿勢與技巧!」

參考資料:
Everett B Lohman 3rd, Kanikkai Steni Balan Sackiriyas, R Wesley Swen.(2011) . A Comparison of the Spatiotemporal Parameters, Kinematics, and Biomechanics Between Shod, Unshod, and Minimally Supported Running as Compared to Walking. Phys Ther Sport, 12 (4), 151-63.

Pink, M., Perry, J., Houglum, P. A., & Devine, D. J. (1994). Lower extremity range of motion in the recreational sport runner. American Journal of Sports Medicine, 22(4), 541-549.

Frans Bosch. (2010) Strength Training and Coordination: An Integrative Approach. Published by: 2010 Uitgevers .ISBN: 978-94-90951-27-6