20240523: 認知敏捷性・女性アスリート・外傷予防・二重課題
チームボールスポーツのアスリートは、ボールの動きの軌道や対戦相手やチームメイトの行動に応じた方向やスピードの変化など、常に変化する環境の合図に素早く適応しなければなりません ( Sheppard et al., 2006 )。ヤングら (2015) は、この適応スキルを「反応性敏捷性」と定義しました。これは、(目標に向けた) 動作中の運動、感覚、認知行動を組み込み、調節する複雑な調整のサブコンポーネント スキルです ( Baumeister、2013 )。したがって、ヤングらは (2015)アジリティは、速度と方向転換 (COD) に関連する運動能力と、知覚と意思決定に関連する認知能力の 2 つの能力を組み合わせたものであると示唆しました ( Young et al., 2015 )。したがって、COD は、知覚と行動の結合を欠き、ゲームのコンテキストから外れた動きを伴う、事前に計画された動きを反映しています ( Young、2021 )。逆に、敏捷性には、環境刺激に対する認知媒介の知覚的かつ連続的な処理と反応も必要です ( Sheppard et al., 2006 )。孤立した COD の動きとアジリティの違いを考慮すると、過去の研究者が COD の動きとアジリティの間に有意ではない相関関係があると報告したことは驚くべきことではありません ( Matlák et al., 2016 ; Scanlan et al., 2014 )。
チームスポーツのアスリートが競技中に経験する認知的課題（Huijgen et al., 2015）を考慮すると、現在の敏捷性テストの欠点は、処理速度（ Morral-Yepes et al., 2020 ）などの低次の認知機能のみを表す単純な反応時間パラダイム（ Pojskic et al., 2018 ; Sekulic et al., 2019 ; Spasic et al., 2015 ）に依存していることが多いことです。チームスポーツでは、より複雑な精神プロセス、いわゆる高次認知機能または実行機能（Diamond, 2013）が必要です。これらの実行機能（EF）は、一連の適応行動として認知、感情、および運動反応を調整するために必要な精神的能力を指します。EFにより、アスリートは思考プロセスを変え、変化する状況的なゲームの手がかりに適応することで、環境内をうまく積極的にナビゲートできます（Jurado & Rosselli, 2007）。 EF は、作業記憶、抑制制御、認知柔軟性などのサブコンポーネントに分類できます ( Diamond、2013 )。作業記憶により、個人は情報を心に留め、その重要性の手がかりがなくてもそれを精神的に処理することができます。抑制制御には、注意、行動、思考、感情を制御して、自動的に行動しようとする強い内的素因や外的誘惑を打ち消す能力が含まれます。認知柔軟性は、作業記憶と抑制制御に基づいており、以前の考え方を抑制または非アクティブ化することで視点をすばやく変更し、心構えをシフトし、問題に対するより新しい視点を作業記憶に取り込み、読み込む能力を表します。
敏捷性パフォーマンスに貢献する認知能力は、複雑な状況でのスポーツの成功に不可欠ですが、その評価と分析は過去の研究では十分に表現されていません。私たちの知る限り、異なるレベルの認知要求が敏捷性パフォーマンスにおける運動能力とどのように相互作用するかを調査した研究者はまだいません。敏捷性パフォーマンスに貢献する身体パフォーマンスと認知能力の両方を包括的に理解し、個々のアスリートに合わせて敏捷性トレーニングを調整するには、さらなる研究が必要です ( Morral-Yepes et al., 2020 )。
したがって、この研究の 2 つの目的は、
(i) 女性アスリートのグループにおいて、低認知刺激と高認知刺激の状況で敏捷性パフォーマンスがどのように変化するかを評価すること、
(ii) これらのアスリートにおける敏捷性に対する低認知要求テストと高認知要求テストの信頼性を分析することです。
したがって、(i) 単純な認知機能 (情報処理速度) に対する要求が低いテストと、(ii) より複雑な認知機能 (抑制制御とワーキングメモリ) に対する要求が高いテストの 2 つの敏捷性テストを比較しました。練習効果による敏捷性パフォーマンスのテストと再テストの体系的な変化を考慮するために、1 週間以内に両方のテストを 2 回評価し、2 回目のテスト スコア セットをデータ分析に使用しました。動作速度で表される敏捷性パフォーマンスは、高次の認知機能が要求されると低下するという仮説を立て、敏捷性の認知要素が敏捷性パフォーマンスに与える影響を示しました。
CAT では、参加者は SAT と同じパターンを走らなければなりませんでした。主な違いは、タスクの認知的要求が変わったことです。CAT では、画面上の四角形が黄色に点灯するだけでなく、画面に四角形の周囲に青、ピンク、または緑の枠が表示される可能性が 75% ありました。黄色だけに点灯したフィールドでは、参加者は対応するフィールドまで走る必要がありましたが、フィールドの周囲に青、ピンク、緑の枠が追加された四角形の場合は、参加者は次のような追加タスクを実行する必要がありました。
• 青 = 「指定された連絡先フィールドまで実行」
• ピンク = 「前方右の接触フィールドまで走る」
• 緑 = 「左前のコンタクトフィールドまで走る」。
したがって、CAT では、ワーキング メモリと抑制制御を含むより複雑な認知機能が求められました。たとえば、参加者はワーキング メモリに情報を保存し、ピンクと緑のフレームの場合は、黄色の視覚刺激 (= 四角形) との関連を抑制し、色付きのフレームの要求にのみ反応する必要がありました。CAT と SAT の刺激シーケンスの例は、次の図に示されています。
本研究の主な発見は、より低次の認知要求を伴うテストのみに基づく測定と比較した場合、より高次の認知要求がスピードコートでの敏捷性パフォーマンスの測定に影響を与えるというものでした。予想どおり、女性アスリートの運動パフォーマンス時間は、認知的に要求の厳しい単純な (SAT) および複雑な (CAT) 敏捷性テストで違いがありました。私たちが設計した CAT テストと SAT テストは両方とも、許容できる絶対的および相対的信頼性を示しました。より認知的に複雑な要素である作業記憶と反応抑制を、より単純な反応時間認知タスクに追加することで、敏捷性パフォーマンスの測定値が大幅に異なることがわかりました。興味深いことに、これは合計時間と平均外側スプリット時間 (アスリートがグリッド上で予測不能に変化するスポットに向かって走っている場合) だけでなく、平均内側スプリット時間 (認知的複雑さにタスクの違いがない場合にアスリートが予測どおりに「ホーム」プレートに向かって走っている場合) にも当てはまりました。
これらの全体的なパフォーマンス時間と分割されたパフォーマンス時間の減少は、認知負荷の増加による運動干渉の影響を示唆しています。これは、参加者が追加の認知要求を伴う運動課題を実行した場合の運動学の逸脱を強調した、ジャンプおよびサイドステップの運動学に関する以前のレビューの結論と一致しています ( Brown et al., 2014 )。また、ヘンリーら。 (2012)反応性敏捷性パラダイムでアスリートにフェイントが与えられると、敏捷性パフォーマンスが低下することを観察しました。運動行動に対する認知負荷の干渉効果は、アスリートの二重課題研究のレビューでも報告されています ( Moreira et al., 2021 )。これらの著者らは、認知的要求が運動実行を妨げ、知覚と行動の結合能力が低下することで、運動サブタスクと認知サブタスクの両方でパフォーマンスが損なわれることを発見した。これらの二重課題のコストを調整する変数は、個人の作業記憶容量と、認知的および運動的課題の複雑さに割り当てられました ( Moreira et al., 2021 )。共存するタスクの要求が高くなるほど、運動能力の低下として定義される「パフォーマンスの窒息」の可能性が高くなります ( Moreira et al., 2021 )。したがって、本研究で記録された敏捷性パフォーマンスの低下は、共存する認知タスクのタスクの複雑さの増加によって引き起こされる「窒息」を反映している可能性があります。これまで認知需要の増加を直接測定してアジリティを分析した研究はないため、参加者の単純な COD パフォーマンスもテストして、参加者コホートと以前の研究の参加者コホートを比較できるようにしました。私たちの女性参加者の COD 速度は、Düking らの男性参加者と同様であるように見えました。 ただし、参加者の異なる専門知識は、敏捷性パフォーマンスに対する認知的要求の影響をさらに調整する可能性があります ( Pojskic et al., 2018 ; Sekulic et al., 2019 ; Spasic et al., 2015 )。
試合中の認知アフォーダンスは通常、事後処理を超えて積極的かつ予測的な認知プロセスに及ぶため ( Huijgen et al., 2015 ; Vaeyens et al., 2007 )、ほとんどの先行研究で使用されている COD タスクと単純な事後対応型アジリティ タスクは、現実の処理を反映できていませんでした。アジリティのパフォーマンスの定性的および定量的な相関関係を現実的に評価するには、複雑で生態学的に有効な認知要素をアジリティのテストとトレーニングに導入することをお勧めします。たとえば、Lee et al. が説明するような動的刺激です。
参加者が人間の刺激と対話することで、SpeedCourt のようなシステムを使用して、複雑だが制御されたパラダイムにおける敏捷性の評価が進歩する可能性があります ( Lee et al., 2013 )。
参加者の 1 回目と 2 回目の努力の間に観察されたすべての敏捷性の結果のパフォーマンスの大幅な改善は、以前に報告された調査結果と一致しています ( Krolo et al., 2020 ; Sporis et al., 2010 )。ある研究では、研究者は 3 日目の評価を使用しましたが、このタスクへの最初の慣れを超える敏捷性パフォーマンスのさらなる改善は確認されませんでした ( Sporis et al., 2010 )。複雑なテストでは、短期的な運動学習につながる慣れの効果が明らかになる可能性があります。したがって、認知刺激を使用して敏捷性パフォーマンスを評価する将来の研究では、慣れの効果を制御し、縦断的なパフォーマンス評価における真の意味のある変化をより適切に判断するために、繰り返し測定を検討する必要があります。
セッション 1 と 2 でパフォーマンスが大きく異なるだけでなく、ICC と CoV の推定値から分かるように、すべての CAT および SAT の結果変数について優れた絶対的および相対的信頼性が観察されました。予想どおり、SAT は CAT と比較してわずかに高い信頼性を示しました。クロロらによると、 パフォーマンスの各下位決定要素、この場合は運動能力、知覚認知能力、技術的スキルは、理論的には日ごとに個別の測定誤差の原因を生成するため、複雑なテストでは相関関係が低下する可能性が高くなります ( Kroloら、2020）。
モーターと技術的なアフォーダンスは SAT と CAT の両方で同様であるため、CAT の複雑さの増大は信頼性低下の可能性のある理由として扱われる可能性があります。したがって、これらの観察は、認知的課題が大きくなるとテストと再テストの信頼性が低下する場合でも、複雑なアジリティ テストでも満足のいく絶対的および相対的信頼性を示すことを示している可能性があります。
本研究では、アジリティ時間で表されるアジリティパフォーマンスは、関連する認知的要求が増加すると低下することが明らかになりました。これらの知見は、認知負荷が運動パフォーマンス ( Moreira et al., 2021 ) や運動学 ( Brown et al., 2014 ) に影響を及ぼす可能性があることを示す過去の研究と一致しています。重要なことに、CAT テストの信頼性も良好から優れていることが実証されており、この種の将来の研究における有用性を示唆しています。一方、コーチはこれらの新しい洞察を使用して、チームスポーツにおけるアジリティを向上させるために、より制御された、しかし生態学的に妥当なトレーニング環境やテスト設定をカスタマイズすることができます。
まとめ
チームボールスポーツの重要な要素である機敏性は、環境の変化に応じて素早く動くアスリートの能力を表します。機敏性には処理速度などの基本的な認知機能が必要ですが、作業記憶や抑制などのより複雑な認知プロセスも必要です。しかし、ほとんどの敏捷性テストでは、認知プロセスの評価が、生態学的妥当性に欠ける単純な反応時間に限定されています。この研究での私たちの目的は、運動要求が一致しているが認知要求が低いものと高いものの両方を伴う 2 つの敏捷性テストの合計時間によって敏捷性のパフォーマンスを評価することでした。私たちは、処理速度のみを測定する単純な敏捷性テスト (SAT) と、作業記憶と抑制を必要とする複雑な敏捷性テスト (CAT) を使用して、SpeedCourt で 22 人の女性チームアスリートをテストしました。 SAT (ICC = 0.79) と CAT (ICC = 0.70) の両方で優れた信頼性から良好な信頼性が得られました。 CAT でのアジリティ パフォーマンスの低下は、アジリティ合計時間とスプリット時間の増加と関連していました ( p < 0.05)。これらの結果は、敏捷性のパフォーマンスが認知要求の複雑さに依存することを実証しました。運動能力と認知能力の間に干渉効果があり、環境情報がより複雑になると速度が低下する可能性があります。将来の研究では、競争上の要求に応じてアスリートに挑戦するために複雑な認知刺激を実装する敏捷性トレーニングモデルを検討する必要があります。これにより、科学者や実務家は、才能の特定、パフォーマンス開発、怪我のリハビリテーションに合わせてテストを調整することも可能になります。
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