20240614: ACL損傷・神経認知エラー・マルチタスク・pressing injury
バイオメカニクスを超えて考える
実験室での ACL 損傷のメカニズムの研究は、生体力学的状況と神経筋のリスク要因に関する知識の向上に貢献してきました。通常、膝の外反とほぼ伸展した膝の組み合わせなど、ACL 損傷のメカニズムに関連する動作のエンドポイントが報告されます。さらに、実験室でのアスリートのテストは、自分のペースで予測可能な動作 (クローズド モーター スキル) を伴う、比較的一貫性があり予測可能な環境で構成されることがよくあります。 Bittencourtらは、損傷の病因に対する理解を深めるために複雑系アプローチを提案しました。簡単に言えば、このアプローチは、さまざまな次元 (生体力学的、心理的/神経認知的、生理学的特性) のリスク要因間の非線形相互作用を決定要因のウェブとして強調し、これらがどのように損傷に寄与するかを示します。ACL 損傷リスクの研究は、このような包括的な損傷因果関係モデルから恩恵を受ける可能性があります。 Bahr と Krosshaug は、誘発イベントに生体力学的特性に関する情報だけでなく、プレー状況やアスリートとその対戦相手の行動に関する情報も含まれるという概念モデルを提案しました。記述的ビデオ分析により、アスリートの行動とプレー状況が ACL 損傷のメカニズムに関連していることが示されています。たとえば、チーム球技では、アスリートは急速に変化し、予測不可能で、外部のペースで進む環境に身を置いています。これらのオープンスキル スポーツでは、知覚と行動の連携が重要です。アスリートは、動作の解決策を決定する前に、自分の行動機会だけでなく、対戦相手やチームメイトの行動機会も認識する必要があり、これらすべてが時間的プレッシャーの下で行われることが多いためです。感覚または注意の処理に欠陥や遅延があると、潜在的な調整エラーにつながり、時間的制約が大きい状況で膝の動きが危険になり、動作の調整された制御を維持することが困難になります。実際、ACL 損傷は最初の接触から約 40 ミリ秒後に発生すると推定されています。レベルの高いフットボール選手は、レベルが低い選手と比較して、認知的に要求の厳しいタスクでより安全なバイオメカニクスを示します。
上記のことは、ACL 損傷のメカニズムを調査する際に神経認知を考慮することの価値を示唆しており、損傷のスクリーニングに影響を及ぼす可能性があります。この観点の主な目的は、神経認知領域からの洞察を提示して ACL 損傷のメカニズムの理解を深めることです。このアプローチは、ACL 損傷のスクリーニング プログラムの将来の開発に影響を及ぼす可能性があります。
すでにわかっていること
ACL損傷は主に生体力学的観点から見られる
ACL損傷のスクリーニングは、予測可能なクローズドスキルタスクで行われるのが一般的です。
新たな発見とは
神経認知エラーがACL損傷の一因となる可能性がある
協調性を評価するためにオープンスキルタスクを考慮する必要がある
ACL損傷のスクリーニングには、スポーツ特有の神経認知的要求を含める必要がある
神経認知とは何か？そしてそれは ACL 損傷のメカニズムにどのように適用されるのか？
神経認知は、脳内で発生する特定の神経メカニズムと、これらのメカニズムの障害に関連して理解される認知プロセスまたは機能として定義されます。高次の神経認知機能は、実行機能とも呼ばれ、集中力、調整、および内部または外部の刺激を無効にする制御を必要とするタスクに不可欠です。
実行機能とは、変化する環境の合図とニーズに合わせて変化し適応することで、人々が環境をうまくナビゲートできるようにする一連の適応行動として、認知、感情、および運動プロセスを調整する能力を指します。
これらは、作業記憶、抑制制御、および認知柔軟性の要素に分けることができます。抑制制御には、強い内部の素因または外部の誘惑を打ち消し、代わりにより適切な方法で行動するために、注意、行動、思考、および/または感情を制御する能力が含まれます。そのため、抑制は選択的注意、つまり、たとえばフィールド上の急速に変化する状況のタスク関連の特徴に注意を集中させる際に重要な役割を果たします。抑制制御は作業記憶に関連しています。複数の考えを関連付けたり、事実をまとめたりするためには、1 つのことだけに集中しないようにする必要があります。認知柔軟性は、認知処理の戦略を新しい状況に適応させる能力として定義されています。低次の認知機能には、視覚的注意、処理速度 (反応時間など)、デュアルタスクなどがあります。
情報処理速度とは、人が新しい情報を処理するのに必要な時間と、記憶から保存された情報を検索するのに必要な時間を指します。情報処理速度は、作業記憶などのより複雑な機能に必要な基本的な認知機能です。反応時間は、アスリートが特定の刺激にどれだけ速く反応できるかを測る指標です。
知覚とは、刺激を検出し、処理し、反応する能力です。知覚とは、提示された情報を表現し理解するために、感覚情報を整理、識別、解釈することです。デュアルタスクまたはマルチタスクとは、2つ以上のタスクを同時に実行しようとすることです。マルチタスクを実行すると、ミスが増えたり、タスクの実行速度が遅くなったりします。これらの領域はトップダウンの性質を持ち、下部はより基本的な感覚および知覚プロセスを指し、上部は実行機能と認知制御の要素を指します。領域間には大幅な重複があり、これは、認知構造が従来考えられていたほど分離可能ではない可能性があることを示唆しています。この観点から、ACL損傷への寄与の可能性に関連する抑制制御に主に焦点を当てます。
現場での神経認知的要求に翻訳
スポーツにおける専門的なパフォーマンスは、運動能力と知覚認知能力の両方の組み合わせで構成され、特定の環境内で情報を探し出し、識別し、処理する選手の能力に関係しています。チームボールスポーツの選手は、成功するパフォーマンスを実行するために、機会を迅速かつ効果的に知覚し、解釈する必要があります。一例は、相手の動きが実行される前に、その動きを解釈して識別する選手の能力です。
Waldénらは、プロ フットボールにおける非接触型 ACL 損傷の最も一般的なメカニズムを特定しました。それは、相手に対する守備動作でプレスをかけることです。しかし、一流のフットボール選手は欺瞞的な動き（フェイク）をすることの真の達人です。その結果、相手はフェイクの結果を予測できなければなりません。これは、プレーされたボールの特定の方向を予測してプレスをかけているが、最後の瞬間に攻撃者が自分の動作を偽っているディフェンダーにとっては課題となる可能性があります。ほんの一瞬で、ディフェンダーは動きを素早く変更する必要があり、これは運動システムにとって、すでに計画または開始された動作を変更するという大きな課題となります。神経認知のレンズを通して見ると、抑制制御のエラーが問題になっていた可能性があります。衝動的な行動を制御することで、プレーヤーは相手の意図的な動作に関する関連情報を取得し、それに応じて自分の動作を計画するための時間を少しだけ増やすことができた可能性があります。
選択的注意とは、フィールド上の関連のある状況に集中し、無関係な他の刺激への注意を抑制するアスリートの能力である。ある刺激から次の刺激へ注意を向け直したり維持したりする能力がないと、空間認識力が失われ、運動制御が妨げられる可能性がある。高校、大学、プロのバスケットボールでの実際の ACL 損傷のビデオ分析によると、負傷した選手の注意は通常、バスケット リムに集中しており、次に相手選手やボールに注意が向いていた。
このように注意が分散すると、アスリート自身の動きへの注意力が低下し、すでに開始された動作を修正または変更するための時間が少なくなるため、ACL 損傷のメカニズムに寄与している可能性がある
(A と B) ディフェンダー:
相手のボディランゲージを読んで予測する。アタッカー: 欺瞞的な行動（フェイク）をとる。
(C と D) ディフェンダー:
アタッカーのフェイクに反応して、右から左へ素早く動きを変える。
(D) ディフェンダーが右 ACL を断裂する。
傷害スクリーニングに神経認知を加える
ACL 損傷のリスクがあるアスリートを特定するために、さまざまな神経筋スクリーニング テストが開発されています。これらのテストはクローズド スキル (制御された環境では予測可能) と見なされており、フィールドでの要求を反映していません。損傷のメカニズムのセクションで概説したように、神経認知エラーが実際の ACL 損傷の一因となる可能性があります。ACL 損傷スクリーニング テストの妥当性を高めるには、これらのテストに神経認知要求も含める必要があります。
抑制制御やワーキングメモリなどの高次実行機能を評価するため、多くのドメイン汎用神経認知テストが利用可能である。抑制制御の測定例としては、ストループ課題、フランカー課題、ゴー/ノーゴー課題、ストップシグナル課題などがある。ワーキングメモリの例としては、Nバック課題、前方または後方数字スパン課題、およびコルシブロックテストなどがある。
ドメイン全般の神経認知と運動技能の個別の測定間のギャップを埋めるために、我々は、神経認知的要求が追加されたオープンスキル運動タスクを使用した統合的で複雑な評価を提案する。片足ホップパフォーマンス（ジャンプ距離）の欠陥は、神経認知的課題の追加によって増幅されることが示されている。同様に、アスリートは、標準的なドロップ着地トライアルと比較して、意思決定に時間的制約を組み込んだドロップ着地トライアルで下肢のバイオメカニクスの変化を示した。また、サイドステップカット中にボールに注意を向けると、カット方向への体幹の伸展が大きくなり、体幹の側方屈曲が小さくなった。現在のテストの欠点は、通常、反応パラダイムに基づく単純な運動技能を追跡することです。チームスポーツ中の認知プロセスは、反応パターンだけでなく、情報を保存し、気を散らすものを無視する必要がある作業記憶と抑制制御にも依存することを考慮すると、より生態学的に妥当な評価を行うには、複雑な運動課題中に、より複雑な知覚認知刺激を与える必要があります。刺激を与える仮想現実、アプリ、照明システムなどの技術は、よりスポーツに特化したスクリーニング テストの開発に役立つ可能性があります。
ACL 損傷のメカニズムと ACL 損傷のスクリーニングの範囲を広げる必要があります。既存の生体力学的および神経筋学的アプローチに神経認知的アプローチを統合すると、ACL 損傷のメカニズムの複雑さに対する理解が深まります。現在、ACL 損傷のスクリーニングには、予測可能な環境での計画された運動スキルが含まれるのが一般的で、フィールドでの予測不可能で急速に変化する複雑な状況でアスリートが直面する神経認知的要求への転移が欠けています。したがって、この知識は、スポーツの要求を反映した代表的なテスト設計でこれらの神経認知的要因と生体力学的要因を結び付ける将来の ACL 損傷リスク スクリーニング テストと予防プロトコルの開発に役立つ可能性があります。
まとめ
チームスポーツのアスリートは、自分の動作を実行しながら、対戦相手やチームメイトの動作をすばやく視覚的に認識する必要があります。これらの継続的な動作は時間的プレッシャーの下で実行され、非接触ACL損傷の一因となる可能性があります。ただし、ACL損傷のスクリーニングと予防プログラムは、主に予測可能な環境での標準化された動作に基づいています。スポーツ環境では、アスリートが多数の外部刺激に注意を払い、衝動的な動作を抑制する必要があるため、認知能力がはるかに高くなります。注意処理の欠陥や遅延は、複雑な調整における潜在的なエラーを修正できないことにつながり、ACL損傷のリスクを高める膝の位置につながります。この観点から、ACL損傷のスクリーニングには、スポーツ特有の神経認知能力の要求を含める必要があることを提唱しています。
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？