原創 蔡夢飛 果殼

在北京冬奧會花樣滑冰男單自由滑決賽中，美籍華裔選手陳巍完成了5個四周跳，并以總分 218.63 分的成績獲得冠軍。

花樣滑冰，集藝術美感和體育動感于一身，又被稱作“冰上芭蕾”。圖為日本選手羽生結弦丨cctv

在重大花滑比賽中，要取得好的名次，高品質的旋轉和跳躍動作很重要。根據此前的統計，在時長4分半的比賽中，花滑運動員們平均要轉近百圈。

金博洋在開場的一個勾手四周跳，大多數裁判打出了滿分丨cctv

不過，作為普通觀眾，我好奇的是：在冰面上開啟超級陀螺模式轉轉轉的時候……花樣滑冰選手們是怎么做到不頭暈的？

圖丨cctv

前庭系統反應是關鍵

花滑選手要優雅、連貫地完成滑行、起跳、旋轉和落地等一系列動作，背后涉及復雜的生物力學、平衡控制和多個感覺運動系統的協調。

其中，要在完成各項動作時的同時保持精妙的平衡，這需要內耳的前庭系統（Vestibular system）參與。

前庭系統是負責人體自身平衡感和空間感的感知系統，也是保證人在復雜運動中維持協調與平衡能力的重要結構基礎。從解剖結果看，它由內耳中三個大致相互垂直的半圓管和耳石器官組成，可以分別感受旋轉和直線運動引發的相關刺激信號，進而觸發人的前庭-眼動反射（vestibulo-ocular reflex，以下簡稱“ VOR”），進而保證人們運動時眼中景象保持相對穩定。

比如，人在看東西時，VOR會發揮“自動防抖”作用，利用內耳中的感受器分辨運動方向和幅度，并把這些信息傳遞給眼睛周圍的肌肉，讓眼球與頭部運動方向相反，抵消運動帶來的晃動。

頭向一側轉動時，眼睛自動轉向另一側 | solvelearningdisabilities.com

那些需要整合多種復雜動作的體育運動，比如花樣滑冰、芭蕾，都會強烈刺激前庭系統。那研究者要如何評估與量化這些刺激呢？總不能讓運動員比賽時，綁著各種檢測設備去滑冰和跳躍吧……

沒關系，可以在實驗環境中來模擬。具體來說，就是被試對象坐在一個有著特殊旋轉功能的椅子上，同時戴上眼球運動捕捉裝置。

在黑暗環境中，椅子的突然旋轉會誘發眼球震顫。通過量化椅子的旋轉速度、眼球運動速度等參數，可以間接評估VOR的反應性。

在多個評估指標中，最常用也最重要的當屬VOR增益，也就是眼球轉動速度和頭部旋轉速度的比值。比如，在有固定點的光線下進行測試時，VOR增益應接近于1，也就是說，在響應頭部旋轉時產生的相等和相反的眼球旋轉，有利于穩定注視。

一般來說，VOR增益越低，意味著前庭反應越不“靈敏”，換句話說，在同樣的旋轉刺激下，花滑選手的眼球轉動幅度更小，也更不容易發生頭暈。

各種旋轉時不頭暈，可能在于

前庭系統“變遲鈍”……

在模擬實驗過程中，恰到好處地利用這個高科技的椅子評估VOR的功能，如何設置旋轉的參數，也大有學問。

旋轉椅子示意圖，垂直旋轉（左）和傾斜后旋轉（右丨參考文獻[8]

首先，椅子的不同放置方式，可刺激不同的平衡感受器。比如，椅子垂直放置時，旋轉可刺激被試的半圓管；而先把椅子適度傾斜，然后再旋轉，可以刺激耳石器。

另外，椅子的旋轉速度設置也非常巧妙，只有設置不同的旋轉速度和旋轉加速度，才能全方位評估VOR。

最常見的旋轉有兩種方式，正弦旋轉和梯形旋轉：正弦旋轉，就是先圍繞一個方向先加速、后減速，再圍繞反方向先加速后減速，根據旋轉時間和旋轉角速度的繪制圖形，類似正弦波動曲線；同樣，梯形旋轉，則是先加速到既定速度，然后維持勻速旋轉，這樣得出的數據圖形類似梯形。

在正弦旋轉實驗和梯形旋轉實驗中，花滑選手VOR增益更低丨參考文獻[8]

2008年，法國卡昂大學的研究人員，邀請了11名花滑選手和11名對照者，在正弦旋轉實驗和梯形旋轉實驗中，分別比較了兩組間VOR增益的差異。

結果發現，和對照組相比，花滑選手組的VOR增益均明顯降低，也就是說，在同樣的旋轉刺激下，與那些有運動習慣、但不涉及強烈前庭刺激的對照者相比，花滑選手們的眼球轉動幅度更小，也更不容易發生頭暈。

之后，研究者將椅子適度傾斜后，再旋轉，可強烈刺激耳石器而誘發頭暈。在這個“頭暈”刺激實驗中，花滑選手的頭暈評分也明顯低于對照組。

這些結果表明，長時間的花滑訓練，讓前庭系統逐漸習慣了頭部的空間變化刺激（habituation），因此VOR對這些刺激變得“遲鈍”，就更不容易頭暈，進而順利實現高水平的姿勢和平衡控制。

不頭暈，訓練技巧也重要

花滑選手在研究中展示出的前庭功能可塑性，也適用于其他特殊的工作人群，比如航天員、海軍，芭蕾舞演員。

比如法國太空醫學研究所的科研人員曾對航天員進行為期10次專業而系統的訓練，即主要通過特制的椅子旋轉來刺激前庭系統。結果發現，和訓練前相比，這些航天員的眼球震顫幅度減少、VOR反應降低，也更不容易頭暈。

要做到完成精妙的動作時不頭暈，除了訓練的數量，一些特別的技巧也很重要。

通常，最容易發生頭暈的環節，出現在突然轉動或突然停止時。所以，花滑選手通常會逐步加速或逐步減速，避免頭部位置的瞬間、急劇變化。

此外，當眼睛看到的事物和前庭系統的信息相互沖突時，容易誘發暈動現象。但大腦有強大的可塑性，前庭與知覺認知之間會相互影響。

所以，在訓練中，花滑選手頭部旋轉時，會刻意訓練自己盯著一個固定點、或想象正前方有個固定視覺靶點，使頭和眼的配程度得到調節，降低VOR反應性，并藉此來減緩頭暈。

一個示意圖，當然，這只是其中一個技巧丨https://earandbalance.co.uk/vor-exercise-gaze-stabilisation-exercises/

“庖丁解牛，久練而技近乎道。”頂尖花滑選手們固然都有著不錯的天資，但他們長期的訓練和技巧打磨，也可以幫助克服“轉圈容易頭暈”這一基礎條件性反射，換句話說，轉著轉著……就習慣了。

怎么樣，多轉+盯著固定點轉，一些花滑訓練的小技巧，您學會了嗎？

參考文獻

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rey RH, McPherson JH, Lynch RM (2008b) Technique, interpretation, and usefulness of whole body rotational testing. In: Jacobson GP, Shepard NT (eds) Balance function

assessment and management. Plural, San Diego, pp 281–317

作者：蔡夢飛

原標題：《花樣滑冰一場比賽旋轉上百圈，羽生結弦們為何轉不暈？》

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