一、在視覺上的平衡控制
視覺在平衡動作中扮演的角色十分重要,從1977年Butterworth &
Hicks 的移動空間(moving room)研究中就可證實。此研究為研究者將嬰 兒安置在一個平台上的狹小空間,其空間與平台是分別可移動的。嬰兒 因平台與空間同時移動而產生頸部肌肉收縮的現象;當空間移動而平台 靜止時,嬰兒頸部肌肉依然出現收縮的肌電現象,此時嬰兒的位置並未 移動,這種因視覺空間改變而產生平衡動作的反應,說明嬰兒的平衡動 作反應主要受視覺的影響,但是六個月大的嬰兒同樣處於移動空間中,
其頸部肌肉收縮反應已大幅減少。Bertenthal, Rose & Bai(1997)發 現5 到13 個月大的兒童,身體沒有擺動的訊息,卻因為視覺房間移動所 產生的視線流動(optical flow),而以為是自己身體產生了擺動,而 產生調整姿勢的肌肉反應。 Lee & Aronson(1974)以13 到16 個月的7 名健康嬰兒為實驗參與對象,以可以前後移動的視覺房間為實驗情境,
實驗參與者則站立於房間中。研究結果發現,在試驗結果中,有82%的試 驗結果兒童會隨著視覺房間的移動產生跌倒或同方向的擺動,這證明兒 童會與身體擺動的視覺本體感覺訊息產生一致的姿勢補償調整,兒童是 利用視覺本體感覺來維持姿勢的。研究者認為對於剛學會站立的嬰兒而 言,視覺本體感覺比機械本體感受更有影響力,因此這個時期的兒童,
主要是以視覺為姿勢調整的主要訊息來源。此外,由於機械本體感覺如 踝關節、相關的肌肉與足底的機械感受器需要不斷的練習才能提供適當 的訊息,到了4 到6 歲這個階段,兒童開始學習使用其它如前庭、身體 感覺訊息,並將這些視覺、前庭與身體感覺三種不同來源的感覺訊息加 以整合,以完成身體的平衡控制(Woollacott, Shumway-Cook &
Williams,1989)。可見兒童的平衡動作反應從依賴視覺系統的階段隨 年齡增長而轉移至其他動覺系統的階段。而成年人在正常情況下,對平 衡的反應則大多仰賴體感覺系統提供資訊。
Dornan,Fernie & Holliday(1978)對144名受試者,年齡從14 到82 歲,其中39 名膝關節上方截肢患者與105 名正常人,以測力板進行開眼 與閉眼靜態平衡能力的研究。研究結果發現,其擺動的軌跡(locus of sway)截肢者與正常人相同,但是在開眼與閉眼的擺動軌跡的比值上,
截肢者比正常人在開眼與閉眼的擺動軌跡比值上有更大的差異,顯示截 肢者在平衡時比正常人更為依賴視覺。此研究說明在本體感覺回饋受損 時,截肢患者依賴視覺作為補償以控制姿勢。
Nashner & Berthoz(1978)針對3 名男性與2 名女性進行視覺對快 速姿勢控制動作反應的影響,該實驗是透過對視覺線索的操弄,以評估 實驗參與者的腓腸肌的肌電訊號與身體擺動角度的差異,來了解參與者 的姿勢擺動與視覺線索之相關情形。研究結果發現,肌電訊號開始的時
間都在實驗情境干擾開始的100 亳秒內,在身體擺動與視覺線索一致的 正常的情況下,肌肉反應開始的肌電訊號振幅(amplitude)較大,但在 身體擺動與視覺線索不一致的情況中,肌肉反應開始的肌電訊號振幅較 小。故研究者認為這種早期較小的肌電訊號,可能是人體系統為了解決 不一致的感覺輸入,以避免發生可能錯誤的反應。此外,有些研究者也 認為當身體擺動以及頭移動時,眼睛會針對身體移動產生某種視力流動 的型態,視覺除了扮演外感受器(exteroceptors)外,同時也扮演著本 體感覺的功能。
Magnusson,Enbom,Johansson & Pyykkö(1990)以19 到35歲平均年 齡為25.6 歲的13 名實驗參加者,研究者將這些實驗參加者的足部浸泡 於冰水中,利用測力板為測量工具,以了解當足部皮膚感覺因冰冷
(hypothermia)而消失時,對於姿勢控制的影響。研究結果發現,不論 是在開眼或是閉眼時,足部受冰水浸泡時的身體擺動速度均比沒有冰水 浸泡時要大,顯示足部皮膚感覺消失時,身體姿勢控制能力的減退。而 這種減退情形在閉眼時比在開眼時要大,顯示視覺在足部皮膚感覺消失 時對於姿勢控制的補償作用。
整理上述的文獻,在視覺上之平衡控制的相關文獻歸納,如表四。
表四、視覺與平衡控制研究相關文獻
速。
Ribadi, Rider & Toole(1987)將青少年分為正常視覺組、正常矇眼 組與先天視障組等三組,三組青少年同時進行動態與靜態平衡的測驗,
研究發現正常且張眼組在動態及靜態平衡表現上,優於其他兩組,這說 明視覺在平衡能力中扮演十分重要的角色,但盲人組在動態平衡的表現 上優於正常且矇眼組。此結果說明視覺在平衡動作中雖然十分重要,但 視覺訊息的剝奪也可經由後天的訓練獲得補償。
Shannon & Elliott(1996)將 20 位大學體育系女學生分視覺訓練組 及無視覺訓練組,進行五天平衡木訓練,比較短期練習(第二天)與長 期練習(第五天)後,視覺訓練組與非視覺訓練組在平衡木動作表現上 的差異,結果發現:(一)平均步伐數:無視覺訓練組在短期練習及長期 練習後, 通過平衡木的步伐數都有顯著的減少。而視覺訓練組必須經過 長期的練習,平均步伐數才明顯的減少。(二)完成時間:無視覺訓練組 在短期練習後,通過平衡木的時間縮短;長期練習後,通過平衡木的時 間又更為縮短。視覺組在短期練習後,通過平衡木的時間並未明顯的縮 短,必須在長期練習後,通過平衡木的時間才有明顯的縮短。結果發現 無視覺訓練組比視覺訓練組在動態平衡上有顯著效果,且無視覺訓練組 之訓練效果比視覺訓練組更為顯著。
國內研究者林琦淵(2000)對八位就讀中學之智障游泳選手,將之分
為張眼組與矇眼組,進行五天的平衡木行走(30 分鐘/天)及跑步機步行 訓練(30 分鐘/天),發現張眼組與矇眼組在經過練習後,其平衡木完成 距離、平均速度、平均步距都可以獲得提升。但矇眼組因視覺被遮蔽,
採用較小步距之穩定策略;而張眼組依賴視覺,在動作速度較快但不穩 定。結果說明矇眼訓練較張眼訓練帶來更穩定的平衡動作表現,並能以 較為穩定的策略在平衡木上移動較長的距離。
整理上述的文獻,無視覺時的感覺訓練之相關文獻歸納,如表五。
表五、無視覺時感覺訓練研究相關文獻 研究者 受試者 結果
Ribadi 等(1987) 盲人 盲人組在動態平衡的表現上優 於正常且矇眼組
Shannon 等(1996) 大學女學生 無視覺訓練組比視覺訓練組 在動態平衡上有顯著效果 林琦淵(2000) 智障者 矇眼訓練較張眼訓練帶來更穩 定的平衡動作表現
由此可知,視覺在平衡動作中雖然十分重要,但當視覺訊息遭到剝 奪後,可讓其他感覺器官受到比視力正常時更深入的訓練,故無視覺訓 練組比視覺訓練組的訓練效果更穩定、更為顯著。