18/3 - دویدن مثل پیشینیان مان
دویدن یک شیوهٔ رایج از حرکت ه. دویدن در ورزش‌های مختلف استفاده میشه، و به تنهایی، فعالیتِ تفریحیِ رایج برای میلیون‌ها نفره. متأسفانه، با وجود مزایایش برای تندرستیِ قلبی-عروقی، دوندگان همچنان از انواع مختلفِ آسیب‌هایِ اضافه کاریِ ناشی از بارگذاریِ تکراری با هر تماس با زمین رنج می‌برند.
دویدن، موضوع قابل توجه تحقیقات در بیومکانیک بوده. بخش قابل توجهی از تحقیقات اولیه شامل تجزیه و تحلیل سینماتیک توصیفیِ دویدن، با استفاده از ضبط فیلمیِ دوندگان و تمرکز بر دامنه حرکتِ زاویه‌ای در مفاصلِ مچ پا، زانو و باسن و هماهنگیِ زمانی عملکردهای مشترک مفاصل بوده.
همانطور که پلتفرم‌های نیرو (که در فصل ۱۷ توضیح داده شده است) به طور گسترده در بیومکانیک استفاده شدند، تحقیقات روی تاریخچه نیرو-زمانِ نیروهایِ واکنشیِ زمین، در مرحلهٔ "حمایتی" دویدن (زمانی که پا با زمین تماس می‌گیرد تا زمانی که انگشتان پا زمین را ترک می‌کنند) متمرکز شد.
دو نمودارِ معمولی از نیرویِ واکنشیِ عمودیِ زمین (نیروی vGRF) حین دویدن، در شکل ۱۸-۲ نشان داده شده است. یکی از آن‌ها متعلق به دونده ای ه که روی قسمت خارجی پاشنه پاش فرود میاد (ضربه زن از عقب). این یه الگوی رایجِ ضربه-پا برای اونایی که کفش میپوشن ه. دیگری متعلق به یک دونده است که با قسمت جلوی پا به زمین می‌آید؛ برخی از دوندگان این الگو را هنگام استفاده از کفش‌ها به کار می‌برند، و این معمولاً الگویِ ضربه پا برای یک دونده با پای برهنه است.
| شکل ۱۸-۲: نمودار نیروی واکنشی عمودی زمین حین دو نوع ضربه به زمین در دویدن |
بیشترین تفاوتِ چشم‌گیر بین دو نمودار vGRF، "نوک" (که به عنوان F1 شناخته شده است) در نمودارِ دونده با ضربان پشت پا است. در حالی که پا به قسمت پلتفرم نیرو تماس می‌گیرد، F1 در ابتدای تماس با زمین رخ می‌دهد، معمولاً در ۱۰ تا ۵۰ میلی‌ثانیه (هزارمین ثانیه) اول. به دلیل اینکه این نیرویِ بسیار بالا، در یک دوره زمانی بسیار کوتاه اعمال می‌شود، F1 به عنوان یکی از عوامل احتمالیِ آسیب‌های دویدن، مشخص و مورد بررسی قرار گرفت.
تحقیقات اولیه قابل توجه در دویدن، بر روی طراحیِ کفش‌هایی با پاشنه‌های بالشتی و ضخیم تمرکز داشت تا F1 را از vGRF، کاهش یا حتی حذف کند. با این حال، این رویکرد، یه مشکل در طراحی کفش‌ها رو نشون داد که فقط یک جنبه از اندازه گیری بیومکانیک‌ی رو در نظر میگرفت. پاشنه نرم و بلند شده یک کفش بالشتی، باعث افزایش پیچش داخلی پا در زمان تماس با زمین می‌شود، که به آن پرونِیشِن گفته می‌شود. افزایش پرونِیشِن باعث اختلال در عملِ هماهنگ شدهِ مفاصل پا، به ویژه بین مفصل مچ پا و زانو می‌شود.
طراحی های کفش های فعلی، که بهشون کنترلِ پشتِ پا هم میگن، سعی می‌کنند که هم خاصیت بالشتی رو فراهم کنند و هم نزارن که پرونِیشِن مختل بشه. پرونِیشِن رو میشه با استفاده از سیستم‌های ضبط حرکت با سرعت بالا، در آزمایشگاه بیومکانیک، دقیقاً اندازه‌گیری کرد (سیستم‌های اسکن حرکت در فصل ۱۷ شرح داده شده‌اند). اندازه‌گیری vGRF و پرونِیشِن به طور همزمان برای طراحی کفش‌های دویدن و فراهم کردن خاصیت بالشتی و کنترل پشت پا مفیدن.
در سال‌های اخیر، یک رویکرد کاملاً متفاوت به دویدن و کفش‌ها مورد بررسی قرار گرفته. یک گروه از بیومکانیست‌های بالینی پیشنهاد دادند که کفش‌های دویدن، که قرار بود یک واسطه ایمن بین دونده و زمین فراهم کنند، در واقع ممکن است خطر آسیب را افزایش دهند.
با توجه به اینکه استفاده گسترده از کفش‌ها، یک اتفاق نسبتاً جدید در تکامل انسان است، این پژوهشگران پیشنهاد کردند که کفش‌های دویدن، یه محیط مصنوعی برای پا ایجاد می‌کنند. پشت پا حاوی انواع مختلف گیرنده‌های حسیِ حساس به فشار است. این تحریک از گیرنده‌های حسی، به استخوان‌ها، رباط‌ها و عضلات پا کمک می‌کنند تا به منظور فراهم کردنِ جذب ضربهِ طبیعی در تمام اشکال رفتار، از جمله دویدن، سازگار شوند. پوشیدن کفش، حساسیت پا را کاهش می‌دهد، که منجر به از دست دادن جذبِ ضربه طبیعی می‌شود.
توسعه کفش‌های مینیمال و افزایش محبوبیت دویدن با پای برهنه، نتیجه این تحقیقات بود. کفش‌های مینیمال در واقع یک صندل دویدن هستند که عمدتاً از یک سطح خارجیِ سخت بر روی پشته پا تشکیل شدن که در برابر بریدگی‌ها و سایش‌هایِ سطوحِ دویدن، محافظت می‌کند.
زمانی که دوندگان کفش مینیمال می‌پوشند، تمایل دارند که الگوی دویدن با ضربه به جلو را به کار ببرند (مشابه الگوی دویدن که معمولاً در دوندگان برهنه دیده می‌شود). همانطور که قبلاً اشاره کردم، در یک ضربه به جلو، پا با انگشتان-رو-به-پایین به زمین تماس می‌گیرد (که به آن plantarflexed می‌گویند). همانطور که در شکل ۱۸-۲ نشان داده شده است، نوکِ تیزِ F1 از vGRF، در هنگام دویدن با الگوی ضربه به جلو، غیرفعال است. علاوه بر این، ضربه به جلو اجازه می‌دهد تا عضلاتِ قویِ پشتِ مفصلِ مچ پا (ماهیچه زانو و ماهیچه سولئوس) بیشتر به جذب انرژی کمک کنند. همچنین ادعا شده است که الگوی دویدن، با ضربه به جلو، کارآمدتر است، چون انرژی ذخیره شده در تاندون قویِ پشتِ مفصلِ مچ پا (تاندون آشیل) می‌تواند آزاد بشه تا در مرحله هل دادن (push-off) دویدن، کمک کننده باشه. (انرژی الاستیک ذخیره شده در تاندون ها رو در فصل ۱۵ توضیح می‌دهم.)
