چکیده محاسبه تغییرپذیری به عنوان یک ویژگی مهم سیستم حرکتی انسان با استفاده از روشهای غیر خطی در شناخت پیچیدگی­های مهارت ورزشی و شناسایی رفتار سیستم حرکتی جهت اجرای پایدار مهارت ورزشی به دنبال تمرین کمک می­کند. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر چهار هفته تمرین مهارت پرش عمودی بر تغییرپذیری پارامترهای بیومکانیکی منتخب در اجرای پرش ارتفاع در مردان جوان فعال بود. 20 مرد جوان فعال در این تحقیق نیمه تجربی شرکت و در دو گروه کنترل و تمرین قرار گرفتند. داده­های کینماتیک، الکترومایوگرافی و نیروی عکس­العمل در پیش آزمون در اجرای پرش عمودی ثبت و ذخیره گردید. آزمودنی­های گروه تمرین به مدت 4 هفته (12 جلسه) در برنامه تمرینی مهارت پرش عمودی شرکت کردند. پس از پایان پروتکل تمرینی داده­های کینتماتیک، الکترومایوگرافی و نیروی عکس­العمل در اجرای پرش عمودی به عنوان داده­های پس آزمون برای هر دو گروه کنترل و تمرین ثبت و ذخیره گردید. تغییرپذیری (ضریب تغییر) و پایداری دینامیک موضعی با استفاده از روش میانگین اثر کلی و بالاترین نمای لیاپانوف محاسبه شد. نتایج آماری تی مستقل در سطح معنی داری 05/0≥ α نشان داد که برنامه تمرینی منتخب بر افزایش میزان پرش ارتفاع گروه تمرین تاثیر داشته است. نتایج آماری تحلیل واریانس مربوط به مقدار ضریب تغییر موقعیت زاویه­ای، نیروی عکس­العمل و الکترومایوگرافی عضلات اختلاف معنی­دار بین گروه کنترل در پیش آزمون و پس آزمون را نشان نداد. میزان ضریب تغییر موقعیت زاویه­ای مفصل ران گروه تمرین در پس آزمون بیشتر از پیش آزمون و در مفصل زانو و نیروی عکس­العمل کمتر بود. در اکثر عضلات ضریب تغییر در پس آزمون بیشتر از پیش آزمون بود اما این اختلاف در بین دو گروه تمرین و کنترل از نظر آماری معنی­دار نبود. پایداری دینامیک موضعی به دنبال تمرین در متغیرهای وابسته سری زمانی موقعیت زاویه­ای مفصل زانو، سری زمانی فعالیت الکتریکی عضله پهن خارجی و دوسر رانی در پس آزمون نسبت به پیش آزمون افزایش معنی­داری داشت. پایداری دینامیک موضعی سری زمانی ران، سیگنالهای الکترومایوگرافی عضلات دو قلو و پهن داخلی در پس آزمون با افزایش اندک همراه بود. نتایج نشان داد که برنامه تمرینی منتخب می­تواند بر پایداری موضعی دینامیک پارامترهای کینماتیکی و الکترومایوگرافی تاثیر مثبت بگذارد در حالیکه بر تغییرپذیری خطی تاثیر چندانی ندارد. بنظر می­رسد پایداری فعالیت عضلانی هماهنگ با پایداری کینماتیکی می­باشد و به اجرای پایدار مهارت کمک می­کند. واژه­های کلیدی: پرش عمودی ارتفاع، تغییرپذیری، پایداری دینامیک موضعی، پارامترهای بیومکانیکی     فصل اول: طرح تحقیق.. 1 مقدمه. 2 بیان مسئله. 3 اهمیت تحقیق.. 7 ضرورت تحقیق.. 8 فرضیه­های تحقیق.. 8 اهداف تحقیق.. 9 قلمرو تحقیق.. 10 پیش فرضهای تحقیق.. 11 تعریف واژه­ها و اصطلاحات.. 11 فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق.. 13 مقدمه. 14 پرش عمودی ارتفاع. 14 بیومکانیک پرش عمودی.. 14 کینماتیک پرش عمودی.. 15 کینتیک پرش عمودی.. 17 تمرینات پرش عمودی ارتفاع. 20 تمرینات پلیومتریک… 21 تغییرپذیری.. 22 ماهیت تغییرپذیری حرکتی درون فردی.. 23 پایداری دینامیک موضعی.. 24 تغییرپذیری و پایداری.. 25 روشهای مرسوم کمی سازی تغییرپذیری.. 25 روشهای خطی محاسبه تغییرپذیری.. 26 روشهای مجزا 26 روشهای پیوسته. 26 ساخت نمودار اثر کلی.. 27 ضریب تغییر و انحراف متوسط.. 27 روشهای غیرخطی محاسبه تغییرپذیری.. 28 سری زمانی.. 30 فضای حالت… 31 نمای لیاپانوف.. 34 سوروگیشن.. 36 بعد همبستگی.. 36 انتروپی تقریبی.. 37   تغییرپذیری و تمرین.. 37 پیشینه تحقیق.. 39 تحقیقات داخلی.. 40 تحقیقات خارجی.. 41 جمع­بندی.. 49 فصل سوم: روش شناسی تحقیق.. 50 مقدمه. 51 روش تحقیق.. 51 جامعه آماری و نمونه تحقیق.. 51 متغیرهای تحقیق.. 51 ابزار جمع­آوری داده­ها 52 روش کار. 52 الکترود گذاری.. 53 نصب مارکرهای رفلکسی.. 55 پروتکل پرش عمودی ارتفاع. 56 پروتکل تمرین.. 58 پردازش داده­ها 59 داده­های کینماتیک پرش ارتفاع. 59 داده­های نیروی عکس­العمل پرش ارتفاع. 60 داده­های الکترومایوگرافی پرش ارتفاع. 61 محاسبه ضریب تغییرات.. 62 ساخت نمودار اثر کلی.. 62 ضریب تغییر. 63 محاسبه پایداری دینامیک موضعی.. 64 بعد تعبیه شده 68 اعتباریابی کد محاسبه بالاترین نمای لیاپانوف.. 69 روش تجزیه و تحلیل آماری.. 69 فصل چهارم: نتایج تحقیق.. 70 مقدمه. 71 پارامترهای بازسازی فضای حالت… 71 تاخیر زمانی.. 71 بعد فضای حالت… 72 نتایج آماری.. 74 آزمون فرضیه­ها 75 جمع­بندی.. 82 فصل پنجم: بحث و نتیجه­گیری.. 83 مقدمه. 84 خلاصه تحقیق.. 84 بحث و بررسی.. 85 پارامترهای دینامیک غیر خطی.. 86 تغییرپذیری و پایداری دینامیک کینماتیکی.. 87 تغییرپذیری و پایداری دینامیک نیرو. 89 تغییرپذیری و پایداری دینامیک الکترومایوگرافی.. 91 تغییرپذیری و پایداری.. 95 نتیجه­گیری نهایی.. 96 پیشنهادهای برخاسته از تحقیق.. 96 پیشنهادهایی برای تحقیقات آینده 97 منابع. 98 منابع فارسی.. 99 منابع انگلیسی.. 99 پیوستها 109      

فصل اول

طرح تحقیق

مقدمه

همگام با پیشرفت تکنولوژی، علم بیومکانیک که آمیزه­ای از علوم مختلف فیزیک، آناتومی، کنترل حرکت و فیزیولوژی است گام بلندی در تحلیل مجموعه حرکات بدن انسان برداشته است. یکی از مباجث مطرح و مورد بررسی در تحقیقات بیومکانیکی، شناسایی و تعیین تغییرپذیری[1] پارامترهای بیومکانیکی می­باشد. تغییرپذیری یکی از روشهای کمی کردن سینرژی­های حرکتی در بدن انسان به شمار می­رود. محققان قبلا تغییرپذیری در حرکت را به عنوان خطا می­دانستند اما تحقیقات اخیر نه تنها این پدیده را عامل مخل نمی­داند بلکه از آن به عنوان پویایی سیستم عصبی مرکزی برای رسیدن به ثبات و پایداری نام می­برند (1). پرش عمودی ارتفاع یک فاکتور مهم در بهبود عملکرد و یکی از آزمونهای ارزیابی میزان آمادگی جسمانی اندام تحتانی ورزشکار می­باشد. تحلیل بیومکانیکی درک بهتری از عوامل تاثیرگذار بر پرش ارتفاع را فراهم می­کند. پرش ارتفاع بطور آشکارا نیاز به استفاده از اندام تحتانی دارد، اگرچه استفاده از اندام فوقانی در پرش ارتفاع نیز در برخی مطالعات مورد توجه قرار گرفته است. تحقیقات زیادی به بررسی پارامترهای کینماتیکی و کینتیکی اندام تحتانی در حین اجرای حداکثر پرش عمودی پرداخته­اند. در این تحقیقات عموما به بررسی پارامترهای کینماتیکی و کینتیکی مجزا[2] تاثیرگذار بر پرش عمودی با استفاده از روشهای خطی مرسوم پرداخته شده است. روشهای نوین دینامیک غیر خطی[3] که اخیرا در تحقیقات بیومکانیکی حرکت انسان مورد توجه است، در تحلیل حرکات ورزشکار و بویژه در مهارت پرش عمودی ارتفاع کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مربیان و ورزشکاران با استفاده از برنامه­های تمرینی با ویژگی­های مختلف به بهبود عملکرد مهارت پرش ارتفاع پرداخته­اند. بررسی بیومکانیکی حداکثر پرش عمودی به عنوان یک عملکرد مهم ورزشی و همچنین به عنوان یک آزمون مهم ارزیابی آمادگی جسمانی ورزشکار با استفاده از روشهای خطی مرسوم صورت گرفته است. با توجه به اهمیت بررسی تغییرپذیری به عنوان یک ویژگی جدا ناپذیر مهارت، در این مطالعه تغییرپذیری در پارامترهای کینماتیکی و کینتیکی پرش عمودی ارتفاع به دنبال اجرای یک برنامه تمرینی منتخب جهت اجرای پایدار این مهارت با تاکید بر روشهای دینامیک غیرخطی مورد بررسی قرار گرفت.

بیان مسئله

قابلیت و توانایی پرش ارتفاع بطور گسترده­ای به عنوان توانایی بدنی مهم مورد نیاز بسیاری از فعالیتهای ورزشی مورد بررسی قرار گرفته است (10-2). عملکرد پرش عمودی و توانایی تولید توان مورد نیاز برای لحظه جدا شدن از زمین به فاکتورهای بسیاری مانند تارهای عضلانی کند و تند انقباض، فعالسازی عضلات اندام تحتانی و انتفال انرژی هماهنگ ناشی از توان مفصل از پروگسیمال به دیستال بستگی دارد (11). دستیابی به حداکثر ارتفاع در پرش عمودی نه تنها به تکنیک حرکت بلکه به ظرفیت سیستم عصبی- عضلانی جهت تولید نیرو نیز بستگی دارد (2). خروجی پرش ارتفاع، ترکیبی از بزرگی خروجی مکانیکی دستگاه عصبی- عضلانی و الگوی هماهنگی (تکنیک) بکار گرفته شده، می­باشد (12). یکی از اهداف مهم در پرش ارتفاع دستیابی به حداکثر سرعت عمودی در لحظه جدا شدن از زمین می­باشد، زیرا ارتفاع کسب شده توسط مرکز ثقل بدن ناشی از عملکرد سرعت عمودی و وضعیت بدن در لحظه جدا شدن از زمین می باشد (13). هاکمو (1984) عنوان کرد نمودار نیرو- زمان شامل اطلاعات کینتیکی و زمانی است که می­تواند بصورت عینی در انتخاب مناسب­ترین نمودار برای بهینه سازی انواع مختلف حرکات ورزشکار مورد استفاده قرار گیرد (14). با بررسی نمودارهای نیرو- زمان و توان- زمان یک پرش عمودی، می توان ویژگی های مشخصی مانند مدت زمان فازهای مشخص (متغیرهای زمانی)، پیک­های نمودار، شیب­ها و نواحی نمودار (متغیرهای کینتیکی) را اندازه­گیری کرد. در چندین مطالعه نشان داده شده است که مقدار قابل توجهی از واریانس عملکرد پرش عمودی می تواند با ویژگی­های زمانی، کینماتیکی یا کینتیکی توضیح داده شود (17-15). تغییرپذیری در چندین سطح سازمان­دهی حرکت فراگیر است و بین و درون افراد اتفاق می­افتد (18). تغییرپذیری به دنبال تعامل سیستمهای پیچیده جهت تولید حرکت به دنبال حل مشکلات تکلیف رخ می­دهد. همچنین برنشتاین تغییرپذیری را در نتیجه مشکل هماهنگی درجه آزادی عنوان می­کند (19). تغییر در ساختار یا عملکرد سیستمهای بیولوژیکی یک فرد در نتیجه تقابل با مشکلات ایجاد شده بوسیله تکلیف، محیط و وضعیت روانی فرد در هنگام اجرای حرکت، منجر به ایجاد تغییرپذیری می­گردد. کنترل تعداد زیاد درجات آزادی سیستمهای عصبی- عضلانی و اسکلتی- عضلانی در بحث تغییرپذیری مهم می­باشد. تعداد درجات آزادی درگیر از سطوح ماکروسکوپی تا میکروسکوپی سیستم افزایش می­یابد. تغییرپذیری حرکتی برای یک مهارت هماهنگ حرکتی هم مفید و هم مضر می­باشد. از یک دیدگاه تغییرپذیری نشان دهنده خطا در نقشه، اجرا و خروجی حرکت می­باشد. از دیدگاه دیگر برخی تغییرپذیری را برای سازماندهی حرکت و اجرا مفید می­دانند. این دیدگاه از مطالعه رفتار سیستمهای پویای غیرخطی آشفته که در حرکت انسان بکار برده شده است استخراج شده است. در این دیدگاه، اعتقاد بر این است که تغییرپذیری یک ویژگی ضروری رفتار سیستم از ویژگی­های دینامیک غیرخطی از درون سیستم عصبی- حرکتی می­باشد (20). از دیدگاه سیستمهای پویا چهار فایده برای تغییرپذیری عنوان شده است: 1) تغییرپذیری پایداری الگوی حرکتی را حول یک جاذب[4] مشخص می­کند. مقدار تغییرپذیری زیاد نشان دهنده الگوی حرکتی ناپایدار می­باشد در حالیکه مقدار تغییرپذیری کم نشان دهنده الگوی حرکتی پایدار می­باشد. 2) تغییرپذیری با ایجاد انعطاف­پذیری درون سیستم عصبی امکان یادگیری یک الگوی حرکتی جدید را از طریق انطباق پارامترهای مناسب می­دهد. 3) تغییرپذیری امکان انعطاف جهت انتخاب یا تغییر به وضعیت جدید الگوی حرکتی فراگیری شده قبلی را با استفاده از تغییر مقیاس پارامترها می­دهد طوری که جاذبهای مختلف می­تواند قابل دسترسی باشد. 4) تغییرپذیری اغتشاشات تصادفی ایجاد می­کند که امکان پایدار نمونه برداری الگوهای حرکتی مختلف (مانند رفتار انفجاری) را می­دهد بطوری که مناسب ترین الگوی حرکتی می­تواند انتخاب گردد (21، 22). محققان قبلا تغییرپذیری در حرکت را به عنوان خطا می­دانستند اما تحقیقات اخیر نه تنها این پدیده را عامل مخل نمی­داند بلکه از آن به عنوان پویایی سیستم عصبی مرکزی برای رسیدن به ثبات و پایداری نام می­برند (1). با مروری بر مطالعات مشاهده می­شود که در ارتباط با تغییرپذیری مهارتهای ورزشی، تحقیقات محدودی تاثیر این پدیده در تمرینات ورزشی برای رسیدن به بهترین عملکرد را مورد توجه قرار داده­اند (25-23). بررسی یک یا چند پارامتر بصورت مجزا نمی­تواند تحلیل مناسبی از حرکات انسان را بیان نماید بنابراین لازم است تا جایی که امکان دارد بررسی سیستم­های دخیل در اجرای یک مهارت خاص بصورت یکپارچه انجام شود. آنالیز بیومکانیک حرکت با استفاده از روشهای خطی و غیر خطی صورت می­گیرد. در روشهای مرسوم خطی بررسی کینماتیکی و کینتیکی حرکت با استفاده از روشهای مجزا[5] یا پیوسته[6] انجام می­شود. در روش مجزا، پارامترهای لحظه­ای مانند مقدار زاویه مفصل در یک زمان خاص(مثل زاویه زانو در هنگام تماس پا در لحظه فرود)، زمان یک رویداد (مثل زمان حداکثر پرونیشن پا در لحظه تماس پاشنه در دویدن) و اندازه بزرگی پیک در یک مورد خاص (حداکثر نیروی عکس­العمل در هنگام فاز حمایت در راه رفتن) مورد بررسی می­باشد. در این روش محاسبه تغییرپذیری با استفاده از ویژگی­های آماری مانند دامنه، واریانس، انحراف استاندارد، ضریب تغییر و چارک متوسط صورت گرفته است (21). به عنوان مثال جیمز (2003) در مطالعه­ای، تغییرپذیری کینتیکی (حداکثر نیروی عکس­العمل) در هنگام فرود را با استفاده از میانگین و انحراف استاندارد مورد بررسی قرار داد (26). متغیرهای مجزا تمام اطلاعات مربوط به درک تغییرپذیری الگوی حرکتی اجرا شده در طول زمان را رصد نمی­کند. روش پیوسته (مانند نمودارهای سری زمانی، نمودار زاویه- زاویه و …) نماینده­ای از حرکت و تغییرپذیری حرکتی به عنوان عملکردی از زمان و یا دیگر پارامترهای حرکت می­باشد و می­تواند ویژگی­های زمانی و فضایی حرکت را نشان دهد (27). رسم نمودار چندین سری زمانی روی یک نمودار می­تواند به عنوان یک نمودار متوسط یا نمودار اثر کلی[7] رسم شده با استفاده از چندین کوشش به عنوان یک باند تغییرپذیری در نظر گرفته شود. میانگین اثر کلی به عنوان میانگین کوششها برای هر نقطه از داده­ها در نمودار می­باشد (21). شرایط پیچیده­ رفتار حرکت انسان که با استفاده از روشهای خطی قابل اندازه گیری نیست، با استفاده از روشهای غیرخطی مورد ارزیابی قرار می­گیرد (21). روشهای غیرخطی که جهت ارزیابی تغییرپذیری در سیستمهای بیولوژیکی مانند ضربان قلب یا فشار خون مورد استفاده قرار گرفته، می­تواند در ارزیابی حرکت انسان و پیچیدگی آن نیز استفاده شود. نمای لیاپانوف[8]، انتروپی تقریبی[9]، بعد همبستگی[10]، سوروگیشن[11] روشهای غیرخطی رایج در تحلیل حرکت می­باشند. با استفاده از سری­های زمانی[12] متغیرهای کینماتیکی و کینتیکی حرکت می­توان فضای حالت[13] مناسب را بازسازی و سپس با استفاده از ابزارهای غیرخطی عنوان شده پیچیدگی سیستم را مورد بررسی قرار داد (21). نتایج مطالعات قبلی و همچنین تجربیات عملی نشان می­دهد که برنامه­های تمرینی مختلف انفجاری و قدرتی بطور موثری می­تواند قابلیت پرش ارتفاع را افزایش دهد (28). تمرین پرش همراه با مقاومت جهت بهبود قدرت و توان اندام تحتانی استفاده می­شود. این نوع تمرین در افزایش قدرت و توان بازکننده­های پا و در نتیجه بهبود پرش ارتفاع موثر است (31-29). تحقیقات انجام شده و تجربیات عملی بر این امر تاکید دارند که بهترین تمرینات جهت بهبود عملکرد پرش عمودی ارتفاع، تمرینات پلیومتریک یا انفجاری می­باشد که تاثیر بسزایی بر سازگاری سیستم عصبی- عضلانی دارد. پروتکل تمرینی استفاده شده در این مطالعه نیز بر این اساس انتخاب شد. البته هدف این مطالعه بررسی این نوع پروتکل تمرینی خاص بر پرش عمودی ارتفاع نبود بلکه هدف از انتخاب این نوع تمرین بهبود پرش ارتفاع بود که در تحقیقات قبلی مستند شده است. با توجه به تاکید این مطالعه بر بررسی تغییرپذیری به دنبال تمرین منجر به بهبود پرش ارتفاع پروتکل تمرینی انتخاب شد. هدف بررسی موضوع تغییرپذیری پارامترهای بیومکانیکی به دنبال بهبود عملکرد پرش عمودی ارتفاع بود. تمرین حرکتی از دیرباز به عنوان فرایندی که همراه با حذف و کاهش درجه آزادی اضافه است، مورد بررسی قرار گرفته است (32). با توجه به تحقیقات انجام شده بنظر می­رسد که تغییرپذیری حرکتی به دنبال تمرین تغییر می­کند. اجرای با ثبات و پایدار مهارت ورزشی بویژه در مهارتهایی که نیاز به تکرار آن است مهم می­باشد. پایداری دینامیک موضعی با استفاده از روش غیر خطی نمای لیاپانوف محاسبه می­شود. محاسبه نمای لیاپانوف سری­های زمانی پارامترهای بیومکانیکی در اجرای تکراری پرش عمودی می­تواند به شناسایی پایداری در اجرای این مهارت که مورد نیاز بسیاری از رشته­های ورزشی است کمک نماید. تحقیقات اندکی توجه خود را بر رابطه بین مهارتهای ورزشی و تغییرپذیری همراه با ملاحظات عملکردی بر رصد عملکرد و اهداف تمرینی متمرکز کرده­اند. پرش ارتفاع در بسیاری از فعالیتهای ورزشی دیده می­شود و به عنوان یک مدل تحقیقی در بسیاری از مطالعات بیومکانیکی مورد استفاده قرار می­گیرد. زیرا نسبتا ساده و یادگیری آن آسان می­باشد. پارک (2005) در تحقیقی سه نوع پرش ارتفاع را با تکرار 15 با 20 آزمودنی مطالعه کرد. پس از ثبت پارامترهای کینماتیکی، کینتیکی و هماهنگی در مفاصل ران، زانو و مچ پا، با استفاده از آزمونهای آماری تغییرپذیری درون آزمودنی و بین آزمودنی را محاسبه نمود. نحوه محاسبه تغییرپذیری با استفاده از روشهای مرسوم خطی (روش مجزا) بود. تغییرپذیری در برخی از پارامترها با بهبود عملکرد پرش رابطه داشت (12). با توجه به اهمیت پارامترهای بیومکانیکی و نقش آنها در شکل­گیری سینرژی در حین مهارت ورزشی برای رسیدن به اوج عملکرد، سئوال اصلی مطالعه حاضر این است که آیا تمرین چهار هفته­ای منتخب باعث تغییرپذیری پارامترهای بیومکانیکی مورد نظر در حین رسیدن فرد به اوج عملکرد می­گردد و تغییرپذیری رخ داده به چه صورت خواهد بود؟ آیا رابطه­ای بین میزان تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی در عملکرد پرش ارتفاع وجود دارد؟ پایداری دینامیک موضعی به دنبال برنامه تمرینی منتخب در پارامترهای مورد نظر چگونه است؟ همچنین از بین پارامترهای منتخب کدام یک سهم بیشتری در رسیدن به اوج مهارت پرش ارتفاع دارند؟ بررسی پیچیدگی سیستم حرکتی در مهارت ورزشی پرش ارتفاع به دنبال تمرین با استفاده از روش دینامیک غیرخطی به درک بهتر بیومکانیک پرش عمودی و همچنین تاثیر تمرین بر این پیچیدگی کمک می­کند. بطور مشخص هدف از این مطالعه تاثیر چهار هفته تمرین مهارت پرش عمودی بر تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی پارامترهای بیومکانیکی منتخب در حین پرش ارتفاع در مردان جوان فعال با تاکید بر روش دینامیک غیرخطی بررسی تغییرپذیری بود.

اهمیت تحقیق

دستیابی به حداکثر ارتفاع در پرش عمودی در بسیاری از فعالیتها و رشته­های ورزشی نظیر والیبال، بسکتبال، هندبال، فوتبال و …. مهم می­باشد. از طرف دیگر پرش ارتفاع یکی از فاکتورهای آمادگی جسمانی ورزشکار و یکی از آزمونهای مهم در ارزیابی توان اندام تحتانی ورزشکاران می­باشد. بررسی تغییرپذیری پارامترهای کینماتیکی و کینتیکی پرش ارتفاع به روشن شدن تاثیر تمرین در مکانیسمهای بهبود پرش ارتفاع کمک می­کند. همچنین استفاده از روشهای نوین دینامیک غیرخطی در محاسبه تغییرپذیری حرکتی می­تواند به تحلیل بیومکانیکی پرش عمودی ارتفاع کمک کند. استفاده از روشهای غیرخطی در آنالیز حرکت بویژه در حین اجرای مهارت ورزشی به روشن شدن پیچیدگی سیستم حرکتی انسان کمک می­کند. بررسی تغییرپذیری پارامترهای بیومکانیکی در هنگام تمرین به یافتن عناصر مهمی که باید در تمرینات جهت بهبود عملکرد ورزشی در نظر گرفته شود، کمک می­کند. همچنین با توجه به اهمیت اجرای پایدار مهارت ورزشی، استفاده از روشهای غیر خطی پایداری به درک بیشتر این شاخصه به دنبال تمرین کمک می­کند.

ضرورت تحقیق

شناسایی تغییرات در پارامترهای مهم یک مهارت بدنبال تمرین جهت دستیابی به بهترین عملکرد که همان مهارت می­باشد، به مربیان کمک می­کند در طراحی تمرینات ورزشی برای بهبود عملکرد ورزشی، تمریناتی اتخاذ کنند که تغییرپذیری در پارامترهای بیومکانیکی اثر گذار در مهارت منجر به عملکرد بهتر ورزشی شود. همچنین شناسایی اینکه کدام یک از پارامترهای بیومکانیکی به دنبال تمرین در پایداری عملکرد مهارت ورزشی نقش بیشتری دارند به طراحی بهتر برنامه تمرینی توسط مربیان کمک می­کند. بررسی رابطه بین تغییرپذیری و پایداری کینماتیکی، کینتیکی و فعالیت عضلانی به دنبال تمرین به شناسایی نقش آنها در بهبود پرش ارتفاع کمک می­کند. شناسایی پیچیدگی سیستم حرکتی در حین پرش ارتفاع با استفاده از روشهای غیرخطی به درک بهتر پارامترهای مهم درگیر در پرش ارتفاع کمک می­کند. همچنین درک بهتر از رفتار سیستم­های درگیر در پرش عمودی ارتفاع با استفاده از روشهای دینامیک غیرخطی در مقایسه با روشهای مرسوم خطی اطلاعات مفید و جدیدتری جهت طراحی تمرینات برای بهبود عملکرد پرش عمودی می­دهد.

فرضیه­های تحقیق

فرض کلی : چهار هفته تمرین مهارت پرش عمودی بر تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی پارامترهای بیومکانیکی منتخب در اجرای پرش ارتفاع در مردان جوان فعال تاثیرگذار است. فرضیه­های اختصاصی:

• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی موقعیت زاویه­ای مفصل ران و زانو در اجرای پرش ارتفاع قبل و بعد از چهار هفته تمرین پرش ارتفاع تفاوت دارد.
• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی نیروهای عکس­العمل زمین در اجرای پرش ارتفاع قبل و بعد از چهار هفته تمرین پرش ارتفاع تفاوت دارد.
• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی فعالیت الکتریکی عضلات دوقلو، پهن داخلی، پهن خارجی و دوسررانی در اجرای پرش ارتفاع قبل و بعد از چهار هفته تمرین پرش ارتفاع تفاوت دارد.
• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی موقعیت زاویه­ای مفصل ران و زانو در اجرای پرش ارتفاع بین گروه کنترل و گروه تجربی تفاوت دارد.
• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی نیروهای عکس­العمل زمین در اجرای پرش ارتفاع بین گروه کنترل و گره تجربی تفاوت دارد.
• تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی فعالیت الکتریکی عضلات دوقلو، پهن داخلی، پهن خارجی و دوسررانی در اجرای پرش ارتفاع بین گروه کنترل و گروه تجربی تفاوت دارد.

اهداف تحقیق

هدف کلی: تاثیر چهار هفته تمرین مهارت پرش عمودی بر تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی پارامترهای بیومکانیکی منتخب در اجرای پرش ارتفاع در مردان جوان فعال اهداف اختصاصی:

• بررسی تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی موقعیت زاویه­ای مفصل ران و زانو در اجرای پرش ارتفاع به دنبال چهار هفته برنامه تمرینی پرش ارتفاع
• بررسی تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی نیروهای عکس­العمل زمین در اجرای پرش ارتفاع به دنبال چهار هفته برنامه تمرینی پرش ارتفاع
• بررسی تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی فعالیت الکتریکی عضلات دوقلو، پهن داخلی، پهن خارجی و دوسررانی در اجرای پرش ارتفاع به دنبال چهار هفته برنامه تمرینی پرش ارتفاع
• مقایسه تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی موقعیت زاویه­ای مفصل ران و زانو در حین پرش ارتفاع بین گروه کنترل و تجربی
• مقایسه تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی نیروهای عکس­العمل زمین در اجرای پرش ارتفاع بین گروه کنترل و گره تجربی
• مقایسه تغییرپذیری و پایداری دینامیک موضعی سری زمانی فعالیت الکتریکی عضلات دوقلو، پهن داخلی، پهن خارجی و دوسررانی در اجرای پرش ارتفاع بین گروه کنترل و گروه تجربی

قلمرو تحقیق

محدوده تحت کنترل محقق:

• دامنه سنی 20 تا 25 سال
• داشتن فعالیت جسمانی معمول 3 جلسه در هفته
• داشتن BMI نرمال
• عدم شرکت در برنامه های تمرینی قدرتی، سرعتی و پلیومتریک در حین اجرای تحقیق

محدودیت­های خارج از کنترل محقق:

• شرایط محیطی، تغذیه و استراحت
• شرایط روانی آزمودنی­ها
• تفاوتهای فردی و وراثتی

پیش فرض­های تحقیق

شرکت آزمودنی­ها با انگیزه کافی در آزمون­ها و برنامه تمرینی منتخب عدم استفاده آزمودنی­ها از مکمل­های غذایی و مواد نیروزا در طی دوره تمرینی و آزمون­ها صحت و دقت اطلاعات به دست آمده از دستگاه­های اندازه­گیری

تعریف واژه­ها و اصطلاحات

تمرین: کسب دانش، مهارت و شایستگی به دنبال آموزش و اجرای مهارتهای عملی که منجر به شایستگی مفید می­گردد (12). در این تحقیق منظور از تمرین اعمال پروتکل جهت کسب حداکثر ارتفاع دستیابی که اجزای آن تمرینات پلیومتریک همراه با مقاومت فزاینده می­باشد. پرش عمودی ارتفاع: تعریف مفهومی: یکی از مهارتهای مهم ورزشی است و به عنوان دستیابی به حداکثر فاصله عمودی در پرش عمودی ارتفاع توصیف می­شود (12). تعریف عملیاتی: دستیابی به حداکثر فاصله عمودی که در این تحقیق به عنوان پرش عمودی مخالف[14] توصیف می­شود. تغییرپذیری: اختلاف ویژگی­های یک تکرار نسبت به تکرارهای بعدی، تغییرپذیری گفته می­شود (33). در این مطالعه منظور از تغییرپذیری، تغییرات در پارامترهای کینماتیکی (سرعت زاویه­ای مفاصل اندام تحتانی)، کینتیکی (پارامترهای نیروی عکس العمل زمین) و الکترومایوگرافی (فعالیت الکتریکی عضلات) به دنبال تمرین و تا رسیدن به اجرای کامل مهارت می­باشد. پایداری دینامیک موضعی: پایداری دینامیک موضعی به عنوان رفتار سیستم در پاسخ به اغتشاشات بسیار کوچک توصیف می­شود (21). در این مطالعه منظور از پایداری دینامیک موضعی، بررسی پایداری دینامیک موضعی پارامترهای کینماتیکی (موقعیت زاویه ای مفاصل ران و زانو)، الکترومایوگرافی (فعالیت الکتریکی عضلات منتخب اندام تحتانی) و نیروی عکس­العمل عمودی حین اجرای پرش عمودی ارتفاع با استفاده از روش غیرخطی بالاترین نمای لیاپانوف می­باشد.