Załącznik nr 2. Autoreferat. Spis treści

Transkrypt

1 Załącznik nr 2 Spis treści 1. Imię i nazwisko: JACEK STODÓŁKA Posiadane dyplomy, stopnie naukowe Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 Ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych Udział w programach badawczych Informacja o wszczęciu postępowania habilitacyjnego Opisanie dotychczasowej działalności naukowej poza tytułem osiągnięcia naukowego.. 22

2 1. Imię i nazwisko: JACEK STODÓŁKA 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe magister wychowania fizycznego Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, 1985 r.; doktor nauk o kulturze fizycznej stopień nadany przez Radę Wydziału Wychowania Fizycznego we Wrocławiu w dniu 23 lutego 1995 r. Tytuł rozprawy doktorskiej: Analiza wybranych elementów techniki pchnięcia kulą. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych asystent stażysta w Zakładzie Lekkoatletyki asystent w Zakładzie Lekkoatletyki (z roczną przerwą na służbę wojskową ) starszy asystent w Zakładzie Lekkoatletyki adiunkt w Zakładzie Lekkoatletyki docent w Zakładzie Lekkoatletyki 2012 starszy wykładowca w Zakładzie Lekkoatletyki Kierownik Zespołu Metodyki Lekkoatletycznych Konkurencji Technicznych w Katedrze Lekkoatletyki i Gimnastyki Wykładowca w Wyższej Szkole Edukacja w Sporcie w Warszawie, Oddział Zamiejscowy we Wrocławiu Prodziekan ds. Studenckich Wydziału Wychowania Fizycznego (I kadencja) Prodziekan ds. Studenckich Wydziału Wychowania Fizycznego (II kadencja) 4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 Ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki 4a. Tytuł osiągnięcia naukowego: Znaczenie stronności w ocenie procesu utrzymywania równowagi ciała człowieka w pozycji pionowej i czynności kompleksowych skoków z odbicia obunóż W pierwszych pięciu pracach miałem decydujący udział na każdym etapie ich powstawania (tworzenie koncepcji, przeprowadzanie badań, analiza wyników, dyskusja oraz pisanie artykułów). W dwóch ostatnich natomiast przyczyniłem się do ich tworzenia na wszystkich etapach, z uwzględnieniem koncepcji hipotez, doboru metod badawczych, protokołowania, analizy statystycznej, interpretacji wyników, grafiki i wyszukiwania literatury. 4b. Autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa) 1. Stodółka J., Stodółka W., Maćkała K. (2016) Temporal and spatial characteristics of feet COP trajectory during quiet standing. Mitteilungen Klosterneuburg, 66(11): 13 26, IF 0,176; MNiSW 15,0. 2. Stodółka J., Golema M., Migasiewicz J. (2016) Balance maintenance in the upright body position: analysis of autocorrelation. Journal of Human Kinetics, 50 (1): 45 52, IF 0.770; MNiSW Stodółka J., Korzewa L. (2016) Autocorrelation and entropy in the analysis of changes in ground reaction force values during maintaining body balance in upright position. Antropomotoryka. Journal of Kinesiology and Exercise Sciences, 73 (26): 67 74, MNiSW 9,0. 2

3 4. Stodółka J., Korzewa L. (2015) Force asymmetry indicator in the assessment of maintaining human body balance in an upright position. Antropomotoryka. Journal of Kinesiology and Exercise Sciences, 72 (25): 21 28, MNiSW 9,0. 5. Mackala K., Stodolka J., Siemienski A. i Ćoh M. (2013) Biomechanical analysis of squat jump and countermovement jump from varying starting positions. Journal of Strength and Conditioning Research. 27(10): , IF 1,831; MNiSW 30,0. 6. Mackala K., Stodolka J., Siemienski A. i Ćoh M. (2013) Biomechanical analysis of standing long jump from varying starting positions. Journal of Strength and Conditioning Research. Ahead of print, 27(10), , IF 1,831; MNiSW 30,0. 7. Stodółka J., Stodółka W., Maćkała K. (2015) Structural asymmetry of foot arch formation in early school-age children. Biomedical Human Kinetics, 7: 78 86, MNiSW 9,0. Liczba prac 7; Impact factor 4,608; liczba punktów MNiSW 117 Dokładne przedstawienie wkładu własnego autora oraz współautorów wymienionych prac przedstawiłem w formie odrębnych załączników do wniosku. 4c. Omówienie celu naukowego prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Cel główny Celem głównym moich badań było określenie znaczenia stronności podczas realizowania czynności ruchowej, za jaką uznaje się utrzymywanie równowagi ciała w pozycji pionowej oraz wykonywania czynności kompleksowych (balistycznych) na przykładzie skoków z odbicia obunóż. Realizacja tego celu ma posłużyć pośrednio do wszechstronnej i obiektywnej oceny mechanizmów sterujących rozkładem napięcia w różnych grupach mięśniowych. Jest to niezwykle ważny, choć nie do końca zidentyfikowany problem badawczy, ponieważ tylko odpowiedni rozkład napięć mięśniowych pozwala utrzymywać ciało w pozycji pionowej podczas swobodnego stania oraz zachowywać równowagę ciała w tej pozycji podczas wykonywania innych czynności ruchowych. Uważam to za ważne, gdyż umiejętność wszechstronnej i obiektywnej diagnozy układu równowagi jest niezbędna do oceny postępów terapii po wszelkiego rodzaju urazach aparatu ruchu oraz rozpoznawania przyczyn tychże urazów i kontuzji, pojawiających się w wyniku przeciążeń układu ruchu występujących w sporcie. Cele szczegółowe Pierwszym etapem (obszar pierwszy) moich badań było rozpoznanie problemu stronności w realizowaniu przez człowieka ciągłego, stałego, powtarzalnego i permanentnego zachowania, jakim jest proces utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Najważniejsze cele to: wykazanie niuansów stronności kończyn dolnych w rozkładzie napięć w różnych grupach mięśniowych z podziałem na dwie kończyny dolne i zobrazowanie przebiegu takiego procesu; rozpoznanie problemu stronności w procesie utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej na podstawie równań matematycznych; opracowanie na podstawie wyników badań swoistego wskaźnika, jako miary stronności. Drugim etapem (obszar drugi) było rozpoznanie problemu stronności w wykonywaniu przez człowieka czynności kompleksowych (balistycznych) na przykładzie skoków z odbicia obunóż. Postanowiłem zidentyfikować podczas tej czynności rozkłady wartości sił reakcji podłoża na nacisk stopą lewą i prawą na to podłoże. 3

4 Celem identyfikacji stronności podczas wykonywania czynności skoku z odbicia obunóż było wykazanie sposobu dystrybucji mocy rozwijanej przez kończynę dolną lewą i prawą. Wyniki badań miały na celu określenie zależności w sposobie dystrybucji mocy rozwijanej przez obie kończyny dolne z uwzględnieniem osób na wysokim poziomie sportowym. Trzeci etap (obszar trzeci) poświęciłem rozpoznaniu problemu stronności morfologicznej stóp. Celem przeprowadzonych badań było określenie różnic (asymetrii) w budowie stóp między lewą a prawą stopą z uwzględnieniem płci. Ujawnienie stronności morfologicznej stóp miało na celu wskazanie wyznaczników w tym zakresie dla dzieci zdrowych i sprawnych fizycznie. Celem badań było poszukiwanie uzasadnienia stronności kończyn dolnych w rozkładzie napięć w różnych grupach mięśniowych, które może wynikać nie tylko ze sposobu sterowania ruchem, ale również ze stronności morfologicznej stóp. Wprowadzenie O stronności człowieka mówi się, jako o różnicy czynnościowej strony lewej i prawej, właściwie nigdy jako o różnicy przód i tył. Terminy stronność i lateralizacja zasadniczo kojarzą się z różnicami w wyglądzie zewnętrznym człowieka i jego budowie anatomicznej oraz z dominacją czynnościową jednego z pary symetrycznych organów ciała ludzkiego nad drugim. Synonimami słowa różnica są między innymi odmienność, odrębność, nierówność, dysproporcja, zróżnicowanie czy niezgodność. Z punktu widzenia motoryki prawidłowe funkcjonowanie człowieka warunkuje zdolność zachowania równowagi, która równocześnie jest cechą organizmu pozwalającą na odzyskanie pozycji pionowej w trakcie wykonywania większości ruchów dowolnych i czynności lokomocyjnych lub po ich zakończeniu. Ciało zostało podparte w dwóch punktach, przez co wykonywanie nawet najprostszych czynności dnia codziennego jest zależne od sprawnego funkcjonowania układu nerwowego (Brown i wsp. 1999, Lafond i wsp. 2009). Równowagę ciała zapewnia odpowiedni rozkład napięcia w różnych grupach mięśniowych. Wiemy, że bodźce pobudzające do skurczu grupy mięśni posturalnych podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej są wysyłane przez centralny układ nerwowy. Jest to działanie odruchowe i dlatego całą złożoność procesów kontroli równowagi dostrzegamy dopiero w przypadku jej upośledzenia. Pojawia się zatem pytanie, czy te bodźce są takie same dla kończyny dolnej lewej, jak i prawej. Badanie procesu zachowania równowagi ciała jest aspektem trudnym diagnostycznie. Trudności te wynikają z nieliniowego i chaotycznego charakteru takiego procesu, ale zmienność tego rodzaju jest jednak nieodzowną cechą organizmu i należy się z nią liczyć. Dodatkowe problemy są wynikiem stosunkowo dużej niepowtarzalności zachowań posturalnych w kolejnych eksperymentach badawczych. Przyczyną rozrzutu wyników obserwacji często jest też niedoskonałość urządzeń pomiarowych. W takich okolicznościach szuka się nowych możliwości pomiaru parametrów ruchu i interpretacji wyników oraz miar dla tego rodzaju zachowań. Uwzględniając fakt, iż równowagę ciała zapewnia odpowiednie sterowanie napięciem różnych grup mięśniowych, w swojej pracy naukowej skupiłem się nad problemem ich rozkładu osobno na kończynę dolną lewą i prawą. Szukałem odpowiedzi na pytanie, czy ma on znamiona zgodności (symetrii) czy niezgodności stronności (asymetrii). Przedmiotem moich zainteresowań stały się więc różnice pomiędzy siłami reakcji podłoża wywołanymi naciskiem stopą lewą i prawą na to podłoże podczas utrzymywania równowagi ciała człowieka w pozycji pionowej, a także wykonywania przez niego czynności odbicia od podłoża. 4

5 Zainteresowania te wpisują się w bardzo ważny problem społeczny, jakim są zaburzenia równowagi ciała, skutkujące pogorszeniem się jakości życia poprzez obniżenie sprawności fizycznej, ból i lęk przed upadkami, jak również same upadki i powodowane przez nie powikłania. Wszelkie przeciążenia na jedną ze stron mogą przyczynić się do różnego rodzaju urazów i kontuzji. Te ostatnie są niezwykle istotne w przypadku sportowców, którzy niejednokrotnie w swoim treningu wykonują ćwiczenia asymetryczne o charakterze dynamicznym. Dotychczasowe metody oceny utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej najczęściej opierały się na analizach wartości średnich lub maksymalnych. Takie podejście badawcze nie pozwala na pełną ocenę wpływu nierównomiernego obciążenia na jedną ze stron na jeden z punktów podparcia (stopa lewa lub prawa) ciężarem ciała lub dodatkowego obciążenia podczas wykonywania ćwiczeń dynamicznych w sporcie. Uznałem, że rozwiązanie tego problemu przybliży rozpatrzenie go w kategoriach procesu realizowanego w funkcji czasu, a do jego oceny przydatne będą metody matematyczne, powszechnie stosowane w cybernetyce, w tym teorii sterowania i automatyce. Wyniki zaś zsynchronizowanych w czasie pomiarów sił reakcji podłoża na nacisk stopy lewej i prawej posłużą do opracowania wskaźnika asymetrii sił (WAS). Problem tego rodzaju stronności jest niezwykle ważny podczas wykonywania czynności kompleksowych. Do podstawowych czynności tego typu należą skoki wykonywane z odbicia obunóż, które są typowymi ćwiczeniami plyometrycznymi. Trening plyometryczny oparty na takich formach ruchowych jest niezwykle skuteczny w kształtowaniu mocy kończyn dolnych i jest często stosowany w procesie szkoleniowym zawodników prezentujących wysoki poziom sportowy oraz wiąże się z dużymi obciążeniami treningowymi, które w momentach sił są wielokrotnością ciężaru ciała. W takiej sytuacji nierównomierne obciążanie kończyn dolnych (stóp w momencie kontaktu z podłożem) może być przyczyną różnego rodzaju przeciążeń, urazów czy poważnych kontuzji. Zbadanie tej sytuacji jest moim zdaniem bardzo ważne, a wyznaczenie zależności i miary tego rodzaju stronności powinny być niezwykle istotne w praktyce sportowej. Rozpoznanie wartości dynamicznych parametrów ruchu skoków pionowych i poziomych powinno się przenieść na sprawność wykonywania zadania ruchowego, tj. skoku. Wystąpienie nierównomierności w obciążaniu stóp podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej może być spowodowane uwarunkowaniami rozwoju biologicznego człowieka. Jest to wielce prawdopodobne, ponieważ za prawidłową pracę stopy odpowiadają układy: kostny, mięśniowy, stawowy i nerwowy (Galiński i wsp. 1996; Ignasiak 2007). Na tle licznej literatury przeprowadziłem badania własne, dokonując oceny asymetrii morfologicznej stóp dzieci we wczesnym wieku szkolnym z uwzględnieniem dymorfizmu płciowego. Rozwinięcie osiągnięcia naukowego w postaci jednotematycznego cyklu siedmiu prac naukowych, opublikowanych w czasopismach naukowych z Impact Factor i z list MNiSzW po uzyskaniu przeze mnie stopnia naukowego doktora nauk o kulturze fizycznej, przedstawiam w postaci trzech obszarów. 5

6 Obszar pierwszy Rozpoznanie problemu stronności w realizowaniu przez człowieka procesu utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej Stopy, jako miejsce styku ciała człowieka z podłożem, mają możliwość (każda oddzielnie) wywoływania zmian położenia punktu przyłożenia siły nacisku na podłoże i to zarówno w kierunku przednio-tylnym (płaszczyzna strzałkowa), jak i bocznym lewo-prawo (płaszczyzna czołowa). W tej sytuacji pojawia się problem zdefiniowania symetrii przemieszczeń wypadkowej siły nacisku stopami na podłoże (COP), oddzielnie przez stopę lewą i prawą. Przemieszczenia COP w kierunku przednio-tylnym (w płaszczyźnie strzałkowej) stopy lewej i prawej możemy uznać za symetryczne wtedy, gdy kierunek przemieszczenia w przód lub w tył jest jednoczesny w obu stopach. Symetria-asymetria przemieszczeń COP w kierunku bocznym lewo-prawo (w płaszczyźnie czołowej) nie jest tak łatwa do zdefiniowania. Aby rozpoznać problem, wykonano szereg badań, których program we wszystkich czterech pracach wskazanych w tym obszarze autoreferatu (w kolejności wymienienia w pkt. 4b prace 1 4) obejmował pomiar i rejestrację sił reakcji podłoża podczas próby utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Osoba badana stała na dwóch niezależnie skonfigurowanych platformach piezoelektrycznych ( , Kistler Type 9286B; Kistler Instruments AG, Winterthur, Switzerland). Pod każdą stopą znajdowała się jedna platforma, która umożliwiała pomiar sił reakcji podłoża w zakresie od 10 kn do 20 kn. Siły te mierzono za pomocą 4 sensorów piezoelektrycznych umieszczonych na rogach platformy. Przed przystąpieniem do badań wykonano kalibrację platform piezoelektrycznych, a dzięki systemowi do kompleksowej analizy ruchu BTS Smart (BTS Bioengineering, USA) zapewniono dokładność i rzetelność pomiaru. Częstotliwość próbkowania podczas pomiarów wynosiła 50 Hz. Pomiary na obu platformach były zsynchronizowane w czasie Badany stał swobodnie i spokojnie w obuwiu sportowym. Stopy ustawione były prosto (bez rotacji w stawie skokowo-goleniowym) na szerokość stawów biodrowych (w praktyce odległość między nimi była równa 30 cm), a kończyny górne były opuszczone swobodnie wzdłuż tułowia. Badanych poproszono o niewykonywanie dodatkowych ruchów i polecono, by podczas próby patrzyli na punkt umieszczony na ścianie na wysokości ich wzroku w odległości około 3 m. Publikacja Temporal and spatial characteristics of feet COP trajectory during quiet standing (Określenie relacji między stopami na podstawie przemieszczeń COP podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej) to pierwsza w kolejności z wymienionych siedmiu prac składających się na osiągnięcie naukowe. W pracy tej podjąłem się określenia symetrii przemieszczeń wypadkowej siły nacisku stopami na podłoże (COP), oddzielnie przez stopę lewą i prawą, posługując się w tym przypadku wiedzą o budowie stopy. Na potrzeby pracy przyjąłem, że przemieszczenia COP są symetryczne, jeżeli kierunek tych przemieszczeń, równocześnie lewą i prawą stopą, będzie następował (w dużym uproszczeniu ze względu na kształt podeszwowej strony stóp) w stronę wewnętrznych lub zewnętrznych części stóp. Wybór odpowiedniego kierunku zmian położenia punktu przyłożenia siły reakcji na nacisk stopą prawą i lewą na podłoże przez badaną osobę może charakteryzować stan jej możliwości motorycznych. Chodzi o to, że człowiek może wybrać odpowiednie trajektorie przemieszczeń punktu przyłożenia wypadkowej siły nacisku stopą (jedną lub drugą). Inaczej rzecz ujmując, człowiek może odpowiednio wybierać część stopy, którą będzie naciskał na podłoże. W związku z tym zagadnieniem przeprowadzono badania, których celem było określenie stronności lub symetrii między stopą lewą a prawą na podstawie przemieszczeń COP, poprzez wykazanie związków, jakie zachodzą pomiędzy kierunkami przemieszczeń punktu przyłożenia wypadkowej siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże. Założono, że charakterystyka przemieszczeń punktu przyłożenia wypadkowej siły reakcji na nacisk stopą 6

7 prawą i lewą na podłoże podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej nie powinna wykazywać zmienności. Badania, których wyniki przytoczono w tej pracy, wykonano w Laboratorium Biomechaniki Politechniki Opolskiej. Badaniami objęto 102 osoby (54 kobiety i 48 mężczyzn) w wieku lat. Badani byli studentami Wydziału Wychowania Fizycznego Politechniki Opolskiej w Opolu. W pojedynczej próbie badany był proszony o utrzymanie postawy nieruchomej przez około 20 s. W tym czasie, po około 10 sekundach od otrzymanego sygnału o rozpoczęciu próby, wykonywano pomiar sił reakcji podłoża trwający 45 s. Próbę powtarzano dwukrotnie jedną po drugiej, bez zmiany ustawienia stóp. Rejestrowano zmiany położenia punktu przyłożenia wypadkowej siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże, które przedstawiono w postaci szeregów czasowych. Wartości COP (a x, a y ), osobno dla lewej i prawej stopy, wyznaczono automatycznie przez oprogramowanie Bioware zgodnie z formułą: (boczny kierunek działania sił), (kierunek działania sił w przód w tył). W celu uproszczenia obliczeń (ponieważ interesują nas zmiany położenia w funkcji czasu punktu przyłożenia siły), przesunięto początek układu do średniej wartości (średniego położenia) COP. Dla każdej próbki pomiaru (z 45 s 50 Hz = 2250) odczytano wartość współrzędnych dla a x i a y w [mm]. W ten sposób otrzymano punkty o określonych współrzędnych. Wszystkie te punkty dla pojedynczego pomiaru siły dla stopy lewej i prawej umiejscowiono w układzie współrzędnych o osiach A y i A x. Obliczono wartości współczynników korelacji, jakie zachodzą między stopą lewą a prawą, na podstawie zmian położenia COP, osobno dla płaszczyzny strzałkowej (przednio-tylnej) i czołowej (bocznej lewo-prawo). Z tych wartości sporządzono histogram. Przyjęto, że wartość współczynnika korelacji oraz znak - lub + dają pełną informację o kierunku zmian położenia COP na płaszczyźnie podparcia. Następnie obliczono współczynniki korelacji określające związki, jakie zachodzą w przemieszczeniach COP między płaszczyzną strzałkową a czołową, osobno dla lewej i prawej stopy. Otrzymane wartości przypisano każdemu badanemu. W ten sposób każdą poddaną badaniu osobę charakteryzowały dwie wartości liczbowe. Na ich podstawie umiejscowiono badanego w tabeli korelacyjnej. Na osi pionowej znalazły się w niej wartości współczynników korelacji określające związki między kierunkami przemieszczania COP dla stopy lewej. Na osi poziomej odpowiednie wartości dla stopy prawej. Tak skonstruowaną tabelę podzielono na 4 części. Każda z ćwiartek określała charakter zmian w przemieszczaniu COP realizowanego indywidualnie przez każdego z badanych podczas nacisku stopą lewą i prawą na podłoże w czasie utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. W przypadku związku między lewą i prawą stopą względem przemieszczeń COP w płaszczyźnie czołowej (lewo-prawo) występujące w przeważającej mierze wysokie ujemne wartości współczynników korelacji (u około 67% badanych) oznaczają, że jeżeli badana osoba naciska na podłoże zewnętrzną stroną lewej stopy, to równocześnie naciska wewnętrzną stroną prawej stopy na podłoże lub odwrotnie. U około 29% badanych, u których wartość współczynnika korelacji mieściła się w przedziale od -0,4 do 0,3, relację między stopami, na podstawie przemieszczania punktu COP w płaszczyźnie czołowej (lewo-prawo), uznano za zrównoważoną, bez charakterystycznych tendencji. U około 3% badanych stwierdzono przemieszczanie punktu przyłożenia COP równocześnie na zewnętrzne lub wewnętrzne strony stóp. U około 88% badanych wystąpiła zdecydowana symetria 7

8 w przemieszczaniu punktu COP między stopą lewą i prawą. U ponad połowy badanych osób widać bardzo wyraźnie, że jeśli następuje przemieszczenie COP w przód w płaszczyźnie strzałkowej stopy lewej, to również dla tej stopy następuje przemieszczenie COP w prawo (w płaszczyźnie czołowej). Natomiast podczas przemieszczenia COP stopą prawą w przód, następuje przemieszczenie COP w stronę lewą, również dośrodkowo. Marginalna liczba badanych (3 osoby) prezentowała odmienny (odwrotny) sposób przemieszczania punktu COP w stosunku do przeważającej grupy osób. W czasie przemieszczeń COP do przodu naciskali oni na podłoże równocześnie zewnętrzną stroną obu stóp, zarówno lewą, jak i prawą. Natomiast podczas przemieszczenia COP do tyłu, naciskali na podłoże wewnętrznymi częściami stopy lewej i prawej. Sobera (2010) stwierdziła w badaniach własnych, że już 7-latki osiągają kontrolę równowagi ciała zbliżoną do osób dorosłych. Badania Sobery i Siedleckiej (2008), przeprowadzone na dzieciach 5- i 7-letnich, wykazały, że podczas stania większe przemieszczenia punktu nacisku kończyny dolnej są na kończynie prawej niż lewej. Może to świadczyć o odciążaniu kończyny dolnej dominującej czynnościowo przez kończynę dolną niedominującą czynnościowo. Najczęściej w staniu swobodnym rolę dominującą czynnościowo spełnia lewa kończyna dolna, a niedominującą czynnościowo prawa. Trendy przemieszczeń COP u przeważającej liczby badanych potwierdzają wnioski Riacha i Starkes a (1993), którzy stwierdzili, że granica wychwiań świadomych u dorosłych dochodzi od pięt do palców i zewnętrznych krawędzi stopy. Jednocześnie dowodzą, że u dzieci granica wychwiań zajmuje obszar wewnątrz powierzchni podstawy. Uzyskane wyniki badań dotyczą osób młodych i zdrowych, zasadniczo bez stanów chorobowych stóp i ich deformacji. Można domniemywać, że zdeformowane stopy zmienią powierzchnię podparcia na podłożu. Tym samym obraz przemieszczeń COP u osób o zmienionych chorobowo i na skutek wieku stopach będzie podobny do obrazu przemieszczeń COP u osób będących w zdecydowanej mniejszości w przebadanej grupie. Istnieje wiele doniesień dotyczących zakresu wykorzystania powierzchni podparcia. Wspomniani Riach i Starkes (1993) stwierdzili, że u dzieci powierzchnia podparcia obejmuje większy procent pola niż u dorosłych. Z kolei dorośli w wieku lat przeciętnie użytkują w płaszczyźnie strzałkowej 73%, a w czołowej 75% anatomicznej powierzchni podparcia. Wraz z wiekiem płaszczyzna podparcia we wspomnianych płaszczyznach maleje. W wieku lat wynosi odpowiednio 54% i 59% (Murray i wsp. 1975). Lee i Deming (1987) informują o jeszcze bardziej zmniejszonej powierzchni pod stopami, jaką wykorzystują starsi ludzie w utrzymywaniu równowagi. Bottaroa i wsp. (2008) donoszą, że młodzi i zdrowi ludzie użytkują maksymalnie do 80%, a starsi ludzie tylko do 50% długości stopy. Na podstawie zaprezentowanych wyników stwierdzono, że u zdecydowanej większości przebadanych osób występuje asymetria, jeśli się ją zdefiniuje, jako występowanie przemieszczeń punktu przyłożenia składowej siły nacisku na podłoże w płaszczyźnie czołowej równocześnie na wewnętrzne lub zewnętrzne części stóp. W płaszczyźnie strzałkowej występuje zaś symetria, kiedy przemieszczenia COP następują równocześnie na przednie lub tylne części stóp. Należy założyć, że jeżeli na przebadanej jednorodnej grupie 102 zdrowych, sprawnych fizycznie osób w wieku lat u 86 osób występuje tego rodzaju asymetria i symetria ruchu, to jest to pewien mechanizm występujący u zdrowych ludzi. W przemieszczeniach punktu przyłożenia wypadkowej siły nacisku stopami na podłoże w płaszczyźnie strzałkowej u 88% osób występuje pełna symetria w kierunku i wielkości przemieszczeń COP. W przemieszczeniach punktu przyłożenia wypadkowej siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże w płaszczyźnie czołowej u 67% osób występuje asymetria przemieszczeń. Osoby badane naciskają na podłoże asymetrycznie i synchronicznie wówczas, gdy COP przemieszczany jest na zewnętrzną krawędź jednej ze stóp i wewnętrzną krawędź drugiej stopy lub odwrotnie. U 82% osób stwierdzono, że przemieszczenia punktu przyłożenia 8

9 wypadkowej siły nacisku na podłoże przyjmują dla lewej stopy w przód w prawo i w tył w lewo, natomiast dla prawej stopy w przód w lewo i w tył w prawo. Wyniki badań wskazują, że taki kierunek przemieszczania punktu przyłożenia COP należy uznać za prawidłowy. U 18% osób stwierdzono inne kierunki przemieszczania punktu przyłożenia wypadkowej siły nacisku na podłoże. Wyniki badań można przyjąć za normę u ludzi sprawnych, zdrowych i młodych. Na podstawie tych norm można wyjaśnić mechanizmy deformacji stóp. Jest to o tyle ważne, że deformacje stóp są przyczyną wielu schorzeń i cierpień człowieka. Rozwinięciem tej tematyki są treści zawarte w pracy pt. Balance maintenance in the upright body position: analysis of autocorrelation (Utrzymywanie równowagi w pionowej pozycji ciała: analiza autokorelacji). Dotyczy ona poszukiwania parametrów, które pozwolą w kategoriach jakości ocenić mechanizm utrzymywania równowagi ciała w pozycji stojącej, który jest możliwy dzięki złożonym procesom informacyjnym zachodzącym w ośrodkowym układzie nerwowym. Działanie ośrodkowego układu nerwowego, będącego regulatorem utrzymywania równowagi ciała, jest bardzo trudne do zbadania i wyjaśnienia. Dotychczas jedyną skuteczną metodą badań tego zagadnienia jest rejestracja parametrów siły reakcji podłoża w funkcji czasu. Uzyskany z tego pomiaru zapis siły w funkcji czasu, mający postać szeregu czasowego, jest procesem stochastycznym. Podstawowym zaś narzędziem służącym do analizy szeregów czasowych jest teoria prawdopodobieństwa. Szereg czasowy możemy przyjąć (w analizie jego właściwości) jako sygnał. Sygnały takie mają nieliniowy przebieg, a do ich analizy często używa się równań matematycznych (autokorelacja, entropia, wymiar fraktalny). W wielu praktycznych zastosowaniach porównujemy analizowany sygnał z innym sygnałem, w szczególności jego własną przesuniętą w czasie kopią. Porównania tego dokonuje się dla różnych wzajemnych położeń obu sygnałów na osi czasu, tj. różnych wartości opóźnienia jednego sygnału względem drugiego. W ten oto sposób uzyskujemy funkcję autokorelacji sygnału. Funkcję autokorelacji stosuje się ostrożnie do analizy współzależności biosygnałów, które mają znamiona przypadkowości. W analizie szeregów czasowych uwzględnia się taką sytuację. Zakłada się, że w danych takiego szeregu można wyodrębnić składnik systematyczny oraz losowy szum (zakłócenia), który wprawdzie utrudnia identyfikację struktury zjawiska, ale zastosowanie stosownego filtra szumu uwidacznia składnik systematyczny w postaci sygnału wolnozmiennego, charakteryzującego się trendem. Badaniami objęto 82 osoby (31 kobiet i 51 mężczyzn) w przedziale wiekowym lat (22,56 ± 1,81). Średnia wysokości ciała badanych wynosiła 181,69 ± 6,39 cm, natomiast masy ciała 78,73 ± 10,7 kg. W celu zapewnienia szerszego spektrum populacyjnego, w badaniach uczestniczyli zarówno trenujący sportowcy, jak również osoby nieuprawiające sportu. Badania wykonano w certyfikowanej Pracowni Analiz Biomechanicznych Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu (certyfikat PN-EN ISO 9001:2001). Pomiar sił reakcji podłoża wykonywano trzykrotnie w czasie 15 s. Ponieważ nie wykazano różnic istotnie statystycznych pomiędzy próbami, uznano, że próby są powtarzalne. Rezultatem badań był zapis zmian wartości siły w funkcji czasu, a został on przedstawiony, jako składowe w trzech kierunkach jej działania: w kierunku bocznym F x (płaszczyzna czołowa), w kierunku przód-tył F y (płaszczyzna strzałkowa); w kierunku pionowym F z (płaszczyzna poprzeczna). Dla każdego kierunku działania siły wykonano po dwa zsynchronizowane w czasie zapisy: dla kończyny dolnej lewej i dla kończyny dolnej prawej. Zapis siły w funkcji czasu tworzy szereg czasowy. Z niego obliczono funkcję autokorelacji, na której wykresie oznaczono jej parametry: czas uzyskania wartości 0 przez funkcję autokorelacji i czas uzyskania pierwszego extremum, czyli pierwszej przeciwnej zmiany wartości funkcji autokorelacji. Odczytano wartość pochodnej extremum z wykresu otrzymanego ze zróżniczkowania funkcji autokorelacji. Dodatkowo obliczono gradient siły, czyli prędkość zmian wartości funkcji autokorelacji (od wartości 1 do wartości pierwszego extremum), jako iloraz różnicy wspomnianych wartości funkcji autokorelacji przez czas 9

10 uzyskania extremum. Otrzymane wyniki opracowano statystycznie, obliczając średnie arytmetyczne i odchylenie standardowe, a następnie korelacje wzajemne pomiędzy poszczególnymi wartościami parametrów. Z porównania wyników czasów uzyskania wartości 0 przez funkcję autokorelacji na podstawie siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże wynika, że różnice są bardzo małe i nieistotne statystycznie. Wyraźniejsza różnica wystąpiła w kierunku bocznym (lewo-prawo) działania siły reakcji podłoża. Na podstawie uzyskanych wyników badań oceniono częstotliwość własną zmian kierunku składowej siły nacisku stopą na podłoże. Okazało się, że częstotliwość tych zmian wynosi średnio od 0,5 do 0,7 Hz. Znaczne wartości odchyleń standardowych mogą sugerować dużą zmienność indywidualną tych częstotliwości. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic pomiędzy czasem uzyskania wartości 0 przez funkcję autokorelacji podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Wyraźnie mniejsza częstotliwość własna układu sterującego i wykonującego proces ruchowy występuje w kierunku bocznym siły reakcji nacisku stopami na podłoże. Każdy z analizowanych parametrów funkcji autokorelacji jest miarą nieco innych właściwości lub elementów sterowania i wykonania czynności ruchowych związanych z procesem utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Okazuje się, że bardzo wysoka korelacja zachodzi pomiędzy wartością pochodnej extremum uzyskanej z funkcji autokorelacji a gradientem siły. Niskie wartości współczynników korelacji (choć wszystkie są istotnie statystycznie) zachodzą pomiędzy czasem uzyskania wartości 0 przez funkcję autokorelacji a czasem uzyskania wartości pierwszego extremum funkcji autokorelacji. Wynik taki jest zrozumiały, ponieważ czas uzyskania wartości 0 przez funkcję autokorelacji ocenia płynność realizowania zadania ruchowego (stania), wyrażoną zależnością w czasie od siebie zdarzeń, które były, są lub nastąpią. Natomiast czas uzyskania wartości pierwszego extremum funkcji autokorelacji ocenia proces występowania tzw. pulsacji, czyli właściwej dla danego osobnika częstotliwości własnej w wysyłaniu sygnałów wykonawczych zadania ruchowego. W następnej pracy pt. Autocorrelation and entropy in the analysis of changes in ground reaction force values during maintaing body balance in upright position (Autokorelacja a entropia w analizie zmian wielkości siły reakcji podłoża podczas procesu utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej) trzecia w wykazie osiągnięć zgłębiającej niuanse stronności w ocenie procesu utrzymywania równowagi ciała człowieka w pozycji pionowej, zastosowałem kolejną miarę w postaci entropii. Dodatkowo porównałem entropię z autokorelacją zaprezentowaną w poprzednio opisanej publikacji. Praca została napisana na kanwie wyników badań zaprezentowanych w Temporal and spatial characteristics of feet COP trajectory during quiet standing. Wybrałem entropię, ponieważ wydaje się, że jest ona drugą rozpoznawalną miarą stopnia złożoności szeregów czasowych w układzie (Bollt, Skufca, McGregor 2009) i jest dobrze znanym w teorii chaosu miernikiem nieuporządkowania układu (Graff, Graff, Kolesiak 2008; Kůrka 2003; Aoki, Hiraide 1994; Kwietniak, Oprocha 2008). Celem tej pracy było zbadanie relacji zachodzących między czasem, jaki upływa od rozpoczęcia pomiaru do chwili uzyskania przez funkcję autokorelacji wartości 0, a wartością entropii, jako możliwych do wykorzystania parametrów oceny procesu utrzymania równowagi ciała w pozycji pionowej, w zależności od czasu trwania próby i wartości składowych siły reakcji podłoża. Z zapisów tych wielkości składowych siły reakcji podłoża w funkcji czasu obliczono wartości i wykonano wykresy funkcji autokorelacji oraz entropii. Do określenia funkcji autokorelacji przyjęto wzór wiążący wartość x(t) w chwili t i po czasie t+τ w całkowitym przedziale obserwacji T w postaci: 10

11 (Greene 2012). Sygnał F(t) skorelowano z tym samym sygnałem, ale przesuniętym o wartość 1 / 48 sekundy, jako opóźnienie czasowe sygnału. Jako parametr oceny procesu utrzymania równowagi przyjęto czas, jaki upłynął od momentu rozpoczęcia pomiaru, gdy wartość pierwszego współczynnika autokorelacji jest równa 1, do chwili osiągnięcia przez nią wartości 0 (w dalszych częściach pracy ten odstęp czasowy określano, jako czas osiągnięcia przez funkcję autokorelacji wartości 0). Gdy okazało się, że czasy te uzyskane w 45 sekundowym pomiarze są bardzo długie, często kilkakrotnie dłuższe niż podawane w piśmiennictwie (Pincus 1991; Ramdani 2009; Rhea i wsp. 2011) oraz uwzględniając sugestie innych autorów, że czas ten zależy od czasu prowadzonego badania (Kawasaki 1970), zdecydowano się na podział zapisu siły w funkcji czasu 45 sekundowego na trzy przedziały czasowe: 0 15 s; s; s. Parametr entropii (SE semple entropy) opisuje regularność sygnału siły reakcji podłoża (Ramdani i wsp. 2009; Richman i Moorman 2000). Wartość SE obliczono według niżej opisanego postępowania. Przy ciągu wartości sił reakcji podłoża x(n) = [x 1, x 2,, x N ], gdzie N jest liczbą elementów szeregu: a) stworzono m wektorów definiowanych jako: b) wyznaczono odległości między dwoma wektorami: c) wyliczono podobne segmenty sygnału: d) wyznaczono miary podobieństw segmentów sygnału jako: dla i=1, N-m e) wyznaczono średnie miary podobieństw segmentów: f) obliczono SE: W obliczeniach przyjęto, że m = 2 i r = 0,1. 11

12 Jedno z postawionych w pracy pytań badawczych dotyczyło określenia symetrii lub stronności w wyzwalaniu siły reakcji podłoża sprawdzano, czy istnieje różnica w wartościach badanych parametrów w wykonaniu zadania utrzymania równowagi przez kończynę dolną lewą i prawą. Z analizy danych wynika, że czasy osiągnięcia przez funkcję autokorelacji wartości 0, świadczące o występowaniu trendów wolnozmiennych oraz zależności czasowej zdarzeń w sterowaniu wielkością wywieranej siły lewą i prawą stopą na podłoże, niemal się nie różnią. Można powiedzieć, że istnieje prawie pełna symetria w sterowaniu wielkością siły nacisku stopą lewą i prawą i to we wszystkich analizowanych kierunkach jej działania. Pewne różnice można zauważyć w wartości entropii, czyli w stopniu nieuporządkowania sygnałów sterujących wielkością wywieranej siły reakcji podłoża na nacisk obiema stopami. Dość znaczne różnice zauważono w odniesieniu do składowej siły pionowej (siła dźwigająca ciało człowieka) nacisku stóp na podłoże, ale tylko w dwóch pierwszych 15 sekundowych przedziałach czasowych. Jeśli chodzi o wartość entropii dla sił poziomych, to różnice pomiędzy funkcjonowaniem stopy lewej i prawej są minimalne. Związki, określone wartością współczynnika korelacji pomiędzy jednym z parametrów funkcji autokorelacji a miarą entropii dla tych samych sygnałów, a więc dla tego samego szeregu czasowego, mają pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kolejne z postawionych sobie pytań: czy zachodzą związki pomiędzy wartościami parametru funkcji autokorelacji i wartościami entropii obliczonymi dla zmian składowych sił reakcji podłoża. Okazało się, że taki sam układ statystycznie istotnych związków między parametrem autokorelacji i entropią występuje we wszystkich przedziałach czasowych oraz we wszystkich składowych kierunkach działania sił, a dotyczy następujących zależności: autokorelacji dla lewej stopy do entropii dla lewej stopy; autokorelacji dla lewej stopy do entropii dla prawej stopy; autokorelacji dla prawej stopy do entropii dla lewej stopy oraz autokorelacji dla prawej stopy do entropii dla prawej stopy. Nie zanotowano występowania istotnych korelacji dla różnych kierunków działania sił składowych w odniesieniu do tej samej stopy. Na podstawie wyżej przedstawionych wyników możemy stwierdzić, że proces sterowania wielkością działającej siły jest zgodny dla obu stóp. Dodatkowo można zauważyć, że nie ma wyraźnego wpływu czasu próby na wartości uzyskanych korelacji. Natomiast patrząc przez pryzmat realizacji poszczególnych kierunków działania składowej siły reakcji podłoża na nacisk stopami, można stwierdzić, że najwyższe związki występują w działaniu poziomych sił składowych (nieco wyższe w realizowaniu składowej siły w kierunku bocznym), a wyraźnie niższe w realizowaniu składowej siły pionowej. Wynika z tego, że osoba utrzymująca równowagę ciała w pozycji pionowej najwięcej uwagi w sterowaniu tym procesem poświęca wyzwalaniu sił poziomych, jako sił tzw. korygujących. Wyzwalanie zaś siły pionowej realizuje niejako z obowiązku, jakim jest dźwiganie ciężaru ciała, z mniejszym zaangażowaniem uwagi na sterowanie nią. Force asymmetry indicator in the assessment of maintaining human body balance in an upright position (Wskaźnik asymetrii sił w ocenie utrzymywania równowagi ciała człowieka w pozycji pionowej) to tytuł ostatniej w tym obszarze pracy (4. w wykazie osiągnięcia naukowego), w której do oceny stronności i symetrii działania stóp w wykonywaniu czynności podporowej i korygującej podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej skonstruowano wskaźnik asymetrii sił (WAS). Wskaźnik ten utworzono z wartości bezpośrednich pomiarów sił składowych reakcji podłoża na nacisk stopą prawą i lewą w funkcji czasu. W pracy wykorzystano wyniki wspomnianych już wcześniej badań, przeprowadzonych na Politechnice Opolskiej w Opolu (grupa 82 studentów tej Uczelni). Wartości WAS poddano wielokierunkowej obróbce statystycznej. Do oceny asymetrii między stopami na podstawie zmian wielkości sił reakcji podłoża wykorzystano różnice między wartością siły reakcji podłoża na nacisk stopą prawą i lewą (Fz R Fz L ) dla każdej próbki pomiaru. Wyniki tych różnic w funkcji czasu (czas trwania próby) dla siły działającej na kierunku 12

13 pionowym zapisano w postaci wykresu. Dla tak powstałego wykresu (sygnału) obliczono średnią w szeregu czasowym, którą nazwano wskaźnikiem asymetrii sił (WAS). Takie obliczenia wykonano dla sygnałów składowych sił działających w trzech kierunkach (x, y, z). W zależności od znaku (ujemny lub dodatni) wartości WAS przyjęto, że zmienna ta określa symetrię lub stronność połączoną z dominacją działania jednej kończyny dolnej (stopy) nad drugą w procesie utrzymywania równowagi ciała (dźwigania ciężaru i występowania ruchów korygujących w czasie trwania pomiaru). Wartości i znaki WAS obliczone dla trzech następujących po sobie prób 15 sekundowych wskazują, że u większości osób stopą dominującą w funkcji dźwigającej ciężar ciała jest stopa lewa, natomiast stopa prawa jest tą, która wykonuje czynności korygujące. Porównanie średnich wartości WAS kolejnych prób wykazało, że rezultaty 1, 2 i 3 próby nie różniły się istotnie statystycznie (p > 0,05). Można zatem powiedzieć, że średnia różnica sił reakcji podłoża na nacisk stopą prawą i lewą oznaczona w funkcji czasu jest powtarzalna w kolejnych badaniach. Analiza współczynników korelacji, jakie zachodzą między WAS dla trzech kierunków działania sił reakcji podłoża, w badanej grupie pozwoliła stwierdzić, że istotne statystycznie związki wystąpiły między WAS siły składowej pionowej a WAS sił składowych poziomych (zarówno w płaszczyźnie strzałkowej, jak i czołowej) we wszystkich trzech próbach. Ujemne znaki korelacji wskazują, że im wyższy WAS siły składowej pionowej, tym niższy WAS sił składowych poziomych. Ujemne znaki asymetrii sił WAS na kierunku pionowym wskazały, że u większości badanych stopa lewa dominowała w funkcji podporowej, podczas gdy stopa prawa pełniła wiodąca rolę w czynnościach korygujących. Brak statystycznie istotnych różnic średnich wartości WAS w kolejnych próbach wykazał, że jest to mechanizm powtarzalny. Korelacje między wartościami WAS na różnych kierunkach działania sił wydają się wskazywać, że im bardziej zdecydowaną rolę podpierającą zaczyna przejmować jedna z kończyn, tym mniejszą aktywnością korygującą w zakresie działania sił musi wykazywać się kończyna druga. Obszar drugi Rozpoznanie problemu stronności w wykonywaniu przez człowieka czynności kompleksowych (balistycznych) na przykładzie skoków z odbicia obunóż Problem stronności sił reakcji podłoża odnosi się do skoków z odbicia obunóż. Asymetryczny rozkład napięcia w różnych grupach mięśniowych na kończynę dolną prawą i lewą może potęgować dolegliwości organizmu, prowadzące do obniżenia jakości życia. W sporcie może być także przyczyną obniżenia poziomu sportowego zawodnika, a w skrajnej sytuacji doprowadzić go nawet do zakończenia kariery. Z drugiej zaś strony odpowiednia kontrola nad właściwym wykonaniem i dozowaniem tego rodzaju środków treningowych, zwłaszcza w treningu plyometrycznym, może przyczynić się podniesienia poziomu sportowego zawodnika. Z tego powodu rozpoznanie wartości dynamicznych parametrów ruchu skoków pionowych i poziomych uznałem za niezwykle ważne i godne zainteresowania, a pozyskana wiedza w tym zakresie przeniesie się na poprawę jakości wykonywania tego zadania ruchowego, jakim jest skok. W pracy pt. Biomechanical analysis of standing long jump from varying starting positions (Biomechaniczna analiza skoku w dal z miejsca z różnych pozycji startowych; ustawienia stóp w momencie odbicia) obrałem za cel (obok innych założeń poczynionych w publikacji) określenie stronności nacisku stopami na podłoże podczas skoku z odbicia obunóż z ustawienia stóp w różnych pozycjach. W eksperymencie wzięli udział wysokiej klasy sprinterzy mężczyźni (100 m: 10,87 ± 0,38 s i 400 m: 46,75 ± 1,05 s), którzy wykonali serię skoków z różnych pozycji ustawienia stóp w momencie odbicia. Siły reakcji podłoża rejestrowano, podobnie jak w prezentowanych już wcześniej badaniach, przy użyciu dwóch niezależnych platform piezoelektrycznych. Wartością dodaną 13

14 tego eksperymentu było zbadanie aktywności elektrycznej mięśni (EMG) przy użyciu bezprzewodowego systemu (Noraxon TeleMyo2400 G2). Przedmiotem badań był skok w dal z miejsca, który badany wykonywał z zamachem kończyn górnych z równoległego ustawienia stóp na szerokość bioder i z pozycji wykroczno-rozkrocznej z lewą nogą w wykroku, a prawą w zakroku. Pozycja wykroczno-rozkroczna wynikała z tego, ze wszyscy badani sprinterzy wykonywali start niski z bloku startowego z pozycji z lewą nogą w wykroku. Odległość między stopami była zindywidualizowana i wynosiła długość stopy badanej osoby. To z kolei wynikało z metodycznego ustawienia podpórek bloku startowego. Obie stopy ustawione były osobno na jednej z dwóch niezależnie działających platform piezoelektrycznych. Każdy z badanych wykonał trzy skoki. Dwie pierwsze próby potraktowano, jako skoki przygotowawcze, stanowiące rozgrzewkę. Trzecią próbę poddano analizie. Oprócz rejestracji sił reakcji podłoża badano również aktywność mięśniową (EMG) trzech wybranych grup mięśniowych, w skład których wchodziły: m. brzuchaty łydki, m. pośladkowy wielki, m. prosty uda, m. piszczelowy przedni, m. dwugłowy uda, m. obszerny przyśrodkowy. Najlepiej będzie mi wykazać stronność kończyn dolnych względem wielkości sił reakcji podłoża podczas wykonywania skoków z różnych pozycji wyjściowych w zestawieniu tabelarycznym (tab. 1). Porównanie ze sobą skoków (z rozkroku i z wykroku) wykazało stronność kończyn dolnych podczas realizacji skoku z wykroku. Stronność ta potwierdzona jest istotną statystycznie różnicą. Większe wartości siły reakcji podłoża zmierzono podczas nacisku na podłoże stopą prawą. Ta asymetria dotyczyła wartości siły wypadkowej, jak i jej składowych pionowej i poziomych. Dane uzyskane z pomiaru dokonanego w skoku z rozkroku wskazują, że tę formę skoku badani wykonali symetrycznie. Tabela 1. Zestawienie wartości średnich sił reakcji podłoża, N=6 Rodzaj siły reakcji podłoża średnia w [N] Skok poziomy z odbicia obunóż (w dal) z rozkroku z wykroku lewa stopa prawa stopa suma lewa stopa prawa stopa suma Siła wypadkowa 180,73 180,71 361,44 168,77 197,31 366,08 Składowa siła pionowa 126,65 118,12 244,77 119,30 133,27 252,57 Wypadkowa składowa sił poziomych 42,77 48,91 91,68 41,72 57,07 98,79 Po analizie profilu aktywności mięśniowej obu skoków poziomych zaobserwowano, że największą aktywność w czasie ruchów zamachowych kończyn dolnych (cykl rozciągnięcie- -skurcz, dokładnie w momencie największego zgięcia w stawie kolanowym) wykazały mięsień prosty uda oraz piszczelowy przedni. Natomiast w momencie odpychania się (zapoczątkowanie fazy odbicia) największą aktywnością wykazały się mięśnie prostowniki stawu biodrowego (m. pośladkowy wielki i m. dwugłowy uda) w skoku z wykroku. Gdy pod uwagę weźmiemy aktywność mięśniową z podziałem na kończynę dolną lewą i prawą, różnice w wielkości aktywacji są bardziej dostrzegalne. Większą aktywność wykazała prawa kończyna i to w obu badanych formach skoków. Zaprezentowane wyniki wpisują się w osiągnięcia Brockett a i wsp. (2004), którzy na podstawie badań własnych stwierdzili, że m. pośladkowy wielki jest odpowiedzialny za wyzwolenie dużej siły, ze względu na relatywnie małą prędkość kątową stawu biodrowego. Stwierdzili również, że wysoki poziom aktywności mięśni uda ma miejsce na początku wyprostu w stawie biodrowym. Podobne wnioski zaprezentował Fukishiro i wsp. (2005). Gdy następuje kontynuacja akcji odbicia, mięśnie prostowniki stawu kolanowego, głównie m. prosty uda, transferują przepływ energii ze stawu biodrowego na staw kolanowy. Ostatnia faza odbicia jest połączona z dwustawowym mięśniem trójgłowym łydki (m. brzuchaty 14

15 łydki). Ponieważ kierunek skoku nie różni się między tymi dwoma skokami, dynamiczne wykonanie tego zadania ruchowego zależy od koordynacji pracy mięśni jedno lub dwustawowych. Aktywacja mięśni dwustawowych była też oceniana we wcześniejszych badaniach Davis a i Jones a (1993) oraz Docherty ego (1996). Publikacja zatytułowana Biomechanical analysis of squat jump and countermovement jump from varying starting positions (Biomechaniczna analiza skoku pionowego z miejsca (SJ) i skoku pionowego z miejsca z zamachem z różnych pozycji startowych) jest kontynuacją tematyki podjętej w Biomechanical analysis of standing long jump from varying starting positions. Tutaj z kolei badani (ta sama, poznana wcześniej grupa sprinterów) mieli za zadanie wykonać wyskok pionowy z miejsca z zamachem (CMJ, counter movement jump) i wyskok pionowy z miejsca bez zamachu (SJ, squat jump). Nie zmieniano procedur przeprowadzonego eksperymentu badawczego. Głównym celem tego eksperymentu było zbadanie efektywności dwóch różnych strategii ustawienia stóp w momencie odbicia i ich wpływu na wysokość skoku z uwzględnieniem stronności kończyn dolnych, przejawiającej się w różnicach między siłami reakcji podłoża i aktywnością grup mięśniowych. Wydaje się, że siły wyzwalane w skoku pionowym przez zastosowanie techniki wykroku powinny korzystnie wpłynąć na poprawę motoryczności człowieka (sportowca). Zestawienie wartości średnich sił reakcji podłoża w tabeli wydaje się bardziej przejrzyste (tab. 2). Tab. 2. Zestawienie wartości średnich sił reakcji podłoża, N=6 Rodzaj siły reakcji podłoża średnia w [N] wyskok bez zamachu (SJ) wyskok z zamachem (CMJ) lewa stopa prawa stopa lewa stopa prawa stopa Siła wypadkowa 137,16±12,88 133,33±12,29 138,39±18,12 149,34±23,39 Składowa siła pionowa 136,24±8,82 132,41±10,39 146,78±15,46 137,60±13,86 Wypadkowa składowa sił poziomych -8,62± 8,72-6,71± 5,92-26,38±10,43 12,80±10,43 W skoku pionowym z odbicia obunóż oczekuje się, że obie kończyny dolne będą miały jednakowy wkład na wysokość skoku. Nasz eksperyment wykazał pewne różnice między lewą a prawą kończyną dolną oraz między lewą a prawą stroną ciała. Istnienie takich różnic za Gabbard em i Hart em (1996) uznane jest za naturalny proces rozwoju jednej strony, jako dominującej w dokładności ruchu, a z drugiej strony jako dominującej w sile. Szczególną uwagę zwraca różnica w średnich między stronami (lewa prawa stopa) w wyskoku z zamachem, z przewagą na stronę prawą w wypadkowej sile reakcji podłoża. Odwrotnie jest w odniesieniu do średniej składowej pionowej siły reakcji podłoża tym razem na korzyść stopy lewej. Podobne różnice wystąpiły w składowych poziomych sił reakcji podłoża. Wykazało to dominację kończyny dolnej lewej w ruchach korygujących i podporu w trakcie odbicia. W wyskoku bez zamachu takich zmienności nie odnotowano. W tym rodzaju ruchu wystąpiła właściwie pełna symetria w działaniu sił reakcji podłoża podczas nacisku stopami. Zmienność działania sił reakcji podłoża w rozdziale na lewą i prawą stopę wsparta opisem aktywności mięśniowej podczas wykonywania wyskoków znacząco pomogła w wyjaśnieniu mechanizmów sterowania bodźcami wysyłanymi z regulatora do mięśni. Przebieg aktywności EMG mięśni przedstawiono w podziale na lewą i prawą kończynę, również w SJ, w którym wydaje się, że obie kończyny wykonują w tym samym czasie ten sam ruch. Profil działalności EMG wybranych mięśni wykazał pewne różnice między SJ i CMJ. Skok z półprzysiadu bez zamachu wykazał mniejszą aktywność EMG niż CMJ. Skok ten (SJ), z dominującą aktywnością koncentryczną w odbiciu, selektywnie rekrutuje najpierw mięsień pośladkowy wielki, następnie mięsień obszerny przyśrodkowy i prosty uda, na aktywacji mięśnia 15

16 brzuchatego łydki kończąc. Jeśli chodzi o sposób aktywacji mięśni w skoku z półprzysiadu z zamachem i z wykroku (CMJ) w fazie ekscentrycznej (moment zejścia w dół), szczególnie angażowane są: mięsień prosty uda, obszerny boczny, piszczelowy przedni i mięsień pośladkowy wielki. Podobnie dzieje się z mięśniem brzuchatym łydki, ale do momentu zakończenia fazy odbicia i początku fazy lotu (faza koncentryczna), gdy aktywacja wykazuje gwałtowny wzrost. Ogólny schemat aktywacji mięśni był zgodny z danymi zapisu EMG z innych badań (Bobbert i wsp. 1996, Nagano i wsp. 2005). Wydaje się, że wysoka aktywacja większości z tych mięśni w początkowych i dalszych ruchach zamachowych kończyn dolnych, generuje zdecydowanie więcej mocy i poprawia długość skoku. Analiza danych dotyczących aktywności mięśniowej podczas przeprowadzonych badań potwierdza wnioski o stronności, wypływające z analizy danych zarejestrowanych podczas pomiaru sił reakcji podłoża osobno dla lewej i prawej stopy. Obszar trzeci Rozpoznanie problemu stronności morfologicznej stóp Każda ze stóp ustawiona pod kątem prostym w stosunku do podudzia zawiera w sobie charakterystyczne wysklepienia poprzeczne i podłużne. W wieku przedszkolnym i wczesnoszkolnym w budowie oraz wysklepieniu stóp uwidacznia się charakterystyczny dymorfizm płciowy oraz asymetria morfologiczna i funkcjonalna (Trzcińska i Olszewska 2006). Z analizy piśmiennictwa wynika, że prawa stopa charakteryzuje się lepszą architekturą podłużną niż lewa. Prawdopodobnie jest to związane z prawostronną lateralizacją wśród dzieci, gdzie prawa stopa przyjmuje funkcję podporową (Demczuk-Włodarczyk 2003; Furgał i Adamczyk 2008; Trzcińska i Olszewska 2006). Współczesny człowiek najczęściej korzysta z utwardzonego, bitumicznego podłoża. Za pomocą łukowatej konstrukcji stopa amortyzuje wstrząsy, chroniąc ośrodkowy układ nerwowy, kręgosłup oraz narządy wewnętrzne przed mikrourazami. Niestety, stopy bardzo często narażone są na przeciążenia, które powodują rozmaite dolegliwości, często narastające i wraz z nierzadko towarzyszącym im bólem powodują ograniczenie aktywności ruchowej, co w późniejszym czasie niekorzystnie wpływa na postawę ciała (Lizis i wsp. 1997). Wystąpienie takich problemów jest niewątpliwie przyczyną pojawienia się różnic pomiędzy wielkościami sił reakcji podłoża na nacisk lewą i prawą stopą. Do dokonania oceny asymetrii morfologicznej stóp dzieci przeprowadziłem własne badania, a ich wyniki przedstawiłem w ostatniej z prezentowanego cyklu pracy pt. Structural asymmetry of foot arch formation in early school-age children (Asymetria w kształtowaniu się stopy we wczesnym wieku szkolnym). Celem przeprowadzonych badań było określenie różnic (asymetrii) w budowie stóp z uwzględnieniem płci, a ujawnienie stronności morfologicznej stóp miało pozwoliło na wykazanie wyznaczników w tym zakresie dla dzieci zdrowych i sprawnych fizycznie. W badaniach na potrzeby wskazanej pracy uczestniczyło 188 dzieci (90 chłopców i 98 dziewcząt) w wieku 7 9 lat. W każdej kategorii wiekowej zbadano 30 chłopców. Liczebność dziewcząt kształtowała się następująco: 32 w grupie dzieci siedmioletnich, 31 w grupie dzieci ośmioletnich i 35 w grupie dzieci dziewięcioletnich. Badania wykonano w oparciu o sprzęt, który obejmował Podoscope Podo-scanner 2D, Sensor Medica, Rome, Italy oraz komputer z oprogramowaniem do analizy danych. Rejestrowano i zapisywano parametry oceniające podeszwowe strony stóp. Wyniki zbadanych parametrów budowy stopy pozwoliły sformułować wnioski, że w poszczególnych rocznikach ujawniła się asymetria stóp we wszystkich parametrach kątowych w grupie chłopców. U dziewcząt asymetria wystąpiła w szerokości stopy, szerokości pięty i powierzchni przylegania stopy do podłoża, kącie piętowym i wysklepieniu podłużnym i poprzecznym stopy. Symetrię zaś odnotowano w przypadku długości stopy, kąta koślawości I palca i kąta szpotawości V palca. W każdej kategorii wiekowej, bez względu na 16

17 płeć, o asymetrii w budowie morfologicznej stóp dzieci decydowały wszystkie parametry budowy morfologicznej stóp, z wyjątkiem kąta koślawości I palca oraz kąta szpotawości V palca. W grupie dziewcząt asymetrię wykazały następujące parametry: długość stopy, szerokość stopy i powierzchnia przylegania stopy. Stwierdzono również asymetrię w zakresie wskaźnika kątowego Clarke'a stopy prawej oraz szerokości pięty stopy lewej. W grupie chłopców asymetrii nie zanotowano w przypadku wskaźnika Wejsfloga i kąta szpotawości V palca stopy prawej oraz wszystkich parametrów kątowych stopy lewej. Wnioski wyciągnięte z analizy wyników badań spełniły założone cele w tym obszarze osiągnięcia naukowego. Główny przekaz naukowy i aplikacyjny w przedstawionym cyklu artykułów naukowych pod wspólnym tytułem Znaczenie stronności w ocenie procesu utrzymywania równowagi ciała człowieka w pozycji pionowej i czynności kompleksowych skoków z odbicia obunóż Rozpoznanie problemu stronności w realizowaniu przez człowieka czynności ruchowych przez kończyny dolne oparłem zasadniczo na analizie wartości sił reakcji podłoża i ocenie morfologicznej stóp. Podejście do problemu utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej, jako procesu występujących po sobie zdarzeń wraz z określeniem, co wpływa na ich kolejność, uważam za istotę swojego osiągnięcia naukowego. Podobnie traktuję podejście do skoków, analizując ich wykonywanie przez człowieka w świetle stronności. Przedstawione wyniki badań łączy sposób ich pozyskiwania. Do rejestracji danych pomiarowych wykorzystano praktycznie to samo stanowisko badawcze, a jedynie w ostatniej publikacji skorzystano z innej aparatury badawczej. Wynikało to z problematyki pracy, w której oceniałem budowę stóp, a w swoim osiągnięciu naukowym potraktowałem jako ważne uzupełnienie tematyki autoreferatu. Przyjęcie utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej za proces, skłoniło mnie do wykorzystania w badaniach równań matematycznych powszechnie stosowanych w analizie zagadnień sterowania różnorodnymi procesami, w tym przypadku do sterowania bodźcami wywołującymi napięcia mięśniowe. Wnioski końcowe przedstawiam w kilku punktach, które w sposób obiektywny i kompleksowy dostarczą informacji składających się na doniesienie naukowe i spełniają jego cele. 1. Osoby badane naciskają na podłoże asymetrycznie i synchronicznie wówczas, gdy COP przemieszczany jest na zewnętrzną krawędź jednej ze stóp i wewnętrzną krawędź drugiej stopy lub odwrotnie. U 82% badanych stwierdzono, że przemieszczenia punktu przyłożenia wypadkowej siły nacisku na podłoże przyjmują dla lewej stopy w przód w prawo i w tył w lewo, natomiast dla prawej stopy w przód w lewo i w tył w prawo. Wyniki badań wykazały, że taki kierunek przemieszczania punktu przyłożenia COP należy uznać za prawidłowy. U 18% osób stwierdzono inne kierunki przemieszczania punktu przyłożenia wypadkowej siły nacisku na podłoże. Wyniki tych ostatnich są bardzo ciekawe, gdyż warto byłoby wykonać takie badania u ludzi po kontuzjach kończyny dolnej lub u sportowców, np. lekkoatletów, którzy wykonują odbicie z jednej kończyny dolnej. Wyniki badań można przyjąć za normę u ludzi sprawnych, zdrowych i młodych. Na podstawie tych norm można wyjaśnić mechanizmy deformacji stóp. Jest to o tyle ważne, że deformacje stóp są przyczyną wielu schorzeń i cierpień człowieka. 2. Parametry obliczone z funkcji autokorelacji są precyzyjną miarą oceniającą proces obiegu bodźców w układzie nerwowym człowieka. Wysokie korelacje pomiędzy wartością parametrów krzywej funkcji autokorelacji oznaczają, że poszczególne 17

18 parametry oceniają podobne właściwości ośrodkowego układu nerwowego ciała człowieka, jako regulatora w procesie utrzymywania równowagi w pionowej pozycji ciała człowieka. 3. Czas osiągnięcia przez funkcję autokorelacji wartości 0 i wartość entropii zależą od długości trwania próby. Czas ten skraca się w każdym następnym pomiarze, zaś wartość entropii wzrasta. Analizowane wartości wykazują pełną symetrię działania kończyny dolnej lewej i prawej w procesie utrzymania równowagi ciała w pozycji pionowej. Okazuje się, że dla systemu sterowania zmiany wartości składowej pionowej siły nacisku na podłoże są bardziej przewidywalne niż zmiany składowych poziomych tej siły. Kierunek składowej siły reakcji podłoża różnicuje zarówno rejestrowany czas osiągnięcia przez funkcję autokorelacji wartości 0, jak i wartość entropii. Podobnie wartości czasu osiągnięcia przez funkcję autokorelacji, jak i wartość entropii, wskazują na pełną symetrię działania stopy lewej i prawej w utrzymaniu równowagi ciała w pozycji pionowej. Istnieją statystycznie istotne zależności pomiędzy wartościami parametru funkcji autokorelacji a wartościami entropii, obliczonymi ze zmian przebiegu składowych sił reakcji podłoża podczas utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Zależności te zachodzą jednak jedynie w tych samych kierunkach wywieranej siły dla stopy lewej i prawej. 4. Zaproponowany wskaźnik asymetrii sił (WAS) może służyć do oceny stronności działania kończyn dolnych (stóp) w procesie utrzymania równowagi ciała w pozycji pionowej. Podstawą tej oceny są zarejestrowane wartości sił reakcji podłoża na różnych kierunkach ich działania, wskazując na dominację jednej z nich w pełnieniu funkcji podporowej i funkcji korygującej. Nacisk stopami wywołuje różną siłę reakcji podłoża na wszystkich kierunkach działania jej składowych. Korelacje między wartościami WAS na różnych kierunkach działania sił wydają się wskazywać, że czym bardziej zdecydowaną rolę podpierającą zaczyna przejmować jedna z kończyn, tym mniejszą aktywnością korygującą w zakresie działania sił musi wykazywać się kończyna druga. 5. Charakterystyka skoków poziomych z rozkroku i z wykroku wykazała stronność kończyn dolnych podczas realizacji skoku z wykroku. Stronność ta potwierdzona jest różnicą istotną statystycznie. Większe wartości siły reakcji podłoża zmierzono podczas nacisku na podłoże stopą prawą. Ta asymetria dotyczyła wartości siły wypadkowej, jak i jej składowych pionowej i poziomych. Dane uzyskane z pomiaru dokonanego w skoku z rozkroku wskazują, że tę formę skoku badani wykonali symetrycznie. Wyniki przeprowadzonego eksperymentu ze skokami pionowymi z odbicia obunóż z rozkroku i wykroku wykazały różnice między stronami (lewa prawa stopa) w wyskoku z zamachem. Odwrotnie jest w przypadku składowej pionowej siły reakcji podłoża. Podobne różnice wystąpiły w składowych poziomych sił reakcji podłoża. Wykazało to dominację kończyny dolnej lewej w ruchach korygujących i podporu w trakcie odbicia. W wyskoku bez zamachu takich zmienności nie odnotowano. W tym działaniu ruchowym wystąpiła właściwie pełna symetria w działaniu sił reakcji podłoża równoważnych sile nacisku stopy lewej i prawej. 6. Wyniki badań stóp dzieci, uwzględniające rocznik i płeć, wykazały asymetrię morfologiczną między stopą lewą a prawą w parametrach długościowych, szerokościowych i kątowych. Różnice, które ujawniono w badanej grupie, są związane z rozwojem biologicznym człowieka, ale w przyszłości mogą pozostać zmianami trwałymi i wpłynąć na korektę procesu utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej. Pozwoli ona, co prawda utrzymać ciało w równowadze w pozycji pionowej, co nie oznacza jednak, że będzie to w dłuższej perspektywie korzystne dla prawidłowej mechaniki układu ruchu człowieka. 18

19 Wyniki przeprowadzonych badań niewspółmierności w wysyłaniu bodźców przez regulator (centralny układ nerwowy) do mięśni posturalnych podczas realizowania procesu utrzymywania równowagi ciała w pozycji pionowej można przyjąć za miarę zachowań dla ludzi młodych, zdrowych i sprawnych fizycznie. Miary te polecam do oceny przebiegu procesu utrzymywania równowagi ciała człowieka. Wzmocnieniem tej miary powinien być wskaźnik asymetrii sił WAS. Przeprowadzony eksperyment można uznać za badanie diagnostyczne. Wyniki przedstawione w autoreferacie na podstawie opublikowanych prac składających się na osiągnięcie naukowe wykazały, że takie badanie-pomiar powinno mieścić się w przedziale czasowym od 15 do 45 sekund. Badanie to powinno być bardzo użyteczne w diagnostyce medycznej. Dotyczy to zwłaszcza profilaktyki, gdyż za jego pomocą możemy wykryć początkowo niedostrzegalne odstępstwa od normy, które informują o pojawiających się zakłóceniach w tak ważnej, dla jakości życia człowieka czynności, jaką jest utrzymywanie równowagi ciała w pozycji pionowej. Prezentowane badanie będzie także przydatne w ocenie postępów leczenia dolegliwości, urazów i kontuzji aparatu ruchu. Badania takie adresuję szczególnie do ludzi w podeszłym wieku i sportowców. Dla tych ostatnich powinna to być cenna wiedza, informująca o potencjalnych skutkach przeciążenia układu ruchu, kiedy nadmiernie obciążana jest jedna ze stron ciała. Wiadomym jest bowiem, że w sporcie wyczynowym stosowanie wysokich obciążeń treningowych wobec zawodników jest normą. Do analizy pozyskanych danych pomiarowych zaproponowałem metody powszechnie stosowane w automatyce, służące do kontroli procesów podlegających regulacji. Zaproponowana autokorelacja i entropia wydają się być przydatne do oceny niemiarowości procesów zachodzących w organizmie człowieka. Oczywiście mam świadomość, że ich stosowanie wymaga dopracowania, w czym dopatruję się wytyczenia sobie kierunku kontynuowania badań własnych w oparciu o wykorzystywanie tego rodzaju metod w analizie biosygnałów. Wyniki badań rozpoznających problem stronności podczas wykonywania skoków i wyskoków uważam za niezwykle cenne dla praktyki sportowej. Ich przydatność ma dwojaki wymiar. Pierwszy dotyczy określenia skuteczności tego rodzaju ćwiczeń, które można wykorzystać w treningu kształtowania mocy kończyn dolnych (mowa o skokach z różnych pozycji ustawienia stóp). Z drugiej zaś strony wykazano, że ustawienie stóp ma duży wpływ na wielkość różnicy (asymetrii) między siłami reakcji podłoża wywołanymi naciskiem lewej i prawej stopy. Wyniki badań dostarczyły cennych informacji, do wykorzystania choćby w treningu plyometrycznym, niezwykle skutecznym w kształtowaniu wspomnianej wcześniej mocy kończyn dolnych. Za szczególnie ważne uznaję także wyniki badań morfologicznych stóp dzieci. Badania te przeprowadzono, aby porównać stopy lewą i prawą w oparciu o parametry ich budowy. W trakcie badań uwzględniających płeć i wiek wyznaczono również miary dla dzieci zdrowych i sprawnych fizycznie. Są one przydatne w diagnostyce dzieci z różnymi dysfunkcjami układu ruchu. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych 5.1. Analiza bibliometryczna dorobku Dane dotyczące łącznej liczby cytowań na dzień przygotowano na podstawie danych znajdujących się w bazie Thompson Reuters Web of Science. Wartość Impact Factors oraz pozostałe dane opracowano na podstawie Bazy pracowników AWF we Wrocławiu ( 19

20 Prace opublikowane po uzyskaniu stopnia doktora (po 1994) Klasyfikacja Impact Factor Klasyfikacja MNiSzW Liczba publikacji/wartość punktowa Liczba Wartość Liczba Wartość Prace wskazane jako osiągnięcie naukowe 4 4, ,0 Pozostałe prace opublikowane w czasopismach z IF 4 2, ,0 Publikacje w czasopismach z list MNiSzW 14 40,0 Pozostałe opublikowane pełne prace (bez streszczeń) poza klasyfikacją MNiSW 3 0,0 Autorstwo monografii 1 20,0 Inne publikacje klasyfikowane przez MNiSzW (rozdziały w monografii) 6 28,0 Wydawnictwa konferencyjne polskie 15 36,0 Wydawnictwa konferencyjne zagraniczne 1 2,0 Współredakcja podręczników 2 10,00 Rozdziały w podręcznikach 17 37,353 Inne 1 0,0 Suma 8 7, ,353 Prace opublikowane przed uzyskaniem stopnia doktora (do 1994) 5 11 Suma 8 7, ,353 Łączna liczba cytowań (Web of Science) 9 (bez autocytowań); Indeks Hirscha 2 Redakcja podręczników: Książki i podręczniki dydaktyczne Jestem redaktorem i współautorem rozdziałów w dwóch podręcznikach z lekkoatletyki pod tytułem: Lekkoatletyka. Biblioteka Trenera, COS Warszawa, 2007, praca recenzowana przez prof. dr. hab. Ryszarda Żukowskiego, Skok o tyczce: ewolucja techniki, metodyka nauczania, ćwiczenia specjalne. AWF, Wrocław, 2005, praca recenzowana przez prof. dr. hab. Stanisława Sochę i prof. dr. hab. Ryszarda Żukowskiego Monografie Jestem autorem monografii pod tytułem Stronność kończyn dolnych człowieka w wyzwalaniu siły przez ich mięśnie recenzowanej przez prof. dr. hab. Ryszarda Strzelczyka Kontakty naukowe i staże Staże naukowe Staż naukowy w Lwowskiej Państwowej Akademii Wychowania Fizycznego we Lwowie (Ukraina), w terminie (10 dni); opiekunem stażu był Dziekan Wydziału Sportu LPAWF, kandydat nauk pedagogicznych docent Oleg Jurijowicz Rybak. Staż naukowo-dydaktyczny w Zamiejscowym Wydziale Kultury Fizycznej Akademii Wychowania Fizycznego w Poznaniu z siedzibą w Gorzowie Wielkopolskim, w terminie (6 dni); opiekunem z ramienia Uczelni był dr hab. Tomasz Jurek, prof. AWF. Staż naukowy na Politechnice Opolskiej, w terminie ; opiekunem z ramienia Uczelni był dr hab. inż. Michał Kuczyński, prof. Politechniki Opolskiej. Staż dydaktyczno-naukowy w Katedrze Biomechaniki i Katedrze Lekkoatletyki Wydziału Nauk o Sporcie Uniwersytetu Ljubljana w Ljubljanie w Słowenii ( r.); 20

21 opiekunem z ramienia Uczelni był prof. Milan Čoh, Ph.D. University of Ljubljana, Faculty of sport Staż dydaktyczno-naukowy w Katedrze Biomechaniki i Katedrze Lekkoatletyki Wydziału Nauk o Sporcie Uniwersytetu Ljubljana w Ljubljanie w Słowenii ( r.); opiekunem z ramienia Uczelni był prof. Milan Čoh, Ph.D. University of Ljubljana, Faculty of Sport 6. Udział w programach badawczych (2014) Ramowa umowa o realizacji wspólnego projektu badawczego, zawarta w dniu pomiędzy: Katedrą Lekkiej Atletyki i Gimnastyki Wydziału Wychowania Fizycznego Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, reprezentowanym przez dr hab. Krzysztofa Maćkałę i dr Jacka Stodółkę a Instytutem Sportu, Wydziału Nauk o Sporcie Uniwersytetu Ljubljana, reprezentowanym przez prof. dr. Milan a Źvan a na przeprowadzenie wspólnych badań naukowych w zakresie tematyki Lateralizacja funkcjonalna jako wyznacznik oceny umiejętności startu i zatrzymania z ponownym startem ze zmiana kierunku w różnych dyscyplinach sportu. Niniejszą umowę zawarto na czas określony od dnia podpisania, tj roku do roku. Zadania przedmiotowe określone w planie badań są realizowane przez zespoły, których koordynatorami są prof. Milan Coh, dr hab. Krzysztof Maćkała i dr Jacek Stodółka. Status projektu badania przeprowadzono, zebrane materiały są opracowywane. Projekt jest kontynuowany. (2014) Wniosek o Grant Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Konkurs Rozwój Sportu Akademickiego 2014, Nr rejestracyjny N RSA , ( ). Tytuł grantu: Trening mięśni wdechowych, jako ważny element w procesie przygotowawczym lekkoatletów i piłkarek nożnych do startu w zawodach sportowych. Realizowany w latach na Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu; Wydział Fizjoterapii (odpowiedzialny za kierowanie jednego z modułów). Status projektu nie zakwalifikował się do finansowania. (2015) Wniosek o Grant Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, Konkurs Rozwój Sportu Akademickiego 2015, Nr rejestracyjny N RSA , ( ). Tytuł grantu: Trening mięśni wdechowych jako ważny element w procesie przygotowawczym lekkoatletów i piłkarek nożnych do startu w zawodach sportowych. Realizowany w latach na Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu; Wydział Fizjoterapii (odpowiedzialny za kierowanie jednego z modułów). Status projektu zakwalifikował się do finansowania. 7. Informacja o wszczęciu postępowania habilitacyjnego Niniejszym informuję, że Rada Wydziału Wychowania Fizycznego Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu w dniu 07 marca 2013 roku podjęła uchwałę o wszczęciu mojego przewodu habilitacyjnego na podstawie monografii habilitacyjnej na temat Stronność kończyn dolnych człowieka podczas wyzwalania siły przez ich mięśnie w dziedzinie nauk o kulturze fizycznej. W dniu 4 lipca 2013 roku Rada Wydziału Wychowania Fizycznego podjęła uchwałę w sprawie zamknięcia przewodu habilitacyjnego na mój wniosek. 21

22 8. Opisanie dotychczasowej działalności naukowej poza tytułem osiągnięcia naukowego W działalności naukowej skupiłem się na badaniu własności motorycznych kończyn ludzkich, opierając się na konstruowaniu własnych, oryginalnych zestawów pomiarowych i ściśle związałem ją z wykonywaną równolegle zawodową pracą trenerską. Doświadczenia własne, wyniesione z uprawiania sportu wyczynowego (byłem reprezentantem kraju juniorów w pchnięciu kulą na poziomie dzisiejszej I klasy sportowej), a także te sukcesywnie nabywane w trakcie aktywności szkoleniowej w sporcie, wykorzystałem w pracy naukowej na uczelni. W wątkach pobocznych badałem sprawność fizyczną człowieka, głównie u osób uprawiających sport, ze szczególnym uwzględnieniem lekkoatletów. Swoje zainteresowania ukierunkowałem na ocenę techniki sportowej, która z powodu uprawianej przeze mnie konkurencji lekkoatletycznej, a później prowadzonej działalności w zakresie szkolenia sportowego miotaczy kulą, zawęziła się do techniki pchnięcia. Pierwsze doświadczenia w gromadzeniu danych naukowych i sondażu dotyczącego wiedzy, od czego uzależniony jest wynik w pchnięciu kulą, rozpocząłem od przeprowadzenia ankiety wśród trenerów szkolenia centralnego miotaczy, z którymi pod koniec lat osiemdziesiątych miałem wręcz codzienny kontakt z racji pełnienia funkcji trenera kadry narodowej juniorów w pchnięciu kulą. Wśród ankietowanych osób znaleźli się tacy trenerzy jak (w kolejności alfabetycznej): Z. Begier, M. Bogusławski, Cz. Cybulski, A. Daszkiewicz, W. Dybalski, J. Migasiewicz, H. Olszewski, B. Patelka i wielu innych. Tym wymienionym osobom zawdzięczam wprowadzenie mnie w środowisko szkoleniowców PZLA. Do dzisiaj przyjacielskie stosunki utrzymuję z M. Bogusławskim, Cz. Cybulskim, W. Dybalskim, J. Migasiewiczem oraz H. Olszewskim i przy okazji spotkań w różnych okolicznościach (konferencje, zawody sportowe) ankietowanie trwa nadal. Formalne wyniki ankiety przedstawiłem podczas Konferencji Metodyczno Szkoleniowej Jednoimiennych Zakładów Lekkoatletyki AWF w Polsce (Kraków, maj 1988). Rozmowy z trenerami szkolenia centralnego skłoniły mnie do sformułowania założenia, że technika sportowa w lekkoatletyce jest jednym z podstawowych elementów decydujących o wyniku sportowym. Stąd zrodziła się potrzeba poszukiwania metody wspomagającej proces treningowy w zakresie oceny skuteczności techniki pchnięcia kulą. W tym okresie pracowałem pod kierunkiem prof. dr. hab. M. Golemy, który jest doświadczonym naukowcem w zakresie metodologii pracy naukowej i techniki pomiarowej własności motorycznych człowieka. Dzięki tym kontaktom mogłem zrealizować swój projekt badawczy, oceniający technikę pchnięcia kulą. Na potrzeby tych badań wykonano autorskie urządzenie do oceny techniki sportowej, wychodząc z założenia, że wszystkie możliwości miotacza kumulują się na dłoni, czyli tam, gdzie następuje ostatni moment kontaktu ciała z kulą. Konstrukcję tego urządzenia oparłem na pomiarze dynamicznych parametrów ruchu, opierając się na założeniu, że siła jest czynnikiem inicjującym jakikolwiek ruch, a kształtowanie możliwości siłowych człowieka w procesie treningowym jest podstawowym elementem, szczególnie w lekkoatletyce, w której przygotowanie motoryczne zawodnika w dużej mierze decyduje o wyniku sportowym. Urządzeniem tym rejestrowano siłę nacisku dłoni zawodnika na kulę. Oryginalność tej metody polegała na tym, że zsynchronizowano zapis siły (w funkcji czasu) z zapisem ruchu dłoni (w funkcji czasu) za pomocą urządzenia opartego na zapisie stroboskopowym. Na ówczesne możliwości techniczne urządzenie to było unikatowe. Badania prowadzono w warunkach zbliżonych do startowych, z cyfrowym zapisem danych pomiarowych. Z tym stanowiskiem badawczym wiązałem duże nadzieje, licząc na przysłowiowe powiązanie praktyki z nauką. I choć wyniki badań nie potwierdzały w pełni założeń badawczych, to jednak nabyte doświadczenia pozwalały na pozytywne prognozy dotyczące kontynuacji prac nad udoskonaleniem urządzenia pomiarowego. Projekt okazał się na tyle interesujący, że powstał osobny temat badań w ramach działalności statutowej Katedry Lekkoatletyki Kinematyczna i dynamiczna ocena techniki pchnięcia kulą. Brak stałego zespołu badawczego uniemożliwił mi jednak modyfikowanie urządzenia do pomiaru sił nacisku dłoni na kulę podczas jej wypychania. 22

23 Poniższe publikacje dotyczą badań z tego okresu. Stodółka J. (1994) Kinematyczna i dynamiczna ocena procesu wypchnięcia kuli. [W:] P. Kowalski (red.) Wybrane problemy badawcze w lekkoatletyce. Studia i Monografie. AWF, Wrocław, 41, Na podstawie mechanicznych parametrów ruchu oceniono działanie ruchowe polegające na wypchnięciu kuli, a dane do tego zebrano przy pomocy urządzenia własnej konstrukcji, które powstało dzięki współpracy z inżynierem mechaniki. Korol K., Stodółka J. (1994) Bezpośrednia metoda pomiaru siły podczas pchnięcia kulą. [W:] P. Kowalski (red.) Wybrane problemy badawcze w lekkoatletyce. Studia i Monografie. AWF, Wrocław, 41, W publikacji opisano szczegółowo założenia ideowe i konstrukcyjne, a także możliwości wykorzystania specjalnego urządzenia, którego działanie oparto na bezpośredniej metodzie pomiaru siły podczas wypchnięcia kuli. Stodółka J., Migasiewicz J. (1994) Próba oceny techniki pchnięcia kulą na podstawie przebiegu krzywej siły w funkcji czasu. [W:] P. Kowalski (red.) Wybrane problemy badawcze w lekkoatletyce. Studia i Monografie. AWF, Wrocław, 41, W artykule znalazła się propozycja oceny techniki pchnięcia kulą przy pomocy dynamicznych parametrów ruchu. W badaniach uczestniczyły zawodniczki o zróżnicowanym poziomie sportowym, uprawiające wielobój lekkoatletyczny i pchnięcie kulą. Stodółka J. (1995) Analiza wybranych elementów techniki pchnięcia kulą. [W:] P. Kowalski (red.) Wybrane problemy badawcze w lekkoatletyce: konferencja naukowa, Wrocław listopada Materiały Konferencyjne. AWF, Wrocław, W pracy opisano wybrane elementy techniki pchnięcia kulą na podstawie mechanicznych parametrów ruchu. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdziłem, że na odległość pchnięcia duży wpływ wywiera sposób, w jaki narasta siła w funkcji czasu, ponieważ otrzymane wykresy różnią się od siebie kształtem. Stwierdziłem, że krzywe otrzymane w jednym pchnięciu (w urządzeniu zamontowano trzy czujniki tensometryczne wpisane w trójkąt równoramienny; schemat w załączniku nr 2a) nie są jednakowe, co wskazywało na występowanie ruchu dłoni podczas trzymania kuli. Różnorodne przebiegi krzywej siły w funkcji czasu (gwałtowne spadki i narastanie wartości siły przy pchnięciach na krótkie odległości, czy proporcjonalne wzrosty w pchnięciach na dłuższe odległości) były podstawą oceny techniki pchnięcia. Okazało się jednak, że na podstawie prędkości wylotu kuli i wielkości siły nie udaje się jednoznacznie określić rezultatu sportowego. Osoby rozwijające duże prędkości i siły w końcowej fazie wypchnięcia kuli nie potrafią często osiągnąć odpowiedniego wyniku sportowego, adekwatnego dla poziomu wymienionych parametrów ruchu. Na ten stan mogą wpływać ruchy manipulacyjne dłoni, które zarejestrowałem skonstruowanym przez siebie urządzeniem, choć obliczenia statystyczne nie potwierdziły tego jednoznacznie. Niewątpliwie największym sukcesem tych badań było określenie poziomu, jak i możliwości eksponowania specjalnych zdolności motorycznych miotacza (siłowych lub szybkościowych) wynikających z bezpośredniego pomiaru siły podczas wypychania kuli. Na podstawie wartości popędu siły z poszczególnych czujników tensometrycznych empirycznie udowodniłem znaczenie wewnętrznej struktury ruchu i słuszność całościowego nauczania techniki sportowej. Ten okres mojej działalności naukowej został umownie zamknięty obroną pracy doktorskiej. Wprawdzie później opisywane urządzenie było wielokrotnie używane w procesie treningowym i wykorzystywane w pracy dydaktycznej ze studentami w ramach zajęć z metodologii badań naukowych i specjalizacji instruktorsko-trenerskich, to jednak z powodów wcześniej wspomnianych nie udało mi się go udoskonalić i dostosować przede wszystkim do potrzeb praktyki sportowej. 23

24 Dodatkowa praca w Dolnośląskim Związku Lekkiej Atletyki we Wrocławiu wspomogła moją pracę naukową na uczelni. W tym czasie podjąłem współpracę z firmą Insofter z Wrocławia, zajmującą się komputerowymi systemami automatyki i reprezentowaną przez inż. M. Rozenta. Nasze kontakty zawiązały się podczas organizacji lekkoatletycznych imprez sportowych i dotyczyły elektronicznego pomiaru czasu. Warto w tym miejscu zaznaczyć, że skonstruowaliśmy pierwszy w Polsce komputerowy zestaw pomiaru czasu z kamerą wideo z własnym oprogramowaniem dostosowanym do wymogów przeprowadzenia zawodów lekkoatletycznych najwyższej (mistrzowskiej) klasy, który otrzymał certyfikat PZLA (1997). Współpraca w początkowym okresie zmierzała do udoskonalenia urządzenia oceniającego techniki pchnięcia kulą. W pracach tych skupiliśmy się na zastąpieniu wcześniej stosowanego do tych pomiarów urządzenia opartego na zapisie stroboskopowym. Wynikiem tej współpracy było napisanie specjalnego programu komputerowego do odczytu trajektorii ruchu z zapisu filmowego. Niestety, ówczesna jakość zapisu filmowego (kasety VHS) uniemożliwiała poprawne funkcjonowanie takiego programu, który jednak posiadał wartość użyteczną ze względu na prostotę obsługi i mógł być pomocny w pracy każdego trenera. W tym czasie (druga połowa lat dziewięćdziesiątych) były to prekursorskie działania. Próby te przyczyniły się również do tego, że kontynuacja tematu badań Kinematyczna i dynamiczna ocena techniki pchnięcia kulą była w dużej mierze ograniczona. Poniższe publikacje potwierdzają wykonane badania. Stodółka J., Maciantowicz J. (2001) Wykorzystanie kinematycznych parametrów ruchu do określenia możliwości człowieka w podejmowaniu cyklicznych zadań ruchowych. [W:] P. Kowalski, J. Migasiewicz (red.) Problemy badawcze w lekkoatletyce. AWF, Wrocław, Wartości kinematyczne ruchu podczas wykonywania cyklicznych zadań ruchowych (badanych poddano próbie wykonania marszu w miejscu z wysokim unoszeniem kolan) odczytano z filmu za pomocą autorskiego programu komputerowego do odczytu trajektorii ruchu z zapisu filmowego. Stodółka J., Stodółka A., Migasiewicz J. (2003) Kinematyczna charakterystyka rzutu, jako czynności ruchowej człowieka. [W:] R. Strzelczyk, K. Karpowicz (red.) Wychowanie fizyczne i sport w badaniach naukowych: IX Konferencja Naukowa, Poznań, 24 maja 2001 r. AWF, Poznań, Kinematyczną charakterystykę rzutu przygotowano przy pomocy specjalnego programu komputerowego firmy Insofter. Badania przeprowadzono na uczniach starszych klas szkoły podstawowej Prace te nie mają wartości punktowej z racji miejsca ich opublikowania, ale dla mnie są istotne w dorobku naukowym, ponieważ przejawia się w nich mój rozwój w technice pomiarowej i w poszukiwaniu narzędzi wspomagających proces szkoleniowy w sporcie. Kolejny okres działalności naukowej jest kontynuacją wcześniejszych przedsięwzięć, ale prowadzenie badań oparłem tym razem na urządzeniu do badania motorycznych własności kończyn ludzkich. Urządzeniem tym było wahadło fizyczne o długości 7 metrów, zawieszone na specjalnych legarach na suficie i zamontowana na ścianie płyta oporowa przesuwana względem wahadła w zakresie 0,55 0,75 m. Przy pomocy wahadła można było wyznaczać moment bezwładności i jego zmianę w okresie ruchu wahadła. Urządzenie to służyło do pomiarów cech fizycznych odbicia przy wyeliminowaniu siły ciężkości. Wahadło było opatentowane przez Polski Urząd Patentowy w 1976 roku pod numerem 65026, a jako konstrukcja mechaniczna było istotnym, ale tylko jednym z elementów zestawu pomiarowego. Drugim ważnym ogniwem była, skonstruowana dzięki moim staraniom, płyta oporowa wyposażona w tensometry rozmieszczone w jej rogach, która służyła do rejestracji parametrów fizycznych odbicia. Założenia funkcjonalne zestawu oparłem na obciążeniach dynamicznych czujników tensometrycznych (płyta oporowa) i rezystancyjnych (wahadło), które powodowały 24

25 zmianę napięcia w obwodzie pomiarowym. Dzięki temu mierzyłem siłę odbicia kończynami dolnymi i kąt wychylenia wahadła, które były zsynchronizowane w funkcji czasu. Przystosowanie urządzenia badającego własności motoryczne kończyn człowieka do komputerowego zapisu danych wymagało wielu nakładów finansowych i poświęcenia kilku lat pracy na eksperymentowanie. Ostatecznie udało się stworzyć zestaw pomiarowy spełniający wymogi elektronicznego zapisu danych. Dokumentację komputerowego urządzenia pomiarowego do badań i analizy parametrów motorycznych kończyn człowieka (INSOFTER) zawarłem w załączniku nr 2a. Badania przeprowadzone z wykorzystaniem tego stanowiska pomiarowego dotyczyły problemów różnicowania bodźców o charakterze siłowym i charakterystyki odbicia kończyn dolnych oraz stronności kończyn górnych i dolnych człowieka. Poniższe publikacje potwierdzają wykonanie badań w tym zakresie. Stodółka J., Jonak T., Maciantowicz J., Kurlej B. (2002) Zróżnicowanie bodźców o charakterze siłowym u oszczepniczki (ang. Stimuli diversity with regard to strength among players who throw javelin). [W:] T. Socha (red.) Problemy dymorfizmu płciowego w sporcie: praca zbiorowa. AWF, Katowice, Dzięki dodatkowej przystawce zestaw pomiarowy do badania własności motorycznych kończyn ludzkich wykorzystano do badania kończyn górnych. Praca rozszerza wiedzę o umiejętnościach różnicowania bodźców o charakterze siłowym. Badania przeprowadzono na zawodniczce wysokiej klasy sportowej (mistrzowska międzynarodowa). Stodółka J., Jonak T., Korzewa L., Maciantowicz J., Misiołek E. (2003) Różnicowanie bodźców o charakterze siłowym u oszczepników. [W:] K. Prusik (red.) Lekkoatletyka w teorii i praktyce. Wydawnictwo Sport, Bydgoszcz, Stodółka J., Migasiewicz J., Korzewa L. (2006) Znaczenie asymetrii kończyn górnych koszykarek w różnicowaniu bodźców o charakterze siłowym. [W:] J. Migasiewicz, K. Zatoń (red.) Sport szkolny w teorii i praktyce: wyniki badań naukowych i ich metodyczne aplikacje. AWF, Wrocław, Prace nawiązywały do tematyki publikacji Stodółka i wsp. (2002), a ich celem była ocena umiejętności różnicowania zadawanych bodźców siłowych kończyną górną wiodącą i ustępującą. Tematyka artykułów nawiązuje do problematyki lateralizacji, rzadko poruszanej w ujęciu mechanicznych parametrów ruchu. Badania przeprowadzono na reprezentatywnych grupach: oszczepników (o zróżnicowanym poziomie sportowym) i koszykarek zespołu ekstraligi. Wyniki przeprowadzonych badań różnicowania bodźców o charakterze siłowym człowieka wykazały, że zastosowana metoda pomiarowa okazała się przydatna do oceny stopnia różnicowania bodźców o charakterze siłowym kończyn górnych u różnych grup osób, ale z punktu naukowego nie były to przełomowe dokonania. Stodółka J., Korzewa L., Kowalski P., Maciantowicz J. (2007) Measuring instrument for examining and analyzing motorial parameters of man s extremities. [W:] A. Kaczor, A. Borzęcki, M. Iskra (red.) Środowiskowe źródła zagrożeń zdrowotnych. Katedra i Zakład Higieny Akademii Medycznej, Lublin, W pracy opisano działanie i możliwości badawcze komputerowego zestawu pomiarowego do badania własności motorycznych kończyn ludzkich z uwzględnieniem ewaluacyjnych zmian konstrukcyjnych i funkcjonalnych. 25

26 Pierwsza praca z badań nad własnościami motorycznymi kończyn dolnych to: Stodółka J. (2003) O własnościach motorycznych kończyn dolnych lekkoatletki uprawiającej rzut młotem (ang. Motorial properties of lower extremities in a female athlete practicing throwing the hammer). [W:] Moloda sportyvna nauka Ukrainy: zbirnyk naukovych prac z galuzi fizycnoi kul tury ta sportu: periodyčne vydannja. L vivs kyj Deržavnyj Instytut Fizyčnoi Kul tury, L viv, Vypusk 7, 3, Przy zastosowaniu komputerowego zestawu pomiarowego do badania własności motorycznych kończyn ludzkich przedstawiono charakterystyki liczbowe mechanicznych parametrów odbicia obunóż lekkoatletki o wysokim poziomie sportowym (klasa mistrzowska międzynarodowa), uprawiającej rzut młotem. Praca ta była unikatowa ze względu na charakterystykę odbicia w warunkach niepodlegających sile grawitacji oraz osobę, u której praca kończyn dolnych odgrywa niezwykle ważną rolę w uprawianej konkurencji lekkoatletycznej. Dodatkowo dysponuję niepublikowanymi zapisami odbicia kończynami dolnymi lekkoatletów (kobiet i mężczyzn) uprawiających skok wzwyż prezentujących wysoki poziom sportowy. Pilotażowe badania przeprowadzono w różnych okresach przygotowania treningowego skoczków, a wstępne porównania wyników świadczą o ich wysokiej wartości diagnostycznej w odniesieniu do przygotowania siłowego kończyn dolnych lekkoatletów uprawiających tę dyscyplinę sportu. Współpraca w tym momencie z opiekunem tej grupy zawodników, trenerem B. Mańką, wykazała, że zestaw pomiarowy doskonale sprawdził się również jako trenażer sportowy. Dozowanie obciążeń treningowych na kończyny dolne, w sytuacji wyeliminowania siły ciężkości, wywoływało zdaniem szkoleniowca i ćwiczącego pozytywne oddziaływanie na tego ostatniego. Możliwości wykorzystania zestawu pomiarowego do badania własności motorycznych kończyn ludzkich dotyczyła następująca publikacja: Andrzejewski W., Kassolik K., Stodółka J., Marcinkowski Ł., Mucha A., Migasiewicz J., Błach W. (2005) Ocena dolegliwości bólowych narządu ruchu występujących u studentów Akademii Wychowania Fizycznego (ang. The assessment of pain occurring in the motor apparatus in students of the University of Physical Education). Medycyna Sportowa, 21, 5, Jej celem było znalezienie osób z dolegliwościami bólowymi narządu ruchu i określenie pochodzenia takich dolegliwości. Grupę osób z bólami kręgosłupa wydzielono na potrzeby zbadania wpływu masażu tensegracyjnego na tego rodzaju dolegliwości. W związku z tym przeprowadzono test odbicia obunóż na wahadle przed i po masażu. Miarą wpływu masażu na dolegliwości bólowe narządu ruchu było porównanie wyzwalanych sił podczas dynamicznej czynności ruchowej, jaką niewątpliwie jest akt odbicia kończynami dolnymi, w dwóch próbach. Założono, że szybsze narastanie siły w funkcji czasu i większa wartość siły maksymalnej podczas odbicia w drugiej próbie będzie decydować o pozytywnym wpływie masażu na tego rodzaju dolegliwości. Wyniki przeprowadzonych badań nie potwierdziły jednoznacznie założeń eksperymentu (materiału nie opublikowano). Uważam, że oryginalny komputerowy zestaw do pomiaru własności motorycznych kończyn ludzkich stanie się profesjonalnym zestawem pomiarowym, jeżeli płytę oporową zawieszoną w pozycji pionowej na ścianie utworzą dwie, niezależnie działające i zsynchronizowane w czasie platformy piezoelektryczne Kistlera. Przydatność praktyczną tego zestawu widzę w diagnostyce medycznej, monitorowaniu procesu treningowego i wykorzystaniu go w charakterze przyrządu do ćwiczeń ruchowych. Różnicowanie bodźców o charakterze siłowym przez człowieka zachęciło mnie do zajęcia się problem asymetrii kończyn dolnych w obrazie dynamicznych parametrów ruchu przy pomocy zestawu pomiarowego do badania własności motorycznych kończyn człowieka. W pracy: Stodółka J., Maćkała K. (2009) Lateralizacja w ujęciu dynamicznego przejawu pracy kończyn dolnych człowieka podczas odbicia (ang. Laterality of dynamic performance during single- 26

27 -leg take off). Rozprawy Naukowe. AWF, Wrocław, 29, , porównałem odbicia jednonóż między kończyną dolną lewą a prawą, poprzez zmianę siły w funkcji czasu. Badania przeprowadzono na zawodniku uprawiającym skok wzwyż z rekordem życiowym 2,36 m. Różnice w zarejestrowanych wartościach wybranych parametrów ruchu podczas aktu odbicia jednonóż ujawniły dysproporcje w obrębie kończyn dolnych, sięgające nawet 20%. Praca była unikatowa z powodów warunków przeprowadzenia eksperymentu (odciążenie), tematyki (lateralizacja w ujęciu dynamicznych parametrów ruchu) oraz materiału badawczego. W dostępnej literaturze niewiele jest doniesień na temat stronności dynamicznej kończyn dolnych. Swoje zainteresowania odniosłem do badań Bobberta i współautorów (2005), którzy skupili się na poszukiwaniu różnic momentów sił podczas skoków (odbić) wykonywanych jednocześnie obiema nogami i osobno każdą z nich. Powstałe różnice momentów sił w literaturze noszą miano deficytu siły. Wyniki ich badań dowodzą, że suma momentów sił wyzwalanych przez każdą kończynę z osobna podczas skoku jest większa od momentu siły wyzwolonej przez obie kończyny równocześnie, co można potwierdzić na podstawie analizy odwrotnej dynamiki (Gardiner 2001). W literaturze dotyczącej układu nerwowego zdarzenie to określa się jako dwustronny deficyt siły. Mechanizmu odpowiedzialnego za ten deficyt dotąd nie poznano, po części dlatego, że zjawisko to nie jest widoczne w warunkach eksperymentalnych (Hakkinen i wsp. 1996, 1997). Wytłumaczenia szuka się w procesach neurologicznego hamowania i pobudzania skurczów obustronnych, które jednak wywołują wiele teoretycznych kontrowersji (Oda i Moritani 1994, Post i wsp. 2007). Innymi słowy, jeśli przykładowo wielkości sił potrzebnych do wyprostu w stawie kolanowym najpierw dla lewej kończyny, a później kończyny prawej zostaną zsumowane i porównane z siłą powstałą podczas prostowania obu kończyn równocześnie, to suma sił z obu kończyn pracujących osobno będzie większa niż siła kończyn pracujących równocześnie (Vandervoot i wsp. 1984, Simão i wsp. 2001, Kraemer i wsp. 2002). Deficyt ten podczas powolnych skurczów sięga 20% (Vandervoot i wsp. 1987, Simão i wsp. 2003), a podczas szybkich nawet 45% (Fleck i Kraemer 1997, Simão i wsp. 2003). Relacje te nie są jednak stałe i na skutek treningu ulegają zmniejszeniu, a w niektórych przypadkach nawet odwróceniu (Patten i Kamen 2000). Zjawisko deficytu siły ustaliło początkowo zasady eksperymentu, którego zadaniem była ocena stronności kończyn dolnych. Badany wykonywał trzy różne odbicia: obunóż, prawą i lewą kończyną. Miarą stronności miały być różnice pomiędzy wyzwoloną siłą prawej i lewej kończyny w stosunku do siły wyzwolonej podczas odbicia obunóż. Jednak odrębnie dokonywane zapisy siły w funkcji czasu i rozbieżności w ich wielkościach zrodziły poważne wątpliwości wobec wiarygodności takich wyników. Badania wykonane na studentach AWF we Wrocławiu i sportowcach reprezentujących różne dyscypliny sportu (akrobatyka sportowa, judo, karate, koszykówka, lekkoatletyka, piłka nożna), potwierdziły zjawisko deficytu siły, ale ich wyniki nie rozwiązywały problemu stronności kończyn dolnych, ponieważ trudno było porównać właściwie trzy różne pomiary, mimo że zadanie ruchowe wykonywane było przez tę samą osobę. W swoich badaniach założyłem, że porównanie obu kończyn będzie właściwe tylko podczas odbicia obunóż (jednocześnie obiema kończynami w tym samym czasie). Przy wykorzystaniu platformy tensometrycznej zawieszonej pionowo na ścianie zarejestrowałem wyzwalane siły podczas odbicia obunóż. Przypomnę, że konstrukcja platformy opierała się na działaniu czterech par tensometrów rozmieszczonych w jej rogach. Para tensometrów (górny i dolny róg platformy) z lewej strony płyty oporowej odzwierciedlała odbicie lewej kończyny dolnej, zaś para tensometrów po drugiej stronie platformy prawej kończyny dolnej. Okazało się, że łączenie dwóch sygnałów nie dało spodziewanych efektów. Mimo tego były to konstruktywne badania, ponieważ doprowadziły do zmodyfikowania eksperymentu, a wyniki jego przeprowadzenia stały się podstawą do napisania monografii na temat stronności kończyn dolnych na podstawie sił 27

28 reakcji na nacisk stopami na podłoże pod tytułem Stronność kończyn dolnych człowieka podczas eksponowania siły mięśni przez kończyny dolne (2012). W monografii opisałem problem stronności kończyn dolnych człowieka na podstawie sił reakcji na nacisk stopami na podłoże. Porównanie obu kończyn, oparte na rejestracji tych sił, może nastąpić w sytuacji, kiedy obie kończyny wykonują jednocześnie to samo zadanie ruchowe w tym samym czasie. Ten właśnie stan zbadałem przy pomocy dwóch niezależnie działających platform mierniczych, które rejestrowały siły reakcji na nacisk na podłoże każdej stopy osobno. Będąc na stażu naukowym na Politechnice Opolskiej w Opolu, dzięki mojemu opiekunowi naukowemu w osobie dr hab. inż. M. Kuczyńskiego, prof. Politechniki Opolskiej, przeprowadziłem badania, które wykorzystałem w monografii. Do badań wykorzystano dwie niezależnie działające platformy Kistlera. Sprzęt ten dodatkowo zagwarantował rzetelność badań, ponieważ platformy są atestowanym produktem przemysłowym renomowanej firmy, specjalizującej się w konstrukcjach pomiarowych. Niestety, podobną zaletą nie charakteryzowała się płyta oporowa wchodząca w skład zestawu pomiarowego do badania własności motorycznych kończyn człowieka, która była wykonana w ramach prac zleconych w obrębie uczelni i wymagała skomplikowanych procedur kalibracji przed każdymi badaniami, wynikających między innymi z zawieszenia jej w pozycji pionowej na ścianie. Atutem zaś wahadła, wchodzącego w skład zestawu, było wyeliminowanie działania siły ciężkości. Oznaczało to, że czas trwania ruchu determinowany był wielkością jego odchylenia. Czas najazdu zdecydowanie przekraczał czas reakcji prostej, co z punktu widzenia sterowania ruchem przez człowieka i przeprowadzonych badań miało istotne znaczenie. Takiego komfortu czasowego nie było podczas wykorzystania dwóch platform ustawionych na podłożu. Czas odbicia w związku z działaniem siły bezwładności zawsze będzie na poziomie reakcji prostej. Te utrudnienia pokonano poprzez dobranie takich zadań ruchowych, które pozwoliły opisać stronność kończyn dolnych między innymi w wymiarze teorii sterowania ruchem przez człowieka. Problemem badawczym w niniejszej pracy było wykazanie stronności lub symetrii w realizacji zadania ruchowego przez obie kończyny dolne. Przez stronność należy rozumieć występowanie różnic podczas wykonywania ruchu przez jedną i drugą kończynę, zaś przez symetrię identyczne wykonanie ruchu przez obie kończyny. Wykonywanie zadań ruchowych obiema kończynami wymusza od osoby badanej jednoczesne sterowanie tym ruchem. Założono, że parametry ruchu będą takie same dla jednej i drugiej kończyny, jednak takiej pewności nie ma. Z tego właśnie powodu podjęto badania własne, które miały wyjaśnić kwestie wykonywania zadań ruchowych przez kończynę dolną prawą i lewą. Za cel pracy przyjęto więc wykazanie podobieństwa i różnic w wielkości sił reakcji na nacisk na podłoże między stopą lewą i prawą w funkcji czasu podczas wykonywania zadania ruchowego. Spełnieniem celu miały być odpowiedzi na pytania: Jak kształtuje się stronność w ruchach trwających krócej niż 0,3 s oraz w ruchach trwających dłużej niż 0,5 s? Czy czynności ruchowe o charakterze pracy mięśni pokonującym i ustępującym są czynnikami ujawniającymi stronność ruchów kończyn dolnych? Jak kształtuje się stronność w wykonywaniu zadań ruchowych w obrazie kierunku działającej siły? Jak kształtują się skupienia, czyli współwystępowanie współczynników stronności w obrazie wykonywanych zadań ruchowych? Jak kształtują się skupienia osobników na podstawie wartości współczynników stronności? Do badań wybrano cztery zadania ruchowe (wyskok, zeskok, przysiad i powstanie). Osoba badana wykonywała je w pozycji pionowej. W trakcie wykonywania tych zadań badany musiał zabezpieczyć pionowe ustawienie ciała oraz przewidzieć i zaprogramować wielkość i kierunek działania siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże. Odpowiednie sterowanie wielkościami tych sił musiało być rozłożone i zsynchronizowane 28

29 w czasie dla jednej i drugiej stopy, a zgodność parametrów siły w czasie dla jednej i drugiej kończyny dolnej stała się motywem podjęcia tego problemu. Podczas badań rejestrowano zmiany wielkości sił reakcji na nacisk stopami na podłoże z dwóch niezależnie działających platform Kistlera, osobno dla lewej i prawej stopy. Podobieństwo przebiegu siły w funkcji czasu określono na podstawie obliczonego współczynnika korelacji prostej zachodzącej pomiędzy wartościami współrzędnych (kolejne odczyty wartości siły z zapisu siły w funkcji czasu dla stopy lewej i prawej). Wartość współczynnika korelacji była podstawą do przyjęcia stronności lub symetrii w wykonaniu zadania ruchowego przez kończynę dolną lewą i prawą. W badaniach wzięło udział 57 osób i tyle uzyskano kompletnych wyników. Wszyscy byli studentami studiów magisterskich Wydziału Wychowania Fizycznego Politechniki Opolskiej w Opolu. Pierwszym etapem opracowywania wyników badań było wyznaczenie sekwencji czasu trwania zmian siły w funkcji czasu przeznaczonej do analizy. Drugim etapem było obliczenie wartości współczynnika korelacji, określającej związek pomiędzy wartościami współrzędnych wartości siły odczytanej w kolejnej próbce-odczycie stopy lewej i prawej. Trzeci etap to opracowanie statystyczne, natomiast czwarty porównanie wartości współczynników stronności kończyn dolnych i znalezienie między nimi podobieństw na podstawie ich wartości. Wyniki badań przedstawiono w rozdziale 4., który składa się z trzech głównych podrozdziałów. W pierwszym z nich wykazano różnice w wartości współczynników stronności w eksponowaniu siły w wykonywaniu różnych zadań ruchowych. Ujemne wartości współczynnika korelacji oznaczają występowanie stronności, czyli różnicy w wykreślonej sile w funkcji czasu, jako siły reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże. Dodatnia wartość współczynnika korelacji oznacza brak stronności, a więc występuje symetria, czyli zgodność w przebiegu siły w funkcji czasu odpowiadającej naciskowi na podłoże przez stopę lewą i prawą. Podrozdział drugi dotyczy pogrupowania zadań ruchowych w trzech kierunkach działania sił w skupienia na podstawie ich podobieństwa, określonego najbliższym sąsiedztwem wartości współczynnika stronności. W podrozdziale trzecim sprawdzono u osób badanych współwystępowanie cech, przejawiających się w wykonywaniu czterech zadań ruchowych w trzech kierunkach działania sił reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże. Na podstawie analizy wyników zestawionych na wykresach rozkładów prawdopodobieństwa, które dotyczą wartości współczynników stronności (wartości współczynnika korelacji) określających stopień zgodności przebiegu siły w funkcji czasu dla stopy lewej i prawej, stwierdzono, że w czasie wykonywania zadań ruchowych przez obie kończyny wystąpiła zgodność przebiegów sił reakcji na nacisk stopą lewą i prawą na podłoże, ale w bardzo różnym stopniu. Można zatem powiedzieć, że wyniki są bardzo zróżnicowane i wskazują zarówno na stronność, jak i na symetrię wykonywania zadań ruchowych. Po pogrupowaniu współczynników stronności można wydzielić skupienia o zdecydowanej stronności, pełnym braku stronności i obojętne. Wykonana analiza skupień współczynników stronności wykazała, że wyodrębniają się grupy osób o podobnych wartościach tych współczynników: o wysokiej stronności, o wysokiej symetrii i o przeciętnej zgodności. Pozostałe wątki podejmowane w działalności naukowej pozostają zasadniczo w nurcie moich zainteresowań i dotyczą również własności motorycznych kończyn dolnych w świetle dynamicznych parametrów ruchu. Wiedziony wiedzą i doświadczeniem z zakresu techniki pomiarowej motorycznych własności człowieka, współpracowałem w zespole (m.in. J. Alończyk, K. Maćkała, R. Michalski) prowadzącym badania na lekkoatletach sprinterach, które dotyczyły startu niskiego. Do tego celu sporządzono specjalne oprzyrządowanie i oprogramowanie bloku startowego do pomiaru sił reakcji podłoża (w tym przypadku 29

30 podpórek bloku startowego). Techniczną stroną zestawu pomiarowego zajmowała się wspomniana wcześniej firma Insofter. Poniższe publikacje dokumentują działalność w tym zakresie. Alończyk J., Korzewa L., Michalski R., Misiołek E., Stodółka J. (2007) Zróżnicowanie wielkości parametrów charakteryzujących efektywność wykonania startu niskiego u osób o różnym poziomie sprawności (ang. Differentiation of the magnitudes of parameters charakterizing the effectiveness of low starts in people with different levels of efficiency). Rozprawy Naukowe. AWF, Wrocław, 1, 25, W oparciu o rozbudowę własnego stanowiska badawczego autorów pracy, przeprowadzono badania rozszerzające wiedzę na temat efektywności wykonania startu niskiego u osób o różnym poziomie sprawności. Michalski R., Alończyk J., Korzewa L., Misiołek E., Stodółka J. (2007) Stanowisko do badań startu niskiego rozkład sił na podpórkach bloku startowego, czas reakcji, przyspieszenie startowe (ang. A place for examining low starts the distribution of forces on the starting block supports, response time and starting acceleration). Rozprawy Naukowe. AWF, Wrocław, 1, 25, W pracy przedstawiono zmodernizowane autorskie stanowisko do oceny rozkładu sił reakcji występujących na podpórkach bloku startowego i statystyki opisowe badań przeprowadzonych na lekkoatletach-sprinterach w oparciu o to stanowisko. Wnioski wypływające z tej pracy kierowano do trenerów lekkoatletyki, sędziów, konstruktorów i producentów sprzętu lekkoatletycznego. Maćkała K., Michalski R., Alończyk J., Stodółka J. (2009) Wpływ czasu reakcji na wynik końcowy w biegu na dystansie 100 m (ang. The influence of reaction time on the final results in 100 m run). Rozprawy Naukowe. AWF, Wrocław, 29, Badania i analiza zebranego materiału dowiodły, że wielkości siły odbicia z podpórek bloku startowego (zwłaszcza nogą zakroczną) istotnie wpływały na czas pokonania pierwszych 20 metrów, który w znacznym stopniu zależał od czasu reakcji. W grupach porównawczych zawodnicy-studenci czas reakcji był na zbliżonym poziomie, co może świadczyć o niewielkim wpływie treningu na wielkość tego parametru. Wielkość siły odbicia z podpórek bloku startowego w dużym stopniu determinowała średnią prędkość i przyspieszenie startowe. Kolejną pracą pod tytułem: Stodółka J., Maćkała K., Szyrwiel A. Wykorzystanie wybranych parametrów mechanicznych ruchu w treningu specjalnym siatkarzy i oszczepników. [W:] R. Strzelczyk i K. Karpowicz (red.) Trening sportowy: diagnoza programowanie kontrola. Poznań, Akademia Wychowania Fizycznego im. E. Piaseckiego, 2015, , potwierdzam swoje silne związki z praktyką trenerską, starając się publikować prace adresowane do trenerów i przeznaczone na ich użytek. W doniesieniu tym proponuję cenny trenażer przydatny przede wszystkim w treningu oszczepników, ale do wykorzystania również w szkoleniu siatkarzy lub piłkarzy ręcznych. W pracy tej przedstawiono wartości podstawowych parametrów mechanicznych ruchu oszczepu treningowego zmierzonych w momencie jego wyrzutu. Rzut wykonywali oszczepnicy i siatkarze jednorącz z pozycji stojącej. Ruch kończyny górnej badanych podczas pomiaru zbliżony był do ruchu ręki w warunkach startowych i był wymuszany przez oryginalny, przystosowany do pomiaru trenażer oszczep na linie. Zaprezentowane wyniki badań są propozycją pomocy trenerom w wyznaczaniu obciążeń treningowych i kontroli specjalnego przygotowania sprawnościowego wymienionych sportowców w rocznym cyklu szkoleniowym. Dodatkowo wysoką wartość pracy upatruję w zaprezentowaniu trenażera oszczep na linie urządzenia pomiarowego wspomagającego proces treningowy oszczepnika. Stosowanie tego zestawu spełnia trzy ważne warunki: można go zainstalować w każdej hali sportowej (czas 30

31 montażu przed treningiem wynosi około 2 minut), jest bardzo prosty w konstrukcji i umożliwia wykonanie znacznej ilości powtórzeń rzutów na treningu. Zestaw ma dodatkowo regulację ciężaru oszczepu i kąta wyrzutu. Przy wykonywaniu rzutów uwzględnia wzrost ćwiczącego. Oszczep można zastąpić innym przyborem, np. piłką do gry w piłkę ręczną. Ze względu na podobieństwo ruchowe kończyny górnej w wykonywaniu wyrzutu oszczepu i zagrywki stacjonarnej, tenisowej, proponowany trenażer powinien być atrakcyjnym uzupełnieniem środków technicznych wykorzystywanych w treningu siatkarzy. Trenażer nadaje się do masowej produkcji (załącznik nr 2a). W zespole z dr. J. Maciantowiczem prowadziłem badania, w których określaliśmy straty energii mechanicznej podczas wykonywania cyklicznych zadań ruchowych (marsz, zeskoki i wyskoki obunóż) przez człowieka. Prace te zakończyły się opublikowaniem znamiennych publikacji: Stodółka J., Maciantowicz J. (2001) Próba określenia możliwości człowieka w wykonywaniu cyklicznych zadań ruchowych w ustalonym zakresie wartości dynamicznych parametrów ruchu. [W:] P. Kowalski, J. Migasiewicz (red.) Problemy badawcze w lekkoatletyce. AWF, Wrocław, Maciantowicz J., Korzewa L., Misiołek E., Stodółka J. (2003) Kinematyczne zmiany energii mechanicznej na przykładzie wybranych prób dynamicznych. [W:] K. Prusik (red.) Lekkoatletyka w teorii i praktyce. Wydawnictwo Sport, Bydgoszcz, Maciantowicz J., Korzewa L., Misiołek E., Stodółka J. (2003) Straty energii mechanicznej a zachowanie rytmu ruchu w konkurencjach interdyscyplinarnych. [W:] K. Prusik (red.) Lekkoatletyka w teorii i praktyce. Wydawnictwo Sport, Bydgoszcz, Wnioski wypływające z przeprowadzonych badań dotyczyły stwierdzenia, że możliwości człowieka w zakresie wykonywania zadań ruchowych, wymagających utrzymania na ustalonym poziomie wartości fizycznych ruchu, były uzależnione od proporcji między poszczególnymi segmentami ciała, a w przypadku sportowców również od uprawianej dyscypliny (konkurencji) sportowej, zwłaszcza w sytuacji, kiedy rytm ściśle wiązał się z ruchem wykonywanym w uprawianej przez badanego dyscyplinie sportu. Badania tego rodzaju prowadzone cyklicznie uważam za przydatne do oceny dyspozycji psychofizycznych sportowca. Ostatnimi laty ( ), z racji pracy w Zakładzie Lekkoatletyki i kontaktów ze środowiskiem sportowym, współpracując w zespole pracowników, badaliśmy zawodników zrzeszonych w KS AZS AWF we Wrocławiu, w którym jestem obecnie prezesem. Z bieżącej pracy zawodowej zrodziły się kolejne trzy, reprezentatywne dla mojej działalności i unikatowe prace (wszystkie z 2015 roku): Maćkala K., Michalski R., Stodółka J., Rausavljević N., Coh M. The Relationship between Selected Motor Ability Determinants and Anthropometric Characteristics in Adolescent Athletes from Various Sport. Collegium Antropologicum, 2015; 1, 39, , Maćkała K., Jóźwiak Ł., Stodółka J. Effects of Explosive Type Strength Training on Selected Physical and Technical Performance Characteristics in Middle Distance Running a Case Report. Polish Journal of Sport and Tourism, 2015; 21(4), , Maćkała K., Stodółka J. Związki między budową somatyczną a czynnikami kinematycznymi poszczególnych faz biegu na 100 m mężczyzn. (Relationship between somatic characteristics and kinematics of different phase of 100 m men sprint performance). [W:] R. Strzelczyk i K. Karpowicz (red.) Trening sportowy: diagnoza programowanie kontrola, Poznań, Akademia Wychowania Fizycznego im. E. Piaseckiego, 2015, Głównym celem pierwszej z nich było zbadanie zależności pomiędzy prędkością biegu, mocą kończyn dolnych i predyspozycji koordynacyjnych. Badania predyspozycji koordynacyjnych objęły czas reakcji prostej i złożonej, którego dokonano za pomocą komputerowego testu zdolności koordynacyjnych PNTR. Do zbadania poziomu sprawności fizycznej badanych osób wykorzystano: bieg ze startu wysokiego z miejsca na odcinku 20 m, bieg ze startu lotnego na 31

32 odcinku 20 m, skok w dal z miejsca z odbicia obunóż, trójskok z miejsca z odbicia obunóż i trójskok z miejsca, z naprzemiennego odbicia jednonóż. Dodatkowo dokonano charakterystyki budowy ciała: zmierzono wysokość i masę ciała oraz długość kończyn dolnych i wysokość w pozycji siedzącej. W opracowaniu wyników zastosowano metody statystyczne do obliczenia podstawowych wielkości statystycznych oraz korelację prostą Pearsona, jednoczynnikową analizę wariancji i niezależnego testu t Studenta oraz analizę skupień. Przebadano trzydziestu dziewięciu dorastających sportowców (o średniej wieku 16,5 lat) z różnych dyscyplin sportowych (13 lekkoatletów sprinterów oraz skoczków, 13 piłkarzy nożnych i 13 judoków). Silna korelacja wystąpiła pomiędzy średnimi złożonych zdolności koordynacyjnych i szybkości, tj. biegiem na 20 m ze startu z miejsca i biegiem na 20 m ze startu lotnego (odpowiednio r = 0,62 i r = 0,65). W pozostałych przypadkach nie znaleziono tak silnych związków. Wydaje się, że zastosowane testy są przydatne do oceny sprawności fizycznej lekkoatletów, judoków i piłkarzy nożnych. Można mieć wątpliwości, czy są one normatywne dla grupy młodych osób. Dopiero zastosowana metoda analizy skupień do porównania tak wielu parametrów pozwoliła wykazać podobieństwa i różnice między badanymi grupami i samymi parametrami oceny sprawności fizycznej badanych. Takie podejście wydaje się być wiarygodnym narzędziem. Można stwierdzić, że szkolenie w poszczególnych dyscyplinach sportowych, takich jak judo, lekkoatletyka (biegi krótkie i skoki) oraz piłka nożna przynosi podobne rezultaty. W sportach tych ważną rolę w przygotowaniu motorycznym odgrywają w równej mierze koordynacja ruchowa, szybkość i moc kończyn dolnych. W piłce nożnej, jako dyscyplinie zespołowej, ważną rolę odgrywają również inne czynniki decydujące o wyniku sportowym. Niemniej na poziomie młodzieżowym ocena wyszkolenia piłkarza nożnego opiera się na podobnych jak u lekkoatletów i judoków kryteriach. Zrozumiałym wydaje się, że budowa ciała piłkarzy wykazuje mniejsze zróżnicowanie w stosunku do własności motorycznych w porównaniu do grup judoków i lekkoatletów. Pracę przytoczoną jako drugą w kolejności poświęcono wpływowi treningu siły eksplozywnej na wybrane fizyczne i techniczne aspekty biegów średnich i oparto na studium jednego przypadku. Opierając się na przesłaniu, że trening kształtowania siły mięśniowej i mocy kończyn dolnych jest szczególnie ważny w przygotowaniu fizycznym lekkoatletów, przyjęto, że celem takiego treningu jest poprawa wyniku sportowego oraz zwiększenie efektywności pracy mięśniowej poprzez poprawę koordynacji nerwowo-mięśniowej. Celem przeprowadzonego eksperymentu było natomiast zbadanie, jak aplikacja sześciu tygodni treningu kształtowania siły eksplozywnej, połączonego z treningiem zawierającym ćwiczenia plyometryczne, wpłynie na zwiększenie mocy kończyn dolnych i poprawę szybkości biegowej zawodnika specjalizującego się w biegach średnich. Drugim celem eksperymentu było zbadanie potencjalnych związków między prędkością maksymalną biegu a mocą kończyn dolnych w aspekcie usprawnienia bieżącej techniki biegu zawodnika. Wyniki badań wykazały, że program sześciu tygodni treningu kształtowania siły eksplozywnej, połączonego z treningiem zawierającym ćwiczenia plyometryczne, wpłynął na poprawę sprawności fizycznej średniodystansowca, zwłaszcza tej związanej z prędkością biegową. Potwierdziło to założenie, że siła dynamiczna oraz program treningu z wykorzystaniem ćwiczeń plyometrycznych mogą wpłynąć na polepszenie przewodzenia nerwowo-mięśniowego, powodującego podniesienie maksymalnej prędkości biegowej. W konsekwencji zawodnik lepiej potrafi wykorzystać energię sprężystą zmagazynowaną w mięśniach. Można również przyjąć, że nastąpiła poprawa techniki biegu, związana ze skróceniem czasu wykonania pojedynczego kroku biegowego. Z praktycznego punktu widzenia badanie to stanowi wsparcie dla aplikacji sześciotygodniowego cyklu (dwa razy w tygodniu) takiego treningu kształtowania siły mięśniowej, którego celem jest zwiększenie mocy kończyn dolnych. Wniosków płynących z tego eksperymentu nie należy uogólniać, ponieważ raport ten jest studium jednego 32

33 przypadku. Niemniej uważam, że jest to ważne doniesienie, bo opiera się na zawodniku wysokiej klasy sportowej. W ostatniej z wymienionych prac przyjęto za cel określenie siły związków między charakterystyką a zmianami głównych parametrów kinematycznych poszczególnych faz biegu na 100 m mężczyzn. Wciąż do końca nie wiadomo, w jaki sposób masa i wysokość ciała czy długość kończyn dolnych wpływają na długość i częstotliwość kroku, osiąganych w różnych fazach biegu sprinterskiego. Przypuszcza się, że elementem decydującym o skuteczności wykonania poszczególnych faz biegu jest długość kończyny dolnej. Badaniami objęto 14 sprinterów (5 seniorów na poziomie I klasy sportowej i 9 juniorów na poziomie II klasy sportowej). Do rejestracji biegu-testu na 100 m użyto 10 kamer cyfrowych JVC GR-DVL 9800 o częstotliwości przesuwu taśmy 25 klatek (50 półobrazów) na sekundę, rozmieszczonych na specjalnych statywach co 10 m. Do odczytania danych kinematycznych użyty został filmowy analizator ruchu typu SIMI Motion Gait 3D system do analizy kroku na podstawie DV technologii. Wykonano również pomiary wybranych cech antropometrycznych sprinterów. Badania antropometryczne wykonano metodą Martina-Salera. Związki istotne statystycznie wystąpiły między średnimi masy ciała a czasem trwania poszczególnych faz biegu. Podobne związki wykazano pomiędzy średnimi masy ciała a rozwijaną prędkością oraz liczbą wykonywanych kroków, również z podziałem na odbicie z lewej i prawej stopy. W fazie drugiej i trzeciej biegu uzyskany czas uzależniony był od długości kroku. Częstotliwość kroku wpływała na wynik tylko w fazie początkowego przyspieszenia startowego (do 30. m) i w fazie obniżenia maksymalnej prędkości biegu (80. a 100. m). Najsilniejsze związki wykazano między czasem a rozwijaną prędkością w pierwszych dwóch fazach, co jest zrozumiałe. Podobna zależność wystąpiła w całym biegu. O wysokiej sile związku fazy drugiej i trzeciej decydowała średnia długość kroku. Bez względu na poziom zaawansowania sportowego, skuteczność poprawy wyników w biegu sprinterskim na 100 m uzależniona jest od skuteczności wykonania poszczególnych jego faz. Z kolei poszczególne fazy biegu wymagają optymalnych relacji między długością i częstotliwością kroków, a te z kolei uzależnione są przede wszystkim od czynników somatycznych zawodnika. Dlatego zmiany w zakresie osiąganych czasów, długości i częstotliwości kroków oraz w ten sposób rozwijanej prędkości w poszczególnych fazach wykazują związki istotne statystycznie ze średnimi innego parametru. Brałem czynny udział w wielu konferencjach naukowych o zasięgu międzynarodowym i krajowym, naukowo-metodycznych, kursach doszkoleniowych i forach oświatowych z wystąpieniami związanymi z moją działalnością naukową i dydaktyczną: Konferencja Metodyczno Szkoleniowa Jednoimiennych Zakładów Lekkoatletyki AWF w Polsce, Kraków, maj 1988 Konferencja Naukowa IX Szkoła Biomechaniki, Warszawa 1990 Konferencja naukowa Sport pływacki i lekkoatletyczny w szkole, Wrocław Srebrna Góra kwietnia 1996 Konferencja naukowa Sport pływacki i lekkoatletyczny w szkole, Wrocław Srebrna Góra, kwietnia 1997 Of the participation in the 10 th jubille conference Swimming and track and field sports at school, Wrocław Srebrna Góra, IX Konferencja Naukowa Wychowanie fizyczne i sport w badaniach naukowych, Poznań, 24 maja 2001 VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Problemy dymorfizmu płciowego w sporcie, Katowice VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Młoda nauka o sporcie Ukrainy, Lwów,

34 Międzynarodowa Konferencja Lekkoatletyka w teorii i praktyce, Gdańsk, Konferencja Doszkoleniowa Trenerów Lekkoatletyki AZS, Wilkasy, Konferencja z udziałem gości zagranicznych Sport szkolny w teorii i praktyce, Wrocław Srebrna Góra XII Konferencja Naukowa wychowanie fizyczne i sport w badaniach naukowych, Poznań, 27 maja 2004 Konferencja Doszkoleniowa Trenerów Lekkoatletyki AZS, Wilkasy, Konferencja Doszkoleniowa Trenerów Lekkoatletyki AZS, Poznań, Kurs doskonalenia zawodowego trenerów na klasę mistrzowską (Warszawa, ) VI Konferencja Naukowa Problemy badawcze w lekkoatletyce, Wrocław, II Międzynarodowe Sympozjum Naukowe: Środowiskowe źródła zagrożeń zdrowotnych, Kazimierz VIII Ogólnopolska Konferencja Problemy Badawcze w lekkoatletyce, gimnastyce i tańcu, Wrocław II Dolnośląskie Forum Oświatowe dla nauczycieli wychowania fizycznego, instruktorów i trenerów, Wrocław, ( Różne formy lekkiej atletyki na zajęciach wychowania fizycznego w szkole podstawowej i ponadpodstawowej ) IX Ogólnopolska Konferencja Problemy Badawcze w lekkoatletyce, gimnastyce i tańcu, Wrocław, Konferencja metodyczna z zakresu sportu dzieci i młodzieży, Jelenia Góra, ( Podstawy i analiza techniki sportowej w lekkoatletyce ) Fundacja Instytut Rozwoju Regionalnego Zwiększanie dostępności uczelni wyższych dla osób niepełnosprawnych, Wrocław, XX Konferencja Naukowa: Wychowanie Fizyczne i Sport w Badaniach Naukowych Trening Sportowy, Diagnoza Projekt Kontrola, Poznań, Konferencja Szkoleniowo-Metodyczna Dolnośląskiego Związku Lekkiej Atletyki we Wrocławiu, kurs doskonalenia zawodowego trenerów i instruktorów lekkiej atletyki oraz nauczycieli wychowania fizycznego, Przesieka, VII Konferencja Naukowa Aktywność ruchowa osób niepełnosprawnych, Wrocław, Panel Dyskusyjny w ramach projektu Nowa jakość praktyk pedagogicznych II, realizowanego przez AWF we Wrocławiu i Gminę Wrocław w latach , Wrocław, Konferencja Szkoleniowo-Metodyczna Dolnośląskiego Związku Lekkiej Atletyki we Wrocławiu, kurs doskonalenia zawodowego trenerów i instruktorów lekkiej atletyki oraz nauczycieli wychowania fizycznego, Szklarska Poręba, VIII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Aktywność ruchowa osób niepełnosprawnych, Wrocław, Konferencja Szkoleniowo-Metodyczna Dolnośląskiego Związku Lekkiej Atletyki we Wrocławiu, kurs doskonalenia zawodowego trenerów i instruktorów lekkiej atletyki oraz nauczycieli wychowania fizycznego, Szklarska Poręba,

35 Podsumowując moją dotychczasową działalność naukową poza tytułem osiągnięcia naukowego można stwierdzić, że opierała się ona w dużej mierze na tworzeniu oryginalnych zestawów pomiarowych. Wynikało to z prowadzonej przeze mnie dodatkowo pracy szkoleniowej w sporcie. Usiłowałem wyniki przeprowadzonych badań wykorzystać w praktyce trenerskiej. Obszar badań dotyczył problemów związanych z procesem szkolenia sportowego lekkoatletów i innych sportowców, oceną sprawności fizycznej, wykorzystania mechanicznych parametrów ruchu do oceny ruchu i techniki sportowej oraz przygotowania sprawnościowego, a także różnicowania bodźców o charakterze siłowym, deficytu siły i stronności dynamicznej kończyn dolnych oraz mechanizmów sterowania ruchem człowieka. Problemy te umiejscawiam w dziedzinie nauk o kulturze fizycznej, a szczegółowo w teorii sportu, teorii treningu sportowego, metodyce wychowania fizycznego i treningu sportowego, antropomotoryce i metrologii. 35