FULL TEXT - Medycyna Sportowa

114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 1
ARTYKUŁ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE
Zaangażowanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piśmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
Rafał Szafraniec1(A,C,D,F), Andrzej Samołyk2(B,F),
Włodzimierz Wiązek3(B,F), Edyta Szczuka1(E,F)
1
2
3
1
2
3
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
Medycyna Sportowa
© MEDSPORTPRESS, 2012; 4(4); Vol. 28, 257-265
DOI: 10.5604/1232406X.1030819
Katedra Sportu Osób Niepełnosprawnych, Akademia Wychowania Fizycznego, Wrocław
Zakład Odnowy Biologicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa, Racibórz
Zakład Wychowania Fizycznego i Sportu, Wyższa Szkoła Oficerska Wojsk Lądowych
im. Tadeusza Kościuszki, Wrocław
Chair of Disability Sport, University School of Physical Education, Wrocław
Department of Biological Regeneration , State Higher Vocational School, Racibórz
Department of Physical Education and Sport, General Tadeusz Kościuszko Military Academy
of Land Forces, Wrocław
POPRAWNOŚĆ I CZAS REAKCJI PO WYSIŁKU
INTERWAŁOWYM O MAKSYMALNEJ
INTENSYWNOŚCI
ACCURACY AND TIME OF REACTION AFTER INTERMITTENT
EXERCISE OF MAXIMAL INTENSITY
Słowa kluczowe: poprawność reakcji, czas reakcji, wysiłek interwałowy,
maksymalna intensywność
Key words: reaction accuracy, reaction time, intermittent exercise, maximal intensity
Streszczenie
Wstęp. Celem pracy było wykazanie czy wysiłek interwałowy o maksymalnej intensywności wpływa na poprawność i czas reakcji oraz jak długo po wysiłku utrzymują się ewentualne zmiany w sposobie reagowania na bodźce wzrokowo-akustyczne.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na 60-ciu mężczyznach, studentach Wyższej Szkoły Oficerskiej w wieku 20-24 lata. Wysiłek interwałowy polegał na trzykrotnym wykonaniu 30-sekundowego testu Wingate na ergometrze rowerowym. Przerwa między powtórzeniami wynosiła 3 minuty. Poprawność i szybkość reakcji mierzona była czterokrotnie: przed wysiłkiem, bezpośrednio po wysiłku, 5 min. po wysiłku i 10 min. po wysiłku. Do pomiaru reakcji wykorzystano urządzenie APR firmy
UNIPAR (Polska). Analizie poddano parametry: Zl (liczba błędnych reakcji), Śr (średni czas reakcji),
Ro (rozpiętość czasu reakcji), Sd (odchylenie standardowe czasu reakcji).
Wyniki. Zl przed wysiłkiem wynosił 11, po wysiłku: bezpośrednio – 30, 5. min – 13, 10. min – 15.
Śr w spoczynku 285,7 ms, a po wysiłku odpowiednio: 295,9 ms; 271,5 ms (p=0,02); 266,8 ms
(p=0,002). Ro przed wysiłkiem 168,3 ms; po wysiłku: 246,1 ms (p=0,00008); 223,8 ms (p=0,004);
212,5 ms (p=0,02). Sd przed wysiłkiem 56,2 ms; po wysiłku: 83 ms (p=0,00004); 73,6 ms (p=0,007);
70,3 ms (p=0,03).
Wnioski. Bezpośrednio po wysiłku interwałowym o maksymalnej intensywności istotnie wzrosła liczba błędnych reakcji. Średni czas reakcji pozostał na zbliżonym poziomie, a w dalszej części restytucji
spadł poniżej wartości spoczynkowej. Wykonany wysiłek zdecydowanie pogorszył powtarzalność reakcji i sytuacja ta utrzymywała się co najmniej przez 10 minut od momentu zakończenia wysiłku.
Summary
Word count:
Tables:
Figures:
References:
6022
3
4
17
Background. The aim of this study was to demonstrate if the intermittent exercise of maximal
intensity affects the accuracy and reaction time, and how long after exercise persist any changes in
response to visual and acoustic stimuli.
Material and methods. Sixty male students aged 20-24 from Military Academy in Wroclaw
participated in the study. Subjects performed the Wingate test lasting thirty seconds which was
repeated three times on a cycle ergometer. Reaction time was measured on four occasions: before
an exercise, directly after an exercise, five minutes after an exercise and ten minutes after an
exercise. Such parameters as Śr (average reaction time), Ro (range), Sd (standard deviation), ZI
(number of incorrect reactions) were taken into account.
Results. Zl before exercise was 11, after exercise: directly – 30, 5. min after – 13, 10. min after
– 15. Śr at rest 285.7 ms, and after exercise respectively: 295.9 ms; 271.5 ms (p=0.02); 266.8 ms
(p=0.002). Ro before exercise 168.3 ms; after exercise: 246.1 ms (p=0.00008); 223.8 ms (p=0.004);
212.5 ms (p=0.02). Sd before exercise 56.2 ms; after exercise: 83 ms (p=0.00004); 73.6 ms
(p=0.007); 70.3 ms (p=0.03).
Conclusions. Immediately after the intermittent exercise of maximal intensity significantly
increased the number of incorrect reactions. Average reaction time remained at similar level, and in
the latter part of the recovery fell below resting value. Applied effort significantly contributed to the
deterioration of response repeatability, and this situation has persisted for at least 10 minutes after
the end of exercise.
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Rafał Szafraniec
Akademia Wychowania Fizycznego, Wydział Nauk o Sporcie, Katedra Sportu Osób Niepełnosprawnych
51-612 Wrocław, Al. I .J. Paderewskiego 35, tel./fax. (71) 347-35-68, e-mail: [email protected],
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
07.03.2012 r.
21.08.2012 r.
257
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 2
Szafraniec R. i wsp., Poprawność i czas reakcji po wysiłku interwałowym
Wstęp
Background
Czas reakcji jest to czas upływający od zadziałania bodźca do zapoczątkowania ruchu [1]. Możemy
wyodrębnić typ reakcji prostej oraz złożonej. Reakcja
prosta jest reakcją na przewidziany sygnał, a czasowi reakcji prostej odpowiada jedna, z góry określona reakcja ruchowa (w dużym stopniu czas ten zależy od czynników wrodzonych). Reakcja złożona natomiast wymaga wybiórczego zastosowania się do
nieznanej sytuacji – niespodziewanego bodźca [2].
Analizie poddaje się także czas motoryczny (czas ruchu), który trwa od momentu pobudzenia mięśnia do
zakończenia ruchu [3]. Na szybkość reakcji wpływa
wiele czynników, m.in. poziom pobudzenia struktur
nieswoistych układu nerwowego (przede wszystkim
układu siatkowatego), wiek, płeć, stan psychiczny, cykl
okołodobowy, zmęczenie, odżywianie, zażywanie używek, uwarunkowania genetyczne, a także osobnicze
predyspozycje [3,4]. Szybkość reakcji zależy również
od bodźca, który ma daną reakcje wywołać. Na bodźce dźwiękowe reagujemy znacznie szybciej (odpowiedź waha się w przedziale 105-108 ms) niż na sygnały wzrokowe (150- 225 ms) [5].
W wielu dyscyplinach sportu zawodnicy zmuszeni są wykonywać wysiłki o różnej intensywności,
a jednocześnie muszą wykazywać się odpowiednimi
zdolnościami psychomotorycznymi. Często konieczne jest wykorzystanie tych zdolności tak szybko jak
to tylko możliwe [6]. Szybkość reakcji jest niezwykle
istotnym czynnikiem decydującym o efektywności ruchu i jest ważnym elementem przygotowania zawodników. W sporcie wyczynowym zawodnicy muszą
wykonywać zadania ruchowe nie tylko niezwykle precyzyjnie, ale również pod presją czasu. Tak jest m.in.
w przypadku piłki nożnej, która jest dyscypliną wymagającą od gracza umiejętności techniczno-taktycznych, pozwalających na dokładne odebranie i wykonanie podania, strzału oraz szybkie dostosowanie się
do sytuacji zmieniającej się na boisku [7]. Szybkość reakcji istotna jest również w sportach walki. Dla przykładu w taekwon-do czas prawidłowego wykonania techniki kopnięcia po obrocie nogą prostą jest krótszy niż
czas reakcji na nią, więc cios, który nie jest sygnalizowany, bardzo trudno zablokować lub go uniknąć [3].
W piśmiennictwie można znaleźć wiele prac dotyczących treningu o intensywności większej niż VO2max,
który określa się mianem treningu szybkościowego,
sprinterskiego, interwałowego [8]. Pod tymi pojęciami
kryje się jednak wiele różnorakich protokołów treningowych i szeroki zakres obciążeń wysiłkowych. Jednym z rodzajów treningu interwałowego jest trening
wytrzymałości szybkościowej, który autorzy [9] dzielą
na „trening wytwarzający” (production training) i „trening utrzymujący” (maintenance training). W „treningu
wytwarzającym” wysiłki trwają do 40 s i są wykonywane z niemal maksymalną intensywnością, a przerwy
wypoczynkowe są na tyle długie (co najmniej 5 razy
dłuższe niż wysiłek) aby utrzymać maksymalną intensywność w kolejnych wysiłkach. „Trening utrzymujący”
składa się z wysiłków trwających 5-90 s i krótszych
przerw restytucyjnych (do 3 razy dłuższych niż wysiłek), co skutkuje nieco niższą intensywnością i systematyczną akumulacją zmęczenia podczas treningu.
Badania Bangsbo i wsp. [10] dowodzą, iż trening wytrzymałości szybkościowej o charakterze wytwarzającym, z 30-s maksymalnymi wysiłkami i 3-min prze-
Reaction (response) time is the time elapsed since the activation made by the stimulus to movement
initiation [1]. You can extract the type of simple and
complex reaction. Simple reaction is a reaction to
prescribed signal, and the response time is represented by a straight, predetermined motor reaction
(to a large extent, this time depends on congenital
factors). Complex reaction, however, requires a selective application to an unknown situation – the unexpected stimulus [2]. It is also examined movement
time, which is defined as the interval between the first
change in electrical activity in a muscle and movement’s end [3]. Speed of reaction is affected by many
factors, including level of arousal of non-specific structures of the nervous system (mainly reticular formation), age, sex, state of mind, circadian cycle, fatigue,
nutrition, use of drugs, genetic predisposition, as well
as intra-individual predispositions [3,4]. Speed of response is also dependent on the stimulus, which is
intended to cause the reaction. We react faster to
sound stimuli (response ranges 105-108 ms) than for
visual signals (150- 225 ms) [5].
In many sports, athletes are forced to make the
efforts of varying intensity and at the same time they
must show an appropriate psychomotor skills. Often
it is necessary to use this ability as quickly as possible [6]. Speed of reaction is very important factor in
determining the efficiency of movement and a significant element of players preparation. In competitive
sports athletes must perform motor tasks not only
extremely precisely, but also under time pressure.
That is, among others in the case of football, which is
a discipline that requires from the player technical
and tactical skills, allowing for accurate receiving and
passing of the ball and quick adaptation to the changing situation on the field [7]. Speed of response is
also important in combat sports. For example, in taekwon-do time of the proper implementation of straight
leg kick after rotation technique is shorter than the
response time on it, blow, which is not signaled is
very difficult to be blocked or avoided [3].
In the literature you can find a lot of studies on
training at intensities higher than VO2max, which is referred to as sprint, intermittent and interval training
[8]. Under these terms, however, hides a lot of different training protocols and a wide range of exercise
loads. One type of interval training is speed endurance training, which Iaia and Bangsbo divided into
„production training„ and „maintenance training„ [9].
In „production training” the exercise bouts last less
than 40 s and are performed at near maximal intensity, and the recovery periods are long enough (at
least 5 times longer than the effort) to keep the maximal intensity in the subsequent exercise bouts.
„Maintenance training” includes exercise bouts of 590 s with shorter rest periods (up to 3 times longer
than the effort) which results in a slightly lower intensity and a systematic accumulation of fatigue during
training. Bangsbo et al study [10] shows that speed
endurance production training with 30-s all-out exercise and a 3-min rest is a very strong stimulus markedly improving performance during high-intensity
short-term efforts. A similar protocol was used in our
study, because its effectiveness has been fairly well
documented [10]. In many sports the time that play-
258
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 3
Szafraniec R. et al., Accuracy and time of reaction after intermittent exercise
rwami, jest bardzo silnym bodźcem znacznie poprawiającym wydajność pracy podczas bardzo intensywnych wysiłków krótkotrwałych. Analogiczny protokół zastosowano w niniejszej pracy, gdyż jego skuteczność została dość dobrze udokumentowana [10].
W wielu dyscyplinach sportu czas, który zawodnicy
mogą poświęcić na trening w trakcie sezonu jest
mocno ograniczony. Trenerzy i zawodnicy często są
zaniepokojeni, że redukcja jednostek treningowych
i ich objętości może mieć ujemny wpływ na ich zdolność wysiłkową i dlatego czasami trenują więcej niż
powinni. Iaia i Bangsbo [9] przekonują, że trening wytrzymałości szybkościowej, mimo niewielkiej objętości,
prowadzi do poprawy zdolności do wysiłków krótkotrwałych o dużej intensywności, a jednocześnie pozwala utrzymać potencjał oksydacyjny, kapilaryzację
i zdolność do wysiłków aerobowych na niezmienionym poziomie. Informacje te wydają się szczególnie
istotne dla zawodników uprawiających takie dyscypliny sportu jak: biegi na dystansach 400, 800 i 1500 m,
kolarstwo na dystansie 1000 m, pływanie 100-200 m,
a także gry zespołowe i sporty walki. Podsumowując,
„trening wytwarzający” (stosunek wysiłku do przerwy
ok. 1: 6) poprawia zdolność do wykonywania powtarzanych wysiłków z maksymalną intensywnością, a „trening utrzymujący” (1:1-3) podnosi zdolność do utrzymania wysokiej intensywności podczas wysiłku. Stosowany przez piłkarzy nożnych trening wytrzymałości szybkościowej poprawia zdolność do powtarzanych sprintów o 1,9-2,1% [11,12]. Ten rodzaj treningu jest korzystny w grach zespołowych wymagających intensywnych wysiłków, ponieważ dodatkowo poprawia
tempo restytucji po takim wysiłku w trakcie meczu
i potencjalnie zwiększa liczbę okresów gry z dużą intensywnością podczas meczu.
Większość przytoczonych powyżej prac dotyczyła wpływu wysiłku interwałowego na parametry fizjologiczne i biochemiczne, natomiast jego oddziaływanie na zdolność reagowania na bodźce jest zdecydowanie słabiej udokumentowana. Dlatego celem pracy było wykazanie czy wysiłek interwałowy o maksymalnej intensywności wpływa na poprawność i czas
reakcji oraz jak długo po wysiłku utrzymują się ewentualne zmiany w sposobie reagowania na bodźce
wzrokowo-akustyczne.
ers can spend on training during the season is very
limited. Coaches and athletes are often concerned
that a reduction in training units and their volume can
have a negative impact on their performance and
sometimes they train more than required. Iaia and
Bangsbo [9] argue that speed endurance training
despite a small volume leads to performance improvements during high-intensity short-duration exercises, yet keeps the muscle oxidative potential, capillarization and aerobic performance unchanged. This
information seems to be particularly important for
athletes practicing sports such as 400, 800 and 1500
m track events, 1000 m cycling, 100-200 m swimming as well as team sports and martial arts. In summary, „production training” (the ratio of effort to rest
about 1:6) improves the ability to perform repeated
efforts with maximal intensity, and „maintenance training” (1:1-3) increases the ability to sustain high intensity during exercise. Used by football (soccer) players
speed endurance training improves the ability to
repeated sprints of 1,9-2,1% [11,12]. This type of training is beneficial in team games that require intensive
efforts, as further improves the rate of recovery after
such exercises during the game, and potentially increases the number of periods of high intensity during a match.
Most of the works cited above, concerned the
effect of interval exercise on physiological and biochemical parameters, and its impact on the ability to
respond to stimuli is far less documented. Therefore,
the aim of this study was to demonstrate if the intermittent exercise of maximal intensity affects the accuracy and reaction time, and how long after exercise
persist any changes in response to visual and acoustic stimuli.
Materiał i metody
Material and methods
Badania przeprowadzono na 60-ciu mężczyznach,
studentach Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych we Wrocławiu, w wieku 20-24 lata. Średnia masa ciała wynosiła 78,3 kg (67-98 kg), a wysokość ciała 180,1 cm (169-188 cm). Badani charakteryzowali
się wysokim poziomem sprawności i wydolności fizycznej. Wszyscy uczestnicy byli wcześniej poinformowani
o przebiegu eksperymentu i zgłosili się do niego dobrowolnie. Dwie godziny przed badaniem nie przyjmowali kofeiny, witamin z grupy B, aminokwasów, nikotyny i innych środków oddziałujących na OUN [13]
oraz nie wykonywali intensywnych wysiłków fizycznych 24 godziny przed badaniem.
Przed przystąpieniem do badań dokonywano pomiaru masy ciała, częstości skurczów serca (Polar
RS800SX, Finlandia) oraz ciśnienia tętniczego krwi.
Następnie wykonywano badanie reakcji urządzeniem
APR firmy UNIPAR (Polska), które składa się z zespołu przycisków ręcznych, pulpitu sterowniczego,
Sixty male students aged 20-24 from Military Academy of Land Forces in Wrocław participated in the
study. Mean body weight was 78.3 kg (67-98 kg), and
body height 180.1 cm (169-188 cm). The subjects
were characterized by a high level of physical fitness
and exercise capacity. All participants were previously informed about the experiment and reported to it
voluntarily. Two hours before the test they did not
take caffeine, B-vitamins, amino acids, nicotine, and
other substances affecting the central nervous system [13], and did not perform any intense physical
activity 24 hours prior to testing.
Before testing body weight, heart rate (Polar RS800
SX, Finland) and blood pressure were measured. Then
the reaction was examined using APR device (UNIPAR, Poland), which consists of a team of hand buttons, control panel, sound and light emitter and power supply. During the test were sent light and sound
stimuli. The purpose of the test was to respond as
259
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 4
Szafraniec R. i wsp., Poprawność i czas reakcji po wysiłku interwałowym
emitera światła i dźwięku oraz zasilacza. Podczas badania wysyłane były bodźce świetlne i dźwiękowe. Zadaniem badanego było jak najszybsze reagowanie
na te bodźce za pomocą przycisków ręcznych. Na
sygnał świetlny (lampka zielona) badany naciskał
kciukiem przycisk ręczny, który trzymał w prawej ręce, natomiast na dźwięk reagował przyciskając kciukiem przycisk ręczny trzymany w lewej ręce. Aparat
wysyłał również sygnały czerwone i żółte, na które badany nie miał reagować. Zaprogramowanych było 15
bodźców, w tym 7 (3 wizualne i 4 dźwiękowe), na które należało zareagować. Cały test trwał 40 sekund.
Urządzenie mierzyło czas reakcji, czyli czas od momentu wygenerowania bodźca do naciśnięcia przycisku ręcznego oraz wyliczało następujące parametry:
Zl – liczbę błędnych reakcji, Śr [ms] – średni czas reakcji, Ro [ms] – rozpiętość, czyli różnicę między najdłuższym i najkrótszym czasem reakcji i Sd [ms]
– odchylenie standardowe czasu reakcji.
Wysiłek interwałowy polegał na trzykrotnym wykonaniu testu Wingate na ergometrze rowerowym
(Monark 894E, Szwecja), z zastosowaniem krótkich
przerw między kolejnymi wysiłkami, które uniemożliwiały pełną restytucję organizmu. Przed wysiłkiem
wykonywano 5-minutową rozgrzewkę na ergometrze
z obciążeniem 50 W. Przez ostatnich 8 sekund pierwszej, drugiej i trzeciej minuty rozgrzewki, badany wykonywał sprint, a pozostałą część rozgrzewki wykonywał w tempie 50-60 obr./min. Po rozgrzewce następowała 1 min przerwy, po której przeprowadzany
był 30-sekundowy test Wingate z obciążeniem 7,5%
masy ciała. Na głosową komendę „start” osoba rozpoczynała próbę. Celem było w jak najkrótszym czasie osiągnięcie maksymalnej częstotliwości obrotów
i utrzymanie jej jak najdłużej. Po wysiłku następowała 3- minutowa restytucja. Przez pierwsze 90 sekund
wypoczynek był aktywny – jazda na ergometrze rowerowym z obciążeniem 50 W, a przez kolejne 90
sekund badany wypoczywał biernie, siedząc na ergometrze. Ta sama procedura została powtórzona
jeszcze dwukrotnie. Zaraz po wykonaniu ostatniego
wysiłku, w pozycji siedzącej na ergometrze, ponownie dokonywany był pomiar reakcji, który został jeszcze powtórzony w 5. i 10. minucie po wysiłku.
Analizy statystycznej dokonano przy użyciu programu STATISTICA 10.0 (StatSoft), w którym zostały
wyliczone wartości średnie i odchylenia standardowe
mierzonych parametrów. Istotność różnic między wartościami parametrów uzyskanymi przed wysiłkiem
i w kolejnych momentach po wysiłku zbadano testem
ANOVA dla powtarzanych pomiarów, z wykorzystaniem testu post-hoc NIR. Za istotne statystycznie
uznano różnice gdy p≤0,05.
quickly as possible to these stimuli by using the hand
buttons. At the light signal (green light), the subject
pressed with the thumb the button, which he held in
his right hand, while responding to the sound by
pressing with the thumb the button, which he held in
his left hand. The device also generated red and yellow
signals on which the tested should not respond. There
were 15 pre-programmed stimuli, including 7 (3 lights
and 4 sounds) on which one had to react. The entire
test lasted 40 seconds. The device measured reaction time, i.e. the time since the moment of stimulus
generation to pushing the hand button, and estimated the following parameters: Zl – number of incorrect
reactions, Śr [ms] – average reaction time, Ro [ms] –
range (the difference between the longest and shortest reaction time) and Sd [ms] – standard deviation of
reaction time.
Interval exercise consisted of three Wingate tests
performed on bicycle ergometer (Monark 894E, Sweden), using short rest periods between successive
efforts that prevent full recovery. Before exercise was
performed 5-minute warm-up on the ergometer with
a load of 50 W. Over the last 8 seconds of the first,
second and third minute of the warm-up, the subject
performed sprint, and the remainder of the warm-up
was performed at the rate of 50-60 r.p.m. After
warming up, followed by 1 min rest, the 30 s Wingate
test was carried out with a load of 7,5% of body
weight. For voice command „start” person began the
test. The aim was to achieve the maximal frequency
of cycling in the shortest time and keep it as long as
possible. Recovery after exercise lasted 3 minutes.
For the first 90 s rest was active - riding a bicycle
ergometer with a load of 50 W, and for the next 90 s
the tested rested passively sitting on the ergometer.
The same procedure was repeated twice more. Immediately after the last exercise, sitting on the ergometer, the accuracy and time of reaction was studied
once again. Subsequent measurements were made
at 5 and 10 minutes after exercise.
Statistical analysis was performed using STATISTICA 10.0 (StatSoft), in which have been calculated
mean values and standard deviations of the measured parameters. The significance of differences between the parameter values obtained before exercise
and in subsequent moments after exercise were
tested using ANOVA for repeated measures, with
post-hoc test LSD. The differences were statistically
significant when p≤0,05.
Wyniki
Results
Bezpośrednio po wysiłku liczba nieprawidłowych
reakcji wzrosła niemal trzykrotnie (Ryc. 1). W dalszej
części restytucji liczba błędów wyraźnie spadła – nie
osiągając jednak wartości spoczynkowych.
Średni czas reakcji bezpośrednio po wysiłku
wzrósł nieznacznie w odniesieniu do wartości spoczynkowej (Ryc. 2). Pięć minut po wysiłku reakcja
badanych była szybsza niż przed wysiłkiem (p=0,02)
(Tab. 1). Podobną sytuację obserwowano również po
upływie 10 minut od zakończenia wysiłku interwałowego (p=0,002). Jeszcze większe różnice w czasie
Immediately after exercise the number of incorrect
responses has almost been tripled (Fig. 1). In the remainder of the recovery, the number of errors visible
decreased, however, without reaching the resting value.
Average reaction time immediately after exercise
increased slightly with respect to the resting value
(Fig. 2). Five minutes after exercise the subjects‘
reaction was faster than before exercise (p=0.02)
(Tab. 1). A similar situation was also observed 10 minutes after the end of interval exercise (p=0.002).
Even greater differences in response time were found
260
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 5
Szafraniec R. et al., Accuracy and time of reaction after intermittent exercise
Ryc. 1. Liczby błędnych reakcji (Zl) uzyskane w kolejnych pomiarach: PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW – 5
min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku
Fig. 1. The number of incorrect reactions (Zl) obtained in consecutive measurements: PW – immediately after exercise; 5 min PW – 5 min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise
Ryc. 2. Średni czas reakcji (Śr) uzyskany w kolejnych pomiarach: PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW – 5 min
po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku
Fig. 2. Average reaction time (Śr) obtained in consecutive measurements: PW – immediately after exercise; 5 min PW
– 5 min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise
Tab. 1. Parametr Śr. Test NIR – prawdopodobieństwa dla testów post-hoc; PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW
– 5 min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku; * p≤0,05
Tab. 1. Parameter Śr. Test NIR – the probability for post-hoc tests; PW – immediately after exercise; 5 min PW – 5
min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise; * p≤0,05
261
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 6
Szafraniec R. i wsp., Poprawność i czas reakcji po wysiłku interwałowym
Ryc. 3. Rozpiętość czasu reakcji (Ro) uzyskana w kolejnych pomiarach: PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW
– 5 min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku
Fig. 3. Range of reaction time (Ro) obtained in consecutive measurements: PW – immediately after exercise; 5 min
PW – 5 min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise
Tab. 2. Parametr Ro. Test NIR – prawdopodobieństwa dla testów post-hoc; PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW
– 5 min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku; * p≤0,05
Tab. 2. Parameter Ro. Test NIR – the probability for post-hoc tests; PW – immediately after exercise; 5 min PW – 5
min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise; * p≤0,05
Ryc. 4. Odchylenie standardowe czasu reakcji (Sd) uzyskana w kolejnych pomiarach: PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW – 5 min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku
Fig. 4. Standard deviation of reaction time (Sd) obtained in consecutive measurements: PW – immediately after exercise; 5 min PW – 5 min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise
262
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 7
Szafraniec R. et al., Accuracy and time of reaction after intermittent exercise
Tab. 3. Parametr Sd. Test NIR – prawdopodobieństwa dla testów post-hoc; PW – bezpośrednio po wysiłku; 5 min PW
– 5 min po wysiłku, 10 min PW – 10 min po wysiłku; * p≤0,05
Tab. 3. Parameter Sd. Test NIR – the probability for post-hoc tests; PW – immediately after exercise; 5 min PW – 5
min after exercise, 10 min PW – 10 min after exercise; * p≤0,05
reakcji obserwowano między badaniem wykonanym
bezpośrednio po wysiłku i tymi w kolejnych okresach
restytucji (Tab. 1).
Parametr Ro bezpośrednio po wysiłku znacznie
wzrósł w odniesieniu do wartości spoczynkowej (p=
0,00008) i utrzymywał się na podwyższonym poziomie przez cały okres restytucji (Ryc. 3) (Tab. 2).
Zmiany parametru Sd były analogiczne do zmian
parametru Ro, tzn. bezpośrednio po wysiłku znacznie
wzrosła jego wartość (p=0,00004) i następnie malała
nie powracając jednak w czasie 10-minutowej restytucji do wartości sprzed wysiłku (Ryc. 4) (Tab. 3).
between the test made directly after the effort, and
those in subsequent periods of recovery (tab.1).
Ro parameter directly after exercise significantly
increased in relation to the resting value (p=0.00008),
and remained elevated throughout the period of recovery (Fig. 3) (Tab. 2).
Sd parameter changes were analogous to changes in Ro parameter, which means that immediately
after exercise, its value significantly increased
(p=0.00004), and then declined, however, not returning
in 10 min to pre-exercise value (Fig. 4) (Tab. 3).
Dyskusja
Discussion
Z badań Chmury i wsp. wynika, iż narastający wysiłek ma istotny wpływ na przebieg funkcji ośrodkowego układu nerwowego [4]. W pierwszej fazie szybkość reagowania, mobilizacja i koncentracja uwagi
zwiększa się stopniowo wraz z pobudzeniem ośrodkowego układu nerwowego, aż do momentu osiągnięcia najszybszego reagowania, największej liczby
reakcji poprawnie wykonanych. W drugiej fazie po
przekroczeniu „progu psychomotorycznego zmęczenia” następuje znaczne pogorszenie szybkości reagowania, a także zaburzenie percepcji na bodźce
wzrokowe i słuchowe (jednak badania nie określają
intensywności, przy której próg ten występuje).
Wiśnik i wsp. badali wpływ wysiłku na bieżni ruchomej (symulującego obciążenie meczowe) na szybkość
reagowania piłkarzy [7]. Dowodzą oni, że najwyższa
sprawność układu nerwowego wystąpiła w 45. minucie wysiłku. Czas reakcji był istotnie krótszy od czasu zanotowanego w spoczynku co oznacza, że wysiłek ten wpłynął mobilizująco na sprawność psychomotoryczną. Mogło to być spowodowane wzrastającym wraz z wysiłkiem fizycznym stanem wzbudzenia
nieswoistych struktur mózgu, usprawnianiem kontroli
ruchu na poziomie koordynacji sensomotorycznej
na odcinku oko-ręka oraz ucho-ręka, a także większą
gotowością czynnościową analizatorów wzroku i słuchu do odbioru emitowanych bodźców. Do dość podobnych wniosków doszli Davranche i Audifrren, którzy badali wpływ wysiłku o intensywności 20 i 50%
VO2max na szybkość reakcji [14]. Uczestnikom badano
czas reakcji wyboru w spoczynku oraz podczas jazdy
na ergometrze. Wyniki ukazały, iż czas reakcji skrócił
się podczas wysiłku o intensywności 50% VO2max,
w stosunku do czasu osiągniętego w spoczynku. Nie
zauważono jednak znaczącej różnicy między spoczynkiem a wysiłkiem o intensywności 20% VO2max.
Wpływ wysiłku o maksymalnej intensywności na
sprawność wykonania zadania psychomotorycznego
The research by Chmura et al shows that a growing effort has a significant impact on the function of
the central nervous system [4]. In the first phase,
speed of response, mobilization and concentration increases progressively with stimulation of the central
nervous system, to achieve the fastest reaction time,
the largest number of correctly executed responses.
In the second phase, after exceeding the „threshold
of psychomotor fatigue”, there is a marked deterioration in response speed, and impaired perception of
the visual and auditory stimuli (although the study did
not determine the intensity at which this threshold
occurs).
Wiśnik et al studied the effect of exercise on the
treadmill that simulates the load during the match, on
the players’ reaction speed [7]. They argue that the
highest efficiency of the nervous system occurred in
the 45th minute of the effort. The reaction time was
significantly shorter than that recorded at rest, which
means that the effort had stimulatory effect on psychomotor efficiency. This could be due to increasing,
along with exercise, the state of excitation of nonspecific brain structures, improvement of motion control at level of sensorimotor coordination on the
stretch of eye-hand and ear-hand, as well as greater
functional readiness of visual and auditory analyzers
to emitted stimuli. Quite similar conclusions were
formulated by Davranche and Audifrren, who studied
the effect of exercise intensity of 20 and 50% VO2
max on reaction time [14]. Participants were tested
on choice reaction time at rest and while cycling on
the ergometer. The results showed that the reaction
time is shortened during the exercise intensity of 50%
VO2max, in relation to the time achieved at rest. However, no significant difference was noted between the
rest and exercise intensity of 20% VO2max.
Influence of maximal intensity exercise on the
efficiency of whole body psychomotor task, was
263
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 8
Szafraniec R. i wsp., Poprawność i czas reakcji po wysiłku interwałowym
angażującego całe ciało studiowali McMorris i wsp.
[6]. Analizowali oni zarówno czas inicjacji ruchu, jak
i całego zadania ruchowego. Autorzy eksperymentu
stwierdzili, że czas wykonania zadania ruchowego
po wysiłku o maksymalnej intensywności (100% mocy maksymalnej) był istotnie dłuższy w porównaniu
z badaniem spoczynkowym i tym wykonanym po wysiłku o intensywności 70% mocy maksymalnej. Może
się to wydawać logiczne i wynikać, jak tłumaczą autorzy, z nagromadzenia kwasu mlekowego oraz ubytku neurotransmiterów w obwodowym układzie nerwowym. Wyniki te nie są jednak zgodne z tymi uzyskanymi w ich wcześniejszych badaniach, w których
zaobserwowali poprawę czasu wykonania zadania
ruchowego w trakcie wysiłku o maksymalnej intensywności [15]. Różnica może wynikać z tego, iż we
wcześniejszym badaniu [15] wysiłek był wykonywany
kończynami dolnymi, a zadanie psychomotoryczne
kończynami górnymi. W późniejszym eksperymencie
[6] zarówno wysiłek, jak i test reakcji psychomotorycznej wykonywano kończynami dolnymi. W pracy
tej [6] stwierdzono także dłuższy czas inicjacji ruchu
po wysiłku o maksymalnej intensywności w porównaniu ze spoczynkiem i wysiłkiem submaksymalnym
(70% mocy maksymalnej).
W badaniach własnych szybkość reakcji bezpośrednio po wykonaniu wysiłku interwałowego o maksymalnej intensywności tylko nieznacznie uległa pogorszeniu, a już w 5. i 10. minucie po wysiłku czas reakcji był krótszy niż przed wysiłkiem. W tym przypadku wysiłek wykonywany był kończynami dolnymi,
a szybkość reakcji badano podczas prostego zadania ruchowego angażującego jedynie ręce. Miało to
na celu wyeliminowanie, czy raczej zminimalizowanie, wpływu zmęczenia lokalnego na czas reakcji,
a skupienie uwagi na wpływie zmęczenia na sprawność recepcji oraz percepcji bodźców oraz przekazania informacji eferentnej.
Zastosowane w trakcie eksperymentu obciążenie
wysiłkowe zdecydowanie zwiększyło liczbę błędnych
reakcji oraz spowodowało, że badani reagowali na
bodźce w sposób bardziej zróżnicowany (większe Ro
i Sd po wysiłku). Ta gorsza powtarzalność czasu reakcji utrzymywała się przez cały okres restytucji.
Kashihara i Nakahara [16] nie zaobserwowali jednak jakiegokolwiek wpływu wysiłku fizycznego na odsetek poprawnych reakcji. Może to wynikać z faktu, iż
badali oni wpływ wysiłku o intensywności zbliżonej
do progu anaerobowego, natomiast w pracy własnej
zastosowano wysiłek o maksymalnej intensywności,
dodatkowo powtórzony trzykrotnie. Wspomniani autorzy [16] stwierdzili także poprawę czasu reakcji po
wysiłku, która utrzymywała się przez ok. 8 minut.
W pracy własnej także zaobserwowano poprawę czasu reakcji utrzymującą się co najmniej 10 minut po wysiłku, jednak w pierwszej fazie restytucji czas reakcji
nieznacznie się pogorszył.
Lemmink i Visscher [17] stwierdzili brak wpływu
wysiłku interwałowego wykonywanego na ergometrze rowerowym przez piłkarzy nożnych zarówno na
czas reakcji wyboru, jak i częstotliwość popełnianych
błędów. Autorzy jednocześnie wskazują na konieczność kontynuowania badań z uwzględnieniem różnych rodzajów wysiłku, ich intensywności, stosunku
pracy do wypoczynku w wysiłku interwałowym i czułości zadań oceniających czas reakcji.
264
examined by McMorris et al [6]. They analyzed both
the time of initiation of movement and the motor task.
The authors of the experiment found that the movement time after exercise of maximal intensity (100%
of maximal power) was significantly longer compared
with the study at rest and after the effort of intensity
70% of maximal power. This may seem logical and
due to, as the authors explain, the accumulation of
lactate, and the loss of neurotransmitters in the peripheral nervous system. These results are not consistent with those obtained in the previous studies in
which they observed an improvement of the movement time during exercise of maximal intensity [15].
The difference may be related to the fact that in the
previous study [15] effort was carried out with lower
limbs, and psychomotor task with upper limbs. In the
later experiment [6], both exercise and test of psychomotor response were performed with lower limbs.
In this work [6] it was also found that initiation time
after maximal exercise was significantly slower than
that at rest and after submaximal exercise (70% of
maximal power).
In our study, reaction time immediately after the
intermittent exercise of maximal intensity only slightly
deteriorated, and as early as 5 and 10 min after exercise, response time was shorter than before exercise. In this case, the exercise was performed with
lower limbs, and reaction time was examined in
a simple motor task involving only hands. This was to
eliminate, or rather minimize, the impact of local fatigue on response time, and focus on the effects of
fatigue on the efficiency of reception and perception
of stimuli, as well as transmission of efferent information.
Used during the experiment exercise load strongly increased the number of incorrect responses, and
caused that subjects responded to stimuli in more
differentiated way (greater Sd and Ro after exercise).
This inferior repeatability of reaction time was maintained throughout the period of recovery.
Kashihara and Nakahara [16] found that exercise
had no effect on the percent of correct choices the
subjects made. This may be due to the fact that they
have studied the effect of exercise of the intensity
close to the anaerobic threshold, while in our work,
effort of maximal intensity was used, additionally repeated three times. These authors [16] also found
that exercise improved reaction time, but only for the
first 8 minutes after exercise. In our work, it was observed the improvement of reaction time, which lasted at least 10 minutes after exercise, but in the first
phase of recovery, reaction time was slightly deteriorated.
Lemmink and Visscher [17] found that choice
reaction time and error rate in soccer players were
not affected by interval exercise on a bicycle ergometer. The authors also point to the need for further
studies including different types of exercise, intensity,
work-rest ratio in intermittent exercise, or sensitivity
of reaction time tasks.
In many sports such as team sports, martial arts,
tennis, players tolerate at the same time physiological and cognitive loads. In sport, response time is
very important. Exhaustive physical activity is combined with the need for making risky behavior and
precise movements under time pressure.
114 Szafraniec1:Layout 1 2013-01-29 11:57 Strona 9
Szafraniec R. et al., Accuracy and time of reaction after intermittent exercise
W wielu dyscyplinach sportu np. gry zespołowe,
sporty walki, tenis, zawodnicy znoszą jednocześnie
fizjologiczne, jak i poznawcze obciążenia. W sporcie
czas reakcji ma bardzo istotne znaczenie. Wyczerpujący wysiłek fizyczny łączy się bowiem z koniecznością
dokonywania ryzykownych zachowań i wykonywania
celnych, precyzyjnych ruchów pod presją czasu.
Wnioski
Conclusions
1. Bezpośrednio po wysiłku interwałowym o maksymalnej intensywności istotnie wzrosła liczba błędnych reakcji. Średni czas reakcji pozostał na zbliżonym poziomie, a w dalszej części restytucji
spadł poniżej wartości spoczynkowych.
2. Wykonany wysiłek zdecydowanie pogorszył powtarzalność reakcji i sytuacja ta utrzymywała się
co najmniej przez 10 minut od momentu zakończenia wysiłku.
1. Immediately after the intermittent exercise of maximal intensity significantly increased the number
of incorrect reactions. Average reaction time remained at similar level, and in the latter part of the
recovery fell below resting value.
2. Applied effort significantly contributed to the deterioration of response repeatability, and this situation has persisted for at least 10 minutes after
the end of exercise.
Piśmiennictwo / References
1. Obmiński Z, Ładyga M. Powysiłkowe zmiany stężenia kortyzolu i mleczanu we krwi oraz zdolności orientacyjnych
u biegaczy. Medycyna Sportowa 2006; 4 (22): 199-202.
2. Kwiatkowski M, Borek D, Żukowski N. Normy klasyfikacyjne czasów reakcji dla grupy sportowców. Sport Wyczynowy 2006; 11-12: 503-4.
3. Bołoban W. Czas reakcji i czas motoryczny w ruchach sportowca. Pedagogics, Psychology, Medical-Biological
Problems of Physical Training and Sport 2009; 10: 195-301.
4. Chmura J, Nazar K, Kociuba-Uściłko H. Próg psychomotoryczny zmęczenia. Sport Wyczynowy 2007; 4 (6), 508510: 27-35.
5. Suzuki M, Umeda T, Nakaji S, Shimoyama T, Mashigo T, Sugawara K. Effect of incorporating low intensity exercise into the recovery period after a rugby match. Br J Sports Med 2004; 4 (38): 436-40.
6. McMorris T, Delves S, Sproule J, Lauder M, Hale B. Effect of incremental exercise on initiation and movement
times in a choice response, whole body psychomotor task. Br J Sports Med 2005; 39: 537-41.
7. Wiśnik P, Chmura J, Nazar K, Kaciuba-Uściłko H, Sokołowska B. Wpływ wysiłku na bieżni ruchomej, symulującego obciążenie meczowe, na szybkość reagowania piłkarza. Sport Wyczynowy 2006; 7 (8), 499-500: 22-38.
8. Laursen PB, Jenkins DG. The scientific basis for high-intensity interval training: optimising training programmes
and maximising performance in highly trained endurance athletes. Sports Med 2002; 1 (32): 53-73.
9. Iaia FM, Bangsbo J. Speed endurance training is a powerful stimulus for physiological adaptations and performance improvements of athletes. Scand J Med Sci Sports 2010; 20 (Suppl. 2): 11-23.
10. Bangsbo J, Gunnarsson TP, Wendell J, Nybo L, Thomassen M. Reduced volume and increased training intensity
elevate muscle Na+-K+ pump alpha2-subunit expression as well as short- and long-term work capacity in humans.
J Appl Physiol 2009; 107: 1771-80.
11. Ferrari Bravo D, Impellizzeri FM, Rampinini E, Castagna C, Bishop D, Wisloff U. Sprint vs interval training in football. Int J Sports Med 2008; 8 (29): 668-74.
12. Thomassen M, Christensen PM, Gunnarsson TP, Nybo L, Bangsbo J. Effect of 2 weeks intensified training and inactivity on muscle Na+-K+ pump expression, phospholemman (FXYD1) phosphorylation, and performance in soccer players. J Appl Physiol 2010; 108 (4): 898–905.
13. Spradley BD, Crowley KR, Tai CY et al. Ingesting a pre-workout supplement containing caffeine, B-vitamins,
amino acids, creatine, and beta-alanine before exercise delays fatigue while improving reaction time and muscular endurance. Nutr Metab 2012; 9: 28.
14. Davranche K, Audiffren M. Facilitating effects of exercise on information processing. J Sport Sci 2004; 22 (5): 419-28.
15. McMorris T, Tallon M, Williams C et al. Incremental exercise, plasma concentrations of catecholamines, reaction
time, and motor time during performance of a noncompatible choice response time task. Percept Mot Skills 2003;
97 (2): 590–604.
16. Kashihara K, Nakahara Y. Short-term effect of physical exercise at lactate threshold on choice reaction time. Percept Mot Skills 2005; 100 (2): 275-91.
17. Lemmink K, Visscher C. Effect of intermittent exercise on multiple-choice reaction times of soccer players. Percept Mot Skills 2005; 100 (1): 85-95.
265