Effects of barefoot and footwear conditions on learning of a dynamic balance task: a randomized controlled study

doi: 10.1007/s00421-018-3997-6.

Epub 2018 Sep 28.

2018 Dec;118(12):2699-2706.

Eur J Appl Physiol.

Abstract

PURPOSE:

Although barefoot balancing has shown to be more challenging compared to shod balancing, it is still unclear whether this may also influence the balance learning effects. The purpose of this study was to explore the impact of barefoot and shod exercising on learning of a dynamic balance task.

METHODS:

Sixty healthy and physically active adults (mean age 25.3 ± 3.4 years) were randomly allocated into one of three groups (barefoot, shod and controls). The barefoot and shod intervention groups exercised once weekly over 7 weeks on a stability platform with an unstable surface. Each training session included 15 trials over 30 s. Before and after the intervention period, all participants completed two balance tests (stability platform and Balance Error Scoring System = BESS) under barefoot and shod conditions. Group effects in stability gains (pre to post-test differences) were analysed using ANOVA. Development of balance learning curves during the intervention period was analysed using a mixed effects model.

RESULTS:

Balance times improved in both intervention groups (p < 0.001, 95% CI barefoot 5.82-9.22 s, shod 7.51-10.92 s) compared to controls. The barefoot intervention group showed a significantly less sloped balance learning curve compared to the shod intervention group (p = 0.033). No changes over time or differences between groups were found for the BESS test.

CONCLUSIONS:

Improvements in the dynamic balance task did not differ between individuals exercising barefoot or with footwear although the progression was slower in the barefoot group. The lack of changes in the BESS supports the task-specificity of balance learning effects.

Abstract

目的：

はだしでバランスをとることは shod (靴や、シューズをはいた状態)でバランスをとることに比べ難しいと示されているが、裸足でいることが、バランス能力を向上させることに影響があるかどうかは不明である。この研究の目的は裸足と shod での運動学習が動的バランス課題に対する影響を探ることであった。

方法：

60人の健康で身体的活動のある大人（25.3才の±3.4才）を無作為に3つのグループの一つに割り当てる（裸足、shod、 controls）。裸足と shod のグループは1週間に一回、7週間以上、不安定な表面の安定した台の上で運動を行った。それぞれのトレーニングセッションは30秒間に15回の試行が含まれていた。介入期間の前後に、全ての参加者は2つのバランステスト(stability platform and Balance Error Scoring System = BESS）を裸足と shod の状況下で終えた。安定性向上におけるグループ効果（試験前後の違い）はANOVAを使い分析された。介入期間中のバランスの学習曲線の発達は mixed effects model を使い分析された。

結果：

バランスの時間は両方のグループとも controls に比べ向上した(p < 0.001, 95% CI barefoot 5.82-9.22 s, shod 7.51-10.92 s)。裸足のグループは shod のグループ(p = 0.033)に比べバランスの学習曲線の偏りがかなり少ないことを示した。BESSテストでは、経過時間の変化やグループ間の違いは見つけられなかった。

結論：

動的バランス課題の改善は、裸足で運動している人と靴を履いて運動している人との間で違いはなかったが、裸足グループの中では進行が遅かった。BESSに変化がないことはバランス学習効果の task-specificity を助けている。

Discussion

主要な発見は、履物が動的バランスタスクの学習に経時的に異なる影響を与えるが、介入期間の完了後の改善量には影響を与えないということです。立位姿勢制御の改善は、健康で身体的に活発な若い成人のバランス運動の効果を評価する他の研究と一致しています（Taubert et al。2010; Zech et al。2010; Lesinki et al。2015; Hrysomallis 2011） 。トレーニングを受けていないコントロールと比較して、両方の介入グループで大幅な改善が見られました。これは、健康な若い成人を対象とした6回のトレーニングセッションで、スタビロメーターで同じ動的バランスタスクを使用したTaubertらと一致しています。しかし、私たちの研究の改善は、運動に使用されたのと同じバランスのタスクでのみ発見されました。 BESSテストでは変化は観察されませんでした。バランスタスクのタスク固有性は以前に報告されています。

立位姿勢制御は、特に下肢からの関節の体性感覚情報の影響を受けているように思われることを考慮して（Fitzpatrick and McCloskey 1994）、バランス学習は裸足または履いた状態の影響を受けると予想しました。実際、裸足のグループと履いたグループの間で、学習曲線が大きく異なることがわかりました。 shodグループはバランス制御をより速く改善しましたが、裸足グループはより平坦な学習曲線を示しました。可能性のある説明は、裸足の活動がより不慣れであるか、および/または足首または足の周りの低い剛性または筋肉の活性化の変化により、より大きな不安定感を提供するかもしれない（Bishop et al。2006; Shultz et al。2012; Federolf et al。2012）。しかし、追加の評価が不足しているため、観察された履物と裸足の影響の、1つまたは複数の基礎となる生理学的メカニズムへの帰属は推測のままです。これに関連して、バランス性能の改善に対する裸足運動の影響を調査する将来の研究では、適応プロセスのより良い洞察を得るために、筋電図、磁気共鳴画像法または他の神経生理学的アプローチ（例えば、末梢神経刺激、経頭蓋磁気刺激）の使用を考慮する必要があります。

これは、動的なバランス作業を学習するために裸足の状態よりも履物の方が有益であることを示していますが、解釈にはいくつかの制限を考慮する必要があります。最初に、私たちの研究のすべての参加者は習慣的な小屋の生きた個人でした。履物または裸足の活動への慣れは、足の人体計測と走行歩容制御に影響します（Hollander et al 2017a、2018）。したがって、裸足で生活している個人は、履物の有無にかかわらず、介入のバランスをとるために異なる反応を示す場合があります。第二に、効果はスタビロメーターのバランス課題についてのみ示されました。バランス機能のタスク固有性により（Giboin et al 2015;Kümmelet al 2016）、他のバランスタスクは履物の有無によって異なる影響を受ける可能性があります。また、介入期間が長く、セッションの数または頻度が高いさまざまな運動プロトコルによって、バランスタスクの改善量が変わる可能性があります。第三に、調査結果の一般化可能性を他の集団に制限する健康なスポーツ学生集団で参加者が募集されました。バランス能力の最大の発達は、小児期および青年期に観察することができます（Woll et al 2011）。さらに、高齢者は、転倒リスク管理、運動機能、認知機能、および生活の質にプラスの効果があるため、特にバランス介入の恩恵を受けます。これらの集団での裸足の活動は、運動協調をより強く要求する可能性があり（Broscheid and Zech 2016）、健康な成人集団と比較して改善に異なる影響を与える可能性があります。それにもかかわらず、私たちの調査結果は、素足の状況と比較して、健康で習慣的に靴を履いた生きている人のバランス制御を迅速に改善するための履物の使用を支持しています。ただし、単一のバランスタスクを使用した少なくとも7つの運動セッションの後、両方の条件で同様の改善がもたらされます。

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