記得奶奶以前老是唸小編我，打球打的心跟球一樣碰碰跳，怎麼讀書！對於爸媽放任我們下課打球，一直有微詞。然而運動對於學習效率的幫助是有相當多證據的。

有報導記載，芝加哥市郊的中學在早上還沒正式上課之前 ，先叫學生運動到最大心跳率或最大攝氧量的70％（中度運動），一開始家長反對，擔心他們跑操場後，只能進教室打瞌睡。但結果發現正好相反，運動之後，孩子腦內與學習有關的三種神經傳導物質：多巴胺（快樂）、血清素（記憶力）和正腎上腺素（注意力）都增加了。巴胺多了，脾氣好了，在課堂吵架、打架的次數少了，老師不必一直喊「安靜，不要吵」，上課的氣氛就好了；血清素出來，記憶力增加了，學習的效果好了，正腎上腺素使孩子的專注力增強，所以上課專心，記得快、學得好，學生的表現就提升了，自信心與自尊心也出來了。

運動會使腦細胞得到更多氧氣和養分，還能增加神經生長因子BDNF的濃度 ，幫助神經元生長 。常運動的兒童和青少年， 能運用更多的認知資源做作業，持續力較好。 一項英國研究顯示，兒童在上課前做5分鐘基本運動如手臂畫圈擺動，學習動機及效率都會提升。

究竟要做多少運動才會對大腦有益，其實追隨老祖先的生活習慣：每天走路或慢跑，每週快跑幾次，偶爾短距衝刺，因為我們已從數十萬年前每天處於覓食活動狀態，而內建基因的機制，會讓耐力十足的新陳代謝功能派上用場，就能使身體和大腦保持在最佳狀態。

然而，對於有些人而言很兩難 ，一方面沒有體力沒辦法開始運動，另一方面也因沒有運動而沒有體力。解決之道就是把開始行動當成挑戰，然後戰勝它。

足弓對我們的影響從日常站姿、走路到跑步等生活和運動，擴及範圍之廣，其衍伸的常見問題如足底筋膜炎、扁平足更成為不少跑者心中永遠的痛。足弓是人體的靜態支撐結構，面對負載時，會保護足部構造與內部組織，吸收因變形造成的衝擊或失衡，並具彈性地積存能量、提升踢地力等作用。本篇深入探討足弓是怎麼保護我們的，也為你解析足底傷害如何產生，更教你一招有效舒緩足底筋膜慢性發炎的拉伸動作。

足弓的骨骼排列像座石拱橋

足部的縱弓構造含括了內側縱弓（從第一至第三蹠骨→楔骨→足舟骨→距骨→跟骨）與外側縱弓（從第四至第五蹠骨→骰骨→跟骨）。

足弓中的骨骼排列本身就像是石拱橋般，是維持弓形構造的基礎，如下圖。以前曾經很熱切議論過肌肉活動是否涉及這種弓形構造的靜態維持。有無數研究者對此議論紛紛，但根據Basmajian（1985）的彙整，以正常足部來說，在靜態的維持上弓形構造本身以及其連結的韌帶會同時發揮主要的作用，不見得需要肌肉的作用。然而一般認為，在承受龐大負荷的狀態或需要微調平衡之類時，肌肉也會 參與其中從旁輔助。

韌帶是與骨骼排列構造同等重要的靜態支撐結構，而於內側縱弓的頂點處支撐著足部的是蹠側跟舟韌帶（彈簧韌帶）。這條韌帶強韌地連接起跟骨的載距突與足舟骨的下面。這條彈簧韌帶位於搭在跟骨之上的距骨中，比載距突更往前方突出，從下方支撐著連接足舟骨與幾塊軟骨的距骨頭。載距突與足舟骨之間沒有骨性的連結，而距骨頭就搭載於這條韌帶上。

足底短韌帶（蹠側跟骰韌帶）和彈簧韌帶一樣，於外側縱弓的頂點處結合，連接跟骨與骰骨的下面，是一條極為強韌的韌帶。足底短韌帶的淺層處有條足底最長的韌帶「足底長韌帶」，於深層處連結跟骨與骰骨，於淺層處則是連接跟骨與蹠骨，在維持外側縱弓上發揮著重要的作用。

足底筋膜緊繃與發炎

於最表層連結起跟骨與蹠骨頭的這片結實結締組織稱為足底筋膜（如上圖）。腳趾那側會隨著腳趾背屈而拉扯附著部位，以結果來說，這個動作會拉抬縱弓。此結構稱為絞盤機制（如下圖）。一般推測，在步行或跑步的push off狀態中，足弓因為這種機制而變強，足部的彈簧便會被有效活用在推進上。

當腳趾呈屈曲姿勢或是在放鬆的狀態下，足底筋膜會鬆弛，沒辦法清楚摸到它，不過張力會隨著腳趾的背屈而增加，因此從足底的腳跟部位前端（跟骨隆突的遠端邊緣）附近開始，便可明確摸到在足弓中央處逐漸緊繃的筋膜。

跑者的足底筋膜有時會發生慢性發炎，不過在這類足底筋膜炎的案例中，因其構造使然，每個案例主訴的症狀百百種，有的人是足弓感到疼痛，有的則是腳跟疼痛。這種疾患若疏於適切的治療，很容易演變成慢性病，目前已知使用毛巾等讓腳趾背屈進行拉伸，或是進行所謂的踏竹板，這類拉伸動作都能發揮不錯的效果。

足弓是這樣變平的

足弓變低時所引發的問題大多為內側的問題。如前所述，距骨頭位於內側縱弓的頂點處，來自其足底側的支撐只有彈簧韌帶，並無骨頭的支撐。筆者得知此事之初也深感驚訝。實際上，我曾遇過一個足部旋前而足弓明顯變低的案例，仔細觀察其足部發現，距骨頭跑出這條韌帶的支撐而變得搖搖欲墜。在這樣的案例中，有不少主訴症狀是彈簧韌帶有明顯的壓痛，總覺得就構造上來說，內側縱弓會發生問題是必然的。

另一方面，外側足弓本來就比內側還低，幾乎沒看過這裡塌陷的案例，這點以構造來說也是可以理解的。然而必須注意的是，雖然骰骨的疲勞骨折極其罕見，但外側蹠骨發生疲勞骨折的案例卻屢見不鮮。即便是為足弓塌陷所苦的人的腳，試圖拉伸縱弓構造施加外力時，要以肉眼確認足弓伸長的模樣應該不是件容易的事。請各位讀者務必測試看看。足弓的靜態支撐結構就是如此堅固。

然而，令人意外的是，一旦對足部施加扭轉的負荷，就能輕易造成足弓變低。請固定後足部，試著讓前足部旋後。肉眼即可看出縱弓變平坦了。這樣的狀況實際上會發生在支撐中且後足部旋前的情況下。後足部若在旋前姿勢下承受負載，光是這樣就會讓距骨幾乎從跟骨往內側崩塌，而前足部也會呈旋後姿勢，導致足弓變得平坦。

根據Arangio等人（2000）運用三次元力學模型來進行計算的研究，在距下關節位於中立位的狀態下，施加約70㎏重的負載，並讓後足部旋前5°，前足部便 會呈旋後姿勢，對第一蹠骨的負荷則變大了。此時，拉伸內側足弓頂點處的距骨頭與足舟骨之間的關節的力矩增加了47％，而拉伸足舟骨與內側楔骨之間的關節的力矩則增加了58％。

像這樣讓跟骨往內側倒，或是距骨頭、足舟骨逐漸往內側塌陷，是後足部旋前最具代表性的狀態，以結果來說，此舉讓內側的縱弓伸展而變得平坦，對內側的支撐結構強加了莫大的負擔。

順帶一提，在同一項實驗中，讓後足部旋後5°的情況中，拉伸跟骨與骰骨之間的關節的力矩增加了55％。

也就是說，旋後反而會加大外側縱弓的負擔。仔細觀察彈簧韌帶的纖維走向，看得出來是從後方外側往前方內側、往能限制前足部旋後的方向延伸。假設靜態支撐結構之核心的韌帶是依目的性配置而成，那麼便可得知在內側縱弓的維持中，對前足部旋後的控制果然十分重要。

以筆者的經驗來說，實際上，沿著彈簧韌帶的走向貼上運動貼布（如上圖），強制前足部旋前，可以有效率地限制縱弓平坦化。考慮到關節的運動，並基於功能面的考量，筆者都會在競賽選手的腳上貼上限制前足部旋後的貼布，結果某天察覺到貼布的方向和彈簧韌帶的走向竟完全一致，驚訝得說不出話來。

話說回來，若稍微換個角度，從確保與地面的接觸面積或是推進的作用端這樣的觀點來看，足弓在旋前姿勢中會變平坦的這種足部關節的特性，在「應對著地位置的少許錯位」、「在轉彎處、不平整的地面或是斜坡上移動時」、「快速剎車或有效率地變換方向或往側邊推進」等情況下，都是十分重要的功能。

各位不妨也試著從這樣的視角來觀察足部。

責任編輯／Dama

國際認證的台灣馬拉松賽季通常是由當年10月份的日月潭環湖路跑賽展開，並延續到隔年3月份的萬金石馬拉松結束。在此期間，恰好是台灣的冬季與春季，在東北季風的作用之下，備賽期間的日常練習，常常會碰到下雨以及濕滑的路面。此時，每一步著地與推進時，跑鞋的抓地力就相當重要！因為稍有不慎就容易造成鞋底打滑，產生危險。然而，對於跑鞋抓地力的設計，哪些鞋底紋路的設計比較好呢？本文將著墨於影響跑鞋抓地力的因素以及鞋底紋路設計的優劣。

跑鞋抓地力是什麼？

「抓地力」指的是當鞋底與運動表面接觸時，防止鞋子滑動的能力。要避免兩物體之間的滑動，最重要的就是摩擦力。當摩擦力越大時，就越不容易產生滑動；摩擦力進一步可分為兩種，最大靜摩擦力與動摩擦力。

「最大靜摩擦力」指鞋子在沒有滑動前，阻止鞋子向任何方向移動的最大力。例如腳跟著地時，當水平作用力大於鞋底與地面所能產生的最大靜摩擦力時，鞋子就會開始產生滑動。

「動摩擦力」則指當鞋子在產生滑動後，阻止鞋子持續滑動的力。

影響摩擦力的2大面向

上述解釋了鞋子和運動表面之間產生的摩擦力，關係著運動鞋的抓地力，然而摩擦力並不是定值，它會受到幾個因素的影響。

影響摩擦力大小的因素可分為兩類：摩擦係數與正向力。摩擦係數與兩接觸物體的表面與材質有關，例如鞋底紋路、材質、路面等；而正向力則跟體重、鞋重、動作有關。正向力指作用於運動表面上的垂直力，兩物體互相作用的力，換言之，當正向力較大時，鞋子所能產生的摩擦力 (抓地力) 也就越高；而當正向力較小時，也是我們腳下的鞋底較容易打滑的時候，例如跑步腳跟剛觸地時或前腳掌向後推蹬快離地時，因為這時作用於地上的垂直力相對較小，且需承受著地時的煞車力以及推蹬時的推進力，故較容易產生滑動。因此，鞋後跟與前掌大底的止滑設計尤為重要。

由於大部分慢跑鞋多以橡膠為大底材質，在相同屬性下，不同的鞋底紋路設計以及接觸的路面則對抓地力有較明顯的影響，以下分別針對鞋底紋路及路面的影響做介紹。

鞋底紋路

本文將鞋底紋路分成三大類型，依抓地力大小分別為：類釘鞋型紋路 (顆粒型) > 橫向型紋路 (垂直運動方向) > 縱向型紋路 (平行運動方向)。此三類鞋底紋路如下圖所示：

類釘鞋型紋路的設計，透過凸出的顆粒造型來咬住路面，提供良好的抓地力 (圖A、B、C鞋底)。這種設計常見於競速型鞋款、強調高速跑時有良好的抓地力。通常設計於前掌區域 (圖A、B)，使推蹬時可以很好的咬住地面，讓力量能有效的傳遞至地面產生推進。有些鞋款也會將其設計在中足和後足區域 (圖B、C)，強化著地時的抓地力。但這類設計由於接觸面積較小，壓力較集中在這些顆粒上，使得耐用性、穩定性以及舒適性也會較差。

橫向紋路 (垂直運動方向) 的設計，提供良好的縱向 (前後) 彎折性使大底與地面有很好的貼合度，進而產生不錯的抓地力，這種設計常見於強調彎折性的鞋款 (圖D、E、F)。雖然這種設計提供良好的縱向抓地力與彎折性，但關於側向 (左右) 的抓地力以及彎折性則較弱，因此有些鞋款會在前掌區域內側改用斜向紋路 (圖F) 或在外側使用縱向的紋路設計 (圖C)。

縱向紋路 (平行運動方向) 的設計 (圖G、H、I)，雖然縱向彎折較差，但相對提供較佳的縱向剛性與滾動順暢性以及側向抓地力，這種設計常見於訴求鞋子滾動順暢性的鞋款。

路面

不同的運動場地具有迥異的材質與表面特性，例如PU跑道、柏油路、山林小徑等，每一種路面介質所適用的鞋款亦不同。

PU跑道的顆粒與柏油路的瀝青細孔具有一定的摩擦力，故選擇一般慢跑鞋或路跑鞋即可，若是要執行跑步速度較快的課表，建議可以穿著類釘鞋型紋路的鞋款，以增加抓地力。不過同一種場地若無例行保養維護，則有可能降低摩擦力，例如年久失修的PU跑道因跑道顆粒已褪落，使摩擦力降低而容易造成打滑或積水情形；多年沒有重鋪的柏油路也會因一些坑洞或碎石而造成抓地力下降。再者，某些複合性路面也會需要較高的抓地力，例如山林小徑同時有草皮、泥土、碎石或樹枝等，且會因雨天使泥土具有濕氣、水氣甚至小水漥，此時鞋底需要具備較深的大底顆粒與紋路以及較佳的排水設計，才能有足夠的抓地力。

結語

抓地力在跑步運動中扮演很重要的角色，若無摩擦力的作用，人體將無法在地面上產生任何的加速度或減速度。當跑鞋與路面產生的摩擦力充足時，不僅可避免滑倒，也可產生良好的推進力。

綜合上述，跑鞋鞋底的紋路影響著抓地力的好壞，但也有各自的優劣。然而不變的是，當場地濕滑時都將會使摩擦力下降，此時具備良好排水設計的鞋款會是比較好的選擇；此外也要時時注意鞋底的紋路情形，若鞋底磨平時，也會失去排水功能，導致抓地力大幅下降。

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：跑鞋抓地力知多少？