身而為人，呼吸是件最自然且下意識就能進行的事，但人為什麼要接受呼吸訓練﹖擁有「海豚人」稱號，2004年自由潛水世界錦標賽冠軍、閉氣訓練教練邁克．馬里奇（Mike Maric）在《神奇的慢呼吸》一書中，揭示了呼吸如何影響身心，進一步教導訓練呼吸的方法；在訓練之前，我們先了解呼吸對身心帶來的實質好處，且無論任何項目的運動選手或一般人，都能達到同樣效果。

為何呼吸訓練對身體有益？

呼吸肌肉的訓練主要是集中在吸氣肌肉群上，英文稱為「Inspiratory Muscle Training，IMT」，同時還伴隨著增進不同器官功能的效果。它除了與運動有關、可以提升競賽表現外，在生理上還能增強耗氧的動力，減少乳酸在血液中的堆積，緩解橫膈膜疲憊和心血管的反應。最近還有人主張，訓練吸氣肌肉可以減少其運作時的能量支出，包括呼吸所需的熱量，因為從溫和的運動進入到激烈的運動，氧氣的消耗量會從3％變成15％。
 
所有類型的運動都受到吸氣肌肉群的影響：在需要力氣的運動中，某些肌肉（例如橫膈膜）在進行最激烈的時候，對於各階段的能量轉換都有助益；在耐力競賽和比賽時間較長的運動中，能夠提高效率，減少氧氣消耗，讓運動選手擁有最大能量。
 
某些研究把注意力放在運動選手身上，試圖瞭解如何調製出一種有效的劑量／反應，能夠減少呼吸所需的能量支出，好讓參與特定運動的肌肉群增加可用的能量。有研究結果顯示，每天做吸氣肌肉訓練持續6週，就可以減少使用在呼吸動作上的氧氣量（最多可達4％），讓各種與身體運動緊密相關的肌肉群在用力時，有更多的氧氣可用。為了這個研究，研究員還在單車比賽最激烈的時候，針對選手的呼吸頻率做模擬。

 

 

強化具有呼吸功能的肌肉，能夠讓我們在比賽期間正常地奮力向前，延後感覺到疲憊的時間。

其他的科學證據也指出，呼吸肌肉的疲乏和競賽成績降低之間有非常直接的關係。過往，大家都以為個人的耐力表現，是因為心臟循環和運動肌肉的關係，無關於呼吸，甚至還認為呼吸器官不會影響運動表現，只要心臟夠強，運動肌肉所需的氧氣就「儲量充足」。但事實卻證明，強化具有呼吸功能的肌肉，能夠讓我們在比賽期間正常地奮力向前，延後感覺到疲憊的時間。
 
科學研究也證實在各種不同的情況下、不管是哪一位選手，呼吸訓練都是有效的；這些訓練有的是以自然的方式進行，也有的會針對目標特別擬定練習計劃。但所有的研究都認同，呼吸訓練必須與日常生活結合，有時候甚至一天做兩次，或是以短而密集的計劃，持續6到12週的週期。但很明顯地，這是運動員適應生理習慣所需的時間，不過還是得考慮到「不進則退」的因素，有鑑於人在不訓練時會懈怠，所以建議訓練的次數不要低於原本的三分之一，並且努力持續到18週，如此才會變成習慣並從中獲得好處。

訓練呼吸的眾多優點

簡而言之，呼吸在今天而言是非常重要的，因為它反應在生理、身體、心理等三個地方。
生理
‧ 增進通氣量和氣體的交換
‧ 提升細胞和心肺的呼吸功能
‧ 提升氧氣的代謝功能
‧ 擷取能量轉換過程的好處
‧ 增加肺臟通氣／灌注之間的關係
‧ 有利於乳酸和二氧化碳的消除
身體
‧ 讓選手在比賽時刻把呼吸控制得更好
‧ 增進肺活量
‧ 有效利用肺部的容量
‧ 讓肺部組織（肺泡和支氣管）、肋間肌、胸腔、橫膈膜獲得最大的彈性
‧ 增加對呼吸附屬肌肉的自主意識
‧ 減少干擾性的痙攣
‧ 改善姿勢
心理
‧ 提升專注力、思考能力
‧ 有效放鬆
‧ 在比賽期間（競賽之前和進行中）掌控壓力
‧ 管理情緒及負面生理狀態，有利於心理意象和心理定錨的發展
 
如果一名專業的運動員知道如何正確呼吸，就能夠：
‧ 提升放鬆狀態
‧ 減緩心跳頻率
‧ 減少氧氣消耗
‧讓呼吸節奏更規律
‧ 提升訓練效果
‧ 控制賽前緊張
‧ 避免焦慮和恐慌
‧ 利於乳酸和二氧化碳的排除
 
當然，即使是個普通人，只要懂得如何正確呼吸，就能吸收氧氣的能力，產生和運動員同樣的效果。

訓練呼吸對日常生活的大助益

但是，有一種情況是一名專業的運動員，他的某些部位肌肉已經接受特別的訓練準備，無法再增加運動表現。這時，最簡單的解決之道就是減少肌肉的質量，我要提醒大家，大塊的肌肉不僅重，還會消耗較多的氧氣，對某些運動來說大肌肉反而可能帶來反效果。而減少肌肉重量，並且強化呼吸來增加帶氧功能，卻不會降低整體的能力，這也是一種有效的策略。
 
瑞典有一項針對專業游泳選手所做的實驗證明，特別的呼吸訓練可以增加肺部功能。這項資料非常重要，因為當肺部擁有最大的容量，就代表每次呼吸能夠導入更多氧氣，並增進排除二氧化碳的功能。除此之外，還可以增加浮力，讓游泳選手更靠近水面，減少水的阻力。
 
別忘了，有效率的呼吸對於血液循環、成分、酸度，都有極大的影響。如同我已經解說過的，閉氣和接觸水會引起「潛水反應」。其結果就是脾臟會收縮，把儲存的紅血球釋放於組織循環中，如此一來，就會增加血液的含氧量。練習閉氣和在肺部半空的狀態下屏住氣息，其效果也會更激烈更快速。

閉氣訓練

閉氣訓練對於血液造成的中長期效果，就是會刺激腎臟，促進紅血球生長元素荷爾蒙的自然分泌。只是，這一切必須在嚴密的監控下，並搭配正確飲食，必要時兩者還需要加以整合。
 
另一項來自於超級換氣的資料，也非常有趣，依據呼吸的能量與頻率，可以排除血液中大量的二氧化碳，讓血液偏向鹼性，創造一種相對高氧的狀態。有些專家證實，肌肉處於適度的壓力之下，若能在有鹼性的環境，會讓它們的性能更好。

還有一項不可忽略的元素就是肌紅蛋白，那是存在肌肉中、和氧氣、血紅蛋白相關的蛋白質。有個假設認為，肌肉中的含氧量降低時，若時間拉長的話，可能會影響肌紅蛋白的總體數量。這時可以利用潛入冷水，在肺部清空的狀態下刺激潛水反應來強化肌紅蛋白。

超級換氣訓練

做完呼吸暖身操後，建議做超級換氣訓練，這需要搭配快速的主動吐氣和被動吸氣。這個技巧可以用在各種情況，甚至是非運動方面；我必須說，一定要每天都做。它是由5個呼吸動作組成，4個短呼吸加一個長呼吸，之後重複四回，連成20次的呼吸。
 1  吸氣，把空氣往肺部送。
 2  緩慢地拉長時間，把空氣吐出去。
 3  重複四個步驟1與2（即吸氣和吐氣動作），中間不間隔，抓到自己的節奏感。
 4  一次的長吸氣與長吐氣，然後重複步驟3與4四回。
 
※超級換氣訓練變化版
變化版像是增加重複次數、改變順序或用姿勢改變壓力強度（移動手臂位置）。因為簡單又很有效，所以一天可以做好幾遍

屏住氣息，進入冷靜專注狀態

屏住氣息非常重要，它的效果之一，就是快速降低心跳的頻率。這在很多運動中是個非常棒的優點，因為這樣可以減少賽前的能量支出，立刻進入一種冷靜且專注的狀態。你們想想，在比賽、面談、考試、會議前的時間有多重要。這時候最需要的不就是思緒清晰、條理分明，以及受到控制的心跳。
 
訓練潛水反應，還可以調整大腦的指針，表示二氧化碳的含量已經很高。有個針對一群鐵人三項選手所做的實驗顯示，進行3週的閉氣訓練，就可以大大提高對二氧化碳的容忍程度。對於所有的運動而言，這是非常重要的資訊，因為只要依照這種訓練，每位選手都可以讓自己的運動表現更上一層樓。
 
因此，學習呼吸只會帶來好處，為身體活動提供更寬廣的範圍。透過呼吸的技巧學會引導空氣、把空氣導向某處，是我們每個人必須瞭解的功課，因為它會讓管理每日生活、壓力、追求優良表現……變得像直覺般容易。

書籍資訊
文章摘自三采文化，邁克‧馬里奇著作《神奇的慢呼吸：不焦慮、心穩定，為身體「補氧」的呼吸術！》一書。

本書特色 
義大利自由潛水冠軍邁克．馬里奇，從小就是各種泳賽的常勝軍。
不僅擁有多年指導專業運動選手呼吸的教學經驗，更經常在執行他的法醫解剖工作時，運用呼吸技巧調整當下的情緒、思緒及恐懼。
看似普通的呼吸，就是這樣的神奇！

《神奇的慢呼吸》是邁克整合比賽經驗、教學分享、科學研究與個人故事的健康呼吸專書。書中完整分享：
‧重整身心的慢呼吸：三角呼吸法/鼻孔交替呼吸/睡前分段呼吸/晨醒分段呼吸/心跳同步呼吸……
‧日常建議：呼吸處方箋/打呵欠/朗讀短文……
‧飲食建議：代謝壓力的健康真食物/強化呼吸系統的食譜……
‧習慣建議：大笑增強呼吸效果/改善生活的睡眠祕訣……

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責任編輯／Dama

近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現，無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計，不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢：「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯，尤其在厚底的跑鞋之中特為突出！」這對跑步會有什麼影響呢？厚底跑鞋上揚的鞋頭結構，真的對跑步時的順暢性有幫助？該結構會對跑步姿態有什麼影響？本文將透過科學的方式，解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

為了揭開順暢性相關的疑惑，首先我們必須了解跑步著地的過程，可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地，可分為三個滾動機制，腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平；腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前；前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。

下圖由左至右依序是：腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)

著地時，若是腳掌的滾動過程不流暢，則會產生「卡卡」的感覺，使整體滾動動作的速度不平順，而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動，在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。

或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異，但透過科學儀器量測，將能更清楚地看到差異，即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為，良好的順暢感，COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加，而並非突然地遽增，換言之，當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩，表示滾動過程較不會突然大幅加速，而是平順的滾動。
延伸閱讀：慢跑鞋的順暢感

下圖透過量測足底各部位的壓力大小，可計算出壓力中心（COP，即圖中的圓點）；隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動，形成不同的速度變化，藉此可分析跑鞋的順暢性。

科學量測 6 雙跑鞋

本文選定 6 雙市售跑鞋，分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構，鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款；而鞋頭上揚組，即該跑鞋設計底部較厚，且鞋頭有特別上揚，試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受，如同蹺蹺板一般。

量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋，並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統，且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步，每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上，擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據，以分析完整步態週期為主。

量測結果出爐，對比一般跑鞋組（虛線）與鞋頭上揚組（實線），在腳跟開始離地的階段，尤其是 60-85% 的時間軸，鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩，COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間；而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增，COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述，COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組，有較佳的前足順暢性。

鞋頭上揚對動作的影響

為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化，我們於操場拍攝慢動作影片，以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出，鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程，這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。

ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit：

ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X：

我們從一般跑鞋組（黑，ASICS MetaRun）與鞋頭上揚組（白，ASICS MetaRide）各挑出一款鞋，並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。

ASICS MetaRun（一般跑鞋組）與 MetaRide（鞋頭上揚組）的分解動作變化：

從全掌貼平到腳跟離地的過程中，一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時，需較大程度地彎折蹠骨關節；而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般，順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道，當一般跑鞋組向前時，黃點位置幾乎是不動的；相對地鞋頭上揚組向前時，黃點位置則是向下，同時間藍點上升，代表鞋頭向下貼平地面，而鞋跟隨之揚升。

從最大彎折到離地瞬間的過程中，前腳掌與掌趾會推蹬地面，我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大，伸展的幅度亦大；反之，鞋頭上揚組的位移較平緩，伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大；反之，鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作，而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構，不須做出較大的延展動作；這樣的動作變化，可降低蹠骨關節推蹬的出力，但會使跑者感受到「推不到的感覺」，形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。

結語

本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組，希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象，並試著解析其中的過程，這並不代表跑鞋的優劣。

跑鞋的結構設計百百種，鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受；而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要，而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析，並排除主觀感受錯誤的可能。

參考文獻：
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.

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：厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響

在之前兩篇系列文中，我們談到了重量訓練如何幫助我們預防疾病、延長壽命（註）。介紹過重量訓練在健康促進上的功效，現在讓我們來看看重訓如何強健大腦、認知及情緒。

註：詳見《 「有病治病，沒病強身」的最佳藥物：重量訓練》、《為什麼你該重量訓練？ 增加壽命、改善生活品質》兩文

我們為什麼分享這篇文章？
運動對身理健康的好處多到說不完，對心理健康相對較少被論述，其中又多數以有氧運動為主。重量訓練和認知、情緒等心理相關的命題，在台灣媒體鮮少被提出來做討論，而史考特醫師正是那少數中的少數。他以自身專業結合科學研究實證，證明重量訓練能提升認知能力，更可同時達成提高腦力、擺脫負面情緒、活到90歲還能頭腦清晰等三個願望。這也顯現出校園中常見的補課也許對學生有害：拿體育課來上國英數，或許反而是害學生成績變差的兇手。

重量訓練與認知功能

早在1978年就有學者發現，有運動習慣的長者在反應速度及身體靈敏度上，不輸沒有運動習慣的年輕人。從此之後，一系列研究都發現身體活動，特別是有氧運動如單車、慢跑等，能增強人的認知功能。例如瑞典近30年替超過百萬名入伍新兵做的智商測試發現，心肺適能越好的年輕男性，智商得分也越高；或是2015年的研究顯示，運動後的短期記憶能力會提升。

重量訓練的好處近幾年才逐漸受到重視，研究的質與量均遠不及有氧運動。不過，史考特還是盡可能的替大家整理了科學文獻。2014年的臨床試驗收納了100位平均年齡70的老年人，他們都有輕度的認知功能障礙，換句話說他們已經出現記憶力衰退、工作自理能力變差的症狀，但又還沒有到失智症的嚴重程度。研究者將其分為四組，分別接受不一樣的治療：

重量訓練組：重量訓練 + 假的認知訓練
認知訓練組：假的重量訓練 + 認知訓練
合併組：重量訓練 + 認知訓練
控制組：假的重量訓練 + 假的認知訓練

可以發現，研究者花了很多苦心安排假的重量訓練以及認知訓練，目標就是為了防止不同組別因為接受不同程度的關注，而產生了「安慰劑效應」干擾實驗成果，這是一篇設計相當嚴謹的研究。

經過6週後，接受重量訓練的老年人在整體認知以及執行功能上皆有顯著進步，原本ADAS-Cog分數（評估失智症的量表）正常的比例從原先24%上升到48%之多，以電腦進行的記憶力、執行功能訓練反而沒有產生顯著功效。

在台灣本土研究中，學者發現重量訓練的強度越高，產生的認知提升效果也越好。在經過0%（控制組）、40%、70%、100%的10RM上肢重訓後，強度高者在做Stroop test所需的時間也越短。

一年份的重量訓練不僅能幫助老年人的認知功能，在20歲的年輕人身上，僅一次的重量訓練就能增進圖像記憶力。

隨著研究越來越多，史考特認為「重量訓練可提升認知功能」已經很確定了，而這樣的效果是否能幫助一般健康人的學業、工作表現呢？

不少的研究指出，兒童及青少年的活動量及體能可以預測學業成績及認知能力，原因可能是運動能幫助未成熟的大腦增進執行功能，並發展出專心、自我控制的能力。這些研究僅有極少數是針對重量訓練做的，但根據老年族群的研究數據，我私心地猜測重量訓練的效果在年輕人身上並不會比較差。

若以上推論為真，拿學生的體育課來上國英數，或許反而是害學生成績變差的兇手？

重量訓練與情緒

之前史考特在第一年住院醫師輪訓時，連續上班32小時後真的會很厭世、不想去健身房。儘管去之前很掙扎，但幾乎每一次我離開健身房時，感覺都比進去時神清氣爽。重量訓練或任何運動舒緩壓力的能力，相信大家都有體會過。

今年（2018）發表在JAMA Psychiatry上的統合性研究，統合了33篇研究共1,877位受試者的資料後，發現重量訓練有減輕憂鬱的療效，且治療效果與訓練量、肌力進步沒有相關。換句話說，只要願意鍛鍊，憂鬱就有機會改善。也曾有權威報導指出，運動（不限種類）治療憂鬱的效果並不比藥物或心理治療差。

史考特曾被同事戲稱為「副交感神經最強的住院醫師」，因為我在許多壓力大的情況下好像都能維持冷靜，不慌不忙地處理突發事件。雖然我常說我是「外表輕鬆，內心緊張」，但常常做重量訓練或許是我能保持冷靜理性的原因之一。

數篇研究發現僅一次的重量訓練就能減緩焦慮情緒，不管是年輕人、老人、中風患者、還是多囊性卵巢的女性都有用。重量訓練也被發現能改善因焦慮而引起的睡眠障礙。

有趣的是，強度高的重量訓練（>70% 1RM）反而沒有用，也就是說選擇一個可以做10下以上的重量來練，會比重到只能做1-5下來得好。這點也符合史考特自己的訓練經驗：高強度的重量訓練會使人心跳加速、神情亢奮，持續到訓練後3-4個小時也不奇怪。相對來說健美式的鍛鍊法做完比較會有筋疲力竭的感受，晚上反而感覺情緒平靜、心跳減緩。

在肥胖的青少年或是老年人身上也發現，重量訓練能增加自信心、活力（Vigor）、改善憂鬱、整體負向情緒。

結語

想提升腦力嗎？想從負面情緒的泥淖中脫身嗎？想活到90歲還能頭腦清晰嗎？重量訓練或許是以上三個願望的解答。

史考特並不是宣稱練了就會跟電影「藥命效應」一樣擁有超人般的腦力，但如果各位問我目前有沒有藥物能一次達成上述三個目標、有充足的科學證據、而且副作用極小？

就我所知，這麼好的藥物目前還不存在。

關於史考特醫師史考特醫師，本名王思恆。從醫學院時代開始著迷於健身運動，空閒時間不是在運動／烹飪／進食，就是在研究運動／飲食／健康的科學知識，是個健身呆。