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Agility, as the ability to react rapidly to unforeseen events, is an essential component of football performance. However, existing agility diagnostics often do not reflect the complex motor–cognitive interaction required on the field. Therefore, this study evaluates the criterion and ecological validity of a newly developed motor–cognitive dual-task agility approach in elite youth football players and compare it to a traditional reactive agility test. Twenty-one male youth elite football players (age:17.4 ±0 .6; BMI:23.2 ± 1.8) performed two agility tests (reactive agility, reactive agility with integrated multiple-object-tracking (Dual-Task Agility)) on the SKILLCOURT system. Performance was correlated to motor (sprint, jump), cognitive (executive functions, attention, reaction speed) and football specific tests (Loughborough soccer passing test (LSPT)) as well as indirect game metrics (coaches' rating, playing time). Reactive agility performance showed moderate correlations to attention and choice reaction times (r = 0.48−0.63), as well as to the LSPT (r = 0.51). The dual-task agility test revealed moderate relationships with attention and reaction speed (r = 0.47−0.58), executive functions (r = 0.45−0.63), as well as the game metrics (r = 0.51−0.61). Finally, the dual-task agility test significantly differentiated players based on their coaches' rating and playing time using a median split (p < 0.05; d = 0.8–1.28). Motor–cognitive agility performance in elite youth football players seems to be primarily determined by cognitive functions. The integration of multiple object tracking into reactive agility testing seems to be an ecologically valid approach for performance diagnostics in youth football.
Highlights
* The study introduces a novel motor–cognitive dual-task agility approach (incorporation of multiple-object-tracking in agility testing), evaluating its criterion and ecological validity in elite youth football players compared to a standard agility test.
* The standard agility test was shown to have moderate correlations with attention and choice reaction times, while the dual-task agility approach additionally incorporates executive functions
* While the agility test correlates to football-specific test performance, the dual-task agility test significantly discriminates players based on their potential ratings and in-season playing time, highlighting its potential as a valuable tool for assessing performance in youth football.
* The findings suggest that agility performance in elite youth football is primarily determined by cognitive functions
* Incorporating more complex cognitive elements such as multiple-object-tracking in agility testing may improve ecological validity and therefore the predictive value of the testing procedure.
Hintergrund: Ein Großteil der Rupturen des vorderen Kreuzbandes (VKB) ereignet sich ohne Gegnerkontakt. Misslungene Landungen zählen zu den häufigsten kontaktlosen Verletzungsursachen, insbesondere bei Spielsportler/-innen. Im Vergleich zu vorgeplanten/antizipierten Landungen reduzieren unvorhersehbare/nicht-antizipierte Landeanforderungen, bei denen die Entscheidung für das Landebein erst in der Luft getroffen wird, die biomechanische Landestabilität. Die veränderte Landecharakteristik wird mit einem gesteigerten VKB-Ruptur-Risiko in Verbindung gebracht.
Ziele: Diese Dissertation überprüft, ob VKB-rekonstruierte (VKBR) im Vergleich zu verletzungsfreien Testpersonen (KG) eine stärkere Abnahme der Lande- und Entscheidungsqualität unter nicht-antizipierten gegenüber antizipierten Landeanforderungen (höhere nicht-antizipierte Landekosten) aufweisen. Zudem wird innerhalb beider Gruppen untersucht, inwiefern die potenziell vorhandenen nicht-antizipierten Landekosten mit spezifischen niedrigeren und höheren kognitiven Funktionen assoziiert sind. Darüber hinaus werden die erfassten kognitiven Messgrößen auf Gruppenunterschiede überprüft.
Methode: Zehn VKBR-Testpersonen (28 ± 4 Jahre, alle männlich) und 20 Kontrolltestpersonen ohne VKB-Verletzungshistorie (27 ± 4 Jahre, alle männlich) führten jeweils 70 Counter-Movement-Jumps mit einbeinigen Landungen auf eine Druckmessplatte durch. Alle Probanden absolvierten in randomisierter Reihenfolge eine antizipierte (Landung auf links oder rechts bereits vor Absprung bekannt) und eine nicht-antizipierte/-vorplanbare (visuelle Landeinformation erst nach Absprung angezeigt; etwa 360 ms vor Bodenkontakt) Landebedingung (n = 35 jeweils). Die Operationalisierung der biomechanischen Landestabilität erfolgte anhand der maximalen vertikalen Bodenreaktionskraft (peak ground reaction force, pVGRF), Stabilisationszeit (time to stabilisation, TTS), posturalen Schwankung (center of pressure, COP) sowie der Standsicherheit (Anzahl an Standfehler; Bodenberührung mit Spielbein). Die Entscheidungsqualität wurde anhand der Landefehlerzahl (Landung mit falschem Fuß oder beidfüßig) bewertet. Zur Erfassung niedrigerer (z. B. Reaktionsgeschwindigkeit, visuelle Wahrnehmung) und höherer kognitiver Funktionen (z. B. kognitive Flexibilität, Arbeitsgedächtnis, Inhibitionskontrolle) kamen Computer- sowie Papier-und-Stiftbasierte Tests zum Einsatz.
Ergebnisse: Innerhalb beider Gruppen führte die nicht-antizipierte im Vergleich zur antizipierten Landebedingung zu höheren COP-Werten (KG: p < 0,01; d=1,1; VKBR: p < 0,01; d = 1,1) sowie zu mehr Stand- (KG: p < 0,001; d = 0,9; VKBR: p < 0,05; d = 0,6) und Lande-fehlern (KG: p < 0.01; d = 1,3; VKBR: p < 0,001; d = 1,9). Keine Unterschiede zeigten sich im Hinblick auf TTS und pVGRF (p > 0,05). Weder innerhalb noch zwischen den Bedingungen differierten die beiden Gruppen in einem der erfassten Lande-/Entscheidungsparameter systematisch (p > 0,05). Innerhalb der KG war die Zunahme der COP-Schwankungen mit einer geringeren Interferenzkontrolle assoziiert (r = 0,48; p < 0,05). Eine höhere Anzahl nicht-antizipierter Landefehler (geringere Entscheidungsqualität) stand in einem signifikanten Zusammenhang (Kovariate: Flugzeit/Sprungdauer) mit einer geringeren kognitiven Flexibilitäts-/Arbeitsgedächtnis- (r = 0,54; p < 0,05) und Kurzzeitgedächtnisleistung (r = -0,55; p < 0,05). Ähnlich verhielt es sich in der VKBR-Gruppe. Allerdings erreichten die Zusammenhänge hier keine statistische Signifikanz (p > 0,05). Innerhalb der VKBR-Gruppe war jedoch eine geringere Entscheidungsqualität mit einer verminderten Interferenz- (r = 0.67, p < 0,05) und Aufmerksamkeitskontrolle (r = 0.66, p < 0,05) korreliert. Im Gegensatz zu den nicht-antizipierten Landefehlern, ergab sich für KG im Hinblick auf die Zunahme der Standfehlerzahl (nicht-antizipierte Landekosten) ein umgekehrt proportionaler Zusammenhang mit einer höheren kognitiven Flexibilität-/ Arbeitsgedächtnis- (r = -0,48; p < 0,05) und Kurzzeitgedächtnisleistung (r = 0,50; p < 0,05). Im Vergleich zur KG, wiesen die VKBR-Testpersonen eine schnellere visuell-motorische Reaktionsgeschwindigkeit auf (p < 0,05). Ansonsten unterschieden sich die Gruppen in keiner der getesteten kognitiven Dimensionen signifikant.
Schlussfolgerungen: Den Ergebnissen dieser Dissertation zufolge, scheinen VKBR- im Vergleich zu Kontrolltestpersonen keine größeren Schwierigkeiten im Umgang mit den nicht-antizipierten Landeanforderungen aufzuweisen. Zudem liefern die Resultate erstmals Hinweise für die Relevanz der höheren kognitiven Funktionen für die Landesicherheit unter nicht-antizipierten Anforderungen. Diese Zusammenhänge sind insofern von besonderer Relevanz, als dass die in beiden Gruppen detektierten nicht-antizipierten Landekosten, Spielsporttreibende einem erhöhten Verletzungsrisiko aussetzen können. Die Verifizierung dieser Befunde durch zukünftige Studien bietet daher wertvolle primär- und sekundärpräventive Potenziale durch eine stärkere inhaltliche Ausrichtung der Trainings- und Therapiepraxis auf die komplexen kognitiv-motorischen Spielanforderungen.
Failed jump landings represent a key mechanism of musculoskeletal trauma. It has been speculated that cognitive dual-task loading during the flight phase may moderate the injury risk. This study aimed to explore whether increased visual distraction can compromise landing biomechanics. Twenty-one healthy, physically active participants (15 females, 25.8 ± 0.4 years) completed a series of 30 counter-movement jumps (CMJ) onto a capacitive pressure platform. In addition to safely landing on one leg, they were required to memorize either one, two or three jersey numbers shown during the flight phase (randomly selected and equally balanced over all jumps). Outcomes included the number of recall errors as well as landing errors and three variables of landing kinetics (time to stabilization/TTS, peak ground reaction force/pGRF, length of the centre of pressure trace/COPT). Differences between the conditions were calculated using the Friedman test and the post hoc Bonferroni-Holm corrected Wilcoxon test. Regardless of the condition, landing errors remained unchanged (p = .46). In contrast, increased visual distraction resulted in a higher number of recall errors (chi² = 13.3, p = .001). Higher cognitive loading, furthermore, appeared to negatively impact mediolateral COPT (p < .05). Time to stabilization (p = .84) and pGRF (p = .78) were unaffected. A simple visual distraction in a controlled experimental setting is sufficient to adversely affect landing stability and task-related short-term memory during CMJ. The ability to precisely perceive the environment during movement under time constraints may, hence, represent a new injury risk factor and should be investigated in a prospective trial.