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双腿平衡研究新发现

发布时间:2015-12-30

众所周知,用双腿走路本来就不稳定,这意味着人的中枢神经系统必须努力保持平衡。步行运动是由两种前馈控制法来控制的,在步行期间出现可能干扰行走的稳定性时身体已经做出反应,当身体对一种未知的干扰产生反应而保持直立时就会得到反馈控制。这些控制方法的精确机制目前尚未完全清楚。

为了发现变量反馈控制基础,日本东京电气通信大学的Tetsuro Funato与来自京都大学的科学家,使用一种基于“不受控制的多方面分析”的技术(UCM)——一种量化多种不同运动的行为方式,它们的关系是如何形成的以及它们是如何被用于应对干扰的。

Funato和他的研究团队收集了大量数据,这些数据来自11名健康的男性受试者,受试者被要求不断在跑步机上行走。研究人员之后会突然加快或减慢跑步机速度,这样连续的干扰行为可能会发生的比较频繁(在一个步行周期内)也可能发生得比较缓慢(在走了一段时间后)。

研究小组对在行走控制中“步伐间配合”的意义比较感兴趣——具体来说,就是在运动期间交叉互动的大腿,小腿和脚之间的配合度。他们将这些与参与者在稳定和受干扰的行走期间的身体质量中心,头部和四肢的波动起伏进行比较。

他们使用UCM的结果表明, 步伐间配合比身体质量中心,头部和四肢的波动起伏要小。这说明在行走过程中,不管是否干扰的情况下通过维护一种连续循环的模式,步伐间的配合可能对行走反馈控制发挥重要作用。


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