跌倒了腿部肌肉会帮你

当你跌倒时,腿部肌肉会以不同的方式保持平衡。图片来源:Justin Paget/Getty Images

下楼梯时如果踩空了一步,你的腿会试图在意外发生后恢复平衡——但如何做到这一切呢?保持直立的关键似乎在于小腿和足部肌肉以何种方式被激活。

“我们知道,人类直立行走的能力是相当了不起的,但对如何做到这一点,我们知之甚少。”澳大利亚昆士兰大学的Taylor Dick说。

为了解更多,Dick和同事进行了一项实验。研究人员让10个人跳到一个平台上,平台下则安装了一个设备,以测量每只脚施加的力。然后,他们在没有任何警告的情况下移除了平台。

当参与者试图保持平衡的同时,研究人员在参与者的腿部使用肌电图和超声波传感器跟踪肌肉活动和肌肉长度的变化。

他们确定,意外跌落会自动增加腿部和脚部肌肉首次被激活和达到最短长度之间的时间间隔。反过来,这使足部肌肉能更有效地吸收和耗散能量,使人们从跌落中恢复过来。

研究小组还发现,在走路时,相对的肌肉通常会依次收缩,而在意外跌落时,两组肌肉会同时收缩。相关研究成果日前发表于《英国皇家学会学报B》。

Dick说,无法成功保持平衡并最终跌倒,可能是因为使用了一种不同的策略,即依赖于信号从人体的腿部肌肉传到大脑,然后再返回到腿部肌肉。

她希望这项研究可以为下肢辅助设备的设计提供参考,比如假肢和外骨骼。

美国加州大学伯克利分校的Homayoon Kazerooni说,了解人类肌肉激活时间的变化,可能会引领更好的外骨骼设计,包括在不可预知的地形上提供更好稳定性的控制算法,或者至少有助于从摔倒中爬起来。(文乐乐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0201