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走路时,大脑会自觉帮我们省力

人类不必为了高效行走而思考,走路时,大脑会自觉帮我们调整步态特征以达到最节能的状态。

图片来自pixabay.com

无论是闲逛还是爬山,我们都会通过调整步幅,以确保用最省力的方式行走。加拿大皇后大学的Jessica Selinger说:“人们会不断地感知自己的能量消耗,并调整自己的步态,以最大限度地减少能耗,这些步态特征包括:移动速度、每一步的长度和宽度等等。”我们的身体是如何完成这一壮举的?是大脑不断监控运动并有意识地调节,还是在没有意识到的情况下自动调节?目前还不清楚。

如果必须通过思考才能保持高效节能,那么在多任务处理时,我们需额外保留多少脑力?科学家Rachel Blair和Max Donelan对这个问题感到好奇,并决定设计实验探索。实验结果让他们意识到,人类不必为了高效行走而思考,而是会自动适应,调节到最佳节能步态。这一发现近日发表在《实验生物学》杂志中。

Blair描述了实验步骤。首先,志愿者在跑步机上以舒适的速度行走,同时通过耳机接收一连串嘟嘟声。当嘟嘟声音调变高时,他们必须按下右手的按钮;当嘟嘟声较低时则按下左手的按钮(用于分散志愿者注意力)。随后,研究小组让志愿者尝试不同的行走方式――通过节拍器设定更快或更慢的步速。一旦志愿者开始适应节拍器,研究人员就将之关闭,并激活志愿者腿部佩戴的外骨骼。这些外骨骼装置时而令行走更轻松,时而使行走更困难,迫使志愿者调整步态,找到最有效的方式。最后,研究人员甚至给志愿者全副武装,同时要求他们集中精力识别音调,并用最省力的方式行走。Blair回忆:“在这么多干扰因素下还可以高效行走是一个挑战。”

研究小组推断,如果不得不思考如何找到穿戴外骨骼的最有效走路方式,嘟嘟声又要让人分心,他们应该会消耗更多的能量。然而,如果步态是自动调整的,便不会有这种困扰。在耐心分析志愿者的反应后,研究人员意识到,人们能够自动调整自己的步行效率,不需要耗费额外的脑力去思考,即使在被蜂鸣声干扰的情况下。这种“特异能力”让我们能在走路时专注于其他任务,包括应付路上的颠簸和管理忙碌的生活。

科界原创

编译:小贝 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《实验生物学》

期刊编号:0022-0949

原文链接:https://www.eurekalert.org/news-releases/927834

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