迈步之前大脑先行

来源：中国科学院

　　抬起头。今天，在都市丛林中导航依然存在挑战，不平坦的人行道和偏离位置的街边石块给散布带来很多障碍。那为什么即便人们并未将注意力全部聚焦到走路上，依然未被绊倒呢？似乎，人们所需要做的仅仅是提前瞟一眼面前的路上会碰到什么，然后保持直行。

　　人是两足类动物，有着独特的运动方式。科学家仍在设法了解人类双腿交替之谜，如一些观点认为它解放了人的双手，用来拿食物。其他人指出，人体步态能效更高。人们走路的方式会利用外力如重力和惯性，从而尽可能地减少肌肉能量消耗，这样人们每一步的重力都会落在抬起的脚上。

　　美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Jonathan Samir Matthis想要知道人们如何瞄准和控制这一前进动作，特别是在前方道路相对平坦且没有障碍物时。“我们对脚在哪里落地需要比四足动物更加仔细。”他说，“因为如果我们错了，将会出现严重的后果，如摔断腿。”

　　为此，该团队请年龄在18至22岁的44人走过一个平面，同时有一个动作捕捉系统在跟踪他们的行动。该团队让志愿者从地面上被照明的“目标”上走过，但软件要确保这些目标仅能在每位志愿者行走周期内的某个特定阶段看得见。

　　结果表明，参试者在提前1到1.5步时看到这些目标后踩上它们的准确性最高。Matthis表示，人们会因为走得过快而不能让大脑微调每一步的动作，所以并不会一直指导肌肉在哪里落下每一步（一个消耗能量的任务），而是会通过查看眼前的路上有什么，指引自己朝前走。

　　“你在制定计划，同时你在就过去1.5步之前看到的情况做出计划并采取行动。”Matthis说。

　　研究人员还改变了目标从眼前消失的时间。结果表明，即便目标提前1到1.5步消失，走路的人踩中它的几率仍然很高。当走路者能够看到接下来的两个目标时，他们的准确率也会提升。

　　Matthis表示，了解人们在走路时事先要在多远的地方查看路况，对于帮助帕金森氏症患者或与年龄相关的导致走路蹒跚的患者非常重要。