科学家揭开绊倒之谜

tusiji

   
历时15年研究实验方法不断改进

    统计显示，65岁以上的老年人，受伤的大部分原因是走路时被绊倒，可为什么老年人容易绊倒，年轻人不容易绊倒呢？仅仅是老年人走路不稳，平衡能力下降吗？美国科学家通过实验揭开了这个人人都会遇到，却极少有人问个为什么的谜团。

　　他的爱好是“使绊子”

　　在过去的15年里，美国科学家马克·格拉比纳的绝大多数时间都在“使绊子”，当然，他并不是个喜欢恶作剧的人，他只是想解决一个我们日常生活中时常遇到的问题：在走路被绊了一下时如何免于跌倒。

　　人们都知道，在跌倒的次数上老年人要远多于年轻人，超过65岁的老年人受伤，走路跌倒是主要原因。那些跌而不倒的年轻人到底有何“不倒神功”护体，对此格拉比纳想探个究竟，不过他的研究反其道而行：要想搞清楚老年人容易被绊倒，何不先搞清楚年轻人为什么不容易跌倒。其实，二三十岁的年轻人走路时经常会被障碍物绊住腿脚，但被绊了一下失去平衡之后他们往往能再次稳住阵脚，这在很大程度上要得益于他们腿脚灵活。

　　1986年格拉比纳加入位于俄亥俄州的克里夫兰医学中心，这一年他决定对健康的年轻人被绊时的反应展开研究。研究开始后，他碰到一个难题，如果那些志愿者事先知道他会“蓄意”绊他们时，试验过程中，他们就会有所警惕，效果自然大打折扣。而不让他们知道要对他们“使绊子”又是不可能的，否则你怎么邀请他们参加试验？但怎样才能使他们放松警惕，在绊他们时能有出其不意的效果呢？经过了一番冥思苦想，格拉比纳终于有了解决的办法。

　　在他的实验中，为了保证志愿者的安全，格拉比纳在天花板上安装了一个滑道，然后用绳子将志愿者缚住，绳子的另一头则系到安装在天花板上的滑道上。这样，如果志愿者在实验时真的被绊，在他们即将要跌到地板上之前，绳子也会将他们拉住。格拉比纳说：“这样设计的目的是为了使志愿者的跌倒过程能和平时一样，如果绳子收得太紧，实验就没有了意义。”



　　试验方法不断完善

　　当这些“倒霉”的志愿者适应了这个装置后，研究人员警告他们，要开始“使绊子”了。但是研究人员并不告诉志愿者他们何时或如何“下手”。格拉比纳说：“我们必须趁他们不备时下手才行，不然就无法收到预期的效果。”

　　格拉比纳让他的一位助手解开一捆绳子，然后将绳子铺设到实验室的地板上，一切布置妥当，格拉比纳让那些志愿者像平时走路一样，自然地从绳子上走过去。志愿者在开始接近绳子时都很谨慎，但当他们在绳子上走过，越过了“危险地带”时，便以为进入了“安全地带”万事大吉了，于是便放松警惕。

    格拉比纳说：“我们预料到了这一点，于是选择在这个时间点上‘下手’。”

　　暗藏的机关开始发动，这时会有一个铝制金属箱从地板下突然冒出，与此同时，志愿者正向前迈步的那只脚就会被这个铝箱突然绊住，身体的上身开始前倾……

实验的结果让格拉比纳倍感困惑

　　格拉比纳在实验前的预料是，由于老年人年老体衰，走路不稳，所以体质差的人被绊时身体前倾的程度应比健壮的人要大。但是，实验结果却并未证实他的设想。他发现，志愿者被绊倒时，不管是体质弱的还是体质好的人，身体前倾的度数都差不多。格拉比纳还发现，绊倒体质弱的志愿者和绊倒年轻力壮的青年人一样困难。

　　加拿大魁北克市施尔布鲁克大学的斯密特丝采用了一种使志愿者更容易跌倒的方法进行了实验。为了保证在她的实验中即使是年轻人也能被绊倒，她将绳子系在了志愿者的脚踝上，在志愿者走路时绳子会自动被放长。在一段随机时间间隔之后，一个弹簧夹会使绳子突然止住，同时志愿者被绳子系着的脚踝会被突然扯住。她的实验表明，要绊倒身体强壮的人需要一个更大的力，所以拥有强健的双腿可以帮助你不绊倒。

　　但斯密特丝所做的这个实验没有完全回答格拉比纳提出的问题。当年轻人被绊时他们是如何避免摔倒的？为了能找出答案，格拉比纳决定让那些上了年纪、走路不稳的老年人也加入他的实验。

　　绊倒老年人很容易

　　为了确保老年人的安全，格拉比纳进一步加固了绳索。有一次，格拉比纳甚至让一位86岁的老人参加了实验。

　　负责这次实验的是格拉比纳的助手、俄勒冈州立大学的迈克尔·巴沃尔。参加实验的老年人大多身体健康，与年轻的志愿者不同，绝大多数的老年志愿者在实验中都很容易被绊倒。但是，这次出现了一种复杂情况，研究发现，被绊倒的老年人分为两类：步速慢的和步速快的。第一种老年人知道自己年老体弱，走路时倾向于放慢步子，拖着两腿走。在这种情况下，当他们被绊时，就有更多的时间做出反应。虽然有更多的反应时间，但这些时间还不足以保证他们不被绊倒。

　　更加出人意料的是那些被绊倒的步速快的老年人。他们背部肌肉发达，比起那些体质差的老年人更加自信，走起路来和年轻人一样快，却更容易被绊倒。

　　这是为什么呢？荷兰阿姆斯特丹自由大学的米雅姆·皮纳普最终揭开了谜团。

　　绊倒之谜中除了蛮力外似乎还有其他的因素在起作用

　　皮纳普对格拉比纳的实验进行了一些改进。她把地板下隐藏的暗箱从一个增加到了21个，这样，就加强了出其不意的效果，可以更为容易地将人绊倒。她还测量了志愿者被绊倒时移动的距离和达到的高度。通过测量，皮纳普发现志愿者被绊时会利用没有被绊住的那条腿为找回平衡赢得时间。当一条腿被绊住时，他们会立即用另一条腿来撑住身体。这个动作就好像单脚跳，不过他们在这个过程中会曲膝。这个动作使身体滞空的高度比正常走路时高出40%，滞空的时间比正常走路时多出63%。

　　原来就这样被绊倒

　　美国密歇根大学的詹姆斯·艾什顿·米勒说，这些研究结果最后都归结到一个重要因素上：肌肉力量的重要性，特别是腿肚部分的肌肉的力量。所谓的“力量”，不仅仅指的肌肉所能产生的力量，还包括肌肉产生力量的速度。

　　在计算时将反应时间考虑进去的情况下，老年人腿肚部的肌肉力量达到最大值所用的时间是年轻人的两倍，所以老年人由于其腿肚部分肌肉达到最大值需要更长的时间，在被绊时，他们在有限的时间内另一条腿的力量不足以支撑住身体，这就是他们为什么容易摔倒的最主要原因。

　　这项研究结果可能有实用价值。艾什顿·米勒说：“让人欣慰的是，在任何年龄段都可通过训练来增强肌肉的机能。”身体健康的老年人都是潜在跌倒者，可以通过跳舞和跳绳提高肌肉的力量。保持活力可以使老年人在被绊时更容易地找回身体平衡。

　　但是，被绊倒还有另一种重要的风险因素：在实验室内注意力不集中的志愿者摔倒的次数要多于注意力集中的志愿者。或许你有羚羊般的敏捷身手，但如果你在走路时喝得醉熏熏的或将注意力全都用在了打手机上，一旦被绊，你就会来不及反应，跌倒在所难免。

稿件来源：北京科技报

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tusiji

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