付曉萌
童年過(guò)后、老年之前,人跌倒的頻率不再那么高。但一項(xiàng)仍在擴(kuò)大規(guī)模的研究表明,人類進(jìn)化出的最難以掌握的技能之一——平衡能力正在逐漸減弱?,F(xiàn)在,人們因跌倒而受傷或死亡的概率在增大,而且大多數(shù)跌倒發(fā)生在人們處于頭腦清醒狀態(tài)下的站立或行走時(shí)??v觀全球,跌倒已經(jīng)成為僅次于交通事故的第二大意外死亡原因。據(jù)統(tǒng)計(jì),自1990年開(kāi)始,在不到20年的時(shí)間里,世界各地因跌倒致死的總?cè)藬?shù)已經(jīng)翻了一番。
隨著年齡增長(zhǎng),人類身體失去平衡的風(fēng)險(xiǎn)不斷升高,因此很多人以為只有老年人才應(yīng)當(dāng)心跌倒。其實(shí)不然。隨著人們總體平衡能力的持續(xù)下降,科學(xué)家開(kāi)始密切關(guān)注基于復(fù)雜的大腦一軀體協(xié)作的平衡能力,以及這種能力與認(rèn)知和情緒處理間的關(guān)系。
最近你有過(guò)跌倒的經(jīng)歷嗎?如果有,那么這樣一個(gè)事實(shí)或許可以化解你的尷尬:直立行走背后的機(jī)制,特別是人類怎樣保持上身基本不動(dòng)而只動(dòng)下身的行走方式,本來(lái)就遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。事實(shí)上,人類是地球上唯一一個(gè)以直立行走為基本行動(dòng)模式的物種。
人類頭重腳輕的身體構(gòu)造,先天決定了人在站立時(shí)本來(lái)就不穩(wěn)定。更糟的是,人體的重心位于骨盆的高度,且在水平方向上略微前傾于腳踝。因此,從理論上講,即使忽略頭部的重量并保持上身不動(dòng),只是簡(jiǎn)單地站立,也有跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。如果人體健康狀況良好,那么巨大的大腦一軀體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就能高效整合來(lái)自肌肉、眼、前庭系統(tǒng)和內(nèi)耳的信息,使身體輕松保持站立時(shí)的平衡。其中涉及的人體肌肉包括調(diào)整站姿所必要的腿部肌肉和核心肌肉(位于人體軀干中央、負(fù)責(zé)保護(hù)脊椎的肌群)。通常人們認(rèn)為,核心肌肉承擔(dān)著保持身體平衡的重任,但腿部肌肉才是發(fā)揮絕大部分作用的主角。在站立時(shí),一旦放松所有的腿部肌肉,人就會(huì)跌倒。
人體大腦一軀體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)來(lái)自肌肉、關(guān)節(jié)、感覺(jué)和環(huán)境信息的不間斷整合,是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。神經(jīng)科學(xué)家到現(xiàn)在也沒(méi)有完全弄清這種整合背后的復(fù)雜機(jī)制。不過(guò),一些關(guān)鍵點(diǎn)已被確定,其中最重要的就是小腦(大腦底部的球根狀小區(qū)域,其包含的腦神經(jīng)元數(shù)量比大腦的其余任何部分都多)。
進(jìn)化學(xué)研究發(fā)現(xiàn),人類開(kāi)始用兩足直立行走以來(lái).小腦體積不斷增大。小腦又連接至大腦中的其他某些區(qū)域,如閉環(huán)控制軀體行動(dòng)的運(yùn)動(dòng)皮層。因此科學(xué)家認(rèn)為,人類之所以能夠?qū)ν话l(fā)情況做出及時(shí)、恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng),是因?yàn)榇竽X能對(duì)類似情況做出快速預(yù)測(cè),而預(yù)測(cè)的過(guò)程是在小腦中完成的。小腦如同一個(gè)超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的信息“前哨”處理器,軀體當(dāng)下的信息傳遞至小腦并被小腦高效處理后,得到的新信息又傳遞到軀體各部分,以便迅速調(diào)整下一步即將做出的動(dòng)作。
人們通常以為,行走似乎是一種不需費(fèi)力的本能行為。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn),即使是在平地上行走,我們的身體也并非不做任何努力就能時(shí)刻保持平衡,而是靠大腦不斷地糾偏而保持平衡。更具體地講,在正常行走時(shí),我們的大腦使下半身做出的動(dòng)作也如同醉酒后為糾正趔趄的步伐或遭到意外推操后為恢復(fù)平衡而做出的修正動(dòng)作。例如,如果你在行走時(shí)受到一個(gè)向右的推力,你就會(huì)本能地盡量使右腿保持不動(dòng),同時(shí)向左施加一個(gè)反向的力來(lái)抵消這個(gè)推力。事實(shí)證明,即使在最平坦的地面上,我們的大腦對(duì)所走出的每一步都是在不經(jīng)意中把因運(yùn)動(dòng)而失衡的上半身一次又一次地拉回至平衡狀態(tài)。
因此,人類腳步邁出的位置其實(shí)并不是想直接移動(dòng)到的目標(biāo)位置,而是大腦為了不讓我們跌倒、命令兩足落在足以將軀體支撐住的位置。而正是小腦、感覺(jué)系統(tǒng)和肌肉間的高效協(xié)作所產(chǎn)生的微小糾偏行為,讓人的腿部根據(jù)骨盆當(dāng)下所處位置進(jìn)行兩足的位置調(diào)整,才讓我們?cè)谛凶邥r(shí)看上去是那么平穩(wěn)。
由于人體的平衡控制系統(tǒng)由大量相互聯(lián)結(jié)的“零部件”構(gòu)成,因此平衡狀態(tài)會(huì)受到許多方面的影響:不平整的地面、前庭系統(tǒng)功能障礙、不夠強(qiáng)健的肌肉和較快的行走速度都可能使人體難以保持平衡,甚至跌倒。此外,妊娠、疾病和創(chuàng)傷(尤其是腿部創(chuàng)傷)都會(huì)擾亂軀體向小腦輸入的信息,從而增大跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。由糖尿病、壓力、創(chuàng)傷和感染引起的炎癥,也被證實(shí)會(huì)影響軀體平衡狀態(tài),從而影響人的行走方式,因而也會(huì)潛在地增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),而今在二三十歲的年輕人中,單腿站立時(shí)維持平衡的能力已開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì)。也就是說(shuō),人在步入中年以前發(fā)生具有危險(xiǎn)性的跌倒的風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)始上升,而且情況越來(lái)越糟。據(jù)統(tǒng)計(jì),1999-2007年,45-64歲的中老年人因跌倒致死的風(fēng)險(xiǎn)上升了44%。這是為什么?
事實(shí)上,人類保持軀體平衡的能力是在學(xué)習(xí)走路時(shí)反復(fù)試錯(cuò)并不斷修正的過(guò)程中掌握的。在童年和青少年時(shí)期平衡系統(tǒng)受到的訓(xùn)練越多,后來(lái)能被利用的儲(chǔ)備經(jīng)驗(yàn)也就越多。但現(xiàn)在孩子們的室外活動(dòng)時(shí)間逐漸減少,其保持平衡所涉及的肌肉強(qiáng)度因缺乏鍛煉逐漸下降,導(dǎo)致平衡能力開(kāi)始下降的時(shí)間點(diǎn)也不斷地提前。
一項(xiàng)研究顯示,在英格蘭,2014年的10歲兒童的肌肉強(qiáng)度比1994年的10歲兒童的肌肉強(qiáng)度降低了20%。如果不采取補(bǔ)救措施,孩子們的平衡能力還會(huì)持續(xù)下降。而當(dāng)人到中年,久坐變得越來(lái)越普遍,也會(huì)導(dǎo)致肌肉強(qiáng)度下降,同樣會(huì)增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。一些40多歲的人的平衡能力甚至比七八十歲的人還差。科學(xué)家以往就跌倒所做研究的對(duì)象為65歲及以上,現(xiàn)在這個(gè)年齡提前到了50歲及以上。
對(duì)現(xiàn)在的人而言,由年齡增長(zhǎng)導(dǎo)致的大腦功能衰退通常在50歲時(shí)就初現(xiàn)端倪,其中小腦首當(dāng)其沖,且這種衰退在女性中尤為普遍??茖W(xué)家尚不清楚其中的具體原因,但可以確定的是:雌激素對(duì)大腦有一定的保護(hù)作用,而女性在進(jìn)入更年期后雌激素水平開(kāi)始下降,因此大腦功能衰退的開(kāi)端往往出現(xiàn)在更年期。
幸運(yùn)的是,我們?nèi)杂袡C(jī)會(huì)采取措施來(lái)減緩甚至逆轉(zhuǎn)大腦功能衰退。例如有研究證實(shí),只需通過(guò)簡(jiǎn)單的動(dòng)作進(jìn)行平衡訓(xùn)練,如單腿站立、在瑜伽球上保持穩(wěn)定坐姿或雙腳沿一條直線行走等,就能幫助改善年輕人、中老年人甚至帕金森病等疾病患者的平衡能力。人類的平衡能力用則進(jìn),廢則退,要顯著改善平衡能力,老年人需要完成36-40個(gè)周期的平衡訓(xùn)練,每個(gè)周期至少持續(xù)35分鐘,而40歲以下的人只需達(dá)到老年人訓(xùn)練量的四分之一,即16-19個(gè)周期的平衡訓(xùn)練,每個(gè)周期持續(xù)15分鐘。更重要的是,平衡訓(xùn)練和力量訓(xùn)練能幫助我們減少對(duì)跌倒的恐懼,鼓勵(lì)我們進(jìn)行更多的鍛煉,最終形成“越用越強(qiáng)”的良性循環(huán)。
另一方面。除身體訓(xùn)練外,對(duì)注意力、感覺(jué)、記憶力、思維力、情緒能力、認(rèn)知靈活性等認(rèn)知能力的訓(xùn)練,也能有效地增強(qiáng)我們的“平衡”能力。
既然身體訓(xùn)練或認(rèn)知訓(xùn)練都能幫助我們改善平衡能力,那么將二者結(jié)合起來(lái)則會(huì)事半功倍。中國(guó)傳統(tǒng)武術(shù)之一——太極拳,就是二者結(jié)合的良好例子。研究顯示,練習(xí)太極拳既能改善人的平衡能力,還能提高認(rèn)知能力,讓人不再那么害怕跌倒。要知道,對(duì)跌倒的恐懼會(huì)讓小腦無(wú)法在第一時(shí)間對(duì)軀體發(fā)出指令,而令身體無(wú)法及時(shí)調(diào)整動(dòng)作和姿勢(shì),這是導(dǎo)致跌倒發(fā)生的第一大風(fēng)險(xiǎn)因素。好在我們可以主動(dòng)去加強(qiáng)平衡控制系統(tǒng),提高平衡能力。這并不需要參與任何專門(mén)的訓(xùn)練,而只需在日常生活中下意識(shí)地保持身體平衡,就能建立越用越進(jìn)、越進(jìn)越用的平衡控制系統(tǒng)。
焦慮癥、抑郁癥、精神分裂癥和其他精神健康障礙,被證實(shí)會(huì)影響患者的站姿和步態(tài),進(jìn)而影響軀體平衡。精神健康障礙對(duì)軀體平衡有許多潛在的影響,如抑郁癥惠青通常彎腰駝背,且動(dòng)作明顯比一般人緩慢,這就導(dǎo)致在將要跌倒時(shí),他們的平衡控制系統(tǒng)做出補(bǔ)救動(dòng)作的過(guò)程也更慢,導(dǎo)致他們可能來(lái)不及把身體拉回平衡狀態(tài)而跌倒,因此他們跌倒的風(fēng)險(xiǎn)比普通人高。精神分裂癥患者的癥狀通常伴隨搖擺的身體姿勢(shì),這與視覺(jué)信息和平衡系統(tǒng)的整合障礙有關(guān)。焦慮癥患者對(duì)跌倒的恐懼比普通人更強(qiáng)烈,這導(dǎo)致他們跌到的可能性更大。
科學(xué)家曾認(rèn)為,早期人類的行走方式類似于大猩猩利用指關(guān)節(jié)行走,經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間才進(jìn)化為用兩足直立行走。但最近科學(xué)家提出了一個(gè)新的假說(shuō),即當(dāng)人類的祖先還生活在樹(shù)上時(shí),他們就開(kāi)始用兩足直立行走。這意味著,大約在1500萬(wàn)年前,我們的祖先就開(kāi)始嘗試站立,因?yàn)樾枰檬址鲎?shù)枝才能站穩(wěn),所以他們逐漸掌握了基于雙足站立的平衡能力。有研究發(fā)現(xiàn),即使是用指尖輕觸移動(dòng)的樹(shù)枝,也能給大腦提供足夠的感覺(jué)反饋,從而使身體保持平衡。如果能證實(shí)這一假說(shuō),那么平衡能力就是現(xiàn)在人類能夠直立行走而其他動(dòng)物卻不能的原因之一。
如果你無(wú)法單腿站立超過(guò)30秒,就說(shuō)明你的平衡力不太好,需要進(jìn)行平衡訓(xùn)練。單腿站立是一種很好的平衡力訓(xùn)練方法,因?yàn)樗婕叭梭w的整個(gè)平衡系統(tǒng)。閉眼單腿站立則是單腿站立的升級(jí)版,它把視覺(jué)從平衡控制系統(tǒng)中剔除,僅通過(guò)肌肉和前庭系統(tǒng)以及內(nèi)耳的協(xié)作來(lái)保持軀體平衡。
事實(shí)上,有很多人無(wú)法很順暢地控制自己的腳趾。專家建議,向前和向后搖晃身體(把重心控制在腳后跟和腳趾之間),或用腳趾夾起和放下彈珠或筆,都可以強(qiáng)化腳掌的平衡能力。此外,不穿鞋走路,也可以幫助保持腳掌健康和強(qiáng)壯。練習(xí)普拉提或瑜伽則能改善軀體整體的平衡能力,但由于二者的練習(xí)動(dòng)作大多是靜止的姿勢(shì),因此無(wú)法加強(qiáng)對(duì)視覺(jué)和前庭系統(tǒng)與肌肉間的相互協(xié)作。