对人们走路时脚如何工作的新见解

虽然大多数人出生时就有两只脚，并且终生都在使用它们，但科学家们并没有完全理解脚的复杂功能。关于脚以及人类进化为直立行走的双足动物的机制，研究人员有许多悬而未决的问题和未经证实的假设。现在，宾夕法尼亚州立大学运动机能系的一项新研究挑战了人们长期以来对脚的进化和功能的看法，并可能对鞋子设计师产生影响。

指一个人的脚趾与脚趾的其余部分相交的关节脚可以向两个方向弯曲。足底屈曲是指脚趾向下弯曲，就像一个人试图用脚趾捡东西一样。背屈指的是脚趾向上弯曲，就像走路时脚后跟已经抬起时脚趾离开地面一样。

自20世纪50年代以来，研究人员一直认为，这个关节的背屈会使足弓更加坚硬，从而更容易走路。这项研究的主要作者、运动机能学博士候选人丹尼尔·戴维斯说，这个假设是合乎逻辑的。他解释说，坚硬的拱门似乎可以为人类提供更好的杠杆，使其离开地面。

“如果让你选择推什么东西，你更愿意用撬棍还是用泳池面?”戴维斯反问道。“僵硬的脚走路更有效率，这是有道理的。”

在杂志上的一篇新文章中《公共科学图书馆•综合》戴维斯和他的博士导师、运动机能学教授约翰·查里斯的研究发现，现实比这种假设要复杂得多。

在他们对14名健康年轻人的研究中，研究人员发现，脚趾背屈确实会增加足弓的刚性。参与者踩在地板上的一个盘子上，测量他们走路时的力量。在测量他们的基线力后，在他们的脚趾下放置一个塑料楔子，迫使他们的脚趾背屈。研究人员毫不意外地发现，这种背屈会增加足弓的刚性。更令人惊讶的是，当参与者的脚离开地面时，走路时的足弓更硬，会损失更多的能量。他们说，如果僵硬的足弓意味着走路需要更多的能量，那么人们普遍认为的人类足部进化的部分观点可能被误解了。

戴维斯解释说:“这与我们领域的传统观点相反，有一个刚性的足弓意味着你在走路时消耗更多的能量。”在这项研究之前，如果你问我，“足弓刚性的重要性是什么?”我会告诉你们，如果拱形不是刚性的，我们会损失更多的能量。但事实证明，这其中还有更多细微差别。”

当Davis和Challis进行这项研究时，他们主要对足底筋膜的作用感兴趣，这是一大块位于脚底的结缔组织。他们说他们没想到会这样拱刚性会导致他们的研究对象在走路时在足部使用更多的能量。

戴维斯说:“我们在这篇论文中的主要发现是基于足底筋膜对不同扰动的反应。”“但研究的令人兴奋之处在于，当你检查数据时，你永远不知道你会发现什么。”

除了对我们理解人类进化和足部功能的潜在影响外，这项研究还可能影响未来鞋设计。在现代跑鞋中，鞋子在前面向上倾斜是很常见的，这样脚趾就会抬起。这可以永久地背屈脚趾和足部其他部位之间的关节。然而，这项研究表明，使该关节处于背屈状态的鞋子可能会加重足底筋膜的劳损。

足底筋膜炎加重足底筋膜根据之前的研究，在美国，每年有200万人患有这种病，导致脚底部疼痛，尤其是在脚后跟附近。戴维斯说，如果特定的鞋子设计不适合患有足底筋膜炎的人，那么鞋子设计师就必须了解这一点。

戴维斯说:“这是影响鞋子设计的众多因素之一，但这并不意味着它不重要。”“足底筋膜炎每年都会影响数百万人，职业运动员也会受到影响。我们需要更多的研究来更好地了解足部，以便更好地治疗足底筋膜炎以及其他与脚有关的问题。”