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《自然》:研究了100人脚底的老茧后,他们发现了光脚走路的惊人好处

惯于穿鞋的脚(左)和惯于赤足的脚(右)(来源:Daniel Lieberman


行走时穿鞋似乎理所当然,但在最新的《自然》杂志中,哈佛大学的科学家却发现光脚行走有着出人意料的好处:脚底的老茧不仅提供了保护,并且相比于穿着减震的鞋子,赤足者足底的触觉敏感度更高、膝盖受到的冲击力也较弱。或许,一些同学需要重新考虑行走方式了。


撰文 | 吴非


走路要穿鞋,这似乎是件理所应当的事。柔软、减震、厚实的鞋底为我们的双足提供了一层保护,避免脚底被地上的异物划伤、让我们即使在碎石路面也能随意奔跑。但当我们回溯人类的完整演化历程,却发现事情没有这么简单。大约600万年前,我们的祖先开始双足站立;30万年前,最早的智人出现。但直到4万年前,古人类学家才找到我们的祖先穿着鞋子的最古老证据:通过周口店田园洞人纤细的趾骨,他们推测出,穿鞋这一行为改变了趾骨的结构。而最古老的鞋子,则是从美国西部1万年前的古人类遗址发现的,由植物纤维简单编织而成的凉鞋。


也就是说,在人类演化的绝大部分时间中,我们的祖先都是赤脚行走、奔跑的。而相对舒适、减震的运动鞋,更是要到工业革命后才陆续出现。鞋子的出现,除了改变人类行走的方式,还对人类的健康造成怎样的影响呢?



赤足跑步背后的玄机


这一问题引起了哈佛大学人类演化生物学教授Daniel Lieberman的关注。穿鞋行为背后的科学,一直是Lieberman研究的对象。2010年,他与同事曾对比了穿鞋与光脚跑者在跑动时,脚的落地方式。研究发现,光脚或是穿着薄底鞋的跑者往往是用前脚掌或整个脚底着地;而穿跑鞋的跑者更倾向于脚后跟着地。相比之下,光脚跑步的缓冲效果更好,由此可以减少关节所受的压力。这项研究曾发表在2010年1月的《自然》杂志,并成为当期的封面文章。



而在这之后,Lieberman对这一话题的兴趣依旧强烈。喜爱跑马拉松的他,每年跑完波士顿马拉松后,都会脱去现代跑鞋,开始赤足或穿着薄地鞋长跑。随着光脚跑步次数的增加,Lieberman脚底逐渐长出一层老茧。这时,Lieberman感觉,长出老茧后双脚与地面接触时的触觉似乎依旧很灵敏。于是,他开始意识到,在这背后可能是光脚行走的另一个秘密。


Daniel Lieberman


在最新一期的《自然》杂志中,Lieberman团队就揭开了光脚行走对足部健康的另一层影响。



未改变的灵敏度


正如长期干体力活的劳动人民双手会长老茧,长期光脚走路的人类,脚底也会长出厚实的胼胝,也就是老茧。脚底的老茧,真的不会影响脚底的触觉敏感度?为了验证这个问题,Lieberman等人找来了超过100位志愿者。其中,81人来自肯尼亚;其余22人来自波士顿。在这群志愿者中,既有日常光脚行走的,也有习惯穿鞋的。


研究团队首先通过超声波测量了所有志愿者脚底老茧的厚度。结果不出所料,日常光脚的志愿者前脚掌和脚后跟的老茧厚度,均比穿鞋者高30%左右。此外,通过邵氏硬度计测出的脚底硬度也表明,光脚者的硬度高出30%。那么,更加厚实、坚硬的老茧,会给他们的双脚带来什么样的影响呢?


一个广为流传的观点是,老茧会让脚底与地面接触时的敏感度下降。这样的想法非常符合直觉,因为相比于遍布触觉感受器的脚底皮肤,老茧是由坏死的表皮细胞构成的角质层,敏感度似乎应该差一截。我们很容易想到的例子是,给他人脚底挠痒痒时,挠到娇嫩的皮肤往往会让人笑到抽筋,而挠老茧则很难产生反应。


但是,研究却得出了出人意料的结论。


Lieberman团队使用一种振动装置,来测试脚底两类机械刺激感受器(即能感受到触觉、压力、振动的部位)的敏感度。其中,触觉小体分布在皮肤真皮乳头内,是一种触觉感受器环层小体则是一类压力感受小体。研究团队用振动装置模拟走路时与地面的接触。结果令人意外:光脚者脚底厚实的老茧,并没有影响他们脚底的触觉,其展现出的灵敏度与穿鞋者相当。


用来检测足部触觉敏感度的特制设备(来源:Daniel Lieberman



更多影响


老茧是如何做到这一点的?研究人员认为,关键在于老茧的硬度。前文提到,光脚者脚底的硬度比穿鞋者高30%。当足底感受到的机械刺激在较软的皮肤中传递时,如同击打一块海绵,海绵(也就是足底的皮肤)会吸收一部分能量;相比之下,在坚硬的老茧中,信号的损耗要少很多,触觉信号可以近乎无损地传递给神经末梢,也就是触觉小体与环层小体,进而将触觉信号传递至大脑。相比之下,当我们穿上鞋子后,具有良好缓冲效果的鞋底,却阻碍了足底的触觉敏感度。


这样看似反直觉的结论有什么意义?对于双足行走的人类及其他灵长类来说,拥有灵敏的脚底触觉对生存起到至关重要的作用。良好的触觉不仅可以及时提醒我们地面上的危险、帮助我们避开可能造成脚步伤害的物体,还能在面临不平整的路面时警告我们及时调整平衡与步态,防止摔伤。


对年轻人而言,这样的区别或许并不明显。即使是穿上厚底的增高鞋,我们还是能在行走时掌握好平衡。但是,对于触觉随年龄增长而减弱的老年人,保证足够的触觉敏感度就有着重要意义了。研究人员指出,为了降低走路时摔伤的风险,老年人可以选择底部较薄、坚硬的鞋,以模拟赤脚时对地面的敏感度。


此外,这项研究还发现,穿鞋行为对人体健康的影响可能还不止于此:鞋子会影响脚部与地面接触时受到的反冲击力,进而向膝关节输送更多能量。目前,我们并不清楚这样的改变会对健康造成什么样的影响。不过,Lieberman注意到,二战之后,人类膝关节炎的发病率迅速上升;而这恰好与新技术出现、鞋子的缓冲性能大幅提升的时间吻合。当然,以上两者间是否存在因果性还有待考证。


尽管Lieberman相隔近十年的两项研究指出了光脚行走或跑步的诸多益处,但作者并没有推荐大家盲目地脱下鞋子外出。毕竟,在长出厚实的老茧之前,你的脚可能已经伤痕累累了。不过,这项研究告诉我们(尤其是老年人等特定人群),选好合适的鞋子还是大有裨益的。


原始论文:

Foot callus thickness does not trade off protection for tactile sensitivity during walking

参考链接:

Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners

Walking on your sensitive sole

Going Barefoot Is Good for the Sole



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