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在快节奏的现代生活中，「步行」似乎是最简单、最普通的运动方式之一。然而，你有没有想过，除了我们熟悉的向前走，反着「倒走」其实也大有乾坤？
近年来，随着健康意识的提升和运动康复领域的不断发展，倒走（Backward Walking, BW）逐渐引起了科学家和康复专家的关注。
如果各位读者朋友们现在放下手机，找一块安全的平地，尝试一下向后倒走，就会发现，「倒走」其实并不简单！
例如，向前走时，我们能清楚地看到前方的路，步伐自然又轻松；而倒走时，我们看不到路，步伐会变小，速度也会慢下来，甚至身体的重心和腿部用力方式也会发生改变。
其实，这种看似简单的走路方式变化，背后藏着很多学问咧！向前走和倒走两种方式具体存在什么差异呢？Lucia Donno等人对这一问题展开了研究，他们的成果发表在 Sensors 杂志上，为我们揭开了步行背后的奥秘。
△ 实验对象与流程
实验的对象是24名健康的年轻人，其中男性和女性各12名，平均年龄26岁左右。这些参与者都是身体健康、能够正常行走的人，没有下肢受伤或运动功能障碍的病史。
实验在一个专业的运动实验室进行，研究人员使用了先进的运动捕捉系统和测力平台，通过在参与者身上贴上22个反光标记点，精确记录了他们在向前步行和倒走过程中的运动数据。
实验流程非常严谨。首先，研究人员测量了参与者的身高、体重等基本身体参数，然后让他们在一条10米长的直道上自然行走。每个参与者需要完成5次向前步行和5次倒走的试验，每次试验都要确保标记点的轨迹清晰，并且双脚能够完全接触测力平台。
为了保证数据的准确性，实验过程中还安排了短暂的休息时间，以避免参与者因疲劳而影响结果。
01
倒走时，我们身体的运动模式会发生显著改变
实验结果揭示了向前步行和向后步行之间许多有趣的差异。
首先，在运动学方面，倒走时，参与者的平均速度显著降低至0.8米/秒，而向前行走时则为1.1米/秒（p < 0.001）。这可能是因为向后步行需要更多的注意力和身体协调能力，因此参与者不得不放慢速度以确保安全。
同时，向后步行时，步幅变短，步宽变宽。具体而言，向前走时，步长（一只脚到另一只脚的距离）平均为1.25米，步幅（左右脚之间的距离）为0.62米，而倒走时，步长缩短到了1.12米，步幅也缩小到0.56米。
此外，为了增加稳定性，参与者在倒走时会下意识地扩大步宽，从向前走时的0.09米增加到0.14米。这种步态调整反映了身体在面对不熟悉运动模式时的自我保护机制，也揭示了向后步行对平衡能力的更高要求。
△ 步态周期的定义（从一只脚接触地面开始，到同一只脚的下一次接触地面结束）
运动学分析进一步揭示了向前走和倒走时髋关节、膝关节和踝关节活动范围的显著差异。
以髋关节为例，向前行走时，髋关节的最大伸展角度可达16.3°，而在倒走时，髋关节仅略微伸展8.6°。
不仅如此，倒走时髋关节在步态周期的前半部分始终保持屈曲状态，直到70%时才达到最大屈曲角度28.4°，这一运动模式与向前行走时的髋关节运动模式几乎完全相反。髋关节的活动范围也从向前行走时的44.0°显著降低到倒走时的39.0°（p < 0.001）。这种差异其实在我们自己尝试倒走时也能发现，当我们倒走向后迈步时，腿部、胯部会略显“生硬”。
膝关节的运动学差异同样显著。向前走时，膝盖在落地时仅轻微弯曲，随后迅速伸直，以完成负重和推进的动作。然而，倒走时，膝盖初始弯曲角度更大，达到30°，并且在步态周期中的屈伸时机也发生了延迟，整体动作节奏发生了明显变化。
不仅如此，我们踝关节的表现也有所不同。向前走时，踝关节的运动顺序是从跖屈（脚尖向下）到背屈（脚尖向上），帮助推动身体向前。但在倒走时，这一顺序被颠倒，变为先背屈再跖屈。此外，倒走时踝关节在摆动前期的跖屈幅度也明显减小，这可能是为了更好地适应向后行走的步态需求。
△ 髋、膝、踝关节角度模式
△ 髋、膝、踝关节的活动范围（ROM）
02
倒走更考验平衡力、协调力，且更不伤膝盖
动力学分析进一步揭示了两种行走方式在地面反作用力（GRF）和关节力矩、功率方面的差异。
研究发现，在地面反作用力上，向前走时，身体落地时的垂直力（上下方向的力）呈现出先小后大的趋势，第二个峰值较大。然而，倒走时，第一个峰值就很大，且内侧的力（身体向内侧的力）也显著增强。
这表明倒走时，身体需要更多的内侧力量来维持平衡，这也反映了倒走对平衡能力的更高要求。
△ 地面反作用力（GRF）的三个分量
在关节力矩方面，倒走时髋关节和踝关节的力矩与向前走时几乎呈反向状态，仿佛是镜子里的倒影。向后行走时，髋关节的外力矩从早期站立相的伸展变为摆动前期的屈曲，而向前行走时则相反。膝关节的力矩在倒走时显著减小，这意味着膝盖在倒走时的用力更少，关节负荷也相应降低。
这一发现为倒走作为一种低冲击运动提供了有力的证据，表明它可能对膝关节的保护具有积极意义。
关节功率的变化同样值得关注。向前走时，髋关节和踝关节在摆动前期会有一个明显的发力过程，为迈出下一步提供动力。然而，倒走时，这种发力过程几乎消失，关节功率明显降低。这表明倒走时身体的整体用力减少了，肌肉不需要像向前走时那样努力工作。
这种较低的能量消耗和关节负荷，使得倒走成为一种独特的锻炼方式，既能锻炼身体的协调性和平衡能力，又不会对关节造成过大的压力。
△ 髋、膝、踝关节力矩模式
△ 髋、膝、踝关节功率模式
03
倒走还能提升认知与感知能力！
除了对身体的直接益处，以往的研究还发现：倒走可以改善认知功能、本体感觉和空间意识。
倒走时，由于视野受限，大脑需要更多地依赖本体感觉（身体对自身位置和运动状态的感知）和其他感官信息来维持平衡和规划运动路径。
这种对非视觉信息的高度依赖可以激活大脑中与空间感知和运动规划相关的区域，从而提升认知功能和空间意识。
例如，倒走时，我们不得不更加关注身体各部位的位置和运动状态，这种对身体的精细控制可以增强大脑的注意力和决策能力，同时也能提升我们对周围空间的感知能力。
04
小结
总的来说，倒走和向前走的区别很大。倒走时，我们走得更慢、步子更小、步宽更大，身体的动作和用力方式也发生了很大的变化。
虽然相对于我们习惯的向前走，倒走比较难，但研究发现倒走，实则对身体的负荷更小，还会对身体的平衡能力、认知功能和关节健康产生积极影响。
因此，下次出去散步时，找个安全、空旷的平地，尝试倒走两圈，说不定会有不一样的收获！
撰文：ZZN｜编辑：lcc
参考文献：
[1] Donno L, Monoli C, Frigo CA, Galli M. Forward and Backward Walking: Multifactorial Characterization of Gait Parameters. Sensors (Basel). 2023;23(10):4671. Published 2023 May 11. doi:10.3390/s23104671
[2] Junjie Wang, Jian Xu, Ruopeng An. Effectiveness of backward walking training on balance performance: A systematic review and meta-analysis. Gait & Posture, 2019;68(466-475), https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2019.01.002.
