没有小丑:玩杂耍的学习可能会阐明我们的感官如何帮助我们运行

周围没有小丑:杂耍揭示我们如何运行
由业余杂耍爱好者诺亚·考恩(Noah Cowan)领导的工程师们研究了一项杂耍任务,以了解触觉如何有助于有节奏的运动,比如跑步。图片来源:约翰·霍普金斯大学

(bob游戏医学Xpress) - juggling可能似乎是仅仅是娱乐,但约翰霍普金斯工程师带领的一项研究使用这项马戏团技能来收集关于愿景和触摸感的关键线索,帮助控制人类和动物以重复方式移动肢体的方式,例如跑步。调查结果最终可能有助于治疗神经疾病的人,可能导致假肢和机器人更有效地移动。

该研究最近在网上发表神经生理学杂志并将成为2014年3月3日的封面文章打印版。

在他们的论文中,由约翰霍普金斯研究人员带领的团队详细介绍了杂耍的不寻常的跳跃,以获得严肃的科学。他们解释说,七妖魔者依靠反复节奏的动作来保持多个球。类似形式的节奏运动在动物世界中也很常见,其中有效的机器对迅速移动的瞪羚和追逐它的猎豹同样重要。

“事实证明,杂耍的艺术为您在学习散步或跑步等行动或跑步时何时尝试回答的许多相同问题提供了一个有趣的窗口,”监督机械工程副教授诺亚牛纳说这个调查。“在我们的研究中,我们的参与者仍然存在并以节奏的方式使用他们的手。这是看着他们在奔跑时移动他们的脚。但是我们用杂耍作为节奏电机协调的典范,因为它是一个更简单的学习系统。“

具体来说,考恩和他的同事们想看看大脑是如何利用视觉和触觉来控制这类行为的。为此,他们设置了一个简单的虚拟杂耍场景。参与者手持一个与电脑相连的真实世界的球拍,并被要求反复将屏幕上的球弹向屏幕上两条线之间的目标区域,这两条线也画在了屏幕上。在一些试验中,参与者只有他们的视觉来指导他们。在其他实验中,每当数字球击中屏幕上的球拍时,参与者也会对现实世界中的球拍产生短暂的冲动。这模拟了如果一个真正的球真的击中了他们手中的球拍,他们会感觉到的感觉。

加上触感,也叫研究人员报道,参与者在任务中的错误大约一半的错误。

考恩从中学开始就是一名业余杂耍选手,他说:“我们很清楚这其中的原因。”“戏法中最棘手的挑战之一就是把握节奏;也就是说,让自己与球的运动同步。它是关于你自己的行动与环境中的行动的时间。当你在球击中球拍的那一刻得到触觉反馈的脉搏时,它会给你想要实现的杂耍模式的精确时间感。”

约翰霍普金斯大学的M. Mert Ankarali补充道该研究的主要作者,博士生说:“人类神经系统一直从我们的视觉得到反馈。但在玩杂耍时,关于触觉的重要事情是,我们得到了一个精确的时间提示,补充了连续的视觉反馈。这个时间提示对于我们掌握杂耍任务的节奏非常重要。”

一个更令人惊讶的发现是,增加触摸反馈似乎没有提高参与者对他们在试图将球击中到目标区域的任何杂耍错误的能力。但它确实使他们能够缩短整体错误。“触觉感觉只是一个微小的反馈反馈,”考曼说。“然而,这一点信息对于人们来说似乎是提高杂耍的表现至关重要。我们认为这是因为虽然愿景提供出色的空间和定位信息,但触觉信息提供了非常重要的时序信息。”

当人类和动物走路或跑步时,考曼补充说,他们的触摸感起来了一个关键作用:当跑步者的脚接触地面时,它们会提醒神经系统调节腿部的运动,以适应运行表面的变化。他还指出,大脑瞬间整合来自眼睛的信息的能力是成功运行,杂耍和其他重复运动的关键部分。

研究人员表示,未来的感觉反馈之间的联系的研究,时间和肢体运动可以帮助临床医生更好地了解一些比如感觉性共济失调可能会扰乱大脑对手臂和腿部运动的计时。未来的研究结果可能还有助于工程师们制造具有触觉感应的假肢和能像野生动物一样熟练移动的机器人。


进一步探索

通过假手再现触觉

更多信息:期刊文章在线:jn.physiology.org/content/earl ... .00140.2013.full.pdf.
信息信息: 神经生理学杂志

引用:不是开玩笑的:杂耍研究可能会解释我们的感官是如何帮助我们跑步的
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