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《自然》:研究了100人腳底的老繭後,他們發現了光腳走路的驚人好處

慣於穿鞋的腳(左)和慣於赤足的腳(右)(來源:Daniel Lieberman)

行走時穿鞋似乎理所當然,但在最新的《自然》雜誌中,哈佛大學的科學家卻發現光腳行走有著出人意料的好處:腳底的老繭不僅提供了保護,並且相比於穿著減震的鞋子,赤足者足底的觸覺敏感度更高、膝蓋受到的衝擊力也較弱。或許,一些同學需要重新考慮行走方式了。

撰文 | 吳非

走路要穿鞋,這似乎是件理所應當的事。柔軟、減震、厚實的鞋底為我們的雙足提供了一層保護,避免腳底被地上的異物劃傷、讓我們即使在碎石路面也能隨意奔跑。但當我們回溯人類的完整演化歷程,卻發現事情沒有這麼簡單。大約600萬年前,我們的祖先開始雙足站立;30萬年前,最早的智人出現。但直到4萬年前,古人類學家才找到我們的祖先穿著鞋子的最古老證據:通過周口店田園洞人纖細的趾骨,他們推測出,穿鞋這一行為改變了趾骨的結構。而最古老的鞋子,則是從美國西部1萬年前的古人類遺址發現的,由植物纖維簡單編織而成的涼鞋。

也就是說,在人類演化的絕大部分時間中,我們的祖先都是赤腳行走、奔跑的。而相對舒適、減震的運動鞋,更是要到工業革命後才陸續出現。鞋子的出現,除了改變人類行走的方式,還對人類的健康造成怎樣的影響呢?

赤足跑步背後的玄機

這一問題引起了哈佛大學人類演化生物學教授Daniel Lieberman的關注。穿鞋行為背後的科學,一直是Lieberman研究的對象。2010年,他與同事曾對比了穿鞋與光腳跑者在跑動時,腳的落地方式。研究發現,光腳或是穿著薄底鞋的跑者往往是用前腳掌或整個腳底著地;而穿跑鞋的跑者更傾向於腳後跟著地。相比之下,光腳跑步的緩衝效果更好,由此可以減少關節所受的壓力。這項研究曾發表在2010年1月的《自然》雜誌,並成為當期的封面文章。

而在這之後,Lieberman對這一話題的興趣依舊強烈。喜愛跑馬拉松的他,每年跑完波士頓馬拉松後,都會脫去現代跑鞋,開始赤足或穿著薄地鞋長跑。隨著光腳跑步次數的增加,Lieberman腳底逐漸長出一層老繭。這時,Lieberman感覺,長出老繭後雙腳與地面接觸時的觸覺似乎依舊很靈敏。於是,他開始意識到,在這背後可能是光腳行走的另一個秘密。

在最新一期的《自然》雜誌中,Lieberman團隊就揭開了光腳行走對足部健康的另一層影響。

未改變的靈敏度

正如長期干體力活的勞動人民雙手會長老繭,長期光腳走路的人類,腳底也會長出厚實的胼胝,也就是老繭。腳底的老繭,真的不會影響腳底的觸覺敏感度?為了驗證這個問題,Lieberman等人找來了超過100位志願者。其中,81人來自肯亞;其餘22人來自波士頓。在這群志願者中,既有日常光腳行走的,也有習慣穿鞋的。

研究團隊首先通過超聲波測量了所有志願者腳底老繭的厚度。結果不出所料,日常光腳的志願者前腳掌和腳後跟的老繭厚度,均比穿鞋者高30%左右。此外,通過邵氏硬度計測出的腳底硬度也表明,光腳者的硬度高出30%。那麼,更加厚實、堅硬的老繭,會給他們的雙腳帶來什麼樣的影響呢?

一個廣為流傳的觀點是,老繭會讓腳底與地面接觸時的敏感度下降。這樣的想法非常符合直覺,因為相比於遍布觸覺感受器的腳底皮膚,老繭是由壞死的表皮細胞構成的角質層,敏感度似乎應該差一截。我們很容易想到的例子是,給他人腳底撓痒痒時,撓到嬌嫩的皮膚往往會讓人笑到抽筋,而撓老繭則很難產生反應。

但是,研究卻得出了出人意料的結論。

Lieberman團隊使用一種振動裝置,來測試腳底兩類機械刺激感受器(即能感受到觸覺、壓力、振動的部位)的敏感度。其中,觸覺小體分布在皮膚真皮乳頭內,是一種觸覺感受器;環層小體則是一類壓力感受小體。研究團隊用振動裝置模擬走路時與地面的接觸。結果令人意外:光腳者腳底厚實的老繭,並沒有影響他們腳底的觸覺,其展現出的靈敏度與穿鞋者相當。

用來檢測足部觸覺敏感度的特製設備(來源:Daniel Lieberman)

更多影響

老繭是如何做到這一點的?研究人員認為,關鍵在於老繭的硬度。前文提到,光腳者腳底的硬度比穿鞋者高30%。當足底感受到的機械刺激在較軟的皮膚中傳遞時,如同擊打一塊海綿,海綿(也就是足底的皮膚)會吸收一部分能量;相比之下,在堅硬的老繭中,信號的損耗要少很多,觸覺信號可以近乎無損地傳遞給神經末梢,也就是觸覺小體與環層小體,進而將觸覺信號傳遞至大腦。相比之下,當我們穿上鞋子後,具有良好緩衝效果的鞋底,卻阻礙了足底的觸覺敏感度。

這樣看似反直覺的結論有什麼意義?對於雙足行走的人類及其他靈長類來說,擁有靈敏的腳底觸覺對生存起到至關重要的作用。良好的觸覺不僅可以及時提醒我們地面上的危險、幫助我們避開可能造成腳步傷害的物體,還能在面臨不平整的路面時警告我們及時調整平衡與步態,防止摔傷。

對年輕人而言,這樣的區別或許並不明顯。即使是穿上厚底的增高鞋,我們還是能在行走時掌握好平衡。但是,對於觸覺隨年齡增長而減弱的老年人,保證足夠的觸覺敏感度就有著重要意義了。研究人員指出,為了降低走路時摔傷的風險,老年人可以選擇底部較薄、堅硬的鞋,以模擬赤腳時對地面的敏感度。

此外,這項研究還發現,穿鞋行為對人體健康的影響可能還不止於此:鞋子會影響腳部與地面接觸時受到的反衝擊力,進而向膝關節輸送更多能量。目前,我們並不清楚這樣的改變會對健康造成什麼樣的影響。不過,Lieberman注意到,二戰之後,人類膝關節炎的發病率迅速上升;而這恰好與新技術出現、鞋子的緩衝性能大幅提升的時間吻合。當然,以上兩者間是否存在因果性還有待考證。

儘管Lieberman相隔近十年的兩項研究指出了光腳行走或跑步的諸多益處,但作者並沒有推薦大家盲目地脫下鞋子外出。畢竟,在長出厚實的老繭之前,你的腳可能已經傷痕纍纍了。不過,這項研究告訴我們(尤其是老年人等特定人群),選好合適的鞋子還是大有裨益的。

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