當我們旋轉時——在遊樂園的遊樂設施上或舞池中——我們經常會感到迷失方向,甚至頭暈。那麼,職業運動員,尤其是以驚人速度旋轉的花樣滑冰運動員,是如何避免失去平衡的呢?
簡單的答案是訓練,但要真正理解為什麼花樣滑冰運動員在旋轉時不會頭暈,就需要了解前庭系統,這是我們內耳中幫助我們保持直立的裝置。該系統包含特殊的感官神經細胞,可以檢測我們頭部移動的速度和方向。這些感測器與我們的眼球運動以及我們對身體在空間中的位置和運動的感知緊密結合。例如,如果我們向右轉頭,同時眼睛仍然專注於正前方的物體,我們的眼睛自然會以相同的速度向左移動。這種非自主反應使我們能夠保持專注於靜止的物體。
旋轉更為複雜。當我們在旋轉時移動頭部時,我們的眼睛開始向相反方向移動,但在頭部完成完整的 360 度轉動之前達到極限。因此,我們的眼睛在旋轉過程中會快速回到一個新的起始位置,並且當我們旋轉時,該運動會重複。當我們的頭部旋轉觸發這種自動的、重複的眼球運動,稱為眼球震顫時,我們就會感到頭暈。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續刊登關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
滑冰運動員透過學習如何用另一種眼球運動——稱為視動性眼震——來抵消眼球震顫,從而抑制頭暈。視動性眼震發生在眼球震顫的相反方向,使我們能夠在頭部保持靜止的情況下,用眼睛跟蹤移動的物體——例如呼嘯而過的火車。當火車的前幾節車廂移出視野時,我們的眼睛會跳回到初始位置以跟隨接下來的幾節車廂,並且該運動會重複。滑冰運動員可以訓練自己,在旋轉時啟動這種相反的眼球運動,以抵消眼球震顫,並防止世界旋轉。
職業運動員採用多種其他策略來預防頭暈,包括保持勻速。我們前庭系統中的感測器只能檢測到速度的變化,因此它們無法感知以穩定速度發生的旋轉。如果運動員能夠控制他們的速度,他們只會在加速進入和減速退出旋轉時才會遇到頭暈。
芭蕾舞演員採用另一種他們稱之為“定點”的技巧。當他們旋轉時,他們保持身體以相當恆定的速度移動,但試圖將目光固定在一個“點”上,從而改變頭部旋轉的速度。他們將頭部保持在原位,然後在每次轉彎結束時快速甩動頭部,從而最大限度地減少頭部旋轉的時間,並限制任何眼球震顫。“定點”訓練可能為芭蕾舞演員提供更廣泛的好處:2013 年的一項研究表明,這種訓練可能教會他們的大腦如何抑制來自其起源地——內耳的頭暈訊號。
儘管有這些技巧,花樣滑冰運動員和舞蹈演員有時仍然會失去平衡,但在這方面,大量的練習也派上了用場。如果他們在旋轉結束時排練並掌握了優雅的動作,這可以讓他們有機會在短暫的頭暈之後恢復過來。
問題由匿名使用者透過電子郵件提交
您是否有關於大腦的問題希望專家解答?請傳送至 MindEditors@sciam.com
