互动科普

帮您走稳——振动的鞋垫让您阔步行

  Charles Choi

人一上岁数就容易丧失平衡感，而且骨质变得脆弱，这两者组合起来就很危险。它可能导致老人行动不便或者致命的摔倒。人老了以后，身体逐渐开始摇摇晃晃，原因之一是他们的神经系统对足部压力的变化已经不那么敏感，无论他们的重心倾向哪一边。没有人能保持完美的姿势，任何人都有点摇摆，为了保持平衡，大脑需要得到来自足底的信息。

足部信息能帮助那些平衡有问题的人。美国波士顿大学的生物专家James J. Collins主持的研究表明，轻微的足部刺激对那些年长的受试者有所帮助。这里的关键是振动必须是随机的，或者说是杂乱无章。

通常而言，杂讯会干扰主信号，例如电视画面被雪花点所淹没，又如在一个嘈杂的房间内进行的谈话。然而在适当的时机出现的杂讯却可以对较弱的信号起到增强作用。这种效应称为随机共振。在电子线路、全球气候模型以及神经细胞中都可以见到。想要了解它的工作机制，不妨想象处于罐子中的一只蛙：这个可怜的两栖动物凭一己之力恐怕很难跳出罐子，但是当这个罐子放在一辆颠簸的卡车和上时，这个小动物就有可能凭借外界的推动而跳出罐子。同理，微弱的随机冲击的噪音背景，有可能增强由足部传送到大脑的微弱信号。

研究人员用数百个随机振动的尼龙棒做了一个平台，他们要求志愿者赤足站在平台上，闭目、双手放两侧。研究人员调整尼龙棒的振动，直到参与者表示感觉不到振动为止。Collins和他的同事发现，参与实验的16位平均年龄为72岁的老年人在测试平台上摇摆的情况比之前少多了。事实上，他们在年轻的志愿者身上也进行过实验，他们的平均年龄是23岁，志愿者站在坚实的实验平台上，他们的感觉一样的好。如果他们感觉到了振动，这个好处就消失了。

Collin小组已经研制出1.3厘米厚的振动鞋垫，当试验者站在这样的原型产品上，他们甚至比站在上述的平台上摇摆的更少。Collin希望“几年后该鞋垫能在市场上销售”，那将是随机共振现象首次应用于日常生活中。

【何毓嵩/译 李爱珺/校】