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在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中，「步行」似乎是最簡單、最普通的運動方式之一。然而，你有沒有想過，除了我們熟悉的向前走，反著「倒走」其實也大有乾坤？

近年來，隨著健康意識的提升和運動康復領域的不斷發(fā)展，倒走（Backward Walking, BW）逐漸引起了科學家和康復專家的關注。

如果各位讀者朋友們現(xiàn)在放下手機，找一塊安全的平地，嘗試一下向后倒走，就會發(fā)現(xiàn)，「倒走」其實并不簡單！

例如，向前走時，我們能清楚地看到前方的路，步伐自然又輕松；而倒走時，我們看不到路，步伐會變小，速度也會慢下來，甚至身體的重心和腿部用力方式也會發(fā)生改變。

其實，這種看似簡單的走路方式變化，背后藏著很多學問咧！向前走和倒走兩種方式具體存在什么差異呢？Lucia Donno等人對這一問題展開了研究，他們的成果發(fā)表在 Sensors 雜志上，為我們揭開了步行背后的奧秘。

△ 實驗對象與流程

實驗的對象是24名健康的年輕人，其中男性和女性各12名，平均年齡26歲左右。這些參與者都是身體健康、能夠正常行走的人，沒有下肢受傷或運動功能障礙的病史。

實驗在一個專業(yè)的運動實驗室進行，研究人員使用了先進的運動捕捉系統(tǒng)和測力平臺，通過在參與者身上貼上22個反光標記點，精確記錄了他們在向前步行和倒走過程中的運動數(shù)據(jù)。

實驗流程非常嚴謹。首先，研究人員測量了參與者的身高、體重等基本身體參數(shù)，然后讓他們在一條10米長的直道上自然行走。每個參與者需要完成5次向前步行和5次倒走的試驗，每次試驗都要確保標記點的軌跡清晰，并且雙腳能夠完全接觸測力平臺。

為了保證數(shù)據(jù)的準確性，實驗過程中還安排了短暫的休息時間，以避免參與者因疲勞而影響結果。

01

倒走時，我們身體的運動模式會發(fā)生顯著改變

實驗結果揭示了向前步行和向后步行之間許多有趣的差異。

首先，在運動學方面，倒走時，參與者的平均速度顯著降低至0.8米/秒，而向前行走時則為1.1米/秒（p < 0.001）。這可能是因為向后步行需要更多的注意力和身體協(xié)調(diào)能力，因此參與者不得不放慢速度以確保安全。

同時，向后步行時，步幅變短，步寬變寬。具體而言，向前走時，步長（一只腳到另一只腳的距離）平均為1.25米，步幅（左右腳之間的距離）為0.62米，而倒走時，步長縮短到了1.12米，步幅也縮小到0.56米。

此外，為了增加穩(wěn)定性，參與者在倒走時會下意識地擴大步寬，從向前走時的0.09米增加到0.14米。這種步態(tài)調(diào)整反映了身體在面對不熟悉運動模式時的自我保護機制，也揭示了向后步行對平衡能力的更高要求。

△ 步態(tài)周期的定義（從一只腳接觸地面開始，到同一只腳的下一次接觸地面結束）

運動學分析進一步揭示了向前走和倒走時髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)活動范圍的顯著差異。

以髖關節(jié)為例，向前行走時，髖關節(jié)的最大伸展角度可達16.3°，而在倒走時，髖關節(jié)僅略微伸展8.6°。

不僅如此，倒走時髖關節(jié)在步態(tài)周期的前半部分始終保持屈曲狀態(tài)，直到70%時才達到最大屈曲角度28.4°，這一運動模式與向前行走時的髖關節(jié)運動模式幾乎完全相反。髖關節(jié)的活動范圍也從向前行走時的44.0°顯著降低到倒走時的39.0°（p < 0.001）。這種差異其實在我們自己嘗試倒走時也能發(fā)現(xiàn)，當我們倒走向后邁步時，腿部、胯部會略顯“生硬”。

膝關節(jié)的運動學差異同樣顯著。向前走時，膝蓋在落地時僅輕微彎曲，隨后迅速伸直，以完成負重和推進的動作。然而，倒走時，膝蓋初始彎曲角度更大，達到30°，并且在步態(tài)周期中的屈伸時機也發(fā)生了延遲，整體動作節(jié)奏發(fā)生了明顯變化。

不僅如此，我們踝關節(jié)的表現(xiàn)也有所不同。向前走時，踝關節(jié)的運動順序是從跖屈（腳尖向下）到背屈（腳尖向上），幫助推動身體向前。但在倒走時，這一順序被顛倒，變?yōu)?strong>先背屈再跖屈。此外，倒走時踝關節(jié)在擺動前期的跖屈幅度也明顯減小，這可能是為了更好地適應向后行走的步態(tài)需求。

△ 髖、膝、踝關節(jié)角度模式

△ 髖、膝、踝關節(jié)的活動范圍（ROM）

02

倒走更考驗平衡力、協(xié)調(diào)力，且更不傷膝蓋

動力學分析進一步揭示了兩種行走方式在地面反作用力（GRF）和關節(jié)力矩、功率方面的差異。

研究發(fā)現(xiàn)，在地面反作用力上，向前走時，身體落地時的垂直力（上下方向的力）呈現(xiàn)出先小后大的趨勢，第二個峰值較大。然而，倒走時，第一個峰值就很大，且內(nèi)側的力（身體向內(nèi)側的力）也顯著增強。

這表明倒走時，身體需要更多的內(nèi)側力量來維持平衡，這也反映了倒走對平衡能力的更高要求。

△ 地面反作用力（GRF）的三個分量

在關節(jié)力矩方面，倒走時髖關節(jié)和踝關節(jié)的力矩與向前走時幾乎呈反向狀態(tài)，仿佛是鏡子里的倒影。向后行走時，髖關節(jié)的外力矩從早期站立相的伸展變?yōu)閿[動前期的屈曲，而向前行走時則相反。膝關節(jié)的力矩在倒走時顯著減小，這意味著膝蓋在倒走時的用力更少，關節(jié)負荷也相應降低。

這一發(fā)現(xiàn)為倒走作為一種低沖擊運動提供了有力的證據(jù)，表明它可能對膝關節(jié)的保護具有積極意義。

關節(jié)功率的變化同樣值得關注。向前走時，髖關節(jié)和踝關節(jié)在擺動前期會有一個明顯的發(fā)力過程，為邁出下一步提供動力。然而，倒走時，這種發(fā)力過程幾乎消失，關節(jié)功率明顯降低。這表明倒走時身體的整體用力減少了，肌肉不需要像向前走時那樣努力工作。

這種較低的能量消耗和關節(jié)負荷，使得倒走成為一種獨特的鍛煉方式，既能鍛煉身體的協(xié)調(diào)性和平衡能力，又不會對關節(jié)造成過大的壓力。

△ 髖、膝、踝關節(jié)力矩模式

△ 髖、膝、踝關節(jié)功率模式

03

倒走還能提升認知與感知能力！

除了對身體的直接益處，以往的研究還發(fā)現(xiàn)：倒走可以改善認知功能、本體感覺和空間意識。

倒走時，由于視野受限，大腦需要更多地依賴本體感覺（身體對自身位置和運動狀態(tài)的感知）和其他感官信息來維持平衡和規(guī)劃運動路徑。

這種對非視覺信息的高度依賴可以激活大腦中與空間感知和運動規(guī)劃相關的區(qū)域，從而提升認知功能和空間意識。

例如，倒走時，我們不得不更加關注身體各部位的位置和運動狀態(tài)，這種對身體的精細控制可以增強大腦的注意力和決策能力，同時也能提升我們對周圍空間的感知能力。

04

小結

總的來說，倒走和向前走的區(qū)別很大。倒走時，我們走得更慢、步子更小、步寬更大，身體的動作和用力方式也發(fā)生了很大的變化。

雖然相對于我們習慣的向前走，倒走比較難，但研究發(fā)現(xiàn)倒走，實則對身體的負荷更小，還會對身體的平衡能力、認知功能和關節(jié)健康產(chǎn)生積極影響。

因此，下次出去散步時，找個安全、空曠的平地，嘗試倒走兩圈，說不定會有不一樣的收獲！

撰文：ZZN｜編輯：lcc

參考文獻：

[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.