قياس تكيف الإنسان مع حالة مشي جديدة على جهاز سير ذو أحزمة منفصلة بعد خبرة واسعة بسرعات أحزمة مختلفة

لماذا يهم تغيير طريقة مشينا

نمشي آلاف الخطوات يوميًا دون أن نفكر في كيفية اختيار أجسامنا لطريقة مشي معينة. ومع ذلك يمكن لتعديلات بسيطة في طول كل خطوة أن تغيّر كمية الطاقة التي نستخدمها. تطرح هذه الدراسة سؤالًا بسيطًا لكنه مهمًا: بعد أن يتدرب الناس على المشي في حالة غير معتادة، هل يمكنهم نقل تلك الخبرة والاستمرار في ضبط مشيتهم عندما تتغير الحالة قليلًا؟

حزامان، جسد واحد

لاستكشاف ذلك استخدم الباحثون جهاز سير خاصًا مكوّنًا من حزامين جنبًا إلى جنب. يمكن لأحد الحزامين أن يتحرك أسرع من الآخر، مما يجبر المشي على نمط غير متساوٍ. من الناحية النظرية، إذا اتخذت خطوات أطول قليلًا على الحزام السريع مقارنة بالبطئ، يمكن للجهاز أن يؤدي عملًا مفيدًا أكثر نيابة عنك وتسترخي عضلاتك قليلًا مما يقلل استهلاكك للطاقة. ركز الفريق على مقدار اختلاف خطوة الجانب السريع عن خطوة الجانب البطيء، وهو مقياس لفارق طول الخطوة يعكس مدى لا تماثل المشية.

ممارسة موجهة في عالم مشي غير مألوف

وقف خمسة عشر متطوعًا أولًا بهدوء حتى يتمكن الباحثون من قياس استهلاكهم للطاقة في الراحة. ثم مشوا والحزامان يتحركان بنفس السرعة لالتقاط مشية كل شخص الطبيعية، القريبة من التناظر. بعد ذلك جُهزت الأحزمة بحيث يتحرك أحدها ثلاث مرات أسرع من الآخر. باستخدام جهاز لوحي يعرض أشرطة بسيطة مرتبطة بمواقع أقدامهم، تم توجيه المشاركين لممارسة سبع أنماط مميزة، من خطوات أقصر بوضوح على الحزام السريع إلى خطوات أطول بوضوح. استمر كل نمط ست دقائق، ما منح الناس خبرة واسعة بطرق مختلفة للمشي في هذا الإعداد غير المألوف.

توفّر وفورات في الطاقة لم يختاروها

أثناء هذه التجارب الموجهة، تصرّف الجهاز والجسم كما تنبأت به النظريات السابقة. كلما وُجه الأشخاص نحو أنماط ذات خطوات أطول على الحزام السريع، أدى جهاز السير عملاً مفيدًا أكبر عليهم، وبذلت سيقانهم جهدًا أقل في الدفع، وانخفض استهلاكهم المقاس للطاقة. بعبارة أخرى، كانت هناك مكافآت طاقية حقيقية متاحة إن اتخذوا أنماط خطوات غير متماثلة معينة. لكن عندما أزيل التوجيه البصري وطُلِب من الناس ببساطة المشي بشكل مريح، لم يختاروا تلك الأنماط الموفرة للطاقة. ظل فرق خطواتهم التي اختاروها ذاتيًا قريبًا من مشيتهم الأصلية، الشبه متناظرة، رغم أنهم اختبروا سابقًا أن بعض الأنماط غير المتماثلة تكلف طاقة أقل.

ماذا يحدث عندما تتغير سرعات الأحزمة

أتى الاختبار الحاسم بعد ذلك. بعد تجربة المشي الحر الأولى عند فرق السرعة الأكبر، غيّر الباحثون سرعات الأحزمة بحيث أصبح الحزام السريع أسرع بمقدار مرتين فقط عن الحزام البطيء، لكن ظلت السرعة المتوسطة ثابتة. خلق هذا وضعًا جديدًا لكنه مرتبط بالحالة السابقة. عندما واجه الناس هذا الإعداد الجديد لأول مرة، عدّلوا فورًا مدى تأرجح أقدامهم ومدة تواجدهم على كل حزام، محافظةً على أطوال خطوات إجمالية مشابهة بشكل مدهش. وخلال ست دقائق واصلوا ضبط نمطهم بزيادة طول الخطوات على الحزام السريع، ومع ذلك لم يتحول فرق خطواتهم الكلي بقوة نحو منطقة التوفير الطاقي التي تدربوا عليها سابقًا.

استراتيجية مرنة، ليست مجرد ملاحقة للطاقة

تشير النتائج إلى أن الممارسة في حالة مشي غير معتادة ساعدت الناس على تشكيل استراتيجية مستقرة يمكنهم تعديلها عندما تغيرت سرعات الأحزمة، لكن تلك الاستراتيجية لم تكن مدفوعة فقط بهدف توفير الطاقة. لقد عدّل المشاركون بوضوح تفاصيل كيفية ومتى تلامس أقدامهم الأحزمة مع تغير الظروف، وكان استهلاكهم للطاقة أقل عند فرق السرعة الأصغر. ومع ذلك لم يتبنوا بصورة طبيعية خطوات غير متماثلة أكثر تطرفًا كانت ستخفض استهلاك الطاقة أكثر. هذا يوحي بأن الراحة أو التوازن أو الإدراك بالجهد أو تفضيل التناظر قد يقيّد إلى أي حد يكون الناس مستعدين لدفع مشيتهم، حتى عندما يتوفر خيار اقتصادي أكثر.»

الاستشهاد: Jin, Z., Isa, J., Burden, S.A. et al. Quantifying human adaptation to a novel split-belt walking condition after broad experience at different belt speeds. Sci Rep 16, 15627 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46937-5

الكلمات المفتاحية: جهاز سير بأحزمة منفصلة, تكييف المشية, طاقة المشي, لا تماثل الخطوات, تعلم حركي