在孤立封闭的南极环境中纵向考察期间的姿势稳定性

为何在南极保持平衡很重要

在南极科研站的生活看起来像冰天雪地的冒险，但在雪地或冰面上一个简单的滑倒，很快就可能变得严重——医院远在数千公里之外。本研究随访了一小组科学家和技术人员在为期49天的任务期间，观察他们随时间维持平衡的能力，以及在孤立、极端环境中生活是否会悄然削弱这一基本而关键的能力。

检验人体的严酷场所

詹姆斯·罗斯岛上的J. G. Mendel站位于岩石、积雪、冰层和冻土构成的极地荒漠。即便在夏季，气温仍接近冰点，风力强劲，地形又滑又不平。先前的研究表明，这类条件会改变人们的步态，并可能使人们在静立时更多地摇摆。同时，南极工作队还面临心理压力：睡眠不足、单调乏味和社会紧张会消耗注意力并放慢反应速度。由于稳固的姿势既依赖于身体的感受器也依赖于大脑的集中，研究人员怀疑这种挑战性的环境可能先使平衡变差，随后随着经验累积出现逐渐的适应。

把游戏主机改造成科学工具

为了在没有笨重实验室设备的情况下日复一日地跟踪平衡，团队将任天堂Wii平衡板——一款带有四个压力传感器的视频游戏配件——改装并与一台手持电脑和语音引导软件配对。十三名健康志愿者在四种条件下每次静立一分钟：在硬板上或厚泡沫垫上，且双眼打开或闭上。泡沫垫让地面感觉不稳，模糊来自足部和腿部的信息，而闭眼则去除了视觉线索。经过一周的监督训练后，参与者自行进行测试，系统记录压力数据并拍摄视频以确认他们遵循指示。

当感觉被剥夺时身体如何应对

当科学家分析近250份记录时，他们发现平衡强烈依赖于可用的感觉信息。在坚实表面且睁眼时，人们的摇摆仅为轻微。闭眼会使他们的动作略有增多，尤其是前后方向，这表明即便地面稳定，视觉也在悄然帮助微调站姿。站在泡沫垫上则呈现出另一种情况：当足部对表面的“触感”减弱时，摇摆急剧增加，而在此基础上再去除视觉会产生最大且最不规则的动作。更详细的信号分析显示，在这些更困难的条件下，身体倾向于采用更慢、更大幅度的修正和更少的复杂运动模式——这是控制策略变得更僵硬、灵活性下降的迹象，并更依赖剩余的可靠信息，主要是视觉。

七周内出人意料地稳定

研究人员原本预期在49天任务期间，平衡会在南极的压力和新奇感下先变差，然后随适应而改善。相反，当他们用统计模型逐周比较结果时，并未出现明显趋势。平均表现整个考察期间保持相当稳定。这可能意味着被高度筛选、体能良好的队员在测量开始前很快就完成了适应，或者更深层的改变（无论好坏）只有在更长期停留时才会显现，例如其他研究中记录的为期14个月的越冬任务。也有可能是这些在室内轻装静立的测试，未能捕捉到在户外穿着厚靴和多层装备在真实冰雪岩石上移动时的特定适应。

这些发现对未来探险者意味着什么

从通俗角度看，这项研究传达了两个主要信息。首先，当地面感觉不可靠——比如松软的雪、松散的砾石或厚泡沫垫——大脑会强烈依赖视觉来保持直立；在这些时刻去掉视觉，即使是健康的人也会明显摇摆更多。其次，至少在一个中等长度的夏季科考期内，受过训练的南极人员的平衡似乎是稳健的，而非在孤立与寒冷中逐渐崩解。该工作还表明，一套低成本、自动化程度高的系统可以在远离医院的地方监测此类微妙的身体功能，为极地探险以及可能的其他偏远或居家场景提供一种实用的跌倒风险筛查方法。

引用: Volf, P., Sokol, M., Leová, L. et al. Postural stability during a longitudinal expedition in an isolated and confined Antarctic environment. Sci Rep 16, 6005 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36215-9

关键词: 南极洲, 姿势稳定性, 平衡控制, 孤立环境, 防止跌倒