二足动物与四足动物维持姿势稳定性的不同策略——通过静态压力计比较健康人类与犬类

为什么静止站立并不那么简单

保持直立看起来毫不费力，但你的身体不断做出细微调整以防止跌倒。本研究提出了一个出人意料又有趣的问题：人类和狗在保持平衡时是否使用相同的技巧，尤其是在看不见的时候？通过比较健康的年轻成年人和宠物犬静止站立时的表现，研究人员揭示了二足与四足身体如何依赖不同的感觉和体型来保持稳定。

人类与犬类如何接受测试

为探究平衡，研究团队让22名人类和22只犬在压力感应平台上非常静止地站立。该装置能检测足部或爪下的重量转移，并允许科学家追踪身体下方的一个移动点，该点反映了平衡是如何被控制的。每个受试对象都测量两次：一次在正常视力下，一次在无法有效使用视觉的情况下。人类只需闭眼并仍面向固定位置，而犬类则戴上经过仔细粘贴的安全护目镜以阻断视线。从这些测量中，研究者计算出一个标准分数——Romberg指数，用以比较闭眼与睁眼时的摆动变化量。

这些平衡数值意味着什么

当一个人或动物站得更稳时，身体下方移动点行进的距离更短、移动更慢、覆盖的区域更小。Romberg指数将这些特征量化为在移除视觉时的变化程度。约100的数值意味着闭眼对平衡影响不大，而明显高于或低于100的数值则表明视觉有强烈影响。团队考察了多项指标，包括身体前后与左右的摆动幅度、摆动路径长度、运动速度以及覆盖面积大小。

人类比狗更依赖视觉

最清晰的模式是，人类在无法看见时明显变得不那么稳固。在前后摆动、摆动路径长度和运动速度等指标上，人类分数均升高超出100，表明移除视觉使他们摆动增大。而在犬类中，相同指标的数值均低于100，意味着它们的平衡变化较小，甚至在失去视觉时略显更受控。通俗地说，人类在站立时高度依赖视觉，而狗更多依靠肌肉与关节的感觉以及内耳的本体平衡信号。

共有与不同的平衡策略

并非所有测量都在两种物种间存在差异。移除视觉后，左右摆动与整体支撑面积在人类与犬类中表现相似。这表明一旦无法依赖视觉，尽管身体结构大不相同，两种物种可能会动用可比较的备用策略。作者指出体型是一个重要因素：狗由四足形成的长而低的矩形支撑基底和较低的质心，有利于前后稳定，但在横向上可能相对脆弱。人类两足直立、支撑基底较小且质心较高，因此在前后更容易晃动，并严重依赖视觉来控制这种晃动。

这项研究在实验室之外的意义

研究总结道，人类与犬类因解剖结构与进化历程的差异而采用不同的平衡策略。人类质心较高、强烈依赖视觉信息，因此被蒙眼时摆动更多；而犬类质心较低、支撑基底更宽，因而在无视力情况下应对得更好，并更依赖非视觉感觉和肢体协同。理解这些差异有助于兽医评估犬类的平衡问题，为治疗师设计训练或康复方案提供依据，甚至为工程师在构建需要在不同腿数上保持直立的仿生机器人时提供灵感。

引用: Aghapour, M., Affenzeller, N., Lutonsky, C. et al. Different strategies of bipeds and quadrupeds to maintain postural stability- a comparison of healthy humans and dogs via static posturography. Sci Rep 16, 14408 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42726-2

关键词: 姿势稳定性, 人犬比较, 平衡控制, 静态姿势图, 压中心（重心压力中心）