为什么花样滑冰运动员旋转时不会头晕?

约翰·霍普金斯医院神经学助理教授阿米尔·凯拉德曼解答

加入我们的科学爱好者社区!

当我们旋转时——在游乐园的游乐设施上或舞池中——我们经常会感到迷失方向,甚至头晕。那么,职业运动员,尤其是以惊人速度旋转的花样滑冰运动员,是如何避免失去平衡的呢?

简单的答案是训练,但要真正理解为什么花样滑冰运动员在旋转时不会头晕,就需要了解前庭系统,这是我们内耳中帮助我们保持直立的装置。该系统包含特殊的感官神经细胞,可以检测我们头部移动的速度和方向。这些传感器与我们的眼球运动以及我们对身体在空间中的位置和运动的感知紧密结合。例如,如果我们向右转头,同时眼睛仍然专注于正前方的物体,我们的眼睛自然会以相同的速度向左移动。这种非自主反应使我们能够保持专注于静止的物体。

旋转更为复杂。当我们在旋转时移动头部时,我们的眼睛开始向相反方向移动,但在头部完成完整的 360 度转动之前达到极限。因此,我们的眼睛在旋转过程中会快速回到一个新的起始位置,并且当我们旋转时,该运动会重复。当我们的头部旋转触发这种自动的、重复的眼球运动,称为眼球震颤时,我们就会感到头晕。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。 通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续刊登关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事。


滑冰运动员通过学习如何用另一种眼球运动——称为视动性眼震——来抵消眼球震颤,从而抑制头晕。视动性眼震发生在眼球震颤的相反方向,使我们能够在头部保持静止的情况下,用眼睛跟踪移动的物体——例如呼啸而过的火车。当火车的前几节车厢移出视野时,我们的眼睛会跳回到初始位置以跟随接下来的几节车厢,并且该运动会重复。滑冰运动员可以训练自己,在旋转时启动这种相反的眼球运动,以抵消眼球震颤,并防止世界旋转。

职业运动员采用多种其他策略来预防头晕,包括保持匀速。我们前庭系统中的传感器只能检测到速度的变化,因此它们无法感知以稳定速度发生的旋转。如果运动员能够控制他们的速度,他们只会在加速进入和减速退出旋转时才会遇到头晕。

芭蕾舞演员采用另一种他们称之为“定点”的技巧。当他们旋转时,他们保持身体以相当恒定的速度移动,但试图将目光固定在一个“点”上,从而改变头部旋转的速度。他们将头部保持在原位,然后在每次转弯结束时快速甩动头部,从而最大限度地减少头部旋转的时间,并限制任何眼球震颤。“定点”训练可能为芭蕾舞演员提供更广泛的好处:2013 年的一项研究表明,这种训练可能教会他们的大脑如何抑制来自其起源地——内耳的头晕信号。

尽管有这些技巧,花样滑冰运动员和舞蹈演员有时仍然会失去平衡,但在这方面,大量的练习也派上了用场。如果他们在旋转结束时排练并掌握了优雅的动作,这可以让他们有机会在短暂的头晕之后恢复过来。

问题由匿名用户通过电子邮件提交

您是否有关于大脑的问题希望专家解答?请发送至 MindEditors@sciam.com

SA Mind Vol 27 Issue 6本文最初以 “为什么花样滑冰运动员旋转时不会头晕?” 为标题发表于 SA Mind 第 27 卷第 6 期 (), 第 72 页
doi:10.1038/scientificamericanmind1116-72a
© . All rights reserved.