Записи захвата движения установили, почему странные положения рук были такими неэффективными. Согласно новому исследованию биомеханики верхней части тела, то, как мы держим руки, влияет на то, как мы бегаем, но, вероятно, не так, как ожидало бы большинство из нас. В исследовании делается вывод, что идеальным махом руки может быть тот, который вы уже используете.
Бег на длинные дистанции, конечно, физиологически затратен, а это означает, что он требует больших затрат энергии. Почти каждый аспект деятельности увеличивает расход энергии, например, удерживание тела в вертикальном положении и метрономическое движение сначала одной ногой, а затем другой вперед и к земле.
Но ученые и некоторые тренеры по беговой форме предположили, что качание руками, хотя и требует энергии, снижает общие метаболические затраты на бег, помогая уравновесить движущееся тело, увеличивая толчок вперед или, возможно, обеспечивая небольшой отскок, помогая поднимать мы отрываемся от земли с каждым шагом. Согласно этой теории, размахивание руками облегчает бег.
Эта идея, какой бы логичной она ни казалась, не была доказана. Итак, для нового исследования, опубликованного на прошлой неделе в The Journal of Experimental Biology, исследователи из Университета Колорадо в Боулдере пригласили 13 опытных взрослых бегунов надеть свои любимые кроссовки и посетить лабораторию передвижения при университете.
Во время их первой тренировки бегуны были одеты в маски, чтобы отслеживать, сколько кислорода они набрали и выдыхали углекислым газом. Эти меры определяют потребление энергии.
Они бегали на беговых дорожках в удобном темпе, держа руки нормально или в одном из трех все более необычных положений. В одном случае они свободно держали руки за спиной; в другом их руки были скрещены на груди, как у мумий; и в последнем они держали руки, сцепив пальцы, на затылке. В каждом случае добровольцы бегали по семь минут с перерывом между пробежками. За их дыханием следили.
Во время отдельного посещения лаборатории бегуны носили светоотражающие маркеры на плечах, туловище и ногах и повторяли четыре варианта расположения рук, когда исследователи снимали их с помощью трехмерных камер захвата движения.
Результаты показали, как и ожидали ученые, что добровольцы потребляли меньше всего энергии и были наиболее эффективны, когда бегали нормально, размахивая руками по бокам. С каждым изменением положения рук их эффективность снижалась. Удерживание рук за спиной требовало на 3% больше энергии, чем при обычном беге; накинув их на грудь, потребовалось на 9 процентов больше; и установка их на голову требовала на 13 процентов больше энергии.
Записи захвата движения установили, почему странные положения рук были такими неэффективными. Биомеханические измерения показали, что когда бегуны не размахивают руками, они не могут легко уравновесить маятниковое действие своих ног. Их верхняя часть тела начала колебаться.
По сути, ученые обнаружили, что руки были хорошим аксессуаром для бегунов.
По словам Кристофера Ареллано, научного сотрудника Национального института здоровья в Университете Брауна и ведущего автора исследования, нормальное движение руки является энергетически более дешевым способом противодействовать движению ног, чем использование мышц туловища.
Этот вывод, хотя и предсказуемый, необходимо было проверить, сказал Роджер Крам, профессор интегративной физиологии в Университете Колорадо и старший автор исследования. «Очевидно, что вряд ли кто-то побежит, положив руки на голову», - сказал он, - но мы хотели посмотреть, что произойдет, если они это сделают. Ответ в том, что каждый шаг становился немного более изнурительным.
В то же время результаты исследования неожиданно обнадеживают тех, чей раскачивание руки может быть идиосинкразическим.
Доктор Арельяно сказал, что у добровольцев были огромные различия в размахе рук. Все согнуты в локтях, но, кроме этого, некоторые были жесткими и робкими, а другие ленивыми. Большинство, но не все, при каждом взмахе скрещивали руки перед грудью. Исследователи пришли к выводу, что эти различия в значительной степени не повлияли на эффективность.
- Это хорошие новости, - сказал доктор Крам. Была мода говорить бегунам, что они должны держать руки так или иначе.