姿态和支撑几何,而非体型大小,决定了行走中的哺乳类四足动物的侧向动态稳定性

root 提交于 周三, 06/10/2026 - 02:47
体型大小和肢体姿势在哺乳动物中存在广泛差异,并且预计会影响运动稳定性,然而直接的比较性证据仍然有限。在此,我们通过比较小鼠和猫在动力学相似速度下的跑台行走,检验了体型较小、姿势更屈曲的哺乳动物是否比体型较大、姿势更直立的物种表现出更高的侧向动态稳定性。利用运动学分析和经过体型归一化处理的稳定性指标,我们表明,小鼠的侧向稳定性显著高于猫。这种增强的稳定性与相对更宽的步宽和更屈曲的肢体姿势相关,表明支撑几何构型和姿势在稳定运动中发挥主导作用。尽管存在这些差异,两种动物都会以逐步调节的方式控制侧向平衡,这一点可由质心运动与随后支撑边界调整之间的关系所揭示。我们的研究结果表明,运动稳定性并不随体型简单缩放,而是关键性地依赖于与姿势相关、且因物种而异的策略。这些结果表明,侧向稳定性是运动适应的一个关键因素,并提示小型哺乳动物的屈曲姿势可能在提高复杂环境中运动鲁棒性的同时,降低对主动神经控制的依赖。

体型大小和肢体姿势在哺乳动物中存在广泛差异,并且预计会影响运动稳定性,然而直接的比较证据仍然有限。在本研究中,我们通过比较小鼠和猫在动力学相似速度下的跑台行走,检验了体型较小、姿势更匍匐的哺乳动物是否比体型较大、姿势更直立的物种表现出更强的侧向动态稳定性。利用运动学分析和经体型归一化的稳定性指标,我们表明,小鼠的侧向稳定性显著高于猫。

这种增强的稳定性与相对更宽的步宽和更匍匐的肢体姿势相关,表明支撑几何和姿势在稳定运动中发挥主导作用。尽管存在这些差异,两种物种都以逐步调节的方式控制侧向平衡,这一点可由质心运动与随后支撑边界调整之间的关系所揭示。我们的研究结果表明,运动稳定性并不只是随体型大小简单缩放,而是关键性地依赖于姿势相关的策略,而这些策略在不同物种之间存在差异。

这些结果表明,侧向稳定性是运动适应的一个关键因素,并提示小型哺乳动物的匍匐姿势可能在增强复杂环境中运动鲁棒性的同时,降低对主动神经控制的依赖。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.04.730117v1?rss=1

🏷️ 哺乳动物运动 四足步态 侧向动态稳定性 肢体姿势 支撑几何