Жёсткость стопы человечества
teambaltikaСчитается, что уникальная изогнутость формы средней части стопы человека придаёт ей жёсткость и «пружинистость». Тогда как у других приматов стопы плоские, которые могут лишь изгибаться в средней части стопы.
Тем не менее связь между геометрией средней части стопы и жёсткостью остаётся дискуссионной темой в биомеханике стопы, подиатрии и палеонтологии.
Все эти дебаты сосредоточены на среднем продольном своде стопы и не учитывают, влияет ли на жёсткость второй – поперечный – свод стопы человека.
В настоящей работе, опубликованной в журнале Nature, авторы показывают, что поперечная тарзальная (предплюсневая) дуга (представляет собой короткую область, проходящую через стопу слева направо; находится между подушечкой стопы и пяткой) действует через межкостные ткани (связки и мышцы стопы) и отвечает за более чем 40% продольной жесткости стопы.
Принцип действия напоминает гибкую банкноту, которая становится жёсткой при поперечном скручивании.
Авторы ввели безразмерный параметр кривизны, который управляет вкладом жёсткости поперечной дуги стопы. В самой стопе свойства и жёсткость межкостных тканей и подвижность плюсневых костей могут дополнительно влиять на продольную жёсткость стопы и таким образом на соотношение кривизны и жёсткости поперечной дуги свода.
Анализируя окаменелости, авторы отследили эволюцию параметра кривизны свода стопы у вымерших предков и показали, что поперечная арка, похожая на ту, что есть сейчас у человека, была ключевым шагом в эволюции человеческого прямохождения, который предшествовал развитию роду Homo, по крайней мере, на 1,5 млн лет.
Это обновлённое понимание функционирования и эволюции стопы может улучшить клиническое лечение расстройств плоскостопия, конструирование роботизированных стоп и изучение функции стопы при передвижении.