衣架套头上,头会自动转?火遍全网的「衣架挑战」科学吗?

衣架套头上,头会自动转?火遍全网的「衣架挑战」科学吗?
[标签:标题]来自专辑 不正经研究 | 学术界的泥石流 本文作者:z_popeye上周,一个名为「衣架套头挑战」的话题莫名登上热搜,微博博主@WankerStudio 发布的一段视频率先把这个奇怪的挑战带入了大家的视野。挑战的内容来源于日本一档综艺节目,简单来说,就是把衣架套在头上,头会不由自主地转向一侧。套上衣架头就转了?图源:日本综艺节目《ヒルナンデス》不过,在接受挑战的人并非每一个都能成功:有人一脸「这什么沙雕」,不动如山;有人表情惊奇地转头,演技浮夸。「多少有点演的成分。」作者本人第一次看到这个视频的时候心中也充满着不屑和怀疑,但很快,评论区网友们的讨论又激搏狗娱乐_官方最新版起了我的好奇心。微博截图真的假的?怀着「倒要看看他葫芦里卖的什么药」的心情,我默默从床上爬起来,找出柜子里的衣架,缓缓套在头上,然后……居然真的会转!!!!而「衣架套头」这一话题迅速引来了各路科普博主,央视《走近科学》栏目主持人张腾岳还亲自发布视频来讲解这个实验。幸好他没有做成上中下三集图源:微博截图尽管真香了,但我还是十分好奇,「衣架套头挑战」究竟是怎么回事呢?谁是第一个拿衣架套头的人才?衣架套头?对于这样一个奇怪的姿势,许多人的第一反应是:华生你发现了盲点事实上,这个现象最早在 1991 年被丹麦神经学家克里斯坦森发现。不过,克里斯坦森比较保守,他使用的并非衣架,而是硬纸箱。克里斯坦森的实验示意图图源:参考文献 1他发现,如果像图 A 一样把硬纸箱「正着」套在头上,什么都不会发生。但如果把硬纸箱转过一定角度,像图 B 所示「斜着」套在头上,那么头就会不由自主地转向相反的方向。克里斯坦森找来 10 名健康的志愿者尝试了「纸箱套头」实验,只有一位女性志愿者没有成功,原因是她的头「太圆了」(conic shape of her head)。随后,克里斯坦斯在the Lancet上发表一篇论文来描述这种现象,但当时的他并不知道「纸箱套头」背后的原理究竟是什么。无独有偶,在大洋彼岸的日本,也有人发现了类似的现象。2003 年,在富士电视台一档名为《トリビアの泉》的综艺中,第一次出现了「衣架套头」这个实验。厚重的包浆充满了年代感图源:日本综艺节目《トリビアの泉》随后,针对「衣架套头实验」的研究开始在日本这片神奇的土地上发展壮大。为首的一群科学家来自日本电气通信大学梶本实验室(Kajimoto Laboratory),也是他们首先将这一现象正式命名为「衣架反射」(Hanger Reflex,HR)。衣架套头,为啥头会转?梶本实验室从 2008 年就开始针对衣架反射现象进行了一系列调查研究。事实上,全世界一共就只有十几篇关于衣架反射的论文,几乎全部来自这个不走寻常路的实验室。这个实验室看起来就挺有想法图源:Kajimoto Laboratory 官网首页衣架套头,头究竟为什么会转?这也正是梶本实验室要解决的第一个问题。有人认为这是由于衣架的重量不平均,头会不由自主地偏向有钩子的那一侧;也有人认为是痛感激发了人们「趋利避害」的本能,试图通过转头来减轻压力……梶本实验室选择从科学角度出发。他们设计了一款可以在头上围一整圈的压力感受器,用来测试衣架套头时,头的不同部位分别承受多大压力。不同情况下,衣架在头上的压力分布图源:参考文献 3研究发现,无论衣架钩子朝向什么方向,当头转向左边时,2 个压力峰值出现在头部的左前区(left frontal temporal region)和右后区(right occipital temporal region);当头转向右边时,2 个压力峰值出现在头部的右前区(right frontal temporal region)和左后区(left occipital temporal region)。而多出来的的那个小小的峰值,就是衣架钩子自身的重量,从试验结果来看,它所带来的影响并不能改变头的转向。简化模型消除了衣架钩子的重量影响之后的结果图源:参考文献 4那么,衣架反射的原理究竟是什么呢?经过一系列的研究,梶本实验室认为,要满足衣架反射的条件,首先人的头部应该呈一个长椭圆形。(这也解释了为什么在 1991 年克里斯坦森的首次试验中,有一位女士因为「头太圆」而失败。)衣架夹头的受力分析图源:参考文献 4这种情况下,衣架套头之后,在前部和后部形成的压力尽管大小相同,但方向不能成一直线,始终存在旋转力矩。假设你是一个摩擦力为 0 的极致光头,那么,衣架就会倾向于自动旋转直至平衡(如图 b、c)。但事实上,由于头发和皮肤会阻碍衣架的自动旋转,当我们的头皮感知到衣架产生的摩擦力时,就会产生一种不平衡的错觉,想要通过转头来维持这种平衡。这时,衣架反射就自然而然地发生了。转是转了,衣架套头有啥用吗?在研究衣架反射的原理问题时,梶本实验室的科学家们就已经在尝试脱离「衣架」,把「反射」独立出来。他们制作了一套装置用来代替衣架,可以从四个不同的方向给佩戴者施加压力。长得真挺像发廊烫头的某种设备图源:参考文献 3随着研究深入,装置的形状和应用场景也发生了不少变化。一位名叫佐藤未知的研究员正是装置研发领域的个中翘楚。2011 年,他凭借一篇衣架套头的毕业论文顺利留组读博,并继续在这个领域钻研创新。他先是发现,衣架反射可以应用于腰,然后做了一个戴在腰上的装置,像这样:图源:梶本实验室官网他又发现,衣架反射也适用于手腕,然后做了一个戴在手上的装置,像这样:图源:梶本实验室官网他还发现,衣架反射甚至还适用于脚踝,然后做了一个戴在脚上的装置,像这样:图源:参考文献 5看到这里我们恍然大悟,原来不止是脑袋,全身上下都能转!原理明白了,装置也有了,那么衣架反射究竟有什么用呢?事实上,早在 1991 年那篇第一次描述了「纸箱套头」现象中,丹麦神经学家克里斯坦森就提出,这或许能够成为一种治疗旋转型痉挛性斜颈的新方法。痉挛性斜颈是一种局限于颈部肌肉的肌张力障碍疾病。在旋转型痉挛性斜颈中,患者由于颈部肌肉不由自主的收缩,会出现头偏向一侧不能自由转动的症状。接受衣架反射装置治疗的患者图源:参考资料 6克里斯坦森对 2 名患有旋转型痉挛性斜颈的患者进行了「纸箱套头」治疗,其中一名患者的症状出现了好转:纸箱不仅能够帮助他的头恢复正常位置,甚至在摘下纸箱后,这种效果还能持续 10 到 15 分钟。而梶本实验室的科学家们也注意到了这一应用。他们简化试验装置,更方便患者佩戴,并对 19 名患有旋转型痉挛性斜颈的病人进行试验。在试验开始前,研究人员分别测试了患者在不佩戴设备和佩戴设备时的疾病搏狗网址_官方唯一网站评分,发现佩戴设备时,患者症状有所减轻。随后,这些患者接受每天 30 分钟的治疗,持续 3 个月后再次测试,发现长期进行「衣架反射」治疗可以有效改善旋转型痉挛性斜颈的症状。接受治疗前后患者的症状评分变化图源:参考文献 6

同时,梶本实验室还认为,这个装置可以结合地图信息,成为残障人士的导航工具。通过不同方向的力让佩戴者的头转向,从而很自然地改变前进方向,甚至还可以通过力的大小调整转向角度搏狗体育_最新官网。

图源:YouTube 视频不过,目前这种应用仍在研究开发中。衣架套头,你也可以就这样,一个简单而奇葩的衣架套头现象,被一群既有创新精神又有科研思维的科学家们研究出了各种花样,甚至还可以应用在医疗领域,着实令人敬佩。虽然「衣架反射」这个现象有一定的科研门槛,但「衣架套头挑战」这事儿还是一个参与门槛极低的趣味小实验。在此,尝试太多次而夹到自己头疼的作者还有几个小建议:1. 最好在没有人的地方尝试,不然容易被迫留下珍贵的影像资料2. 最好先在自己身上尝试,强行给别人佩戴,可能存在安全隐患(对,说的是你的人身安全)3. 放松颈部肌肉,不要对抗旋转的感觉4. 没成功也不要气馁,你可能只是单纯的头太圆我已经转了,你呢?还愣着干啥?赶快找衣架呀!(责任编辑:gyouza)致谢:本文经复旦大学附属华山医院神经内科主任医师、博士生导师 郁金泰教授 专业审核题图来源:YouTube 视频截图参考文献:[1]CHRISTENSEN J E J. New treatment of spasmodic torticolis?[J]. Lancet (British edition), 1991, 338(8766).[2]http://kaji-lab.jp/ja/index.php?FrontPage[3]Sato M, Matsue R, Hashimoto Y, et al. Development of a head rotation interface by using hanger reflex[C]//RO-MAN 2009-The 18th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication. IEEE, 2009: 534-538.[4]Sato, Michi, Takuto Nakamura and Hiroyuki Kajimoto. “Movement and Pseudo Haptics Induced by Skin Lateral Deformation in Hanger”[5]Nakamura T, Kajimoto H. Enhancement of Perceived Force from the Hanger Reflex on Head and Ankle by Adding Vibration[C]//International AsiaHaptics conference. Springer, Singapore, 2016: 275-280.[6]Asahi Takashi,Sato Michi,Nakamura Takuto et al. Pilot Study of a Device to Induce the Hanger Reflex in Patients with Cervical Dystonia.[J] .Neurol. Med. Chir. (Tokyo), 2018, 58: 206-211.欢迎向丁香园投稿!好文不怕贵,舍得给稿费投稿邮箱:tougao@dxy.cn后台回复「投稿」即可查看投稿规则或点击菜单栏「投稿」查看投稿规则