Mobility of the human foot’s medial arch helps enable upright bipedal locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Developing the ability to habitually walk and run upright on two feet is one of the most significant transformations to have occurred in human evolution. Many musculoskeletal adaptations enabled bipedal locomotion, including dramatic structural changes to the foot and, in particular, the evolution of an elevated medial arch. The foot's arched structure has previously been assumed to play a central role in directly propelling the center of mass forward and upward through leverage about the toes and a spring-like energy recoil. However, it is unclear whether or how the plantarflexion mobility and height of the medial arch support its propulsive lever function. We use high-speed biplanar x-ray measurements of foot bone motion on seven participants while walking and running and compare their motion to a subject-specific model without arch recoil. We show that regardless of intraspecific differences in medial arch height, arch recoil enables a longer contact time and favorable propulsive conditions at the ankle for walking upright on an extended leg. The generally overlooked navicular-medial cuneiform joint is primarily responsible for arch recoil in human arches. The mechanism through which arch recoil enables an upright ankle posture may have helped drive the evolution of the longitudinal arch after our last common ancestor with chimpanzees, who lack arch plantarflexion mobility during push-off. Future morphological investigations of the navicular-medial cuneiform joint will likely provide new interpretations of the fossil record. Our work further suggests that enabling medial arch recoil in footwear and surgical interventions may be critical for maintaining the ankle's natural propulsive ability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».