山口大学的研究团队发现，猫从高处坠落时能在空中调正体态并四足着地的“落猫空中转体”，关键在于猫的脊柱构造。猫的胸椎扭转灵活性远高于腰椎，因此能够先完成上半身翻转。
落猫空中转体（翻正反射）的连续摄影照片（供图：山口大学共同兽医学部日暮泰男助教）
据山口大学共同兽医学部的日暮泰男助教（功能形态学）介绍，“落猫空中转体”在学术上称为“翻正反射”。物理学家们虽已对该动作开展了建模等相关研究，但实际使用猫进行解剖学研究一直较为有限。
日暮助教对以猫、狗为代表的哺乳类的躯体运动与脊柱之间存在何种关系抱有兴趣并开展了相关研究。本次研究中，研究人员从5只用于病理解剖的猫身上摘取脊柱，测定了各部位的扭转情况，并决定探究其与翻正反射的关系。
研究团队将标准情况下由13块椎骨连接而成的胸椎和7块椎骨连接而成的腰椎，连同韧带、椎间盘等骨骼周围的软组织一并取出。随后使用测试材料强度等性能的载荷试验机，测定其能够承受何种程度的扭转力。
胸椎方面，实验显示猫的胸椎存在一个在左右各47度的角度范围内几乎无需施力即可扭转的“中性区”。当扭转角度超过47度后，阻力逐渐增强；当扭转角度达到171度左右时，标本无法承受载荷。相比之下，腰椎几乎不存在中性区，扭转开始后立即产生强阻力，扭转角度达到57度左右时便达到极限。由此可知，猫的胸椎极易扭转，而腰椎则难以扭转。
猫胸椎与腰椎的扭转角度与扭转力的关系。胸椎在扭转起始至47度左右范围内存在几乎无需用力的“中性区”（供图：山口大学共同兽医学部日暮泰男助教）
随后，研究团队对2只活猫的翻正反射进行了视频拍摄与躯体运动分析。结果显示，将背朝下的猫在空中放开后，其上半身翻转会先于下半身完成。据悉这一运动与载荷试验机测得的“胸椎易扭转、腰椎难扭转”的结果并无矛盾。
在1米高度释放猫时所能观察到的翻正反射视频（供图：山口大学共同兽医学部日暮泰男助教，https://www.youtube.com/watch?v=jtdc2bS3fPo&t=1s）
日暮助教表示，未来考虑针对构成猫胸椎和腰椎的各块椎骨，除测定扭转特性外，还将详细测定其前后、左右的弯曲，“除落猫空中转体研究外，我们还希望研究其与猫特有的高跳跃能力有何种关联。”该研究成果已于2月发表在美国解剖学会官方期刊《The Anatomical Record》的网络版上。
日文：JST Science Portal 编辑部
中文：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：The Anatomical Record
论文：Torsional flexibility of the thoracic spine is superior to that of the lumbar spine in cats: Implications for the falling cat problem
DOI：10.1002/ar.70165
