《Applied Sciences》：Assisted–Unassisted Walking Differential Across Three Configurations of a Powered Modular Gait Orthosis: Hip, Knee–Ankle–Foot, and Both Combined
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背景：前西班牙时期安第斯人群中的人工颅骨改形（Artificial Cranial Modification, ACM）为探究颅骨穹窿显著变形是否与腭部形态及颅面整合的相应改变相关提供了自然模型。方法：研究人员采用三维几何形态测量学（three-dimensi
背景：前西班牙时期安第斯人群中的人工颅骨改形（Artificial Cranial Modification, ACM）为探究颅骨穹窿显著变形是否与腭部形态及颅面整合的相应改变相关提供了自然模型。方法：研究人员采用三维几何形态测量学（three-dimensional geometric morphometrics）对19例秘鲁颅骨（9例改形、10例未改形）的神经颅与腭部形态进行量化。分析包括广义普氏分析（Generalized Procrustes Analysis, GPA）、主成分分析（principal component analysis, PCA）、普氏方差分析（Procrustes ANOVA）、形态学差异检验、方向性不对称评估，以及神经颅-腭部协变的两块偏最小二乘（two-block partial least squares, PLS）分析。结果：改形颅骨显示神经颅形状与未改形个体存在显著差异，而腭部平均形状、主成分得分及组内差异在组间无显著差异。两组方向性不对称均显著，但组间平均不对称差异较小。两块PLS分析首轴相关为r-PLS = 0.694；然而该关联无统计学意义（p = 0.488），RV系数表明神经颅与腭部形态间仅呈低至中度整合（RV = 0.341）。结论：这些发现表明，显著的神经颅变形伴随颅骨穹窿形态的实质性改变，但腭部形态改变有限。神经颅-腭部协变缺乏显著性，提示腭部作为颅面复合体中相对受限的组分，支持生长发育期间部分颅面整合模型。
研究背景与问题提出
人类颅骨是一个复杂解剖系统，神经颅与脏颅在结构上相连，但生长与功能关系仅部分整合。腭弓主要由上颌骨腭突与腭骨水平板构成，参与口腔顶及口鼻通道分隔，支持吞咽、呼吸与言语等功能。人工颅骨改形（ACM）是前西班牙时期安第斯人群通过婴儿期持续外压诱导颅骨穹窿非病理性重塑的实践，形成环状（annular）与平板状（tabular）等形态，不直接作用于腭部。既有研究提示ACM可影响颅底、面中部及眶颧形态，但关于腭部是否发生协调重塑证据不一致且系统三维研究有限。核心科学问题在于：显著的神经颅变形是否在解剖相连的腭部引发相应形态变异，两区域是否协变，以及腭部在颅面整合中是否表现为受限模块。为此，研究人员以秘鲁前西班牙时期颅骨为材料，检验ACM下腭部形状、方向性不对称及神经颅-腭部协变响应。
研究概况与发表信息
该研究发表于《Applied Sciences》，以佛罗伦萨大学人类学民族学博物馆收藏的19例成人秘鲁颅骨（9例ACM改形：含tabular与annular；10例未改形对照）为样本，采用高精度结构光三维扫描与几何形态测量学，分别布设腭部41标志点（含固定解剖地标、曲线与表面半标志点）及全颅286标志点配置，经广义普氏对齐后实施PCA、置换普氏ANOVA、形态差异（Procrustes方差）检验、方向性不对称（directional asymmetry, DA）分解及两块PLS整合分析，并在控制生物性别不确定性的多情景敏感性分析后聚焦改形/未改形组间对比。
主要技术方法概括
研究人员自佛罗伦萨大学人类学民族学博物馆获取19例前西班牙时期秘鲁成人颅骨，依Torres-Rouff标准筛分9例ACM（tabular/annular）与10例未改形对照，排除病理与保存不全者；以Artec Eva S Spider结构光扫描（精度约0.05 mm）获高分辨率网格，PMOD修瑕，Viewbox 4采集腭部41及全颅286标志点（含固定地标、曲线/表面半标志点）；R语言geomorph包行GPA对齐与滑移半标志点，置换普氏ANOVA控性别效应，PCA提主轴，Procrustes方差与betadisper比形态离散，geomorph双侧对称模型析腭部DA，两块PLS与RV系数评神经颅-腭部整合，全部检验9999次置换。
研究结果
- 3.
结果
性别敏感性分析显示四种不确定性别指派情景下，性别及组别×性别交互均无显著影响（p > 0.28），后续仅比改形与未改形。腭部PCA前三轴累释72.1%，PC1-PC2形态空间两组广泛重叠；置换普氏ANOVA示平均腭形组间不显著（F = 0.839, p = 0.511），组内形态差异（Procrustes方差）亦无差（p = 0.889）。神经颅PCA前二轴累释44.7%，改形组平均颅形显著偏离未改形（F = 4.75, p < 0.001），且改形组形态离散更高（p = 0.00065）。两块PLS首轴r-PLS = 0.694，解释45.17%协变，但置换检验不显著（Z = 0.036, p = 0.488），RV = 0.341。腭部DA两组均显著（改形p = 0.0001，未改形p = 0.0002），改形组平均标志点DA值（0.0146）高于未改形（0.0116），组间差未达显著（p = 0.103）。
讨论部分总结
讨论指出神经颅与腭部对ACM呈差异形态响应：穹窿可塑性高而腭部受咀嚼、吞咽、气道等功能矩阵约束呈相对稳定，符合部分颅面模块整合框架。DA显著但组间无统一偏移，提示ACM改变颅面载荷但未引发腭部均质重塑。平均腭形稳定可归因于上颌生长、牙列发育及口鼻腔变化等多因子缓冲。PLS协变不显著且RV低至中度，说明两区不具整体协调形变。进化-解剖视角下，神经颅高塑与腭部保守反映区域特异轨迹与异时性。临床比较上，该解离模式与唇腭裂中模块重组而非均匀破坏的证据相呼应，但本研究未涉病理不能直接外推。局限含样本小致II类错误风险、纯骨性形态未测肌咬合气道、考古材料难控发育时序、未估标点误差。
结论翻译
本研究揭示神经颅与腭部对人工颅骨改形（ACM）的形态响应明显解离。文化介导外力诱发显著神经颅重塑，而腭弓维持相对表型稳定。这为人类颅面模块化提供重要见解，提示直接参与生命功能（如呼吸、咀嚼）的解剖结构比颅骨穹窿受更严发育限度约束。从解剖与进化视角，结果支持部分且区域特异的整合模型，不同颅模块对外扰塑料性不等。对颅面研究与临床医学，本研究提供谨慎但具信息的比较框架：某一颅区实质重塑未必预示相邻组分成比例改变，该概念有助于理解发育与病理情境下区域特异敏感性。
