这一现象由德国神经学家阿尔弗雷德·康斯塔姆在1915年首次描述，其核心机制藏在肌肉与神经系统的动态平衡中。人体肌肉内分布着大量肌梭，这些纺锤状结构是“长度感受器”，能实时监测肌肉的伸缩状态。当手臂平举时，肱二头肌等肌肉持续收缩，肌梭被拉长，向脊髓发送“肌肉处于紧张状态”的信号。与此同时，γ运动神经元会主动调节肌梭的敏感性，确保它在不同姿势下都能精准感知变化。
30秒后放松手臂时，肌肉突然松弛，但肌梭和γ运动神经元的“记忆”并未立即消失。肌梭仍处于被拉长的感知状态，γ运动神经元继续发送“维持紧张”的指令。此时轻推手腕，相当于给肌肉一个“长度突然缩短”的刺激，肌梭误以为肌肉在被动缩短，便触发脊髓反射弧——通过α运动神经元激活肌肉收缩，试图“恢复”原有的长度。于是，手臂不受意识控制，自动向上抬起。
康斯塔姆现象的强度因人而异，与肌肉耐力、意力集中度密切相关。运动员或经常锻炼的人，肌梭敏感性更高，现象更明显；若实验时意力分散，γ运动神经元的调节信号减弱，自动抬臂的幅度会变小。有趣的是，即使提前知晓实验原理，意识也难以阻止这一过程——因为它源于脊髓层面的低级反射，绕过了大脑的高级控制。
从科学角度看，康斯塔姆现象揭示了神经系统的分级调控机制：大脑负责复杂动作的规划，而脊髓掌管基础的反射保护。这种“自动服从”并非身体的“故障”，而是进化赋予的高效生存策略——当遇到突发刺激时，脊髓反射能比大脑决策更快地启动肌肉响应，比如手碰到烫物会立刻缩回。
如今，康斯塔姆现象不仅是课堂上的趣味实验，也为神经科学研究提供了窗口：通过观察反射强度的变化，可辅助判断脊髓神经通路是否受损，或评估某些神经系统疾病的进展。这个藏在日常动作里的“小秘密”，正以另一种方式帮助人类理身体的精密运行。