四肢发达,头脑真的简单吗?

作者: 王飞

来源: 中国科普博览

发布日期: 2021-07-26 08:00:00

本文探讨了运动员不仅需要强健的体魄,更需要发达的大脑来应对奥运比赛中的各种挑战。通过分析多感觉整合、注意力和预测等大脑功能,说明了运动员的头脑并不简单,而是经过长期训练和高度发达的神经系统支持的。

奥运选手,四肢发达,头脑更不简单!令人期待已久的2020东京奥运会终于开始了!比赛刚刚进入第三天,中国奥运健儿已经斩获5枚金牌!奥林匹克精神是人人都能享受体育运动,象征世界的和平、友谊和团结,运动员在赛场上展现着奥林匹克格言:“更快、更高、更强——更团结”。但是,我们常听到一句俗语“四肢发达、头脑简单”,显然,在奥运赛场上这句话完全不适用。

运动员四肢发达,大脑更是复杂,甚至奥运冠军都有一颗“最强大脑”。本文写于2019年,如今再来重温,运动员的大脑到底强在哪?

中国体育迎来大爆发!北京时间2019年7月21日晚至22日凌晨,中国体育健儿在各个项目上持续爆发。

孙杨实现世锦赛4连冠,闫子贝打破100米蛙泳亚洲纪录;谢震业在钻石联赛200米中跑出惊人的19秒88夺冠,同样创造新的亚洲纪录,谢文骏则在110米栏中跑出了13秒28夺冠;朱雨玲在T2联赛收获女单冠军;击剑世锦赛,中国女队一剑绝杀俄罗斯,收获团体冠军;女排U23亚锦赛决赛,中国女排同样夺冠。在短短的数小时内,中国体育就收获5个冠军,其中多个项目的突破更是振奋人心。

一次又一次,运动员们用他们满身的肌肉和敏捷的身手征服了我们,让我们感受到了人体的极限和运动之美。不过,有人说运动员们都是些‘四肢发达,头脑简单’的人。只要他们训练出一身肌肉,流淌足够的汗水,奥运冠军就会成为他们的了。其实,奥运会不单单是身体的竞技,更是头脑的比拼。运动员们的头脑并不比科学家们的要差劲,从某些方面来说,奥运冠军都有一颗‘最强大脑’。

药不能乱吃,话不能乱说。

我们既然这样说,一定是有理有据。先让我们看看奥林匹克格言吧。1913年经顾拜旦提议,经国际奥委会批准,奥林匹克的宪章中写明:“更快,更高,更强”是奥林匹克运动宗旨。用我们的话说,那就是三个字:快,准,狠。一个运动员只要达到了这三点,才有可能获得奖牌。而这三点的达到,不仅仅是有一身的肌肉就可以的,还需要人体神经系统的高度发达才能实现。今天就让我们了解下大脑是如何达到“快”的目标的。

Part.1如何快速反应?多感觉整合又有人要说了,快还不简单,有一双大长腿,卯足了劲儿跑就是了。其实,对于田径项目专业选手而言,能够快速对开始信号响应才是王道。在专业比赛中,起跑时反应慢了0.1秒,就是致命的打击。那运动员的大脑是如何快速反应的呢?奥运会田径赛场上,各国运动员各就各位,等待发令枪响。随着一声枪响,一股白烟冒出,紧张激烈的比赛由此开始。

我们都知道光速比声速快,所以运动员只要看白烟就行了,其实不然。

奥运会采用的发令枪,枪响后同时发生三件事情:1.起跑线旁的扩音器播放声音,确保运动员听到起跑令;2.发令枪发出闪光,让运动员们看到开始的信号;3.发令枪通过后面的线缆向计时装置发送起跑脉冲。正是因为这个设计,参赛选手不仅要对起跑的声音有反应,也要时刻关注发令枪产生的白烟。

起跑线旁扩音器播放的声音传递听觉刺激,在同一时间闪光传递视觉刺激,大脑对这两个信号加以整合,迅速做出反应。听觉与视觉刺激在时间和空间上的叠加造成了1+1>2的效果,这就是运动员大脑反应快的奥秘。

在脑科学中,大脑会整合多种感觉信号的输入,最终得到更为精准和快速的反应,这种效应叫做多感觉整合。研究表明,多感觉整合存在于上丘脑、高级联合皮层等多个脑区。多种感觉通道的相互作用,不仅是单感觉功能区到多感觉功能区的前馈联结,还存在多感觉功能区对单感觉功能区的反馈联结。而运动员就是在日复一日的训练中,使得这些脑区的功能得到加强,进而拥有了一颗更为发达的感觉大脑。

Part.2注意力决定成败除了多感觉整合,良好的注意力也极为重要。相信很多人会对历届奥运会比赛中运动员的抢跑行为印象深刻,有些运动员还因为抢跑犯规,被剥夺了比赛资格。抢跑,是指运动员在发令枪响前或听到枪响后到做出起跑反应小于0.1秒的情况。那为什么有的运动员还没等发令枪开始,就起跑了?其实可能不是他有意要违反规则,而是在那种紧张的情况下,注意力极度提升,外界一点风吹草动就会被他认为是开跑的信号。

所以,除了日常的体能训练外,注意力的训练对于运动员也极其重要。他们需要适应在嘈杂环境下,尤其是大赛中高度紧张的情况下,集中注意力,准确判别开始信号。射击运动员则更需要在整个参赛过程中时刻保持注意力的集中,所以我们就会看到张梦雪、易思玲等奥运冠军在赛场上异常“冷漠”的表情了。注意在大脑中是由三个网络构成的:警觉网络,定向网络和执行网络。有研究表明,注意力的定向网络由大脑内侧额顶叶的脑区负责。

集中注意力时,额叶脑区先兴奋,之后顶叶的脑区也参与其中,导致了对视觉输入信号的加强。而运动员要想取得好成绩,其注意的神经网络就要锻炼的很发达。

Part.3比专注更牛的技能——预测当然,要想达到更快的反应,运动大神们有更为绝密的技巧。喜欢看足球比赛的同学们也许会知道,这个技巧就是预测。其实预测是大脑完成的一件非常复杂的任务。足球场上,守门员别看不能乱跑,可是起了关键的作用。尤其在点球大战时,守门员的表现,极大程度上得决定了整场比赛的输赢。而一个好的守门员,往往在射手开球之前,就已经预测出球要向那个方向踢。

点球时,球距离球门的距离很短,而专业射手踢出的球速度又极快,已经大大超出人的反应速度。这时候,不仅需要守门员眼观六路,定神凝气,更重要的就是凭借自己的经验对射手的动作进行预测。所以,有经验的守门员往往是通过对射手跑动时的动作提前判断球的走向,而没有经验或者判断失误的守门员,会向着球相反的方向扑过去,不是他们反应不及时,是他们大脑中预测出现了错误。

由此看来,运动员确实需要一颗强大的大脑才能指挥其身体赢得比赛。在躯体强大的同时,头脑的丰盈更显得重要。

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