里约奥运会开幕式

那么你知道为什么有些运动员能够获得冠军吗？

所有精英运动员训练刻苦，技术精湛，比赛反应敏锐。但是金牌得主和同样努力的第十名选手有什么区别呢？ 《科学美国人》的文章解释说，也许大脑深处的一个微小结构可以让获胜者变得更好。

最近的研究表明，脑岛可以让短跑运动员比他或她的竞争对手跑得更有效。该区域还帮助拳击手更好地躲避来袭的拳头，并帮助潜水员计算他或她的旋转位置，以便在击中水面时几乎不会溅起水花。这种结构通常被称为脑岛，可以帮助神枪手在瞄准靶心时将手指保持在扳机上。它还可以帮助篮球运动员专注于罚球，而忽略篮板后面的球迷。尖叫声和挥舞的手臂。

根据一项新理论，脑岛通过预测运动员未来的感受来发挥这些作用。加州大学圣地亚哥分校的研究机构OptiBrain Center（中心）和海军健康研究中心的研究人员认为，运动员拥有高度协调的脑岛，可以极其准确地预测他们的身体在下一刻的感觉。 。这种对未来身体状况的预测模式会指导大脑的其他区域做出反应，而这些反应比其他运动员和长时间坐在电视机前的人的反应更适合未来的需求。

图片来源Netter的神经解剖学

这种清晰的意识让奥运会运动员能够智能地激活自己的肌肉，比一般人游得更快、跑得更远、跳得更高。在 2012 年发表的实验中，精英运动员的脑部扫描似乎与普通受试者的脑岛功能存在最显着的差异。现在有证据表明，这个大脑区域可以通过正念冥想进行训练——这对于奥运会选手和周末锻炼者来说都是个好消息。

巅峰表现

受到欢呼的球迷、现场评论员以及名利的束缚，职业体育已经被简化为一个简单的概念：令人着迷的运动员，他们是实现特定运动目标的专家。他们轻松地完成了运动壮举，没有浪费一滴汗水。

这样的表现完全是大脑运作的结果。例如，运动皮层和记忆系统编码多年的训练。在加速神经元连接的保护鞘的外层，聚集了产生电反射的神经纤维。从运动角度理解大脑是 OptiBrain 中心的精神病学家 Martin Pualus 及其同事的目标。他们认为，脑岛可能是将高级认知与某些身体状态融为一体的中心，确保投掷标枪和跳高落地时肌肉和骨骼的正常运作。 “我们所关注的是，当人们得到表明不好的事情即将发生的线索时，他们会做什么。”多么好的反应啊。”普拉斯说。“表现更好的人能够利用预测线索来调整自己并恢复平衡。”

岛叶仅比金橘稍大，是大脑皮层的一部分。大脑皮层是大脑灰质褶皱的厚外层。岛叶有很多褶皱，位于皮质内部，就像一把小日本扇整齐地镶嵌在大脑中。岛叶通常被认为是内感受的所在地，或者身体内部状态的感觉。

岛叶产生内感受，因为它与全身的器官和组织保持联系。例如，岛叶中的一些神经元会对肠道中的隆隆声做出反应，而另一些神经元则会因牙痛而兴奋。为了管理从身体各个部位流入的信息，岛叶与在决策中发挥关键作用的前扣带皮层密切合作，以评估和区分主要和次要信息。

一个多世纪以来，人们一直假设这种未经处理的身体信号表示是情绪的起源。乍一看，岛叶在一切事物中起着关键作用的想法似乎毫无意义。它与决策、预测、守时、歌唱、成瘾、言语甚至意识等多种大脑功能有关。在 2011 年的一项研究中，岛叶和前扣带皮层是大脑成像实验中最​​常激活的区域，这使得辨别它们的主要功能变得更加困难。

然而，岛叶对运动能力起着关键作用的事实，十几年来才慢慢被证实。巴罗神经学研究所的神经解剖学专家 AD Craig 在 20 世纪 90 年代末绘制了疼痛和温度感觉通过脊索到达大脑的路线。他发现这些路线都到达了脑岛，于是他提出了一个假设：大脑的主要功能之一是帮助身体保持平衡或均衡。例如，身体的内部温度通常保持在一个较小的范围内。当脑岛检测到较大的波动时，就会提示我们喝冷水、躲到阴凉处，或者停止活动，让体温恢复到舒适的范围。此外，当老鼠的岛叶被科学家破坏后，它们调节身体的能力就会受到损害。

运动会破坏身体的内部状态。 “我们所做的一切都必须计算我们损失了多少能量，而岛叶似乎是造成这种情况的原因，”克莱格说。通过预测某些行为将如何影响身体，大脑会提示我们采取行动，在大幅波动发生之前平息它们。

2004 年一项有说服力的研究清楚地表明，内感受能力的差异具有相应的解剖学差异。英国苏塞克斯大学的雨果·克里奇利要求受试者在不测量脉搏的情况下估计自己的心跳。估计最准确的人有更活跃的岛叶和更多的灰质。最后一点至关重要，因为它表明岛叶的实际大小与内感受能力直接相关。这种神经映射与职业小提琴手的神经映射类似，他们的手指比业余小提琴手映射到更大的大脑运动皮层区域。

OptiBrain 中心的研究人员假设，运动员需要密切关注心跳等感觉，并能够区分重要的感觉并忽略无关紧要的感觉。 “大多数 NBA 球员都是精英运动员。但他们中的一些人甚至更出色。并不是科比·布莱恩特或德里克·罗斯拥有更多精力；而是他们选择将精力投入到决定成功与失败的行动中，”艾伦说道。西蒙斯是圣地亚哥卫生系统老年运动员研究所的临床心理学家。

为下雨天做好准备

为了测试身体状况良好的人是否具有非凡的内感受能力，并研究这种非凡的能力如何表现出来，普拉斯和西蒙斯最近召集了一群精英运动员，让他们在机器限制呼吸的情况下执行任务。躺在扫描仪下并进行认知测试。众所周知，气短是一种不愉快的感觉，极大地刺激脑岛。

普莱斯和西蒙斯对10名世界顶级冒险赛车手进行了测试，其中包括男女，他们从事攀岩、游泳、长跑和划船等户外挑战。他们要求这 10 名球员和其他 11 名健康对照对象戴上鼻夹，躺在扫描仪下，并通过管子呼吸。在通过 MRI 机器时，受试者被要求注意屏幕上的左右箭头，然后按下指示箭头方向的按钮。研究人员偶尔也会调整气流，使受试者的呼吸变得更加困难。屏幕颜色的变化表明呼吸将变得更加费力。然而，屏幕颜色的变化并不总能准确预测呼吸困难。

在实验的每个阶段，脑岛都被不同程度地激活。在没有干扰的情况下，即屏幕颜色没有变化，受试者也不必用力吸气，在整个研究过程中，健康对照受试者在“箭头测试”中的表现与冒险参赛者一样。但当谈到预计或经历呼吸困难时，冒险赛车手的表现会更好。事实上，破坏他们的内感受体验可以提高他们的表现。此外，当玩家预期呼吸障碍时，更多的大脑区域会被激活，但在经历呼吸障碍时则不会。这似乎表明玩家的大脑更好地利用了线索并做好了准备，从而获得了认知优势。当挑战到来时，当呼吸更加费力时，他们的岛叶相对平静。

Plath 团队于 2012 年发表的另一项研究支持了这一发现。该团队试图研究精英运动员的认知灵活性。这种在相反需求之间轻松切换的技能是智力的重要标志。然而，在有压力的情况下，认知敏锐度会直线下降。对海豹突击队和陆军游骑兵进行的实验表明，对抗会导致反应时间、警惕性、学习、记忆和推理能力受损。对于奥运选手来说，在炮火中保持优雅也是一个大目标。