F从鼓鼓的肱二头肌到7英尺的翼展，再到惊人的脂肪缺乏，精英运动员的身体通常看起来与我们其他人很不一样。但不只是运动员的身体不同;他们的大脑也能很好地适应特定运动的心理需求。以下是大脑的7个区域，它们使7名不同的运动员能够取得非凡的成就。
赢得一场意志之战
1988年世界大赛开始时，处于劣势的洛杉矶道奇队的最佳击球手柯克·吉布森双腿受伤。他甚至不应该玩。但在第一场比赛的一个关键时刻，他还是被叫去夹击。他立即承担起棒球运动员最具挑战性的工作之一：进入对方投手的头部。
这是第九局的最后一局，道奇队落后一分，一名跑垒员在垒上，两人出局。丹尼斯·埃克斯利（Dennis Eckersley）是棒球史上最伟大的密友之一，当时他正在投球。吉布森的进球数是三个球和两个安打。道格拉斯回忆道道奇队球探梅尔·迪迪埃给了我一些建议。“现在请记住，永远不要忘记这一点，如果你在第九局领先，我们落后，或者打成平局，你在对阵埃克斯利的比赛中以3-2领先，”迪迪埃在随后的对话中复述道ESPN“伙计，当我站在这里呼吸的时候，你会看到一个3-2的后门滑块。”果然，一个滑块向吉布森冲了过来。他笨拙地摆动着，无法使用双腿，但他有一个优势，那就是他确切地知道要投什么球。球飞向右野的看台。道奇队赢得了比赛，最终赢得了系列赛。
棒球的核心是投手和击球手之间激烈的一对一比赛。如果击球手能猜出要来的是什么球或者球的位置，他击出安打的机会就会大大增加。当然，投手要确保击球手不知道接下来会发生什么。在神经科学实验室里，志愿者们也会玩一些游戏，在这些游戏中，他们试图智胜对方——但赌注只是少量的现金，而不是世界职业棒球大赛(World Series)的本垒打。1.一项研究将志愿者分成10人一组，并将他们一次放入核磁共振成像仪中，他们必须从0到100中选择一个他们认为最接近组平均值三分之二的数字。在那些拥有最复杂策略、对对手的策略思考最仔细的人中，有一个特定的大脑区域参与了更高的认知功能：内侧前额叶皮层。
这一领域可能在这方面发挥作用棒球的策略也例如，投手的内侧前额叶皮质可能参与选择快球或曲球的决定。这样做的目的是给击球手一个惊喜，激励他去追球、射门或是无力击球。
击球手有时能从投手的投球或球的飞行方式中分辨出投球。教练和其他队员为球员提供指导，就像迪迪尔做的那样。但说到底，棒球不过是两个人隔着60英尺的草地对视，每个人都想知道对方要做什么。
在混乱中寻找目标
滑冰是人类设计的用双脚穿越平地的最快方式。在曲棍球场，多达12名球员以每秒30英尺的速度变焦。每名球员都必须跟踪其他11名球员以及一个以高达每小时100英里的速度飞行的小冰球。
在曲棍球比赛中，追踪比赛情况尤其具有挑战性，但对任何团队运动来说，观察比赛场地都是核心。2013年的一项研究比较了不同运动项目(包括足球、橄榄球和曲棍球)的职业运动员、NCAA和欧洲奥林匹克训练中心的精英业余运动员，以及非运动员大学生。2.他们都接受了一个名为3D-MOT的视觉测试，你可能会认为这是一个在游戏中追踪玩家的抽象版本。(美国国家冰球联盟(NHL)和美国国家橄榄球联盟(NFL)有时会使用3D-MOT来分析潜在的选秀权。)几个球体在三维空间里弹跳，在一秒钟内，其中四个球体闪烁着红色。然后，在这四个球体反弹8秒后，玩家必须追踪它们。如果玩家成功了，球体就会移动得越来越快，直到它变成完全不可追踪的混乱。
不出所料，职业运动员的表现最好。他们可以以最快的速度追踪红色球体，而且通过练习，他们的进步最大。精英运动员的成绩比专业运动员差，但仍然比非运动员学生好。
跟踪移动的目标涉及到大脑的许多区域;神经科学家关注的一个结构是颞上沟(STS)，这是位于每只耳朵后面的一种脑组织脊状结构。STS涉及到生物运动感知，这在我们看到人体复杂运动的神秘能力中得到了证明运动点的图案．玩家识别这些圆点的能力取决于他能否看到并预测对手或团队成员的移动。曲棍球运动员以他们的肌肉(和争吵)而闻名，但他们的大脑必须跟踪谁通过谁绕过。
预测球的未来
不应该感到惊讶无比,即使平均篮球运动员是很多比你擅长投篮罚球或者-更好,也将预测是否一次罚球小姐变得有趣的地方是,职业球员也更善于预测罚球比体育记者和教练,人们基本上是花钱看篮球比赛的。玩家独特能力的关键可能在于运动皮层中一组经过精细打磨的神经元，即所谓的镜像神经元。
2008年，一组神经科学家调查了意大利职业联赛球员与体育记者和教练预测罚球的能力。3.他们播放了一段有人投篮的视频剪辑，并在不同的地方截住了它。记者和教练可以很容易地根据球在空中的轨迹预测结果，但职业球员甚至可以在球离开投手的手之前就预测结果。他们似乎只通过看射手的身体就知道球的轨迹。
这种效应可能与镜像神经元有关，镜像神经元是一组特殊的神经元，在观看视频时特别活跃或做某个动作。由于镜像神经元在观察和行动之间架起了桥梁，神经科学家们假设它们在篮球运动员预见另一名运动员行为影响的能力中起着作用。预测你的对手将把球扔到哪里，就像在心理上把自己放在他或她（相当大的）篮球鞋里一样。
铁人的头脑
横跨美国的比赛(RAAM)是一场横跨大陆的比赛，与环法自行车赛相比，它看起来就像一场热身比赛。首先，睡眠是可选的。从自行车运动员从西海岸出发的那一刻起，这场比赛就是一场无阶段(如果车手能够帮助的话，也是不间断的)3000英里的比赛。获胜者通常用不到10天的时间就能穿越整个国家。
RAAM是一种将人体推向极限的运动精神的限制。毕竟，人的身体不是装满葡萄糖和糖原的汽车，机械地运行，直到它们完全耗尽;我们收到强烈的心理信号，在那之前很久就停止了。在一项实验中，运动员在高原舱中锻炼，他们报告说，当乳酸(肌肉酸痛的原因)的水平本不应该高到令人不舒服的程度时，他们感到疲惫。4.似乎即使在我们最饿、最渴、最累的时候，我们的身体仍保留着最后一个能量库，可以在可怕的情况下被调用。为了达到最佳状态，那些睡眠不足的RAAM骑行者必须利用这个“蓄水池”。
背外侧前额叶皮层是执行功能的中心，有助于克服疼痛和疲劳，并进入能量储备。它整合了来自大脑不同部位的信号（小腿酸痛引起的疼痛与想要获胜的欲望），并可以发出指令，以避免诱惑，例如放弃在阴凉的草地上休息，继续向前蹬。动机可能来自积极的自言自语或欢呼的旁观者，也可能来自胜利的甜蜜可能性。
大脑在耐力方面的重要性可能是一个最好的论点，即竞争性饮食，举另一个荒谬的身体耐力测试为例，是一项运动。人类的胃在达到最大容量之前很久就开始向大脑发送疼痛信号。当在长跑、自行车或游泳中推倒鸡翅时，我们忽略了一些最基本的本能。
靶心
枪法都是极简主义。射手站在那里一动不动，发射一颗铅弹，它飞得如此之快，如此之远，以至于最细微的一次失误都会使它偏离航线。那么，也许有道理，射手的大脑不是因为哪个区域更大或更活跃，而是因为哪个区域更活跃不活跃。一个训练有素的运动员的大脑是安静的，高效的。
在一项意大利研究中，18名优秀气手枪射击运动员和10名非运动员各发射了120发子弹，同时头皮上的脑电图（EEG）电极记录了大脑活动。5.研究表明，优秀运动员的α波更大，这通常是大脑在休息时的特征。类似的模式似乎也适用于高尔夫球:当让专业和新手高尔夫球手在核磁共振仪中想象他们的击球动作时，控制情绪的神经网络只在新手中活跃。6.
所有这些都与运动员描述的“在区域内”相吻合。在高压环境下，比如说在世界锦标赛决赛中，杂音很容易占据大脑。当运动员进入禁区时，任何分散注意力的事情——自我怀疑的内心独白、尖叫的球迷、期望的负担——都会消失。数小时的训练磨练了神经系统瞄准目标、瞄准和射击的过程。大脑的认知和情感区域安静下来；肌肉记忆和后天习得的本能占据了主导地位。靶心。
关闭溅水声
反重力，体现优雅，在两片薄钢板上保持平衡，足够坚硬;花样滑冰还要求选手破坏自己的平衡感。做一个三周半阿克塞尔，1260度的旋转已经足以让普通人头晕目眩。然后是自旋，每个最少旋转8次。优秀的滑冰选手通常会一个接一个地组合起来，轻松地在令人眩晕的模糊画面中掀起几十场革命。
所有这些旋转使得内耳中的微小液体池晃动。这是前庭系统，它利用这种液体的运动来跟踪头部的运动并保持协调。在花样滑冰运动员中，前庭系统被过度刺激，以至于他们——以及他们的大脑——学会了忽略信号。花样滑冰选手就不会那么头晕了。
大多数运动技能需要更敏锐、更快的反应，但适应眩晕实际上需要更弱的反应。当你的头朝一个方向旋转时，你的眼睛本能地朝另一个方向移动；这种前庭眼反射即使在黑暗中，甚至在你无意识时也会发生。但运动生理学家发现，花样滑冰运动员的这种基本反射减弱了。7.
一项对芭蕾舞演员（也是旋转能手）的研究提供了一些关于大脑活动的见解。8.在一间黑暗的房间里，一组29名芭蕾舞者被要求在椅子上旋转，并随着他们感知到的旋转及时转动把手。不出所料，他们的前庭眼反射变慢，感知旋转变短。当神经科学家用核磁共振成像(MRI)观察舞者的大脑时，他们发现小脑接收前庭系统输入的区域灰质更少。小脑是一个拳头大小的神经束，位于颈后，处理感觉反馈，并利用它来微调身体运动。旋转芭蕾舞者和旋转花样滑冰运动员的小脑可能已经适应了忽略对他们来说适得其反的眩晕感觉。
把冲孔压成一英寸
在1964年的长滩国际空手道锦标赛上，李小龙以一种极其微妙的动作让观众眼花缭乱。他站着，右臂伸开，双腿呈斗士的姿势，几乎一动不动地向一名不幸的志愿者的胸膛发出爆炸性的一击。志愿者摇摇晃晃地向后走去。
李安那著名的一寸出拳似乎与一个没有受过武术训练的人“出拳”的方式完全相反。李依靠肌肉的完美协调，而不是把手臂向后拉，给它更多的时间来加快速度。他的臀部、肩膀和手腕同时向前倾。至关重要的是，每个关节在同一时间达到峰值加速度，加起来就是一个有力的打击。
这种精巧精确的协调回到了大脑。2012年的一项研究观察了12名空手道黑带专家的大脑，他们必须打出不到2英寸的距离。9(据一些人说，李的一击大约有3到6英寸，与普通的一击相比仍然很小。)大脑成像显示，空手道专家的小脑上节(SCPs)有更多的白质，SCPs是一束从小脑运行的神经，负责协调我们的动作。
虽然这项研究规模不大，但空手道专家之间的个体差异也很有趣。拳手们训练的时间越长，开始的时间越早，他们scp中的白质就越强。这一拳打得太快了，你无法有意识地让你的肌肉达到如此精确的协调。要正确塑造大脑需要多年的练习。
Sarah Zhang是Gizmodo的特约撰稿人。
参考文献
1.内侧前额叶皮质策略推理深度的神经关联研究。美国国家科学院院刊106, 9163 - 9168(2009)。
2.职业运动员在快速学习复杂和中性的动态视觉场景方面有着非凡的技能。科学报告3.(2013)．检索从doi: 10.1038 / srep01154
3.刘志强，刘志强，刘志强，等。高水平篮球运动员动作预期与运动共振的关系。自然神经科学11, 1109 - 1116(2008)。
4.里夫斯，J.T。，等在高海拔运动中的氧气运输和乳酸悖论:从珠穆朗玛峰II和派克峰行动的教训。运动和体育科学评论20, 275 - 296(1992)。
5.Bertollo, M。等精英运动员射击前心理-生理状态的时间模式:一种概率方法。运动与锻炼心理学13, 91-98 (2012).
6.Milton, J, Solodkin, A.， Hluštík, P.， & Small, S.L.专家的头脑是冷静和专注的。科学杂志35, 804 - 813(2007)。
7.Alpini。花样滑冰诱导特定于所需运动技能的前庭-眼适应。体育科学促进健康5., 129 - 134(2009)。
8.Nigmatullina，Y.，Hellyer，P.J.，Nachev，P.，Sharp，D.J.，和Seemungal，B.M.舞蹈演员中与训练相关的知觉反射解耦的神经解剖学相关因素。大脑皮层(2013)．从10.1093/cercor/bht266检索
9Roberts，R.E.，Bain，P.G.，Day，B.L.，和Husain，M.与小脑白质微结构相关的专家运动协调的个体差异。大脑皮层23, 2282 - 2292(2012)。
