飛人跑得快 速度細(xì)胞在起作用
發(fā)布時(shí)間:2015-10-07
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8月23日晚,在2015年世界田徑錦標(biāo)賽100米決賽中,牙買加選手博爾特以9秒79的今年個(gè)人最好成績(jī)獲得冠軍。中國(guó)選手蘇炳添盡自己的最大努力,以10秒06獲得第九,創(chuàng)造了中國(guó)男子百米選手在世界大賽中的最好名次。在此前的百米半決賽中,蘇炳添以9秒99的成績(jī)平了自己保持的全國(guó)紀(jì)錄,首次在世界大賽進(jìn)入男子百米決賽賽場(chǎng)。
飛人能感知奔跑速度
跑得飛快的博爾特和蘇炳添能感知自己的速度嗎?答案基本是肯定的,而且,正是人類和高等動(dòng)物的大腦有感知速度的細(xì)胞,促進(jìn)了自身的奔跑能力。最新科學(xué)研究提出的速度細(xì)胞概念,既為運(yùn)動(dòng)員的選拔提供了新的科學(xué)依據(jù),也為運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)訓(xùn)練提供了新的理論依據(jù)。
對(duì)于人類的奔跑速度,過(guò)去注重的要素是力量、步幅、頻率、無(wú)氧代謝(短跑)、有氧和無(wú)氧代謝(中長(zhǎng)跑和其他體育項(xiàng)目)的速度和能力。但是,挪威科技大學(xué)教授梅·布里特·莫澤和其丈夫愛德華·莫澤最新發(fā)現(xiàn),人和動(dòng)物跑得快依賴于大腦中的速度細(xì)胞,它們能調(diào)控奔跑速度。
莫澤夫婦與英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院教授約翰·奧基夫共同獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),其獲獎(jiǎng)原因是他們發(fā)現(xiàn)了組成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞,由這些細(xì)胞組成的系統(tǒng)就是“大腦中的GPS”,能指引人和動(dòng)物感知運(yùn)動(dòng)和方向,在行進(jìn)中不會(huì)迷路。
大腦中有調(diào)控速度的細(xì)胞
人和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí),不僅要感受到方向以準(zhǔn)確抵達(dá)目的地,而且要感知速度以知道何時(shí)能到達(dá)。莫澤夫婦2005年曾在在老鼠大腦的內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層發(fā)現(xiàn)了感知方向的細(xì)胞--柵欄細(xì)胞,現(xiàn)在他們又對(duì)老鼠大腦的內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層進(jìn)行深入的研究和搜索,并發(fā)現(xiàn)人和動(dòng)物能跑得快還得益于大腦中的另一種細(xì)胞--感知速度的細(xì)胞。
他們利用改進(jìn)后能同時(shí)記錄數(shù)千個(gè)神經(jīng)元放電的技術(shù)設(shè)備,觀察老鼠奔跑時(shí)大腦內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層細(xì)胞的放電現(xiàn)象,希望能發(fā)現(xiàn)感知速度的大腦細(xì)胞。他們將電極植入26只老鼠的大腦里,并設(shè)計(jì)了類似《摩登原始人》中那樣的車子,讓老鼠在其中奔跑。這種裝置沒有底部,當(dāng)車子前進(jìn)時(shí),老鼠的爪子會(huì)踩過(guò)地面。研究人員會(huì)控制這輛車子運(yùn)動(dòng)的速度。如果車子移動(dòng)太慢,大鼠會(huì)悠閑地走動(dòng);當(dāng)速度增加時(shí),老鼠會(huì)狂奔;當(dāng)然,也可以讓老鼠自由行動(dòng)。當(dāng)車子以慢速和快速行進(jìn)在同一段跑道時(shí),研究者記錄了它們大腦嗅皮層的活動(dòng)。
研究發(fā)現(xiàn),老鼠大腦所有神經(jīng)元中有13%~15%的細(xì)胞放電模式和運(yùn)動(dòng)速度相關(guān),這些細(xì)胞會(huì)根據(jù)老鼠的奔跑速度快速或較為緩慢地放電,這和它們朝哪個(gè)方向移動(dòng)以及房間是亮還是暗無(wú)關(guān)。
彎道跑技巧或許也有腦細(xì)胞掌管
人的大腦與老鼠的大腦有相似的運(yùn)動(dòng)功能和感覺區(qū),也就是說(shuō),人也有能感知速度的大腦細(xì)胞,才會(huì)知道自己的奔跑或行走速度,知道自己能在什么時(shí)間到達(dá)目的地。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),不僅要全力加速才能第一個(gè)到達(dá)終點(diǎn)撞線,而且要在起跑、途中和最后沖刺時(shí)感知速度的快慢并有效分布體力,才能最早到達(dá)終點(diǎn)。在預(yù)賽中,博爾特和蘇丙添的收放自如(在后程減速)當(dāng)然也是速度細(xì)胞的觀察和對(duì)身邊競(jìng)爭(zhēng)者的比較而做出的動(dòng)作。
奧基夫和莫澤夫婦在此前進(jìn)行的大腦中存在方向細(xì)胞的研究中還發(fā)現(xiàn),人們?cè)趶澋琅艿臅r(shí)候也可能有大腦細(xì)胞在掌管這一行動(dòng),如此也可以解釋博爾特為何有出色的彎道跑技術(shù)(200米及以上的項(xiàng)目)。博爾特曾稱,跑200米沒有出色的彎道技術(shù)一定會(huì)在這里丟掉0.5~0.7秒的時(shí)間。這一技術(shù)便是,彎道跑時(shí)上體向內(nèi)傾,左右腳的用力點(diǎn)及雙臂的擺動(dòng)方法,蹬地與擺臂的協(xié)調(diào)配合,支撐腿與擺動(dòng)腿的合理著地部位。
顯然,理論上講這些容易,實(shí)際上做起來(lái)就比較困難,這與訓(xùn)練時(shí)間、內(nèi)容和大腦中的速度細(xì)胞和方向細(xì)胞的多少及其功能是否能有效體現(xiàn)出來(lái)有關(guān)。所以,未來(lái)挑選運(yùn)動(dòng)人才和進(jìn)行訓(xùn)練時(shí),需要利用新的科研成果,注重監(jiān)測(cè)方向細(xì)胞和速度細(xì)胞的作用。
飛人能感知奔跑速度
跑得飛快的博爾特和蘇炳添能感知自己的速度嗎?答案基本是肯定的,而且,正是人類和高等動(dòng)物的大腦有感知速度的細(xì)胞,促進(jìn)了自身的奔跑能力。最新科學(xué)研究提出的速度細(xì)胞概念,既為運(yùn)動(dòng)員的選拔提供了新的科學(xué)依據(jù),也為運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)訓(xùn)練提供了新的理論依據(jù)。
對(duì)于人類的奔跑速度,過(guò)去注重的要素是力量、步幅、頻率、無(wú)氧代謝(短跑)、有氧和無(wú)氧代謝(中長(zhǎng)跑和其他體育項(xiàng)目)的速度和能力。但是,挪威科技大學(xué)教授梅·布里特·莫澤和其丈夫愛德華·莫澤最新發(fā)現(xiàn),人和動(dòng)物跑得快依賴于大腦中的速度細(xì)胞,它們能調(diào)控奔跑速度。
莫澤夫婦與英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院教授約翰·奧基夫共同獲得2014年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),其獲獎(jiǎng)原因是他們發(fā)現(xiàn)了組成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞,由這些細(xì)胞組成的系統(tǒng)就是“大腦中的GPS”,能指引人和動(dòng)物感知運(yùn)動(dòng)和方向,在行進(jìn)中不會(huì)迷路。
大腦中有調(diào)控速度的細(xì)胞
人和動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí),不僅要感受到方向以準(zhǔn)確抵達(dá)目的地,而且要感知速度以知道何時(shí)能到達(dá)。莫澤夫婦2005年曾在在老鼠大腦的內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層發(fā)現(xiàn)了感知方向的細(xì)胞--柵欄細(xì)胞,現(xiàn)在他們又對(duì)老鼠大腦的內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層進(jìn)行深入的研究和搜索,并發(fā)現(xiàn)人和動(dòng)物能跑得快還得益于大腦中的另一種細(xì)胞--感知速度的細(xì)胞。
他們利用改進(jìn)后能同時(shí)記錄數(shù)千個(gè)神經(jīng)元放電的技術(shù)設(shè)備,觀察老鼠奔跑時(shí)大腦內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層細(xì)胞的放電現(xiàn)象,希望能發(fā)現(xiàn)感知速度的大腦細(xì)胞。他們將電極植入26只老鼠的大腦里,并設(shè)計(jì)了類似《摩登原始人》中那樣的車子,讓老鼠在其中奔跑。這種裝置沒有底部,當(dāng)車子前進(jìn)時(shí),老鼠的爪子會(huì)踩過(guò)地面。研究人員會(huì)控制這輛車子運(yùn)動(dòng)的速度。如果車子移動(dòng)太慢,大鼠會(huì)悠閑地走動(dòng);當(dāng)速度增加時(shí),老鼠會(huì)狂奔;當(dāng)然,也可以讓老鼠自由行動(dòng)。當(dāng)車子以慢速和快速行進(jìn)在同一段跑道時(shí),研究者記錄了它們大腦嗅皮層的活動(dòng)。
研究發(fā)現(xiàn),老鼠大腦所有神經(jīng)元中有13%~15%的細(xì)胞放電模式和運(yùn)動(dòng)速度相關(guān),這些細(xì)胞會(huì)根據(jù)老鼠的奔跑速度快速或較為緩慢地放電,這和它們朝哪個(gè)方向移動(dòng)以及房間是亮還是暗無(wú)關(guān)。
彎道跑技巧或許也有腦細(xì)胞掌管
人的大腦與老鼠的大腦有相似的運(yùn)動(dòng)功能和感覺區(qū),也就是說(shuō),人也有能感知速度的大腦細(xì)胞,才會(huì)知道自己的奔跑或行走速度,知道自己能在什么時(shí)間到達(dá)目的地。對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),不僅要全力加速才能第一個(gè)到達(dá)終點(diǎn)撞線,而且要在起跑、途中和最后沖刺時(shí)感知速度的快慢并有效分布體力,才能最早到達(dá)終點(diǎn)。在預(yù)賽中,博爾特和蘇丙添的收放自如(在后程減速)當(dāng)然也是速度細(xì)胞的觀察和對(duì)身邊競(jìng)爭(zhēng)者的比較而做出的動(dòng)作。
奧基夫和莫澤夫婦在此前進(jìn)行的大腦中存在方向細(xì)胞的研究中還發(fā)現(xiàn),人們?cè)趶澋琅艿臅r(shí)候也可能有大腦細(xì)胞在掌管這一行動(dòng),如此也可以解釋博爾特為何有出色的彎道跑技術(shù)(200米及以上的項(xiàng)目)。博爾特曾稱,跑200米沒有出色的彎道技術(shù)一定會(huì)在這里丟掉0.5~0.7秒的時(shí)間。這一技術(shù)便是,彎道跑時(shí)上體向內(nèi)傾,左右腳的用力點(diǎn)及雙臂的擺動(dòng)方法,蹬地與擺臂的協(xié)調(diào)配合,支撐腿與擺動(dòng)腿的合理著地部位。
顯然,理論上講這些容易,實(shí)際上做起來(lái)就比較困難,這與訓(xùn)練時(shí)間、內(nèi)容和大腦中的速度細(xì)胞和方向細(xì)胞的多少及其功能是否能有效體現(xiàn)出來(lái)有關(guān)。所以,未來(lái)挑選運(yùn)動(dòng)人才和進(jìn)行訓(xùn)練時(shí),需要利用新的科研成果,注重監(jiān)測(cè)方向細(xì)胞和速度細(xì)胞的作用。