倘若我们穿越到1万年前,就能看见智人和猛犸象搏斗的场景:一群人齐心协力把猛犸象赶进沼泽、用石块和长矛将它杀死,猛犸象在垂死挣扎之际留下很多深坑;距今1万到7万年间,智人从非洲出发,足迹几乎遍布全世界。与此同时,大袋鼠、大袋熊、袋狮、巨型蜥蜴、巨型树懒、双门齿兽等大型哺乳动物接二连三地消失了……作为那些勇猛猎人的后裔,我们比祖先文明了很多,也孱弱了不少。
人类不仅凭借聪明的头脑获得生存优势,还靠强壮体格对抗凶猛野兽的攻击,在大自然物竞天择中遥遥领先,几乎没有任何“天敌”。人类的运动系统包括骨骼和肌肉,占体重60%。随着生活的舒适和科技进步,越来越多的人不同程度地失去了运动技能,我们有必要更加关注运动,了解它和健康之间的联系。
躯体运动分为反射运动、节律运动和随意运动。
反射运动由外界刺激引起神经反射来完成,比如眼睛进了沙子就会眨眼,手被钉子扎到就会退缩,这是人和动物的本能,不需要学习,也难以克制。反射运动是最简单的运动,是科学家们研究运动的开端。17世纪,法国哲学家笛卡尔首次提出 “反射”这个概念,认为外界刺激通过神经反射引起大脑的应答。19世纪,谢灵顿和谢切诺夫通过实验发现的反射弧包括感受器、传入神经、中枢神经、传出神经和效应器。
节律运动是按一定节律重复、协调进行的运动。呼吸是典型的节律运动,我们可以叫它停止或开始,但平时根本不用管它。又如走路,刚开始要有“走”的意识支配,走着走着就闲庭信步,不需要去考虑迈左脚还是右脚。节律运动类似于反射,只不过除了受到低位中枢的控制之外,还与大脑皮层之间交换信息,一定程度上受意识的支配。人可以屏住呼吸,但是意志力再强也不可能把自己憋死。大脑一旦因缺氧而发生意识模糊,停止呼吸的意念就会中止,呼吸自动恢复。
随意运动是指按自己的意愿进行的运动。搬桌子、握手、打乒乓球、写字都属于随意运动,它的指令来自大脑皮层,完成过程中需要身体各部位的密切配合。随意运动是人们最熟悉的运动,也是真正由大脑发号施令的运动。通常所说的“运动”绝大多数是指随意运动。千万不要把“随意”当成“随便”,设计和执行随意运动的过程复杂而精密。首先,大脑皮层联络区形成并发布运动指令,即编码运动相关的神经冲动,然后皮层联络区与皮层小脑和基底神经节交换信息,皮层小脑制定运动程序,基底神经节控制运动的速度,两者将指令回馈给大脑皮层运动区。皮层运动区监督、评价和调整运动的进行,它不断地从肌肉、关节的本体感受器中获得运动效果的反馈信息,及时修改调整运动指令。
随意运动需要从脑到脊髓的数以亿计的神经元来支配肌肉收缩,使动作灵活而有力。想象一下智人和猛犸象搏斗的场景:受伤的猛犸象狂奔而来,手握长矛的智人飞快地闪开,同时用长矛刺向猛犸象的要害。如果误差几毫秒,智人就会被猛犸象踩成肉饼,而他的后裔也就无影无踪了。我们活着的每一个人都有过最勇猛而强悍的祖先,携带着矫健不凡的基因!
人类的基因缔造出运动系统以及调控运动系统的神经。大脑皮层的52个脑区中的第4和第6区主管运动,称为皮层运动区。皮层运动区由无数个垂直于皮层表面的功能柱构成,每个功能柱的神经元群控制同一关节的若干块肌肉的活动。皮层运动区靠近感觉皮层区,某些动物的这两个区是重叠的,因为运动往往与感觉相关。运动和感觉同属于脑的一般功能,其神经通路相对简单,没有学习、思维、联想那么复杂多变。运动“不高级”并不意味着不重要,它塑造人的形体、锻炼人的品格,是宝贵的天赋和力量之源。
(作者系华中师范大学副教授,中国神经科学学会会员)
(责任编辑:刘倩影)
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(原文章信息:标题:,作者:王欣,来源:科普时报,来源地址:http://www.kepu.gov.cn/www/article/702971579c0840979843d0cd41b796ad)
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