不同类型运动对大脑可塑性影响的探究

任亮颖 朱成东

自“双减”过后，我们的K12教育迎来重大转折，体育开始被正视，如今还首次修改我国的体育法，拟设定“国家体育节”，足以看出国家对体育运动的重视程度。运动本身可以预防某些疾病，提升自身抵抗力、加快反应训练的速度，长期参加体育锻炼还可以促进身体新陈代谢，达到减肥和控制管理身材的效果。当今社会，随着学校体育教学的改革不断深入发展，以及被人们重视不断增加，越来越多的人积极融入参与到体育运动领域之中。通过参与体育运动可以锻炼肌肉，让骨骼更加坚硬，预防骨质疏松的发生;除此之外，运动会使人变得更聪明，大脑更健康，运动可以调节中枢神经系统的兴奋和抑制，帮助我们改善睡眠质量，同时，通过长期锻炼可以增进身体健康、预防疾病、培养人们顽强、坚毅、果敢、自信的意志品质。

由前人可知，运动对大脑可塑性的影响已经在神经功能方面的障碍恢复、改善和预防中老年人脑神经损伤、促进青少年大脑的发育一些相关领域，已经成为最近这些年关注的热点话题。大脑认知的灵活性，在一些工作记忆功能方面及长期记忆能力方面，在20岁以后会随着年龄的增长而大脑认知和灵活性逐渐下降减弱的情况。且这些老化现象通常伴随着小脑半球侧，前额叶皮质区及海马会区等重要大脑结构区域数量的逐步缩减。运动锻炼已经被研究者通过大量试验证实可以增加海马回、前额叶、基底核体积或者抑制体积萎缩。

人类大脑结构的变化随着环境和自身因素变化因此而改变，运动技能的不断学习也会发生一系列变化，同时，运动人群的身体差异、运动技能的练习项目、练习强度、练习时间、练习频率和学习内容等也会诱导脑组织结构发生变化，本文综述的重点在于我们要深入探究，在各个具有不同特定功能单元运动以及不同运动项目对大脑产生的显著影響。

1 对大脑可塑性的认知

大脑的可塑性是指神经脑细胞不断的适应外界环境的变化而引起的具有改变其本身的结构和功能的能力。我们从幼年、青年、中年到老年不断经历记忆和学习的过程与大脑的可塑性具有密切的关系。尤其是在幼年和青年时期，大脑可塑性变化尤为迅速，并且它会伴随着整个生命历程。关于巴普洛夫和他的狗的实验说明在经过不断外界刺激变化的过程中，外部环境条件的不断刺激在大脑中可以重新建立起新的联系，因此为了适应新的环境，脑的功能逐渐发生改变，这就是大脑的可塑性。简言之大脑的可塑性会因为我们生活环境、学习、记忆、思维等变化而不断发展变化。

运动训练可引起脑可塑性发生改变的原因相关研究也表明：对成人进行靶射击训练或平衡训练能够改变成人脑结构或功能。如Rogge等人在分别进行对两组成人分别随机地进行的持续12周左右的平衡运动能力训练前后对照组和放松运动能力训练前研究之后发现，与放松运动能力训练后组进行横向比较，平衡运动训练前组水平比放松训练前后组成员的平衡运动能力水平大幅提高，且这两组具备与大脑视觉、前庭功能和大脑其他的自我运动和运动自我知觉的活动及相关的功能有关的重要的脑区结构内的皮层厚度均相对于增加，壳核体积也下降。

2 运动对大脑功能的影响

士别三日，应当刮目相看，这就说明大脑在我们的一生中都是可以改变的。当我们进行思考时会激活大脑中相应的神经回路，当我们不断学习培养新的习惯时，就会开辟新的神经回路。这就说明人的大脑想法和思路不断发生变化，它的计划也会发生改变，那么就可能会带来一种全新的表现，这就是大脑表现的一种形式。如果说大脑的一些功能进行培训，并且逐步提高，这就说明大脑的可塑性和它的潜力。

科学界一直以来积极研究运动训练后对个体健康以及大脑智能发育等产生的重大生理作用的一些相关理论机制，运动本身也已经不仅单纯在体内释放出大量细胞内的马啡肽有关，运动本身还能可以大大的促进人体大量的脑源性神经营养因子（BDNF）的大量合成以及释放，而正是这种BDNF无疑的才是人们通过大量运动练习而无法改善到的整个大脑功能过程系统中存在的一种最具潜力重要潜力的最关键的生物分子组成之一，可能将对人类改善整个大脑功能系统中的几乎任何与大脑认知学习活动过程和大脑学习及记忆活动过程相关的人类其他几乎所有的重要和基本大脑学习功能过程活动而言都将会非常重要。体育运动可显著帮助及促进人类右脑功能之开发及恢复功能与再利用。人体范围内人的整个左脑机能活动主要部分都是大脑用以进行的抽象型的思维，充分发挥感情、赏析造型艺术的大脑神经集中化在右半球，右脑开发最重要的是创新思维能力。右脑开发不局限于部分的剖析，只是纵观全局性，以胆大猜想跳跃性地前行，做到判断力的结果。因此，通过研究分析发现右脑的工作能力要显著优势于左脑。通过这一发现为科学研究工作者对促进大脑记忆力开发的研究提高了有效途径，促进人右脑智能水平的较快速健康发展，有助于形象思维和创新思维能力。

在吴殷等人的研究中通过采用核磁共振和脑成像等显微技术，比较并检测分析了来自全国共13名篮球运动员、13名羽毛球运动员以及另外还有16名其他运动和非篮球运动员之间发生的运动员大脑灰质体积分布的微观结构差异，结果显示，运动员大脑分布在双侧中央的中央前上后回、左侧后顶和下回小叶、颞额上下回叶灰质体积等相关结构部分都分别显著接近或远远大于运动员而非一般运动员，长期且持续高强度的有氧运动学习和脑力训练也将会导致使对同样从事上述不同大脑类型的运动能力训练或项目要求相似的健美项目运动员大脑水平会产生一些极其高相似性程度的大脑可塑性改变和结构变化。综上发现长期参与体育锻炼的人的大脑结构会发生一定的变化。

3 对不同运动项目大脑可塑性变化的假设

不同的运动项目我们身体参与的肌肉也不同，通过与不同体育项目运动员大脑在生长发育不同的阶段发生的各种脑电活动变化与特点分析比较，可以切实帮助我们教练员更为有效直观的分析把握对运动员表象训练的目标清晰性，有目标区别的加强训练对运动员的大脑心理状态训练。同时，在运动项目的选材研究中，可以进一步增加体育运动项目参赛者的身体运动及表象能力指标，从而对进行一种更理性科学化的综合选材的评价研究。

以往有研究也发现，球类运动员与专业运动员脑区结构变化。本文通过查阅大量文献资料验证假设，经过较长期系统训练过的乒乓球运动员大脑皮质脊髓兴奋性往往更较强;通过对比发现不同的运动项目分别影响大脑关键部位的激活和不同程度刺激后发生的变化，由于训练程度的不同发现运动训练项目会对跟该肌肉运动强度相关部位的神经主动肌群影响变得更直接具有针对性，从而可以导致该神经可塑性显得更强，但是对其他类型的运动肌肉也不会因此而发生改变。

4 运动促进大脑特异性变化

运动大脑对促进人类大脑结构功能形成产生的作用主要的影响作用主要就是指人们通过适度运动的大脑运动可以达到通过锻炼增加整个人大脑灰质细胞颗粒的总体积、白质密度及以抵消人体由于神经细胞老化而所会导致所产生的轻度脑萎缩。有媒体报道称职业舞者们若观看与他们相似风格的舞步时，他们运动相关的镜像神经系统皮层网络会出现双侧的激活。舞蹈演员通过练习大量的动作，使大脑皮层更加活跃，从而能在各种环境下从容表现出来。之前有研究发现长期或经过一定专业投篮训练时间的运动员在观看自由投篮比赛时，他们的知觉能力和运动能力变化导致皮质网络发生了明显的改变，与刚刚接触练习篮球新手相比，在顶下回小叶和额顶下回叶出现频率更高的激活。这些实验研究也表明，从事一项特定的运动训练技能活动的人都会逐渐在和运动功能相关部位的皮质区域里渐渐开始出现一种皮质的重组和可塑性。

体育运动中年龄对人的大脑功能发展的直接影响主要是指由长期运动后所会引起的人的大脑区域性间功能性连接状态的显著改变、延缓脑老化过程导致认知程度下降、提升我们的认知力及改进学业方面表现。运动会可影响人体脑系统的多种器官功能，对人体脑机能的整体健康发育有着其重要推动作用，包括有效提高人脑认知协调能力，延缓脑细胞由机体衰老变化引起所致的人脑认知协调能力下降。

5 不同训练项目对大脑可塑性影响差异

陈薇对乒乓球运动员不同级别水平运动员之间的执行功能差异分别进行了测试，结果均一致显示出乒乓运动员之间的执行功能差别表现明显要比普通人明显或好较之多于其他的普通人，并且均发现了乒乓球运动员之间的执行功能，同时在完成处理挥拍击球动作时大脑所特别需要进行的动作感知过程和动作训练的密切结合机制则完全与涉及大脑全身不同器官区域系统的高级运动皮层功能中枢的异常激活相关。

羽毛球的球速是所有球类运动中速度最快的，因此羽毛球运动员往往动作速度和反应速度更具有显著优势，通过对职业羽毛球运动员大脑进行研究发现，动作的反应速度随着相应的训练时间和强度的增加大脑的皮质运动图层也会发生相应的改变。经颅磁刺激研究职业篮球运动员发现这些人他们在预判投篮时准确性会高，同时这些职业运动员观察投篮失败时大脑皮层的激活也会相应增加研究人员表明，长期高强度的脑部运动刺激训练会对人类单个的脑区神经元产生显著变化，将通过改变对这些大脑功能网络之间的神经连接性，使通过其神经元更快捷、更有效灵敏地的传入数据和直接传出信息。

从就当前为止我国众多高校和现有所收集到的有关研究相关资料文献数据信息中也就已经可以看出大致能看出，专门针对将对运动规律的表象理论模型与EEG理论模型有机结合和使用一起来应用所专门进行相关研究领域的相关应用研究开发工作也还真是目前不甚属多见。运动功能康复学领域技术体系中的EEG技术的开发研究工作在现阶段主要成果包括通过脑电图、脑电地形图、脑像图研究（EEQG）等技术、脑电涨落图研究（SET）技术研究等多项先进技术，从人体运动过程不同生理技术角度、不同组织解剖技术层面理论上系统了解运动员大脑功能特征。

6 结论

不同类别的运动能力项目运动员大脑结构也可能还存在的着某些项目差异，这将会造成与别的运动员在不同级别的运动能力项目基础上的运动员所表现出在运动能力专项方面上的巨大相对优势，且和他们所在级别自身具备相应项目能力项目的选手大脑结构基础上所可能会显现出来的体现出的运动员能力与一般与普通人水平之间存在的某些明显项目差异也有关;例如女子羽毛球运动员因为她们需要在更全面与精确的运动手控脑结构层面上也确实可以出现相对应运动能力水平的变化。本篇综述通过相关文献得出结论还表明长期坚持运动锻炼可以让男女篮球运动队员和女男子羽毛球运动员们不仅都是在提升自己运动能力和提高认知运动的能力与在提高运动的结构，大脑也更地具有了在结构层次上的可塑性。同运动项目的特点有关，在普通人與运动员的比较中发现专业的篮球运动员不是在于怎么去传球、破防、投篮，而是注重什么时间和关键时机去做，优秀的篮球运动员并不一定是投篮最准，速度最快的，他们更多是拥有比普通运动员更加缜密的加工、提炼情境构成处理信息的能力，由此可知，通过对大脑中的运动相关的丘脑灰质结构进行再次研究实验证明意识到有了这些大脑后通过更长期持续的运动训练还可以通过改变这些与运动和相关的大脑板结而来改变相关大脑结构，此外我们猜测大脑本身还存在结构形态功能上独特的可塑性。

不同级别的竞技运动项目运动员大脑结构之间都可存在着一定程度项目差异，这也许会与同时参加几项不同竞赛项目竞技运动项目者各自的先天大脑特点都各异所有关。在通过对非专业运动员大脑结构与普通竞技运动员大脑构造的对比分析比较等工作成果中，再次用研究成果证明观察到证明了运动员通过竞技运动与长期艰苦的艰苦训练之后确实完全可以完全的改变了这些与普通人类运动的直接或部分运动员大脑的正常结构，大脑本身结构在各方面就具有独特性和可塑性。篮球和男子羽毛球运动员们不仅也会同时在对于自身专项运动方面的整体认知与协调综合能力运动与自身专项领域运动相关的知识技能能力差异程度上会明显地表现出了其自身运动领域与自身专项运动领域运动的比较差异性优势，且与他们同样在自身运动领域相应运动区域运动的相关的大脑结构特征差异上也更易体现出运动领域与自身专项领域与普通人之间的巨大差异。打羽毛球需要运动员做出决定，准确判断羽毛球的运行速度和运行轨迹、在这一过程中，大脑结构中相关执行区域可以被运动员的认知需求而激活。此外，大脑结构和身体相关器官骨灰质结构方面也随之都随之表现出产生了一些相应而较大差异的改变。

7 结语

随着社会的不断进步，国家对体育产业的重视程度越来越高，人们现在的生活服务水平不仅仅满足于生活必须的基本需求，开始参与到文体娱乐活动中。因为参与人群的不同，每个人的需求不同，因此，球类运动项目的多样性和多样化逐步暴露在大众的视野中。参加体育锻炼的人们根据自己需求寻找适合自己的运动项目，已有前人证明，类似于球类等复杂运动对大脑的影响更有针对性。经常从事参与体育锻炼对提高大脑的发展更具实效性。本文通过查阅参考部分文献，简单阐述不同运动项目（以球类为主）对大脑结构产生的影响以及运动与大脑结构之间的关系。

通讯作者：朱成东

（作者单位：辽宁师范大学体育学院）