大脑运动常识：认识脑之四运动与大脑

一、运动能力是除呼吸之外的重要功能

人如果失去运动，生活将不可想象。霍金就是一个部分失去运动能力的人。一些不幸的人因为外伤或卒中造成大脑功能的损失，运动功能障碍占很大一部分。

运动主要受大脑、脊髓和神经控制，是一套精细的神经控制系统，由此产生了人类的多种精细活动。运动系统包括上运动神经元（锥体系统）、下运动神经元、锥体外系统和小脑。这里先谈锥体系统中的大脑皮层对运动的控制，运动皮层可分为三个部分：

运动大脑占脑区的很大一部分

1.主运动皮层是产生神经冲动的主要因素，这些神经冲动向下传递到脊髓并控制运动的执行。额叶中央前回（伯德曼Brodmann 4区），也称一级运动区（primary motor area）。4区中存在各分功能分区定位，从功能定位分布的模式图可看出，越能进行敏捷运动的部位所占范围越广，其中上肢、手指（尤其是大拇指）和面部占据较大的体积，见下图。这些脑区大部分是进化而来的。

大脑皮层中有一个倒立人

2.运动前皮层，主要是6区的外下部分，负责运动控制的某些方面，可能包括运动准备，运动的感觉指导，伸手的空间指导或某些运动的直接控制，重点是控制近端和躯干肌肉的身体。位于初级运动皮层的前面。

3.辅助运动区（SMA） 具有许多运动建议的功能，包括内部生成的运动计划，运动顺序计划以及身体两侧的协调，例如双向协调。主要是6区的内上部分，位于主要运动皮层前半球的中线表面，4区的内前侧。与主运动皮层、运动前皮层一起构成运动的高级皮层区，完成复杂、精细的运动功能。

以上只是锥体系统的皮层部分，运动还需锥体外系统的参与。锥体外系是指锥体系以外的所有躯体运动的传导通路，包括纹状体系统和前庭小脑系统。在种系发生上比较古老，一些低等动物均有的脑区，主要功能是调节肌张力、协调肌的运动、维持体态姿势、担负半自动的刻板运动和反射性运动等。

锥体外系与锥体系的不同

4、小脑系统：小脑对躯体运动的调节主要是对于各组肌肉在力量、速度、幅度等方面进行协调，维持躯体的平衡。与前庭区一起构成前庭小脑系统。体操运动员的小脑通常比普通人发达，这是大家的一种共识，其实这里也有后天训练的因素。

5、纹状体系统：由基底神经节(新纹状体——尾状核、壳核，旧纹状体——苍白球、黑质)和丘脑底核、红核、网状结构等组成，网络中的中心节点是纹状体，主要调节肌张力、肌肉的调节运动和平衡，并协调各种精细复杂的运动。纹状体系统和前庭小脑系统一起构成锥体外系。

6、协同运动区：8区称额眼运动区，19区为枕眼运动区负责协同运动。保证面部表情的同步与协调。

肌力与肌张力。肌力也就是人体骨骼肌的力量，医学上将肌力分为0-5级。肌张力是一种持续性的收缩，肌张力不受人体意识控制，二者相互伴随，相互影响。

随意控制与伴随动作。前者是我们主动控制的，有明确的意图，由锥体系中的皮层控制；而后者为随之出现的伴随动作，由锥体外系控制。肢体语言，是一种协同运动，肢体运动智能指善于运用身体来表达想法与感觉；有些是天然，有些是可习得的。

运动能力的补充与外延拓展。对于运动残障者，加强康复训练是获得运动能力的最有效方式。外骨骼机器人、脑机接口也有望解决霍金一类人的问题，如果再往外拓展一点，普通人也有可能由此获得更强的运动能力，走向更深的海底和更远的太空。

二、运动能力如何得到提高？

1、运动能力是自然获得的，还是习得的？

人生来会走，只有开始走了，就会更好地走，会跑，会更灵巧地运动。

运动能力实际是先天与后天的结合。人的大脑是几万年进化而来的，其中主要发展的就是运动皮层，丰富的大脑皮质就是为了强化这种运动能力而以物质形态固定下来。如果人类不运动，这部分能力就会慢慢地丢失，这部分脑容积就会慢慢萎缩。

有人认为运动能力的高低是由基因（天赋）决定的，这是一个典型的「思维误区」。人与人之间运动表现的差异，关键并不在于“基因的差异"，而在于"后天的差异"，包括客观的生活环境，主观的思维方式、努力意愿、练习方法以及时间投入。从进化的角度看，我们的祖先在直立行走之后，为了生存必须狩猎捕食，在炎热条件下长距离奔跑是狩猎者的基本能力，人类也是所有哺乳动物中最好的长跑选手，也是唯一可以在炎热条件下跑马拉松的哺乳动物。我们天生就是有"奔跑天赋"的物种。我们的四肢比例、汗腺数目、能量代谢甚至是脚部结构、臀肌大小等等，都是为实现"奔跑"这一能力的进化结果。为何现代人变得不擅长奔跑了呢？ 因为现代社会里，人们的生产和生活方式发生了快速的巨变，人们更习惯于"舒适"地坐着，我们没有"不得不跑"的生存压力。光有好的"身体天赋"是不够的，我们必须通过后天的正确练习和努力投入，让"身体天赋"得以发挥，让运动皮层得以保存并遗传下去。

2、我为什么要提高运动能力？ ‍

动物通过运动比较迅速地改变自身的空间位置，以利于寻找食物、有利于动物寻找配偶，有利于逃避敌害和繁衍种族，动物的运动对动物的自身生存和繁衍后代有着十分重要。对于人类，动物的这种运动带来的益处减少了。

人们开始有这样的观点：四肢发达，头脑简单。其实不是这样的，我们可以看到随着运动能力的增加，人的智能也在增长，反应能力、运动记忆能力均在增加。运动能力并非是简单的体育运动，也不是完全向竞技体育中的运动员看齐的方式，这其中涉及到粗大或者精细的动作表达。适当的运动不仅可以有助于孩子的成长发育、骨骼生长，也是孩子专注力、自控力得到提升的前提保证。喜欢运动并不意味着人们缺少思考的时间，反而能够增加思考的效率。运动会影响孩子的大脑发育。很多家长注重孩子的运动能力培养后，发现孩子的其他方面的能力得到了改善。其实，运动并不简单。它是大脑功能的一个凝结与外在表现，通过它可以调动大脑的高级活动区，保持高水平。

万年龟，是如何长寿的？

3、运动能力与寿命？

生命在于运动。不过社会还有另外一个观点：生命在于不动。二者对立，让长寿爱好者不知所从。

千年王八，万年龟。有人认为这个例子说明长寿是需要静的，只有静才会长寿，这是基于科学研究发现动物心率和寿命呈负相关关系的。对于动物而言，运动过多，心率就会更快。乌龟的心率每分钟只有20次左右，所以寿命高达数千年。但是这个规律并不适用于人类。因为人类是高等动物，人类的心率和猪，狗等动物非常相似，但是人类的寿命却是它们的5倍左右。

运动能力和寿命有明确关系，经常运动也可以很好地延缓衰老。国际著名医学杂志《柳叶刀》的一项研究显示，在全球范围内，适度运动每年能让390万人免于过早死亡，运动预防了15%的过早死亡。65岁后运动能力越差，死亡风险越高。在运动能力彻底衰退前，提早干预，或许能够延续老年人的生活质量。运动预防死亡的前提是要进行正确适度的运动，老年人该选择什么样的运动更合适呢? 钟南山院士推荐的三个最适合老年人的运动：快走、游泳和打太极。

运动延缓衰老

4、运动与心理

运动除了影响人们的智力外，运动与心理健康的关系密切。

‍.运动可调节人的情绪变化。专注运动能给人带来充实与愉悦感，使紧张、焦虑、不安的情绪状态得到改善，提高人的心理承受能力，和社会适应能力。很多人在不开心的时候选择用跑步来发泄，也有很多人将跑步当作是舒缓压力的途径。

‍.运动有利于形成和改善人际关系。群体运动，由于有更多人的参与，体育活动也成为一种社交工具。它为人类提供了珍贵的活动空间，增进了人与人之间的接触，自然有利于人的心理健康。运动也有助于矫正人的某些心理缺陷。

‍.运动能促进全面发展的人格的形成。体育锻炼可以让人变得更坚强、更开朗、更乐观，有利于协调人际关系。运动还可以使个人的个性倾向性更趋于成熟，提高社会适应能力，学会竞争与合作，使许多的单个人凝聚成一个整体，为了共同的目标去奋斗。运动有利于提高自我知觉和自信心。

因此，运动不简单，让我们投入更多的时间来加强运动，收获美好人生。

-------------------------------------------------------------------------------------

作者介绍：卢旺盛

副主任医师，医学博士

强联智创（北京）科技有限公司 首席医学专家

北京天坛普华医院神经外科 副主任医师

中国卒中学会复合介入神经外科分会委员

吴阶平医学基金会脑卒中专家委员会委员

中国非公立医疗机构协会神经外科专业委员会委员

中国医师协会神经修复学专业委员会委员

《神经介入资讯》编委会秘书

2016年获得搜狐自媒体医生领袖称号

科普中国专家库成员