摘 要：近期国外采用无创伤、非侵入的神经生理学（EEG、MEG、TMS）和神经影像学（fMRI）的方法，研究视觉、听觉、躯体感觉（触觉）刺激的认知加工过程及运动准备、执行和表象的运动认知加工过程。结果表明，运动员之所以比非运动员反应更精确、更有效率、更加自动化，是由于在长期的运动训练和比赛中，运动员大脑发生了可塑性、适应性的变化导致大脑神经加工效率提高。然而，这种现象的神经机制目前尚不清楚，研究不同项目运动之间的差异及大脑结构、功能与训练强度、时间之间的相关性可能是未来的研究方向。
关键词： 运动员大脑；EEG；TMS；fMRI；神经效率及可塑性
中图分类号： G 804.2 文章编号：1009-783X（2013）06-0566-07 文献标志码： A
Efficiency and Plasticity of the Brain Nerve of Elite Athletes
XU Libin1，2，LI Anmin1，LIU Yu2
Abstract：This thesis will review the researches on the brain of athletes based on data obtained using non-invasive neurophysiological （EEG，MEG，TMS） and neuroimaging （fMRI） methods.These data were applied to the research of cognitive processing of visual，auditory，and somatosensory （tactile） stimulation as well as to motor processing，including preparation，execution and imagery.The results show that athletes are more accurate，more efficient and more automatic in their sports performances than non-athletes.The mechanisms are underlying the plastic adaptive changes of the brains of athletes during extensive daily physical training and competitions.The neural efficiency has been improved increasingly.However，the neural mechanisms about this phenomenon are not clear.In the future，the discrepancy of different sport events and the relevance between athletes’ brain structure，function and intensity，time of training should be studied continuously.
Key words：brain of the athletes；EEG；TMS；fMRI；neural efficiency and plasticity
收稿日期：2013-01-08
基金项目：2012年上海体育学院研究生创新培育基金项目
（yjscx2012009）；2009年教育部人文社会科学研究项目（09YJCZH017）；2009-2010年度安徽省哲学社会科学规划项目（AHSK09-10D123）；2013年度阜阳师范学院科研项目及省级科研机构校级委托专项课题（2013WSZX03）。
作者简介：徐立彬（1980-），男，吉林桦甸人，在读博士研究生，讲师，研究方向为体育运动心理学；李安民（1964-），男，湖南双峰人，教授，研究方向为运动认知与信息加工；刘玉（1973-），男，安徽涡阳人，硕士，教授，研究方向为体育社会学。
运动员怎样控制自己的动作？运动员和非运动员相比其大脑功能有什么不同？非运动员的大脑经过多长时间能够变成像运动员那样的大脑？无论对于运动员、教练员还是运动学家，这些问题都倍受关注。人们普遍认为运动员在专项运动操作过程中表现得更加快速、有力、更加准确、更有效率、更有坚持性、更加自动化。实际上，运动员的这些优异表现均依赖于神经系统的功能活动，使正确的肌肉在正确的时间、以正确的顺序被激活[1]。神经效率假说（neural efficiency hypothesis）认为，长期系统的运动训练使运动员大脑在结构和功能上发生可塑性变化，导致神经效率提高[2]。神经效率是指个体更为高效的皮层功能，通常表现为更好的操作绩效和更低的皮层激活程度；神经可塑性是指通过专业领域长时间的训练促使大脑发生的结构和功能上的改变[3]。但是运动员大脑神经环路的可塑性与适应性的变化机制还不是很清楚，因此，运动学家有必要提供更多的证据来支持这一假设。近年来，随着认知神经科学的发展，研究者开始运用神经生理学（EEG、MEG、TMS）和神经影像学（fMRI）等先进技术探测运动员强大认知功能神经机制，试图揭开运动员大脑的奥秘。这些技术用来研究视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉刺激的认知加工过程及关于人类运动准备、执行和表象的认知加工过程。典型的研究是采用专家-新手范式比较他们之间大脑加工活动的不同，这些研究是基于这样的假设：运动活动和许多神经生理特点相联系。例如灵活的行为适应性是通过在多变的环境中的运动操作获得的[4]。这些适应性包括复杂的、同步的神经活动，例如知觉、刺激辨别、决策、多模式的整合，运动准备和执行。另外，注意状态也对行为在时间和空间上的精确性起着重要作用，选择性注意的快速转移和成功的操作存在密切的相关性[5]。