认识脑之四：运动与大脑
一、运动能力是人类除呼吸之外的最重要功能
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，是运动功能丢失限制了他的活动，也限制了他的创造力。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。当前康复主要针对的就是这部分人群。
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。
锥体系与锥体外系共同构成运动的基本功能与精细调节
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。
外骨骼机器人是人运动功能增强的助力器
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。
只有想获得，就能够通过努力而获得！这是自然的法则。
奔跑者是奔向未来的先行者！
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。
