足球运动员的大脑秘密：小脑 - 皮层连接对注意力的调控作用

《Behavioral and Brain Functions》：The role of cerebellar-cortical connectivity in modulating attentional abilities: insight from football athletes

在神经科学的探索之旅中，大脑的奥秘一直吸引着无数研究者的目光。我们知道，大脑如同一个神秘而复杂的宇宙，其中神经可塑性现象贯穿人的一生。就像神奇的魔法，它让大脑在各种刺激下不断变化和适应。而专业运动员，这群在运动领域不断挑战极限的人，就像是大脑可塑性研究的 “宝藏库”。以往研究发现，运动训练能像神奇画笔一样，在大脑的 “画布” 上描绘出功能和结构的变化，涉及大脑的诸多区域。然而，在这看似清晰的研究脉络中，却存在着一些迷雾：神经可塑性差异与注意力能力之间究竟有着怎样的联系呢？这一问题就像一把神秘的钥匙，打开了本次研究的大门。研究成果发表在《Behavioral and Brain Functions》杂志上，为神经科学领域增添了一抹亮色。

　　

在神经科学的探索之旅中，大脑的奥秘一直吸引着无数研究者的目光。我们知道，大脑如同一个神秘而复杂的宇宙，其中神经可塑性现象贯穿人的一生。就像神奇的魔法，它让大脑在各种刺激下不断变化和适应。而专业运动员，这群在运动领域不断挑战极限的人，就像是大脑可塑性研究的 “宝藏库”。以往研究发现，运动训练能像神奇画笔一样，在大脑的 “画布” 上描绘出功能和结构的变化，涉及大脑的诸多区域。然而，在这看似清晰的研究脉络中，却存在着一些迷雾：神经可塑性差异与注意力能力之间究竟有着怎样的联系呢？这一问题就像一把神秘的钥匙，打开了本次研究的大门。

为了揭开这层神秘的面纱，上海体育学院等研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项极具意义的研究，旨在探究专业足球运动员和新手在大脑功能与注意力能力上的差异，以及这两者之间潜在的关联。最终，他们的研究成果发表在《Behavioral and Brain Functions》杂志上，为神经科学领域增添了一抹亮色。

研究人员采用了多种先进的技术方法。首先，招募了 49 名足球运动员（均为国家一级运动员，接受专业训练平均 9.724 年）和 63 名无足球经验的新手作为研究对象。通过注意力网络测试（ANT），对参与者的注意力功能进行行为学评估。同时，利用静息态功能磁共振成像（rs - fMRI）技术，采集大脑成像数据，计算低频振荡分数振幅（fALFF）、功能连接（FC），并进行图论分析，从多个角度探究大脑的奥秘。

研究结果丰富而有趣。在行为学方面，通过 ANT 测试发现，足球专家在定向注意力上表现卓越，比新手得分更高，但在警觉功能上却较弱，而在执行控制注意力方面，两者并无显著差异。这一结果表明，足球训练对注意力的影响并非单一，而是具有复杂性。

从 fALFF 分析来看，足球专家在双侧小脑前叶、双侧岛叶和左侧颞上回的 fALFF 值明显更高。这意味着这些区域的神经元活动更为活跃，就像大脑中的 “小宇宙” 更加活跃地运转，暗示着运动训练可能引发了这些区域的适应性神经变化。

种子基于功能连接分析进一步揭示了大脑的奥秘。足球专家的左侧小脑前叶与多个皮层区域，如右侧缘上回、左侧楔前叶、左侧额上回、双侧小脑后叶和双侧中央前回等，存在更强的功能连接。同时，左侧颞上回与左侧小脑前叶的连接也更强。这表明长期运动训练不仅增强了小脑与运动相关皮层的连接，还扩展到了与更高认知功能相关的区域，就像在大脑的 “高速公路” 上，增加了许多新的 “通道”，让信息传递更加高效。

多重线性回归分析发现，在专家组中，功能连接差异对定向注意力得分具有显著的预测能力，而在新手组中却没有这种现象。这就像在专家的大脑中，建立了一种特殊的 “密码”，能够通过功能连接预测注意力表现。此外，功能连接值还能显著预测运动员的训练年限，为运动训练对大脑影响的研究提供了更有力的证据。

图论分析表明，专家在右侧小脑小叶 III（Cerebelum_3_R）节点的中介中心性和节点效率更高，而在左侧背侧扣带回（DCG.L）和左侧辅助运动区（SMA.L）节点的部分指标与新手存在差异。同时，运动员和非运动员的大脑网络都具有经济的 “小世界” 属性，说明足球训练虽能增强特定节点效率，但不改变大脑网络的基本架构。

综合研究结论和讨论部分，这项研究意义非凡。它揭示了长期专业足球训练对神经可塑性和注意力功能的显著影响，为理解运动训练与大脑认知功能的关系提供了重要依据。小脑在注意力定向功能中似乎起着关键作用，其与大脑其他区域的广泛连接可能是这种作用的重要机制。然而，研究也存在一些局限性，比如无法确定大脑功能和注意力能力的变化是由先天因素、环境影响还是两者共同作用导致的，且未控制心血管健康变量。但这并不影响其为后续研究指明方向，未来研究可采用纵向设计，进一步探索运动训练与大脑之间的奥秘，为神经科学和运动科学的发展提供更多的启示，帮助人们更好地理解大脑在运动训练下的变化规律，为提升认知能力和运动表现提供新的思路和方法。