忍耐力：关于大脑和身体极限的科学

作者简介

亚力克斯·哈钦森博士是《户外》杂志的专栏作家，是《跑者的世界》的资深专栏作家，同时也是“全国杂志奖”获得者，是《纽约客》在线的长期合作作家，是多伦多《环球游报》“体育爱好者”专栏双周刊的执笔人，也是《纽约时报》撰稿人。他曾两次在加拿大参加1500米决赛，并在田径赛、越野赛和山地越野赛中获得比赛冠军。他在剑桥大学获得物理学博士学位，并曾担任美国国家安全局的研究员。他住在加拿大多伦多。

内容简介

对戴安· 范· 黛伦来说，第一次癫痫发作发生在她只有 16 个月大的时候，她由于那次癫痫发作时间较长而被送往医院治疗。在医院中被冰块包裹的她抽搐了将近一个小时，然而事后并未给她留下什么后遗症。长大后的范· 黛伦成了一名网球明星，并结婚生子。在 29岁时她怀上了自己的第三个孩子，然而癫痫再次发作，并在接下来的几年时间里越发严重。在与科罗拉多大学的医生商量后，她决定切除大脑的部分右颞叶，即引发癫痫发作的部分。手术进行得很顺利，癫痫症状也随之消除—然而手术也留下了后遗症。 范· 黛伦在接受手术前就发现跑步具有治疗功能。当她感受到“预兆” —能够使她预知癫痫发作的特殊感觉—她便开始到户外跑步，时长有时长达数小时，这通常会帮她消除癫痫。在接受手术后，她依然坚持跑步，并开始在她位于丹佛南部的住处周边进行距离更远的越野跑。很快，她的跑步距离足以让其他的优秀选手望而却步。 2002 年她参加了自己人生中的第一场超级马拉松比赛，一场只有一个对手的距离为 50 英里的越野赛。完成 50 英里比赛后，她又将目标瞄向了 100 英里，即需要耗时数天的育空极地极限长跑比赛。最终，她于 2012 年参加了耗时三周的北卡罗来纳州山海步道越野赛。 在努力打破比赛纪录的最后时刻，范· 黛伦的双脚已经伤痕累累，因此她每天不得不靠爬行维持进程。随着她所熟悉的内啡肽麻醉作用出现后，她便可以站立起来将身体的重心移向双脚，然后便开始飞奔起来，一英里一英里地追赶时间。在越野赛第 20 天的中午12:20，她和向导米尔萨普距离对打破纪录起关键作用的那班下午 1点开往奥克拉科克的轮渡码头还有 4 英里，所以他们不得不加快速度。最后，他们赶在轮渡驶离前的数分钟到达了码头，轮渡司机解开了先前困扰他们的神秘“飞机”发出的声响之谜，他感叹道：“那是飓风发出的声音，你们一定是穿越了那些飓风。” 两天后，范· 黛伦爬上了赛马岭州立公园的一座高 85 英尺的沙丘，创造了 22 天 5 小时 3 分钟完成该越野赛的新纪录。她告诉身边的保障人员说：“这是我这辈子跑过的最艰难的比赛了。” 在《跑者世界》杂志的那篇文章中，曾在丹佛克雷格医院为范· 黛伦做过治疗的神经心理学家唐· 戈伯认为，脑部手术可能是让她变成一名优秀跑者的原因。他说：“由于黛伦大脑的那一特殊部位受到了损伤，她大脑对疼痛的反应与你我的不同。” 范· 黛伦自己却不同意这一观点。她在随后的一篇文章中称：“他们都说：‘啊，太好了，你感觉不到疼痛。’什么？我感觉不到疼痛？我能感觉到疼痛。我只是扛过去了而已。”的确，在北卡罗来纳的那次比赛中，她明显感受到了疼痛。 然而，人们很难不这么认为，即范· 黛伦对长距离耐力挑战的感受和大多数人的肯定不一样。由于无法看懂地图或者不能确定自己在比赛中的位置，她不必担心前面所面临的挑战。由于短时记忆力较差，她对已经耗费的体力没有概念。她曾开玩笑说：“我如果在外面跑了整整两周，但是有人告诉我这是比赛的第一天，我的反应会是‘好的，咱们开始比赛吧’。”除了专注于一步步向前跑这一眼前任务，她别无选择。对时间概念的模糊让她不受如何进行配速这一认知挑战的束缚—这一挑战可能对别人来说无异于枷锁。她完全就像龟兔赛跑中的兔子—抛开《伊索寓言》的道德寓意不谈，这为她带来了优势。 要获得对大脑和肌肉之间较量最直观的感受，没有比站在战友马拉松比赛终点更好的观察位置了。在那里，计时器慢慢指向了比赛的 12 小时关门时间。这一赛事是世界上规模最大、历史最悠久且最具影响力的超级马拉松赛事（任何距离超过 26.2 英里的标准马拉松赛都是超级马拉松赛）。 13 当运动员们跑进海滨城市德班的板球体育场时，他们已经在南非烈日的烘烤下跑过了 56 英里崎岖不平的路程，其中包括让他们股四头肌酸痛的下坡路程，以及让他们肺部灼痛的上坡路程（在奇数年份里，这一赛程路线的起点和终点正好相反，终点设在内陆城市彼得马里茨堡）。 2010 年，我与其他数千名观众一起在该体育场为比赛最后几秒钟进行倒计时，赛事总监在终点就位，背对着即将完成比赛的运动员，而赛事发令官的发令枪则指向天空。为了获得完赛证明并得到诱人的完赛奖牌，选手们必须在象征 12 小时关门时间结束的枪响之前冲过终点。有望完成比赛的选手们会唤起最后的拼搏意志，拖动早已疲惫不堪的双腿进行最后的疯狂冲刺。在枪声响起的那一刻，一名跑者踉跄地冲过终点，时间显示为 11 小时 59 分钟 59 秒；而他身后几步开外的另一名运动员则撞到了由身材结实的赛事执法官们携手组成的关闭终点拱门的人墙上，现场便响起一片嘲讽失败者的呜呜祖拉的响声。 《户外》杂志曾派我到南非写一篇关于蒂姆· 诺克斯提出的关于大脑角色的反传统观点的文章。而激发我写作灵感的则是美国跑步选手乔希· 科克斯，他刚在一场 50 千米的比赛中创造了 2 小时 47 分17 秒的美国最好成绩。我认为如果他能够完成比赛，他（和当时也在德班观赛的诺克斯）将会对他所突破的身体极限的本质有更深刻的认识—如果他失败了，那么我会得到更好的写作素材。比赛的前一天，我们相约出来喝咖啡，他像预言家一样对我说：“像这种比赛最不会缺席的就是疼痛。你只能迎接它—说‘来啦，我的朋友’。”但是科克斯的希望在比赛刚进行了几英里后便破灭了，反复发作的胃痉挛和腹泻让他不得不缓慢地步行前进。我知道马拉松选手可能经常遭遇这种失败，这绝对不是我希望在文章中呈现的关于身体极限的故事（最终该故事胎死腹中）。 然而这次比赛却给了我一个完美的借口去拜访一家现代运动生理学研究机构：第二天我便飞到了南非的另一端，花了一个星期拜访了诺克斯位于开普敦大学的实验室。 60 岁的诺克斯两鬓斑白，从表达怀疑到高兴时始终会露出他那招牌式的露齿微笑，并在强调自己观点时习惯性地加上全能的语气词“是”。在他位于四楼的办公室，我可以看到桌山标志性的山脊线，具有博物馆展品收藏价值的体育纪念品—镶框的剪报、签名橄榄球球衣、老旧的鬼冢虎跑鞋，等等—挂满了墙壁并填满了一个长长的纪念品陈列柜。我第一天到达时，我们几乎走了四个小时（当我建议我们吃饭时，他略带歉意地对我说：“我中午一般很少吃饭，但如果你想吃的话没问题。”），听他回 忆“中枢管理机制”理论的起源。 诺克斯在 1996 年美国运动医学会会议的主旨发言中指出， A.V. 希尔的最大摄氧量概念有重大缺陷：身体疲劳并不是心脏无法向肌肉输送足够氧气的结果。相反，他认为心脏本身，或者大脑本身也可能缺少氧气，并引发严重的后果。他拿出了南非马拉松运动员乔西亚· 特赫瓦内在 1996 年奥运会马拉松比赛夺冠后与银牌选手李凤柱绕赛道慢跑的照片，乔西亚以 3 秒的优势在那场比赛中夺冠。诺克斯指着李凤柱说：“你们注意到他还活着没？这意味着什么？这意味着他本可以跑得更快。” 但是，如果希尔的氧气理论是错误的话，那么正确的理论应该是什么呢？诺克斯认为大脑肯定在其中发挥了作用。他在 1998 年的一篇论文中借鉴了 A.V. 希尔于 70 年前使用的术语，提出了“中枢管理”这一术语。但是他的理论还缺少实质性内容。在接下来的十年中，诺克斯与开普敦大学的艾伦· 圣克莱尔· 吉布森、澳大利亚查尔斯特大学的弗兰克· 马里诺，以及他实验室里的学生和博士后合作，逐渐为这一理论丰富了两个关键的支撑性内容。第一，我们在运动中遇到的体力极限并不是肌肉疲劳的结果，这些极限由大脑率先施加于我们，以防止我们出现真正的精疲力竭。第二，大脑施加这些体力极限是通过控制在一定吃力水平下参与的肌肉数量来实现的（我们会在本书第六章详细阐述这一细节）。 第一概念—被诺克斯和其同事称为“预期调节” —有些复杂，所以我们应当仔细阐述一下。在诺克斯之前的很长时间里，研究者们信奉的理论认为，大脑能够感知到身体某个部位发出的求救信号，所以等这些求救信号超过一定界限时，大脑就会出面发挥阻止作用。在酷热中运动便是一个经典的例子：如果你在高温室内跑步机上跑到精疲力竭，你的大脑就会在你的核心温度达到 104 华氏度这一门槛时向肌肉发出停止命令。诺克斯将这一理论进行了拓展，他认为在现实情况下，比如在酷热中进行 10 000 米跑，大脑在你的核心温度达到 104 华氏度这一门槛很早之前就在发挥作用。你身体的核心温度达到 104 华氏度然后轰然倒下的情况不会发生；你会降低速度，保持某一配速以避免核心温度超过 104 华氏度。 最具争议的观点是，这种配速本能并不是完全自主的：早在你出现真正的生理应激之前，你的大脑就会强迫你降速。在由诺克斯的学生罗斯· 塔克主导的实验中，自行车运动员在核心温度刚开始升高时便开始降低速度—关键的一点是，受大脑控制而发挥作用的肌肉数量在这一变化最开始的几分钟内也会减少。然后，这些自行车运动员便有意识地努力提速（如同报告中所描述的吃力水平那样），但是他们腿部进行收缩的肌肉纤维很少，这正是内在的中枢管理预警功能发挥作用的结果。关于大脑作用的传统观点与拓展之后的观点的不同之处，塔克在我访问开普敦时告诉我说：“用灯光做比喻，传统学者关注的是开灯和关灯的问题，而我们研究的是亮度调控的问题。” 1. 基于过去20年耐力科学的缜密研究和前沿理念，跨越生理学、脑科学、神经科学、运动学、心理学等多学科知识。 2. 人体耐力大探秘，各种惊险、刺激的极限运动案例，颠覆你对疼痛、肌肉、氧气、高温、口渴、饮食的认知。爬山、骑行、自由潜、马拉松、探险、越野赛、摩托骑行之旅丝绸之路、环法自行车赛…… 3. 马尔科姆·格拉德威尔、大卫·爱泼斯坦、贝尔·格里尔斯力荐。 我是亚历克斯·哈钦森所著的《忍耐力》一书的忠实读者。他不仅会以科学家、体育迷和敬业的人类运动表现观测者的身份，还会以一名跑者的身份来阐述人类身体耐力的奥秘。 ——马尔科姆·格拉德威尔，《异类》《引爆点》作者 如果你想对那些伟大的运动员、探险家和优秀人士的想法有更深刻的了解，那么你肯定会被亚历克斯·哈钦森的这本《忍耐力》吸引。 ——贝尔·格里尔斯，《荒野求生》主持人 亚历克斯·哈钦森的《忍耐力》远不止是一本运动书。它是一部关于人体耐力极限的探秘之旅——记录了从避免冰冻身亡的极地探险者到防止过热致死、身处炎热矿井中的金矿矿工的经历。从根本上讲，本书让人感兴趣的是对人类大脑在耐力方面作用的探秘。那些无论是因炎热、极寒、高海拔、疼痛或是意志丧失而感到精疲力竭的人能够对本书感同身受。 ——大卫·爱泼斯坦，《成长的边界》《体育基因》作者 4. 作者背景多元：体育记者+长跑队员+物理学博士。作者亚历克斯·哈钦森是《户外》杂志和《跑者世界》杂志“出汗科学”专栏的长期作家，同时还是前加拿大国家长跑队队员和剑桥大学物理学博士，是被允许实地参观耐克公司马拉松“破2”项目的两位记者之一。