花樣滑冰運動員就轉不暈嗎?

利維坦按：本文終於解答了一個困擾我多年的問題，也明白了為何玩重金屬的甩頭也就那麼幾圈兒……

另外，請不要看完此文後在原地轉圈兒。

文/Rafi  Letzter

譯/楊睿

校對/石煒

原文/www.livescience.com/61795-ice-skating-brain-spin-dizzy.html

本文基於創作共同協議（BY-NC），由楊睿在利維坦發布

 

長曝光照片捕捉到了花樣滑冰團體賽中在冰面上旋轉的亞當·裡彭（Adam Rippon）。圖源：Dean Mouhtaropoulos / Getty

寫這篇文章的時候，我正坐在那種可以旋轉的椅子上。只要反覆用腿去蹬地板，椅子就會快速旋轉起來。速度雖然沒有滑冰運動員那麼快，但也足夠讓停下來之後試著站起來的我，感覺整個世界都向一邊傾斜著，讓我險些要跌到旁邊編輯身上去。她肯定不願意這樣的事情發生。幾分鐘前我又試了一次，直到我開始寫這篇文章時，還覺得頭暈目眩犯噁心。

這並不奇怪。或早或晚，孩子總會發現，如果他們用力旋轉的話，整個世界都會崩潰。但是那些傑出的運動員，尤其是花樣滑冰運動員，看他們旋轉常常會讓我們忘記：其實他們的身體和我們的身體遵循著一樣的物理規律。

圖源：SB Nation

當長洲未來（Mirai Nagasu，美國著名女單花樣滑冰運動員）旋轉著完成前外一周半跳時，當陳巍（Nathan Chen，美國華裔花樣滑冰男子單人滑運動員）像芭蕾舞者一樣跳起來在落地前轉上四周時，當亞當·裡彭（Adam Rippon，美國花樣滑冰運動員）伴著長音節的音樂單腿旋轉，擺出一系列流暢的造型時，他們潮溼的內耳和我的並無區別。內耳正是人體的運動傳感器和大多數頭暈的起源。

事實證明，奧運花樣滑冰運動員和我們一般人之間的差別隱藏在大腦深處，比內耳所在的位置還要更深。

頭暈從何而來

半規管（semicircular canals）是脊椎動物內耳迷路中掌管平衡感的器官，同樣是維持平衡和與控制生物體姿勢的一內耳感受裝置，包括球囊（saccule）、橢圓囊（utricle）和半規管（semicircular canals）。圖源：Wikipedia

布蘭迪斯大學研究平衡、運動和頭暈的神經科學家保羅·迪齊奧（Paul DiZio）告訴我們，內耳的三個半規管（semicircular canals）中充滿了液體；每個半規管分別平行於運動的不同軸線：上下，左右，前後。（也有說法將體內的半規管分為三對。）

迪齊奧說：「頭部一動，管內的液體就會輕微地晃動。傳感器就像是半規管裡的小塊海藻，漂浮在液體中，感知發生的一切。」

圖源：Make A Gif

點點頭，上下方向的半規管中的傳感器就會被激活。搖搖頭，另一個方向的半規管就會發送信號給大腦。晃動腦袋，就能激活最後一個方向的傳感器。

「通常來講，我們所做的運動並不會持續太長的時間，」迪齊奧說。

尤其是旋轉運動，往往只會在很短的時間內出現，如轉過頭來看向窗外，或是頭向後仰，等等。我們的內耳能夠完美地追蹤這種運動。

「這些信息有助於讓我們了解自己在空間中所處的位置，保持眼睛在空間中的穩定。」

布蘭迪斯大學的神經學家、暈動症專家詹姆斯·拉克納（James Lackner）說，眼睛的穩定性對於平衡和暈動症（motion sickness）至關重要。（暈動症是暈車病、暈船病、暈機病和由於各種原因引起的搖擺、顛簸、旋轉、加速運動等所致疾病的統稱。）

如果我們能夠在身體旋轉時將視線的焦點固定在世界中的某點上，通常就不會感到噁心了。但當我們對地方和運動的感覺失控時，視線就會開始斷續性地閃爍，試圖跟上實際並未發生的運動。迪齊奧稱這種效果與攝影師拍攝時手不穩造成的效果相當。拉克納補充說，那就是我們的胃開始造反的時候了。

迪齊奧指出，基於這些反應，我們的身體天生不適合連續旋轉，因為這個動作會在很大程度上幹擾內耳和慣性。

「如果拿一杯水放在一個懶人身上；稍微轉一下杯子後停下來，杯中的水就不會動了，」他說。但是「如果你讓這個人旋轉一段時間，然後停下來，杯中的水就會產生一些動力，要過一段時間才會靜止下來。」放水杯的桌子停止旋轉後，杯中的水也還會繼續運動。

長洲未來在花樣滑冰團體賽中表演三周半跳。圖源：Jamie Squire / Getty

當我在辦公室的椅子上旋轉時，耳朵裡也發生了類似的效應。我耳朵裡的液體吸收了足夠的動力，在椅子停下來之後也能長時間保持晃動，並通過那些海藻般的傳感器向我的大腦發送信號，說我的身體仍在運動之中。大腦試圖校正這種運動，於是讓眼睛顫動，促使我的身體向一邊傾斜，讓我開始東倒西歪。

花樣滑冰運動員對自己的感官表現出了驚人的控制力

像長洲、陳巍和裡彭這樣的花樣滑冰運動員並非對這些影響免疫；他們的內耳與你我的內耳沒有任何不同。沒有人能訓練那些流體，讓它們不守慣性法則。

在下面這個動圖中，俄羅斯滑冰選手葉夫根尼婭·梅德韋傑娃（Evgenia Medvedeva）的內耳很可能會比大多數人一輩子經歷的感覺都要瘋狂。每當她的頭部位置發生變化，這種機制會變得更加複雜。

圖源：Gfycat

拉克納告訴我們，如果讓一個沒受過訓練的人做這種運動，他們會覺得自己像「在空中翻滾」一樣，因為他們的內耳正沿著不止一個軸在運動。

這會反射性地「讓你偏向另一個方向，失去平衡」。這種反射並不是滑冰的人單腿平衡時所能承受的。迪齊奧說，想要克服它，首先要讓大腦習慣讓人頭暈目眩的運動。

習慣一直是大腦愛用的一個小把戲，避免被感覺不斷地徵服。迪齊奧說，「就像你一開始吃甜的東西，你吃了一段時間之後，它就沒那麼甜了。」

但為了準備奧運級別的高速旋轉，花樣滑冰運動員需要適應一整套感官輸入體系。這比調整芝士蛋糕中的糖或是慢慢讓自己下到冰冷的水池中要困難得多。

迪齊奧和拉克納了解這個過程，是因為他們對其他情況下需要控制頭暈的人進行了類似的實驗，比如一些有望成為太空人的人和一些內耳受損的患者，這些患者的內耳會向大腦發送恆定、引發頭暈的信號。拉克納說，布蘭迪斯大學甚至有一個很大的房間可以快速旋轉，產生的引力可以達到地球引力的七倍，但他們實驗的受試者很少會接受兩倍地球引力以上的實驗。

迪齊奧說，戰勝旋轉時頭暈的奧秘就是：「練習，反覆練習。」

拉克納說，頭暈患者的練習包括各種頭部運動。對於花樣滑冰運動員來說，練習的過程則更為簡單粗暴。迪齊奧則要患者「轉起來。他們一開始只能轉一兩圈，一點點增加，也能達到練習的目的，戰勝頭暈」。

在下面這段約44秒的視頻中，長洲將自己綁在設備上，她的教練利用這種設備把她抬起來，開始迅速旋轉。這是對內耳的巨大衝擊，需要大量重複的練習才行。即便如此，訓練並不能徹底解決轉暈的問題。

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在迪齊奧看來，「你不可能百分之百地習慣。」即使是訓練有素的滑冰運動員在旋轉時也會遇到方向障礙。一些更微妙的技巧可以幫上點忙。

2014年Slate報導稱，滑冰運動員的教練告訴他們，旋轉時要把視線鎖定在一個標記上。

迪齊奧分析，從神經科學的角度來看，這的確是有道理的。長時間的旋轉後，「內耳會反射性地擾亂視野；如果你已經暈了，視野模糊了，那可以說你已經迷失了方向。」

迪齊奧還表示，提前選好轉完一圈後凝視的標記，滑冰者可以在旋轉一圈後固定視線，在空間中定位。這樣的話，「即使內耳提供的是錯亂的信息，至少眼睛還能派上用場。」

另一種可能

圖源：SB Nation

但迪齊奧在奧運會看過很多花樣滑冰運動員之後，認為他找到了滑冰運動員旋轉完不會東倒西歪的另一個原因。

「這是我自己的理論。老實說，我從未在哪裡見過這種觀點。我認為，在人旋轉、停下的過程中，至少有80％的時間並不是一動不動的。他們轉完後會做一些舞蹈動作，都是些低頭的動作。」

這可能是有意或無意地利用了感官的「傾斜」，有效地改變了大腦處理信息的方式。

迪齊奧解釋說，它的作用方式是這樣的：

所有來自內耳的信息通過中繼中心和放大器進入大腦。神經扭轉，放大器將信號「旋轉中！旋轉中！」放大，以便到達所有相關系統。「旋轉中！」的信號路徑正是告訴其餘大腦區域根據恆定重力確定方位的路徑。

 

圖源：Gfycat

低頭，在重力方向上快速移動，這個信號會被送到已經發射出「旋轉中！」信號的同一中繼中心。由於資源有限，中繼器就會放棄放大器傳來的旋轉信號，為新的信號騰出空間：「晃了！晃了！」

「我要重申，我從來沒在任何（書面的）地方見過這種理論，」迪齊奧說，「但在我看來，滑冰運動員在轉完之後有這樣的動作，並不像是意外。不管是有意還是無意，他們都讓這些動作成為了旋轉的一部分。」

拉克納也證實感官傾斜是真實存在的，但他表示，他對滑冰運動員將其安排在編舞中的說法持懷疑態度。

「我猜，這對滑冰運動員來說並不是什麼大問題，因為他們已經經歷了這樣一個習慣化的過程。」

無論獲獎的滑冰選手是否真的無意識地以迪齊奧推測的方式影響著他們的感官中繼器，他們為比賽所做的精神訓練至少不會比他們在身體素質上所做的準備少。

圖源：Nasty Hobbit

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