在神经系统的控制和调节之下，不同肌肉（肌群）协调配合，牵拉骨（环节）绕着关节产生转动；是认识运动科学的基础逻辑。从源头上看，处于支配地位的神经系统，其核心最高端--脑，控制着几乎所有的人体功能，当然也包括运动功能。因此，我们呼吁并倡导一个理念“运动训练应从大脑开始”，而要深刻地理解这一点，需要从认识上运动神经元和运动中枢着手。

上运动神经元＆下运动神经元

主管人体肌肉随意运动的神经元主要分为两级，通常我们将位于大脑运动中枢的神经元称为上运动神经元，位于脊髓前角的神经元称为下运动神经元。前者发出神经纤维至脊髓前角，影响下运动神经元的功能状态；后者直接发出神经纤维至骨骼肌纤维，控制肌肉的收缩和舒张。

一般认为，人脑内有多达上百亿的神经元（神经细胞），其中，每个神经元又可以通过突触结构，与多达数千个其他神经元（或效应细胞）建立通讯联系。这其实已经非常复杂了，但显然还不够，突触的诱导产生、建立维持、选择剔除，又是动态存在的。这就意味着，随着时间的推移，神经元间的通讯联系（包括不同上运动神经元间，上-下运动神经元间）具有很高的可塑性（甚至表现为建立或消除全新的突触联系），参与构成运动科学训练适应的神经结构基础。

有意思的是，神经元--效应细胞间（如下运动神经元--骨骼肌细胞间）的通讯联系（神经肌肉接头），在成长期一旦稳固地建立起来，其可塑性似乎要低的多；通常只能进行增益或功能完善，而很难表现为建立或消除全新的突触联系。

这一方面提示我们，多样、有针对性地对上运动神经元进行训练，是需要我们重视的辅助训练的重要一环，并可能会帮助取得意想不到的良好效果；当然这也呼应了本节的主题--“运动训练应从大脑开始”。另一方面也说明，针对下运动神经元以下（运动单位）的运动训练干预，适宜在运动单位成型期较早地开展。

大脑运动中枢＆运动前皮质

大脑又称端脑，是脑的最大部分，神经元数目也最多，占有神经系统内约75%的神经元，并主要集中于外层，称为大脑皮质。大脑皮质是诸多人体基本功能的最高中枢，如负责控制随意肌收缩的初级运动皮层（即运动中枢--中央前回和中央旁小叶后部），作为熟练运动活动记忆库的运动前区皮层。

1. 运动中枢与意识

初级运动皮层是上运动神经元的聚集区--即“运动中枢”，这些运动神经元显然是多在意识层面发出指令的，如日常的听-动反应或视-动反应，即我们听到或看到某个指令，产生后续动作反应；具体比如听到“起立”指令后站起来：声音--内耳耳蜗--听觉感受器→听神经→听觉中枢→大脑内投射→运动中枢的运动神经元→脊髓前角的下运动神经元→肌肉→动作执行--站起。

以上类似反应的特点为：全传导通路均在意识层面上；且这类动作反应，因涉及全传入-传出的神经通路，如听枪起跑，其反应速度是有天花板的，并在运动训练中到一个水平以后很难突破；体育很多项目中设置了抢跑的认定时间，如世界田径联合会规定，如果运动员在起枪后0.1s内有所动作，那就构成抢跑。

2. 运动前皮质与记忆

大脑皮层的运动前区皮质（前运动区），也存在大量与运动功能相关的神经元，其功能可能比较复杂，通常我们认为，前运动区是人体熟练运动活动的记忆库，完成某个动作的学习后，随着时间的推移，和重复训练次数的增加，该动作的相关记忆，会在前运动区的运动相关神经元“土壤”中，“埋”的越来越深。

而后续该“动作”记忆（如体操、跳水、篮球运球等）的调用，可以是有意识的（提前想想），也可以是无意识的（肌肉记忆）。一般来说，初学的动作（复杂点的动作更明显），越需要提前想想，计划好再执行；越多次数的练习后，则越容易下沉为无意识的动作执行。这也提醒我们，深“埋”于运动前区的动作记忆（神经元信息传递串），会更多也更容易地，与运动中枢下意识层面神经元直接沟通，并下传运动指令。也就是说，熟练动作记忆的实现，通常不会再经过意识层面，而是会直接执行；如正常走路，我们通常不会再有意识地去想先迈哪条腿？迈步的腿抬多高？

另外，即便是“深埋”的熟练动作记忆，意识也不是完全没有作用，通常也能在动作的启动、执行异常、中止或终止等时刻发挥作用。还以正常走路为例，多数情况下，什么时间或位置开始走（启动）？走到哪里停（终止或中止）？或行走过程中地面石子或硬度变化（执行异常）等；意识可以在这些“特殊时刻点”随时激发，并由此产生新的“记忆”，且可能沉淀下来，藉此对相关动作因应环境异常变化进行修正，而这一点在运动训练中可以被我们用以改正错误动作、改善运动表现。
那么有没有完全发生在无意识层面的动作呢？显然还是有的，一个人不自觉、下意识的简单动作，其开始、执行和终止均可在无意识条件下进行，可以称为完全随意运动。

大脑神经输出增强可产生更高水平的肌肉力量和功率输出

运动学习可引起大脑皮质机能形态的重建，以适应新的训练要求并影响到大脑皮质的神经输出；而后者的增强可产生更高水平的肌肉力量和功率输出，为改善运动表现打下良好基础。引发大脑皮质机能形态重建的运动学习，可以发生在实际训练层面（如新动作的学习和训练），也可以发生在感觉-意识层面（如视觉训练），甚至纯意识层面（记忆调取）。

未经训练的个体在努力募集更多肌纤维（最大发力）时，通常会因中枢驱动受限而降低力量和功率输出，只能激活约71%的肌纤维；而科学训练可以很大程度上弥补这一点。也就是说，训练后能募集到更大范围的肌纤维，从而改善训练效果；这在训练的前期，肌肉围度尚未发生明显增大的阶段，表现的更为明显。

从结构上看，初级运动皮层（上运动神经元）主要通过皮质脊髓束，下行到脊髓前角运动神经元（下运动神经元），从而影响下运动神经元的激活状态与功能，而后者则通过运动单位直接支配和影响骨骼肌。
如何激活运动中枢--上运动神经元

① 可以在实际训练层面想办法，也就是说，通过新动作的学习与训练，熟练动作的重复、再重复，稳定运动单位（下运动神经元+肌纤维）的募集和执行熟练度，间接影响其上游--即“运动中枢”上运动神经元的机能状态。通过一万小时法则的办法，“沉淀”并“深埋”动作记忆于前运动区。

② 在感觉-意识层面，大脑是个机能整体，内部不同功能中枢间存在诸多的神经纤维投射，可以产生相互影响；也就是说，可以利用感觉中枢间接影响运动中枢的机能。

如视觉训练也可以增强未训练个体的力量，如有研究发现，完成心理上的肌肉收缩或观看举重而实际上并不完成举重，可以通过更好地刺激运动中枢的机能状态，募集更多的运动单位参与收缩而增强肌肉力量。
其实不仅是视觉，听觉--如骂骂醒、忽悠、奖励、荣誉；痛觉--如头悬梁、锥刺股等，都是可以利用到的，间接刺激运动中枢的点。
③ 纯意识角度，如动作执行前头脑风暴新动作方案的自我规划与设计、熟练动作的检视与巩固，规划好第1步做什么，第2步做什么......直至完成；了然于心，更便于游刃有余。
最后是与①相结合的前运动皮质记忆调取，无意识条件下的动作重复，巩固熟练动作记忆库。

参考文献
1. Nicholas Ratamess，ACSM体能训练概论，人民卫生出版社，2019.
2. 罗冬梅，运动解剖学，北京体育大学出版社，2021.