2011年,在韓國大邱舉辦的世錦賽中,有這么一幕令人難忘:在100米短跑決賽中,發令槍剛剛響起,百米飛人博爾特仰望天空脫掉運動衣……因為在這場比賽中,博爾特被判定為搶跑而喪失比賽資格。
現在的規則是這樣的,運動員在發令槍響前或者聽到槍響后做出起跑反應小于0.1秒的情況被視為搶跑。為什么是0.1秒呢?那是因為從感知聲音的耳神經開始,經由腦部然后往肌肉傳送電氣信號要花100毫秒(即0.1秒)的時間。
但是,2009年在國際田聯主導下進行研究的報告中指出,起跑的反應時間應該可以縮小到80~85毫秒。
起跑的反應時間是如何算出來的呢?我們接著往下看吧。
從聽到發令槍開始起跑,電氣信號的粗略的傳送路徑是按照以下次序的。
1耳朵(聽覺神經)→2腦干→3大腦的聽覺區→4大腦的運動區→5脊椎→6肌肉。一般情況下的傳送時間是白底黑字部分,反應時間為80毫秒時的傳送時間是用黑底黃字分別標示出來的。
從1耳朵到2腦干,從5脊椎到6肌肉所花費的時間經過測試,基本上是確定下來的。但是從2腦干到5脊椎,這個過程中大腦內是如何工作的,人們至今還不清楚,因此這個過程也被稱為“黑匣子”(右下的黑色匣子中間)。
在人腦內依次傳遞電氣信號的過程所花費的時間,其中有一項為“游戲時間(也就是時間損耗)。這個時間大約為10毫秒。也就是說,如果大腦內電氣信號可以沒有任何時間損耗地來傳送的話,到達5脊椎的時間是可以縮短10毫秒的。除此之外,如果使用腰上的肌肉來發力起跑的話,又可以再縮短10毫秒。
現在,科學研究者們嘗試用一些方法來解開4大腦的運動區的傳送過程,其中有用磁氣刺激的方法。不過,目前還無法通過訓練使大腦內的傳送變快,從而縮短起跑時間。