发令枪响运动员的反应时间可以突破极限0.1秒吗

发令枪响运动员的反应时间可以突破极限0.1秒吗
2021-08-04 09:19:25 新浪科技综合
发令枪响运动员的反应时间可以突破极限0.1秒吗

  来源:科学世界

  100米跑的比赛规则中规定,在枪声响后“0.1秒”(100毫秒)内起跑的话,视为抢跑。之所以这样,是因为一般认为电信号从感知到声音的耳神经,经过大脑再传递给肌肉至少需要100毫秒的时间。

  然而,根据2009年由国际田径联合会主导的研究报告显示,运动员的起跑反应时间有可能可以缩短到“80~85毫秒”。这是如何达成的呢?神经·肌肉技能专家为我们做了以下介绍。电信号在脑内依次传递所消耗的时间中是有“空隙”的。如果在脑内电信号传递路程缩短,或者电信号可以处于无间隙传递状态的话,脑内传递时间可以缩短大约10毫秒。再加上不是腿部而是腰部肌肉运动的话,电信号从脊椎神经传递的距离较短,又可以缩短大约10毫秒。

  也就是说共可以缩短20毫秒,这样的话,也就是说人在0.08秒内是可以做出反应的。研究专家说:“大脑内部的信号传递过程并不明确,它就好像一个‘黑箱’。现在为了弄清脑部反应或传递方式,很多研究项目也在继续。但是只要没有决定性的结果出来,比赛规则就不会改变。”然而,到目前为止,有多位选手表现出可以在0.1秒内做出反应。也许会不断出现这样的选手,他们通过脑内的传递过程变得更简单,或者传递路线变得更短,在0.1秒内能够做出反应,使裁判和科学家惊叹。至少从理论上讲,人类还可以更加接近反应时间的极限。

  用0.08秒对声音做出反应所需的流程

  从听到枪声到身体做出反应整个过程中,电信号的大致传递路线(插图从右向左)如下,1耳朵(听觉神经)→2脑干→3大脑听觉区→4大脑运动区→5脊髓→6肌肉。一般情况下的传递时间用黑底白字表示,80毫秒做出反应时的传递时间用黑底黄字表示。从1耳朵到2脑干所需的时间和从5脊髓到6肌肉所需的时间是可以测定的,但是,从2脑干到5脊髓的脑部过程我们并不了解,这也就是“黑箱”状态。

  如果电信号在脑内可以无间隙传递的话,电信号传递到5脊髓的时间可以缩短约10毫秒。如果先让腰部周围的肌肉动作的话,可以再缩短10毫秒。现在,科学家们正在试图通过用电磁场刺激4运动区等方法来弄清楚脑内的传递过程。此外,据说目前阶段,通过训练使脑内传递流程缩短以快速反应的可能性还很低。

  判定是否抢跑的科学

  起跑时,脚踩的起跑器安装有压力感应器。该感应器如果在0.1秒内检测出设定压力上限的话,就会被判为抢跑。但是研究发现,通过足尖的动作进行检测的方法不一定是正确的。那么,有人就提出例如使用高速照相机进行全身拍摄作为判断抢跑的新方法。

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