零距离科学：美7金残奥选手「最强双臂」，见证大脑「超级适应能力」

一双手可以用来做甚么？对平常人来说它固然是有著无数功用，但在Tatyana McFadden身上，她那双强而有力的手助她在残奥（Paralympic）中夺得七面金牌。

由半身不遂到7金得主

McFadden生于苏联时期的圣彼德堡。因患上先天性脊柱裂，她自出生以来便半身不遂。McFadden亲生父母因无力照顾她而把她送往孤儿院，她的孩童时期便是在那里渡过。不幸的是，那时孤儿院的物资短缺，无法为McFadden提供轮椅，于是她只能以双手爬行来代步。到了六岁时，她被由美国卫生部派来的残障专员Deborah McFadden所领养，到美国继续生活，并在当地开展了她运动员的生涯。

最初McFadden主攻短距离轮椅竞赛项目，并在各大比赛中屡获奖牌。在2009年，她尝试踏进马拉松的范畴，并出奇地展现出短距离爆发以外的运动才能。此后她在纽约马拉松轮椅赛中更多次夺得金牌。在本集《零距离科学》，纪录片就是希望以科学角度探讨McFadden的身体为何能发挥出如此强大的力量。

双手的完全同步

McFadden在短程长程的比赛均能发挥顶级表现，她双臂上发达的肌肉固然是功不可没。但在短途轮椅比赛中，除了肌肉爆发力外，双手的协调也是分胜负的决定因素。

在推动轮椅时，运动员须以双手高速转动左右两个轮子来产生向前的动力。轮子转动越快，前行的速度便越快。不过需注意的是，假如左右两边轮子的转动速度有异，轮椅便无法直线向前，而是以波浪形状的路线前行。这样子不单加长了行走的路径长度，更是不断拖慢了前行的速度。这些效果不利于轮椅运动员。要克服这问题，运动员的双手必需完全同步，以同一力度同一角度同一时间来推动两边的轮子。

研究显示出McFadden的左右手有著异常的同步能力。当她推动轮子时，每一下触碰轮子的一刻相差不超过百分之一秒。这样轮椅便能维持直线行驶，令McFadden省力且有效的加速向前。

独特的脑部结构

但我们可继续问：为何McFadden能如此精准的控制双手呢？这便要谈到她那独特的脑部结构。大阪大学的内藤荣一教授以核磁共振来扫描McFadden的脑部，观察她在使用双手时的脑部反应。

教授所留意的是大脑中的运动皮层——它是负责掌控自主运动的区域。他发现McFadden的脑部运作跟常人不同。在常人的运动皮层中，控制双手的部位跟控制双脚的部位是泾渭分明的，两者并不重叠。不过当McFadden在移动双手时，这两个部位在萤幕上同时亮起，代表著大脑于这两处均有活动。

换句话说，McFadden使用了比常人更多的脑功能来操控双手，因此那双手能达到异常的同步率也绝非怪事。

「超级适应能力」

那么为何McFadden的脑部如此特别？内藤荣一教授指出这是大脑的超级适应能力（hyper-adaptability）。近年的研究让我们知道人类的脑部是可变的。当人类失去了一些原有的机能，我们大脑能够有所适应并发展出其他运作方式来补偿失去的能力。

McFadden就是个好例子。她自出生便失去脚部的机能，取而代之的是以双手来「步行」，而刚好孩童时期也是大脑发展最快速的时候，因此McFadden的大脑以超级适应能力让她在世界中以另一方式自如地移动著。这种适应力赋与了McFadden更厉害的双手，最终让她在赛道上大放异彩。

纪录中也有探索McFadden在长途比赛表演突出的个中玄机。不过整体来说，除了身体机能上的优越，纪录片更让我欣赏McFadden那强大的内心——即使面对重重难关仍锲而不舍勇敢面对的精神。没有这份精神，大脑是无法产生出那独特的超级适应能力的。

《零距离科学》（节目网站）集合世界各地有趣的科学纪录片，网罗与大众息息相关的科学资讯，启发观众的好奇心和求知欲，节目逢星期五晚10时在港台电视31播映。本集于8月13日播出。港台网站及流动程式RTHK Screen视像直播及提供节目重温。