零距離科學：美7金殘奧選手「最強雙臂」，見證大腦「超級適應能力」

一雙手可以用來做甚麼？對平常人來說它固然是有著無數功用，但在Tatyana McFadden身上，她那雙強而有力的手助她在殘奧（Paralympic）中奪得七面金牌。

由半身不遂到7金得主

McFadden生於蘇聯時期的聖彼德堡。因患上先天性脊柱裂，她自出生以來便半身不遂。McFadden親生父母因無力照顧她而把她送往孤兒院，她的孩童時期便是在那裡渡過。不幸的是，那時孤兒院的物資短缺，無法為McFadden提供輪椅，於是她只能以雙手爬行來代步。到了六歲時，她被由美國衛生部派來的殘障專員Deborah McFadden所領養，到美國繼續生活，並在當地開展了她運動員的生涯。

最初McFadden主攻短距離輪椅競賽項目，並在各大比賽中屢獲獎牌。在2009年，她嘗試踏進馬拉松的範疇，並出奇地展現出短距離爆發以外的運動才能。此後她在紐約馬拉松輪椅賽中更多次奪得金牌。在本集《零距離科學》，紀錄片就是希望以科學角度探討McFadden的身體為何能發揮出如此強大的力量。

雙手的完全同步

McFadden在短程長程的比賽均能發揮頂級表現，她雙臂上發達的肌肉固然是功不可沒。但在短途輪椅比賽中，除了肌肉爆發力外，雙手的協調也是分勝負的決定因素。

在推動輪椅時，運動員須以雙手高速轉動左右兩個輪子來產生向前的動力。輪子轉動越快，前行的速度便越快。不過需注意的是，假如左右兩邊輪子的轉動速度有異，輪椅便無法直線向前，而是以波浪形狀的路線前行。這樣子不單加長了行走的路徑長度，更是不斷拖慢了前行的速度。這些效果不利於輪椅運動員。要克服這問題，運動員的雙手必需完全同步，以同一力度同一角度同一時間來推動兩邊的輪子。

研究顯示出McFadden的左右手有著異常的同步能力。當她推動輪子時，每一下觸碰輪子的一刻相差不超過百分之一秒。這樣輪椅便能維持直線行駛，令McFadden省力且有效的加速向前。

獨特的腦部結構

但我們可繼續問：為何McFadden能如此精準的控制雙手呢？這便要談到她那獨特的腦部結構。大阪大學的内藤榮一教授以核磁共振來掃描McFadden的腦部，觀察她在使用雙手時的腦部反應。

教授所留意的是大腦中的運動皮層——它是負責掌控自主運動的區域。他發現McFadden的腦部運作跟常人不同。在常人的運動皮層中，控制雙手的部位跟控制雙腳的部位是涇渭分明的，兩者並不重疊。不過當McFadden在移動雙手時，這兩個部位在螢幕上同時亮起，代表著大腦於這兩處均有活動。

換句話說，McFadden使用了比常人更多的腦功能來操控雙手，因此那雙手能達到異常的同步率也絕非怪事。

「超級適應能力」

那麼為何McFadden的腦部如此特別？内藤榮一教授指出這是大腦的超級適應能力（hyper-adaptability）。近年的研究讓我們知道人類的腦部是可變的。當人類失去了一些原有的機能，我們大腦能夠有所適應並發展出其他運作方式來補償失去的能力。

McFadden就是個好例子。她自出生便失去腳部的機能，取而代之的是以雙手來「步行」，而剛好孩童時期也是大腦發展最快速的時候，因此McFadden的大腦以超級適應能力讓她在世界中以另一方式自如地移動著。這種適應力賦與了McFadden更厲害的雙手，最終讓她在賽道上大放異彩。

紀錄中也有探索McFadden在長途比賽表演突出的箇中玄機。不過整體來說，除了身體機能上的優越，紀錄片更讓我欣賞McFadden那強大的內心——即使面對重重難關仍鍥而不捨勇敢面對的精神。沒有這份精神，大腦是無法產生出那獨特的超級適應能力的。

《零距離科學》（節目網站）集合世界各地有趣的科學紀錄片，網羅與大眾息息相關的科學資訊，啟發觀眾的好奇心和求知慾，節目逢星期五晚10時在港台電視31播映。本集於8月13日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。