《环球科学》2027年订阅季来啦！
10月23日（周五）晚20:00，锁定“环球科学”视频号直播间，全年订阅即享超值优惠，加送杂志周边+英语提升多重好礼！
活动仅限直播间，快点击按钮【预约】直播吧！
撰文｜clefable
审校｜冬鸢
虽然毫无驾驶经验，但在有限的搭车经历中，小编也曾感受过一些极佳的驾驶技术。一些司机能“不动声色”地在夜间的大马路上“狂飙“，时常丝滑变道，且几乎不会让乘客感觉不适，最后还会比预计时间更早到达。
在我国，只要年龄满18周岁，就可以在有驾照后，逐渐提升自己的驾驶技术。但想要拥有炉火纯青的驾驶技能，并不是一件容易的事。从神经生理学来看，驾驶需要人脑在同一时刻进行多种认知活动，包括观察其他汽车、判断车距，以及协调方向盘、油门和刹车等。
如果是遭遇一些极端路况，也会经常让人感到无力，比如在狭窄的道路上会车，在一个空间有限的车位停车，或者是一些突发的驾驶状况。不过，随着驾龄增长，新手司机会逐渐熟能生巧，在应对各种路况上，做到“手眼合一”，迅速将各种道路情况与手、脚上的控车动作联系起来，或者是养成了一套自己的方法来处理停车和会车问题。
技能增长，脑区的灰质体积却在缩小
其实，这些成长对应的是大脑皮层中的广泛变化。
大脑皮层可以分为枕叶，顶叶、颞叶和额叶，大致位于你的后脑勺、头顶、左右两侧和额头。研究显示，在驾驶时，人脑中会有大量的脑区参与，前运动皮层（位于额叶）、枕叶视觉区、枕顶区和颞回区域都会被激活。
2024年，在一项发表于PeerJ的研究，辽宁师范大学的研究者比较了非驾驶者和驾驶人员的大脑，发现随着驾驶越来越熟练，枕中回，颞中回，边缘上回和小脑的灰质体积会明显变小。不用担心，这并不是一种损害，而是训练和专业知识对人脑的塑造。很多研究都能论证这样的一句话：“更多的技能，更小的灰质体积”。这个过程就像去除一大块笨重石头的多余部分，让其蜕变为一座精美雕塑。
研究者还观察到了一个反常的现象，当驾驶越熟练时，大脑中参与驾驶的多个脑区的神经活动反而会减少，比如枕中回。这是一个位于枕叶中部的脑区，参与识别物体移动的方向和速度，判断空间距离，并将这些信息与身体动作协调起来。
他们发现大脑并不讲究“大力出奇迹”，而是逐渐学会了提升神经效率（neural efficiency），在特定任务中，招募更关键脑区中更高效的神经元协同完成任务，因此看上去好像不怎么活跃。基于这些发现，研究人员提出灰质体积的减少，实际上是大脑在优化神经通路，提高认知效率。
这些改变也能让老练的司机有更多注意力，去应对偶尔突然出现的危险，比如2020年的一项研究就发现，老练的司机在遇到危险时的反应明显会更快。在整个过程中，他们大脑中与视觉注意力、决策相关脑区的激活情况，都会明显高于新手。当新手司机还在考虑如何控制车辆时，这些“老司机”会有更多脑力用于视觉搜索，做出更好的决策。
天生擅长驾驶
还有一类驾驶者，在他们的驾驶生涯中，经常会面对危险甚至极度危险的情景，稍不注意就会有性命之忧。你应该猜到了他们就是赛车手。意大利神经科学家Pietro Pietrini长期研究人类大脑的认知、情绪与行为机制。10多年，他的团队对F1（Formula One，一级方程式赛车）职业赛车手的驾驶技巧和大脑之间的相关性十分好奇，并发表了两项相关研究。
近两年，不论是F1赛车电影还是比赛，在国内都有很高热度。很多读者或许较为熟悉F1车手在比赛时面临的生理压力，比如过弯时横向加速度会达到4-5G，他们的颈部需要承受近35公斤的压力。在比赛中，F1车手承受的心脏负荷非常高，心率会长期维持在每分钟 160至180次，超过了其他任何体育比赛的运动员。一场比赛下来，他们的身体脱水多达3公斤，体能消耗更是堪比一场马拉松。
在极限高速下，车手还需要精准操控油门、刹车以及拥有数十个按钮和旋钮的方向盘，还需要在高速过弯、超车和防守时迅速判断风险，以及管理轮胎、能量和赛车状态。而这种状态会一直持续1.5个小时。如果比赛时天气不好，时间还会进一步拉长。
F1是场地赛车平均速度最快的比赛，兼顾加速、极速和极致过弯能力。F1赛车的整体设计都会考虑空气动力学，在直线赛道和弯道的时速分别达到了每小时360千米和280千米。
在Pietrini等人眼中，这个车速快到几乎没有任何人的大脑能跟上这个速度，在这样的处境下，普通人的大脑用尽全力恐怕只能集中于“怎样做才能够不自杀”。研究团队设计了3项实验研究了11名职业F1车手与11名普通司机，发现如果熟练的司机会依靠高效的反应应对各种驾驶难题，而顶级车手在此之上，还拥有一项绝佳的能力——“预测”！
其中一项测试是让两组参与者以主观视角，观看在不同官方赛道上行驶的F1赛车。研究者发现，普通司机的大脑反应更像是在观看比赛，主要活跃的是视觉皮层，但F1车手像是在驾驶，参与运动控制和空间导航的脑区会持续激活。
研究者还注意到一个特别的地方，那就是F1车手的压后皮层（retrosplenial cortex）等脑区的灰质密度会更高。经过检测发现，在脑区中，有且仅有压后皮层与车手的比赛表现有关。在11位F1车手中，该脑区的密度更高通常对应着更多比赛的胜利。
为何这个脑区能驾驭速度呢？要解释这个问题，还是需要回到人脑如何处理空间。人脑中至少有两个参考系，分别是“自我中心参考系”和“世界中心参考系”。
压后皮层能帮助大脑在两个参考系之间进行转变，在脑海中重建对过去和未来场景的想象。对于F1车手而言，它可以帮助他们在大脑中制作“高清”的空间地图，迅速识别赛道、判断自己的位置，预测即将去往哪里。而这种预测能力是人脑为了高速下存活而争取的时间。
精英赛车手的这个脑区不仅神经元密度更高，与周围脑区的连接也更紧密。压后皮层的连接十分广泛，从管记忆的海马体，到参与空间处理的顶叶皮层，再到丘脑核团。通过整合不同来源的信息，它给出的判断也会准确。一些研究也发现，压后皮层更发达的车手似乎能更快确定最佳的比赛策略，找到适合超车的位置，在赛道中获得更优越的表现。
另外两项实验分别测试了这些参与者在运动反应和视觉空间任务中的表现。两组参与者激活的脑区明显重叠，但F1车手用到的脑区范围会低于普通司机，激活频率也更低，脑区之间的联系会更紧密。这也意味着，他们的“神经效率”又提升了一个全新水平。
Pietrini认为，这或许可以追溯到F1车手的幼年时期。他们最初的高速驾驶经历可能是驾驶卡丁车，并在初次驾驶时，已经显示出不同于常人的控车天赋。而此时大脑处于可塑性最高的时期，很容易被这样的“高速活动”所塑造。
值得一提的是，驾驶只是生活中的一个例子，而无数的例子都在说明，只要有天赋且愿意通过努力让大脑的某项功能变强，它最终会极其高效且省力。正如皮耶特里尼博士在接受《纽约时报》采访时表示：“神经效率和大脑疲劳是同一枚奖章的两面。”不过随着智能驾驶的发展，我们的大脑可能会越来越不需要这样的雕刻，但这是好事还是坏事，还不能一概而论。
一则小记：在小编写这篇文章时，两位编辑正在就Roadster2的spacex版和F1赛车讨论的热火朝天，如果你关于这两种车有什么想法和见解，欢迎在评论区留言！
参考链接：
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11015830/#sec5
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7257253/
https://www.nytimes.com/2026/09/04/sports/f1-brains-drivers-racing.html
https://www.frontiersin.org/journals/human-neuroscience/articles/10.3389/fnhum.2014.00888/full
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0077764
《环球科学》2026年10月新刊销售中
