什么支撑着苏神坚持到了现在？

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由于新冠疫情持续蔓延，东京2020奥运会推迟了一年举行，这让不少明星选手告别这届特殊形势下举办的奥运会，在其运动生涯中留下些许缺憾。但有一些“老将”没有放弃，仍在为自己的奥运梦想努力。

31岁的苏神再次创造了历史！

苏炳添有过光辉岁月——17年世锦赛闯入决赛，18年两次跑出9秒91的亚洲纪录。经历过19年的低谷与20年的伤痛，苏炳添未曾放弃。2021年，第三次参加奥运会的他以个人最好成绩9秒83，创造新的亚洲纪录。决赛中，他以9秒98的成绩，完成了中国运动员在奥运百米决赛上的首秀。在膜拜苏神的同时，我们想知道，是什么支撑他走到今天。

从锻炼身体，到决定是否坚持工作，日常生活中的大多数活动都要求我们考虑清楚回报是否值得，因为身体的疲惫状态往往伴随着活动意愿的下降。近日，一篇名为Neural and computational mechanisms of momentary fatigue and persistence in effort-based choice的研究在 Nature Communications 上刊出。该研究表明，保持努力的意愿并不是一成不变，大脑的疲劳状态会暂时改变工作活动的价值。此外，大脑的不同区域也传递了多种疲劳动态信号。

▎研究目的

大多数日常工作都需要长时间的努力。从在健身房锻炼到决定是否坚持工作任务，我们的许多活动都要求我们不断地决定努力是否“值得”。然而，我们工作意愿的下降往往与疲劳的感觉同时发生。这种感觉是许多精神和神经疾病中常见的虚弱症状，并对日常活动水平产生巨大影响。研究已经开始提供更多样的理解计算和神经机制，这些机制是人们如何评价和决定努力是否“值得”的基础。然而，这些研究并没有说明疲劳的影响，也没有试图控制疲劳的任何潜在影响。但工作的意愿并不是一成不变，即使一项任务的客观难度保持不变，个人也会放弃或休息。

此外，不同的证据表明，疲劳可能是由不同的成分组成的。在工作过程中，疲劳会有短期的增加，这可以通过短时间的休息来减轻。也有长期变化，发生在长时间的努力后，只是休息可能不会导致恢复。尽管这些因素已经被单独研究过，但还没有一个正式的框架来量化疲劳的动态变化，以及疲劳如何改变人们在时刻的基础上努力获得奖励的价值。以前的神经生理学和神经影像学研究已经强调了大脑中的一个核心系统，该系统处理从事努力活动的成本和收益。补充运动区(SMA)/扣带回前部(ACC)、额中回(MFG)、额极(FP)和腹侧纹状体(VS)亚区的活动与计算价值和激发用力的动机有关。证据表明，这些区域在任务方面的反应也随着时间的推移而变化。然而，目前还不清楚这种分布式系统是如何在时刻的基础上发生变化的，以及这将如何导致为奖励而付出努力的价值发生变化。

通过一项计算机任务，研究人员对36名健康的成年人进行了测试，他们需要付出体力来获得金钱奖励。测试者需完成200次实验，每次询问是否愿意“工作”（例如挤压握力装置）来获得奖励，或是选择休息但获得少量奖励。此外，研究人员采用了数学模型来预测测试者何时会感到疲劳，以及疲劳对其选择工作还是休息的影响。测试者还会进行磁共振扫描，目的是让研究人员找到与模型预测相匹配的大脑活动。

▎实验方法

a：在试验中，参与者在工作和休息之间做出了选择。休息总是值得一个低的奖励（1分），工作提供不同的奖励（6,8,10分）和努力（30,39,48%的最大自愿收缩在手持测功器上）。努力水平被描述为饼图中元素的数量，更多的元素意味着更高的努力。参与者在进入扫描仪之前进行了一次培训，以熟悉在每个努力水平上需要多少力量，并将这些努力水平与相应的饼图联系起来。工作机会和休息的位置（左/右）在试验中随机分布。做出选择后，用绿色画框突出显示。然后，参与者要么休息，要么进行5秒的努力。为了获得所提供的分数，参与者必须施加所需力量，用黄线表示，在5秒窗口中总共3秒，红色提供在线视觉反馈。如果不成功，他们将获得0分，如果成功，他们将获得所选优惠的学分。在预任务中，只随机选择10%的试验子集，要求参与者努力（或休息）以获得奖励。

b：在主要任务和前置任务中提供。主任务（暗橙色）中的提议被限制在价值最高的（高回报，低努力），以确保参与者不会仅仅因为他们永远不会认为这些选项值得为之工作而停留在主任务中的任何选项中。在扫描仪外进行的一项预先任务中，包括了更广泛的提议（浅橙色），以确保每个参与者在不疲劳时的努力折扣行为可以量化。

研究人员发现，内侧额叶皮层有两个不同的区域，它们调节着为奖励而努力的意愿。将这些区域与一个额纹状体系统区分开，把这些隐藏的状态与奖励和努力结合起来，可以反映当前工作的价值。同样的计算模型也可以解释试验对试验的疲劳评分，强调对基于努力的决策的影响可能与疲劳感直接相关。研究人员剖析了疲劳和基于努力的决策的时刻变化背后的隐藏变量，为研究疲劳如何影响健康和疾病行为提供了一个框架。

▎实验结果

由于被认为与疲劳有关的内部状态的波动，这项研究的目的是考察，为获得奖励而付出努力的价值是如何在时刻的基础上发生变化的。研究人员设计了一个基于努力的决策任务，参与者在接受fMRI时在5秒的“工作”或5秒的“休息”之间做出选择。休息只会得到一个小小的回报（1分）。在每次试验中，工作提供的奖励数量（6,8,10分）以及获得它所需的体力（抓地力）都有所不同。参与者必须在5秒的窗口外以所需的水平用力总共3秒，才能获得奖励。

a：在前任务中选择工作的比例（意味着）（其中只有10%的试验导致随后的工作或休息）。参与者更有可能选择高报酬、低努力的工作。“高价值”工作选项（虚线内）几乎总是被选择为值得工作。

b：对任务前选择数据的分析表明，奖励对任务前选择有显著的正向影响，努力对任务前选择有显著的负向影响。星号显示显著的T分（双尾P<0.001)，误差条代表SEM；n=36。

c：在主要任务中选择工作的比例（意味着），其中所有选择都导致随后的工作或休息。一些以前值得努力的高价值选择现在有时被避免了。价值较高的选项（48%的努力，6学分）中的最低值经常被避免，而倾向于在主要任务中休息。

d：接受工作提议的参与者百分比，主要任务中的每个试验分别说明。价值反映了在整个实验中接受或拒绝试验的一致性。这表明选择的可变性很大，但在早期试验中工作的选择水平很高，而不是晚期试验。

e：在主要任务的前半部分和后半部分接受工作邀请的比例（平均值）。逐渐增加的努力反映了在主要任务中，以前高估值的报价在不同时间内的价值转移。

f：当前试验工作提供的努力水平与到该试验为止累积的努力总和（累积努力）相互作用，以预测选择。星号显示显著的T分（双尾P<0.001)，误差条代表SEM；n=36。

▎结论

总的来说，这项研究提供了对疲劳动力学的神经和计算基础的见解。付出努力的意愿在时刻的基础上波动，付出努力以获得回报的价值取决于可恢复和不可恢复的疲劳状态。这些状态与先前与基于努力的决策相关的不同脑区的神经活动共同变化，即在RCZa和MFG以及RCZp。持久性也取决于额纹状体回路，该回路整合了疲劳和价值，人们对疲劳对基于努力的选择的影响的预测反应的可变性。这些结果揭示了在努力面前坚持下来的潜在的疲劳决定因素。

在过去的十年里，苏神一直在超越自己，不断创造属于自己的奇迹。神可以持续的奖励自己，也可以打破不可恢复的疲劳，这或许就是神与人的区别。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24927-7；

https://mp.weixin.qq.com/s/_Ig_mkeKbGOWJtaT-XnmyA；

http://sh.xinhuanet.com/2021-08/02/c_1310101718.htm；

https://www.sohu.com/a/480839911_114988；

http://www.xinhuanet.com//mrdx/2021-06/24/c_1310025521.htm

图片来源：人民日报；苏炳添微博

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