当谈到体育锻炼时，我们往往不会考虑我们的大脑对于保持全身运动的重要性。但是我们控制肌肉的能力——让它们保持收缩和放松——以及按照我们想要的方式精确地移动我们的身体，最终是由我们的大脑决定的。
这个重要的器官负责产生宝贵的电脉冲，反复激发肌肉收缩，让我们的身体按照我们想要的方式运动。人类大脑应对极端环境压力和锻炼的确切方式尚不完全清楚。但是我在布鲁内尔大学运动医学和人类表现中心进行的一项新研究显示了大脑在剧烈运动中对脱水的反应。
众所周知，当人们在炎热的环境中工作或比赛并因出汗而失去大量体液而明显脱水时，他们会更快地感到疲倦，并且他们的表现会急剧下降。但要弄清楚大脑在这种疲劳中的作用是一项重大挑战。
长期以来，人们已经确定，在高温下运动造成的脱水会对流向身体肌肉的血流产生不利影响——这对于输送氧气和产生保持肌肉有效运作所需的能量至关重要。在此背景下，我们询问大脑是否也可能出现能量不足，这可以解释为什么运动员在明显脱水时会更早感到疲倦并减慢或过早停止锻炼。
我们着手更好地了解脱水对大脑血液和氧气供应的影响，以及脱水对产生最佳大脑功能所需能量的代谢过程可能产生的影响。精确测量进出大脑的血流量和血液样本使我们能够对运动中工作的人脑有新的了解。
除了确定大脑保持水分的重要性之外，我们还发现人类大脑拥有一种“智能”机制来应对血液和氧气供应减少的挑战。我们使用新技术来测量流向大脑的血流数据，以测量颈内动脉(向大脑供血的主要血管)的血流速度和直径。我们还测量了供应大脑和颈内静脉的血液中的氧含量，颈内静脉从大脑中排出血液。
这些措施使我们能够确定进入大脑的氧气量与从循环中提取用于代谢的氧气量之间的差异。然后我们计算了不同运动阶段和条件下的大脑有氧代谢。在炎热环境中逐渐骑自行车到意志力衰竭期间，在十名受过训练的男性身上获得了测量值，并在控制、脱水和再水化状态下进行了比较。
我们收集的数据发表在《生理学杂志》上，表明当人类运动到筋疲力尽时，脱水会导致脑血流量过早减少。但是，为了弥补这一点，从大脑中循环的血液中提取的氧气会增加，从而保护大脑处理氧气和功能的能力。
该数据表明，大脑比身体肌肉更能应对脱水和剧烈运动的压力。从进化的角度来看，这是完全有道理的——大脑功能在人体系统的层次结构中处于首位，因为其功能的微小损伤可能是致命的。
脱水会降低体重、增加体内温度、降低脑血流量和损害运动能力。相反，定期摄入液体可以防止体重和温度变化，并恢复正常的运动能力和脑血流动力学。
这些发现促进了我们对人类大脑如何对剧烈运动做出反应的理解。现在很明显，对身体造成极端压力的情况会减少流向身体许多部位(包括大脑)的血流量。但是这个重要的器官能够保持耗氧量，这对于维持其功能至关重要。
研究结果还清楚地证实了人们在运动期间喝水的建议，因为这有助于优化表现。