运动与脑的关系一直是脑科学中“认识脑”的研究热点之一，但长期以来仅停留在对正常人以及脑损伤病人的分析，研究对象的局限性很大程度上阻碍了探索的脚步。运动专家是在某一领域从事十年以上的专业运动学习且具有与该项技能相关的专家知识结构的职业群体。本研究借助于神经科学的技术手段，结合认知行为科学的研究范式，选取以技能为主导的跳水运动员为研究对象，从大脑结构和功能两个角度对运动专家的大脑可塑性进行了系统的研究。

第一部分研究采用功能性磁共振技术，引入动觉表象任务—专业动作表象和简单动作表象，对12名(男女各6名)年龄在I3-17岁之间、国家健将级别、平均训练年限达到10年以上的优秀跳水运动员和12名中学生对照组进行了大脑活动模式的差异分析，研究结果发现:(1)运动专家知识系统具有特殊的神经表征，该表征形式与技能特点密切相关;(2)专家在表象专业动作和一般动作时都会显著激活PFC，而新手在表象两种动作时均未激活PFC，提示AFC可能参与了运动专家动觉表象的调控，运动专家表现出更加优化的大脑活动模式。

第二部分研究沿用“专家一新手”的系统研究范式，通过基于体素的形态学( VBM)分析，对这两组人群进行核磁共振的对照研究，结果发现，优秀跳水运动员的大脑结构与普通人之间具有显著性差异，运动员在双侧丘脑和左侧运动前区(BA6)上的灰质密度显著高于普通人。

总之，在某些脑区和形态结构上，运动专家和与普通人之间出现了显著性差异，运动专家表现出更为优化的大脑结构和网络激活模式。此外，研究者还建议运动专家可以作为大脑可塑性研究的理想被试模型。