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지상 최대의 쇼라 할 수 있는 올림픽에서 선수들은 최고를 가리기 위해 경쟁한다. 오랜 시간 엄청난 노력을 쏟은 선수들은 누구나 육체적·정신적으로 잘 훈련되어 있지만, 승자와 패자가 나뉘게 마련이다. 그럼 우승자와 나머지 선수들을 가르는 핵심 요소는 무엇일까? 이 책 [스포츠의 과학]은 그 해답의 일부를 알려주고 있다.
우선 뛰어난 선수의 머릿속에선 어떤 일이 일어나는지, 정신력을 강화하는 훈련법이 따로 있는지 등 승리의 심리학에서부터 이야기를 풀어나간다. 또한 이른바 ‘섬(insula)’이라는 뇌 속의 작은 부위에서 기량이 차이 나는 이유를 찾아보기도 한다. 일부 선수들은 한계를 뛰어넘기 위해 불법 약물과 유전자 조작의 유혹을 받는다. 갈수록 정교해지는 도핑을 적발하기 위한 검사 기법도 진화하고 있지만, 이 책에서는 선수들이 도핑에 빠져들지 않는 환경을 만드는 것이 더 중요하다고 강조하며 그 해결법을 제시한다.
최고가 되기 위해서는 여러 부상의 위험을 감수해야 한다. 이 책에서는 뇌 질환으로 발전할 수 있는 뇌진탕 사고가 빈번한 경기에 대해 사회적 질문을 던지기도 한다. 한편 기량을 겨루는 경기에서 사용되는 여러 장비에 대한 사회적 합의 과정과, 장비에 적용된 과학적 기술을 소개한다.
최고의 선수들을 지켜보는 평범한 사람들도 더 빨리 헤엄치고, 더 멀리 달리고, 더 높이 뛰고 싶어 한다. 그게 아니라도 운동을 통해 건강관리나 체중 조절을 하려는 사람도 있을 것이다. 그들 모두에게 도움이 되는 과학적 연구 결과들이 이 책에 담겨 있다.

1 승리의 심리학
운동선수들의 능력에는 신체적인 면뿐만 아니라 정신적인 면까지 포함된다. 신체적 능력이 엇비슷한 가운데 정신적 요소를 승리의 주된 요인으로 여기는 사람들이 많아지면서, 스포츠 심리학에 대한 연구가 활발하다. 오늘날의 스포츠 심리학자들은 선수뿐 아니라 코치와 가족에 대한 심리적 훈련이 필요하다고 말한다. 인간이 스포츠에 열광하는 이유를 진화론적 관점에서 고찰하고, 데이터에 근거하지 않고 비이성적인 판단을 하게 되는 여러 심리학적 이유에 대해 설명한다.

2 인간의 한계를 넘어
운동선수의 기량 차이는 뇌에 의해 결정된다고 볼 수 있다. 최근의 연구 결과에 따르면, 뇌의 섬 피질(insular cortex)이 경기력에 영향을 미치는 것으로 보인다. 유전적 요인 역시 운동 능력에 영향을 미치는 것으로 보이고 유전적으로 뛰어난 능력을 타고난 사람들이 분명 존재하지만, 유전적 유리함이라는 주제에 대해서는 이제 막 연구를 시작한 단계일 뿐이다.

3 약물과 도핑
몇몇 유전자와 호르몬에 의해서 엄청난 능력이 발휘되는 것은 잘 알려져 있다. 그래서 불법 약물의 유혹을 받는 선수들도 많고, 몇몇 유명 선수들이 금지 약물 복용으로 징계를 받기도 했다. 이제는 유전자 조작을 통해 최고의 실력을 보여주는 일도 머지않아 가능해질 것이다. 물론 어떤 유전자가 운동 능력에 영향을 미치는지 알아내는 것은 어려운 문제다. 하지만 질병 치료나 건강 증진 목적의 유전자 조작이 이뤄지는 가운데 스포츠 분야도 혜택을 입게 될 것은 분명하다.

4 뇌진탕
미식축구와 하키 경기에서 일어나는 뇌진탕 사고 때문에, 다른 모든 종목에서도 머리 부위의 손상에 따른 장기적 영향에 대한 관심이 높아지고 있다. 사실 머리 부상은 파킨슨병과 보통 루게릭병으로 알려진 근위축성측삭경화증(ALS)을 포함한 다양한 종류의 신경 퇴행성 질병과 유사한 증상을 일으킬 수 있다. 특히 청소년의 뇌는 장기적 영향을 받기가 더 쉽다는 것이 최근의 연구에서 밝혀졌다.

5 부상에서 회복하기
올림픽 참가 선수들 중 10퍼센트 정도가 경기나 훈련을 하다가 부상을 당한다. 하계 올림픽에서는 다리 부상이 가장 흔하고, 동계 올림픽에서는 머리를 다치는 경우가 많다. 운동선수들뿐 아니라 활발히 운동하는 누구나 쉽게 당하는 부상 중 하나인 전방십자인대 파열에 대해 알아보고, 점차 증가하는 무릎 인공관절 수술의 장기적 효과와 안전성에 대한 실태를 살펴본다. 심각한 외상을 입었을 때 신경학적 손상을 예방하는 데 도움이 될 수 있는 저체온치료법에 대해서도 알아본다.

6 장비와 실력
인간의 한계를 뛰어넘고 실력을 더욱 향상하기 위한 장비들에 대한 논쟁을 다룬다. 탄소섬유로 제작된 피스토리우스의 특수 의족, 최신 기술이 적용된 수영복, 축구에서 심판을 대신하는 골 판독 기술 등이다. 선수의 신체적 능력을 기반으로 겨뤄져야 하는 운동경기에서 이러한 장비들의 사용은 비교적 제한되어왔지만, 차츰 더 다양한 기술이 개발되고 적용될 전망이다.

7 운동에 대한 전문가의 조언
건강관리와 체중 조절에 도움이 될 만한 과학 정보를 소개한다. 운동에 의한 심장 및 혈관 건강 개선, 암 예방, 지능 향상, 체중 감량 효과를 과학적으로 점검한다. 운동이 뇌에 왜 도움이 되는지에 대한 생화학적 설명은 여전히 불가능하지만, 운동은 분명 아이들의 두뇌 발달을 촉진한다. 흔히 겪는 정강이 통증이나 열사병을 피하는 방법에 대해서도 조언한다.

8 폐회식
경기장에서 열정에 휩쓸려 파도타기 응원을 하면 부상을 당할 수 있다고 경고한다. 그러므로 경기장에 가면 이 같은 파도타기 응원에 휩쓸리지 말고, 세계 최고 수준의 선수들이 경기하는 모습에 집중하라고 조언한다.

1 승리의 심리학
1-1 정상급 선수의 빠른 두뇌 회전과 집중력
1-2 승리욕과 정신 훈련
1-3 코치, 가족, 스포츠 심리학자
1-4 라이벌 : 동기부여 또는 타락의 원인
1-5 스포츠가 사랑받는 이유 : 최고에 이른 자들의 성공
1-6 비이성적 순간들 : 감독, 해설자, 팬

2 인간의 한계를 넘어
2-1 최고와 나머지를 가르는 뇌 속의 작은 부분
2-2 유전자가 미래의 챔피언을 예측할 수 있을까?
2-3 운동선수의 체지방은 어느 수준까지 낮아질 수 있는가?
2-4 사이클 선수의 식단 : 엄청난 하루 열량
2-5 40야드 달리기는 누가 가장 빠른가 : 다람쥐, 코끼리, 돼지, 인간?

3 약물과 도핑
3-1 도핑의 딜레마
3-2 비자연선택 : 근육, 유전자, 유전학적 속임수
3-3 진화하는 약물검사 기법
3-4 스테로이드를 쓰면 더 뛰어난 선수가 될까?

4 뇌진탕
4-1 충돌 증후군
4-2 더 주의를 기울여야 하는 어린이 뇌진탕
4-3 10대의 뇌가 가장 취약

5 부상에서 회복하기
5-1 올림픽에서 가장 흔한 부상
5-2 과학적 근거가 부족한 무릎 관절 교체
5-3 무릎 십자인대 파열
5-4 케빈 에버렛은 저체온 치료법 덕분에 다시 걷게 되었을까?

6 장비와 실력
6-1 논쟁 : 의족 육상 선수 피스토리우스는 올림픽에서 뛰면 안 되는가?
6-2 다시 불거진 수영복 논란
6-3 고~올! 축구 심판을 대체하는 두 가지 기술

7 운동에 대한 전문가의 조언
7-1 운동을 하면 정말 건강해질까?
7-2 운동이 어린이의 두뇌 발달을 촉진한다
7-3 DNA에 도움이 되는 운동법
7-4 뚜렷한 연관이 없는 운동과 치매
7-5 정강이 통증을 피하는 법
7-6 열사병을 피하는 법

8 폐회식
8-1 ‘파도타기’ 응원 하지 마세요

선수들의 능력에는 신체적인 면뿐만 아니라 정신적인 면까지 포함된다는 것도 기억해두자. 선수들이 그처럼 정신적·육체적으로 뛰어난 능력을 보일 수 있는 까닭은 오랜 시간에 걸친 고된 훈련을 통해 뇌가 운동에 적합하게, 어쩌면 운동이 아닌 분야에서도 뛰어날 정도로 정교하게 다듬어졌기 때문이다.
(/'1-1 정상급 선수의 빠른 두뇌 회전과 집중력' 중에서)

어떤 스포츠에서건 좋은 성적을 내려면 몸을 적절한 상태로 만들고 다양한 기법과 전술을 습득하는 것이 가장 중요하다는 사실이다. 심리 훈련만으로 마라톤 경기에서 우승할 수는 없는 법이다.
(/'1-2 승리욕과 정신 훈련' 중에서)

미국을 비롯한 선진국에서는 프로 선수, 올림픽 대표팀, 심지어 대학교 운동부도 스포츠 심리학자와 긴밀히 협력하고 있지만, 세계적으로 이런 호사를 누리는 경우는 흔치 않다. 이 분야에서 가장 어려운 점은 결과를 평가하기가 힘들다는 것이다.
(/'1-3 코치, 가족, 스포츠 심리학자' 중에서)

라이벌의 존재는 동기를 부여할 뿐만 아니라 이성적인 사고를 마비시키고, 기억을 왜곡하며, 심지어 비윤리적 행동도 마다하지 않게 만든다.
(/'1-4 라이벌 : 동기부여 또는 타락의 원인' 중에서)