Сила от ума: как науку о мозге сегодня используют в спорте. Часть I

Сила от ума: как науку о мозге сегодня используют в спорте. Часть I

Как изменились показатели профессиональных спортсменов в XXI веке, и при чем тут человеческий мозг.

В науке о мозге за последние 20 лет произошла настоящая революция, уверен нейрофизиолог, кандидат биологических наук, сооснователь Beehiveor Academy and R&D Labs Сергей Данилов. Понимание того, как все происходит и как можно управлять этими процессами, изменилось коренным образом.

В первой части лекции «Спорт, мозг, нейротехнологии» Сергей Данилов рассказывает, как связаны между собой работа мозга и физическая активность, как изменилась за последние десятилетия спортивная индустрия и как на это повлиял жесткий отбор, что такое теория «большого взрыва» типов телосложения, чем отличается мозг спортсмена от мозга обычного человека, а также почему «правило 10 000 часов» не работает в спорте.

Как мозг управляет движениями

Основная структура мозга, которая принимает участие в регуляции движений – это лобная, префронтальная кора. Она же заведует исполнительными функциями в любой ситуации принятия решения и прогнозирования.

Поэтому на префронтальную кору позитивно влияют тяжелоатлетические нагрузки. Чтобы построить и спрогнозировать движение и, самое главное, сформировать волевое усилие, необходимое для того, чтобы напрячь такое количество мышц, надо задействовать лобные доли, без них ничего не получится.

Мозжечок – «дирижер», управляющий мышцами

Ключевая функция мозжечка – это регуляция внимания, причем внимания моторного. С точки зрения нервной логики, мозжечок – это процессор в компьютере. Зачем нужна тактовая частота? Чтобы все операции разбить на какое-то количество. Если я начал разгибать руку, общая команда: «Мышца, сокращайся!» Как, в каком порядке – фронтальным долям все равно. Регуляцией этой команды занимается мозжечок. Он командует: «На эту долю секунды сокращается такой-то процент мышцы».

Функция мозжечка – из идеи движения составить четкую программу

В следующую долю секунды вступает другой процент мышцы. Функция мозжечка – из идеи движения составить четкую программу. Поэтому он имеет отношение к регуляции любой не только двигательной, но и психической активности.

Мозг и процедурное обучение

Самые интересные с точки зрения технологий – наиболее изученные зоны мозга. Например, моторная кора. Рядом с моторной находятся зоны, связанные с ощущениями. Ведь любое движение начинается с того, что информация должна быть собрана от центров в мышцах. Для того чтобы у меня в голове было четкое представление о том, что происходит с моим телом. И умение составлять моторные программы – одно из самых сложных, которым обучается человек.

Сила от ума: как науку о мозге сегодня используют в спорте. Часть I

Например, надкраевая извилина «снимает мерки» с других людей, чтобы понять, что и как они делают. Если я попрошу вас показать, как забивают гвоздь, большинство людей изобразят руками соответствующие движения – будто в одной руке они держат гвоздь, а второй – забивают его, держа невидимый молоток. Но если у человека повреждена эта зона, он не сможет изобразить правильные движения, хотя прекрасно знает, как это делается. Он понимает смысл, но он забыл образ движения. Все обучение – то, чем мы занимаемся с раннего детства, глядя на то, как взрослые выполняют какие-то задачи, – связано с нашим внутренним «образом тела» и тем, как мы примеряем на него образ движений других людей или спортсменов, на которых хотим быть похожи.

Гипоталамус, голод, тревожность и физические нагрузки

Гипоталамус отвечает за все вегетативные функции, которые связаны с поддержанием нашего гомеостаза, – например, с чувством голода. Когда уровень глюкозы или жирных кислот в крови падает, у нас активируется центр голода. Высокоинтенсивные интервальные тренировки снижают чувство голода и лучше влияют на регуляцию веса. Однако сегодня один из базовых методов поддержания хорошей физической формы – не просто физнагрузка, а постоянное варьирование этой активности – от низкоинтенсивной до максимальной и субмаксимальной. Потому что это регулирует чувство голода – механизм, с помощью которого мы настраиваем свой метаболизм, начиная от температуры и заканчивая регуляцией половых гормонов.

Глубокие структуры мозга, которые называются лимбической системой, – это структуры, напрямую связанные с регуляцией уровня тревожности и стресса. А тревожность – это способ регуляции работы с будущим. Но когда она зашкаливает – представьте себе спортсмена, который ждет соревнований, – ничего хорошего не будет. Основная функция лобных долей – островковой коры, миндалевидного комплекса – удерживать тревожность на необходимом уровне.

Теория «большого взрыва» типов телосложения и искусственный отбор

Идея «большого взрыва» типов телосложения спортсменов заключается в том, что данные о конституции олимпийцев в какой-то момент стали резко «разлетаться». Одним из первых обратил на это внимание фармацевт, бывший исполнительный директор компании Novartis и ведущий автор журнала Sports Illustrated Дэвид Эпштейн в своей книге «Спортивный ген». Он заметил, что все улучшения результатов мировых рекордов за последние сто лет связаны не столько с активными тренировками, сколько со спортивным отбором. Спортивная наука, превратившись в индустрию, стала заниматься подбором людей с уникальными физическими способностями.

Сила от ума: как науку о мозге сегодня используют в спорте. Часть I

Классический пример – бегуны этнической группы календжин в Кении. Практически все победители марафонов за последние примерно 20 лет – представители этой народности. Поскольку они жили в жарком климате, у них в процессе эволюции удлинялись ноги (чем ближе к экватору – тем длиннее у животных и людей ноги), а структура тела стала тонкой. По всем современным показателям, скорость бега напрямую коррелирует с длиной ноги – больше ни с чем. Первый олимпийский чемпион в марафонском беге Спирос Луис в 1896 г. пробежал дистанцию за 2 ч 58 мин, а современный рекорд – 2 ч 2 мин. Это связано как раз с отбором – то есть просто нашли тех людей, которые бегают быстрее остальных.

За последние 80 лет длина предплечья у олимпийских ватерполистов стала на треть больше – а значит, увеличились рычаг и сила броска. Связано ли это с тренировками? Да, отчасти, но в основном это также следствие отбора.

Нагрузки и риск для здоровья

Улучшение спортивных результатов не прямое следствие развития спортивных технологий. Огромный процент изменений связан с увеличением тренировочных нагрузок. Но с ростом физической нагрузки растет и вероятность травмы. Любой тренер знает, что со спортсмена на пике формы нужно сдувать пылинки, потому что в любой момент с ним может случиться что угодно – иммунная система на пределе нагрузок не справляется с угрозами. Например, менеджер британской команды по велоспорту ввел правило для своих подопечных – на олимпиадах не здороваться ни с кем за руку – чтобы не простудиться.

Последние лет 50 держалась тенденция – увеличение тренировочных нагрузок для улучшения результатов. Но такой подход чреват травмами и проблемами со здоровьем, потому что нельзя до бесконечности увеличивать время тренировок. Поэтому ведущие специалисты сегодня работают над решением этой проблемы через повышение качества тренировок, регуляцию интенсивности нагрузок. Но самое главное – через поиск способов более быстрого обучения спортсменов и повышения их мастерства.

Почему в спорте не работает «правило 10 000 часов»

В 1990-х годах психолог Андерс Эриксон провел исследование в Академии музыки в Берлине. Результаты показали – чтобы музыкант достиг высочайшего уровня игры, он должен заниматься около 10 000 часов. На спорт это сильно повлияло – все бросились интенсивно упражняться, чтобы наработать эти самые 10 000. Сегодня мы понимаем, что работать нужно преимущественно с тем, как человек учится, – чтобы обойти это «правило 10 000 часов».

Сегодня работать нужно преимущественно с тем, как человек учится

Время, потраченное на тренировки, связано с эффективностью работы мозга. Так, например, согласно результатам исследования 2009 г., опубликованными в Journal of Science and Medicine in Sport, у дзюдоистов с опытом занятий в течение минимум десяти лет и тренирующихся в среднем по 5-6 ч в день плотность тканей в коре головного мозга и мозжечке была значительно выше, чем у контрольной группы. То есть в областях мозга, связанных с функциями планирования, контроля и исполнения.

А в 2014 г. вышло исследование, авторы которого сравнивали мозг бразильского футболиста Неймара с мозгом пловцов и обычных людей. Они обнаружили разницу в активности мозга при выполнении одних и тех же действий. Задача была простая – Неймар должен был, лежа в томографе, крутить стопой, ученые же следили, как меняется при этом активность мозга. У Неймара, по сравнению с другими испытуемыми, активация участка моторной коры, отвечающего за движения стопы, была относительно небольшой – меньше, чем у пловцов, и намного меньше, чем у неспортсменов. Чтобы заставить шевелиться свою ногу, любителю нужно подключить намного большее количество нейронов, чем профессиональному футболисту. То есть профессионал выполняет такую задачу максимально эффективно – его мозг не сильно напрягается для того, чтобы выполнять привычное действие. Более того, активность в его мозге снижается, поскольку этот навык стал автоматическим и не требует активной работы соответствующих участков коры.

Сила от ума: как науку о мозге сегодня используют в спорте. Часть I

Исследования, в которых сравнивали работу мозга гонщиков «Формулы-1» и обычных автолюбителей, показали, что выполнение заданий, связанных с вождением, вызывает большую активацию мозга у гонщиков. Так почему же у футболиста Неймара при выполнении специфического моторного теста активация в мозге была меньше?  Дело в том, что, как показывают исследования, обычный водитель, наездивший те самые 10 000 часов за рулем, не станет водить лучше, чем водил на 2 000-х или 5 000-х часов. Потому что он постоянно выполняет одно и то же действие – оно автоматизировано. Он может выйти на высокий уровень умения, но на этом уровне и остановится. Это происходит с 80% людей, которые занимаются спортом. Профессиональный же гонщик, в отличие от автолюбителя, постоянно должен предпринимать умственные усилия, чтобы улучшать свои навыки.



Добавить комментарий