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

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

Современные нейротехнологии и воспитание рекордсменов.

Во второй части лекции «Спорт, мозг, нейротехнологии» нейрофизиолог, кандидат биологических наук, сооснователь Beehiveor Academy and R&D Labs Сергей Данилов объясняет, чему и как сегодня обучают профессиональных спортсменов, почему современные рекорды даже не снились чемпионам XX века, как когнитивные нагрузки помогают воспитывать рекордсменов, почему студентам не обогнать шимпанзе в упражнении на скорость запоминания цифр, а также о том, как нейротехнологии используют в тренировочных процессах и почему умение быстро принимать решения для спортсменов важнее физической формы.

Первую часть можно прочитать тут.

Автоматический навык и сознательный контроль движений

Успех спортсмена зависит от того, смог ли он правильно выбрать момент, когда к определенному уровню автоматизации навыков нужно подключить сознательный контроль за выполнением движений. Как будет меняться двигательная активность человека при выполнении зрительной задачи? Чтобы от коры, которая контролирует решения, добраться до двигательных зон, сигналу нужно пройти изрядный путь.

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

www.pri.kyoto-u.ac.jp / Tetsuro Matsuzawa

Для примера возьмем знаменитый эксперимент. Японские ученые научили шимпанзе по кличке Аюму запоминать цифры от 1 до 9 на сенсорном экране — цифры появлялись в случайном порядке. После чего их внезапно заменяли белыми квадратиками. Обезьяна должна была запомнить, какая цифра где находилась на экране, и поочередно нажать на квадраты в порядке возрастания чисел. После непродолжительных тренировок она научилась запоминать порядок цифр при появлении их на экране всего на 60 мс — это быстрее, чем моргание. Студенты через несколько месяцев тренировок тоже смогли выполнить это упражнение. Но скорости обезьяны они все равно не достигли.

В чем разница между нами и обезьяной? Практически все сигналы, которые мы обрабатываем, особенно когда не готовы к выполнению задачи, мы подвергаем ментальному анализу — например, внутренне проговариваем. А это еще одна надстройка в механизме принятия решений, и она отнимает время. Когда мы начинаем что-то обдумывать, у нас катастрофически падает скорость обработки информации и мы не можем быстро сориентироваться. Именно из-за этого нам не достичь скорости принятия решений обезьяны — если мы будем обдумывать (ментализировать) наш выбор в той или иной ситуации.

Почему принятие решений важнее физической силы

Изменения в спорте сегодня направлены не только на улучшение физических качеств спортсменов, но и на повышение скорости принятия решений. Например, согласно подсчетам академии мюнхенской «Баварии», скорость и точность передач в современном футболе — на 35% выше, чем на чемпионате мира 1966 г. По статистике, которую вели специалисты Немецкого футбольного союза во время игры мужской сборной Германии на чемпионате 2006 г., когда она заняла третье место, и в 2014 г., когда немцы выиграли золото, темп изменений возрастает. Среднее время контакта с мячом по ходу всего турнира сократилось с 2,9 с в 2006 г. аж до 0,9 с в 2014 г. Это значит, что игроки стали тратить меньше времени на контроль мяча и принимать решения быстрее. То есть сегодня футболист должен принимать во время игры решения в три раза оперативнее, чем всего 12 лет назад.

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

Любой вид спорта связан со скоростью принятия решений. И именно на ее повышение сегодня направлены тренировки в профессиональном спорте. Например, в «Боруссии» Дортмунд для решения этой задачи используют тренажер Footbonaut. Он состоит из нескольких десятков ворот — в те, которые загораются, спортсмен должен забить мяч, вылетевший из пушки. То есть надо принять мяч, быстро развернуться, найти нужные ворота и забить его туда.

Когда мы говорим о пресловутых 10 000 часов, мы на самом деле имеем в виду не время, которое человек потратил на выполнение задачи, а сколько он выполнил технических действий. С помощью такого тренажера количество технических действий, которое молодые спортсмены раньше совершали за весь подготовительный этап, сегодня они могут набрать за несколько месяцев. Потому что выполняют больше приемов и ударов по мячу, чем на обычной тренировке.

Как ускорить принятие решений и реакции в спорте с помощью нейротехнологий

Если мы хотим разработать какую-либо инновацию в спорте, нужно понять, где ограничитель результатов, и решить, как построить тренировочную программу, чтобы обойти его.

Еще одна хайповая тема в современном спорте — нейротрекеры. Ими пользуются многие спортсмены. Например, нейротрекер CogniSens Athletics. По экрану летают восемь однотонных мячиков. В какой-то момент они останавливаются, четыре из них меняют цвет. Вы должны запомнить эти четыре и следить за их движением, пока они не изменят свой цвет на изначальный. При каждом правильном решении скорость движения мячиков увеличивается.

Этот нейротрекер используют почти во всех командах НХЛ и НФЛ, встраивая в тренировочный процесс когнитивные нагрузки. Спортсмены, правда, не слишком его любят — кому понравится постоянно находиться в состоянии такого психического напряжения.

В 2014 г. вышло исследование, в котором приняли участие несколько спортсменов-«экстремалов» — призер автогонок ELMS Оливер Уэбб, звезда боулдеринга Луис Паркинсон, многократный победитель мотогонок Isle of Man TT Джон Мак-Гиннесс, сёрфер Эндрю Коттон, двукратный чемпион британских автогонок BTCC Колин Тёркингтон и др. Им нужно было в условиях сложной физической нагрузки, то есть стресса, запоминать разные объекты и на скорость определять, какие из них появились, а какие исчезли. У любого нормального человека в состоянии стресса скорость реакции падает.

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

У участников исследования она росла. Испытуемые на 20% лучше запоминали информацию и на 10% быстрее принимали решения, когда находились под давлением. Поэтому для достижения оптимального функционального состояния спортсмена недостаточно специальной физподготовки — необходимо одновременно с физическими нагрузками давать сложные ментальные задания. Именно это и делает нейротрекер.

Еще один популярный сегодня тренажер — Dynavision D2. Его использует большинство профессиональных спортивных команд. Спортсмен должен одновременно подвергаться физической и когнитивной нагрузке — скажем, одной рукой вести мяч, а второй — нажимать на загорающиеся на табло точки.

Также в спорте сегодня активно применяют технологию ай-трекинга — с ее помощью можно отслеживать движения глаз. Тренировки с ай-трекером показывают одну тенденцию — «спокойный глаз». Когда спортсмен с хорошим профессиональным навыком выполняет задание, у него количество движений глаз в разы меньше, чем у непрофессионала. Например, человек бросает мяч в баскетбольную корзину. Любитель может смотреть на переднюю часть дужки, на заднюю, на щит, еще куда-то. Профессионал всегда будет смотреть в одну и ту же точку.

Почему держать равновесие сложнее, чем влюбиться

Изменения в мозге профессиональных спортсменов связаны в основном с теми зонами, которые имеют отношение к обработке вестибулярной информации. Это одна из самых сложных систем в мозге человека. Я часто говорю, что чувство любви в мозге «устроено» гораздо проще, чем чувство равновесия. Первое уже на запчасти разобрано, а с пониманием организации чувства равновесия в мозге до сих пор есть проблемы. Оно настолько связано с любым нашим поведением, что касается больших участков коры мозга. И любая современная тренировка, кроме всего прочего, будет направлена на развитие баланса.

Движения, с помощью которых человек удерживает равновесие, включают в работу практически весь мозг. А ключевой показатель, который лучше всего коррелирует со здоровьем человека, — способность стоять с закрытыми глазами на одной ноге. По сути, это показатель биологического возраста. Поэтому тренировки с использованием балансировочных упражнений стали одними из главных в арсенале профессиональных тренеров.

Как улучшить спортивный результат с помощью воображения

Еще один способ обойти «правило 10 000 часов» и снизить физическую нагрузку на спортсмена — идеомоторные тренировки (когда человек «участвует» в игре или тренировке мысленно). Спортсмены, которые уделяют много времени таким упражнениям, показывают лучшие результаты. Первые эксперименты с этим видом нагрузок начались еще в 1980-х гг. Уже тогда лыжники, использовавшие их, показали лучшие результаты на зимней Олимпиаде в 1984 г.

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

Причем идеомоторные тренировки тяжелее для спортсмена, чем обычные. Потому что если навык у человека автоматизирован, утомление, которое у него возникает, связано в основном с включением нервных структур, а не с самими мышцами. Вот почему не все боксеры, например, любят упражнение «бой с тенью» — выполнять его правильно очень тяжело. Нужно представить себе противника, понять, что и как ты делаешь. Но именно такие тренировки дают реальный результат.

В качестве примера можно привести исследование 2013 г. об изучении эффекта кинестетического ментального тренинга. Испытуемые на протяжение шести недель по 15 мин в день пять дней в неделю выполняли упражнения, во время которых представляли, что они максимально сокращают мышцы плеча. Результатом стало увеличение силы мышц на 30%. Электрическая активность мышцы во время такого упражнения растет на 40%. Потенциал в моторной коре, связанный с движением, тоже возрастает.