Амит Кетвала - Атлетичный мозг [Как нейробиология совершает революцию в спорте и помогает вам добиться высоких результатов]

Когда были впервые получены подобные результаты, принятые на тот момент взгляды на природу утомления стали требовать пересмотра. «Анализируя этот пример, невольно задаешься вопросом: „Разве может полуторачасовое сидение за компьютером как-то повлиять на способность выдерживать большие физические нагрузки?“ — рассуждает Маркора. — Ведь мы привыкли считать, что предел скорее зависит от сердечно-сосудистой системы и силы мышц».

Усталость зависит не от тела. Она зависит от мозга.

В анналах нейробиологии и медицины собраны данные о множестве жутких опытов, которые вполне могли бы войти в сценарий какого-нибудь фильма ужасов. Один из таких экспериментов был проведен в 1907 г. лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине Фредериком Гоулендом Хопкинсом в рамках одного из наиболее известных исследований в области физиологии мышечных нагрузок. [172] Fletcher W. & Hopkins F. (1907). Lactic acid in amphibian muscle // The Journal of Physiology 35(4). 247–309. http://dx.doi.org/10.1113/jphys-iol.1907.sp001194. Для того чтобы определить уровень молочной кислоты в тканях мышц лягушки, ученые измельчали лапки подопытных земноводных в смеси льда и спирта (сделав, пожалуй, самый адский в мире коктейль). В результате было получено одно из первых свидетельств того, что при недостатке кислорода в мышцах повышается содержание молочной кислоты. Именно из-за нее мы ощущаем боль в руках и ногах, когда наш организм подвержен большой физической нагрузке, а легкие не могут обеспечить приток необходимого количества кислорода к мышцам.

Это исследование внесло вклад в формирование убеждения, которому суждено было оставаться доминирующим на протяжении без малого ста лет. Все это время считалось, что границы физических возможностей человека зависят только от сердца и легких: если у мышц будет в достатке кислород и энергия, они будут работать, пока не кончится энергия либо количество молочной кислоты не превысит определенного уровня. Иными словами, при таком подходе человеческий организм напоминает автомобиль, который может ехать, пока у него не кончится бензин или не сломается что-то в двигателе.

Идея о том, что для физиологии спорта голова не имеет никакого значения, была определяющей вплоть до 1990-х гг., когда южноафриканский медик Тим Ноукс обратил внимание на одну хорошо забытую гипотезу, которая впоследствии стала известна под названием «центральный регулятор». Согласно ей, главное, что мешает нам с вами встать вровень с такими ультрамарафонцами, как Робби Бриттон и Килиан Жорнет, отнюдь не тело, а мозг.

В Journal of Physiology было описано исследование, в котором испытуемых вначале подвергали физическим нагрузкам до изнеможения, а затем проводили биопсию мышечной ткани. Оказалось, что с биологической точки зрения их мышцам было вполне по силам, не снижая темпа, выполнять нагрузку еще минут семь-восемь. А значит, когда человек в какой-то момент сдается, на самом деле ему еще далеко до достижения своего метаболического или мышечного предела.

Одним из доказательств является так называемый финишный рывок, который демонстрируют бегуны на длинные дистанции, когда резко ускоряются ближе к концу забега. В этот момент их мозг понимает, что осталось уже совсем чуть-чуть. «В апреле я снова участвовал в чемпионате мира по суточному бегу, и свои самые быстрые 10 километров дистанции я показал в последний час перед финишем. Я бежал тогда быстрее, чем на трехчасовом марафоне, — вспоминает Робби Бриттон. — По идее, мое тело при такой нагрузке должно было просто развалиться на части, но я понимал, что реально претендую на медаль». Согласно прежней теории, в мышцах уже не должно оставаться сил, однако спортсмену тем не менее удается еще немного поднажать, а все потому, что, когда финиш уже близко, мозг ослабляет свой жесткий контроль.

Этот процесс протекает на подсознательном уровне. Считается, что наш центральный регулятор работает по тому же принципу, по которому, например, осуществляется контроль температуры тела. Биологические процессы в организме стремятся поддерживать гомеостаз, то есть стабильность. Допустим, когда мы едим что-то сладкое, поджелудочная железа начинает вырабатывать инсулин, который снижает уровень глюкозы в крови до нормального. А когда нам жарко, подкожные кровеносные сосуды тут же расширяются, стремясь охладить организм.

«Если верить гипотезе центрального регулятора, в мозге имеется особый механизм контроля, действующий на подсознательном уровне и оберегающий нас от перенапряжения, например, во время бега; он, в частности, не дает нам превысить свою максимальную скорость — такую, которая позволит оставаться в безопасных границах, — объясняет Томас Роуланд, автор книги „Часы спортсмена“ (The Athlete’s Clock). — Регулятор выполняет очень полезную функцию — снижает риск травмы. Когда мы испытываем повышенные физические нагрузки, то с высокой долей вероятности можем сломать ногу или повредить мышцы, возможно также резкое снижение коронарного кровотока, снабжающего сердце. Все это может произойти, но не происходит, что подтверждает существование некоего контролирующего механизма, который мы сами не способны контролировать, и этот механизм задает предельную скорость, которую мы не в состоянии превысить».

Данная гипотеза вполне укладывается в наши представления о биологических механизмах поддержания гомеостаза. Центральный регулятор появился, чтобы не допустить саморазрушения организма, и с этой точки зрения сама возможность причинения себе вреда вследствие физического перенапряжения теряет смысл.

Но в то же время чрезмерная забота нашего мозга о состоянии тела может стать непреодолимым препятствием для спортсмена, который решил установить новый мировой рекорд. Когда британец Роджер Баннистер впервые пробежал милю (1609 метров) менее чем за 4 минуты, его достижение вскоре повторили многие другие легкоатлеты, а значит, главный барьер был не столько физическим, сколько психологическим. В наши дни считается, что в историю спорта впишет свое имя тот, кто первым выбежит из двух часов на марафонской дистанции. Причина, по которой такой рекордсмен пока не объявился, кроется именно в мозге. «После того как дан старт, — цитирует Тима Ноукса Эд Сизар в своей книге „Два часа“ (Two Hours), посвященной подготовке к покорению этого рубежа, — спортсмен знает время мирового рекорда и не стремится превзойти его на десять минут. Ему достаточно улучшить его всего на одну секунду, ни о чем другом он не думает. В его мозг заложена только эта программа. Такое программирование очень характерно для беговых дисциплин, и его важность огромна». [173] Caesar E. (2015). Two Hours. N. Y.: Viking.