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

Одна из сложностей, связанных с исследованием внутримозговых процессов, происходящих в то время, когда человек испытывает повышенные физические нагрузки, заключается в том, что, находясь внутри аппарата фМРТ, довольно затруднительно выполнять вообще какие-либо движения. Решение было найдено группой бразильских ученых, создавших хитроумное приспособление из рычагов и шестеренок, позволяющее человеку, лежа на спине внутри аппарата, вращать педали велотренажера. [179] Fontes E., Okano A., De Guio F., Schabort E., Min L. & Basset F. et al. (2013). Brain activity and perceived exertion during cycling exercise: an fMRI study // British Journal of Sports Medicine 49(8). 556–560. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2012–091924. С его помощью им удалось просканировать мозг семи добровольцев, которых просили крутить педали в течение 15 минут с перерывами, а также периодически оценивать свое ощущение нагрузки по ходу исследования. Ученые зафиксировали повышение активности в передней поясной коре (что совпадает с результатами, которые получил Маркора) — области мозга, вероятно задействованной в определении субъективного ощущения нагрузки. И именно эта область связана с оценкой возможных вариантов перед принятием решения.

Многое из того, что мы знаем (или думаем, что знаем) о человеческом мозге, становится известно благодаря опытам над животными: ученые повреждают какую-либо часть мозга подопытных, в данном случае крыс, и смотрят, какие способности те проявляют, а каких лишаются. В одном таком исследовании, о котором рассказал мне Самуэле Маркора в ответ на вопрос насчет локализации ощущения нагрузки в мозге, крыс поместили в Т-образный лабиринт. В левом конце «перекладины» лежал маленький кусочек сыра, в правом — кусок побольше. При таком сырном изобилии тот кусочек, что побольше, находился за перегородкой, и, чтобы перелезть через нее и достать сыр, крысам нужно было постараться.

Обычные крысы готовы приложить дополнительные усилия, чтобы получить более крупную награду, но те, у которых была повреждена передняя поясная кора, вели себя иначе. Они понимали, что, если преодолеть всего одно препятствие, можно достать больший кусок, но все равно довольствовались более скромным угощением, которое не требовало никаких усилий. «Этот эксперимент очень наглядно доказывает, что данная область мозга связана с физической нагрузкой, а также с решениями, предполагающими физические усилия», — констатирует Маркора.

Не важно, примем ли мы гипотезу центрального регулятора или будем считать, что все зависит от субъективного восприятия нагрузки, становится очевидно, что не тело сдается первым, а голова. А в мышцах скрыт огромный запас сил. В одной из лекций на канале TED журналист Дэвид Эпстайн приводит пример того, как человек после удара током может одним прыжком перелететь в противоположный конец комнаты. [180] Epstein D. (2014). Are athletes really getting faster, better, stronger? TED 2014. Источник: https://www.ted.com/talks/david_epstein_are_athletes_really_getting_faster_better_stronger?language=en. Вот какова совокупная сила одновременного сокращения всех мышечных волокон.

Пределы выносливости определяются не силой мускулов и объемом легких, а мозгом, но за эти пределы можно выйти. «Наш мозг выполняет функцию ограничителя, не давая нам использовать свои физические ресурсы на сто процентов, поскольку в этом случае мы рискуем причинить вред сами себе, например, порвать сухожилия или связки, — объясняет Эпстайн. — Но чем больше нового мы узнаем о том, как функционирует этот ограничитель, тем лучше понимаем, как можно ненадолго его отключить. Иногда для этого нужно еще увеличить нагрузку и тем самым убедить мозг в том, что смертельная опасность телу не грозит».

Сообщения о том, какими были последние слова Тома Симпсона, сильно разнятся. В те дни информация распространялась медленнее, и по мере спуска с коварных склонов Мон-Ванту во Французских Альпах эти слова постепенно меняли облик, дойдя уже в сильно искаженном виде до сидевшего в баре у горы журналиста, который тоже добавил что-то от себя, и в этой редакции они попали на страницы лондонского таблоида The Sun.

Глядя на Мон-Ванту, думаешь, что ее вершина круглый год покрыта снегом, но, если приблизиться, окажется, что на верхних склонах вообще ничего нет. Ветры, которые дали горе ее название, полностью смели с нее всякую растительность, не оставив измученным велосипедистам ни малейшей тени. Крутой вертикальный подъем длиной около мили по Мон-Ванту — один из сложнейших горных участков «Тур де Франс».

Летним днем в 1967 г., во время 13-го этапа веломногодневки, когда Симпсон совершал последний в своей жизни подъем, условия были еще жестче. Пелотон метр за метром полз вверх, термометр показывал 54 °C. Пока шли альпийские этапы, британец, имевший олимпийскую медаль и титул чемпиона мира, страдал от болей в животе и диареи; несколько дней подряд он не мог вернуться к нормальному режиму питания. Накануне ему рекомендовали сняться с гонки. Он не послушался.

Ближе к вершине Симпсон стал терять управление, его велосипед начало мотать из стороны в сторону. Когда до пика оставалось порядка километра дистанции, спортсмен упал. Чаще всего упоминается, что в этот момент он прокричал: «Посадите меня обратно за руль!», но, если верить его механику Гарри Холлу, на самом деле его последними словами были: «Дальше, дальше!»

И он действительно поехал дальше. Сел на велосипед, проехал немного вперед, а затем снова упал, на этот раз уже без сознания. Руки продолжали сжимать руль. Его доставили полицейским вертолетом в больницу ближайшего города Авиньон, но врачи лишь констатировали смерть. Как же вышло, что, несмотря на все защитные инстинкты, Симпсон смог пойти наперекор собственному мозгу и в итоге загнал себя до смерти?

Ответ нашли в заднем кармане его спортивной формы — две пустые и одна наполовину пустая упаковка амфетаминов, которые он, судя по всему, запивал коньяком по ходу гонки. В то время запрета на допинг в велоспорте не существовало, и эта практика стала повальной. Чтобы справиться с болью и повысить выносливость, спортсмены обычно принимали амфетамины и стрихнин.

По словам Самуэле Маркоры, различные психостимуляторы, например кокаин или даже кофеин, способны снимать усталость и повышать выносливость. «Раньше многие думали, что влияние этих препаратов на работоспособность обусловлено тем, что они помогают сжигать жиры и, соответственно, сохранять энергетический запас в мышцах, — поясняет он. — Однако истинной причиной является их воздействие на мозг. На самом деле повышение выносливости связано не с их действием на сердце или на метаболизм, а с их психобиологическим эффектом».

Субъективное восприятие нагрузки главным образом зависит от нейромедиатора дофамина. На сегодняшний день уже существуют препараты, влияющие на выработку дофамина. Теоретически их также можно использовать для повышения выносливости организма. Некоторые из них внесены в список запрещенных препаратов. В то же время Маркора подчеркивает, что снижение усталости медикаментозными средствами не обязательно плохо само по себе и что, исследуя различные способы, позволяющие снизить ощущение нагрузки у спортсменов, ученые могут получить весьма перспективные результаты. «Одно дело спорт, где многие из будущих открытий в этой области попадут под запрет как допинг, — рассуждает он. — Но я занимался в первую очередь клиническими исследованиями. Представьте себе онкобольного, прошедшего курс химиотерапии и неспособного работать и обеспечивать семью; его жизнь полностью изменилась. Почему нужно запрещать ему принимать препараты, снимающие усталость и восприимчивость к переутомлению? То же самое можно сказать про эритропоэтин (используемый для повышения работоспособности велосипедистами и представителями других видов спорта). Моя мать много лет жила на диализе, а затем ей пересадили почку. Она принимает эритропоэтин постоянно. Для нее это не допинг, а настоящее спасение».