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

Скорость научения мозга также можно повысить благодаря двигательной активности. Физическая активность – один из лучших катализаторов нейропластичности. Сила воздействия физических упражнений поистине огромна. Они помогают лучше справляться со стрессом, снизить уровень беспокойства и депрессии и повысить эффективность научения и памяти сразу по целому ряду аспектов.

Такой эффект обусловлен резким подъемом уровня белка, известного как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), в крови при физических нагрузках. Этот белок вызывает рост нейронов и запускает адаптивные механизмы в синапсах. «Ученые давно установили, что, если обработать нейроны BDNF в чашке Петри, клетки автоматически формируют новые отростки, демонстрируя тот же структурный рост, который необходим в процессе научения. Полагаю, что BDNF действует на мозг так же, как суперудобрение на рассаду», [57] Доктор Джон Рэйти. Ratey J. & Hagerman E. (2008). Spark! N. Y.: Little, Brown. – пишет доктор Джон Рэйти в книге «Искра» (Spark: The Revolutionary New Science of Exercise and the Brain), где связь между физической активностью и эффективностью обучения описывается подробнее. Повышение уровня BDNF после физической нагрузки регистрируется не только в областях мозга, отвечающих за двигательную активность, но и в гиппокампе, играющем важную роль в действии механизмов памяти.

Следовательно, наиболее рационально организовывать тренировки спортсменов таким образом, чтобы обсуждение тактических аспектов проходило в конце занятия, после физической нагрузки, вызывающей резкое повышение нейропластичности. Тогда спортсмен лучше усвоит урок.

Еще один способ повысить эффективность научения – создать систему мотивации, или стимулирующего подкрепления. Ключевая роль здесь отводится нейромедиатору дофамину. Он выделяется в ответ на получение какого-либо вознаграждения, не важно, в реальной жизни или в виртуальном пространстве. Создатели игрушек на смартфоне умело эксплуатируют этот принцип, поощряя владельца гаджета (очками, золотыми монетами, которые можно потратить, новым доспехом для персонажа) ровно в таком объеме, чтобы он продолжал играть дальше.

Помимо прочего, дофамин повышает пластичность нейронов, поэтому нужно предусмотреть в программе тренировок такую систему поощрений, которая будет не только мотивировать спортсмена на продолжение регулярных занятий, но и помогать мозгу с закреплением усвоенного.

В следующей главе мы поговорим о том, как в передовых методиках подготовки спортсменов и когнитивных инструментах учитываются результаты последних исследований в области нейропластичности, что позволяет ускорить формирование нейронных цепей и образование миелиновых оболочек. Но есть и другие способы добиться тех же результатов.

Сегодня наука занимается процессами, лежащими в самой основе устройства нашей нервной системы, и раскрывает такие пути максимального увеличения и ускорения нейропластичности, которые могут быть использованы в неблаговидных целях. Но они же способны навсегда изменить не только спорт, но и весь мир.

«Был пробел во время Первой мировой войны. Потом во время Второй мировой. А потом случился пробел во время Великой войны Лэнса». [58] Лэнс Армстронг. Okbo M. & Sorensen J. (2014) // Rouleur (52).

Так бывший велосипедист, опорочивший свое имя употреблением допинга, Лэнс Армстронг отозвался о лишении его всех семи титулов, полученных в общем зачете «Тур де Франс» и исключении его имени из списка победителей престижной веломногодневки. Столь принципиальное решение спортивных чиновников – это лишь отдельно взятый пример борьбы с допингом в спорте высоких достижений. Наиболее часто обвинения и вопросы в связи с возможным употреблением препаратов, повышающих выносливость спортсменов, звучат именно в адрес велосипедистов и бегунов-спринтеров, даже если результаты их анализов всегда были отрицательными.

До последнего времени большинство подобных обвинений затрагивали виды спорта, ориентированные на отдачу, то есть те, в которых важнее не столько быстрота принятия решений, сколько продемонстрированная атлетом скорость, сила или выносливость. Однако сегодня существует опасность новой волны кризиса в большом спорте. Эта волна может накрыть принципиально иные дисциплины, и главной опасностью на сей раз будет нейродопинг.

Когда мы учимся чему-то новому, благодаря нейропластичности в синапсах увеличивается количество нейромедиаторов и рецепторов, что облегчает передачу сигнала соседним нейронам (напомним, что одновременная активизация нейронов ведет к возникновению связи между ними). Но передачу нервного импульса можно облегчить и по-другому – путем изменения общего баланса нейромедиаторов в головном мозге. Этот принцип уже применяется в производстве различных рекреационных и медицинских препаратов: так, прием некоторых из них ведет к повышению уровня дофамина – нейромедиатора, высвобождаемого, когда мы забиваем гол или успешно проходим очередной уровень в игре на смартфоне.

Один из таких препаратов, метилфенидат (торговое название «Риталин»), часто – некоторые считают, что очень часто, – назначают детям с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Механизм действия основан на стимулировании выработки дофамина в мозге, что приводит к активизации внимания. Исследования показали, что препарат также повышает синаптическую пластичность. Другие психостимуляторы, например декстроамфетамин, способствуют восстановлению функций памяти у пациентов, перенесших инсульт.

На сегодняшний день уже зафиксированы случаи приема подобных препаратов студентами при подготовке к выпускным экзаменам. Можно допустить, что эти же вещества способны повышать уровень нейропластичности и у спортсменов, облегчая для них процессы освоения и совершенствования практических навыков, а также принятия решений. В ходе исследования, проведенного с участием немецких триатлонистов-любителей, [59] Dietz P., Ulrich R., Dalaker R., Striegel H., Franke A., Lieb K. & Simon P. (2013). Associations between Physical and Cognitive Doping – A Cross-Sectional Study in 2.997 Triathletes // PLoS ONE 8(11), e78702. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0078702. выяснилось, что за прошедший год 15,1 % из них принимали различные вещества для стимулирования когнитивных процессов.

Некоторые вещества, повышающие нейропластичность, относятся к стимуляторам, которые уже входят в список запрещенных препаратов Всемирного антидопингового агентства. Другие методы определить сложнее.

Когда спортсмены, отстраненные от соревнований за применение допинга, возвращаются в спорт, одна из основных проблем заключается в том, чтобы установить, не помогает ли им до сих пор эффект от препаратов, незаконно принимавшихся ими в прошлом. Доказать это сложно. Еще сложнее будет со стимуляторами, воздействующими на мозг. Группа нейробиологов из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе (США) провела эксперимент, [60] Reis J., Schambra H., Cohen L., Buch E., Fritsch B. & Zarahn E. et al. (2009). Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation // Proceedings of the National Academy of Sciences 106(5). 1590–1595.http://dx.doi. org/10.1073/pnas.0805413106. по условиям которого испытуемые должны были перемещать курсор по экрану путем давления на датчик, закрепленный между большим и указательным пальцами. Курсор нужно было двигать от одной точки до другой как можно быстрее, не совершая при этом лишних движений. Для этого волонтеры должны были научиться правильно рассчитывать силу сжатия датчика. За этим занятием они проводили по 45 минут в день, и через пять дней им удалось значительно снизить количество ошибок.