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

Во второй группе участникам эксперимента было дано то же задание, но у них к голове была подсоединена батарея, посредством которой через двигательную кору посылались электрические импульсы. Успехи этой группы оказались более впечатляющими: они перемещали курсор быстрее и допускали меньше ошибок, чем волонтеры из контрольной группы. Более того, они не утратили этого навыка и спустя три месяца. В другом исследовании, где участниками были пациенты, перенесшие инсульт, выяснилось, что восстановлению двигательной активности после инсульта способствует ТМС (транскраниальная магнитная стимуляция) двигательной коры.

«Подобные манипуляции с определенной долей вероятности однажды могут войти в стандартный набор процедур в курсе нейрореабилитации инвалидов и – кто знает, – возможно, также в программу тренировок будущих спортсменов-олимпийцев либо пополнят список запрещенных средств, приравненных к допингу», [61] Йенс Бо Нильсен. Nielsen J. & Cohen L. (2008). The olympic brain. Does corticospinal plasticity play a role in acquisition of skills required for high-performance sports? // The Journal of Physiology 586(1). 65–70. http://dx.doi.org/10.1113/jphysiol.2007.142661. – считает профессор Йенс Бо Нильсен, проводивший аналогичное исследование в Копенгагенском университете.

В раннем возрасте мозг человека подобен губке, он впитывает огромное количество информации и изменяется в ответ на различные стимулы даже без непосредственного контроля со стороны сознания. Нейрофизиологи называют это критическим периодом, поскольку уровень пластичности мозга в это время бывает запредельным. В течение критического периода мозг особенно чувствителен к воздействию, карта его коры перекраивается очень легко.

Понятие критического периода объясняет, почему так просто выучить иностранный язык и говорить на нем без акцента именно в детском возрасте. Им же объясняется резкий скачок в развитии, который мы делаем в первые годы жизни, когда научаемся ходить, говорить и мыслить отвлеченными понятиями.

За внимание в нашем мозге отвечает базальное ядро – группа клеток, спрятанных глубоко в нейронной ткани. Когда человек проходит через критический период, эти клетки резко активизируются, благодаря чему механизмы научения работают практически без усилий от рождения до достижения возраста 10–11 лет. Всплеск и последующий спад активности базального ядра регулируются за счет высвобождения большого количества BDNF, белка, стимулирующего нейропластичность во время физической нагрузки.

Сворачивание активности базального ядра знаменует окончание критического периода. Теперь устойчивые изменения в мозге происходят только в качестве реакции на что-то очень важное либо при сознательной концентрации внимания. Отсюда понятно, почему маленькие дети усваивают грамматику и употребление слов языка без особых усилий, в то время как взрослому приходится часами просиживать за учебниками и зубрить таблицы склонений и спряжений.

Если мы поймем, как можно перезапустить критический период, это станет началом революции, причем не только в спорте, а вообще во всех областях, где имеет место приобретение навыков и профессионального опыта. И это действительно возможно.

Пионеры исследований, посвященных нейропластичности, Майкл Килгард и Майкл Мерцених, смогли научить детенышей лабораторных крыс, пока те находились в критическом периоде развития мозга, различать ноты путем многократного повторения соответствующих звуков. Вначале слуховая кора животных могла дифференцировать ноты только по высоте звука, но со временем у них развились специальные зоны, которые реагировали, например, на до-диез.

Затем ученые ввели микроэлектроды в базальное ядро уже взрослых особей и добились возвращения у крыс критического периода. При проигрывании звуков мозг животных легко перестраивал свою карту, совсем как у детенышей, чей критический период был в самом разгаре. Так Мерцениху и Килгарду удалось распечатать закрывшееся окно возможности ускоренного обучения. [62] Данная проблема подробно рассматривается в книге Нормана Дойджа «Пластичность мозга» (The Brain that Changes Itself), однако основным источником является: Kilgard M. (1998). Cortical Map Reorganization Enabled by Nucleus Basalis Activity // Science 279(5357). 1714–1718. http://dx.doi.org/10.1126/science.279.5357.1714.

До применения на людях подобной или других методик, например, когда BDNF будут вводить непосредственно в мозг, [63] Rex C., Lin C., Kramar E., Chen L., Gall C. & Lynch G. (2007). Brain-Derived Neurotrophic Factor Promotes Long-Term Potentiation-Related Cytoskeletal Changes in Adult Hippocampus // Journal of Neuroscience 27(11). 3017–3029. http://dx.doi.org/10.1523/jneurosci.4037–06.2007. пройдут еще годы, если не десятилетия. Очевидно, нужно еще будет как-то решить этические вопросы. Но уже сегодня спорт как никогда активно использует самые передовые достижения научно-технического прогресса. Если где-то вдруг появляется возможность улучшить результат, будьте уверены, что кто-то прямо сейчас платит деньги за возможность использовать эту маленькую хитрость. Тренеры, представляющие самые разные виды спорта, уже делают выводы.

Итак, в части I книги мы говорили о том, как благодаря нейропластичности мозг спортсмена развивает способность к прогнозированию и быстрому принятию решений. Далее мы познакомимся с теми, кто использует достижения науки о мозге для расширения границ человеческих возможностей, и раскроем маленькие секреты, которые помогут обычному человеку добиться собственных спортивных успехов.

Если попытки освоить какой-либо навык, научиться хорошо играть в спортивную игру или выучить иностранный язык не приносят результата, возможно, следует пересмотреть график практики: не распылять усилия на одно занятие в неделю, а полностью посвятить себя тренировкам в течение некоторого продолжительного периода. В начале своей карьеры сноубордиста Билли Морган работал и занимался спортом по полгода. Так его мозг изменился намного быстрее, чем если бы он распределял время между работой и тренировками более равномерно.

Физические нагрузки повышают уровень белка BDNF, который стимулирует активный рост ответвлений нейронов. Другими словами, физическая активность способствует более продуктивному научению и запоминанию информации. Чтобы воспользоваться этим естественным стимулятором умственной деятельности, достаточно делать зарядку не после занятия интеллектуальным трудом, а до него.

Мустафа Амини стоит прямо, он готов. [64] Видео, на котором Амини упражняется на тренажере Footbonaut, можно посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=V62MAqUP0TI Вот он привстал на носках, ждет сигнала. Сигнал звучит сзади, странный звук, будто сработал центральный замок автомобиля. Тут же красная вспышка. Амини, футболист, выступающий за дортмундскую Borussia, разворачивается в сторону сигнала – в этот момент в его сторону летит мяч. Игрок принимает его правой ногой, а затем вторым ударом отправляет мяч точно в открывшийся люк на противоположной стене, подсвеченный зеленым.