Опоненти швейцарського тенісиста Роджера Федерера казали, що він немовби перебуває в «Матриці». Під час гри він передбачає рухи противника ще до того, як той їх зробить, та ніби може вирвати з часу додаткову секунду на удар чи пересування по корту, якої немає в його суперників.
Для колег по цеху Федерер був оракулом від тенісу: він бачив траєкторію руху опонента і м’яча швидше за інших. І він не міг не зацікавити спортивних журналістів та науковців: вони гадали, що саме у фізичній статурі, тренуваннях та дієті чемпіона є такого, що відрізняє його від інших?
Науковці споглядали за винятковими спортсменами калібру Федерера з 1970-х, однак довгий час дивилися не в той бік. Описуючи недалекоглядність учених, спортивний журналіст і дослідник нейронаук Зак Шонбрун наводить цікаву, хоч і не зовсім пов’язану зі спортом, історію — дослідження 2006 року за участю лондонських таксистів. Аби отримати ліцензію, таксисти мали вивчити карту англійської столиці — і саме їхня феноменальна пам’ять цікавила дослідників. Виявилося, що цей інтерес небезпідставний — гіпокамп, зона мозку, що відповідає за пам’ять, у таксистів більший, ніж у представників інших професій. Постійне запамʼятовування впливало на розмір та пропорції мозкової ділянки.
До чого веде журналіст Шонбрун, коли згадує таксистів, і як це веде до розгадування секрету Федерера? На його думку, аби зрозуміти, що робить першу ракетку першою ракеткою, вчені мають оцінювати не об’єм легенів чи м’язи, а взяти приклад з дослідників, які «зазирнули в голову» лондонським водіям. Коротко кажучи, Шонбрун вважав, що відповідь на це питання криється в мозку.
Гіпокамп, зона мозку, що відповідає за пам’ять, у таксистів більший, ніж у представників інших професій.
Британський нейробіолог Деніел Волперт каже, що еволюційно мозок — це апарат, створений для координації руху. Інтелектуальна діяльність, емоції, пам’ять — важливий, але вторинний функціонал. Якщо нас цікавить, що стоїть за винятковими результатами спортсменів, то, за Волпертом, відповідь треба шукати в їхньому мозку — першопричині всього. Нейробіолог Джон Кракауер висловив ту саму думку красномовнішою метафорою: «Це як сказати, що люди, які добре розмовляють французькою, мають дуже спритний язик. Було б неправильно приписувати заслуги язику [а не мозку]».
Нейробіологам давно відома інтуїтивно зрозуміла інформація: спорт корисний для ментального здоров’я, сну, він сприяє кращому кровообігу. Ученим знадобилося провести ще з сотню досліджень, щоби побачити глибшу картину — наприклад, як кардіо збільшує гіпокамп на 2-3%, і як навантаження впливають на приріст сірої речовини в мозочку та базальних гангліях, що відповідають за контроль руху. Чим більше науковцям відомо про базовий устрій мозку спортсменів, тим вузькоспеціальнішими стають нові дослідження.
2014 року на велодромі в швейцарському Гренхені 44-річний німецький велосипедист Єнс Фогт, будучи вже не в найкращій формі, встановив новий рекорд — проїхав 51 150 метрів за годину. Відповідаючи на питання данського журналіста, як йому вдавалося підтримувати такий інтенсивний темп і терпіти біль, переможець відповів так: «Я сказав ногам стулити пельку».
Фогт відомий не тільки своєю швидкістю — не менш важлива його здатність терпіти біль. Сам спортсмен вважав, що його больовий поріг на 10-20% вищий, ніж у більшості людей. Журнал Cycling Weekly теж звернув увагу на цю неймовірну здібність німця: «Його відкрите визнання болю як стану свідомості, з яким потрібно боротися, придушувати і в результаті долати, частково стало причиною, через яку фанати велоспорту шанують його як найнепохитнішого в пелотоні».
Атлети на кшталт Фогта надихнули вчених на дослідження того, як спортсмени та ті, хто ними не є, сприймають біль. 2013 року дослідник з Університетської клініки Ульма в Німеччині Вольфганг Фройнд оприлюднив дослідження сприйняття болю серед бігунів-ультрамарафонців. Фройнд запропонував учасникам TransEurope Footrace, які мали пробігти 4485 кілометрів за 64 дні без вихідних, опустити руки в крижану воду на три хвилини, а після оцінити біль за десятибальною шкалою. Разом із марафонцями те ж саме зробили неспортсмени. Різниця складала 4 бали — атлети були терплячіші до болю майже вдвічі.
Фогта і ультрамарафонців об'єднує одне — всі вони мають менш активні таламус та соматосенсорну кору, які відповідають за сприйняття болю. Якщо перефразувати самого Фогта, то мозок спортсменів навчився говорити болю: «Стули пельку».
Упродовж більшої частини своєї кар’єри німецький вчений Мартін Паулюс вивчав відчуття власного тіла людьми з ментальними захворюваннями та залежностями. Від дослідження до дослідження Паулюс намагався винайти формулу того, як його працієнтам краще справлятися з негативними стимулами — страхом, нав’язливими думками, тремором, утрудненим диханням. Через певний час він зрозумів: щоб знайти відповіді, треба звернутися до людей, які цих проблем не мають.
2012 року Паулюс запросив учасників елітних гонок та звичайних людей пройти тест фМРТ — функціональної магнітно-резонансної томографії, яка фіксує зміни кровотоку при активізації різних частин мозку. Під час тестування реципієнти мали дихати через спеціальну трубку, що постачала кисень. Однак дослідники не сказали учасникам, що періодично і без попередження кисень перекриватимуть. Люди без спортивної підготовки швидко панікували, тоді як постійно готові до ризику гонщики мобілізували організм і зберігали запас кисню в легенях.
Дані з фМРТ показали, що секрет гонщиків — у натренованності острівцевої області мозку, яка контролює сенсорні сигнали. Під час обмеження кисню активність кори в гонщиків залишалася низькою, в інших — високою. Простими словами, там, де в стресовій ситуації мозок звичайної людини натискає на кнопку «паніка», мозок гонщика розучився «бачити» таку кнопку.
Секрет гонщиків — у натренованності острівцевої області мозку, яка контролює сенсорні сигнали.
Дослідження Паулюса показало, що спорт — динамічна, часом ризикована діяльність, в якій атлет має контролювати тіло та ментальний стан — може мати відповіді на питання, як покращити психічне здоров’я мільйонів людей з різними типами розладів. Науковець вірить, що для загартовування мозку не обов’язково сідати в боліди та розганятися до 250 кілометрів на годину. Просто людство ще має навчитися керувати власним мозком. Як саме? Це ще належить з’ясувати.
Амбіції дослідників йдуть так далеко, що вони поставили питання, як взагалі приборкувати страх. Наприклад, 2018 року спеціалісти Медичного інституту Південної Кароліни дослідили заради цього мозок Алекса Гоннольда — першого соло-альпініста, котрий забрався на скелю Ель Капітан у Каліфорнії. Науковці мали дуже конкретний запит: вони вивчали амігдалу атлета, мозкову структуру, відповідальну за сприйняття загроз. Помістивши Гоннольда в апарат фМРТ і одночасно показуючи йому шокувальні зображення, дослідники не побачили жодних спалахів активності його мозку, — так, ніби він дивився на буденний прогноз погоди.
Чи можна винайти формулу Гоннольда і виробити цикл ментальних та фізичних вправ, щоб навчити все більше людей контролювати страх — невідомо. І хоча подібне припущення звучить, як сюжет фантастичного роману, ніхто не знає меж нейронауки та людського мозку.
Спроба віднайти в мозку відповідь на те, що робить умовного Леброна Джеймса Леброном Джеймсом, стала важливим напрямом нейрофізіології. Над вивченням цього питання працюють дослідницькі центри і стартапи DeCervo та Halo, а компанія NeuroScouting навіть закодувала в назві свій принцип — вона вишукує (скаутить) провідних спортсменів, які демонструють видатні навички, але досліджує не фізіологію, а їхній мозок.
Попри те, що нейронауки вивчають спорт із 1970-х, вони досі перебувають у зародковому стані. Учені ще з’ясовують те, яким чином атлети опановують власні емоції та его, чи краще справляються з інтелектуальними завданнями, і ведуть ще тисячі подібних досліджень. Але перед ученими стоїть ще одна амбітна мета — спробувати дізнатися, як Роджер Федерер входить у «Матрицю» та бачить майбутнє.
Партнер проєкту
Партнер матеріалу — APOLLO NEXT, мережа спортзалів із 20 клубів у шести містах України. Якщо ви довго мріяли побудувати дисципліну, як у пруссів, та наблизитися до фізичного ідеалу давніх греків — ви знаєте, де і з ким це можливо.