Фабрика гормонів: що вчені дізналися про мозок спортсменів

2017 року американська нейробіологиня Венді Сузукі закінчувала велику роботу з вивчення гіпокампу — ділянки мозку, яка відповідає за пам’ять. Довгі роки, працюючи над вивченням мозку, Сузукі, за власним зізнанням, перетворилася на людину, яка занадто багато часу провела в темній кімнаті з чужими мозковими клітинами. Вона зрозуміла, що з неї досить: набрала 11 зайвих кілограмів, розгубила соціальні зв’язки й уже не пам’ятала, коли займалася чимось активнішим за прогулянку коридорами наукового центру. Сузукі вирішила щось змінити — наприклад, сплавитися річкою наодинці (через роботу в неї не було друзів).

Після подорожі Сузукі додала до щоденної рутини фізичні тренування. І відразу сама відчула зміну того, що вивчала десятиліттями, — спроможностей мозку. Заповнюючи заявку на черговий грант — цей складний процес зазвичай займав тижні — науковиця помітила, як легко дається їй текст. У той момент вона зрозуміла, що хоче вивчати зовсім іншу тему: як спорт впливає на інтелект і психологічний стан.

Фабрика гормонів

Сузукі, звісно, була не першою науковицею, яка звернула увагу на цей зв’язок. 2009 року шведські дослідники вивчили реєстраційні записи 1,2 мільйона співвітчизників, які проходили військову службу (а значить, й активну фізичну підготовку) з 1950 по 1976 роки. Науковці шукали відповідь на запитання «Чи правда, що тренування покращують роботу мозку та позитивно впливають на інтелект?». Для цього потрібно було провести архівну роботу: вчені звернулися до шкільних оцінок учасників дослідження. Юнаки, які з 15 до 18 років — у період, коли мозок розвивається особливо інтенсивно — мали кращі результати з фізкультури, мали й кращі оцінки з інших предметів. Фізичне тренування впливало не тільки на м’язи, воно прокачувало мозок.

Хоча шведи провели дослідження майже 20 років тому, сказати, що вчені відтоді суттєво просунулися у вивченні людського мозку, буде перебільшенням. Він досі залишається однією з найскладніших (і маловивчених) речей у світі. Порівняно з ним наука із запуску ракет здається легкою. Вченим відомо не так багато.

Наприклад, їм відомо, що під час тренувань мозок перетворюється на фабрику з виробництва гормонів. Лише 30-45 хвилин заняття спортом достатньо, щоби почали вироблятися дофамін, норепінефрин, ендоканабіноїд та серотонін, які відповідають за відчуття задоволення та сфокусованість. І це ще не все — загинайте пальці: активні вправи підвищують генерацію речовини, яку вчені називають BDNF, — білка, що виступає свого роду добривом для укріплення зв’язків між нейронами і їх продукування. Як і збільшують рівень С-реактивного білка та білка TNF — це причина того, чому спортсмени куди рідше стикаються з ментальними проблемами (адже ці елементи блокують кортизол, гормон стресу).

Лише 30-45 хвилин заняття спортом достатньо, щоби почали вироблятися дофамін, норепінефрин, ендоканабіноїд та серотонін.

Біохімія мозку, хоч і піддається точним вимірам, здається доволі абстрактною дисципліною — вчені кажуть про якісь мікроскопічні молекули, що впливають на якість життя залежно від того, займаємося ми спортом чи ні. Однак спорт справді може подіяти на стан мозку — в доволі фізичному сенсі. Відомо, що регулярне навантаження впливає на розмір мозку. Зокрема, вчені встановили, що після року вправ розмір гіпокампа збільшується на 2% (що дорівнює уповільненню старіння мозку на 1-2 роки). А під час дослідження в Університеті Північної Кароліни виявлено, що літні люди, які займаються спортом, мають щільнішу мережу капілярів у мозку, на відміну від тих, хто нехтував фізичним навантаженням.

Ейфорія бігуна

Канадський спортивний журналіст Алекс Хатчінсон в одній із книг порівнював так звану ейфорію бігуна з існуванням снігової людини — феномен ніби й помічало чимало свідків, а пояснити його природу ніхто не може. Ейфорією бігуна називають стан раптового сплеску позитивних емоцій під час тривалого забігу. Певний час ейфорія вважалася міфом — досліджень, які б виміряли сплеск гормонів щастя у бігунів, на початку 2000-х ще не проводили. Але про цей стан почали говорити й писати так часто, що в 2002-му Худа Акіл, нейробіологиня з Мічіганського університету та президентка Американського неврологічного товариства, в інтерв’ю The New York Times назвала ейфорію «плодом уяви масової культури».

Через шість років її заяву спростували. 2008 року науковці з Університету Бонна та Мюнхена виміряли рівень ендорфіну в бігунів після двогодинного забігу. Дослідники не тільки підтвердили сплеск гормону, але й побачили ще один прихований зв’язок: ендорфіни впливали на лімбічну систему та префронтальну кору, які відповідають за настрій.

Англійський відповідник «ейфорії бігуна» — runner’s high — має дещо інакшу коннотацію: «бігун під кайфом». Німецькі вчені справді довели, що стан їхніх підопічних нагадував легке наркотичне сп’яніння. Чим ще раз підтвердили: спорт — найкраще, на що можна підсісти.

Спортивний транс

Емма Коен, представниця Інституту еволюційної антропології Товариства Макса Планка, має доволі широкі дослідницькі інтереси. З одного боку, вона їде в поле жити поруч із бразильскими шаманами, які вводять паству в транс. З іншого — вивчає атлетів командного спорту. Усе це в рамках одного дослідження.

Кохен має гіпотезу: під час занять командним чи колективним спортом — від баскетболу до крутіння педалей на сайклінгу — в мозку виробляються ті самі гормони, що й під час перебування в натовпі на рок-концертах, політичних подіях, ну або ж під час участі у бразильских ритуалах.

2009 року разом із колегами з Інституту когнітивної та еволюційної антропології Оксфордського університету Коен провела експеримент. Спортивну команду з веслування попросили розділитися на дві групи: учасники однієї мали веслувати поодинці, іншої — разом з товаришами по групі. Після тренування учасникам на руку надягали манжету для вимірювання артеріального тиску і просили стискати руку, допоки не відчують біль. Це робили, аби відстежити рівень ендорфінів — не тільки гормону щастя, а й блокатору болю. Як виявилося, больовий поріг гребців, які опинилися в групах з іншими, був вищий, ніж у тих, хто мав веслувати на самоті. Робота в колективі — навіть така виснажлива, як веслування, — давала більше задоволення, ніж соло-тренування.

Больовий поріг гребців, які опинилися в групах з іншими, був вищий, ніж у тих, хто мав веслувати на самоті.

Хоч усі ці вражальні (й дуже різні) експерименти суттєво змінили уявлення про функціонування мозку спортсменів, цей орган залишається чорною коробкою із зашифрованим у ній кодом. Наприклад, з 2010-х учені припускають, що центр утоми розташований у мозку й не залежить від стану м’язів, кількості молочної кислоти чи об’єму легенів. Або ж намагаються зрозуміти, чому атлети часто мають больовий поріг вищий, ніж у тих, хто спортом не займається. Відповідей на всі ці питання ще немає, проте, як пише у книзі «Кора продуктивності» («Performance Cortex») спортивний журналіст Зак Шонбрун, тепер учені знають, куди дивитися. Більшість відповідей — у мозку.