Wszyscy elitarni sportowcy trenują ciężko, posiadają świetne umiejętności i zachowują ostrość psychiczną podczas zawodów. Ale co odróżnia złotego medalistę od równie oddanego sportowca, który zajmuje 10. miejsce? Mała struktura głęboko w mózgu może dać zwycięzcom dodatkową przewagę.
Ostatnie badania wskazują, że wyspowa kora mózgu może pomóc sprinterowi popchnąć jego ciało do przodu tylko trochę bardziej skutecznie niż jego konkurenci. Ten region może przygotować boksera, aby lepiej odpierał uderzenie, które jego przeciwnik zaczyna rzucać, a także pomagać nurkowi, gdy oblicza pozycję swojego wirującego ciała, tak więc uderza wodą o zaledwie odrobinę plusku. Insula, jak się to powszechnie nazywa, może pomóc strzelcowi skoncentrować się na byczym oku, gdy jego palec pociąga za spust i pomagać koszykarzowi na linii rzutów wolnych blokować rozpraszające krzyki i machanie rękami fanów siedzących za tablicą.
Insula robi to wszystko, przewidując przyszłe uczucia sportowca, zgodnie z nową teorią. Naukowcy z OptiBrain Center, konsorcjum z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego i Naval Health Research Center, sugerują, że sportowiec posiada hiper-dostrojoną wyspę, która może generować uderzająco dokładne prognozy tego, jak ciało będzie się czuć w następnym za chwilę. Ten model przyszłej kondycji ciała instruuje inne obszary mózgu, aby inicjowały działania, które są bardziej dostosowane do nadchodzących wymagań niż te dotyczące również rans i ziemniaków kanapowych.
Ta zwiększona świadomość może pozwolić Olimpijczykom na bardziej aktywną aktywację mięśni, aby szybciej pływać, biegać dalej i skakać wyżej niż zwykli śmiertelnicy. W eksperymentach opublikowanych w 2012 r. Skany mózgu u elitarnych sportowców najwyraźniej różniły się najbardziej od zwykłych pacjentów w funkcjonowaniu ich insulin. Pojawiające się obecnie dowody sugerują również, że ten obszar mózgu można trenować przy użyciu techniki medytacyjnej zwanej uważnością - dobra wiadomość dla Olimpijczyków i weekendowych wojowników.
Maksymalna wydajność
Pozbawieni kibicujących kibiców, komentarza do zabawy i wszystkich pułapek bogactwa i sławy, profesjonalne sporty sprowadzają się do prostej koncepcji: sportowcy, którzy nas oczarowują, są ekspertami w osiąganiu konkretnych celów fizycznych. Wykonują cielesne wyczyny płynnie, nie marnując ani kropli potu.
Takie działanie jest fenomenem pełnego mózgu. Na przykład kora ruchowa i systemy pamięci kodują lata praktyki. Włókna nerwowe zostają uwięzione w dodatkowych warstwach osłony ochronnej, która przyspiesza komunikację między neuronami, powodując błyskawiczny refleks. Zrozumienie mózgu w najlepszym wydaniu sportowym jest celem psychiatry Martina Paulusa i jego kolegów w OptiBrain Center. Sugerują, że wysepka może służyć jako krytyczne centrum, które łączy poznanie na wysokim poziomie ze miarą stanu ciała, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie mięśni i kości, które wyrzucają oszczepy i wirują lądując z wysokiego paska. „Kluczową ideą, której szukamy, jest to, jak ktoś zareaguje, gdy dostanie wskazówkę, która przewiduje, że wydarzy się coś złego” - mówi Paulus. „Ludzie, którzy osiągają lepsze wyniki, są tymi, którzy potrafią wykorzystać ten przewidujący sygnał, aby się dostosować i powrócić do równowagi”.
Nieco większa niż kumkwat, wysepka jest częścią kory mózgowej, grubych fałd szarej tkanki, która tworzy zewnętrzną warstwę mózgu. Gęsto pofałdowana struktura znajduje się wewnątrz płaszcza korowego, przypominając małego japońskiego wachlarza schowanego starannie we wnętrzu mózgu. Powszechnie uważa się to za miejsce interocepcji lub poczucie stanu wewnętrznego twojego ciała.
Insula generuje ten sens, utrzymując mapę wszystkich odległych narządów i tkanek. Na przykład niektóre neurony w wysepce reagują na pomruki w jelitach, podczas gdy inne strzelają, aby odzwierciedlić ból zęba. Aby poradzić sobie z napływem wiadomości bombardujących go z całego ciała, insula ściśle współpracuje z przednią korą obręczy, obszarem kluczowym dla podejmowania decyzji, w celu oceny i priorytetyzacji tych bodźców. Ta surowa reprezentacja sygnałów cielesnych była hipotezą od ponad wieku, że jest źródłem emocji.
Na pierwszy rzut oka ustalenie, że wyspa jest krytyczna dla wszystkiego, może wydawać się prawie bez znaczenia. Ma to związek z tak różnorodnymi funkcjami, jak podejmowanie decyzji, przewidywanie, mierzenie czasu, śpiewanie, uzależnienie, mowa, a nawet świadomość. Zgodnie z badaniem z 2011 r. Wysepka i przednia kora obręczy są najczęściej aktywowanymi regionami w eksperymentach obrazowania mózgu, co utrudnia rozpoznanie ich podstawowych funkcji.
Niemniej jednak, argument za wyspą jako centrum atletyzmu buduje się powoli od ponad dekady. Pod koniec lat 90. neuroanatomista AD Craig z Barrow Neurological Institute mapował szlaki dostarczające odczucia bólu i temperatury do mózgu przez rdzeń kręgowy. Po odkryciu, że te kanały doprowadziły do wysepki, stwierdził, że jedną z podstawowych funkcji mózgu jest pomoc ciału w utrzymaniu homeostazy lub równowagi. Na przykład temperatura wewnętrzna ciała zwykle pozostaje w wąskim zakresie, a zaburzenia rejestrowane przez wyspę motywują nas do przywrócenia jej do tej wygodnej strefy - być może poprzez picie chłodnej wody, szukanie zacienionej łatki lub zaprzestanie ruchu. Rzeczywiście, kiedy naukowcy uszkodzili wyspę u szczurów, ich zdolność do regulowania ich ciała została osłabiona.
Podczas ćwiczeń pobudzamy nasz stan wewnętrzny. „Wszystko, co robimy, wymaga obliczenia, ile kosztuje nas energia, i wydaje się, że właśnie to działa izolacja” - mówi Craig. Przewidując, jak pewne wysiłki wpłyną na ciało, mózg może zainicjować działania mające na celu złagodzenie tych zaburzeń, zanim one wystąpią.
Przekonujące badanie z 2004 r. Wykazało wyraźne różnice anatomiczne, które pasowały do różnorodności zdolności interoceptywnych. Hugo Critchley, obecnie z University of Sussex w Anglii, poprosił uczestników o oszacowanie tempa bicia ich serc bez przyjmowania własnych pulsów. Ludzie, którzy najdokładniej odgadli tętno, mieli większą aktywność w wysepce i więcej szarej materii w tym regionie. Ta ostatnia kwestia jest kluczowa, ponieważ sugeruje, że fizyczny rozmiar wyspy jest bezpośrednio związany z różnicami w zdolnościach. Ten neuronowy odcisk jest podobny do tego, co widać u zawodowych skrzypków, których kora ruchowa poświęca większą liczbę reprezentacji palców niż w mózgu amatora.
Naukowcy OptiBrain wysunęli hipotezę, że sportowcy muszą być bardzo świadomi odczuć, takich jak bicie serca - i być w stanie rozpoznać ważne i odrzucać czerwone śledzie. „Zdecydowana większość graczy NBA to niesamowici sportowcy. Ale niektórzy z nich się wyróżniają. Nie chodzi o to, że Kobe Bryant lub Derrick Rose mają więcej energii, ale to, jak decydują się wykorzystać tę energię w krytycznych momentach, decyduje o ich sukcesie”, psycholog kliniczny Alan Simmons z Veterans Affairs San Diego Healthcare System mówi.
Patrzeć w przyszłość
Aby przetestować ideę, że wyjątkowo sprawni fizycznie ludzie mają lepszą interocepcję - i zbadać, jak ta wyższość wygląda w akcji - Paulus i Simmons niedawno rekrutowali grupę elitarnych sportowców, aby leżeli w skanerze i wykonywali testy poznawcze, podczas gdy aparat ograniczał im oddychanie. Uczucie duszności to nieprzyjemne uczucie, o którym wiadomo, że rozbudza wyspę.
Paulus i Simmons przetestowali 10 najbardziej utalentowanych kierowców wyścigowych na świecie - mężczyzn i kobiety, którzy wykonują wyzwania na pustyni, takie jak wspinaczka, pływanie, bieganie i wiosłowanie. Poprosili kierowców i 11 zdrowych osób kontrolnych, aby leżały w skanerze i oddychały przez rurkę, mając na sobie klips na nos. Podczas pracy w urządzeniu do rezonansu magnetycznego (MRI) badani zostali poinstruowani, aby zobaczyć strzałki wskazujące na ekranie w lewo lub w prawo i nacisnąć przycisk, aby zanotować kierunek. Sporadycznie badacze dostosowywali przepływ powietrza, aby oddychanie stało się znacznie trudniejsze. Zmiana koloru ekranu ostrzegła uczestników, że niedługo zacznie się oddychać. Jednak zmiana koloru nie zawsze dokładnie przewidywała ograniczenie oddychania.
We wszystkich fazach eksperymentu izolacja była aktywna, ale w różnym stopniu. Zdrowi ochotnicy spisywali się równie dobrze na testach strzałek w trakcie badania - bez zakłóceń, gdy zmienił się kolor ekranu i walczyli o wdech. Ale zawodnicy przygodowi otrzymali więcej poprawnych odpowiedzi, gdy przewidują lub poddają się obciążeniu oddechowemu. Pobudzanie interakcji między tymi osobami faktycznie poprawiło ich wyniki. Kierowcy wykazali również większą aktywację mózgu, gdy oczekiwali ograniczenia oddychania, ale nie doświadczali samego ograniczenia. To było tak, jakby mózgi kierowców lepiej wykorzystywały wskazówki do przygotowania się, uzyskując w ten sposób przewagę poznawczą. Kiedy nadszedł trudny moment - kiedy ich oddech stał się trudny - ich insuliny były stosunkowo spokojne.
Kolejne badanie z grupy Paulusa, opublikowane również w 2012 r., Nadaje niuans temu odkryciu. Grupa starała się zbadać elastyczność poznawczą elitarnych sportowców. Ta umiejętność, uważana za symbol inteligencji, umożliwia łatwe przełączanie się między przeciwstawnymi wymaganiami. Zwinność psychiczna może jednak spaść w trudnej sytuacji. Eksperymenty na US Navy SEAL i Army Rangers ujawniły, że wystawienie na warunki podobne do walki wpłynęło na ich czas reakcji, czujność, uczenie się, pamięć i rozumowanie. Również dla sportowców na poziomie olimpijskim łaska pod ostrzałem jest głównym celem.
Aby zaobserwować elastyczność poznawczą w działaniu, Simmons poprosił 10 Navy SEALs i 11 zdrowych cywilów płci męskiej o wykonanie prostego zadania za pomocą skanera mózgu. Navy SEAL to niezwykle wysportowane osoby, które są szkolone, aby radzić sobie z dużymi wymaganiami dotyczącymi zdolności fizycznych, psychicznych i emocjonalnych. Ćwiczenie polegało na obserwacji zielonego lub czerwonego kształtu, a następnie emocjonalnie obciążonej fotografii na ekranie. Uczestnicy mieli nacisnąć jeden przycisk, gdy zobaczyli okrąg, a drugi, gdy zobaczyli kwadrat. Zielony kształt sygnalizował, że nastąpi pozytywny obraz (np. Bawiące się dziecko); czerwony kształt wskazywał, że obok pojawi się negatywne zdjęcie (na przykład scena walki). Następnie badani oceniali ich szybkość i dokładność w identyfikowaniu kształtów.
W porównaniu ze zdrowymi uczestnikami, elitarni wojownicy wysyłali więcej krwi przelanej przez swoje insuliny i kilka innych regionów, gdy kolory kształtów różniły się w kolejnych próbach. Krótko mówiąc, byli bardziej świadomi zbliżającej się zmiany z pozytywnej na negatywną lub odwrotnie i zaangażowali systemy mózgu zaangażowane w modulowanie reakcji emocjonalnych i interoceptywnych. Szybciej przygotowali się na zbliżającą się zmianę w swoich stanach wewnętrznych, poświęcając mózgowi czas na stłumienie reakcji.
Podsumowując, badania wskazują, że mężczyźni i kobiety o ekstremalnych zdolnościach fizycznych wykazują większą aktywację izolacji w oczekiwaniu na zmianę swoich wewnętrznych uczuć, zarówno emocjonalnych, jak i fizycznych.
„Dla mnie to naprawdę ogromne, jeśli masz obszar mózgu, który oczekuje odpowiedzi i przygotowuje na nią ciało”, mówi fizjolog Jon Williamson z University of Texas Southwestern Medical Center. „Jeśli sportowiec zbliża się do wzniesienia i może przewidzieć dostarczenie krwi do mięśni, może on lub ona osiągać lepsze wyniki na tym wzniesieniu”.
Dotychczasowe badania były jednak niewielkie - nie jest łatwo skierować czołowych sportowców do laboratoriów obrazowania mózgu - dlatego nadal potrzebne są większe eksperymenty, aby wzmocnić obserwacje. Mimo to wyniki przypominają wcześniejsze ustalenia dotyczące zaangażowania wyspy w wyobrażanie sobie przyszłości, bez względu na to, czy przewidują ból fizyczny, powiedzmy, uderzenie boksera, czy rozważają zakup zawyżonej ceny.
Dla Simmonsa dowody sugerują, że insula nie żyje w teraźniejszości, ale w przyszłości. „Odpowiadamy na informacje z fizjologii, poznania, naszego otoczenia” - mówi Simmons. „Zanim to wszystko zintegrujemy, należy już do przeszłości”. Zdolność prognozowania może również przynieść odwrotny skutek, wywołując zaburzenia, takie jak jadłowstręt psychiczny, który łączy niedociągnięcia w świadomości cielesnej z troską o to, jak spożywanie żywności zmieni teraz obraz ciała w przyszłości. „To oczekiwanie przeszkadza” - mówi Simmons. Rzeczywiście, skany mózgu osób z zaburzeniami odżywiania i zaburzeniami stresu pourazowego pokazują, że aktywność wyspy różni się od obserwowanej u zdrowych osób, co sugeruje upośledzenie w tym obszarze.
Trenuj swoją interocepcję
Dla początkujących sportowców lub osób cierpiących na zaburzenia wyspiarskie istnieją powody, by mieć nadzieję, że można przeszkolić interocepcję. Technika medytacji zwana uważnością zachęca ludzi do dostrojenia się do obecnych myśli, emocji i doznań cielesnych. Szkolenie wywodzące się z nauk buddyjskich ma na celu zwiększenie świadomości uczuć, ale także uspokojenie naszych reakcji na nie. Badacze OptiBrain zebrali wstępne dane, jeszcze nieopublikowane, sugerujące, że zdrowi badani i personel wojskowy, którzy przeszli szkolenie uważności, poprawili zdolności poznawcze w stresującej sytuacji - mierzonej za pomocą zadania ograniczenia oddychania - i reagowali na wyzwania z mniejszymi emocjami, z aktywacja wyspowa zmienia się w celu dopasowania.
Również badania na małą skalę dotyczące sportowców wykazują korzyści. Ta świadomość odczucia chwili została pokazana na przykład w celu poprawy sukcesu koszykarzy na linii rzutów wolnych. Psycholog sportowy Claudio Robazza z University of Chieti we Włoszech z pierwszej ręki zobaczył, jak uważność i podobne techniki mogą wyróżnić odnoszących sukcesy sportowców. Przez sześć lat współpracował z włoską drużyną olimpijską, wymagającą umysłowo dyscypliną sportową, która faworyzuje osoby, które mogą nadal przybijać swoje cele, gdy presja jest najwyższa. „Stany emocjonalne mogą odzwierciedlać zmiany w ciele, przyspieszenie akcji serca, napięcie mięśniowe i oddychanie - wszystkie te rzeczy powodują zmiany w wydajności i końcowym wyniku” - mówi Robazza. „Z pewnością sportowcy muszą być świadomi swoich reakcji”.
Przy dziesiątkach tysięcy ludzi spoglądających z miejsc siedzących na stadionie i milionach dostrojonych do transmisji telewizyjnych, olimpijczyk jest narażony na wysokie ryzyko zadławienia. Stres chwili może wywołać wiele fizycznych zmian, które przeszkadzają w wykonywaniu nawet najgłębiej zakorzenionych manewrów. Podwyższona świadomość stanu ciała, ułatwiona przez wyspę, może zaalarmować mistrza o napiętych mięśniach lub płytkich oddechach, zanim reakcje te będą miały szansę osłabić wydajność. Wyspa - gdzie ciało styka się z mózgiem - służy jako odskocznia, z której może wznieść się sportowy blask.
Ta funkcja jest dostępna dzięki uprzejmości Scientific American, naszego partnera w zakresie dostarczania Ci wszystkiego, co chcesz wiedzieć o letnich igrzyskach olimpijskich, i jest częścią jej zwycięstwa w raporcie z olimpiady.
