Всички елитни спортисти тренират усилено, притежават страхотни умения и остават психически остри по време на състезанието. Но какво отделя златен медалист от също толкова посветен спортист, който идва на 10-то място? Малка структура дълбоко в мозъка може да даде на победителите допълнително предимство.
Последните проучвания показват, че инсуларната кора на мозъка може да помогне на спринтьор да кара тялото си само малко по-ефективно от конкурентите си. Този регион може да подготви боксьор за по-добро отбиване на удар, който опонентът му започва да хвърля, както и да помогне на водолаз, докато тя изчислява позицията на въртящото се тяло, така че тя удря водата едва с пръскане. Инсулата, както обикновено се нарича, може да помогне на стрелец да запази рязък фокус върху окото на бика, докато пръстът му се дръпне назад на спусъка и да помогне на баскетболист на линията на свободни хвърляния да блокира разсейващите писъци и размахване на ръка от фенове, седнали зад таблото.
Инсулата прави всичко това, като предвижда бъдещите чувства на спортист, според нова теория. Изследователи от OptiBrain Center, консорциум със седалище в Университета на Калифорния, Сан Диего и Научноизследователския център за военноморско здраве, предполагат, че спортист притежава хипертонична инсула, която може да генерира поразително точни прогнози за това как ще се почувства тялото в следващия момент. Този модел на бъдещото състояние на тялото инструктира други мозъчни зони да инициират действия, които са по-съобразени с предстоящите изисквания, отколкото тези на картофите и дивани.
Тази повишена информираност може да позволи на олимпийците да активират мускулите си по-енергично да плуват по-бързо, да бягат по-далеч и да скачат по-високо от обикновените смъртни. В експерименти, публикувани през 2012 г., изглежда, че мозъчните сканирания на елитни спортисти се различават най-драстично от обикновените субекти във функционирането на техните инсули. Появилите се доказателства сега също предполагат, че тази зона на мозъка може да бъде тренирана с помощта на техника на медитация, наречена внимателност - добра новина както за олимпийци, така и за воини през уикенда.
Върхово изпълнение
Съблечени от ободряващите фенове, коментарът на играта и всички припадъци на богатството и славата, професионалните спортове се свеждат до проста концепция: Спортистите, които ни омагьосват, са експерти за постигане на конкретни физически цели. Те осъществяват телесните подвизи гладко, без да губят нито една капка пот.
Подобно изпълнение е феномен с пълен мозък. Системите за моторна кора и памет, например, кодират години на практика. Нервните влакна се закрепват в допълнителни слоеве на защитна обвивка, която ускорява комуникацията между невроните, произвеждайки светкавични рефлекси. Разбирането на мозъка в най-добрите атлетични цели е целта на психиатъра Мартин Паулус и неговите колеги от Центъра на OptiBrain. Те предлагат инсулата да служи като критичен център, който слива когниция на високо ниво с мярка за състоянието на тялото, за да се осигури правилното функциониране на мускулите и костите, които хвърлят челюсти и въртене на земята, слизащи от високата лента. „Основната идея, която търсим, е как някой реагира, когато получи щека, която предсказва, че ще се случи нещо лошо“, казва Паулус. "Хората, които се представят по-оптимално, са тези, които са в състояние да използват този предчувстващ сигнал, за да се приспособят и да се върнат в равновесие."
Малко по-голям от кумкуат, инсулата е част от мозъчната кора, дебелите гънки на сивата тъкан, които образуват външния слой на мозъка. Плътно пулсационната структура е разположена от вътрешната страна на кортикалната мантия, наподобяваща мъничък японски вентилатор, прибран спретнато във вътрешността на мозъка. Обикновено се смята за седалище на интероцепция или усещане за вътрешното състояние на тялото ви.
Инсулата генерира този смисъл, като поддържа карта на всичките ви далечни органи и тъкани. Някои неврони в инсулата реагират например на бучене в червата, докато други стрелят, за да отразят зъбобол. За да управлява притока от съобщения, бомбардиращи го от цялото тяло, инсулата си сътрудничи тясно с предната цингулатна кора, област, решаваща за вземане на решения, за оценка и приоритизиране на тези стимули. Това сурово представяне на телесните сигнали се хипотезира в продължение на повече от век, че е източник на емоции.
На пръв поглед привързването на инсулата като критично за всичко може да изглежда почти безсмислено. Той е замесен в функции, толкова разнообразни, колкото вземане на решения, предвиждане, отчитане на времето, пеене, пристрастяване, реч, дори съзнание. Инсулата и предната цингулатна кора са най-често активираните участъци в експериментите с изображение на мозъка, според проучване от 2011 г., което прави още по-трудно да се разберат основните им функции.
Въпреки това случаят с инсулата като център на атлетизма се изгражда бавно повече от десетилетие. В края на 90-те години невроанатомистът А. А. Крейг от Неврологичния институт „Бароу“ картографира пътищата, които доставят болка и температурни усещания към мозъка през гръбначния мозък. Откривайки, че тези тръбопроводи водят до инсулата, той заяви, че една от основните функции на мозъка е да помогне на тялото да поддържа хомеостаза или равновесие. Например вътрешната температура на тялото обикновено остава в тесен диапазон, а смущения, регистрирани от инсулата, ни мотивират да го възстановим в тази удобна зона - може би чрез пиене на хладна вода, търсене на сенчест пластир или прекратяване на движението. Всъщност, когато учените повредиха инсулата при плъхове, тяхната способност да регулира телата им беше нарушена.
Когато упражняваме, агитираме вътрешното си състояние. "Всичко, което правим, изисква изчисляване на колко енергия ни струва. И това изглежда, че изглежда инсулата", казва Крейг. Предвиждайки как определени упражнения ще се отразят на тялото, мозъкът може да инициира действия за закаляване на тези смущения, преди те да се случат.
Убедително проучване от 2004 г. показа ясни анатомични разлики, които съответстват на вариациите в интероцептивната способност. Хюго Кричли, който сега е в университета в Съсекс в Англия, помоли участниците да преценят скоростта, с която бие сърцето им, без да им пускат собствените им пулси. Хората, които най-точно отгатнаха сърдечния си ритъм, имаха по-голяма активност в инсулата и повече сиво вещество в този регион. Последната точка е от решаващо значение, тъй като предполага, че физическият размер на инсулата е пряко свързан с различията във способностите. Това невронно отпечатване е подобно на това, което се наблюдава при професионалните цигулари, чийто моторен кортекс посвещава по-голяма собственост на представите на пръстите, отколкото се вижда в мозъка на любителя.
Изследователите на OptiBrain предположиха, че спортистите трябва интензивно да осъзнават усещанията като сърдечен пулс и да могат да разпознаят важните и да отхвърлят червените херинги. "По-голямата част от играчите в НБА са невероятни спортисти. Но някои от тях се открояват. Не че Кобе Брайънт или Дерик Роуз имат повече енергия, а как избират да изразходват тази енергия в критични моменти, които ще решат успеха им", клиничен психолог Алън Симънс от здравната система на ветераните в Сан Диего казва.
Мислейки напред
За да тестват идеята, че изключително годни индивиди имат превъзходна интероцепция - и да проучат как изглежда това превъзходство в действие - Паулус и Симънс наемат група елитни спортисти да лежат в скенер и да извършват когнитивни тестове, докато апарат ограничава дишането им. Усещането за задух е неприятно усещане, за което се знае, че оборва инсулата.
Паулус и Симънс тестваха 10 от най-постигнатите в света приключенски състезатели - мъже и жени, които изпълняват предизвикателства в пустинята, които могат да включват катерене, плуване, бягане и гребане. Те помолиха състезателите и 11 здрави контролни лица да лежат в скенер и да дишат през тръба, докато носят щипка за нос. Докато сте в магнитния резонанс (ЯМР), участниците бяха инструктирани да виждат стрелки, насочени наляво или надясно на екрана, и да натиснат бутон, за да отбележат посоката. От време на време изследователите коригират въздушния поток, така че дишането става значително по-трудно. Промяната в цвета на екрана предупреди участниците, че дишането е на път да се заработи. Промяната в цвета обаче не винаги точно прогнозира ограничаването на дишането.
Във всички фази на експеримента инсулата беше активна, но в различна степен. Здравите доброволци се представиха еднакво добре на тестовете със стрелки по време на изследването - без смущения, когато цветът на екрана се промени и когато се бори да вдишва. Но приключенските състезатели получиха повече верни отговори, когато предчувстваха или подложиха на дишащото натоварване. Нарушаването на интероцептивния опит на тези хора всъщност подобри представянето им. Състезателите също показаха повече мозъчна активация, когато предвиждаха ограничение на дишането, но не и при самото ограничение. Сякаш мозъците на състезателите използват по-добре сигнали, за да се подготвят, като по този начин придобиват познавателен предимство. Когато настъпи предизвикателният момент - когато дишането им се затрудняваше - техните острови бяха сравнително плаки.
Друго проучване от групата на Paulus, също публикувано през 2012 г., добавя нюанс на тази констатация. Групата се стреми да изследва когнитивната гъвкавост на елитни спортисти. Смятан за забележителна интелигентност, това умение включва лесно превключване между противоположни изисквания. Умствената пъргавина обаче може да се срине в опитна ситуация. Експериментите на военноморските тюлени и армейските рейнджъри разкриха, че излагането на условия, подобни на бойни действия, влошава времето за реакция, бдителността, ученето, паметта и разсъжденията. За спортистите на олимпийско ниво, също така, благодатта под огън е основна цел.
За да наблюдава когнитивната гъвкавост в действие, Симънс поиска 10 военноморски сили и 11 здрави мъжки цивилни да изпълнят проста задача в мозъчен скенер. Navy SEAL са изключително атлетични личности, които са обучени да се справят с големи изисквания към физическите, умствените и емоционалните си способности. Упражнението включваше наблюдаване на зелена или червена форма, последвана от емоционално натоварена снимка на екран. Участниците трябваше да натиснат един бутон, когато видяха кръг, а друг, когато гледат квадрат. Зелена форма сигнализира, че ще последва положителен образ (като дете, играещо); червена форма показваше, че следваща ще се появи негативна картина (например бойна сцена). След това субектите бяха оценени по тяхната бързина и точност при идентифициране на формите.
В сравнение със здравите участници, елитните воини изпращат повече кръв през своите изолати и няколко други региона, когато цветовете на формите се различават при последователни изпитвания. Накратко, те бяха по-наясно с предстоящото преминаване от положителни към отрицателни или обратно и ангажираха мозъчните системи, участващи в модулирането на емоционални и интероцептивни реакции. Те бяха по-бързи да се подготвят за настъпваща смяна на вътрешните си състояния, като си купуваха мозъка време, за да укротят реакциите си.
Взети заедно, изследванията показват, че мъжете и жените, които имат екстремни физически способности, показват по-голямо активиране на инсулата, когато очакват промяна във вътрешните си чувства, независимо дали са емоционални или физически.
„За мен това е наистина огромно, ако имате регион на мозъка, който очаква реакция и подготвя организма за него“, казва физиологът Джон Уилямсън от Югозападен медицински център на Тексаския университет. "Ако един спортист се приближава към хълм и може да предвиди доставката на кръв към мускулите, той или тя може да се представи по-добре на този хълм."
Досегашните проучвания са малки - обаче не е лесно да се превъплъщават спортисти от най-висок клас в лаборатории за образна диагностика на мозъка - така че все още са необходими по-големи експерименти, за да се затвърдят наблюденията. Дори и така резултатите дават ехо на по-ранните открития за участието на инсулата във въображението си за бъдещето, независимо дали предчувства физическа болка от, да речем, удар на боксьора или обмисля закупуването на надценен артикул.
За Симънс, доказателствата подсказват, че инсулата не живее в настоящето, а в бъдещето. „Ние реагираме на информация, включена във физиологията, познанието, обкръжението ни“, казва Симънс. "Докато интегрирахме всичко това, това е част от миналото." Способността за прогнозиране може също да предизвика обратна реакция, произвеждайки разстройства като анорексия нерва, която съчетава пропуски в телесното съзнание със загриженост за това как консумацията на храна сега ще промени образа на тялото в бъдеще. "Това е очакването, което ви пречи", казва Симънс. В действителност, мозъчните сканирания на хора с хранителни разстройства и посттравматично стресово разстройство показват, че активността на инсулата се различава от наблюдаваната при здрави индивиди, което предполага нарушения в тази област.
Тренирайте интероцепцията си
За начинаещи спортисти или индивиди, които страдат от островна дисфункция, има причини да се надяваме, че интероцепцията е трагична. Техника на медитация, наречена внимателност, насърчава хората да се настройват в настоящите си мисли, емоции и телесни усещания. Произведено от будистките учения, това обучение има за цел да повиши осъзнаването на чувствата, но и да закали реакциите ни към тях. Изследователите на OptiBrain са събрали предварителни данни, които все още не са публикувани, като предполагат, че здравите субекти и военният персонал, които са преминали през обучение на вниманието, са се подобрили в когнитивните показатели по време на стресова ситуация - измерена със задачата за ограничаване на дишането - и са реагирали на предизвикателства с по-малко емоции, с инсуларното активиране се променя, за да съответства.
Малките проучвания на спортисти също показват полза. Това осъзнаване на усещането за момента е показано например за подобряване на успеха на баскетболистите по линията на свободни хвърляния. Спортният психолог Клаудио Робаза от Университета в Киети в Италия е видял от първа ръка как внимателността и подобни техники могат да откроят успешните спортисти. Той е работил шест години с олимпийския отбор по стрелба по олимпийски игри, умствено взискателен спорт, който предпочита фаворитите, които все още могат да ноктират целите си, когато натискът е най-висок. "Емоционалните състояния могат да отразят телесните промени, увеличаването на сърдечната честота, мускулното напрежение и дишането - всички тези неща причиняват промени в представянето и крайния резултат", казва Робаза. „Със сигурност спортистите трябва да са наясно с отговорите си.“
С десетки хиляди хора, гледащи от местата на стадиона и милиони повече настроени към телевизионни предавания, олимпийският спортист излага голям риск от задушаване. Стресът на момента може да предизвика много физически промени, които пречат на изпълнението на дори най-дълбоко вкоренените маневри. Повишената информираност за състоянието на тялото, улеснена от инсулата, може да предупреди шампиона за напрегнати мускули или плитки вдишвания, преди тези реакции да имат шанс да подкопаят работата. Инсулата - където тялото се среща с мозъка - служи като трамплин, от който може да се извие атлетически блясък.
Тази функция е с любезното съдействие на Scientific American, наш партньор по съдържание, за да ви предостави всичко, което искате да знаете за Летните олимпийски игри, и е част от нейната печалба в доклада на Олимпиадата.
