Выносливость. Разум, тело и удивительно гибкие пределы человеческих возможностей

Через несколько недель после лондонской Олимпиады 2012 года я был в Цюрихе, где освещал Weltklasse — традиционные соревнования по легкой атлетике, завершающие сезон. За годы их проведения было поставлено более двадцати мировых рекордов. Я пропустил утреннюю пресс-конференцию Усэйна Болта и других звезд, а вместо этого сел на трамвай и отправился в северный пригород, в отделение Цюрихского университета. Там у меня была назначена встреча с Каем Лутцем — нейропсихологом, который одним из первых использовал новый подход для изучения выносливости. Многие годы такие ученые, как Ноукс, размышляли: что происходит в мозге, когда человек устает? Лутц 15 лет занимался продвинутой нейровизуализацией, и у него возникла, казалось бы, радикальная идея: почему бы не заглянуть внутрь и не выяснить это?

Заглянуть внутрь мозга во время тренировки сложно, даже сейчас это можно сделать только в очень специфических — и, как сказали бы критики, неестественных — условиях. Показанный мне Ноуксом аппарат, объединяющий велосипед и МРТ-томограф (предполагается, что испытуемый лежит на спине в магнитном тоннеле и крутит педали), пока не дал существенных результатов. Лутц, чей интерес к пределам выносливости был изначально спровоцирован исследованиями нейровизуализации применительно к тайнам зубной боли, выбрал более осторожный и методичный подход. Этот дотошный немец с мягким голосом, переехавший в Швейцарию после получения докторской степени, начал с относительно простого эксперимента, где участников тестировали на силу сжатия кисти[391]. Волонтеры сделали серию мышечных сокращений по тринадцать секунд с заданной силой, причем усилие подбиралось таким образом, что примерно в половине случаев испытуемым не удавалось его удерживать. Функциональная МРТ показала, что во время неудачных попыток наиболее активны две области мозга: островковая кора и таламус. Результаты понятны, поскольку островковая кора головного мозга контролирует поступающие сигналы от всего остального организма, что показали описанные в предыдущей главе исследования устойчивости к стрессу Мартина Паулюса. «Это не просто сигналы от мышц, — замечает Лутц. — Островковая кора мозга участвует и в эмоциональном отклике на стук сердца и так далее».

На МРТ-сканировании прекрасно видно, какие области мозга вовлечены в ту или иную деятельность, но оно не так хорошо показывает, что происходит в каждой из этих областей. Основная проблема в медленной скорости сканирования МРТ: чтобы получить приличное разрешение, нужно сканировать головной мозг две-три секунды. Кроме того, это основной косвенный показатель мозговой активности, поскольку демонстрирует изменения кровотока в разных областях мозга, возникающие уже после того, как вы использовали эту часть мозга. Для непосредственного фиксирования электрической активности мозга в режиме реального времени можно использовать ЭЭГ, хотя она выдает более запутанные и трудные для интерпретации данные. «В первом исследовании мы использовали МРТ, чтобы выяснить, где искать», — объяснил Лутц. Это позволило ученым сосредоточиться на более детальном исследовании с помощью ЭЭГ.

В ходе исследования ЭЭГ[392] участники надевали что-то вроде шапочки для душа, усеянной 128 серебряными электродами для измерения мозговой активности, а потом в течение 30–40 минут крутили велотренажер до полного изнеможения. Им нужно было как можно меньше шевелить головой, глядя перед собой на лист бумаги с крестиком (чтобы избежать движений глаз, которые могли бы помешать измерениям ЭЭГ). Благодаря возможности ЭЭГ фиксировать изменения, происходящие в короткие промежутки времени, картина вышла очень выразительной. Незадолго до того, как велосипедисты сдавались, происходило усиление связи между контролирующей внутреннее состояние островковой и моторной корой, выдававшей конечные команды мышцам ног. Иными словами, мозг до того, как велосипедисты достигали предела, знал, что ноги спортсменам вот-вот откажут. Так, видимо, работала упреждающая регуляция Ноукса.

Докторант Лутца, руководивший исследованием, отправил Ноуксу электронное письмо, в котором, по сути, говорилось: «Смотрите, мы нашли “центральный регулятор”!»

Для всех, кто интересуется стимуляцией мозга с точки зрения возможности применения ее в спорте, результаты Лутца, опубликованные в конце 2011 года, обозначили яркую мишень на двух областях мозга: островковой и моторной коре. Нужно подавить возбудимость нейронов в островковой коре — месте «центрального регулятора», определенного Лутцем, — и вы сможете отключить тормозной сигнал, позволяя моторной коре управлять мышцами немного дольше. Или наоборот: повышайте возбудимость моторной коры, и вы сможете позволить нейронам игнорировать сигнал торможения и продолжать возбуждение.