Нейропластичность: как мозг тренируется управлять мышцами

Тренируются не только мышцы, но и биологическая система управления ими. Перевод статьи с авторитетного сайта scienceforsport.com о том, что такое нейропластичность и как улучшаются результаты по мере укрепления нейронных связей. 

Мозг управляет движениями, посылая электрические сигналы в мышцы. Скорость, точность и эффективность сигналов зависят от нескольких факторов, включая регулярные тренировки. Когда мы повторяем требуемое движение, мозг улучшает мотонейронные связи, а когда практики нет – эти связи слабеют {9}. Проще говоря, чем чаще тренировки, тем лучше мастерство, чем реже – тем хуже.

На каждой тренировке обновляется нейронный проводящий путь, даже если упражнение выполняется неверно. С каждым повтором нейронная связь крепнет, и со временем (при достаточной частоте) приводит к значительным изменениям в качестве движения {7}. Это явление и называется нейропластичностью, способностью нашего мозга адаптироваться.

В этой статье мы рассмотрим значение нейропластичности в спорте и практическое применение для разных возрастных групп.

Начнем с роли серого вещества в изучении и развитии двигательных навыков.

За моторный контроль и сенсорное восприятие нашего тела отвечает серое вещество (СВ) головного и спинного мозга. Двигательные нейроны СВ посылают электрические сигналы в клетки мышц, благодаря чему и происходит движение. Самые сильные и точные сигналы исходят из областей мозга, где высока плотность СВ {5}.

Исследования показывают, что плотность СВ возрастает в период детства и снижается после полового созревания . Считается, что итоговая плотность СВ предопределена, и с возрастом число синаптических связей уменьшается {4}.

Однако же, это вовсе не означает, что мы не можем овладевать новыми двигательными навыками в дальнейшем. Просто максимальное «окно возможностей» открыто до полового созревания, а потом потенциал обучения ограничивается из-за сокращения двигательных синапсов.

Изменения в освоении двигательных навыков разбивают обычно на две группы: «быстрые» (краткосрочные) и «медленные» (долгосрочные). Во время быстрого обучения двигательная область коры головного мозга рекрутирует намного большее количество нейронов для новых задач {6}.

Этот всплеск активности мозга приводит к значительным улучшениям даже во время первой тренировки. Затем, после первого улучшения, мы переходим в медленную фазу обучения, во время которой повторные занятия поддерживают или развивают новоприобретенный навык. Улучшения в этой фазе происходят с меньшей скоростью {7}.

Пластичность мозга позволяет или медленно развивать новый навык (при повторных занятиях), или при отсутствии – постепенно утрачивать. Однако же, полученное ранее умение проще восстановить при возобновлении тренировок {8}. Например, баскетболисты, возвращаясь в игру, лучше бросают мяч даже после нескольких лет простоя.

Важно знать, что скорость обучения и отработки навыка зависят от его сложности и варьируются индивидуально. Кривая обучения выглядит схожей, но занимает разные периоды времени:

Чтобы качественно выполнять движения в различных видах спорта, мозг должен управлять работой требуемых мышечных групп. Кидает ли спортсмен баскетбольный мяч, пинает ли футбольный или бежит спринт – для выполнения этого необходима сложная внутри- и междумускульная координация, управляемая в двигательной коре головного мозга. И любой двигательный навык улучшается регулярной практикой.

Во многих видах спорта соревновательные движения должны быть изучены и отработаны до автоматизма. Обычно это называют «мышечной памятью», и, хотя этот термин неверен, суть понятна: спортсмен не задумывается, как выполнять упражнение, потому что в его мозге уже выстроена и укреплена определенная нейронная связь. Хотя когда-то то же самое движение казалось сложным и тяжелым, долгая практика позволяет выполнять его чисто и без видимых усилий.

Следует помнить, что из-за нейропластичности мозг обновляет мотонейронный путь при каждом выполнении упражнения – даже если оно выполняется неправильно. Именно поэтому тренерам крайне важно ставить спортсменам идеальную технику. Если атлет выработает неверный двигательный паттерн, ему потребуется дополнительно тренироваться для исправления/улучшения техники.

Пластичность нашего мозга выходит на пик в подростковый период, так что это лучшее время для изучения правильной техники упражнений/движений {9}. Развитие требуемых двигательных навыков в детском возрасте позволяет достичь высот, которые недоступны взрослым {10}. Тренировки юных атлетов должны специализироваться на улучшении спортивного мастерства {11}, так как их когнитивные и двигательные способности наиболее «пластичны» {12}.

В детском и юношеском возрасте полезнее всего комплексные нейромышечные тренировки (по английски – integrative neuromuscular training) – это программа упражнений, включающая разнообразные движения, которые способствуют когнитивному и физическому развитию . Это важно не только для спорта, но и для умственного и социального совершенствования {10}. Если спортсмен приступает к изучению двигательных навыков после созревания, то тоже может улучшать их, но потенциал развития будет ниже .

Благодаря нейропластичности человек способен изучать и отрабатывать новые движения в течение всей жизни, но наибольший эффект можно получить от занятий в детском возрасте  {16}.

Кстати, исследования также показывают, что есть межполовая разница в созревающем мозге, влияющая на нейропластичность {19}. У женщин – больше содержание серого вещества (по отношению к белому) {20}, и они выходят на пик развития раньше мужчин {19}.

Открытие нейропластичности, на первый взгляд, поддерживает идею Малкольма Гладуэлла о «10000 часах» практики для развития феноменальных способностей в определенной области {24}. Однако, эта концепция, вырванная из контекста спортивной подготовки, может привести к перетренированности и выгоранию. Для развития моторного навыка важен и «оффлайновый» период – улучшения происходят во время отдыха после тренировки {7}. Полагается полезным заканчивать каждое занятие отработкой нужного двигательного паттерна для его закрепления {22}. Также на «оффлайновые» улучшения влияет сон {23}, что еще раз указывает на важность сна/восстановления для прогресса в спорте.

Нейропластичность – новая концепция, которая пока изучена не очень хорошо, но понимание ее основных моментов может способствовать разработке более эффективных программ и более тщательному контролю техники выполнения упражнений и соревновательных движений. Тренерам, работающим с юными атлетами, следует особо сфокусироваться на изучении и развитии двигательных навыков, так как это повлияет на спортивные достижения в течение всей последующей карьеры.

Источник: scienceforsport.com

Перевод: Алексей Republicommando
Упомянутые научные ссылки: