Алекс Хатчинсон, известный спортивный журналист, бывший атлет и лауреат множества профессиональных наград, в книге «Выносливость» приводит результаты последних исследований, которые показывают, что для достижения результатов важно перейти не только физические, но и психологические барьеры, что препятствия ставит не только тело, но и мозг. Приводим отрывки из книги.
Как работает механизм усталости
Большую часть XX века физиологи решали невероятную задачу, пытаясь понять механизм усталости. Они отрезали лягушкам задние лапы и заставляли мышцы сокращаться с помощью электричества, пока те не переставали дергаться, таскали громоздкое лабораторное оборудование в экспедиции на вершины Анд, доводили до изнеможения тысячи добровольцев на беговых дорожках и в тепловых камерах, заставляя их принимать всевозможные препараты. Сформировался механистический, почти математический взгляд на человеческие пределы: как автомобиль с кирпичом на педали газа, вы едете, пока не закончится бензин в баке или не закипит радиатор, а затем останавливаетесь.
Но это не полная картина. С появлением сложных методов измерения и возможности манипулирования мозгом исследователи наконец получили представление о том, что происходит с нейронами и синапсами, когда мы доведены до предела.
Оказывается, независимо от стресса — жары или холода, голода или жажды, мышечной боли, возможно, от ядовитой молочной кислоты — во многих случаях важно то, как мозг интерпретирует сигналы бедствия.
Вместе с новым пониманием роли мозга появляются невиданные, порой неоднозначные возможности. Компания Red Bull в своей штаб-квартире в Санта-Монике экспериментировала с транскраниальной стимуляцией постоянным током: в поисках пределов физических возможностей к мозгу профессиональных триатлетов и велосипедистов высокого уровня подключались электроды, через которые проводился электрический разряд. Финансируемые британскими военными компьютерные исследования тренировки мозга для повышения выносливости солдат привели к поразительным результатам. Даже воздействие на подсознание может увеличить или уменьшить выносливость: изображение улыбающегося лица, вспыхивающее на 16 миллисекунд, повышает производительность при езде на велосипеде на 12% по сравнению с изображениями хмурого лица.
За прошедшие десять лет, посетив лаборатории в Европе, Южной Африке, Австралии и Северной Америке, я поговорил с сотнями ученых, тренеров и спортсменов, не менее моего увлеченных расшифровкой тайны выносливости. Я начал с идеи, что мозг играет более важную роль, чем принято считать. Это оказалось правдой, но все не так просто, как пишут в книгах по саморазвитию, где «все проблемы в голове». Напротив, мозг и организм сильно связаны, и, чтобы понять, что устанавливает наши пределы при любом определенном наборе обстоятельств, нужно рассматривать их вместе.
Человек-машина: поиск VO2max
Может показаться очевидным, что лучший тест на максимальную выносливость — соревнование. Однако результат в соревнованиях зависит от очень многих переменных факторов, например темпа. Возможно, вы обладаете величайшей выносливостью в мире, но, если вы неисправимый оптимист и не можете не сорваться с места в карьер (или трус, который всегда бежит трусцой), время, за которое вы завершите дистанцию, никогда не будет точно отражать то, на что вы физически способны.
В 1923 году Хилл и его коллега Хартли Лаптон, трудившиеся на тот момент в Манчестерском университете, опубликовали первую серию работ, посвященных исследованию того, что они первоначально назвали «максимальным вдыханием кислорода» — количества кислорода, которое теперь более известно под научным сокращением VO2max. (Современные ученые называют это максимальным потреблением кислорода (МПК), поскольку это количество кислорода, которое на самом деле используют ваши мышцы, а не то, которое вы вдыхаете.) За год до этого Хилл вместе с другим ученым, Отто Мейергофом, уже получил Нобелевскую премию за исследования физиологии мышц, включающие точные измерения количества тепла, производимого при их сокращении. Хилл был заядлым бегуном. Что касается экспериментов по использованию кислорода, то он сам для себя стал лучшим испытуемым, так как каждый день бегал и с удовольствием участвовал в соревнованиях по легкой атлетике и в кроссах по пересеченной местности.
Эксперименты, которые ставили на себе Хилл с коллегами, включали пробежки в саду у Хилла по маленькому кругу восьмидесятиметровой травяной дорожки (для сравнения, длина стандартной беговой дорожки составляет 400 м). Для измерения объема потребляемого кислорода на спине бегуна закрепляли мешок с воздухом, подсоединенный к дыхательному аппарату. Чем быстрее двигался исследователь, тем больше он потреблял кислорода, но только вплоть до какого-то момента. В конце концов ученые пришли к выводу, что потребление кислорода «достигает максимального значения, после которого никакими усилиями нельзя его увеличить». Важно отметить, что они по-прежнему могут увеличивать скорость бега, однако при этом не будет увеличиваться потребление кислорода. Это плато и есть ваш VO2max (МПК) — чистая и объективная мера выносливости, которая теоретически не зависит от мотивации, погоды, фазы луны или других условий. Хилл предположил, что VO2max отражает максимальные возможности сердца и кровеносной системы. Это измеримая константа, которая, как может показаться, демонстрирует «объем двигателя», данный спортсмену изначально.
Благодаря такому шагу вперед у Хилла появилась возможность рассчитать теоретический максимальный результат любого бегуна на любой дистанции. На низких скоростях усилие в основном аэробное (задействующее кислород), поскольку кислород необходим для того, чтобы эффективно преобразовать энергию, полученную из пищи, в форму, которую могут использовать мышцы. Показатель VO2max отражает аэробные возможности. На более высоких скоростях ногам нужна энергия на уровне, которого нельзя достичь на основе аэробных процессов, поэтому надо использовать быстро сгораемые анаэробные (без кислорода) источники энергии.
Молочная кислота
Проблема, как показали Хопкинс и Флетчер в 1907 году, в том, что мышцы, сокращающиеся без кислорода, вырабатывают молочную кислоту. Их способность переносить высокий уровень этого вещества — то, что мы сейчас назвали бы анаэробной способностью, — по мнению Хилла, другой ключевой фактор выносливости, особенно при нагрузках, длящихся менее десяти минут.
По словам Хилла, в свои двадцать с небольшим он пробежал четверть мили (402,3 м) за 53 секунды, полмили (804,7 м) за 2 минуты и 3 секунды, 1 милю за 4:45 и 2 мили (3218,7 м) за 10:30. Его лучшие результаты были весьма достойными для того времени. Исчерпывающий тест в саду показал, что VO2max ученого составлял 4 л кислорода в минуту, а его толерантность к уровню молочной кислоты позволила ему накопить дополнительный* «кислородный долг» около 10 л. Используя эти цифры наряду с измерениями эффективности бега, Хилл построил график, который удивительно точно предсказывал его лучшие результаты на разных дистанциях.
* Скорость потребления кислорода отстает от энергетических потребностей мышц, поэтому вначале они покрываются из других источников. В начальной фазе мышечной работы в мышцах формируется кислородный дефицит. После окончания работы этот дефицит должен быть покрыт за счет дополнительного потребления кислорода, которое называется «кислородный долг». Прим. науч. ред.
Он опубликовал анализ мировых рекордов в беге, плавании, велосипедном спорте, гребле и конькобежном спорте на дистанциях от 100 ярдов (91,4 м) до 100 миль (160,93 км). Если говорить о самых коротких спринтерских дистанциях, форма кривой мировых рекордов была, по-видимому, обусловлена «вязкостью мышц», которую Хилл изучал во время учебы в Корнеллском университете. На более длинных дистанциях молочная кислота, а затем VO2max изменили направление кривой мировых рекордов, как и было предсказано.
Иллюзия отсутствия предела на длинных дистанциях
Но для самых длинных дистанций тайна по-прежнему не была раскрыта. По расчетам Хилла, если скорость будет достаточно низкой, сердце и легкие смогут доставлять необходимое количество кислорода к мышцам, чтобы поддерживать кислородный обмен, или аэробную нагрузку.
Однако данные показали устойчивое снижение: рекорд в беге на 100 миль был поставлен на куда более низкой скорости, чем рекорд на 50 миль, который, в свою очередь, был меньше, чем рекорд в беге на 25 миль. Хилл признал: «Чтобы объяснить дальнейший спад на графике, недостаточно рассматривать только потребление кислорода и кислородный долг». Он нарисовал карандашом пунктирную почти горизонтальную линию, показывающую, где, по его мнению, должны располагаться рекорды на сверхдлинные дистанции, и пришел к выводу, что они ниже прежде всего потому, что «величайшие спортсмены ограничивались дистанциями не более 10 миль».
Выносливость в офисных стенах
Ссылаясь на исследования Хилла как источник вдохновения, глава Гарвардской лаборатории Дэвид Брюс Дилл полагал: если понять происхождение и причину уникальных достижений лучших спортсменов, мы определим, почему столь скромны физические возможности остальных. «В лаборатории по изучению утомляемости раскрыт секрет выносливости Кларенса Демара», — сообщала газета Harvard Crimson в 1930 году. Статья рассказывала об исследовании, в ходе которого две дюжины добровольцев бегали по дорожке в течение двадцати минут, после чего ученые анализировали химический состав их крови. К концу теста у семикратного победителя Бостонского марафона Кларенса Демара почти не обнаружили молочной кислоты — вещества, которое, в соответствии со взглядами Дилла на тот момент, «попадает в кровь, вызывая истощение или подталкивая к нему».
Можно ли судить о выносливости на рабочем месте по представлениям о выносливости на стадионе или игровом поле? Дилл и его коллеги были в этом уверены. Они обнаружили явную связь между биохимическим «устойчивым состоянием» спортсменов, которые могли бегать с впечатляющей скоростью в течение долгого времени без явных признаков усталости (таких как Демар), и способностью хорошо подготовленных рабочих проводить долгие часы в стрессовых условиях без снижения производительности.
В каком-то смысле представление о человеке как о машине теперь вышло далеко за пределы того, что первоначально представлял себе Хилл. «Конечно, в легкой атлетике важно нечто гораздо большее, чем просто химия», — с энтузиазмом признавал он в свое время, отмечая важность «моральных» факторов, то есть «твердости характера и опыта, которые позволяют одному индивиду „исчерпать себя“ в гораздо большей степени, чем другому». Однако было понятно: по-прежнему сильно стремление сосредоточиться на измерении того, что можно подсчитать, в ущерб тому, что казалось абстрактным. Ученые постепенно совершенствовали свои модели выносливости, включив в них другие физиологические переменные, такие как экономичность и «степень использования» наряду с VO2max — эквивалентом учета экономии топлива автомобиля и размера его бензобака в дополнение к просто лошадиным силам.
Из книги «Выносливость»
Обложка поста: unsplash.com
