https://frosthead.com

Једна структура мозга може победницима пружити додатни физички руб

Сви елитни спортисти напорно тренирају, поседују сјајне вештине и остају ментално оштри током такмичења. Али шта раздваја златног одличја од једнако посвећеног спортисте који се налази на 10. месту? Мала структура дубоко у мозгу може победницима пружити додатну предност.

Недавна истраживања показују да мождани кортекс мозга може помоћи спринтеру да вози своје тело само мало ефикасније од својих конкурената. Овај регион може припремити боксера да боље одбити ударац који његов противник почне бацати, као и помоћи рониоцу док израчунава положај свог окретног тела тако да једва налети на воду. Инсула, како се уобичајено назива, може помоћи стрелцу да задржи оштар фокус на биковом оку док се његов прст повлачи на окидач и помаже кошаркашу на линији слободног бацања да спречи ватрене врискове и махање рукама. навијача који су седели иза позадинске табле.

Инсула све то ради предвиђајући спортисте будуће осећаје, према новој теорији. Истраживачи из ОптиБраин Центра, конзорцијума са седиштем у Калифорнији, Сан Дијегу и Морнаричком истраживачком центру, предлажу да спортиста поседује хипердугулирану изолацију која може генерисати упечатљиво тачна предвиђања о томе како ће се тело осећати у следећем тренутак. Такав модел будућег стања тела упућује друга подручја мозга да покрену акције које су прилагођеније наредним захтевима од оних који се такође баве крумпирима и каучем.

Ова повећана свест могла би олимпљима омогућити да снажније активирају мишиће да брже пливају, трче даље и скачу више од обичних смртника. У експериментима објављеним 2012. године, изгледало је да се скенирање мозга елитних спортиста најзначајније разликује од обичних субјеката у функционисању њихових изола. Нови докази сада такође указују да се ово подручје мозга може тренирати користећи медитацијску технику звану пажљивост - добре вести за олимпце и за викенд ратнике.

Пеак Перформанце

Скинути од навијача, навијачки коментари и све замке богатства и славе, професионални спортови своде се на једноставан концепт: Спортисти који нас одушевљавају стручњаци су у испуњавању одређених физичких циљева. Они глатко извршавају тјелесне подвиге, не трошећи ни кап капка.

Оваква представа је феномен пуног мозга. На пример, моторички кортекс и меморијски системи, кодирају године праксе. Нервна влакна се уклапају у додатне слојеве заштитног омотача који убрзавају комуникацију између неурона, производећи стреле брзе рефлексе. Разумевање мозга у његовим атлетским спортовима циљ је психијатра Мартина Паулуса и његових колега из ОптиБраин центра. Они предлажу да инсула може послужити као критично средиште које спаја когницију на високом нивоу са мером телесног стања, како би се осигурало правилно функционисање мишића и костију који бацају чворове и окретање земље спуштају се с високе шипке. "Кључна идеја коју тражимо је како неко реагује када добију знак који предвиђа да ће се догодити нешто лоше", каже Паулус. "Људи који се понашају оптималније су они који су у стању да тај антиципирајући знак користе за прилагођавање и повратак у равнотежу."

Нешто већи од кумквата, инсула је део мождане коре, дебелих набора сивог ткива који творе спољашњи слој мозга. Густе рибане структуре смештене су на унутрашњости кортикалног плашта, подсећајући на малени јапански вентилатор уредно смештен у унутрашњост мозга. Обично се мисли као седиште интероцепције или осећај унутрашњег стања вашег тела.

Инсула настаје овај смисао одржавањем мапе свих ваших далеких органа и ткива. Неки неурони у инсули реагују, на пример, на цријева у цревима, док други пуцају како би одразили зубобољу. Да би управљао приливом порука које га бомбардују из целог тела, инсула блиско сарађује са предњим цингулатским кортексом, подручјем кључним за доношење одлука, како би проценио и одредио приоритете тих стимуланса. О овом сировом представљању телесних сигнала хипотезирају се више од једног века да је извор емоција.

На први поглед, везање изола као критичног за било шта може изгледати готово бесмислено. Укључен је у различите функције попут доношења одлука, ишчекивања, одбројавања времена, певања, зависности, говора, чак и свести. Инсула и предњи цингулатни кортекс су најчешће активирана подручја у експериментима са снимањем мозга, према истраживању из 2011., што чини још тежим разазнавање њихових основних функција.

Ипак, случај са инсулом као центром атлетике гради се полако већ више од деценије. Крајем деведесетих неуроанатом АД А. Цраиг са Неуролошког института Барров пресликао је путеве који достављају бол и температуру у мозгу кроз кичмену мождину. Откривши да су ти водови довели до инсуле, установио је да је једна од главних функција мозга помагање телу да одржи хомеостазу или равнотежу. На пример, телесна унутрашња температура обично остаје у уском распону, а узнемирености, регистроване од стране инсуле, мотивишу нас да је вратимо у ону угодну зону - можда испијањем хладне воде, тражећи сјеновиту мрљу или прекидајући покрет. Заиста, када су научници оштетили инсулу код пацова, њихова способност да регулишу тело била је ослабљена.

Када вежбамо, узнемирујемо своје унутрашње стање. "Све што радимо захтева израчунавање колико нас кошта енергија, а ово изгледа као да се ради с инсула", каже Цраиг. Предвиђајући како ће одређени напори утицати на тело, мозак може покренути акције за сузбијање тих узнемиравања пре него што се оне појаве.

Убедљива студија из 2004. године показала је јасне анатомске разлике које су се подударале са варијацијама интероцептивних способности. Хуго Цритцхлеи, који је сада на Универзитету у Суссеку у Енглеској, затражио је од учесника да процене брзину којом им се куца срце, не узимајући сопствени пулс. Људи који су најтачније погодили откуцаје свог срца имали су већу активност на отоку и више сиве материје у овом региону. Та последња тачка је пресудна, јер сугерише да је физичка величина изола директно повезана са разликама у способностима. Ово неуронско утискивање слично је ономе што се види код професионалних виолиниста, чији моторни кортекс представља већу некретнину репрезентацијама прстију него што се то види у аматерском мозгу.

Истраживачи ОптиБраина претпоставили су да спортисти морају бити интензивно свесни осећаја попут откуцаја срца - и способни да препознају важне и одбаце црвене харинге. "Велика већина НБА играча су невероватни спортисти. Али, неки од њих се истичу. Није то да Кобе Бриант или Деррицк Росе имају више енергије, већ како они одлуче трошити ту енергију у критичним тренуцима који ће одлучити о њиховом успеху", клинички психолог Алан Симмонс каже да се ради о здравственим системима ветерана Сан Диега.

Мислити у напред

Да би тестирали идеју да изузетно фит појединци имају врхунску интероцепцију - и да истраже како та супериорност изгледа у деловању - Паулус и Симмонс су недавно регрутовали групу елитних спортиста да легну у скенер и изврше когнитивне тестове док им је апарат ограничавао дисање. Осјећање краткоће даха је неугодан осећај за који се зна да побуђује инсулу.

Паулус и Симмонс тестирали су 10 најуспјешнијих свјетских тркача-авантуриста - мушкараца и жена који изводе изазове дивљине, који могу укључивати пењање, пливање, трчање и веслање. Замолили су тркаче и 11 здравих контролних субјеката да леже у скенеру и дишу кроз цев док носе копчу за нос. Док су били у уређају за магнетну резонанцу (МРИ), испитаници су добили упуте да виде стрелице које су лево или десно на екрану и притисните дугме да примете смер. Повремено, истраживачи су прилагодили проток ваздуха тако да је дисање постало значајно отежано. Промјена боје екрана упозорила је учеснике да ће дисање ускоро постати напорно. Међутим, промена боје није увек тачно предвиђала ограничење дисања.

У свим фазама експеримента, инсула је била активна, али у различитом степену. Здрави добровољци су током испитивања одговарали подједнако добро на стрелицама - без сметњи, када се боја екрана променила и када се боре да удахну. Али авантуристички тркачи добили су више тачних одговора када су предвиђали или били под оптерећењем дисања. Забрињавање интероцептивних искустава ових људи заправо је побољшало њихове перформансе. Тркачи су такође показали већу активацију мозга када су предвидјели ограничење дисања, али не и док су сами доживљавали ограничење. Као да су мозак тркача боље користио знакове да се припреме, чиме су стекли когнитивну предност. Кад је стигао изазован тренутак - када им је дисање постало напорно - њихови изолати били су релативно плахи.

Друга студија Паулусове групе, такође објављена 2012. године, додаје нијансу овом налазу. Група је желела да истражи когнитивну флексибилност елитних спортиста. Сматрана значајном интелигенцијом, ова вештина укључује лако пребацивање између супротстављених захтева. Ментална окретност, међутим, може пасти у покушајној ситуацији. Експерименти на морнарским печатима и војним ренџерима открили су да изложеност борбеним условима ослаби њихова времена реакције, будност, учење, памћење и резоновање. И за спортисте на олимпијском нивоу, милост под ватром је главни циљ.

Да би приметио когнитивну флексибилност у акцији, Симмонс је затражио од 10 морнарских печата и 11 здравих мушкараца да изврше једноставан задатак у скенеру мозга. Морнарички СЕАЛ-ови су изузетно атлетски појединци који су обучени да се носе са великим захтевима својих физичких, менталних и емоционалних способности. Вежба је подразумевала посматрање зеленог или црвеног облика праћеног емоционално натовареном фотографијом на екрану. Учесници су требали притиснути једно дугме када су угледали круг и друго када су гледали квадрат. Зелени облик сигнализирао је да ће уследити позитивна слика (попут детета које се игра); црвени облик указивао је да ће се следећа слика појавити негативна слика (на пример, борбени призор). Испитаници су затим оцењивани по њиховој брзини и тачности у препознавању облика.

У поређењу са здравим учесницима, елитни ратници су послали више крви кроз изолације и неколико других регија, када су се боје облика разликовале у узастопним испитивањима. Укратко, они су били више свесни предстојећег преласка са позитивног на негативни или обрнуто и ангажовали су мождане системе који су укључени у модулацију емоционалних и интероцептивних одговора. Били су бржи за припрему за надолазећу промену у својим унутрашњим стањима, купујући им мозак времена да угуше своје реакције.

Узето заједно, студије показују да мушкарци и жене које имају екстремне физичке способности показују већу активацију изолације када очекују промену својих унутрашњих осећаја, било емоционалних или физичких.

"За мене је то заиста огромно ако имате регију мозга која очекује реакцију и припрема тело за то", каже физиолог Јон Виллиамсон са Универзитета у Тексасу, Медицински центар у Тексасу. "Ако се спортиста приближава брду и може предвидети испоруку крви мишићима, он или она могу боље наступити на том брду."

Досадашње студије су биле мале - међутим, није лако увалити врхунске спортисте у лабораторије за осликавање мозга - тако да су још потребни већи експерименти како би се појачала запажања. Упркос томе, резултати одјекују ранија открића о умијешаности инсуле у замишљање будућности, било да очекује предвиђање физичког бола од, рецимо, удара боксера или размишља о куповини прецијењеног предмета.

Симмонсу, докази говоре да инсола не живи у садашњости, већ у будућности. "Одговарамо на информације садржане у физиологији, спознаји, нашем окружењу", каже Симмонс. "Кад смо све то интегрисали, то је део прошлости." Способност прогнозирања такође може узвратити, производећи поремећаје попут анорексије нервозе, која комбинује недостатке у телесној свести са забринутошћу за то како ће конзумирање хране сада изменити телесни имиџ у будућности. "Предвиђање вам се спрема на пут", каже Симмонс. Заправо, скенирање мозга код особа са поремећајима исхране и пост-трауматским стресним поремећајем показује да активност изолације разликује се од оне која се види код здравих испитаника, што сугерише оштећења у овој области.

Тренирајте своју интероцепцију

За спортисте који теже амбициозном стању или појединце који пате од изолаторне дисфункције постоје разлози да се нада да је интероцепција одржива. Техника медитације названа пажљивост подстиче људе да се прилагоде својим садашњим мислима, емоцијама и телесним осећајима. Изведен из будистичких учења, овај тренинг настоји да појача свест о осећањима али и да ублажи наше реакције на њих. Истраживачи ОптиБраина прикупили су прелиминарне податке, који још нису објављени, сугеришући да су здрави субјекти и војно особље које је прошло обуку освештености побољшали когнитивне перформансе током стресне ситуације - мерено задатком ограничења дисања - и реаговали на изазове са мање емоција, са акутна активација се мења у складу.

И мале студије о спортистима такође показују корист. Ова свест о осећању тренутка показала је, на пример, да побољшава успех кошаркаша на линији слободних бацања. Спортски психолог Цлаудио Робазза са Универзитета у Цхиети у Италији из прве руке је видео како пажљивост и сличне технике могу издвојити успешне спортисте. Шест година је сарађивао са олимпијском репрезентацијом Италије, ментално захтевним спортом, који фаворизује појединце који и даље могу да пронађу своје мете када је притисак највиши. "Емоционална стања могу одражавати тјелесне промјене, пораст броја откуцаја срца, мишићну напетост и дисање - све те ствари узрокују промјене у учинку и коначни исход", каже Робазза. "Свакако спортисти морају бити свесни својих одговора."

С десетинама хиљада људи који гледају са места на стадионима и милионима више углављених у телевизијске емисије, олимпијски спортиста има велики ризик од гушења. Стрес тренутка може покренути многе физичке промене које ометају извршење чак и најгушће утрошених маневара. Појачана свест о стању тела, коју олакшава инсула, може упозорити шампиона на затегнуте мишиће или плитке дахе пре него што ови одговори имају прилику да наруше перформансе. Инсула - где се тело сусреће са мозгом - служи као одскочна даска са које би могао да порасте атлетски сјај.

Ова значајка је из љубазности Сциентифиц Америцан-а, нашег партнерског садржаја који ће вам донијети све што ћете знати о љетним олимпијским играма, и дио је његове побједе у извјештају о Олимпијади.

Једна структура мозга може победницима пружити додатни физички руб