CZY SPORTOWCY MAJĄ LEPIEJ ROZWINIĘTE FUNKCJE POZNAWCZE?
Trening funkcji poznawczych i układu nerwowego u sportowców
Ostatnimi czasy furorę na Instagramie robią treningi kognitywne, czyli wszelkiego rodzaju klikanie w zmieniające się kolorowe guziki czy podejmowanie sekwencji odpowiednich działań w odpowiedzi na zmieniający się bodziec. To co wyprawia Steph Curry na swoich treningach jest rodem wyciągnięte z powieści Sci-Fi.
Takie treningi wyglądają kosmicznie, ale czy działają równie dobrze? Przekonajmy się wspólnie!
- Badania przewodnictwa nerwowego
- Wpływ treningu fizycznego na funkcje poznawcze sportowców
- Różnice między amatorami a ekspertami
Badania przewodnictwa nerwowego
Trening z obciążeniem powoduje adaptacje układu mięśniowego i układu nerwowego. Podstawa, to wszyscy wiemy. Robiąc standardową hipertrofię funkcjonalną (6-12~) powtórzeń głównie targetujemy układ mięśniowy. Targając submaxy na 2-3 powtórzenia odwrotnie – najmocniej oberwie układ nerwowy.
Elektromiografia (EMG)
Elektromiografia (EMG) to badanie elektrofizjologiczne, którego celem jest ocena funkcji mięśni i nerwów. Wygląda to mniej więcej jak na obrazku obok. Można tym badać między innymi jak szybko następuje skurcz mięśnia czy „ile” jednostek motorycznych zostało zaprzęgniętych do pracy w danym momencie.
Aagard zaobserwował zwiększoną aktywność moto-neuronów w badaniu maksymalnego dobrowolnego skurczu (maximal voluntary contraction MVC) tuż po cięzkim treningu siłowym.
Do czego nam to? Między innymi jak robisz w superserii ciężkie ćwiczenie siłowe + plyometrie np. squat / box squat, 30 sec przerwy i maksymalny wyskok. Wykorzystujemy powyższy efekt i w teorii, jeśli dobrze to zaaplikujemy, możemy wyskoczyć trochę wyżej.
Po 3 tygodniach treningu oporowego w grupie kontrolnej zauważono wzrost wydajności neuronów odprowadzających. Zmiany mogą obejmować zarówno adaptację rdzeniową, jak i nadrdzeniową- wzmocniony centralny układ nerwowy, podwyższona pobudliwość neuronów ruchowych i zmniejszone hamowanie presynaptyczne. [2]
Badanie EEG – diody badają pracę mózgu
Badanie EMG – mierzy pracę na mięśniu
Elektroencefalografia (EEG) w sporcie
“EEG to nieinwazyjna metoda diagnostyczna służąca do badania bioelektrycznej czynności mózgu za pomocą elektroencefalografu. Badanie polega na odpowiednim rozmieszczeniu na powierzchni skóry czaszki elektrod, które rejestrują zmiany potencjału elektrycznego na powierzchni skóry, pochodzące od aktywności neuronów kory mózgowej i po odpowiednim ich wzmocnieniu tworzą z nich zapis – elektroencefalogram.” [3] – tak na szybko z wiki
Jest to porządne narzędzie do badania zmian aktywności mózgu na wskutek treningu układu ruchu. Istnieje sporo badań porównujących aktywność mózgową związaną z ruchem u profesjonalistów i początkujących sportowców. Eksperci wykazują mniejszą amplitudę i późniejsze odpalenie obszaru mózgu odpowiedzialnego za dany ruch.
Tłumacząc na nasze – gość w fartuchu stawia obok siebie dwóch typów – jednego zawodowego bejsbolistę oraz drugiego, który dopiero zaczyna. Maszyna narzuca im piłkę, obaj odbijają, a EEG rejestruje co się stało w ich mózgownicach. WYNIKI: ekspert później niż nowicjusz wysłał info z mózgu do ciała, że ma odbić piłkę, a amplituda jego Movement Related Cortical Potential (MRCP) była niższa. Dlaczego? Ponieważ było to dla niego dużo łatwiejsze zadanie. Późniejsze zaangażowanie jest też bardziej ekonomiczne z punktu widzenia zachowania energii, do czego nasz organizm dąży samoistnie. Co ciekawe, te same efekty nie przekładają się na ruchy w których ekspert nie jest ekspertem.
Kolejne badanie z 2014 obejmuje nowicjuszy i prosów trenujących sztuki walki. Czternastu miłym panom pokazywano obrazki – pięć różnych strzałek. Ich zadaniem było reagować na odpowiednie strzałki i ignorować resztę. Potwierdził się powyższy efekt – nie zanotowano różnic między czarnym pasem i świeżakiem w czynności, która była nowa dla obu grup.
Co na to badania?
Profil mentalny sportowca
Sport na topowym poziomie wymaga topowej osobowości. Pros musi potrafić zachować zimną krew w nawet najbardziej niesprzyjających warunkach. Mecze i turnieje to walka z przeciwnikiem, walka ze sobą, a to wszystko przed często tysiącami kibiców.
Logiczną wydaje się hipoteza, że sportowcy na poziomie międzynarodowym są lepiej predystynowani jeśli chodzi o motywację, utrzymanie uwagi, wrażliwość emocjonalną czy pozytywne nastawienie. Badanie z 2010 roku 15 na grupie zawodników taekwondo zaprzeczyło temu, natomiast pokazało, że jest różnica w poziomie zaufania pomiędzy badanymi kobietami i mężczyznami. [4]
Ciekawe wnioski, szczególnie mając na uwadze tegoroczny finał NBA. Znamy w świecie koszykówki niejedną postać, która cechowała się ponadprzeciętną motywacją i skupieniem – King James, Kobe Bryant czy His Airness MJ to tylko kilka przykładów.
Obminski [16] badał różnice w charakterze oraz koordynacje ręka-oko u młodych bokserów. Postawił hipotezę, że te cechy będą dobrym predyktorem rozwoju ich kariery w przyszłości. Po dwóch latach nie uzyskano statystycznie istotnych danych.
Różnice kognitywne między sportowcami
Osobowość to nie wszystko. Na najwyższym poziomie rozgrywek, ogromną rolę odgrywają również zdolności poznawcze.
Aby skutecznie działać w dynamicznym środowisku, trzeba mieć bystry umysł, który pozwala na szybką i odpowiednią reakcję, skupienie uwagi (na jednym lub kilku obiektach w tym samym czasie lub po kolei, w zależności od rodzaju sportu), wykonywanie złożonych zadań pod presją czasu itp. Nic więc dziwnego, że sporo badań skupia się na testowaniu funkcji poznawczych u profesjonalnych sportowców już od małego, aby sprawdzić, którzy z nich są powyżej średniej.
Eksperci kontra początkujący sportowcy
Fontani i jego koledzy [5] przebadali 24 siatkarzy, w tym 12 sklasyfikowanych jako eksperci oraz 18 karateków, 9 ekspertów. Protokół badań składał się ze sprawdzenia uważności, zadania idź – nie idź na sygnał, podzielności uwagi i testów pamięci roboczej (tymczasowej). W każdym teście mierzono czas reakcji i liczbę błędów.
Doświadczeni karatecy radzili sobie lepiej w szybkim alarmie (204 vs 237 ms) ale gorzej, jeśli chodzi o podzieloną uwagę, i ogólnie popełnili więcej błędów. Młodsi siatkarze mieli lepszy czas reakcji, lecz z drugiej strony popełnili więcej błędów. Badanie ma kilka deficytów: obejmowało małe grupy oraz występowały różnice w wynikach w grupie. Lepiej traktować je jako ciekawostkę, niż wyciągać daleko idące wnioski.
Sporty złożone (drużynowe) vs proste (np. długodystansowe)
Voss i współbadacze. [6] zauważyli problemy z badaniem małych grup sportowców. Dlatego też zespół postanowił zrobić metaanalizę tematu i zebrał dane z 20 różnych badań i podzielił je na dwie grupy: sporty wolne (pływanie, bieganie długodystansowe) i złożone (sportowiec koordynuje swoją postać w przestrzeni, trzyma obiekt i podejmuje reakcje na bodźce z zewnątrz – np. koszykówka).
Wnioski są następujące: zawodnicy sportów złożonych mają szybszy czas reakcji i przetwarzania informacji. Co więcej, metaanaliza pokazała ograniczenia badań. Nie da się dowieść co było pierwsze – czy sportowcy od małego byli lepiej predystynowani do szybszego przetwarzania informacji, czy odwrotnie – trenując swój sport nauczyli się lepiej to robić.
Metaanaliza Mann’a [7] miała pokazać różnice między ekspertami a początkującymi sportowcami. Wynika z niej, że profesjonaliści mają znacznie szybsze reakcje niż nowicjusze w sportach złożonych i strategicznych. Co więcej, niezależnie od dyscypliny sportowej, eksperci mieli lepszą skuteczność w testach niż ich świeży koledzy
WIĘCEJ BADAŃ!
Trening funkcji poznawczych w sporcie
Temat zdolności poznawczych sportowców jest niesamowicie istotny. Oprócz niezależnych naukowców, interesuje to także duże organizacje sportowe, które mogą sobie pozwolić na finansowanie badań. Niestety większość z nich polega na testach komputerowych, lub niedajboże kartkach papieru. Jak pewnie domyślacie się, takie badania badają… zdolności klikania na padzie lub odpowiedzi na papierze – nie reakcje w dynamicznym środowisku sportowym.
Szczególnie w sportach drużynowych, kiedy mamy kilka-kilkanaście osób na boisku, musimy monitorować zachowanie dużej grupy, poszczególnych graczy, piłki, a do tego z każdym krokiem zmienia nam się perspektywa… ilość bodźców jest gargantuiczna w porównaniu do skąpych badań laboratoryjnych.
Co ciekawe, przeciwko takim sterylnym badaniom przemawia fakt, że sportowcy osiągali różne wyniki w zależności od pozycji. Ten sam test dawał różne rezultaty w zależności czy badany stał, czy siedział. [8] SICK!
Wpływ środowiska na czas reakcji [To ważne!]
Jeszcze jedno intrygujące badanie przeprowadzone prze Shim’a i kolegów [9]. Wzięli oni pod uwagę wnioski z poprzedniego akapitu i zbadali 25 tenisistów (13 kozaków i 12 początkujących). I teraz uważajcie. Trzy testy:
– odpowiedź na serw wyświetlany na ekranie
– odpowiedź na serw z maszyny serwującej piłki
– odpowiedź na serw od żywego przeciwnika.
Rezultat? 10 najlepszych tenisistów miało znacznie szybszy czas reakcji na serw przeciwko żywemu człowiekowi. Tłumaczą to ich doświadczeniem w grze, dzięki czemu potrafili lepiej czytać małe sygnały i przewidzieć gdzie i kiedy przeciwnik zaserwuje.
Więcej badań! Tylko proszę… lepszych jakościowo.
Po badaniu Johansson’a [10], które pokazało jak adaptuje się nasz system poznawczy w odpowiedzi na ruch (przeciwnika), nastąpiła fala nowych badań na temat neuronów lustrzanych. Wyniki tych badań potwierdzają związek między akcją / ruchem, a naszym postrzeganiem.
Więcej ciekawych i mniej ciekawych badań znajdziecie w artykule „The Potential Role for Cognitive Training in Sport: More Research Needed”.[11] Jak sam tytuł wskazuje – podsumowanie mówi, że potrzeba więcej badań, bo te które są robione to za mało. Duża część jest sponsorowana przez firmy robiące sprzęt do takich treningów, przez co są stronnicze. Inne zostały źle zaprojektowane, mają za małe grupy testowe albo nie przekładają się na warunki sportowej rywalizacji. Zainteresowanych odsyłam do bibliografii.
Wpływ treningu na funkcje poznawcze
Odpowiedni* trening jest dobry w każdym wieku. Sporo ostatnio się mówi o tym, że starsi ludzie powinni ćwiczyć bo zwiększa się gęstość ich kości, poprawia pracę system krążenia itp itd. Ale czy wiecie, że trening u starszych osób (z chorobami lub bez) wpływa również na funkcje poznawcze – skupienie, zapamiętywanie, czas reakcji etc. Co więcej, trening aerobowy zwiększa wielkość szarej masy w hipokampie! To jest bardzo konkretny GOOD NEWS. [12] [13] [14] [15]
To samo dotyczy dzieciaków. Aktywność fizyczna to wspaniałe narzędzie do poprawy funkcjonowania mózgu dziecka, które pozytywnie wpłynie na jego strukturę. [16] [17] [18]
moje wnioski
czy trening funkcji poznawczych ma sens?
Trening reakcji na aplikacji
Zacznijmy od treningów kognitywnych, które oferują niezliczone aplikacje na telefon. Polega to na wykonywaniu różnego rodzaju zadań w krótkim czasie np. klikania danego kwadratu, szybkich operacjach matematycznym, zapamiętywaniu ciągu liczb lub znajdowaniu błędów w zdaniach. Klikałem chwilę w takie aplikacje, aż pewnego dnia zrozumiałem, że jestem w tym coraz lepszy! Dokładnie, coraz lepszy w klikaniu. Z moich doświadczeń jak i przytoczonych badań wynika, że nie przekłada się to na warunki sportowe.
Co innego kiedy wykorzystamy aplikacje do generowania zmiennych np. strzałek, kolorów na które projektujemy odpowiednie reakcje. Bawiłem się w coś takiego chwilę podczas poprzedniego lockdownu. Na tyle krótko, że zauważyłem jedynie jak ogromna różnica w szybkości reakcji jest kiedy dokładamy sobie bodziec zewnętrzny. W moim przypadku była to jedna z czterech strzałek, po wyświetleniu której miałem zrobić krok w danym kierunku. Polecam sprawdzić sobie samemu, nieźle tyra banię 
Trening Stepha Currego
Sporo zamieszania robi trening Stepha Currego, który został opisany też w jego książce Potrójne Oblicze. W skrócie – chodzi o przebodźcowanie Stefana w warunkach koszykarskich. Ma za zadanie wykonywać różne sekwencje na boisku w zależności np. od tego jakiego koloru zapali się lampka. To samo dzieje się podczas jego sławnych treningów z dwoma piłkami czy piłeczką tenisową. Nie chodzi o trenowanie dwóch rąk jednocześnie, a raczej o przebodźcowanie układu nerwowego. Teoretycznie w sytuacji boiskowej powinien być w stanie przetwarzać więcej informacji jednocześnie lub wybrać tylko te najważniejsze.
Czy to działa? Widzicie ile widzi ten gość na parkiecie… kto wie czy dzięki temu treningowi, ale niezaprzeczalnie jest kozakiem.
Czy Ty powinieneś to robić? Moim zdaniem niekoniecznie. Dużo zależy od tego co już potrafisz, gdzie jesteś na swojej ścieżce koszykarskiej i ile razy w tygodniu trenujesz. Załóżmy, że Steph ma 2-3 treningi dziennie przez 6 dni w tygodniu. Jak wrzuci sobie 1-2 takie sesje to będzie nadal mały procent wszystkich treningów. Weźmy pod uwagę również jego poziom, to że jednak podstawy ma już za sobą oraz element znudzenia taką ilością treningów. Jak masz 2-3 treningi tygodniowo, to każda taka sesja zabiera 30-50% czasu treningowego, w którym możesz popracować nad rzutem, wjazdem czy czymkolwiek innym. Sam przelicz czy warto.
Trening układu nerwowego który warto
Zanim powiem Wam co ja radzę, zastanówmy się co po co nam ten trening.
Jeśli chcesz lepiej czytać grę i szybciej reagować to… idź i graj. Nic nie będzie lepsze niż trening w naturalnych warunkach. Do tego bardzo pomocne są wideo-analizy. Jeśli masz możliwość nagrać meczu / treningu i potem to obejrzeć to zdecydowanie polecam.
Drugą opcja jest trening układu nerwowego pod kątem wytwarzania siły w krótkim czasie, czyli mocy. Tutaj zdecydowanie najlepiej sprawdzą się ciężkie wielostawy jak martwe, siady, bench press, ćwiczenia z dwuboju olimpijskiego oraz intensywna plyometria – maksymalne i supramaksymalne wyskoki, sprinty, wieloskoki czy depth dropy.
Podsumowanie
Nauka o sporcie może sporo zaoferować w zakresie rozwoju neuronauki. Z drugiej strony psychologiczne badanie cech sportowców wydaje się nie być zbyt porządnym narzędziem przewidywania sukcesu sportowego. Jednak badanie funkcji poznawczych sportowców mogą przynieść kilka ciekawych wniosków.
Szczególnie interesujące są wyniki badań na starszych i młodszych reprezentantach. Pozwalają mieć nadzieję, że wcale nie musimy być jako społeczeństwo tak schorowani i szybko-starzejący się jak jesteśmy obecnie. Te same wnioski wyciąga neurobiolog prof. Jerzy Vetulani na swoim wykładzie o tym „Jak zyć długo, mądrze i szczęśliwie”. w Strefie Psyche SWPS’u.
Bibliografia
[1] How can cognitive science contribute to sport? How can sport contribute to neuroscience? S. Kujawski1, A. Kujawska, Baltic Journal of Health and Physical Activity 2016;8(1):58-65 Journal of Gdansk University of Physical Education and Sport in Gdanske-ISSN 2080-9999 [2] Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson P, Dyhre-Poulsen P. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol. 2002;92(6):2309-2318. DOI 10.1152/japplphysiol.01185.2001. [3] https://pl.wikipedia.org/wiki/Elektroencefalografia [4] Vargas PC, Vargas GAA. Perfil de rasgos psicológicos para el rendimiento deportivo en hombres y mujeres paracticantes de taekwondo. Revista iberoamericana de psicología del ejercicio y el deporte. 2010;5(2):253-265. Spanish. [5] Fontani G, Lodi L, Felici A, Migliorini S, Corradeschi F. Attention in athletes of high and low experience engaged in different open sports 1, 2. Percept Mot Skills. 2006;102(3):791-805. DOI 10.2466/ pms.102.3.791-805. [6] Voss MW, Kramer AF, Basak C, Prakash RS, Roberts B. Are expert athletes ‘expert’ in the cognitive laboratory? A meta-analytic review of cognition and sport expertise. Appl Cogn Psychol. 2010;24(6):812- 826. DOI 10.1002/acp.1588. [7] Mann DT, Williams AM, Ward P, Janelle CM. Perceptual-cognitive expertise in sport: A meta-analysis. J Sport Exerc Psychol. 2007;29(4):457. PMID 17968048. [8] Holtermann A, Roeleveld K, Engstrom M, Sand T. Enhanced H-reflex with resistance training is related to increased rate of force development. Eur J Appl Physiol. 2007;101(3):301-312. PMID: 17602237. [9] Shim J, Carlton LG, Chow JW, Chae WS. The use of anticipatory visual cues by highly skilled tennis players. J Mot Behav. 2005;37(2):164-175. DOI 10.3200/JMBR.37.2.164-175. [10] Johansson G. Visual perception of biological motion and a model for its analysis. Atten Percept Psychophys. 1973;14(2):201-211. DOI 10.3758/BF03212378. [11] The Potential Role for Cognitive Training in Sport: More Research Needed. Courtney C. Walton, Richard J. Keegan, Mike Martin, Harry Hallock. Front Psychol. 2018; 9: 1121. Published online 2018 Jul 3. doi: 10.3389/fpsyg.2018.01121 [12] Colcombe S, Kramer AF. Fitness effects on the cognitive function of older adults a meta-analytic study. Psychol Sci. 2003;14(2):125-130. PMID 12661673. [13] Heyn P, Abreu BC, Ottenbacher KJ. The effects of exercise training on elderly persons with cognitive impairment and dementia: a meta-analysis. Arch Phys Med Rehabil. 2004;85(10):1694-1704. DOI Kujawski S, Kujawska A. How cognitive science can contribute to sport? How sport can contribute to neuroscience? Balt J Health Phys Act 2016;8(1):58-65 www.balticsportscience.com 65 10.1016/j.apmr.2004.03.019. [14] Angevaren M, Aufdemkampe G, Verhaar HJ, Aleman A, Vanhees L. Physical activity and enhanced fitness to improve cognitive function in older people without known cognitive impairment. Cochrane Database Syst Rev. 2008;3(3). DOI: 10.1002/14651858.CD005381.pub3. [15] Erickson KI, Voss M, Prakash R, et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(7):3017-3022. DOI 10.1073/pnas.1015950108. [16] Chaddock-Heyman L, Hillman CH, Cohen NJ, Kramer AF. The importance of physical activity and aerobic fitness for cognitive control and memory in children. Monogr Soc Res Child Dev. 2014;79(4):25-50. [17] Chaddock-Heyman L, Erickson KI, Voss MW, et al. The effects of physical activity on functional MRI activation associated with cognitive control in children: A randomized controlled intervention. Front Hum Neurosci. 2013;7(72):1-13. DOI 10.3389/fnhum.2013.00072. [18] Chadock-Heyman L, Erickson KI, Holtrop J, et al. Aerobic fitness is associated with greater white matter integrity in children. Front Hum Neurosci. 2014;8(584):1-7. DOI 10.3389/fnhum.2014.00584.