Dyktator mózg. Pobiegniesz szybciej gdy go oszukasz

 To mózg decyduje o tym ile możemy z siebie dać podczas biegu. Fot. Bartek Różycki

Trening sterowany przy pomocy mózgu – kolejny tekst o motywacji mistrzów? Nie. Sięgniemy głębiej – do samych mechanizmów ruchu by pokazać i udowodnić, że bicie życiówek zależy od żylastych łydek i twardych kości tylko w pewnej części. Chodzi o mózg.

Jeśli biegniemy – robimy to tylko dlatego, że głowa na to pozwala. Jeśli zwalniamy z wyczerpania – prędkość również regulowana jest sygnałami nerwowymi, a nie bezwzględnym brakiem paliwa. Gdyby zdegradować biegacza do nakręcanej lalki – ścigałby się aż do wyrwania przyczepów mięśniowych, denaturacji białek w wyniku przegrzania i zaczopowania żył kaszanką, powstałą wskutek skrajnego odwodnienia.

Tradycja

Model tradycyjny zakłada, że zachowanie biegacza jest determinowane dostarczaniem tlenu i energii do komórek. Jeśli serce nie nadąża z transportem krwi, jej ograniczony przepływ powoduje przemiany beztlenowe w mięśniach i produkcję kwasu mlekowego, który „zatruwa mięsień”, oraz zwolnienie z powodu złego stanu nóg, rąk czy brzucha.
To podejście nie wytrzymuje próby czasu. W tej chwili wiemy już, że kwas mlekowy może być używany jako kolejne źródło energii, wiemy także, że organizm ma znacznie większe zmartwienia w czasie biegu niż stan łydki czy uda.

Wydaje się, że mówimy o nowym podejściu do treningu, ale już  w 1922 roku Archibald Hill  sugerował, że najważniejsza jest pompa – serce, a nie dźwignie i lewarki – nogi. Dostał za to nawet Nagrodę Nobla. Wedle tej teorii rozwiniętej później przez Tima Noakesa (lata 80.)  wyjątkowo ważny jest stan ukrwienia i dotlenienia mięśnia sercowego. To jego kondycja wpływa na decyzję czy zmniejszać intensywność pracy czy nie. Jeśli następuje zagrożenie – mózg zmniejsza aktywność mięśni by przywrócić równowagę w naczyniach wieńcowych. Odbieramy to jako zmęczenie i ból. Trzeba jednak pamiętać, że ból generowany jest tylko i wyłącznie w mózgu. Stąd nadawany jest sygnał gdzie i jak zmniejszyć intensywność. Drugim elementem „specjalnej troski” w czasie  maksymalnego wysiłku jest sam mózg. Niedokrwienie i niedotlenienie tego organu również wywołują sygnały ograniczające pracę mięśni i mające na celu  przywrócenie równowagi. Wbrew pozorom to zwykle niedostateczna ilość energii dostarczanej do mózgu jest tym, co nazywamy „zmęczeniem”. Mięśnie mogły by w danych warunkach funkcjonować jeszcze długo, bez szkody. Wydajność transportu tlenu do nóg jest istotna, ale to nie ona decyduje finalnie o odczuwaniu zmęczenia.

Decyzja o tempie

W czasie treningu czy zawodów mózg gromadzi informacje na temat stanu poszczególnych części ciała. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń i informacji o czekającym zadaniu określa to na co pozwoli organizmowi. Uzależnia tempo również od takich czynników jak temperatura otoczenia i status nadany imprezie. W zależności od tego wysyła sygnały o komforcie lub bólu. W podświadomości jest generowany plan – biegniesz tylko z taką prędkością, na jaką pozwala wewnętrzny kontroler, który zaplanował ile będzie trwał wysiłek. Precyzja tego planu zależy w bardzo dużej mierze od doświadczenia zawodnika. Duże niepowodzenia debiutujących maratończyków – np. 4:40 zamiast 4:00 są między innymi związane ze słabym mechanizmem przewidywania na poziomie podświadomości.

Wydaje się, że mówimy o nowym podejściu do treningu, ale już  w 1922 roku Archibald Hill  sugerował, że najważniejsza jest pompa – serce, a nie dźwignie i lewarki – nogi.

Zwróćcie także uwagę, że w czasie zawodów – zwłaszcza na ich początku, zupełnie inne tempa są odbierane jako znośne. Jeśli wcześniej robiliście 30-kilometrowe wybieganie w tempie 5 min/km – końcówka wydawała się być robiona „na rzęsach”. Tymczasem do mety maratonu dobiegacie w tempie o 20 sek. na kilometr szybszym i dopiero w okolicach 37. kilometra w ruch idą rzęsy. To jest właśnie rola dobrego nadania znaczenia imprezie.
Rozwinięcie tego mechanizmu widać w sytuacjach ekstremalnego zagrożenia życia – człowiek jest w stanie biec ze złamaną nogą i nie czuć bólu.

 To mózg decyduje o tym ile możemy z siebie dać podczas biegu. Fot. Bartek Różycki

Natura zmęczenia

To co w czasie biegu odczuwamy jako wyczerpanie to również tylko sugestia mózgu. Nasza świadomość nie ma dostępu do informacji ile zasobów tak naprawdę zostało w organizmie. Trening jest nauką targowania się z naszym wewnętrznym magazynierem, który nigdy nie dopuści do opróżnienia składów energii. Klasyczna teoria mówi, że mięsień w czasie biegu zaczyna pracować coraz słabiej gdy jest przegrzany lub zakwaszony, ale badania aktywności elektrycznej pokazują co innego. To od mózgu spływają sygnały ograniczające jego aktywność.

Również kwestia zakwaszenia mięśnia – nadmiar jonów wodoru, który teoretycznie prowadzi do zakłócenia pracy, to rzecz niepewna. W czasie ciężkich zawodów pH wewnątrz mięśni może spaść z naturalnego 7.4 do około 7 w stanie wyczerpania. Nie są to wartości, które by wytrąciły mięsień z homeostazy. Okazuje się że jeśli zastosujemy elektryczną stymulację zewnętrzną (pomijając w ten sposób sterowanie z mózgu) mięsień będzie działał w miarę sprawnie aż do wartości pH wynoszących 6.8. Później pojawiają się nieodwracalne uszkodzenia komórek. To ponownie kłóci się ze starymi założeniami, które wmawiają nam trenerzy. Mówią – nie możesz biec bo się zakwasiłeś. Że to mięśnie odmówiły posłuszeństwa. Nic z tego. Ciało jeszcze działa. Ale mózg sugeruje Ci, że to już twarda granica. Włącza sygnalizację ostrym bólem. Jeśli zignorować ten sygnał lub sztucznie go zablokować – można pobiec szybciej.

Okazuje się, że nawet sygnał bólowy niezwiązany ze zmęczeniem spowoduje zmniejszenie pracy wykonywanej przez mięsień. W czasie jednych badań wstrzykiwano kolarzom roztwór soli w mięśnie, wywołując w ten sposób poważny dyskomfort. Bólowi towarzyszyło obniżenie sprawności i mocy mięśni, mimo że pod względem biochemicznym nic złego się nie działo.

Wbrew pozorom to zwykle niedostateczna ilość energii dostarczanej do mózgu jest tym, co nazywamy „zmęczeniem”.

Kolejnym przykładem „miękkich granic” jest poziom glikogenu dostępnego w mięśniach i wątrobie. W stanie spoczynku mamy około 400 gramów tego surowca w mięśniach i około 100 gramów w wątrobie. W czasie biegu uszczuplamy te zapasy. Jednak niezależnie od tego jak zmizerniały będzie maratończyk na mecie biegu, w jego mięśniach, krwi i wątrobie znajdziemy jeszcze spory zapas glikogenu. I tu już raczej nikogo nie zaskoczę. Za taki stan rzeczy odpowiedzialny jest mózg, który także jest odbiorcą energii i z myślą o sobie, monitoruje jej podaż dla reszty ciała. Naukowcy twierdzą, że wskaźnikiem alarmującym o dużym zużyciu glikogenu jest poziom białka interleukiny 6 – które jest produkowane w czasie pracy mięśni. Druga koncepcja sugeruje, że mózg wie iż jego zużycie energii jest proporcjonalne do intensywności pracy mięśni i widząc własne „duże spalanie” wysyła sygnały o zmęczeniu, które mają na celu obniżenie motywacji, pojawienie się symptomów zmęczenia.

Pod przykrywką

Świadome czynności to tylko czubek góry lodowej jeśli chodzi o aktywność mózgu. Wiele rzeczy, które wydają się być w pełni kontrolowane na bieżąco, odbywają się poza świadomym sterowaniem. Tak to wygląda w przypadku biegu terenowego. Biegnąc po nierównym gruncie układamy ciało odpowiednio do nawierzchni, zanim jeszcze stopy dotkną nierówności i wyczują ich naturę. Każde kolejne doświadczenie tego typu utrwala odruchy i powoduje, że reakcje są pewniejsze. W przeciwieństwie do komputera, który powtarza czynności zawsze tak samo, mózg zmienia się pod wpływem zadań, które wykonuje. Ewoluuje w zależności od zadań. Jego aktualna natura wynika z czynności wykonywanych wcześniej.

Bieganie jest bardzo skomplikowanym procesem. Zwróćcie uwagę, że mając do dyspozycji zaawansowaną technologię, rządowe granty na kilka lat badań, ludzie nadal nie nauczyli robotów tego, co każde dziecko przyswaja w ciągu pierwszych lat życia. Co ciekawe – dziesięcioletnie dziecko biega wolniej niż dorosły i ma słabszą wytrzymałość, głównie dlatego że biega nieekonomicznie. Nie opanowało do końca techniki, mimo że to w dzieciństwie uczymy się najszybciej. Trudno więc się dziwić, że osoby które mają za sobą lata zwolnienia z w-fu, miewają kłopoty z osiąganiem dobrych wyników. Potrzebują lat treningu nie tylko by wzmocnić mięśnie i kości, ale również by nauczyć się ruszać – wykształcić połączenia między neuronami.
Często używane połączenia zostają utrwalone dzięki czemu, każde kolejne powtórzenie czynności zmniejsza aktywność i użycie mózgu w czasie jej wykonywania. Dostrajana jest również sama czynność. Organizm eliminuje zbędne pobudzanie niektórych mięśni, których używał w czasie ruchu.

To mózg decyduje o tym ile możemy z siebie dać podczas biegu. Fot. Bartek Różycki

Oznacza to, że dwaj biegacze o takiej samej budowie, takich samych mięśniach i sercach pompujących krew, mogą osiągać zupełnie różne wyniki. Stąd również różnica  w wynikach biegaczy startujących od lat i tych, którzy dopiero zaczynają, choćby nie wiem jak wydolni byli dzięki uprawianiu innych sportów – kolarstwa, pływania, wioślarstwa. Tu także rodzi się zasada specyficzności treningu. Najlepiej na biegacza działa bieganie, a inne treningi mogą mieć charakter jedynie uzupełniający.
Suma przebiegniętych kilometrów pozwala doświadczonym zawodnikom szybciej wracać do formy po przerwie. Mają oni już wykształconą ekonomikę ruchu i wgrane dane na temat reakcji w czasie przegrzania, wyczerpania energii, a także „teleantycypację” – gospodarowanie zasobami z uwzględnieniem czasu pozostałego do zakończenia wysiłku.

Przełożenie wiedzy na własną korzyść

To, że wiemy już skąd bierze się ból, dyskomfort, zmęczenie, myśli o zwolnieniu czy wycofaniu się z zawodów to jedno, a wykorzystanie tej wiedzy to drugie. Nie możemy ot powiedzieć sobie „to tylko ból” lub nafaszerować się Ketonalem czy innym świństwem żeby wygrać zawody. Na to sportowcy wpadli już ponad 100 lat temu (jak choćby Thomas Hicks wygrywający z pomocą strychniny olimpijski maraton w 1904). Chodzi o to by zebrać wiedzę na temat mechanizmów sterowania zachowaniem ciała biegacza, by nieco przesunąć granice.

Ciało jeszcze działa. Ale mózg sugeruje Ci, że to już twarda granica. Włącza sygnalizację ostrym bólem.

Jeśli wiemy czemu ma służyć trening – chętniej go wykonamy. Nawet najprostsze rozbieganie nie będące żadnym akcentem powinno mieć swój cel. Przykład? Kształtowanie ekonomiki poprzez zwiększanie kilometrażu. Każda godzina spędzona na treningu utrwala połączenia nerwowe i poprawia ekonomikę ruchu. W trakcie biegu napinają się nie tylko mięśnie niezbędne do pracy w danym momencie. Równocześnie z nimi pobudzani są antagoniści. To mechanizm konieczny do zachowania równowagi, ale u osób niewytrenowanych działa on nieoptymalnie. Zbyt dużo energii jest tracone na opory w pracy między przeciwstawnymi mięśniami. W momencie gdy udo biegacza przesuwa się do przodu – pracują przede wszystkim mięśnie zginające w biodrze, ale równocześnie napinają się mięśnie pośladkowe, które dbają w tym momencie o zachowanie stabilności. Jednak jeśli ich praca będzie zbyt duża – mięśnie z przodu uda będą musiały pokonywać niepotrzebny opór. Ciało będzie walczyć samo ze sobą.

Oto uzasadnienie dla trywialnych rozbiegań. Ani to długie, ani krótkie. Ani intensywne, ani wyczerpujące. A jednak pozwala organizmowi się dostrajać. Ważne równocześnie by nie wykonywać tych treningów na dużym zmęczeniu – wówczas schematy ruchu są zaburzone i nie utrwalamy poprawnych odruchów.

Wiemy po co robić przebieżki

Wielu amatorów unika szybkiego biegania uważając, że skoro trenują do maratonu – nie potrzebują kształtować sprawności przy tempach dużo szybszych. Ale właśnie przy sprintach dobrze kształtuje się komunikację mózgu z mięśniami. Wówczas każdy impuls przynosi natychmiastowy efekt dając pole do nanoszenia korekt w komunikacji na poziomie nerwowym. Wydaje się,  że jesteśmy w stanie zmobilizować mięsień w 100%, ale nawet prężąc się przed lustrem z napiętym bicepsem, w praktyce angażujemy tylko połowę jego włókien. Trening na dużych szybkościach pomaga w poprawieniu tego parametru. Jak widać – nie trzeba większej ilości glikogenu, czy poprawienia sprawności serca – wystarczy korzystać z materiałów dostępnych tu i teraz.
Trening na wysokich prędkościach bardzo mocno przekłada się na wyniki na długich dystansach. W czasie biegu maratońskiego wykorzystuje się około 40% maksymalnej mocy wybicia w kroku biegowym. Okazuje się, że jeśli zwiększymy tę moc maksymalną możemy się spodziewać proporcjonalnej poprawy również przy zaangażowaniu jej ułamka.

Przykład: Jeśli dzięki treningowi maksymalnej mocy uda się poprawić wynik na 100 m o 5% – przykładowo z 15 sekund na 14.2, możemy się spodziewać równie znacznej poprawy w biegu maratońskim i przyspieszyć z 3:15 na 3:05. To spory skok do przodu – stosunkowo łatwy do wykonania dla amatorów, mających często spore braki w umiejętności generowania dużej mocy. Poprawa na tym polu nie musi się wiązać z wyższym VO2max czy bezwzględną siłą. Wystarczy, że zwiększymy sztywność stopy w momencie odbicia i dzięki temu zmniejszymy stratę energii. Ważne, żeby stopa była rozluźniona przez cały cykl ruchu i napinała się tuż przed momentem lądowania. W ten sposób działa niczym twardy wahacz wyścigówki, a nie jak rozklapciana piłka lekarska. Jak widzicie – poprawa mocy nie bierze się wyłącznie z pracy nad „silnikiem” .

Równomierny rozwój

W artykułach poświęconych kontuzjom dużo wspomina się o kwestii równowagi w budowie mięśni. Sugeruje się, że nadmiernie rozbudowane jedne grupy zmieniają ustawienie kości i zaburzają wzorzec ruchu.
Ale to nie wszystko. W czasie biegu wiele grup ma znaczenie jedynie pomocnicze – stabilizujące. Aktywują się na krótko, w ściśle określonych fazach kroku. Mają drugorzędne znaczenie w czasie gdy jesteśmy wypoczęci. Jednak gdy słabe mięśnie zaczynają zdradzać symptomy zmęczenia – wysyłają sygnały do mózgu, a ten reguluje cały układ tak żeby chronić te „chucherka”. Wyznaje zasadę najsłabszego ogniwa. Zatem jeśli masz słabe mięśnie dwugłowe (bardzo częste wśród biegaczy) – nic Ci nie pomogą pięknie rozbudowane przody ud. I tak będziesz musiał zwolnić.

Tempo startowe

Wiecie czemu należy trenować w tempach zbliżonych do tych, które pojawią się na docelowym wyścigu? Na pewno żeby się z nimi oswoić i czuć pewnie. Ale termin tej „pewności siebie” w docelowym tempie ma swoje podłoże w komunikacji na poziomie neuronowym. W danym momencie biegu mięsień jest napędzany jedynie przez 20 do 30 procent jednostek motorycznych. Przy każdym kroku jest to inny zestaw. Poszczególne zbiory włókien mięśniowych działają na zmianę. Jedne odpoczywają, inne w tym samym czasie wykonują pracę. W ten sposób jesteśmy w stanie pokonać znacznie większą odległość w porównaniu z sytuacją gdybyśmy używali wszystkich włókien równocześnie. Dla każdej prędkości biegu istnieje inny wzorzec zmian i inna całkowita pula włókien, które mogą być aktywowane. Wplatając w trening sesje w tempie wyścigowym poprawiamy ekonomikę ruchu przy najważniejszej dla nas prędkości – ćwiczymy sekwencję zmian charakterystyczną np. dla tempa na dychę.

Tłumacząc zasadę cykliczności jednostek motorycznych warto jeszcze raz zwrócić uwagę na rolę sprintów. Organizm w czasie biegu długodystansowego zwykle chętnie uruchamia jednostki wyposażone we włókna wolnokurczliwe. Często ma w odwodzie jednostki motoryczne używane sporadycznie lub wręcz nigdy. To zwykle włókna szybkokurczliwe. Żeby nauczyć się z nich korzystać, należy wykonywać krótkotrwałe ćwiczenia na maksymalnej mocy. W ten sposób mózg poszerza swój dostęp do mięśnia. Powiększa pulę włókien, z których może skorzystać, a które są bardzo potrzebne gdy narasta zmęczenie. To tak jakbyśmy znaleźli w aucie dodatkowy cylinder który nigdy nie pracował. Dzięki podłączeniu zapłonu możemy generować z niego moc,  nie tylko wozić niczym balast.

Krzysztof Dołęgowski, „Dyktator”, Bieganie, kwiecień 2012