Эффективно использовать свои мышцы человеку мешает мозг

Классик физиологии сэр Арчибальд Хилл, хоть и получил Нобелевскую премию за исследования работы мышц, до конца своих дней продолжал сомневаться в том, что физические возможности человека ограничиваются лишь силой и выносливостью его мускулов. Спортсмен, бегущий изнурительный марафон, начинает сдавать задолго до того, как действительно исчерпает отпущенный ему запас сил, предполагал физиолог. Против него поворачивается собственный организм, всеми правдами и неправдами стремящийся избежать тяжелой нагрузки. В своей новой работе* сотрудник Бирмингемского университета Эдвард Чемберс и его коллеги доказали гипотезу Хилла: добиваться высоких результатов спортсменам мешают их собственные мозги.

Вкус победы

В отличие от многих подобных экспериментов участником опыта Чемберса мог стать отнюдь не каждый желающий. Все собравшиеся ранним утром в лаборатории ученого добровольцы были профессиональными велосипедистами, прошедшими за свою карьеру не один марафон. Эксперимент, в котором им предстояло участвовать, довольно подробно повторял все этапы настоящей велогонки, только вместо велосипедов ученые использовали велотренажеры. После того как атлеты прошли медосмотр и получили последние указания, каждому выдали по фляжке с тонизирующим напитком. У ученых был свой хитрый план. Половина добровольцев получила под видом тонизирующего коктейля напиток, совершенно не содержащий стимуляторов и калорий и, стало быть, для предстоящей гонки абсолютно бесполезный. Другой половине выдали питье, в котором содержалась необходимая для работы мышц глюкоза. Самое интересное, что ученые так и не дали никому из своих подопечных выпить ни капли. Заявив, что упражнение необходимо выполнять строго натощак, исследователи разрешили спортсменам лишь полоскать рот выданным напитком. За выполнением этого правила бдительно надзирали ассистенты Чемберса.

Спортсмены, употреблявшие напиток таким непрактичным способом, понятное дело, не могли восстановить силы, а только дразнили свой организм, способный ощутить даже самое незначительное количество глюкозы, попадающей на язык. Именно этого и добивались физиологи: их интересовало, можно ли добавить человеку прыти такими вот пустыми обещаниями.

Чтобы оценить результаты опыта, Чемберсу и его коллегам хватило самого обычного спортивного секундомера. Выяснилось, что атлеты, попробовавшие на вкус питательный коктейль, тратили в среднем 59 минут на трассу, которую их получившие бесполезный тоник конкуренты проходили за час, — очень большой перевес для соревнований, в которых победителя нередко определяет фотофиниш.

Режим экономии

Объяснить причину неожиданного эффекта оказалось значительно сложнее, чем его обнаружить. Обследовав обе группы спортсменов после гонки, ученые не заметили разницы в их состоянии. И тяжесть выпавшей на их долю нагрузки участники оценивали примерно одинаково. Поняв, что сравнительно простые методы результатов не дадут, Чемберс и его коллеги решили заглянуть в мозг своих подопечных.

Конечно, требовать физической активности от человека, лежащего в тесной трубе томографа, невозможно. Физиологи воспроизвели только самую простую часть своего эксперимента — дегустацию напитков. Жидкость подавали в камеру томографа по трубке.

Отличить на сознательном уровне подслащенный сахарозаменителем бесполезный напиток от содержащего глюкозу коктейля участники эксперимента явно не могли. У дегустирующих оба напитка спортсменов совершенно одинаково возбуждались области мозга, отвечающие за восприятие вкуса. Но вот активность в центрах удовольствия прибор регистрировал исключительно у тех, кому достался питательный коктейль. А затем их мозг изменял активность областей, контролирующих движения. Именно таким спортсменам в итоге и удавалось показать наилучшие результаты.

«Выполнение сложного физического упражнения — это нагрузка не только на мускулатуру, но и на нервную систему, которая вынуждена обрабатывать поступающие от множества мышц сигналы и координировать их работу, — объясняет Эдвард Чемберс. — И мозг, стремясь избежать повышенной нагрузки, притормаживает мышечную активность. Это хорошо видно по тому, как нервная система немедленно ослабляет контроль, получив ложный сигнал о доступности питательных ресурсов».

«Такое стремление мозга экономить глюкозу любой ценой выглядит вполне логичным, — соглашается с коллегой профессор университета Лоуборо Клайд Вильямс, ознакомившийся с работой Чемберса по просьбе . — Ведь изрядную долю глюкозы, доступной организму, потребляет именно нервная система».

С другим капризом организма спортсменов столкнулись в своем эксперименте сотрудник Университета Реюньона Бертран Барон и его коллеги**. В отличие от подопечных Чемберса участники эксперимента французского ученого соревновались между собой не на скорость, а на время. Физиологи заставляли находящихся не в самой плохой форме добровольцев выполнять однообразные упражнения до полной потери сил. Этим мытарства участников опыта не ограничивались — физиологи умудрялись прямо во время упражнений брать у них анализ крови. Через час все подопытные Барона еле стояли на ногах и один за другим выходили из игры. Самое удивительное, что результаты анализов выбывших из строя атлетов практически не отличались от их показателей, зафиксированных на десятой минуте эксперимента. Все указывало на то, что у спортсменов еще оставалось немало сил, но организм предпочел «нажать на тормоза».

«Нам не удалось отыскать ни одной физиологической причины возникновения утомления у участников эксперимента», — удивляется Барон. Между тем результаты Чемберса способны как раз очень неплохо объяснить, что же на самом деле происходило в организме людей, которым казалось, что они уже устали.

Продемонстрировав, что невозможность работать с полной отдачей в условиях, когда сил еще хватает, — не проявление слабости, а автоматическая реакция организма, Чемберс не стал распространять свои выводы на поведение человека в других ситуациях. Ведь чтобы сжигать столь дорогую мозгу глюкозу, не обязательно крутить педали велотренажера — однообразная деятельность в течение целого рабочего дня способна вымотать человека ничуть не меньше. Станет ли мозг вмешиваться в работу и в этой ситуации? Воспроизведи Чемберс свой эксперимент на простых офисных клерках, у них появилась бы прекрасная возможность объяснить недочеты в своей работе строго по науке.