Влияние катания на коньках на мозг

Как чемпионы по фигурному катанию совершают свои необычные прыжки и вращения? Наука о мозге находит подсказки.

Статья из «Нью-Йорк Таймс», автор Пэм Беллак 

27 марта 2024

Недавний чемпионат мира по фигурному катанию принес впечатляющие результаты. Среди них были прыжок четверного акселя 19-летнего американца и победа 40-летней фигуристки, которая стала самой возрастной женщиной, выигравшей чемпионат мира. В своем качестве журналистки-нейробиолога, меня всегда интересовал вопрос о том, как работает мозг фигуристов в момент прыжков, вращений и скольжений по льду на такой высокой скорости. Вот что обнаружили ученые:

Когда большинство из нас выходит на лед, чувство скольжения запускает цепочку сигналов в мозге, которые велят телу наклониться вперед, чтобы избежать падения. Однако многократные тренировки приглушают этот рефлекс у таких фигуристов, как Илья Малинин — американец, который первым в мире выполнил четверной аксель на соревнованиях и получил рекордно высокий балл за произвольную программу на чемпионате мира 2024 года. У таких выдающихся фигуристов мозг адаптируется к ощущению скольжения и перестраивает нейронные связи в мозжечке, области, ответственной за равновесие.

Сканирование мозга конькобежцев предоставило больше информации о мозжечке. Исследования показали, что у шорт-трекистов мозжечок развит больше, чем у людей, не занимающихся конькобежным спортом, особенно его правая сторона. Вероятно, это связано с тем, что правая сторона мозжечка активируется, когда конькобежец балансирует на правой ноге, чтобы повернуть налево на поворотах трассы.

Еще одна мозговая сеть помогает фигуристам выполнять сложные упражнения. Базальные ганглии получают сигналы от моторной коры, когда фигуристы выполняют прыжки и вращения в воздухе. При многократной отработке программ, эта сеть организует движения в части и последовательности, что способствует более быстрому запоминанию и развитию мышечной памяти. На соревнованиях это позволяет фигуристам продолжать выступление даже после спотыканий или падений.

Активность этой мозговой сети, вероятно, помогает Натану Чену, олимпийскому чемпиону 2022 года по фигурному катанию среди мужчин, когда он выполняет четверной лутц, один из самых сложных прыжков. Чен начинает кататься назад, вытягивая правую ногу. Оттолкнувшись правой ногой, он скрещивает ноги и взмывает вверх, выполняя четыре оборота в воздухе. Приземлившись на правую ногу, он завершает прыжок замахом левой ноги сзади.

Мозг фигуристов подавляет чувство головокружения после быстрых вращений. Во время вращения жидкость во внутреннем ухе перемещается. У большинства людей она продолжает двигаться некоторое время после того, как вращение прекращается, что вызывает головокружение, потому что мозг ошибочно воспринимает продолжение вращения. Однако мозг фигуристов учится распознавать момент, когда вращение действительно прекращается, что позволяет им сохранять равновесие.

Способ адаптации мозга к вращательным движениям помогает упростить выполнение сложных вращений фигуристок, таких как Мишель Кван, пятикратная чемпионка мира. Она известна тем, что может вращаться в обоих направлениях без пауз. В одном из своих выступлений она сначала сделала левое вращение на спине, затем последовало правое верблюжье вращение с вытянутой ногой, и после этого снова повернулась влево, выполнив вращение в сидячем положении, которое затем перешло в вертикальное вращение типа Y.