Почему фигуристам удается выполнять трюки на льду?

И нет, не только благодаря тренировкам! Узнаём, что выяснили нейробиологи о том, как работает мозг фигуриста при выполнении большого числа трюков на бешеной скорости.

Причина интереса

Вопросом, который стал заголовком этого текста, я задалась, когда смотрела трансляцию очередного этапа Чемпионата мира по фигурному катанию 2024. Для меня казались невероятными все эти прыжки, резкие развороты, поддержки и торможения, поскольку единственное, на что способна я на льду — это неспешное скольжение.

Больше всего меня и всех следивших за чемпионатом поразил Илья Малинин —19-летний фигурист из США. В короткой программе (КП) он смог исполнить четверной аксель — это прыжок, в котором насчитывается четыре оборота перед приземлением, и он является одним из самых сложных для исполнения фигуристами. Илья набрал 105,97 балла и стал первым и единственным в истории фигуристом, который исполнил аксель в короткой программе.

А в произвольной программе (ПП) Илья исполнил и другие четверные прыжки: риттбергер, сальхов, лутц, тулуп и флип, установив мировой рекорд по баллам — 227,79 (ПП). Также он стал вторым фигуристом в истории после Нейтана Чена, который исполнил все 6 видов четверных прыжков на международных соревнованиях.

Сегодня Илья является победителем Чемпионата мира по фигурному катанию 2024 среди мужчин с результатом 333,76 балла за обе программы (КП и ПП) и занимает 1 место в рейтинге Международного союза конькобежцев.

Причина успеха — мозжечок. Но не только он!

Как же Илье и другим фигуристам удается выполнять такие сложные трюки? Этим вопросом, оказывается, успела задаться не только я: корреспонденты обратились к нейробиологам и выяснили, что всё дело в мозжечке. А точнее, в его особом развитии именно у конькобежцев.

Итак, разбираемся. У нас с вами — обычных людей, которые выходят на лёд только зимой, 2-3 раза за сезон, рефлекс «не падать на лёд, а то разобьешь лицо» – очень силён, но мало тренирован, потому что мы редко выходим на лёд. Именно его запускает наш мозг, когда до его нейронов доходит ощущение скольжения по льду, и мы наклоняемся вперед и назад, чтобы избежать падения — то есть, держим равновесие.

За равновесие (а также мышечный тонус и координацию движений) в нашем организме отвечает мозжечок — именно  ему мозг передаёт сигналы о том, что сейчас мы на льду и скользим, поворачиваемся, тормозим. Так вот при сканировании мозга конькобежцев исследователи выяснили, что:

— во-первых, рефлекс «не падать, а то разобьешь лицо» у таких конькобежцев, как Илья Малинин и Нейтан Чен, более отточен, чем у тех, кто катается непрофессионально. Это связано с тем, что мозг спортсменов лучше знаком с ощущением скольжения по льду и постоянно обновляет и перестраивает нейронные связи в мозжечке, чтобы помогать им лучше держаться и разворачиваться на льду.

— во-вторых, некоторые части мозжечка у фигуристов больше в размерах, чем у не-спортсменов, особенно правая часть, отмечают исследователи. Они предполагают, что это связано с тем, что правая сторона мозжечка активируется, когда фигурист опирается на правую ногу при  развороте налево.

Базальные ганглии — причина успеха №2

Непонятное название, правда? Сейчас объясню!

Помимо мозжечка за мышечный тонус, движение, а также — концентрацию внимания в нашем организме отвечают базальные ганглии или, по-другому, базальные ядра — они находятся недалеко от мозжечка и, помимо перечисленного, отвечают за привычные действия и поведенческий автоматизм.

И это очень помогает фигуристам! Во время прыжков и полётов в воздухе на тренировках базальные ганглии получают сигналы от моторной коры головного мозга, и… Начинают организовывать отдельные движения в фрагменты и целые последовательности, что способствует более быстрому запоминанию и мышечной памяти.

Именно поэтому фигуристы запоминают сложные связки движений, например, в танце, и выполняют их на льду легко и красиво, а также продолжают выступление даже после спотыканий или падений.

Мозг фигуристов умеет подавлять чувство головокружения — причина №3

Представляете, какая крутая способность? И у фигуристов она отлично развита!

Связана эта способность с работой внутреннего уха  — одной из трёх частей нашего уха, которым мы слышим.

Если объяснять просто, то внутреннее ухо помогает нашему мозгу осознавать, как наше тело расположено в пространстве, и, как и перечисленные выше органы, тоже отвечает за координацию движений и равновесие: именно в нём расположен вестибулярный аппарат. Внутреннее ухо имеет интересную форму и сложное устройство, потому ученые также называют его лабиринтом.

Некоторые каналы этого лабиринта заполнены жидкостью, в которую погружены специальные волоски. При любом перемещении головы или тела в пространстве жидкость во внутреннем ухе плещется в разные стороны, надавливая на волоски. Волоски порождают импульсы в вестибулярном нерве, и до мозга мгновенно доходит информация обо всех перемещениях тела.

При резких движениях, разворотах и прыжках жидкость во внутреннем ухе перемещается туда-сюда очень сильно, и потому может продолжать плескаться, даже когда мы уже остановили движение. Из-за этого мозг ошибочно предполагает, что движение продолжается и возникает головокружение: например, когда мы долго качались на качелях, слезли, и нам кажется, что мы все еще качаемся или земля ходит под ногами.

Тогда как у фигуристов мозг адаптируется к быстрым вращательным движениям и учится определять, когда движение или вращение продолжается, а когда  — точно остановилось. Это помогает им сохранять равновесие даже после таких сложных прыжков, как аксель и скользить по льду, безошибочно выполняя программу.

Автор: Виктория Беляева