تأثیر سیگنال‌های عصبی فعالیت مغز بر عملکرد ورزشی

فکر می‌کنید ورزشکاران حرفه‌ای برای دستیابی به بهترین عملکرد خود تنها تمریناتی سخت دارند؟ اما آنها برای دسترسی به عملکرد بالای خود در زمان دقیقاً درست و در رقابت‌های مهم باید استرس، فشار بسیار زیاد، ترس و شرایط نا‌آشنا را کنترل کنند. پس یکی دیگر از عوامل بسیار مهم در عملکرد ورزشی، قدرت ذهنی و فعالیت مغز است.

مایکل فلپس، شناگرمشهور بیست و سومین مدال طلای المپیک خود را در بخش ۴ در۱۰۰ متر ترکیبی مردان در سیزدهم آگوست در ریودوژانیرو به دست آورد. این مدال پنجمین طلای وی در طول بازی‌های ریو بود. فلپس پرافتخارترین قهرمان تاریخ بازی‌های المپیک است. من به این فکر می‌کنم که او همه‌ی این مدال‌ها و جایزه‌ها را کجا نگه می‌دارد و زمانی که دیوارهای سفید و بدون هیچ جایزه و مدال اتاق خودم را می‌بینم به این فکر می‌کنم که کجای راه را اشتباه می‌روم؟!

تأثیر سیگنال‌های عصبی فعالیت مغز بر عملکرد ورزشی

خندیدن مایکل فلپس پس از به دست آوردن طلایی دیگر در المپیک ریو

البته من تمام زندگیم را همچون مایکل فلپس به ورزش اختصاص ندادم و هر روز وقت خود را در استخر شنا برای دستیابی به بالاترین عملکرد صرف نکردم. به نظر می‌رسد مسیر موفقیت وی در تمرین بدنی سخت و روش درخشانش است. بدون شک افزون بر این دو ترکیبی از عوامل همچون ژنتیک، کار تیمی و آماده‌سازی تاکتیکی نیز در دستیابی به بالاترین عملکرد ورزشی مؤثر است. حتی برخی از «ورزشکاران» مواد ممنوعه‌ای مانند اریتروپوئیتین (EPO) و یا ملدونیوم را برای خون‌سازی بیشتر مصرف می‌کنند و در صورتی که کمکی نکند از رشوه و یا روش‌های دیگر برای تقلب استفاده می‌کنند.

وظیفه مغز در طول فعالیت‌های ورزشی

یکی دیگر از عوامل بسیار مهم در عملکرد ورزشی، قدرت ذهنی است. ورزشکاران برای دسترسی به عملکرد بالای خود در زمان دقیقاً درست و در رقابت‌های مهم باید استرس، فشار بسیار زیاد، ترس و شرایط نا‌آشنا را کنترل کنند. به همین دلیل است که با روانشناسان همفکری می‌کنند و روانشناسان حرفه‌ای نیز در بسیاری از رشته‌های مختلف رقابت‌های ورزشی مشارکت دارند.

Bobby Jones

«گلف رقابتی است که عمدتاً در یک ناحیه پنج و نیم اینچی یعنی فضای بین گوش‌ها انجام می‌شود». همانطور که بازیکن سابق گلف، بابی جونز به درستی می‌گوید، فرآیندهای ذهنی در مغز ورزشکاران اتفاق می‌افتد. اما دقیقاً منظور او از این استعاره چیست؟ و کدام فرآیندهای ذهنی است که می‌توانیم به آن مراجعه کنیم؟ همانطور که خواهید دید، غلبه بر موانع روانی همچون آنهایی که پیش از این به آن اشاره شد تنها یکی از وظایف مغز ما در طول فعالیت‌های ورزشی است.

دید علمی

من نمی‌خواهم تنها بر نقل قول ورزشکاران از فعالیت‌های عصبی در ورزش تکیه کنم. بهتر است ببینیم علم تجربی چه چیزی برای گفتن دارد!

در ابتدا، فرآیندهای ذهنی که لازم است برای انجام عملکرد حرفه‌ای در ورزش در نظر گرفته شود، شامل: انگیزه، حواس انتخابی، تنظیم هدف، حافظه‌ و تصمیم‌گیری است. همه این فرآیندها نیز «بین گوش‌های ما» اتفاق می‌افتد (در مرکز فرماندهی سر) و با روش‌های گوناگون در عملکرد ما تأثیرگذار است.

مورد دوم که اغلب ممکن است نادیده گرفته شود این است که مغز ما انجام حرکت‌ها را کنترل می‌کند. هنگامی که پای خود را برای ضربه در فوتبال خم می‌کنید و یا بازوی خود را برای شیرجه زدن در آب می‌کشید، بخش‌های حرکتی مربوطه در مغز شما فعال است و موجب انجام این حرکت‌ها می‌شود.

به نظر می‌رسد مغز نقش مهمی در فعالیت‌های ورزشی بازی ‌کند. با این وجود پژوهش‌های کمی در رابطه با علوم اعصاب و علوم ورزشی وجود دارد.

امواج مغزی

این ممکن است یکی از دلایلی باشد که دکتر Guy Cheron از دانشگاه بروکسل و همکارانش تصمیم گرفتند با یک مقاله علمی به مطالعه و پژوهش درباره این موضوع بپردازند. «مقدار نسبتاً کم مطالعات اختصاص داده شده به ورزش در مقایسه با مقدار کل مطالعات انجام شده، درخواست برای توجه و علاقه بیشتر به ورزش در جوامع علمی را افزایش داده است» این به این معنی است که یافته‌های کمی از علوم اعصاب در زمینه ورزش وجود دارد! به همین دلیل دکتر Guy Cheron و همکارانش در این مقاله پژوهش‌های موجود در زمینه ورزش را بررسی و نشان می‌دهند که چگونه فعالیت‌های عصبی مرتبط با ورزش را پیدا و ثبت می‌کنند. یک روش هوشمندانه ممکن است ثبت الکتروانسفالوگرافی با چگالی بالا (EEG) باشد که قادر به ارائه بازخورد کمّی از ورزشکاران و مربیان است.

تأثیر سیگنال‌های عصبی فعالیت مغز بر عملکرد ورزشی

ثبت سیگنال‌های الکتریکی مغز با یک کلاه EEG

EEG نشان دهنده سیگنال‌های پیچیده‌ای است که فعالیت‌های عصبی الکتریکی در مغز را به تصویر می‌کشد. فرکانس این سیگنال انواع مختلف امواج مغزی و ویژگی‌هایی که به شدت فعالیت قشر فکری مغز (لایه بیرونی) وابسته می‌باشد را نشان می‌دهد. پیشینیان علوم اعصاب به منظور ایجاد اصطلاحات مناسب برای بحث‌های جدی و حرفه‌ای تصمیم گرفتند این امواج را با فرکانس تمیز داده و به آنها نامی بر اساس حروف یونانی اختصاص دهند.

تأثیر سیگنال‌های عصبی فعالیت مغز بر عملکرد ورزشی

امواج مختلف EEG، نام‌های یونانی آنها و فرکانس‌هایشان

چگونه فعالیت مغز و عملکرد ورزشی به هم مربوط هستند؟

دکتر Cheron و همکارانش اظهار می‌کنند که ما همه چیز را در مورد ورزش از دیدگاه علوم اعصاب نمی‌دانیم، پس ما چه می‌دانیم؟ در اینجا چند نمونه از آنچه تا‌کنون متوجه شده‌ایم، آورده شده:

  • فهمیده‌ایم که خواب در یادگیری حرکتی مؤثر است: زمانی که خواب هستیم، سیگنال‌های EEG با فرکانس ۱۳ تا ۱۵ هرتز، توالی حرکتی تازه آموخته شده را تثبیت و در نتیجه بازیابی بعدی را بهبود می‌بخشد.
  • تحریک برخی از مناطق در قشر جلو (پیشانی) و چپ مغز ما، یادگیری ضمنی حرکتی در یک پرتاب گلف را سهولت می‌بخشد (شاید من اشتباه می‌کنم و این چیزی است که بابی جونز در مورد آن صحبت کرده)
  • یکی دیگر از بخش‌های مغز که به ورزش مرتبط می‌شود، هیپوکمپوس است چون برای ماهیت مکانی روش‌ها (استراتژی) بسیار مهم است.
  • گلف بازان حرفه‌ای نسبت به تازه کارها دارای آلفا و تتای EEG قوی‌تری هستند. افزون بر این، فعالیت تتا در ارتباط با شتاب حرکت است.
  • فعالیت سخت در ورزش و آمادگی جسمانی هوازی با افزایش منابع توجه و سرعت بیشتر پردازش شناختی مرتبط است. این در EEG، با مشخصه P3 نشان داده شده است. P3، اوج (پیک) مثبت در سیگنال EEG در حدود ۳۰۰ میلی ثانیه پس از یک محرک است. با تمرین بیشتر دامنه P3 بزرگتر و زمان تأخیرش کوتاه تر می‌شود.

افزون بر این، باید مراقب نتایج به دست آمده باشید. انتشارات علمی درمورد ثبت EEG در طول فعالیت فیزیکی حاد بسیار نادر است و مشکلات فنی قابل اغماض نیست. به علاوه مشکل اصلی در ثبت EEG یعنی آرتیفکت‌های حرکتی هنوز به قوت خود باقی است.

آرتیفکت حرکتی سیگنال خطایی است که امواج فعالیت‌های مغزی را آلوده می‌کند (به امواج مغزی اضافه می‌شود). به همین دلیل شرکت کنندگان در آزمایش‌های EEG باید در طول ثبت بی‌حرکت باشند. یک راهکار ممکن، اندازه‌گیری آرتیفکت حرکتی واقعی در مکان هر الکترود و تفریق آن از سیگنال EEG اندازه‌گیری شده است. اما این هنوز رؤیا است تا واقعیت.

فعالیت مغز یک نشانه زیستی؟

دکتر Cheron و گروه پژوهشیش نهایت تلاش خود را انجام دادند و پنج نشانه زیستی EEG را به صورت سلسله مراتبی خلاصه کردند و آنها را با شماره طبقه‌بندی کردند. نشانه‌های زیستی، ساختار یا فرآیندهایی است که می‌تواند در بدن اندازه‌گیری شود (برای نمونه با EEG) و یک نتیجه یا بیماری را پیش‌بینی می‌کند. در این مورد نتیجه یک بیماری نیست بلکه عملکرد ورزشی است.

تأثیر سیگنال‌های عصبی فعالیت مغز بر عملکرد ورزشی

الگوهای امواج EEG به عنوان نشانه‌های زیستی ممکن برای فعالیت‌های گوناگون

مهم است که توجه داشته باشید: این تصویر نخستین تلاش برای خلاصه کردن یافته‌های موجود و تعریف نشانه‌های زیستی برای عملکرد ورزشی است. متأسفانه، به دلیل عدم تطابق در مطالعات گوناگون، انواع مختلف ورزش‌ها، نمونه‌ها، تجزیه و تحلیل‌هایی که استفاده شده و تفسیر نتایج مربوطه؛ ما نمی‌توانیم نتایج عملی مستقیم را رسم کنیم.

باید امیدوار باشیم که دانشمندان علوم اعصاب انگیزه بیشتری برای کار در این زمینه و غلبه بر مشکلات فنی داشته باشند تا ما به تصویر واضح‌تری دست پیدا کنیم. با این حال، اگر انواع گوناگون فعالیت مغز واقعاً به عملکردهای مربوطه مانند آنچه در شکل نشان داده شده مرتبط باشد، این امر می‌تواند جالب باشد تا امواج مختلف مغزی در ورزشکارانی مانند مایکل فلپس را اندازه‌گیری کنیم.

همانطور که ما از پست وبلاگ‌ Polina یاد گرفتیم، انجام ورزش و آمادگی جسمانی هوازی می‌تواند مزایای مهمی در طول عمر انسان از افزایش عملکرد شناختی در کودکان و بزرگسالان تا کاهش شدت زوال شناختی با افزایش عمر داشته باشد و خبر بهتر این است که برای دستیابی به این مزیت‌ها لازم نیست مدال طلا داشته باشید.

منابع:

  1. Jones, B. Bobby Jones Quotes at BrainyQuote.com. BrainyQuote (2016). Retrieved from http://www.brainyquote.com/quotes/quotes/b/bobbyjones391177.html
  2. Pedersen, D.M. Intrinsic-Extrinsic Factors in Sport Motivation. Mot. Skills 95, 459–۴۷۶ (۲۰۰۲). http://doi.org/10.2466/pms.2002.95.2.459
  3. Arjona, A., Escudero, M. & Gómez, C. M. Updating of attentional and premotor allocation resources as function of previous trial outcome. Rep. 4:4526, 1–۹ (۲۰۱۴). http://doi.org/10.1038/srep04526
  4. West, R. L. & Thorn, R. M. Goal-setting, self-efficacy, and memory performance in older and younger adults. Aging Res. 27, 41–۶۵ (۲۰۰۱). http://doi.org/10.1080/036107301750046133
  5. Dipoppa, M. & Gutkin, B. S. Flexible frequency control of cortical oscillations enables computations required for working memory. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110, 12828–۳۳ (۲۰۱۳). http://doi.org/10.1073/pnas.1303270110
  6. Renfree, A., Martin, L., Micklewright, D., & Gibson, A. S. C. Application of decision-making theory to the regulation of muscular work rate during self-paced competitive endurance activity. Sports Medicine, 44, 147–۱۵۸ (۲۰۱۴). doi:10.1007/s40279-013-0107-0
  7. Cheron, G. et al. Brain Oscillations in Sport: Toward EEG Biomarkers of Performance. Psychol. 7, 246 (2016). http://doi.org/10.3389/fpsyg.2016.00246
  8. Sawant, H. K. & Jalali, Z. Detection and classification of EEG waves. J. Comput. Sci. Technol. 3, 207–۲۱۳ (۲۰۱۰). http://doi.org/10.1016/j.infsof.2008.09.005
  9. WHO, International Programme on Chemical Safety, (2001): Biomarkers In Risk Assessment: Validity And Validation (EHC 222). Retrieved from http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc222.htm

منبع: scanberlin.com

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *