Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Журнал №191, август 2019
Журнал №70, июнь–август 2019
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Наука

Быстрее, выше, умнее: новые возможности нашего тела

Кристин Бреннан
05 января 2019
/upload/iblock/47d/47d6685bc20441f520f8efae5b49c2cc.jpg
Олимпийская надежда Майкл Эндрю на занятиях в бассейне у себя дома в Лоренсе, штат Канзас (Майкла тренирует отец, Питер). Майкл плавает на короткие дистанции по программе, которая идет вразрез с традиционными методами тренировок.
Фото: Марк Тиессен
Чтобы помочь атлетам ставить рекорды, исследователи сосредоточили усилия на разных областях знания: физиологии, биомеханике, медицине – и новаторских тренерских методиках. Они уверены: научный подход позволит улучшить результаты спортсменов.
Вообразим идеальный забег на 100 метров: Усейн Болт против Джесси Оуэнса. Болт разминается на дорожке, спроектированной в XXI веке: гладкая нескользящая резина, возвращающая импульс ногам бегуна при отталкивании. Оуэнс расположился на типичной для 1930-х гаревой дорожке; она посыпана мягким шлаком: такое покрытие поглощает энергию ног бегуна на дистанции.

Болт, легенда спринта родом из Ямайки, обладатель восьми золотых олимпийских медалей, удерживает мировые рекорды на дистанциях 100 и 200 метров почти десять лет. На нем – легкие кроссовки, сделанные специально для бега по высокотехнологичному покрытию. Он летает на соревнования на собственном самолете, а его персональный повар готовит сбалансированные и питательные блюда.

Карьера Болта достигла пика во времена распространения стероидов. Сам Усейн на них не попадался, но ему пришлось вернуть завоеванную в эстафете золотую олимпийскую медаль Игр 2008 года после положительных проб одного из членов его команды.

На четырехкратном олимпийском чемпионе Оуэнсе, который в 1936 году в Берлине пробежал стометровку с рекордным результатом 10,3 секунды, – кожаные беговые туфли.
Если Болт уходит на дистанцию с изготовленных по последнему слову науки стартовых колодок, то Оуэнс сооружает «колодку» сам, формируя гаревую горку с помощью садовой лопатки. Оуэнс жил в Америке времен расовой сегрегации и имел доступ лишь к малой доле привилегий, которыми пользуются современные атлеты.

Пробежавшего стометровку в 2009-м за рекордные 9,58 секунды и закончившего в прошлом году спортивную карьеру Болта многие до сих пор считают самым быстрым человеком на планете. Но насколько быстр он был на самом деле по сравнению, например, с тем же Оуэнсом?

В 2014 году спортивный журналист Дэвид Эпстайн с помощью компьютерной модели продемонстрировал: беги Оуэнс по такому же покрытию, что и Болт, их лучшие результаты на стометровке оказались бы очень близкими. Все 80 лет после исторических побед Оуэнса улучшение методик тренировки, техники, одежды и оборудования помогало атлетам становиться быстрее, сильнее и точнее. Но, как считают ученые, мы все еще не достигли предела человеческих возможностей.

/upload/iblock/d12/d12085cba29ee7e19f2055157a0cc5b1.jpg
Облегченная кроссовка, подобная той, которая была на Усейне Болте, когда он установил мировой рекорд на стометровке в 2009 году, лежит на покрытии беговой дорожки Mondotrack – по похожему Болт бежал в тот день в Берлине.
Фото: Марк Тиессен
/upload/iblock/fa2/fa22134293f96c0e4e60217996919b0e.jpg
Джесси Оуэнс выиграл бег на дистанции 100 метров на Олимпиаде 1936 года с результатом 10,3 секунды. Сегодня Усейн Болт удерживает рекорд в 9,58 секунды. Если бы у Оуэнса были облегченные кроссовки и похожее покрытие дорожки, его результат мог бы оказаться намного ближе к достижению Болта.
Фото: Кай Пфаффенбах, Reuters
/upload/iblock/efc/efc1483b071cc304b94cc1556b39213a.jpg
Джесси Оуэнс выиграл бег на дистанции 100 метров на Олимпиаде 1936 года с результатом 10,3 секунды. Сегодня Усейн Болт удерживает рекорд в 9,58 секунды. Если бы у Оуэнса были облегченные кроссовки и похожее покрытие дорожки, его результат мог бы оказаться намного ближе к достижению Болта.
Фото: Алстейн Билд / GETTY IMAGES


Питер Уэйенд, глава лаборатории локомоторных функций в Южном методистском университете в Далласе, Техас, – один из мировых экспертов в биомеханике спринтерского бега. Питер считает, что мы еще можем существенно улучшить результаты на спринтерских дистанциях 100 и 200 метров, да и в марафоне тоже. Лаборатория Уэйенда использует видеозаписи с высокой частотой кадров для изучения техники спринтеров, чтобы понять, как повысить ее эффективность. Питер входит в группу исследователей под руководством британца Янниса Питсиладиса; перед ними стоит задача «выбежать» из двухчасового результата на марафонской дистанции. Исследователи сосредоточили усилия на ключевых областях знаний: физиологии, биомеханике, медицинской поддержке, питании, наблюдении в реальном времени и тренерских методиках. Чтобы вывести спортсменов на уровень выше, ученые экспериментируют с техникой исполнения и оборудованием, измеряя результат новаторскими методами.

Вспомните фантастический пас футболиста вашей любимой команды. Вполне вероятно, что он начался с тренировок на тренажере Footbonaut, «обстреливающем» игрока футбольными мячами с разной скоростью и в разном темпе. Благодаря этому футболист учится контролировать мяч и направлять его в открытое «окно» – цель в тренажере.

/upload/iblock/d5a/d5a9f4610468fd2e0c294c52a681f22a.jpg
Дэвид Бёрнетт

Доброволец Юнна Сински шагает по тренажеру, закрепленному внутри купола виртуальной реальности с охватом 360 градусов, на стенах которого установлены камеры и проекторы. Стенд находится в Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института. На теле Юнны закреплены отражающие наклейки, благодаря которым 18 установленных на стенах камер отслеживают ее движения – так специалисты изучают способы диагностики и лечения легких черепно-мозговых травм. Определение шаблонных последовательностей движений может пригодиться в диагностике травм у спортсменов.

Говоря о достижениях спортсменов, надо быть очень аккуратными. Всегда ли можно доверять тому, что нам показывают? В 1988 году все восхищались мировым рекордом канадца Бена Джонсона на стометровой дистанции – пока его не уличили в использовании допинга, не лишили золотой медали и не отправили домой с Олимпиады в Сеуле. 30 лет спустя эпопея со стероидами в спорте вышла на новый виток: велосипедист Лэнс Армстронг, звезда легкой атлетики Марион Джонс из США, ряд российских спортсменов – список можно продолжать.

Но вернемся к легальным спортивным технологиям, в корне изменившим подход к тренировкам вообще и в паралимпийском спорте в частности. Лыжница Данель Амстед с нарушением зрения, трижды участвовавшая в паралимпийских играх и выигравшая три бронзовых награды в дисциплине, где спортсмены разгоняются до 110 километров в час, тренировалась в аэродинамической трубе, оттачивая движение в воздушном потоке со зрячей помощницей. Во время соревнований она следует за напарницей на трассе, поддерживая связь через встроенную в шлем гарнитуру. Тренировки в трубе помогли улучшить технику движения и увеличить скорость.
  
Майкл Эндрю в свои 19 лет вошел в историю плавания США, установив 22 национальных рекорда в своей возрастной группе. Эндрю тренируется у отца, Майкл и Питер – последователи нетрадиционного подхода к тренировкам – USRPT (англ. Ultra-Short Race-Pace Training – ультракороткие тренировки в режиме гонки). Майкл плавает на короткие дистанции в скоростном темпе – так его мозг и тело привыкают постоянно двигаться как на соревновании. Обычно же спортсмены, напротив, плавают на тренировках дольше и медленнее, чем на состязаниях, отрабатывая технику.
/upload/iblock/e43/e43c889916e5d0f58a8e12dd4934e588.jpg
Штангист Сиджей Каммингс, к своим 18 годам установивший с десяток рекордов, в 2017-м на чемпионате мира среди юниоров побил собственный мировой рекорд в толчке, подняв 185 килограммов.
Фото: Марк Тиессен
/upload/iblock/129/12955c3b7f66d10e80faeade420e785e.jpg
Программа тренировок восходящей звезды плавания Майкла Эндрю предполагает прохождение дистанции в высоком темпе – это настраивает мозг и тело на плавание в режиме гонки.
Фото: Марк Тиессен

Новый подход позволил Майклу стать олимпийской надеждой – 2020, и сейчас методику начинают тестировать ведущие тренеры по плаванию в США и во всем мире.
«В основе тренировок в бассейне лежат собранные нами научные данные, – делится секретом Майкл. – Человеческий мозг и тело запоминают движения, как компьютер. Какой смысл тренироваться медленно, если на дистанции требуется скорость?»

Американская пловчиха на средние и длинные дистанции Кэти Ледеки, недавно объявившая, что покидает команду Стэнфордского университета ради профессиональной карьеры в плавании, использует более традиционный подход. В свой 21 год она – одна из лучших женщин – пловчих вольным стилем в мире. Обладательница пяти золотых олимпийских медалей, Кэти установила два мировых рекорда на Олимпиаде в Рио-де-Жанейро в 2016 году. Она активно изучает дрезультаты своих анализов и схемы питания, просматривает видеозаписи тренировок и соревнований. Успех Кэти часто объясняют ее отношением к делу, но, вероятнее всего, ее секрет – в обладании одним из самых эффективных гребков среди пловцов.
  
Однако, по словам Брюса Геммелла, готовившего Ледеки к Олимпиаде-2016, это не имело бы никакого значения, если бы она не выкладывалась на тренировках по полной. На протяжении трех лет перед играми в Рио еженедельно Кэти проплывала по 55–60 километров, занимаясь по девять раз в неделю с одним лишь выходным.
  
Во время подготовки Ледеки придавала особое значение двум аспектам, обеспечившим ей преимущество в Рио. Во-первых, она стала уделять внимание старту. Как правило, стартом одержимы спринтеры: на коротких дистанциях счет идет на сотые доли секунды. Но Кэти плавает на длинные дистанции и известна тем, что финиширует намного раньше соперниц. «Она снова и снова просматривала записи своих стартов, стараясь выиграть десятую долю секунды», – вспоминает Брюс.
  
Вторая навязчивая идея Ледеки – это финиш на 200-метровой дистанции вольным стилем. По словам Брюса, проплыв несколько бассейнов на тренировке, она вдруг резко набирает темп на последних 15 метрах. «Кэти взяла за правило во время тренировок уделять от 15 минут до получаса финишу в таком темпе», – говорит тренер.

/upload/iblock/9b7/9b7bc30445c62348df5acbf34dbdc075.jpg
Девятилетняя Лю Минцзин отрабатывает технику входа в воду в спортивном комплексе китайской провинции Цзянсу – здесь она живет, учится и тренируется.
Фото: Дэвид Бёрнетт
/upload/iblock/7cb/7cb6422f24db3176316d93464f53be5c.jpg
Кэти Ледеки, пловчиха на длинные и средние дистанции, побившая ряд мировых рекордов и выигравшая четыре золотых и одну серебряную медаль на Олимпиаде 2016 года, пользуется последними научными достижениями, технологиями и методиками тренировок.
Фото: Джон Хьюит

Перенесемся в Рио. 200 метров вольным стилем – самая короткая дистанция, на которой выступает Кэти, и финиш ожидается очень плотный. Невозможно уйти в отрыв от соперниц, проплыв всего четыре бассейна, – судьба медали будет решаться на финише. Так и произошло: ближе к концу 200-метровки главная соперница Кэти – Сара Шёстрём из Швеции – сократила разрыв и поравнялась с ней за 15 метров до финиша. Выглядело это так, что Сара нарастила темп и вот-вот вырвет победу.
  
Но Ледеки не уступила – как раз благодаря отточенной во время тренировок концовке. «Когда Сара поравнялась с Кэти, в голове пронеслось: “Я тысячу раз видел, как Кэти финиширует на этой дистанции. Она будет у бортика первой!”» – вспоминает Брюс. Так и случилось.
  
Четыре золотые медали в Рио Кэти Ледеки войдут в историю спорта. Но она и ее тренер предвидели этот успех тремя годами раньше, после того как Кэти поставила новый мировой рекорд на дистанции 800 метров вольным стилем. Именно тогда они с Брюсом задумались: на сколько она хочет превзойти свое время на дистанциях 400 и 800 метров вольным стилем к 2016 году? Кэти записала цель на доске, которую использовала для тренировок и возила на сборы по всему миру. Ее мировой рекорд на 800 метрах вольным стилем был 08:13,86. Какую же она поставила цель? 08:05! Тогда это казалось безумием – одно дело превзойти свой рекорд, но чтобы на целых 9 секунд?
  
В следующие три года Кэти последовательно улучшала мировой рекорд на этой дистанции. К началу 2016-го ей удалось достичь результата в 08:06,68. В Рио она не оставила соперницам шансов, в очередной раз установив мировой рекорд – 08:04,79.
  
Брюс задается вопросом: «А что если бы мы поставили цель 8 минут ровно? Мы не знаем, где предел. За три года до Рио мы мечтали о том, о чем никто не задумывался. Когда Кэти достигла всего, в глубине души я не переставал спрашивать себя – а почему мы не поставили более амбициозную цель?».
/upload/iblock/ccb/ccbfa9af1dc556ee784155a263dea5ef.jpg
Марк Тиессен

Телосложение одного из самых талантливых тяжелоатлетов в мире Сиджея Каммингса и его техника — он тянет штангу быстрее, чем другие спортсмены, и сохраняет темп на протяжении всего толчка — выделяют его среди соперников. Боб Лефави, глава факультета медицинских наук и кинезиологии в Южном университете Джорджии в Саванне, изучал биомеханику Сиджея. Исследователи установили, что он обладает идеальным сочетанием силы, скорости, телосложения и техники, и это обеспечивает ему успех. Сиджей еще очень молод, и, по словам Лефави, его потенциал полностью раскроется через 5−7 лет.

Во многих видах спорта прогресс играет на руку современным атлетам. Посмотрите на фотографию пловца Марка Шпица с Олимпиады 1972 года: ни очков, ни шапочки, ни суперводоотталкивающего костюма. Он даже носил усы! В бассейнах не было улучшенной системы водостока, а разделители дорожек не гасили волны – в отличие от современного оборудования, которое поглощает завихрения, создаваемые пловцами на соседних дорожках. Тогда ни о чем таком не думали. Марк выиграл 7 золотых медалей в 1972 году!
  
Существенную роль в жизни нескольких поколений спортсменов играют и достижения медицины. Брюс рассказал, как в конце весны 2016-го – всего за несколько месяцев до Рио – Кэти получила легкую травму лодыжки.

«Через два часа у нас было заключение двух докторов и результаты УЗИ; физиотерапевт, тренер по силовой и физической подготовке и тренер по плаванию (это был я) и еще человека три сразу же посмотрели эти данные и наметили план лечения», – вспоминает Брюс.
 
В конце 1960-х фигуристка Одри Кинг Вейсигер была третьей среди юниоров США. Она научилась выпрыгивать высоко – не потому, что так было правильно, а потому, что тренировки проходили на маленьком катке в городе Фолс-Чёрч (штат Вирджиния) – тот каток был размером в треть от стандартного. «Если бы я прыгала вдаль, угодила бы в бортик», – вспоминает она.

Придя в большой спорт почти одновременно с чемпионкой Олимпиады 1976 года Дороти Хэмилл, Одри оказалась среди молодых спортсменок, крутящих прыжки в два оборота, так что на соревнованиях и она исполняла лишь двойные прыжки, хотя на тренировках ей удавались тройные. В отличие от современных фигуристов, она не использовала на тренировках грузы, не занималась пилатесом и не придавала большого значения питанию. «Ах да, у нас был балет», – припоминает она.

/upload/iblock/bd2/bd28e87d11ec828e168dc55a13387efb.jpg
Во время тренировок Тейлор Флетчер (слева) и другие члены лыжной сборной США надевают наушники, с помощью электрических импульсов стимулирующие проекционные зоны коры головного мозга. По данным исследований, направленная стимуляция мозга может улучшить мышечную память и снизить утомляемость.
Фото: Марк Тиессен
/upload/iblock/20a/20abb3c7d7797b5d11120b3b64936498.jpg
Танцовщицы классического балета, вроде 25-летней Эсмианы Джани из Вашингтонской балетной труппы, невероятно нагружают лодыжки и колени при приземлении после прыжков. Ни в одном виде спорта нет правил, требующих переносить вес всего тела на строго вертикально поставленную стопу.
Фото: Марк Тиессен

К концу 1980-х и в 1990-е Одри стала ведущим мировым тренером. Она научила своего подопечного Майкла Вейсса исполнять двойные, тройные и, в конце концов, четверные прыжки. Майкл участвовал в двух Олимпиадах, трижды побеждал на национальных первенствах и выиграл две бронзовых медали на чемпионате мира.
  
Одри записывала прыжки Майкла на видеокамеру, вставляла кассету в магнитофон, подключенный к телевизору, и выкатывала всю систему прямо на лед, чтобы просмотреть запись вместе с фигуристом. Затем они возвращались к тренировке. «Мы всё видели, но не могли ничего измерить, – смеется Одри. – Я говорила: “На мой взгляд, недостаточно высоко”, и мы пробовали снова».

Сегодня все гораздо проще – во время нашей беседы в ресторане Одри достает айфон и открывает приложение Vert. «Фигурист надевает специальный ремень с датчиками; после прыжка я увижу на экране высоту, и тогда-то мы начнем говорить о том, стоит ли пытаться прыгать четверной», – объясняет она.
/upload/iblock/1c9/1c91e8153079ad40f28d668f2fa1b4a2.jpg
Марк Тиессен

46-летняя паралимпийская лыжница Данель Амстед с нарушением зрения тренируется в аэродинамической трубе, оттачивания навыки лавирования за своей зрячей напарницей-гидом (за кадром), выходящей на дистанцию вместе с ней. Лыжницы на паралимпийских соревнованиях разгоняются до 110 километров в час. 

Чуть позже Одри скинула мне серию снимков фигуриста, исполняющего четверной прыжок: каждый оборот в отдельности, каждый снимок с отметкой таймера. Весь прыжок длится 0,68 секунды. За полвека Одри прошла путь от обучения по наитию – как прыгать, чтобы не врезаться в бортик, – к использованию смартфона для определения, насколько высоко и как долго фигурист пробыл в воздухе во время каждой фазы прыжка.
  
Развитие технологий позволяет лучше понимать физику таких прыжков, но, по словам Одри, дело не только в этом. «Почему Дороти Хэмилл не исполняла тройные прыжки? – задается вопросом она. – Ей это было не нужно. Но когда женщины начали осваивать прыжки в три оборота, всем пришлось подтянуться. В спорте, как, впрочем, и везде, соперничество заставляет двигаться вперед».
  
В феврале 2018 года в южнокорейском Пхёнчхане олимпийская чемпионка в женском фигурном катании россиянка Алина Загитова фантастически исполнила семь тройных прыжков в произвольной программе.

/upload/iblock/c2d/c2daad77f27016354ca62f70ea7648fc.jpg
Известная бегунья на длинные дистанции Нэнси Кирпоп – сейчас ей 39 – танцует с учениками в основанной ею неподалеку от города Итен школе. В этом небольшом поселении на западе Кении занимаются многие мировые лидеры в беге на длинные дистанции. Местное правительство позволило Нэнси организовать школу, которую она назвала в честь своего отца. Спортсменка оплачивает обучение детей из вознаграждений от спонсоров – производителей кроссовок, а также из собственных гонораров.
Фото: Николь Собецки
/upload/iblock/9a6/9a634bbc1455e4124de2103f4243ec7b.jpg
Бегуны из Итена на совместных занятиях. Бег на длинные дистанции – это традиция, которой гордятся в Кении. Бегунам играет на руку большая высота здешней местности над уровнем моря и сложный рельеф. Кенийские мужчины удерживают 9 из 10 лучших результатов в марафоне, у женщин 4 достижения в десятке лучших.
Фото: Николь Собецки

Зачастую прогресс в спорте происходит благодаря соревновательному запалу самих атлетов. Глядя невооруженным глазом на прыжок Майка Пауэлла в длину на соревнованиях по легкой атлетике на Олимпийском стадионе в Токио в 1991 году, даже я поняла: прыжок экстраординарный.

К тому моменту я больше часа наблюдала за выступлениями по прыжкам в длину лучших мировых спортсменов, однако то, что сделал американец, казалось, на голову выше. Чуть позже техника подтвердила, что мои глаза не ошиблись – но я уже и так знала: самый легендарный индивидуальный рекорд среди всех Олимпийских видов спорта, продержавшийся к тому моменту целых 23 года, только что был побит.
  
Мое увлечение прогрессом в спортивных достижениях началось вовсе не в тот августовский вечер 1991-го, но это событие, безусловно, придало мне серьезный импульс. Плюс-минус пять сантиметров в повседневной жизни не кажется нам чем-то существенным, но именно настолько результат Майка в Токио (8,95 метра) превзошел исторический рекорд Боба Бимона (8,9 метра), установленный на Олимпиаде 1968 года в Мехико.

/upload/iblock/d1a/d1acb77d2c6d1a0c6c8ac356078e4c0d.jpg
Роберт Кларк

Исследователи из лаборатории локомоторных функций в Южном методистском университете в Далласе (штат Техас) изучают биомеханику паралимпийского спринтера Джэррида Уоллеса. Четырехкратный обладатель мирового рекорда с ампутированной нижней частью правой ноги, использует результаты анализа шага в лаборатории, чтобы бегать быстрее. «Раньше я многое делал неправильно», – признается 28-летний Джэррид.

Без малого три десятка лет я не перестаю восхищаться тем моментом. Почему? Несмотря на все достижения науки, компьютерной техники и великих умов, помогающие спортсменам быть быстрее, выше и сильнее; и хотя многие виды спорта вроде легкой атлетики сделали огромный шаг вперед от гаревых дорожек к синтетическим покрытиям и от примитивной обуви к практически идеальной (знаменитые производители кроссовок стараются перещеголять друг друга), новые мировые рекорды все равно сводятся к усилиям одного конкретного человека. В современном спорте трудится множество ученых, тренеров и спортсменов, измеряющих прогресс аналитическими методами. Но в тот вечер у рывка к новому достижению человека было свое имя – Майк Пауэлл.
  
Иногда правдивая история великих спортивных достижений оказывается не такой уж знаменательной. Тогда в Токио один спортсмен просто разозлился на другого и хотел превзойти соперника. Я позвонила Майку, который сейчас живет в Южной Калифорнии, с просьбой мысленно заново пережить тот момент. По его словам, за тем рекордом не было никакого особого научного подхода.
  
Как сказал Майк, он поставил рекорд в борьбе с соперником – великим Карлом Льюисом, одним из лучших в истории спорта прыгунов в длину; Карл тоже участвовал в тех соревнованиях. Льюису ни разу не удавалось побить мировой рекорд, но невольно он помог Пауэллу сделать это. «Сейчас я просто обожаю Карла, но тогда я его ненавидел, – вспоминает Майк. – Во время соревнований он спровоцировал во мне всплеск энергии».
  
Незадолго до того как Майк побил рекорд 23-летней давности, Карл исполнил свой прыжок, превзойдя достижение Бимона на 0,63 сантиметра. Однако его результат аннулировали из-за сильного ветра, дувшего спортсмену в спину.
  
Прошло почти тридцать лет, но у Майка до сих пор перед глазами стоит эта картина: «Он пробежал мимо меня с поднятым кулаком. Я буквально взбесился. Это было как личное оскорбление. Я всегда был худощавым, надо мной посмеивались. И это повторилось снова, прямо там. Но тогда я мог за себя постоять. Тело взяло эмоции под контроль, и я сделал то, что должен был сделать».
  
Потрясающий результат Пауэлла до сих пор остается непревзойденным. «Карл поднял планку очень высоко, – объясняет Майк. – Я знал, что должен побить мировой рекорд, чтобы оставить его позади». Майку помогла абсолютно дворовая мотивация: благодаря ей он запустил скрытые ресурсы своего организма. «Не думаю, что мы начали задействовать возможности мозга, – размышляет Брюс Геммелл, олимпийский тренер Кэти Ледеки. – Это новый рубеж на следующие 30 лет: как научиться тренировать разум наравне с телом. Именно здесь и должны случиться очередные прорывы».