Текст книги "Инженеры тела"

Научная обоснованность тренировочных методов

В своей книге Ричард Фейнман упоминает интересный опыт из психологии: «Он устроил длинный коридор с дверьми по обе стороны. С одной стороны впускали крыс, а с другой стороны находилась пища. Янг хотел узнать, можно ли научить крыс всегда входить в третью по счету дверь от того места, где их впустили в коридор. Нет. Крысы сейчас же бежали к той двери, за которой еда была в прошлый раз. Возник вопрос: как крысы узнают дверь? Ведь коридор был прекрасно изготовлен и весь был совершенно однообразный. Очевидно, что-то отличало эту дверь от других. Янг очень аккуратно выкрасил все двери, так что поверхность их стала абсолютно одинаковой. Крысы все равно различали двери. Потом Янг подумал, что крысы ориентируются по запаху, и при помощи химических средства стал менять запах после каждого опыта. Крысы все равно находили дверь. Потом он решил, что крысы, как и всякие разумные существа, могут ориентироваться по свету и расположению вещей в лаборатории. Он изолировал коридор, но крысы все равно находили дверь. Наконец, он понял, как крысы это делают: они узнавали дорогу по тому, как под их лапами звучит пол. Этому он смог помешать, установив свой коридор на песке. Таким образом он закрывал одну за другой все лазейки и, в конце концов, перехитрил крыс и научил их входить в третью дверь. И ни одним из условий нельзя было пренебречь. С научной точки зрения это первоклассный эксперимент. Такой эксперимент придает смысл всей деятельности с бегающими крысами, так как выявляет истинные ключи к разгадке их поведения. Кроме того, этот эксперимент показывает, какие условия надо соблюдать, чтобы добиться точности и строгости в экспериментах с крысами. Я изучил дальнейшую историю этих исследований. В следующих экспериментах не было ссылок на Янга. Никто не использовал его приемов – коридор не ставился на песок, и вообще никто не предпринимал таких мер предосторожности. Просто по-старому продолжали запускать крыс, не обращая внимания на великие открытия Янга, а на его работы не ссылались, так как он не открыл ничего нового в поведении крыс. На самом деле он открыл все, что надо делать, чтобы узнать что-то о крысах. Но не замечать подобных экспериментов – типично для науки самолетопоклонников».

Если поизучать различную спортивную литературу, можно обнаружить, что на тему циклических видов спорта методических материалов и исследований опубликовано значительно больше, чем ациклических. Да и в целом, выносливостные виды спорта представляются более изученными. Что характеризует циклическую работу? Регулярно повторяющийся цикл движения, являющийся основой всей деятельности в избранном виде спорта. Беговой шаг в легкой атлетике, гребок в гребле, гребковый мах в плавании, оборот педали в велосипедном спорте и так далее. Не смотря на то, что и в циклическом спорте множество раз повторяющийся цикл движения может прерываться на какой-то другой, в целом любой циклический спорт легче поддается изучению по причине простой структуры, так как состоит из одного типового цикла, изменяющегося в небольшом диапазоне. Представьте себе кирпичную стену – нет необходимости изучать каждый кирпич в ней, очевидно, что она сплошь состоит из идентичных элементов. Достаточно взять два или три экземпляра (например, в начале, середине и окончании стены), изучить их и создать представление об усредненной модели кирпича, а дальше уже искать способы улучшения типового кирпича, из которого будет строиться стена.

Что же до ациклических видов спорта, они характерны в первую очередь тем, что движения разнообразны, последовательно повторяются редко и нет ключевого цикла, который бы повторялся с определенным интервалом. Любой игровой вид спорта является ациклическим – в целом движения известны, однако нет строгой последовательности их реализации. Сами же циклы движения значительно разнообразнее, так как ситуативный характер спорта диктует постоянную непредсказуемость происходящего. То же самое с единоборствами – в целом движения известны, но каждый бой отличается, никакой последовательности движений нет, только заранее отработанные паттерны для типовых ситуаций. Однако, все комбинации могут каждый раз сработать по-разному и привести к разным итогам, а значит и разным движениям. Таким образом, изучение ациклических видов усложнено, поскольку требуется обширный анализ большого количества спортивных состязаний (матчей или боев, например), вычленение ключевых, регулярно повторяющихся ситуаций и создание их классификации, анализ вклада каждой ситуации в общий результат состязания, и лишь потом разработка моделей поведения в каждой конкретной ситуации, определение вклада физических качеств в каждую из них и попытки объединить все это в единую систему подготовки.

Силовые виды спорта, типа пауэрлифтинга или тяжелой атлетики, хоть и относятся к ациклическим, все же по доступности анализа и изучения намного ближе к циклическим видам спорта – движение всегда идентичное, условия его выполнения неизменны, оно повторяется всего раз и все спортивное совершенствование ориентировано на подготовку к разовой, максимально эффективной реализации движения. Предсказуемая длительность работы, опять же, упрощает анализ вклада систем энергообеспечения и делает прозрачным направление для дальнейшего изучения вида спорта.

Очевидно, чем большему изучению поддается вид спорта, тем большую научную базу может иметь методология, тем эффективнее способы спортивного совершенствования в избранном направлении. Наоборот, чем сложнее поддается изучению спорт, чем больших инвестиций требует исследование и состоит из больших этапов, тем меньше шансов встретить там качественное научное исследование, и больше – скорее некие умозрительные наблюдения исследователей, основанные на общем представлении о функционировании человеческого организма. Взгляните на физиологические тесты работоспособности: Гарвардский степ тест, тест Конкони, PWC170 и другие – все они являются косвенными по отношению ко множеству видов спорта. И тем они косвеннее, чем менее похожа деятельность в тесте (как, например, гребля или вращение педалей эргометра) на спортивную деятельность тестируемого. Ибо те отличия, которые есть в механике движения, тест упускает. Можно, конечно, наблюдать корреляцию между результатами теста работоспособности и демонстрируемыми показателями в избранном виде спорта, но это именно корреляция, и правильная интерпретация – отдельная задача, не всегда решаемая успешно. Стоит помнить, что любые подобные «отклонения» увеличивают погрешность в рекомендациях, основанных на тестах.

Тут, уважаемый читатель, мы приходим к двум наименее исследованным и наиболее интуитивным спортивным направлениям – бодибилдингу и общей физической подготовке (ОФП). Ни одно из двух не представлено на олимпийской арене, второе даже к видам спорта формально не относится, однако обширные состязания под разными названиями, участие мирового уровня атлетов из смежных дисциплин (тяжелой атлетики, гребли, пауэрлифтинга, аэробической гимнастики, американского футбола и других) требует рассматривать соревнования по общей физической подготовке исключительно, как спорт. Нечего тут лукавить, и устраивая серьезнейшие спортивные состязания, флиртовать с публикой о фитнесе.

Про бодибилдинг написано множество литературы, как тренерами, так и спортсменами, и высойчайшая эмпиричность этого вида спорта проистекает строго из ее целей – максимальной мышечной гипертрофии и попыток регулировать ее для достижения некоей условной эстетики. На тему мышечной гипертрофии, безусловно, есть исследования, но вновь неизвестно, насколько они надежны, качественно поставлены и достоверны (пока не будет существовать ужесточенных общепринятых в мировой науке критериев качественности исследования, они будут иметь сомнительную природу и пользу). В то же время, большинство успешных атлетов, по их же словам, прибегает к более общим представлениям об организме человека, ориентируясь в первую очередь на законы работы функциональных систем. Помимо, умозрительно выведенные принципы стимулирования мышечного роста еще Вейдерских времен до сих пор пользуются вниманием и общественной любовью по простой причине – они разнообразны и едва ли не каждый находит то, что работает применительно к нему. Смешно наблюдать, как эти принципы подвергаются экспериментальным исследованиям на группе из десяти-двадцати испытуемых, после чего с гордостью публикуется работоспособность изученного подхода. Бесспорно, подобные эксперименты объективнее с точки зрения науки, однако никакого открытия и новизны не несут, поскольку десятилетиями тысячи атлетов успешно использовали разработанные Вейдером принципы. Объяснения же, почему тот или иной метод тренировки работает, постфактум, имеют малую практическую ценность, так как скорее объясняют произошедшее, чем позволяют предсказывать и планировать результат. В «поле» же, многие прибегают к любым тренировочным средствам, пускай абсурдно выглядящим с точки зрения физиологии (хотя многие и не задумываются, как они там выглядят и с какой точки зрения), лишь бы получить результат. Есть предположение, что подобная картина проистекает в первую очередь из того, что мышечная гипертрофия – явление, происходящее на тканевом уровне биологической иерархии человеческого организма, изучено недостаточно подробно, чтобы можно было с уверенностью выводить какие-то тренировочные методы. Однако, об иерархии биологических уровней мы поговорим чуть позже, здесь подытожим, что методология тренировок в бодибилдинге имеет крайне интуитивную, эмпиричную основу.

Вторым представителем наиболее эмпиричного подхода к тренингу выступает Общая Физическая Подготовка, как соревновательная дисциплина, нашедшая воплощение в разных названиях. Казалось бы, как может быть эмпиричной и интуитивной основа любой подготовки во всех видах спорта? Разве не должна она быть наиболее обоснованной и прозрачной, раз служит фундаментом? Увы, прозрачность ушла (да и была ли?) вместе с появлением соревнований. Исторически сложилось, что для тестирования общей физической подготовки спортсменов, выраженной в силе, выносливости, гибкости, ловкости и быстроте, взяли за основу «постоянно варьируемые высокоинтенсивные функциональные движения». Что это значит? Каждые соревнования включают в себя разные соревновательные задания. Длительность, количество повторений, количество самих заданий, их содержание – все это переменные, от одного состязания к другому варьирующиеся в широком диапазоне. Единственное, что известно – проверке подвергнутся все физические качества спортсмена, каким же образом, остается неизвестно до самого начала мероприятия. Очевидно, спорный принцип «пойди туда, не знаю куда, будь готов к тому, не знаю к чему» выглядит привлекательно с идеологической стороны, почему и нашел отклик в широких массах, однако для пытающихся этот вид спорта изучать, предоставляет серьезные затруднения.

Отсутствие четких нормативов в спортивной дисциплине, анализ которых позволил бы определить вклад разных систем организма в конечный результат, изучение соревновательной стороны ОФП сильно осложняет. Можно сделать обширный мета анализ множества соревновательных заданий и классифицировать их по функциональным системам, обеспечивающим результат, однако велика вероятность, что на пути классификации станет понятно, что выделять что-то одно бессмысленно, когда вклад в результат оказывает каждая система и любая же может выступить ограничителем в результате по причине слабого развития. Наверное, единственный пример вменяемого подхода к целенаправленному совершенствованию в ОФП (конкретно в силе и выносливости), это гибридный тренинг Алекса Виады, однако же он включает вполне конкретные конечные тесты, никаких «случайных» заданий, да и круг этих конечных тестов несравнимо меньше, чем в известных соревновательных ОФП дисциплина.

Вторым фактором, осложняющим развитие ОФП, как вида спорта, является существующая методическая база. Беспрецедентная интуитивность построения тренировочных программ, распространившаяся среди тренеров и спортсменов, поражает воображение. Ключевая ирония заключается в том, что случайно составленные соревновательные задания должны выступать базовым тренировочным средством! Таким образом, вся методология тренировочного процесса в соревновательной ОФП скатывается до игры в рулетку, где единственным навигатором у спортсмена выступает банальное самочувствие. Для примера, приведем цитату из популярного методического издания, раскрывающего программирование тренировок в общей физической подготовке на продвинутом, «втором» уровне: «Многоповторная схема, вынуждающая атлета останавливаться много раз в одном подходе, будет хорошим стимулом для стойкости. Так же использование низко-мощностных движений, таких как турецкие подъемы в тренировке, полезно для развития координации, баланса и силы плеч под кардиореспираторным напряжением. Большую часть тренировок, однако, следует пытаться объединять просто и смело».

Просто и смело, уважаемые читатели. Слабоумие и отвага – ключ к прогрессу в спортивной тренировке 21 века. Сложно удержаться от сравнения, где в одной части Земли производитель заявляет о плановом переходе на 5-нанометровый техпроцесс в производстве чипов, на другом континенте эти чипы в составе сложнейших устройств будут использовать для изучения особенностей адаптации к высокоинтенсивному тренингу, составленному неизвестно как. Совершенно серьезно распространяемые методические указания подобного толка заставляют усомниться в хотя бы малейшей адекватности принципов программирования тренировок в соревновательной ОФП. Найти хоть какое-то внятное руководство, выраженное в объеме физических нагрузок, темпе выполнения, принципах планирования и повышения нагрузок, последовательности их наращивания, не представляется возможным. Ключевыми принципами построения нагрузки выступают: разнообразие… и все.

Работоспособность спортсменов, выраженную в различных механизмах энергообеспечения мышечных групп, ПАНО и других физиологических показателях, принято тестировать под нагрузкой на циклических тренажерах. Во-первых, легко варьируется интенсивность выполнения, во-вторых цикл движения не нарушается в ходе утомления – амплитуда поддерживается тренажером – мышцы последовательно рекрутируются в ходе работы. Обратите внимание, как выгодно отличаются циклические дисциплины в этом свете. Любые дистанции, по которым проводятся соревнования, исторически определились, приняты обществом и остаются неизменны – ясно, что изучать и к чему готовиться, устройство состязания относительно прозрачно, уместны (что тоже дискуссионно) корреляционные анализы с физиологическими тестами (которые, повторюсь, строятся тоже на циклической деятельности – ручные и велоэргометры, беговые дорожки, гребные тренажеры, ходьба и зашагивания). Когда цель спортивной подготовки поддается научному изучению – проще выстраивать обоснованные методы тренировки. Каков соблазн причислить ОФП к циклической дисциплине! Однако, возьмите любое упражнение, пусть даже с собственным весом тела, и сравните условную энергетическую стоимость со схожим циклическим движением. Например, движение в гребле и подтягивание. И там и там есть тяговое движение руками, пусть и в разных векторах. В гребле интенсивность можно держать на уровне, позволяющем без остановки выполнять работу длительное время. Возможно ли это в подтягиваниях? Разумеется нет, утомление наступит слишком быстро и понадобится отдых, как бы вы ни экономили силы. Сравните бег и приседания на одной ноге (пистолетики) – что быстрее исчерпает энергетические ресурсы и вынудит прервать выполнение? Циклические виды спорта характеризуются повторяющимися циклами, непрерывной работой. Ни отжимания, ни подтягивания, ни подъемы ног к перекладине и тому подобные движения, не могут относиться к элементам циклических видов спорта, по причине их высоких требований к минимальному порогу проявляемого усилия. Если в беге можно перейти на трусцу, но продолжить бежать, с перекладины вам придется спрыгнуть и прервать выполнение. Соответственно, как ни пытайся имитировать ряд упражнений из ОФП на велоэргометрах и других распространенных инструментах лабораторного тестирования, они будут качественно отличаться от оригинальных упражнений. Разумеется, можно проводить корреляционный анализ с физиологическими тестами, но погрешность будет значительно выше, практическая ценность исследования останется под вопросом.

Возможность серьезного научного исследования на тему методической составляющей разных соревновательных ОФП, по итогу, выглядит крайне сомнительной. Неопределенные соревновательные задания, в первую очередь, мешают точно установить, в каком количестве какое качество – сила или выносливость – будут представлены на состязаниях. Любое физическое качество в принципе имеет широчайший диапазон проявления. Например, как в циклических видах спорта выносливость может находить воплощение в разных дистанциях (в легкой атлетике от 800м до 42195м и более) и требовать разной программы подготовки, так и в ОФП длительность заданий может сильно варьироваться, поэтому изучать именно соревновательные комплексы не представляется уместным. Иначе это похоже на бросание костей – сегодня изучаем это, завтра то. Так же, в силу методической бедности большинства соревновательных ОФП, не ясно, как можно изучать их влияние на что бы то ни было в человеческом организме – например, на сердце, морфофункциональные особенности сердечнососудистой системы или еще что-либо. Любое научное исследование должно быть воспроизводимым, как нам уже известно, а как можно воспроизвести «просто и смело» разработанные тренировки, с различными «многоповторными схемами», с «хорошим стимулом для стойкости», без конкретного, прозрачного и внятного протокола формирования нагрузок для спортсмена? Разве что, один-в-один повторить всю программу тренировок. Поэтому, любые изучения влияния высокоинтенсивного тренинга на динамику медико-биологических показателей атлетов и тому подобные оставляют на свой счет много вопросов о достоверности, воспроизводимости и адекватности дизайна исследования. Допустим, в гипотетическом университете Южной Флориды проводится изучение динамики показателей спортсменов, занимающихся высокоинтенсивным, функциональным тренингом. Берутся за основу скоростно-силовые возможности мышц рук, ног, их же аэробные возможности, и тестируются на велоэргометрах (держим в уме погрешность при переносе на работу с собственным весом). Допустим, годовая динамика показала рост во всех направлениях. Возникает логичный вопрос – что послужило основой этого роста, что за тренировочная программа? Каков протокол составления нагрузок, а так же каков алгоритм повышения этих нагрузок? В каком количестве и согласно каким правилам атлетам прописывались упражнения? Просто и смело? Сколько спортсменов проходили это исследование? Один, десять, сто, тысяча? Это имеет огромное значение. Проходили ли они предварительную и текущую проверку допинг контролем? Это серьезная переменная, влияние которой на конечный результат исследования просто необходимо исключить, при изучении эффективности программы тренировок. Что уж говорить, если на протяжении исследования, например, группа испытуемых пополнялась, тем самым «размывая» и без того скудные показатели? Можно предположить, что если публикации и есть среди серьезных изданий, то они явно обделены толковым анализом, критическим изучением дизайна исследования, и скорее всего, пополняют не лучшую половину из упомянутых Ричардом Хортоном в статье для The Lancet.

К сожалению, наблюдается история, приведенная в начале главы из книги Ричарда Фейнмана. Для первоклассного научного исследования такой соревновательной дисциплины необходимо соблюсти множество условий, и ни одним нельзя пренебречь. Крайне необходимо классифицировать нагрузки по системам энергообеспечения, длительности, типам упражнений, среднему количеству повторений в каждом упражнении, ключевых мышечных группах. То есть, по итогу, в ходе изучения сотен (сотен!) соревновательных комплексов, можно было бы определить среднюю длительность соревнований, количество заданий, представленных на протяжении соревновательного периода и по итогу разработать список стандартизированных комплексов, которые могли бы сымитировать большинство полноценных состязаний среди высококвалифицированных атлетов. И уже эти комплексы изучать, проводить корреляционный анализ, ставить эксперименты, разрабатывать систему подготовки, имеющую научную основу и проходящую экспериментальную проверку. В таком многообразии задач, стоящих перед исследователями, сложно выделить нечто ключевое, что можно было бы изучить и пренебречь остальными факторами. Если не проявить максимальную педантичность и дотошность в дизайне исследования, то легко повторится история с крысами – будет изучено что угодно, но не сам изучаемый объект. Красивое исследование, с множественными анализами на сложных приборах, ворохом аббревиатур и графиков пополнит архив науки «самолетопоклонников».

При этом, разумеется, речи не идет, что «наука не работает». Работает еще как. Например, 22 декабря 2015 года SpaceX во главе с Илоном Маском приземлили ракету-носитель Falcon 9 на Землю, после выхода на околоземную орбиту. Напомню, эпохальное для мировой космонавтики событие предварил взрыв такой же ракеты во время попытки запуска несколькими месяцами ранее. И в то время, как успех в очередной раз демонстрирует торжество научного знания, неуспех не бросает камень в огород. Отнюдь, он лишь отображает силу человеческого фактора: недочеты, халатность, недостаточный предварительный анализ и наконец ошибка в общей модели, закравшаяся неизвестно куда. По заявлениям представительства Пентагона, на разработку одних лишь двигателей для этих ракет было выделено 180 миллионов долларов – такова цена научного прогресса сегодня. Таковы должны быть масштабы. Думаете, там не перепроверили все теории, все анализы, все модели и расчеты по десять раз? Уверен, такой дотошности еще поискать – не чета тому, что творится в проектировании программ тренировок спортсменов, пусть даже мирового класса. Все человеческий фактор. Еще большее влияние он имеет на биомедицину – в силу отличия друг от друга каждого индивидуума, биологической единицы, вероятность ошибки в построенной модели лечения/тренировки человека значительно выше. Этот факт – повод увеличивать количество испытуемых для минимизации влияния индивидуальных отличий каждого объекта на результат исследования. Но так же, это повод испытывать сомнения по поводу любого решения, основанного на «научных фактах». Увы, даже подкрепленные десятком другим ссылок, это все чаще предположения, чем факты. Реальность биологии и медицины на сегодня. Чем больше автор претендует на глубокую научность и попытки опираться на знания о функционирований уровней организма, лежащих в глубине биологической иерархии (клеточный и молекулярный, например), не сказать, чтобы сильно подробные и точные – тем выше шанс на построение ошибочной теории или модели. Или недостаточно верной.

Забавно, что едва ли не единственным диагностическим инструментом на тренировках у многих выступает пульсометр, да и то, не у всех, а претензии на работу с организмом при этом обращены к клеткам, тканям и молекулам. Вдвойне забавно, если используемый пульсометр будет работать по технологии фотоплетизмографии. Это такой зеленый лучик, просвечивающий ваши сосуды под кожей. Существует ключевая разница между работой нагрудных пульсометров, и световых пульсометров. Первый меряет длительность сердечного цикла R-R и работает по принципу электрокардиограммы, второй меряет длину пульсовой волны посредством просвечивания сосудов по специальной технологии. Уже на этом этапе становится прозрачной разница в принципах работы. Любые изменения в работе проводящих кровь сосудов (привет симпатическая и парасимпатическая НС) сказываются на разнице в показаниях между нагрудным и ручным пульсометрами – это даже в покое. Представьте себе активную работу руками (в процессе выполнения соревновательного задания, например), и попытку регистрировать показания работы ССС в этот момент. Вспомните про попытку строить тренировку на основе клеточных и молекулярных механизмов. Похоже на попытку разглядеть Юпитер, щерясь в театральный бинокль, и увидеть картинку, аналогичную снимку Вояджера. Мерещиться вам может что угодно, по факту же, вы увидите размытое изображение из полутора пикселей.

В итоге – непривычная ситуация. Сами по себе данные в области биологии и медицины, служащие основой спортивной науки, все больше дискредитируются в научном сообществе – где плохая организация эксперимента, где ошибочная интерпретация, недостаточная достоверность, иногда откровенный подлог и прочее. Получается, оставлять решающее слово за «научными обоснованиями» не обязательно? Видимо да, но от чего тогда отталкиваться – ведь внятного руководства, как выстраивать тренировочный процесс в соревновательной общей физической подготовке, нет. Наука, равно как эмпирика и интуиция, все еще вносит не менее ценный вклад в спортивную методологию, но важно не переоценить каждый из источников. Увы, в свете проблемы, описанной во вступительной главе, научные данные уже нельзя рассматривать как окончательный аргумент для принятия решения о каких-то тренировочных приемах. Полностью отказываться – тоже поспешно. Принимать во внимание, пожалуй, оптимальный способ взаимодействия с научным знанием в спортивной и в частности, тренерской деятельности на сегодня.