Почему после умственно тяжёлого дня тренироваться действительно труднее

Мышцы работают почти так же, но мозг раньше повышает субъективную «цену» усилия

После сложного рабочего дня знакомая пробежка иногда неожиданно превращается в тяжёлую. Темп тот же. Маршрут тот же. Ноги вроде бы в порядке — но каждый километр требует заметно больше усилий.

Обычно этому легко найти бытовое объяснение: «просто устал». Новая работа, опубликованная в Peer Community Journal, позволяет гораздо точнее понять, что может скрываться за этим ощущением.

Дело может быть не только в состоянии мышц.

Сначала участников утомили не велосипедом, а задачей на внимание

В исследовании участвовали 18 человек. Дизайн был перекрёстным: каждый человек проходил оба экспериментальных условия, поэтому фактически служил контролем самому себе.

В один день участники в течение часа смотрели нейтральный документальный фильм.

В другой — час выполняли продолжительный тест Струпа.

Это классическая задача на когнитивный контроль. Например, перед человеком появляется слово «КРАСНЫЙ», написанное зелёным цветом. Нужно назвать не прочитанное слово, а цвет шрифта.

Мозгу приходится снова и снова подавлять автоматическую реакцию — чтение слова — и выбирать правильный ответ. Именно такое длительное поддержание контроля должно было вызвать умственную усталость.

После этого начиналась физическая часть эксперимента.

Затем всех посадили на один и тот же велосипед

Участники крутили педали велоэргометра с нагрузкой, соответствующей 80% их пиковой мощности.

Задача была простой: продолжать настолько долго, насколько возможно.

После документального фильма среднее время составило 999 секунд — примерно 16 минут 39 секунд.

После часа теста Струпа — 887 секунд, около 14 минут 47 секунд.

Разница — приблизительно 112 секунд, или 1 минуту 52 секунды.

У 15 из 18 участников результат после когнитивной нагрузки оказался хуже.

Но наиболее интересным было не то, что люди остановились раньше.

Исследователи попытались выяснить, что именно изменилось во время физической работы.

Электрическая активность десяти мышц не объяснила разницу

Во время езды исследователи регистрировали поверхностную электромиографию — EMG — десяти мышц правой ноги.

Электромиография измеряет электрические сигналы, связанные с активацией мышц. В данном случае наблюдали за мышцами бедра, ягодичной области и голени.

Логичная гипотеза выглядела так: возможно, после умственной усталости меняется моторная команда, поступающая к мышцам, а вслед за ней — характер их активации. Это могло бы объяснить более ранний отказ от нагрузки.

Но исследование эту гипотезу не подтвердило.

Ни для одной из десяти исследованных мышц авторы не обнаружили статистически значимых различий в измеряемых EMG-параметрах между двумя условиями.

Это важное уточнение. Результат не означает, что после умственной нагрузки «в мышцах вообще ничего не меняется». Поверхностная электромиография видит лишь определённую часть сложной системы управления движением и может не обнаруживать небольшие изменения.

Но очевидного изменения мышечной активации, которое объяснило бы потерю выносливости, исследователи не нашли.

И именно здесь начинается самая интересная часть работы.

Изменились не ноги, а ощущение того, насколько тяжело ими работать

Участников регулярно спрашивали, насколько тяжёлым им кажется физическое усилие.

Это называется восприятие усилия (perception of effort). Оно описывает не боль в мышцах и не абстрактное чувство усталости, а субъективное ощущение того, насколько трудно и интенсивно приходится работать телу.

После теста Струпа одна и та же физическая задача ощущалась тяжелее уже с начала велотеста.

Более того, по мере продолжения упражнения ощущение усилия нарастало быстрее.

Получается любопытное расхождение:

• физическая нагрузка была задана одинаково;
• измеряемая EMG-активация мышц существенно не отличалась;
• а субъективная трудность выполнения этой нагрузки была разной.

И это, вероятно, ключ к результату.

Момент осознания: предел выносливости находится не только в мышцах

Когда человек выполняет длительную нагрузку, он не просто ждёт момента, когда мышцы физически перестанут сокращаться.

Мозг постоянно оценивает, насколько тяжело продолжать работу.

Представьте две пробежки с одинаковым темпом 6 минут на километр.

В один день этот темп воспринимается как комфортный. В другой после недосыпа, сложных переговоров и нескольких часов напряжённой концентрации те же 6 минут на километр могут ощущаться совсем иначе.

Физическая задача объективно осталась прежней.

Поэтому фразу «мозг решил остановиться раньше» можно использовать как понятную метафору, но не следует понимать буквально. Исследование не обнаружило отдельного нейронного переключателя, который отдаёт команду «хватит».

Оно показало другое: после когнитивного утомления участники воспринимали одинаковую физическую работу как более тяжёлую и прекращали её раньше, хотя стандартная поверхностная EMG не выявила соответствующего изменения активации мышц.

Почему выносливость особенно чувствительна к умственной усталости

Это помогает понять ещё одну особенность.

Предыдущие исследования показывали, что когнитивное утомление не обязательно одинаково влияет на разные виды физической работы. Максимальная сила, мощность и короткие анаэробные усилия часто оказываются менее чувствительными к нему, чем продолжительная работа на выносливость.

Для тренировки на выносливость недостаточно один раз максимально напрячь мышцы.

Нужно много минут подряд регулировать усилие: продолжать или остановиться, сохранить темп или снизить его, терпеть возрастающую субъективную тяжесть или изменить интенсивность.

Поэтому восприятие усилия становится частью самого механизма поддержания физической работы.

Новая работа особенно интересна тем, что исследователи одновременно измеряли это восприятие и электрическую активность сразу десяти мышц.

Результаты хорошо согласуются с более ранней литературой: ещё систематический обзор 2017 года обнаружил, что умственная усталость чаще ухудшает именно выносливость и сопровождается повышенным восприятием усилия, тогда как ряд обычных физиологических показателей меняется значительно меньше.

Однако научная картина не абсолютно однозначна. Некоторые метаанализы обращали внимание на неоднородность исследований и возможное влияние публикационных смещений. Более поздний систематический обзор также подтвердил средний отрицательный эффект умственной усталости на выносливость, но показал заметные индивидуальные различия.

То есть эффект существует не как универсальный закон «подумал — стал слабее», а как психофизиологическое явление, величина которого может различаться между людьми и ситуациями.

Офисный день нельзя приравнять к часу теста Струпа

Здесь особенно важно не сделать из красивого эксперимента слишком широкий бытовой вывод.

В исследовании было всего 18 участников.

Умственную усталость создавали искусственно — часом непрерывной когнитивной задачи. Обычный рабочий день устроен намного сложнее: периоды концентрации чередуются с разговорами, ходьбой, едой, отдыхом и другими занятиями.

Поэтому из результатов нельзя заключить, что восемь часов работы за компьютером обязательно сократят вашу вечернюю пробежку примерно на две минуты.

Нельзя утверждать и то, что мышцы после когнитивной нагрузки физиологически совершенно идентичны мышцам после отдыха. EMG не измеряет запасы энергии в мышце и не регистрирует все процессы в нервной системе.

Корректный вывод уже и одновременно интереснее: в этом эксперименте умственное утомление ухудшило продолжительность работы на выносливость без обнаруживаемого изменения EMG-активации мышц, но с отчётливым увеличением воспринимаемого усилия.

Что это меняет для человека, который тренируется после работы

Исследование не говорит, что после интеллектуальной работы следует отменять тренировку.

Для большинства людей цель обычной тренировки — не показать максимальный результат любой ценой. Поэтому ощущение, что привычная нагрузка сегодня даётся тяжелее, само по себе ещё не означает, что тренироваться бессмысленно.

Но работа помогает понять одну распространённую ситуацию.

Если после напряжённого дня знакомый темп вдруг кажется непривычно тяжёлым, причина необязательно заключается только в ухудшении физической формы или состоянии мышц. Предшествующая когнитивная нагрузка может изменить восприятие последующего физического усилия.

Для соревнований вопрос становится интереснее. Один из авторов работы, профессор Benjamin Pageaux, предполагает, что перед стартами, где критична максимальная выносливость, может иметь смысл избегать значительной когнитивной перегрузки непосредственно перед физической работой.

При этом исследователи рассматривают и противоположную идею — тренировку выносливости мозга (brain endurance training), когда когнитивную нагрузку намеренно добавляют до или во время физических тренировок.

Но это уже отдельная область исследований, а не основание специально изматывать себя умственными задачами перед каждой пробежкой.

Главный вопрос теперь — что происходит между мозгом и ощущением усилия

Новая работа отвечает на один вопрос, но оставляет другой.

Она не обнаружила ожидаемого изменения мышечной активации. Значит, следующий шаг — искать более тонкие нейрофизиологические процессы, которые обычная поверхностная EMG не способна показать.

Авторы прямо предлагают сочетать электромиографию с более чувствительными методами исследования нервной системы.

Это важно ещё и потому, что «восприятие усилия» не следует понимать как что-то воображаемое.

Ощущение тяжести физической работы — реальная часть системы регулирования поведения. Именно на основании этой информации человек решает, способен ли он поддерживать заданную интенсивность ещё минуту, десять минут или час.

И умственная усталость, судя по эксперименту, способна сдвинуть эту оценку ещё до того, как привычная физическая работа успела по-настоящему развернуться.