Уровень физической подготовки — это результат воздействия множества различных факторов, которые работают вместе для его достижения. Ничто не демонстрирует эту сложность более наглядно, чем «мышечная память».

Поскольку термин «мышечная память» используется в двух разных контекстах, стоит рассмотреть каждый из них по очереди, чтобы лучше понять, что происходит и что именно мы описываем. В первом случае подразумевается, что мышцы обладают своеобразной памятью в отношении физической формы и могут вернуться в нее после того, как человек немного расслабился или потерял уровень физической подготовки в результате перерыва, связанного с травмой. Во втором случае речь идет о том, что мышцы имеют некую встроенную память о том, как они двигаются, например, когда вы учитесь бросать мяч, уворачиваться от ударов или даже ездить на велосипеде, поэтому они могут повторить это действие гораздо позже, даже если мы не тренировали это движение некоторое время.

Правда ли это? До недавнего времени все, на что мы могли ориентироваться, — это распространенная в спортивных кругах информация по первому вопросу и несколько малопонятных исследований 70-х годов по второму. Те, кто был сильно вовлечен в фитнес, интуитивно чувствовали, что они правы в обоих случаях, но у них не было реальной теории, подтверждающей их личный опыт, а те, кто изучал физиологию человека и рост мышц, как оказалось, смотрели не на те вещи, что привело их к созданию неправильной теории.

Давайте немного разберемся в этом вопросе, рассмотрев каждый из них в отдельности, а затем оба вместе, чтобы увидеть, где происходят совпадения и как можно извлечь максимальную пользу из современного состояния понимания того, как работает мышечная память.

Мышцы обладают памятью о своей физической форме

Идея о том, что мышцы обладают некой памятью, возникла из наблюдений и дискуссий о том, что тренированные спортсмены, вернувшиеся после длительного перерыва, связанного с травмой или перерывом в тренировках, и начинавшие занятия с нетренированного уровня, быстрее приходят в форму, чем те, кто не имел такой же физической подготовки, как они.

Каждый, кто по каким-либо причинам вынужден был прекратить тренировки, знает, как быстро реагирует организм на перерыв. Очень быстро уменьшается мышечная масса, резко падает выносливость. С эволюционной точки зрения это вполне логично. Мышцы являются метаболически дорогими, поскольку для их поддержания требуется большое количество энергии. В тот момент, когда организм чувствует, что он больше не нуждается в ней, начинается процесс их сокращения, позволяющий сохранять энергию.

Еще в 2016 г. исследование, проведенное Малене Линдхольм, молекулярным физиологом из Каролинского института в Стокгольме, показало, что мышечная ткань не обладает «памятью» о прошлых тренировках. В этом исследовании участвовало 23 человека, ведущих малоподвижный образ жизни. Их попросили прийти в лабораторию, где течение 45 минут они производили удары одной ногой со скоростью 1 удар в секунду. Участники повторяли это упражнение четыре раза в неделю в течение трех месяцев. Затем они сделали перерыв на девять месяцев и вернулись, чтобы повторить тренировку, но на этот раз они делали удары обеими ногами.

Ученые взяли биопсию мышц испытуемых до и после обеих тренировок и проанализировали, какие гены были активны в мышечной ткани каждой ноги. Результаты исследования показали, что в тренированной и нетренированной мышечной ткани происходят совершенно одинаковые физиологические изменения.

Первое изменение, которое происходит в мышцах при тренировке, — это увеличение количества ядер. Ядра отвечают за выработку белка, необходимого для роста и восстановления самой мышцы. Белки, а также другие химические мессенджеры, вырабатываемые каждым ядром мышечной клетки, необходимы для здорового функционирования мышечной ткани во время тренировки. Чем больше ядер в мышце, тем лучше она реагирует на тяжелые физические нагрузки, тем она сильнее и выносливее. Существует также предположение, что количество ядер, размножаясь, в конечном итоге играет роль в увеличении размеров самой мышцы.

В исследовании Каролинского института 2016 г. рассматривались точно такие же параметры изменений в мышечной ткани, как и во всех предыдущих исследованиях:

• Размер соединительной ткани
• Размер мышечных волокон
• Экспрессия генов во время тренировки
• Силовая производительность тренированной и нетренированной ноги

Результаты исследования показали, что, несмотря на то, что одна из ног ранее прошла трехмесячную тренировочную программу, существенных отличий в экспрессии генов и силовых показателях от нетренированной ноги не было. Исследователи в своей работе отметили, что имеются некоторые признаки небольших различий, но ничего достаточно убедительного, чтобы изменить их мнение о том, что мышцы не обладают мышечной памятью.

Как оказалось, изучая показатели во время тренировки и проводя биопсию мышц, исследователи обратили внимание не на ту часть механизма, которая управляет мышечной памятью. Действительно, тренированные и нетренированные мышцы не имеют различий в экспрессии генов во время тренировки, когда они наращивают свою мышечную силу. Но это не означает, что изменения не происходят на гораздо более глубоком, а значит, и более сложном для обнаружения уровне.

Спустя всего два года после исследования Каролинского института ученые из Университета Кила провели более глубокое повторное исследование, в котором изучались изменения в тренированных и нетренированных мышцах во время тренировки на клеточном уровне.

«В исследовании, которое длилось 22 недели, приняли участие восемь нетренированных мужчин. Каждый испытуемый проходил период целенаправленной тренировки с сопротивлением, затем следовал период бездействия, а затем еще один отрезок тренировки. В нескольких точках исследования были взяты биопсии мышц, и более 850 000 геномных участков были проанализированы на предмет эпигенетических изменений».

В результате подтвердилось то, о чем уже давно знают все спортсмены и спортивные тренеры: мышцы, которые уже тренировались ранее, легче возвращаются в тренированное состояние, чем нетренированные мышцы, строящиеся в первый раз. Причина этого кроется в эпигенетических изменениях, происходящих на уровне каждой отдельной клетки. Определенные участки каждой клетки отвечают за рост мышц и увеличение их силы. При прекращении тренировок происходит сначала медленное, а затем все более быстрое уменьшение размеров и силы мышц, но гены, отвечающие за их рост, не исчезают.

Это означает, что мышцы, которые когда-то были сильными, могут быстро увеличить производство белков, необходимых для наращивания мышечной массы. Из этого можно сделать три вывода и выделить одну небольшую, но важную деталь, на которую в исследовании не было обращено должного внимания.

Сначала о главном:

A. Мышцы действительно обладают памятью о своей прежней физической форме и силе, закодированной в их генах, и это позволяет им быстрее восстанавливать силу, когда они ее теряют.

Б. Устойчивые физические нагрузки вызывают эпигенетические изменения на клеточном уровне, которые, по сути, позволяют нам модифицировать нашу ДНК (в пределах определенных параметров).

C. Физическая активность со временем создает новую версию нас самих, которая сохраняется даже после прекращения занятий. По сути, мы являемся архитекторами своего физического «я».

Недостаточно подчеркнутая деталь заключается в том, что, хотя перетренировать мышцы легче, если мы уже тренировались раньше, с возрастом способность мышц запоминать свои силовые возможности ослабевает. А это значит, что лучше соблюдать режим тренировок, чем полагаться на прошлую славу и позволять себе расслабляться, думая, что мы в любой момент сможем вернуться к прерванному занятию.

Существует более одного вида мышечной памяти

Это приводит нас ко второму виду «памяти», связанному с мышцами, — их способности запоминать специфические, сложные двигательные паттерны. Езда на велосипеде, вероятно, является самым простым примером, потому что она показывает точную степень этой способности, а также ее ограничения.

Сядьте на велосипед после длительного перерыва, и, хотя вам не придется заново осваивать этот навык, вы обнаружите, что как-то «заржавели». Некоторые движения у вас получаются немного неуверенно, а на других приходится концентрироваться.

Мастера боевых искусств, боксеры, танцоры и гимнасты хорошо знают, что этот вид мышечной памяти зарождается в головном мозге и распространяется на тело через центральную нервную систему и сложные нейронные связи, образующиеся в головном мозге.

Этот вид мышечной памяти — не истинная память мышцы, а память мозга об определенном движении мышцы, которое контролируется сетью нейронов. Когда мы заучиваем и затем повторяем определенное движение, то со временем связи, управляющие этим движением, укрепляются, и сигналы проходят быстро и без колебаний.

Чтобы объяснить это более подробно, уточним, что мышечная память такого типа хранится в клетках Перкинье мозжечка, где мозг кодирует информацию и фиксирует правильность или неправильность определенных движений. Затем мозг постепенно направляет все больше энергии на правильное действие и сохраняет его в долговременной памяти. После того как действие запомнено, для его повторения требуется меньше усилий мозга. И тогда движение начинает казаться естественным.

Более быстрые рефлексы, сложные двигательные навыки и способность перемещать свое тело в трехмерном пространстве со скоростью, точностью и аккуратностью — все это часть этого механизма, который работает постоянно. Так мы учимся ходить, так мы оттачиваем технику бега, так мы учимся сложным танцевальным или атлетическим движениям, требующих терпения и настойчивости.

Из этого можно сделать два вывода, и оба они очень важны: Во-первых, все, что мы делаем — от ловли мяча до протягивания одной руки, чтобы включить кондиционер в машине, — активирует сенсоры, называемые проприоцепторами, в наших мышцах, сухожилиях и суставах, которые передают информацию в центральную нервную систему. Затем тело учится интерпретировать все эти данные, передавая их обратно в мозг в зависимости от того, насколько успешно мы действовали. Набор танцевальных движений или сложная серия шагов в боевых искусствах, которые приводят к желаемому результату, отправляются в мозг для кодирования и запоминания. Если же этого не происходит, если мы спотыкаемся о собственные ноги во время танца или забываем, в какую сторону нужно бить ногой или кулаком в хореографии боевых искусств, то информация отбрасывается. Мозг даже не успевает закодировать, что было не так.

Именно поэтому повторение действий приближает нас к успеху. Каждый раз, когда мы добиваемся успеха, мозг получает сигналы, которые он кодирует, чтобы мы могли запомнить их как «мышечную память», а каждый раз, когда мы терпим неудачу, он этого не делает, и эти данные просто теряются.

Хорошая новость заключается в том, что, когда наш мозг сформировал определенные нейронные сети для управления движением и закодировал все связанные с ним воспоминания, мы можем выполнять это действие, даже если не практикуем его в течение длительного времени. Но, опять же, в наших возможностях будет присутствовать некоторая «ржавчина», поскольку нейронные связи в мозге, управляющие этим движением, ослабнут от неупотребления.

Практические выводы

Здесь есть несколько практических выводов, которые непосредственно влияют на фитнес, мотивацию и здоровье, и оба типа мышечной памяти являются ключевыми для них.

Для клеточной мышечной памяти:

• Для того чтобы произошли изменения на клеточном уровне, необходимы постоянные тренировки в течение как минимум трех месяцев. Это также минимальный срок для тех, кто тренируется три раза в неделю, чтобы сначала почувствовать, а затем увидеть некоторые изменения в своей производительности и мускулатуре.
• Чем мы моложе, когда начинаем тренироваться, тем лучше для типа клеточной мышечной памяти, которую мы развиваем.
• Тренированные мышцы, прошедшие детренировку, быстрее реагируют на тренировку.
• Разнообразные тренировочные программы, в которых мышцы постоянно испытывают трудности, обеспечивают более быструю клеточную адаптацию. Таким образом, добавление разнообразия в тренировочный процесс при сохранении высокого уровня нагрузки на мышцы позволяет добиться более быстрых результатов.

Для нервно-мышечной памяти:

• Повторение сложных движений необходимо для развития нейронных и двигательных навыков.
• Танцевальные и боевые движения обеспечивают наилучшую нейронную адаптацию.
• Развитие сложной нейромышечной памяти способствует улучшению когнитивных функций.
• Нейронная мышечная память, сформировавшись, требует подкрепления для поддержания прочности связей, поэтому важна практика.

В настоящее время оба типа мышечной памяти гораздо лучше изучены, и они образуют картину, в которой разум и тело тесно переплетены, одно подпитывает другое, и оба изменяются от этой связи.

Источники

The Role of Learning in Coordination and Strength Training
Muscle Memory Exists at DNA Level
Human Skeletal Muscle Possesses an Epigenetic Memory of Hypertrophy
Strength and skeletal muscle adaptations in heavy-resistance-trained women after detraining and retraining
The Impact of Endurance Training on Human Skeletal Muscle Memory, Global Isoform Expression and Novel Transcripts
Number and spatial distribution of nuclei in the muscle fibres of normal mice studied in vivo