Амит Кетвала: Атлетичный мозг [Как нейробиология совершает революцию в спорте и помогает вам добиться высоких результатов]

Итак, наши мысли, чувства и действия, а также процессы обработки информации, которые Фил Калверхаус стремится воспроизвести в своих роботах, возникают благодаря определенным комбинациям нервных импульсов, в проведении которых могут быть задействованы миллионы нейронов. Глава 1 нашей книги посвящена тому, как мозг спортсмена мирового уровня научился использовать эти процессы и как благодаря этому ему удается делать то, что на первый взгляд кажется невозможным.

При выполнении подачи в крикете игрок, подающий мяч (боулер), может метнуть его со скоростью около 160 км/ч. В этом случае мяч долетает до игрока, отражающего его битой (бэтсмена), менее чем за полсекунды. Учитывая, что регистрация полета мяча занимает в мозгу бэтсмена около 200 миллисекунд, а на отражающее движение битой он затрачивает примерно 700 миллисекунд, непонятно, как ему в принципе удается попасть по мячу. Профессиональные бейсболисты и крикетисты регулярно справляются с такими подачами, при которых новичок либо будет вхолостую махать битой, либо получит синяки.

Ключом к этой загадке является механизм прогнозирования. Если робот может вычислить текущее положение мяча и рассчитать его предшествующее положение, то профессиональный спортсмен способен по ряду косвенных признаков определить вероятную траекторию дальнейшего движения мяча. Секрет мгновенной реакции кроется в умении считывать такую информацию, которую другие просто не замечают. Для научного обоснования этой гипотезы профессор Квинслендского университета (Австралия) Брюс Абернети с коллегами провел серию экспериментов с частичным перекрытием обзора, во время которых бэтсмену, готовящемуся отразить подачу, всячески ограничивали возможность видеть мяч. [7] Müller S., Abernethy B. & Farrow D. (2006). How do world-class cricket batsmen anticipate a bowler’s intention? // The Quarterly Journal of Experimental Psychology 59 (12). 2162–2186.

На самом деле все было вполне безопасно.

Бэтсмен был в специальных очках, затемняющихся по команде компьютера экспериментатора или от специальной педали во время подготовки боулера к броску. В одном из экспериментов участвовали по шесть профессиональных и начинающих бэтсменов, а также трое боулеров, выполнявших крученые подачи. Очки на бэтсменах затемнялись либо непосредственно перед тем, как боулер отправлял мяч в полет, либо перед отскоком от земли, либо оставлялись незатемненными. В итоге более опытные игроки гораздо лучше справились с отражением мяча, не имея возможности проследить весь его полет. Им помогла информация о положении тела боулера и движениях его руки. Другим экспериментом было доказано, что профессиональный игрок в крикет начинает менять положение ног вперед или назад еще до того, как мяч оказывается в воздухе, в то время как менее опытный крикетист будет ждать, пока траектория полета мяча не станет более очевидной. В более поздних экспериментах ученые еще радикальнее уменьшали количество визуальной информации, доступной бэтсмену. Выяснилось, что опытный игрок может точно спрогнозировать траекторию мяча по характеру движения суставов боулера при выполнении подачи и даже по движению одной лишь его руки.

Аналогичные результаты были получены и для других видов спорта. Так, Абернети показывал игрокам в сквош видеозапись действий соперника, затем прерывал ее за мгновение до того, как тот собирался нанести удар по мячу, и спрашивал, куда и с какой силой полетит мяч. [8] Abernethy B. (1990). Anticipation in squash: Differences in advance cue utilization between expert and novice players // Journal of Sports Sciences 8 (1). 17–34. В результате было доказано, что опытный игрок может извлечь из картинки больше информации, чем новичок. Когда появились соответствующие технические возможности, похожие эксперименты были проведены с участием теннисистов и футболистов, и ученые вновь пришли к тем же выводам. «Теперь все гораздо проще», — говорит Абернети в беседе со мной по скайпу из Брисбена. В конце 1970-х, когда он ставил свои первые эксперименты подобного рода, в его распоряжении не было компьютерных программ редактирования изображений. «Чтобы получить нужные кадры, приходилось переводить кучу пленки, — продолжает он. — А как мы боялись, что мяч угодит в камеру, ведь она стоила огромных денег! Причем отснять материал было еще даже не полдела. Сначала приходилось ждать одну, а то и две недели, пока пленку проявят. Потом вручную обрабатывать отдельные кадры: копировать, склеивать. У меня часть жизни ушла на то, чтобы под микроскопом аккуратно закрывать разные участки кадра кусочками черной пластмассы». С тех пор технологии шагнули далеко вперед: от пленки к цифре, затем к виртуальному изображению мяча, летящего прямо на человека, и далее к кинематической модели, на которой видны только светящиеся точки, показывающие расположение суставов. При этом ученые раз за разом приходят к одному и тому же заключению: мозг профессионала способен вычленить из потока предварительной информации мельчайшие детали, которых ему будет достаточно для того, чтобы принять решение и осуществить нужное действие.