Если ваша цель – стать больше и сильнее, неплохо будет узнать кое-что о работе нервной системы. Мышцы без управляющих ими нервов – это безжизненный пучок тканей. Именно поэтому в разговоре о мышцах физиологи редко обходят стороной «двигательный нейрон» (он же моторный нейрон) — нерв, который заставляет мышечные волокна сокращаться. Мышца без двигательного нейрона подобна автомобилю без двигателя.
Функция двигательного нейрона заключается в том, чтобы отдавать приказы мышечным волокнам, подобно тому, как военачальник отдает приказы своим солдатам. Мышечные волокна сокращаются при поступлении соответствующего сигнала от двигательного нейрона. Точно также группа солдат всегда подчиняется приказу своего командира.
Для увеличения мышечной массы и силы эффективнее всего тренировать самые крупные мышечные волокна. Лучшие программы тренировок, способные довести вас до изнеможения, характеризуются чрезвычайно высокими энергетическим затратами, так как в них задействуется большинство мышечных волокон.
Безусловно, включение мышечных волокон в работу возможно только при получении прямого приказа от головного мозга, передаваемого двигательными нейронами. Именно поэтому необходимо понимать, как работают наши двигательные нейроны и другие важные нервы.
Спинной мозг
Для того, чтобы данное обсуждение протекало в правильном русле, необходимо познакомиться с тем, как обычно спинной мозг и двигательные нейроны изображаются в учебниках по неврологии.
Диаметр спинного мозга примерно равен диаметру пальца. Спинной мозг идет от основания черепа до последнего позвонка. Он содержит миллионы нервных волокон, которые передают информацию конечностям, органам и головному мозгу.
Двигательные нейроны образуются в спинном мозге, откуда выходят в мышцы. Они постоянно получают информацию от головного мозга через нисходящий нервный путь. При увеличении объема информации, поступающей по нисходящему пути, может быть задействовано большее количество нейронов или же эти нейроны начинают быстрее работать. В любом случае, за счет указанного механизма повышается уровень усилия, который способны выработать ваши мышцы.
Принцип «размера»
В 1965 году профессор физиологии в Гарварде, доктор Элвуд Хеннеман опубликовал важное исследование по функции двигательных нейронов. Ученый и его коллеги обнаружили, что для «активации» двигательных нейронов наименьшего диаметра требуется более слабый электрический сигнал, чем для нейронов с большим диаметром.
Двигательные нейроны и прочие нервы в организме человека постоянно получают информацию от других нервов. Представьте, что такой непрерывный диалог нервов – это фоновый шум. Как только этот «диалог» достигает определенного напряжения, двигательный нейрон «загорается». Чтобы понять, почему эти анатомические сведения имеют важное значение для тренировок, давайте рассмотрим седалищный нерв (крупнейший нерв в организме).
Представьте себе пучок соломинок. Этот пучок – седалищный нерв, а соломинки – двигательные нейроны. В отличии от соломинок, двигательные нейроны имеют разный диаметр. Этот диаметр определяет последовательность активации нейронов. К примеру, предположим, что врач внедрил в седалищный нерв электронный стимулятор, причем кончик стимулятора находится на самом маленьком двигательном нейроне седалищного нерва. Если врач включит стимулятор на самой минимальной мощности и будет ее плавно повышать, на определенном уровне нейрон «включится». Далее электрический сигнал пройдет по двигательному нейрону, поступая к связанным с ним мышечным волокнам.
Именно на данной стадии происходящее становится по-настоящему важным.
Самый малый нейрон седалищного нерва связывается с самыми малыми мышечными волокнами. Тонкие двигательные нейроны соединяются с тонкими мышечными волокнами.Таким образом, этот двигательный нейрон вызывает сокращение маленького пучка, состоящего, к примеру, из 50 маленьких мышечных волокон. Естественно, что при этом вырабатывается малое мышечное усилие.
Теперь представим, что электронный стимулятор был внедрен в крупнейший двигательный нейрон. Этому нерву требуется значительно более сильный сигнал, чтобы «включится» в работу. Поскольку это крупный двигательный нейрон, он соединяется с самыми большими мышечными волокнами (по диаметру) и самым большим пучком мышц. Большой двигательный нейрон может вызывать сокращение 1000 крупных мышечных волокон. Надо ли говорить, что в этом случае бодибидер сможет поднять более тяжелый вес?
Сокращение мышц начинается с малых двигательных единиц и заканчивается крупными (принцип размера в процессе активации двигательных единиц), так как малые двигательные нейроны легче поддаются возбуждению, чем крупные двигательные нейроны.
Событие, представляющее угрозу для жизни, настолько усиливает нервный импульс, что задействуются все без исключения мышечные волокна. Это может дать человеку огромную силу и вы наверняка слыхали подобные истории выживания.
Непоследовательная активация
Фиксированный порядок активации двигательных единиц — лучшее объяснение тому, каким образом мышцы вырабатывают больше силы при нормальных условиях. Исследования с другими результатами обычно проводились на животных, физиология которых отличается от физиологии человека. Например, было установлено, что нормальный процесс активации двигательных единиц может быть изменен, если кот быстро движет лапой или африканский галаго пытается ускользнуть из лаборатории. Любой хороший ученый подтвердит, что явления, наблюдаемые у животных, не всегда можно спроецировать на человека.
Однако для нас важно то, каким образом регулируется процесс активации двигательных единиц при динамических сокращениях с умеренной или большой нагрузкой здоровых мышц. Например, как происходит активация двигательных единиц при выполнении тяжелой становой тяги с четырьмя повторами? Современные физиологи придерживаются мнения, что «принцип размера» по-прежнему наилучшим образом объясняет, как добиться большей выработки силы в процессе тренировки.
Тем не менее, в 2006 году Уокелинг и др. опубликовали интересное исследование человеческих мышц. При использовании поверхностной электромиографии ученые измерили мышечную активность трех икроножных мышц: камбаловидной мышцы, боковой головки икроножной мышцы и медиальной головки икроножной мышцы. Согласно полученным данным, медиальная головка икроножной мышцы может задействовать преимущественно крупнейшие двигательные единицы. Это исследование поразительно, так как оно противоречит теории о том, что при произвольных движениях двигательные единицы человека всегда активируются в фиксированном порядке. Если «включаются» крупнейшие двигательные единицы, то меньшим двигательным единицам приходится работать с большой скоростью, чтобы удержать нагрузку.
Так как же возможно это преимущественное «включение» быстрых/крупных двигательных единиц? Прежде чем мы перейдем к этому, важно понять, каким образом происходит активация двигательных нейронов.
До начала любых произвольных движений несколько участков головного мозга посылают сигналы, которые по нисходящему пути поступают в спинной мозг, где находятся двигательные нейроны. Двигательные нейроны, задействующие мышцы рук, выходят из спинного мозга выше, чем нейроны, отвечающие за работу мышц ног. Двигательные нейроны, задействующие двуглавные мышцы плеча, выходят из спинного мозга на уровне пятого шейного позвонка (C5).
Предположим, что у вас 100 двигательных нейронов, от самых маленьких до самых крупных. Эти нейроны включают в работу все мышечные волокна в двуглавных мышцах плеча (бицепс). Если вы медленно сгибаете руку с 10 кг гантелей, вы активируете, к примеру, первые 25 двигательных нейронов, которые присоединяются к 25 разным пучкам мышечных волокон. Тем не менее, приложив достаточное сознательное усилие для того, чтобы поднять 10 кг гантель как можно быстрее, вы можете задействовать, к примеру, 90 из 100 двигательных нейронов, так как вы значительно усиливаете импульс, идущий по нисходящему нервному пути.
Да, вы уже наверняка поняли, к чему мы клоним… Один из простых способов активировать больше двигательных нейронов — сосредоточиться на том, чтобы сделать подъем максимально быстро еще до того, как он начнется. Этот сознательный импульс обеспечит эффективное увеличение количества двигательных нейронов, готовых к активации. Благодаря этому вы сможете выработать большее усилий за меньший срок.
Однако в спинном мозге находятся и другие нервы (промежуточные нейроны), которые получают сигнал от двигательных нейронов и «общаются» с ними. Один их таких промежуточных нейронов, а именно клетки Реншо, могут ингибировать двигательные нейроны и предотвращать их активацию. Клетки Реншо поддерживают постоянную обратную связь с активированными двигательными нейронами. Клетки отслеживает уровень активности двигательных нейронов, одновременно принимая постоянный сигнал от головного мозга. Таким образом, одна из гипотез, объясняющая, каким образом происходит нарушение порядка активации двигательных единиц, связана с клетками Реншо. При «включение» более крупных двигательных нейронов клетки Реншо выключают меньшие двигательные нейроны.
Практика
Так каким же образом участники исследования добивались преимущественной активации крупнейших двигательных единиц? Ответ прост — за счет быстрого сокращения мышц.
Из всей этой статьи важно запомнить простую вещь. В программу тренировок следует включить быстрые сокращения. Как говорится в работе Уокелинга, «эти результаты показывают, что одним из факторов, ведущих к преимущественной активации более быстрых двигательных единиц, является быстрое сокращение мышцы».
Цель тренировок, направленных на увеличение размера и силы мышц, должна заключаться в активации крупнейших двигательных единиц. Всем известно, что нужно тренироваться с тяжелыми весами, чтобы стать большим и сильным. Однако редко когда упоминается важность «взрывных» сокращений. Исследование Уокелинга – это просто еще одно научное доказательство, демонстрирующее, как быстрые сокращения активируют наиболее мощные мышечные волокна.
Можно тренироваться с тяжелыми весами, можно со средними, но не забывать про «взрывной» стиль повторений. Оба этих метода усиливают нервный импульс, идущий к вашим мышцам.
Важно! Резкое усилие увеличивает риск получения травмы в случае, если мышцы не разогреты как следует либо недостаточно восстановлены после прошлых травм. Берегите себя на пути к вашей цели.