Как работает мышечная память
Обновлено: 01.07.2024
Согласно новому исследованию, опубликованному в выпуске Cell Reports от 8 июня, создание «мышечной памяти», то есть развитие нового навыка с помощью практики, не работает так, как вы, вероятно, думаете. У вас, несомненно, был разочаровывающий опыт в изучении нового навыка, когда вы продолжаете ошибаться, даже если делаете повторные попытки снова и снова. Тем не менее, если вы ненадолго отложите задачу и вернетесь к ней позже, вы обнаружите, что стали намного опытнее. При изучении нового навыка оказывается, что перерывы между повторениями — это то место, где происходит действие. Наблюдая за тем, как нейронная активность мозга изменяется во время обучения новому навыку, исследователи сообщают, что мысленное «мгновенное воспроизведение» после каждого действия имеет решающее значение для совершенствования навыка. Более того, эти ментальные воспоминания ранее не учитывались учеными по удивительной причине.
Вы можете разучивать сложное музыкальное произведение на фортепиано снова и снова, но прочная память об исполнении этого исполнения не закладывается, пока вы щекочете слоновую кость. Обучение начинается после того, как вы уберете пальцы с клавиш и возьмете пять. Новое исследование активности мозга показывает, что одни и те же нейронные сети, координированно активируемые во время тренировки, автоматически воспроизводят в уме одну и ту же последовательность во время перерывов между повторениями. Это объясняет, почему перемежающиеся короткие перерывы между повторениями гораздо лучше кодируют воспоминания о навыках, чем упорное повторение того же количества практических занятий подряд.
Почему же тогда эта необходимая мысленная репетиция после выступления не очевидна для нас, когда мы изо всех сил пытаемся освоить новый навык? Оказывается, «мысленный мгновенный повтор» проносится через мозг с невероятной скоростью — в 20 раз быстрее, чем первоначальный опыт.
В этом новом исследовании участникам эксперимента было предложено как можно быстрее набрать последовательность из пяти чисел, отображаемых на экране компьютера. Чтобы усложнить задачу, испытуемые должны были набирать последовательность чисел левой рукой, если они были правшами (и наоборот), используя мизинец для ввода первого числа, безымянный палец для ввода второго. , средний палец набирает третье число, а указательный палец набирает четвертое число. Использование больших пальцев было запрещено, поэтому мизинец набрал пятую цифру. Эта задача мало чем отличается от того, как гитарист учится точно манипулировать правильными пальцами на своей левой руке, когда они учатся играть новое соло на гитаре. Участникам давали 10-секундные пробы, чередующиеся с 10-секундными перерывами, и просили набирать последовательность чисел как можно быстрее и точнее в течение каждого 10-секундного периода практики. Естественно, их мастерство улучшалось с каждым испытанием, так что к 36-му раунду они могли правильно отстукивать последовательность мгновенно и с гораздо меньшими сознательными усилиями, чем в первый раз.
Исследователи использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) для мониторинга активности мозга. МЭГ работает так же, как и более знакомая ЭЭГ, которая определяет электрическую активность мозга с помощью массива электродов на коже головы, но МЭГ обнаруживает магнитную составляющую электромагнитных реакций мозга, а не электрическую составляющую. Магнитные поля проходят через мозг и череп с гораздо меньшими искажениями, чем электрические поля, которые следуют по пути наименьшего сопротивления через ткань, поэтому МЭГ позволяет исследователям лучше определять, где нервная активность протекает внутри мозга. В этом исследовании 275 магнитных датчиков, расположенных по всей коже головы, позволили исследователям с большой точностью определить расположение электрически активных цепей в мозге.
Без каких-либо причудливых инструментов контрольная подсказка в данных подсказывала исследователям, как мозг осваивал этот новый навык. Просто измерив, насколько улучшилась производительность в течение 36 тренировок, стало ясно, что навыки повышались ступенчато, и каждое повторение становилось немного лучше, чем предыдущее. То есть скорость и точность не увеличивались в течение каждой 10-секундной тренировки; он увеличивался после каждого 10-секундного периода отдыха, так что производительность была постепенно лучше в следующем пробном сеансе. Ясно, что улучшение было результатом того, чем мозг занимался во время отдыха.
Полная последовательность нейронной активности, обнаруженная MEG во время каждого пробного сеанса, воспроизводилась в мозгу в течение каждого 10-секундного периода отдыха, но мгновенные повторы проносились через мозг в 20 раз быстрее, чем при живом исполнении.Нейронная активность пронзила части мозга, которые, как известно, важны для памяти и двигательных навыков, особенно в гиппокампе и сенсомоторной коре, а также в других областях.
Сравнивая, как улучшение этого навыка коррелирует со скоростью мысленных воспоминаний во время периодов отдыха, исследователи обнаружили, что по мере того, как частота мысленных воспроизведений увеличивалась в течение 36 тренировочных занятий, увеличивался и фактический навык набора последовательности. пропорционально улучшать. Нет необходимости в подробном описании — исследователи могли предсказать, насколько хорошо субъект может работать, просто измеряя, насколько быстро мысленный мгновенный повтор протекал в его мозгу.
Тот факт, что обучение улучшается за счет предоставления интервалов отдыха, а не за счет того же количества упражнений подряд, хорошо известен. Точно так же хорошо задокументирована важность сна для улучшения устойчивых воспоминаний и обучения новым навыкам. В экспериментах на животных было показано, что крысы, учащиеся преодолевать новый лабиринт, воспроизводят опыт в своей мозговой деятельности во время сна, и это закрепляет этот опыт в памяти. Но теперь мы знаем, что подобный процесс происходит очень быстро, когда мы бодрствуем в промежутках между практиками. Это новое исследование дает новое понимание на уровне функции мозга того, почему перерывы для автономной умственной обработки необходимы для обучения, и добавляет важный вывод о том, что мгновенное воспроизведение между практическими занятиями чрезвычайно быстро проносится через мозг. Раньше все это было легко упустить из виду, потому что мысленное воспроизведение со скоростью, в 20 раз превышающей нормальную, слишком быстро для того, чтобы мысленные образы разыгрывались как сознательная мысленная репетиция.
Поэтому "возьмите еще раз сверху", но на самом деле холод между тактами прокладывает следы в вашем мозгу.
COVID-19 вынудил многих из нас сделать незапланированный длительный перерыв в спортзале. Перерывы в тренировках могут быть полезны для тела, но если вы были на карантине и взяли перерыв на несколько месяцев, скорее всего, вы потеряли силу и размер.
Итак, когда ваши мышцы восстановятся после того, как вы снова начнете тренироваться и двигать блины на перекладине?
Хорошая новость заключается в том, что вы не начнете с первого дня, так как вы, вероятно, заложили фундамент силы и мышечной памяти со всей своей тяжелой работой. Конечно, это также не означает, что вернуть его будет легко.
Вы по-прежнему должны работать, правильно питаться и иметь структурированный план атаки, но мышечная память и силовые тренировки подобны клише о езде на велосипеде: как только вы научитесь этому, вы сможете вернуться. в канавку даже после длительного перерыва.
Подробнее о том, чего ожидать:
Что такое мышечная память?
Мышечная память – это закрепление в памяти определенной двигательной задачи посредством повторения.
Хотя ваши мышцы сами по себе ничего не помнят, они полны нейронов, прикрепленных к вашей нервной системе, которые играют роль в обучении моторике. Любое движение требует мозговой активности, и повторение движения, даже сложного, достаточное количество раз запускает узнаваемые паттерны в областях вашего мозга, отвечающих за двигательные навыки. Это приводит к выученным движениям, которые в будущем потребуют меньше умственных усилий.
Сколько времени нужно для достижения мышечной памяти?
Если вы спросите Малкольма Гладуэлла, на овладение навыком уходит примерно 10 000 часов. Однако, скорее всего, потребуется гораздо меньше времени, чтобы воспользоваться преимуществами мышечной памяти для тренировки гипертрофии.
Исследования показывают, что от 2 до 4 недель силовых тренировок вызывают неврологическую адаптацию (1,2,3).
Как работает мышечная память?
Феномен мышечной памяти чаще всего обсуждается при рассмотрении мышечной атрофии или при прекращении тренировок на длительное время, что может привести к потере мышечной массы.
Многие считают, что мышечная память позволит вам довольно быстро восстановить размер и силу мышц. Однако мышечная память в большей степени является результатом приобретенных двигательных навыков, а не роста мышц.
Происходит путаница из-за того, что достижение мышечной памяти, как правило, идет рука об руку с улучшением производительности и увеличением мышечных клеток, которые играют ключевую роль в наборе массы.
Когда мы достигаем гипертрофии в тренажерном зале, в наших мышечных волокнах увеличивается количество клеток, известных как миоядра. Основная задача этих клеток — помочь нам стать сильнее и увеличить размер мышечных волокон.
Множественные исследования показывают, что, хотя мышечные волокна могут уменьшаться в размере, когда мы прекращаем тренироваться, количество миоядер остается стабильным даже в течение длительного периода времени и в атрофированных мышцах. До трех месяцев бездействия ( 4 , 5 , 6 ).
Поэтому, когда мы вернемся в спортзал, эти клетки все еще будут готовы синтезировать белки и объединять мышечные волокна быстрее, чем в первый раз.
Как использовать мышечную память в своих интересах
Мышечная память — это один из факторов, который следует учитывать, когда речь идет о восстановлении силы и массы после периода бездействия, но это не единственный фактор.
Как быстро вы сможете набрать потерянную массу, зависит от вашего исходного уровня физической подготовки, времени, проведенного без весов, и питания.
Людям с большой мышечной массой, у которых нет доступа к своему основному оборудованию — штангам, силовым тренажерам и т. д., — будет труднее поддерживать свои размеры, чем людям меньшего роста, которые могут поддерживать свои мышцы с помощью альтернативных форм фитнеса. (например, тренировки с лентой и упражнения с собственным весом).
Например, исследование, проведенное в Дании в 2015 году, показало, что молодые, физически здоровые люди, ставшие неподвижными, потеряли одну треть своей мышечной силы, а пожилые люди потеряли только одну четверть ( 7 ).
Прием пищи также является важным фактором. Если ваше тело привыкло потреблять достаточное количество калорий, чтобы обеспечить вас энергией во время занятий в тренажерном зале, и вы внезапно перестали есть столько же, дефицит калорий приведет к уменьшению размеров. .
Если вы вынуждены сделать перерыв в спортзале, не экономьте на потреблении белка. В одном исследовании увеличение потребления белка уменьшало потерю мышечной массы тела у спортсменов, даже когда они не тренировались (8).
Итак, вернемся к вопросу о том, когда эти мышцы вернутся. Одно исследование показало, что обездвиженным людям требуется в три раза больше времени, чем они были без движения, чтобы восстановить свою мышечную массу (9). Однако, если вы буквально не вставали с дивана в течение трех месяцев, вы, скорее всего, не обездвижены, и ваше окно будет намного короче.
В более позднем исследовании активные люди, прекратившие тренировки на 12 недель, смогли восстановить свои мышцы и вернуться к своему 1ПМ всего через восемь недель после возвращения в спортзал ( 10 ).
Все это говорит о том, что нет причин паниковать, если вы какое-то время не могли усердно тренироваться — если вы посвятили большую часть своей жизни тому, чтобы оставаться в форме и правильно питаться, вы будете вернуться на правильный путь, прежде чем вы это узнаете.
Нужно вдохновения, чтобы вернуться на правильный путь? Загрузите этот бесплатный 90-дневный план тренировок для набора мышечной массы. Трехэтапный масштабируемый план тренировок, призванный помочь вам увеличить мышечную массу и увеличить силу.
Мышцы развивают прочную молекулярную «память» о прошлых упражнениях с отягощениями, которая помогает им восстанавливаться после длительных периодов бездействия.
Отправить историю любому другу
Как подписчик, у вас есть 10 подарочных статей каждый месяц. Любой может прочитать то, чем вы делитесь.
Отдать эту статью
После двух лет пандемии Covid-19 и нарушения наших тренировок многим из нас может показаться, что мы забыли, как поддерживать себя в форме. Но новое обнадеживающее исследование предполагает, что наши мышцы запоминают. В исследовании участвовали мыши, но оно основано на аналогичных экспериментах с силовыми тренировками и людьми. Выяснилось, что в мышцах сформировалась всеобъемлющая и прочная молекулярная «память» о прошлых упражнениях с отягощениями, которая помогла им быстро восстановиться после длительных перерывов.
В ходе исследования у животных, которые завершили тренировку с отягощениями на грызунах, произошли изменения в ДНК их мышц, которые сохранялись еще долгое время после того, как они прекращали тренироваться. Затем мыши набирали мышечную массу намного быстрее, чем другие животные, когда снова начинали тренироваться. И в качестве обнадеживающего примечания для тех, кто впервые приступает к тренировкам с отягощениями, результаты также показывают, что мы должны быть в состоянии создавать новые мышечные воспоминания независимо от нашего возраста.
До недавнего времени термин "мышечная память" обычно описывал нашу способность кататься на велосипеде, кататься на лыжах, бросать на первую базу или повторять другие обычные физические задачи, даже если мы годами не крутили педали, не катались на бейсбольных мячах и не гоняли по ним. Наше тело помнит как. Но этот тип памяти, хотя и настоящий, на самом деле не является мышечной памятью. Эти воспоминания существуют в моторных нейронах нашего мозга.
Но ученые знали, что что-то происходит внутри самих мышц, когда они усиленно работают, особенно во время силовых тренировок, и что эти изменения влияют на то, как впоследствии мышцы реагируют на упражнения. «Как ни странно, люди говорят что-то вроде: «Раньше я был спортсменом, потом взял перерыв, но мои мышцы восстановились, как только я начал», — сказал Кевин Мурах, профессор здоровья и человеческих возможностей в Университет Арканзаса, руководивший новым исследованием.
Эти истории заинтересовали его и других исследователей. Как, недоумевали они, мышцы «помнят» прошлые тренировки? И каким образом эти воспоминания помогают мышцам восстанавливаться после перерыва в спортзале?
Некоторые предварительные исследования на животных показали, что гены внутри ядер мышечных клеток работают по-разному после упражнений с отягощениями. Затем, в 2018 и 2019 годах, несколько широко обсуждаемых исследований людей изучали эпигенетику тренировок с отягощениями. Эпигенетика относится к изменениям в том, как работают гены, даже если сам ген не меняется. В основном это процесс, называемый метилированием, в ходе которого кластеры атомов, называемые метильными группами, прикрепляются к генам снаружи, как крохотные ракушки, в результате чего гены с большей или меньшей вероятностью включаются и производят определенные белки.
В недавних экспериментах на людях упражнения с отягощениями изменили паттерны метилирования ряда генов в мышцах людей, и эти изменения оставались очевидными спустя недели или месяцы, даже после того, как добровольцы перестали заниматься спортом и потеряли часть мышечной массы. Исследователи обнаружили, что когда они снова начали тренироваться, они набирали мышцы гораздо быстрее, чем в начале исследований. По сути, их мышцы вспомнили, как расти.
Но эти исследования, хотя и интригующие, длились не более нескольких месяцев. До сих пор было неясно, останутся ли в наших мышцах генетическая память о упражнениях, сделанных гораздо раньше, и сколько различных клеток и генов в мышцах будет эпигенетически затронуто тренировками с отягощениями.
Итак, для нового исследования, которое недавно было опубликовано в Function, ведущем журнале Американского физиологического общества, доктор Мурах и его коллеги, в том числе ведущий автор Юань Вэнь из Университета Кентукки, решили воссоздать человеческий вес. -обучающие эксперименты, насколько это возможно, на взрослых мышах. Продолжительность жизни грызунов намного короче, чем у нас, а это означает, что изменения, наблюдаемые у животных через несколько месяцев, могут проявиться у людей через несколько лет.
Но поскольку мыши не могут использовать штанги, ученые заставили их бегать на утяжеленных беговых колесах, которые были разработаны для тренировки сопротивления мышц ног. Животные тренировались в течение восьми недель, а затем сидели в своих клетках в течение 12 недель — около 10 процентов их продолжительности жизни, которая для нас была бы годами. Затем животных снова тренировали в течение месяца, к ним присоединились мыши того же возраста, которые были новичками в этом упражнении и служили контролем. На протяжении всего исследования исследователи делали биопсию и микроскопически изучали их мышцы.
Они отметили множество различий в метилировании генов в мышечных клетках после тренировки мышей; большинство изменений сохранялись спустя месяцы после того, как они перестали тренироваться. В целом, эти эпигенетические изменения активизировали работу генов, участвующих в росте мышц, одновременно подавляя активность генов в других местах, делая генетический процесс наращивания мышечной массы «более совершенным», — сказал доктор Мюрач. Даже после нескольких месяцев бездействия эти изменения помогли тренированным мышам быстрее нарастить мышечную массу во время повторного обучения по сравнению с мышами, которые ранее не тренировались.
Конечно, в этом исследовании участвовали мыши, а не люди. Кроме того, учитывались только упражнения с отягощениями, а не аэробные тренировки.
Но поскольку многие отслеживаемые исследователи гены — это те же гены, которые исследователи изучали в экспериментах на людях, результаты, скорее всего, будут актуальны для любого из нас, кто надеется нарастить мышцы в 2022 году. Они предполагают, что:
Независимо от того, сколько времени прошло с тех пор, как мы посещали тренажерный зал или участвовали в онлайн-тренировках с собственным весом, наши мышцы должны оставаться готовыми реагировать на упражнения, когда мы снова начинаем тренироваться.
Возможно, никогда не поздно начать сохранять мышечную память, даже если мы редко или никогда не поднимали тяжести. Все мыши в исследовании были взрослыми, когда они начали тренироваться с колесом с отягощением, но всем им удалось создать мышечную память, которая позволила им быстрее набрать массу после периода бездействия. «Лучше когда-нибудь начать, чем вообще не начинать», — сказал д-р Мурах.
Понятие «Практика делает совершенным» имеет новое научное значение — мышечная память. «Передавайте это мышечной памяти», — может сказать учитель музыки, разучив серию аккордов, или учитель рисования может сказать то же самое о создании идеальных кругов от руки.
Цель практики и мышечной памяти – научиться выполнять задачу, не думая о ней, без особых усилий. Однако действительно ли ваши мышцы помнят этот навык?
Оказывается, у мышц есть память, но не в том смысле, в каком вы могли бы подумать.
Так что же такое мышечная память?
Рекомендуемое видео для вас:
Определение мышечной памяти
Мышечная память может означать разные вещи, в зависимости от того, кого вы спрашиваете.
Если вы спросите начитанного неученого, он даст вам ответ, аналогичный приведенному выше.Они скажут, что мышечная память — это когда ваш мозг усвоил двигательную задачу настолько хорошо, что вы можете выполнять ее без сознательных усилий.
Обучение игре на фортепиано – сложный двигательный навык, для совершенствования которого требуется "мышечная память". (Фото: envato)
Теперь, если вы спросите ученого, нейробиолога или кого-то, кто изучает мышцы, они скажут вам, что мышечная память — это клеточная память отдельных мышечных клеток. Термин относится к изменениям в мышечных клетках, вызванным физическими упражнениями. Мышцы как будто помнят результаты упражнений, даже если вы больше не занимаетесь спортом регулярно.
Примеры мышечной памяти
Тот факт, что вы умеете кататься на велосипеде и, скорее всего, никогда этого не забудете, связан с первым значением этого слова. Это скорее мозговая память, чем мышечная.
Мышцы, помнящие эффект упражнений, даже если вы больше не тренируетесь регулярно, из-за клеточных изменений, вызванных активностью мышечной клетки, являются более научным взглядом на мышечную память.
Мышечная память мозга
Мышечная память мозга — это на самом деле то, как мозг обучается двигательным навыкам. Таким образом, это должно называться «памятью моторики мозга», но это звучит иначе.
Когда вы практикуете какой-либо навык, будь то езда на велосипеде, плавание, изучение хореографии или мастеринг последней популярной песни на гитаре, вы заставляете свой мозг координировать множество различных движений мышц.
Наиболее показательным примером является езда на велосипеде. Чтобы успешно кататься на велосипеде, необходимо делать несколько дел одновременно. Вам нужно держать осанку прямо и так, чтобы сохранить центр равновесия, ваши ноги должны вращать педали, чтобы заставить колеса двигаться, и вам нужно маневрировать ручками руками. Все это требует множества одновременных мышечных движений для координации и заставляет ваши чувства перегружаться.
Для координации этих мышц активируются части мозга, участвующие в двигательных движениях, такие как мозжечок и моторная кора. В этих областях есть нейронные пути, которые позволяют нам выполнять сложные двигательные задачи.
Мозжечок является ключевой частью мозга, отвечающей за моторное обучение. (Фото: designua/Shutterstock)
Мозг состоит из нейронов, и эти нейроны соединяются друг с другом, образуя множество пересекающихся путей или дорог. По этим нейронным путям мозг получает информацию и отправляет информацию в различные части тела.
Однако эти нейронные пути изначально плохо заасфальтированы. С практикой и постоянным использованием эти нейронные пути становятся более гладкими и позволяют информации передаваться более эффективно.
Скоро вам не нужно будет тратить силы на запоминание положения пальцев в аккорде до минор на гитаре.
Музыканты будут неустанно репетировать произведение, пока не смогут играть его во сне. Танцоры будут репетировать до тех пор, пока не смогут исполнять это как вторую натуру. Художники будут рисовать часами, пока не смогут изобразить человеческое лицо, не сверяясь с референсом.
Мышечная память мышц
Мышцы состоят из мышечных волокон, причем каждое мышечное волокно состоит из мышечных клеток. В норме одна клетка имеет только одно ядро (часть клетки, которая содержит ДНК, инструкцию по эксплуатации клетки). Однако мышечные клетки являются одним из немногих типов клеток, которые имеют несколько ядер, называемых миоядрами.
Взгляд на мышечное волокно. (Фото: Тегу Муджионо/Shutterstock)
Упражнения напрягают мышцы. Это напряжение приводит к усталости и повреждению мышц, которые затем необходимо восстановить. В этом процессе восстановления мышцы добавляют новые клетки и миоядра к существующим клеткам. Это увеличивает мышечную массу, что в конечном итоге делает мышцы — и, соответственно, вас — сильнее. Это увеличение мышечной массы за счет энергичных упражнений называется гипертрофией.
Исследования влияния упражнений на здоровье мышц в долгосрочной перспективе показывают, что приобретенные мышцы не теряются даже после того, как вы перестанете тренироваться.Как только вы перестанете тренироваться, ваши мышцы потеряют лишнюю мышечную массу (атрофируются), но новые добавленные миоядра останутся. Потеря мышечной массы — это потеря белков в мышцах.
Когда вы вернетесь к тренировкам, вы, вероятно, быстрее восстановите свои силы из-за ранее приобретенных миоядер. Полученные миоядра могут быть вовлечены в процесс синтеза белка и других клеточных изменений, что, как предполагают исследователи, дает мышечным клеткам своего рода память об этом конкретном упражнении. Чем моложе вы, тем легче обрести эту «память», и эта память может сохраняться в течение многих лет (по некоторым оценкам, 15 лет).
Заключительное слово
Исследования мышечной памяти проводились недавно, и тот факт, что добавленные миоядра дают память о силе, является лишь гипотезой. Существуют и другие факторы, такие как эпигенетические изменения (изменения в белках и химических веществах, прикрепленных к ДНК), которые также могут влиять на мышечную силу.
Кроме того, в то время как ваши мышцы, кажется, помнят ваше время в спортзале, мозг помнит, что последовательность движений, которые вы делали в тренажерном зале, работает, чтобы сделать вас менее неуклюжим, как в тренажерном зале, так и вне его! Итак, пытаетесь ли вы работать над новым навыком или пытаетесь снова пойти в спортзал, поблагодарите свою мышечную память за то, что она не заставляет вас начинать все сначала.
Читайте также: