«Всё дело в природе усталости, — объяснил Макрей, подтянутый южноафриканец с прямой спиной. — Почему мы сбавляем скорость? Почему принимаем решение замедлиться?» А работал Макрей — угадайте-ка, с кем?.. С Тимом Ноуксом, когда писал докторскую в Кейптауне в конце 1980-х, изучая влияние тренировок выносливости на выработку лактата. Он находился под сильным влиянием идей Ноукса о роли мозга в физических упражнениях. Но для решения поставленной Red Bull задачи — сделать спортсменов более выносливыми и обеспечить им преимущество — само существование теории «центрального регулятора» не имело значения, как и иногда приобретающие эзотерический оттенок дебаты Ноукса и Маркоры. «Мы знаем, что в мозге есть что-то, что определяет результат, — сухо сказал Макрей. — Теперь мы хотим посмотреть, можем ли мы манипулировать этим чем-то».
Люди использовали разные приемы стимуляции мозга для забавы или с пользой задолго до того, как было открыто электричество. Более двух тысяч лет назад придворный врач римского императора Клавдия Скрибоний Ларг[386] рекомендовал для облегчения головной боли прикладывать ко лбу электрического ската — рыбу семейства гнюсовых, способную вырабатывать до 200 В за раз. В других культурах по всему миру подобных рыб использовали для всего — от лечения эпилепсии до изгнания нечистой силы. К концу XVIII века великий спор Луиджи Гальвани с Алессандро Вольта положил основу теории «животного электричества». Племянник Гальвани Джованни Альдини из Болоньи стал использовать «гальванизм» для лечения депрессии (и чтобы заставлять корчиться тела казненных преступников[387]). С тех пор прошло два века, и разные варианты стимуляции мозга электричеством то входили в моду как средства лечения психических и других болезней, то выходили из нее, приводя к самым разным результатам.
В наши дни в разговорах о мозге и электричестве сразу всплывают либо Франкенштейн (автор книги о нем, по крайней мере отчасти, вдохновлялся именно демонстрациями Альдини), либо произведение Кена Кизи «Пролетая над гнездом кукушки». «Первое, что я подумала: “Чем это отличается от электрошока, применявшегося 50 лет назад?”, — призналась гонщица на сверхдлинные дистанции на горном велосипеде Ребекка Раш, которая первой в тот день побывала в “кресле дантиста”. — Интересно, что они собираются делать с моей головой?». Однако технология, которую имели в виду Эдвардс и Путрино, известна как транскраниальная стимуляция постоянным током, или tDCS. Это совсем не то, что применялось раньше, поэтому Раш в конце концов согласилась, получив заверение, что она больше узнает о своих скрытых резервах, на которые может рассчитывать на гонке. «Если за вами гонится лев или машина падает на ребенка, вы находите скрытые силы, — сказала она. — Мне кажется, что мы подбираемся к вопросу: “Как этому можно научиться?”»
С функциональной точки зрения мозг представляет собой гигантскую электрическую цепь — огромную сеть взаимосвязанных нейронов, взаимодействующих друг с другом и испускающих разряды. Относительно сильный ток, применяемый в электрошоковой (или, как ее теперь называют, электросудорожной) терапии, активирует одновременно все пораженные нейроны, вызывая судороги. В tDCS ток в 500–1000 раз меньше, он слишком мал, чтобы напрямую возбудить нейроны. Данная технология действует иначе: непрерывное воздействие небольшой силой тока в течение 10–20 минут меняет чувствительность нейронов — они становятся более восприимчивыми к возбуждению (или, если вы запускаете ток в противоположном направлении, чуть менее восприимчивыми). Ток сам по себе ничего не делает, но заставляет мозг реагировать иначе на всё, что происходит дальше.
Метод до смешного прост в применении, и это даже слегка тревожит: вы подключаете источник напряжения (подойдет 9-вольтовая батарея) к двум электродам, расположенным на противоположных сторонах головы. Точное их расположение определяет, через какие области вашего мозга протекает ток. И нет сомнений в том, что у tDCS будет реальный эффект. Только в период с 2013 по 2016 год ученые опубликовали более 2000 исследований, изучающих возможность применения метода для достижения самых разнообразных целей: улучшения обучаемости, борьбы с зависимостями и депрессией, а также улучшения способности ходить у пациентов с неврологическими заболеваниями. В одном отчете описано значительное улучшение «скорости полета» в танго[388] у 79-летнего аргентинца с умеренным проявлением симптомов болезни Паркинсона; согласно другому отчету, солдаты стали лучше обнаруживать снайперов[389] в симуляторе виртуальной реальности.
Однако также нет сомнений, что ажиотаж вокруг tDCS уже давно не связан с тем, что исследователи (или энергичное сообщество людей, самостоятельно применяющих tDCS) на самом деле продемонстрировали, вызвав скептическую реакцию. На конференции в 2016 году Дьердь Бужаки из Нью-Йоркского университета представил результаты исследования трупов, показавшие, что только около 10% электрического тока, приложенного к черепу, попадает в мозг. После чего один исследователь tDCS назвал эту область «морем дерьма и лженаукой»[390]. Поэтому, наблюдая за происходящим в Red Bull, я фильтровал впечатления через завесу скептицизма. Да, казалось разумным, что электричество может изменить функцию мозга, однако для повышения выносливости нужно было точно знать, какая часть мозга устанавливает физические пределы.
Через несколько недель после лондонской Олимпиады 2012 года я был в Цюрихе, где освещал Weltklasse — традиционные соревнования по легкой атлетике, завершающие сезон. За годы их проведения было поставлено более двадцати мировых рекордов. Я пропустил утреннюю пресс-конференцию Усэйна Болта и других звезд, а вместо этого сел на трамвай и отправился в северный пригород, в отделение Цюрихского университета. Там у меня была назначена встреча с Каем Лутцем — нейропсихологом, который одним из первых использовал новый подход для изучения выносливости. Многие годы такие ученые, как Ноукс, размышляли: что происходит в мозге, когда человек устает? Лутц 15 лет занимался продвинутой нейровизуализацией, и у него возникла, казалось бы, радикальная идея: почему бы не заглянуть внутрь и не выяснить это?
Заглянуть внутрь мозга во время тренировки сложно, даже сейчас это можно сделать только в очень специфических — и, как сказали бы критики, неестественных — условиях. Показанный мне Ноуксом аппарат, объединяющий велосипед и МРТ-томограф (предполагается, что испытуемый лежит на спине в магнитном тоннеле и крутит педали), пока не дал существенных результатов. Лутц, чей интерес к пределам выносливости был изначально спровоцирован исследованиями нейровизуализации применительно к тайнам зубной боли, выбрал более осторожный и методичный подход. Этот дотошный немец с мягким голосом, переехавший в Швейцарию после получения докторской степени, начал с относительно простого эксперимента, где участников тестировали на силу сжатия кисти[391]. Волонтеры сделали серию мышечных сокращений по тринадцать секунд с заданной силой, причем усилие подбиралось таким образом, что примерно в половине случаев испытуемым не удавалось его удерживать. Функциональная МРТ показала, что во время неудачных попыток наиболее активны две области мозга: островковая кора и таламус. Результаты понятны, поскольку островковая кора головного мозга контролирует поступающие сигналы от всего остального организма, что показали описанные в предыдущей главе исследования устойчивости к стрессу Мартина Паулюса. «Это не просто сигналы от мышц, — замечает Лутц. — Островковая кора мозга участвует и в эмоциональном отклике на стук сердца и так далее».
На МРТ-сканировании прекрасно видно, какие области мозга вовлечены в ту или иную деятельность, но оно не так хорошо показывает, что происходит в каждой из этих областей. Основная проблема в медленной скорости сканирования МРТ: чтобы получить приличное разрешение, нужно сканировать головной мозг две-три секунды. Кроме того, это основной косвенный показатель мозговой активности, поскольку демонстрирует изменения кровотока в разных областях мозга, возникающие уже после того, как вы использовали эту часть мозга. Для непосредственного фиксирования электрической активности мозга в режиме реального времени можно использовать ЭЭГ, хотя она выдает более запутанные и трудные для интерпретации данные. «В первом исследовании мы использовали МРТ, чтобы выяснить, где искать», — объяснил Лутц. Это позволило ученым сосредоточиться на более детальном исследовании с помощью ЭЭГ.
В ходе исследования ЭЭГ[392] участники надевали что-то вроде шапочки для душа, усеянной 128 серебряными электродами для измерения мозговой активности, а потом в течение 30–40 минут крутили велотренажер до полного изнеможения. Им нужно было как можно меньше шевелить головой, глядя перед собой на лист бумаги с крестиком (чтобы избежать движений глаз, которые могли бы помешать измерениям ЭЭГ). Благодаря возможности ЭЭГ фиксировать изменения, происходящие в короткие промежутки времени, картина вышла очень выразительной. Незадолго до того, как велосипедисты сдавались, происходило усиление связи между контролирующей внутреннее состояние островковой и моторной корой, выдававшей конечные команды мышцам ног. Иными словами, мозг до того, как велосипедисты достигали предела, знал, что ноги спортсменам вот-вот откажут. Так, видимо, работала упреждающая регуляция Ноукса.
Докторант Лутца, руководивший исследованием, отправил Ноуксу электронное письмо, в котором, по сути, говорилось: «Смотрите, мы нашли “центральный регулятор”!»
Для всех, кто интересуется стимуляцией мозга с точки зрения возможности применения ее в спорте, результаты Лутца, опубликованные в конце 2011 года, обозначили яркую мишень на двух областях мозга: островковой и моторной коре. Нужно подавить возбудимость нейронов в островковой коре — месте «центрального регулятора», определенного Лутцем, — и вы сможете отключить тормозной сигнал, позволяя моторной коре управлять мышцами немного дольше. Или наоборот: