Каков принцип нейромеханического соответствия? Является ли это установленным феноменом, хорошо описанным в литературе по науке о физических упражнениях? Или некоторые влиятельные лица в фитнес-индустрии просто выдумали это, потому что это звучало хорошо? Давайте посмотрим на литературу и выясним.
Что такое принцип нейромеханического соответствия?
Какую проблему он решает?
Прежде чем рассматривать любой физиологический принцип, связанный с конкретным нейронным явлением (например, моторный контроль, рекрутирование моторных единиц или коактивацию антагонистов), полезно понять, какую задачу это явление помогает решить.
Например, принцип размера Хеннемана решает задачу порядка, в котором центральная нервная система активирует моторные единицы внутри мышцы или её отдельной области.
Принцип нейромеханического соответствия, в свою очередь, отвечает на вопрос: какая мышца или какой участок мышцы получает центральную моторную команду, исходящую из моторной коры.
Иными словами, если отбросить этот принцип, нужно предложить другое объяснение того, как мозг определяет, какая именно мышца или часть мышцы должна вносить наибольший вклад в выполнение упражнения (и простое упоминание «анатомии» не подходит, потому что тогда нужно указать, какая анатомическая особенность является ключевой — например, длина внутреннего плеча момента).
Каково определение?
«Принцип нейромеханического соответствия» можно определить как наблюдение, согласно которому при любом движении центральная нервная система распределяет моторную команду от моторной коры к моторным единицам (а значит, и к мышцам или их участкам) в зависимости от их механического преимущества.
Механическое преимущество можно измерить длиной внутреннего плеча момента мышечных волокон, входящих в состав моторных единиц.
Использование волокон с наибольшим механическим преимуществом позволяет максимизировать создаваемый суставной момент на каждую единицу мышечного усилия, что делает движение более эффективным.
С эволюционной точки зрения это абсолютно логично: животные, не использующие этот принцип, тратили бы больше энергии и быстро вымирали. Напротив, те, кто применял такой механизм, двигались экономичнее и, следовательно, имели больше шансов на успех — будь то в поиске пищи, бегстве от хищников или выполнении других жизненно важных действий.
Что означает принцип нейромеханического соответствия на практике?
Он помогает выбирать упражнения для целевой проработки мышц
На практике принцип нейромеханического соответствия показывает, как выбрать лучшие силовые упражнения для активации конкретной мышцы — достаточно определить, в каких положениях она имеет наибольшее механическое преимущество для участия в движении.
Сгибание рук с гантелью, выполняемое так, чтобы пик усилия приходился на положение разогнутого локтя и при этом гантель удерживалась супинированным хватом (ладонью вверх), с высокой вероятностью заставит центральную нервную систему посылать большую часть моторной команды именно в бицепс, а не в мышцы брахиорадиалис или брахиалис.
Это означает, что в работе будет задействовано больше волокон бицепса по сравнению с волокнами брахиорадиалиса и брахиалиса.
Тем не менее это объясняет лишь связь между принципом нейромеханического соответствия и активацией мышцы.
Почему же тогда часто говорят, что этот принцип помогает выбирать оптимальные упражнения именно для гипертрофии?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, какое значение имеет активация мышечных волокон для создания механического напряжения.
Мышечные волокна растут только при активации
Почему активация мышечных волокон так важна?
Потому что волокно должно быть активировано, чтобы испытать активное механическое напряжение во время силового упражнения.
Невозможно вызвать активное механическое напряжение в мышечном волокне, если оно не активировано.
Невозможно вызвать и пассивное механическое напряжение, если волокно не активировано, за исключением двух случаев:
- оно всё же активировано, или
- растянуто до крайне большой длины, как при статической растяжке.
Обычные диапазоны движений, которые мы используем в большинстве силовых упражнений, не способны создать пассивное напряжение в неактивированном волокне.
Следовательно, принцип нейромеханического соответствия показывает, какая мышца будет расти сильнее всего в результате силового упражнения, потому что именно он указывает, какие мышечные волокна активируются.
Разумеется, после этого неизбежно появляются комментаторы, которые ссылаются на статьи мнений о том, что активация мышцы якобы не предсказывает гипертрофию, — но этот принцип напрямую объясняет связь между активацией и потенциалом роста.
Активация мышцы действительно предсказывает, где произойдёт гипертрофия
Комментаторы, которые утверждают, что активация мышцы не предсказывает её рост, неверно понимают суть аргумента — осознанно или нет.
Когда исследователи говорят, что активация мышцы в данный момент не позволяет предсказать её рост, они имеют в виду, что данные поверхностной электромиографии (ЭМГ) не коррелируют с долгосрочными измерениями увеличения размера мышцы.
На самом деле они должны формулировать это яснее, потому что существует несколько других косвенных методов оценки активации мышцы, не связанных с поверхностной ЭМГ.
Таким образом, их критика относится к технологическим ограничениям — к нашей текущей способности с помощью ЭМГ точно оценивать, сколько мышечных волокон активируется в конкретной мышце.
И это действительно обоснованная критика.
Однако они не утверждают (по крайней мере, хочется надеяться, что не утверждают), что можно заставить мышечное волокно расти во время силовой тренировки без его активации, то есть без создания активного или пассивного механического напряжения. Это попросту невозможно. Если вы считаете, что можете вызвать рост мышечного волокна во время обычного силового упражнения (не во время статической растяжки), не активируя его, то, пожалуйста, объясните, как это может произойти.
Какова история происхождения принципа нейромеханического соответствия?
Мы можем выделить ряд ключевых событий в развитии исследований принципа нейромеханического соответствия, уходящих корнями более чем на сорок лет назад, а именно:
2023 — исследователи показали, что изменение ротации корпуса может изменять паттерны активации выпрямителей спины, возможно, в соответствии с их механическими преимуществами. Похожие результаты были получены для тех же мышц при сгибании туловища. Авторы сослались на более ранние работы по дыхательным мышцам и упомянули принцип нейромеханического соответствия как уже установленный феномен. Однако они не измеряли рычаги различных мышц, чтобы напрямую подтвердить связь между механическим преимуществом и активацией мышц.
2019 — термин «принцип нейромеханического соответствия» впервые был официально предложен в обзорной статье Анны Хадсон, Саймона Гандевии и Джейн Батлер. Эта терминология заменила прежние выражения вроде «функциональная дифференциация» или «нейромышечная компартментализация».
2014 — группа исследователей обнаружила, что большая поясничная мышца (psoas major) и квадратная мышца поясницы, а также их различные внутренние участки демонстрируют уровни активации, соответствующие их функциям, что подтверждается длиной их внутренних плеч моментов. Хотя термин «нейромеханическое соответствие» они не использовали, авторы ссылались на литературу о дыхательных мышцах и отметили, что аналогичное явление наблюдается и у этих более крупных мышц.
2009 — учёные, ранее работавшие с дыхательными мышцами, распространили свои выводы на мышцы пальцев. Перемещая большой палец в разные позиции, они экспериментально изменяли длину первой тыльной межкостной мышцы (которая берёт начало на большом пальце) и, следовательно, её рычаг для участия в сгибании пальцев. Активация мышцы увеличивалась вместе с ростом её механического преимущества, что показало применимость принципа нейромеханического соответствия.
2007 — термин «принцип нейромеханического соответствия» впервые был описан в научно-популярной статье в контексте дыхательных мышц человека и животных.
2005 — группа исследователей проверила связь между длиной внутренних плеч моментов различных участков дельтовидной мышцы и уровнями их активации при движениях плеча. Они обнаружили достаточно тесную зависимость, которую объяснили концепцией «функциональной дифференциации» отделов мышцы в зависимости от их рычагов. Поскольку в работе не упоминались исследования дыхательных мышц, вероятно, эта группа не знала о сходных исследованиях в других мышцах на момент публикации.
2003–2011 — серия исследований дыхательных мышц человека показала прямую, сильную корреляцию между механическим преимуществом различных участков мышц и степенью их активации во время дыхания. В этих статьях неоднократно отмечалось, что моторные единицы рекрутируются пропорционально их механическому преимуществу, что и составляет суть нейромеханического соответствия.
1995–2005 — серия исследований дыхательных мышц собак выявила прямую и сильную корреляцию между механическим преимуществом различных участков мышц и уровнем их активации при дыхании. Анализируя эти данные, исследователи предположили, что центральная нервная система стремится минимизировать метаболическую стоимость любого движения, выбирая, какие моторные единицы активировать. Поскольку метаболическая стоимость напрямую связана со степенью активации мышц, минимизация затрат достигается за счёт преимущественной активации участков с наибольшим механическим преимуществом.
1989 — Уве Виндхорст предположил, что мышцы, вероятно, разделены на участки по их механическим функциям для повышения эффективности движения: одни участки активируются при одних движениях, другие — при других. Более высокая эффективность достигается за счёт использования участков с большим механическим преимуществом. В обзоре он называл это явление «нейромышечной компартментализацией» или «нейромышечным разделением», но эти термины не получили широкого распространения.
1984 — исследователи, работавшие с мелкими приматами, обнаружили, что одна из лицевых мышц, вероятно, разделена на функциональные области в зависимости от выполняемой задачи. Они оценивали уровни активации мышцы при различных мимических движениях и предположили, что эта дифференциация связана с уникальными механическими преимуществами разных участков мышцы.
1981 — учёные, изучавшие мышцу tensor fasciae latae, выяснили, что переднемедиальные волокна (с лучшими рычагами для сгибания бедра) активируются только при беге, спринте и джоггинге, тогда как заднелатеральные волокна (с лучшими рычагами для отведения бедра и внутренней ротации) активны как при ходьбе, так и при беге. Поскольку бег требует гораздо большей степени сгибания бедра, эти данные расценили как подтверждение того, что две области мышцы активируются в соответствии с их механическим преимуществом. Это явление исследователи описывали как «функциональную дифференциацию».
1977 — исследователи, изучавшие связь между амплитудой интегрированной поверхностной ЭМГ и силой мышц при изометрических сокращениях у людей, обнаружили, что различные мышцы активируются неодинаково при сгибании локтя в разных положениях предплечья. В частности, они отметили, что активация двуглавой мышцы плеча снижается, когда предплечье пронировано, по сравнению с положением супинации, и объяснили это изменением механических условий, включая соотношение длины и натяжения. Однако прямое упоминание механического преимущества отсутствовало.
Поэтому любой, кто утверждает, что нейромеханическое соответствие — это «выдумка», не удосужился прочитать достаточно, чтобы понять, что это явление описывалось с разной степенью детализации на протяжении более сорока лет.
Какое ПРЯМОЕ доказательство у нас есть в пользу принципа нейромеханического соответствия?
Завтра выйдет продолжение. Подпишись что бы не пропустить!