Skip Navigation LinksHome-Nieuws-Open Podium-Item

'Verkering in de wetenschap: lichaam & brein!' 24 juni 2014

door: Rick Lahaye, Thomas Waanders en Vana Hutter

De zomer is weer begonnen en het is de tijd van het jaar, waar relaties vaak opbloeien. Zo ook in de wetenschap. In dit geval tussen de fysiologie en de psychologie. De verkering is al even aan, maar het lijkt er steeds meer op dat de volgende stap in de relatie wordt gezet: samenwonen.

Vele jaren hebben we geloofd dat duurprestaties worden beperkt door een opeenstapeling van lactaat in onze spieren, omdat ons hart niet in staat is om voldoende zuurstof te transporteren van de longen naar de spieren. De Zuid-Afrikaanse professor Timothy Noakes trok deze overtuiging op succesvolle wijze in twijfel. Hij zei hier onlangs in een persoonlijk onderhoud over:

'Ik wist dat het brein iets te maken moest hebben met de controle van inspanning. Ik wist niets van het brein. Het was een black box. Maar intuïtief wist ik dat het brein een belangrijke rol moest hebben gedurende inspanning. Op basis van dat gevoel zei ik dat het brein het centrum vormt. Een jaar of twee later bleek dat inderdaad het geval te zijn.'

Op basis van het ‘lactaatmodel’ konden volgens Noakes meerdere belangrijke observaties bij inspanning niet verklaard worden (e.g., Noakes, 2012). Een voorbeeld is de eindspurt. Waarom kunnen duursporters aan het einde van de race versnellen? Als je spieren namelijk verzuren, dan zou het onmogelijk moeten zijn dat het laatste gedeelte van de race sneller gaat. Het zien van de finishlijn zou dan niet uit hoeven maken. Een sporter zou steeds langzamer moeten gaan. Als we echter kijken naar de snelheid van een sporter tijdens een race, die langer duurt dan een minuut of vier, dan zien we vaak een versnelling op het einde (zie figuur 1).



Figuur 1: De snelheid per afstand, waar ‘interval number’ staat voor ronde nummer bij de 800m en de Engelse mijl, en kilometer nummer bij 5.000 en 10.000m (uit: Tucker, Lambert & Noakes, 2006)

Omdat onder meer het eindspurt fenomeen niet op basis van het traditionele model verklaard kon worden, stelde Noakes een alternatieve verklaring (i.e. Central Governor theorie) voor waarin het brein een cruciale rol speel. Deze theorie berust op het idee dat het brein het lichaam beschermt tegen serieuze of langdurige beschadiging gedurende inspanning. Geruime tijd voordat we dit punt van lichaamsbeschadiging bereiken, stoppen we met ons in te spannen. Iedereen beschikt volgens Noakes dan ook over een energiereserve. Noakes heeft hier, zo vertelde hij onlangs in een persoonlijk interview met hem, een evolutionaire verklaring voor:

'Je hebt een reserve nodig, omdat vroeger, als je een antilope had gevangen, je het ook nog mee terug naar huis moest nemen, het moest bereiden en opeten. Daar had je energie voor nodig.'

Vervolgens legt Noakes uit wat de implicatie van deze energiereserve is voor de sport:

'Als je niet dood neervalt na het passeren van de eindstreep, dan had je harder gekund' (Noakes, 2012, p. 109).

Met deze stelling geeft hij aan dat sporters te allen tijde energie over hebben en dus een opeenhoping van lactaat geen plausibele verklaring is voor het stoppen of vertragen tijdens een race.

In het model van Noakes is het brein de controleur bij inspanning. Het zorgt ervoor dat het lichaam in homeostase blijft. Aangezien het brein anticipeert op uitputting en dus energie probeert te sparen, wordt al ver voordat de werkelijke grens van uitputting bereikt wordt, signalen afgegeven dat het wel genoeg is geweest. Dit is het gevoel van ongemak of pijn waar sporters mee te maken krijgen. Het moment dat het lichaam steeds harder begint te schreeuwen om te stoppen. Ondanks deze signalen, is de grens van maximale belasting nog lang niet bereikt. Een sporter kan vrijwillig zo'n 60% van zijn totale aantal spiervezels inzetten (Albertus, 2008; Sloniger, 1997). De vraag is alleen: klopt dit wel? Je zou haast denken dat je de kantjes er vanaf loopt. Maar ondanks dat er een mogelijke energiereserve is, kun je dit dan wel aanspreken? Wie heeft nou werkelijk de leiding? Is er sprake van 'mind over muscle' of andersom?

Samenwonen?!
Sinds de rol van Noakes als cupido, door het lichaam en brein met elkaar te verbinden, is een hevige discussie losgebarsten in de wetenschappelijke wereld. Om precies te zijn, in de fysiologie en de psychologie. Onderzoekers zijn hevig met elkaar in discussie om het stoppen bij naderende uitputting te duiden. Daarnaast heeft deze nieuwe benadering ook veel impact op de praktijk. Als het brein wel degelijk een belangrijke – zo niet cruciale rol speelt – bij inspanning, dan wordt het tijd dat de sportpsychologen en neurowetenschappers van deze wereld eens goed wakker geschud worden. Dr. Dominic Micklewright – sportpsycholoog en hoofd van de onderzoeksgroep ‘Sport, Prestatie en Vermoeidheid’ aan de Universiteit van Essex – gaf onlangs niet voor niets een presentatie voor de British Psychological Society met de titel: 'Fatigue: why has sport psychology ignored this crucial performance issue?' Micklewright’s conclusie?

'Fatigue is a subject that has been virtually omitted from the sport psychology literature even though it remains one of the most contested and arguably important issues relating to athletic performance. As the emphasis in the literature shifts towards the role of the brain in human performance limitations is it time for sport psychology to enter the fray?' (Micklewright, Papadopoulou, & Noakes, 2008).

Vrij vertaald: hoewel je zou kunnen zeggen dat vermoeidheid de belangrijkste prestatiebepalende factor is in vrijwel iedere sport, is het onderwerp binnen de sportpsychologische literatuur nog altijd nadrukkelijk een ondergeschoven kindje. Nu de nadruk steeds meer komt te liggen op de rol van het brein bij het bepalen van de grenzen van de prestaties waar wij mensen toe in staat geacht worden, wordt het dan niet eens tijd dat de sportpsychologische wereld zich in deze discussie gaat mengen?

Door de recente ontwikkelingen binnen het onderzoek naar vermoeidheid en (sport)prestaties, is de weg geopend voor sport- en neuropsychologen. Je zou er namelijk voor kunnen pleiten dat er een aantal ‘vanzelfsprekendheden’ binnen de sport herzien moeten worden. Zijn de huidige trainingstechnieken (op basis van % zuurstofopname of % maximale hartfrequentie) en meetsystemen (hartslagmeters, SRM systemen) namelijk wel toereikend voor topsporters? Wat is de toegevoegde waarde van een maximaaltest?

Daarnaast zouden er ‘nieuwe’ vragen gesteld kunnen worden. Als er een energiereserve is bij atleten, waar ligt dan de grens van maximale uitputting? Hoe spreek je deze energiereserve aan als topsporter? Kun je het aanspreken van je reserve trainen? Zijn er sportpsychologische interventies voorhanden? Welke ‘doping’ richt zich op het brein? Moeten we onze energiereserve wel aan willen spreken? Waar ligt immers de grens in het belasten van je lichaam? Het zijn zomaar een aantal belangrijke vragen die veel impact hebben op iedere sport.
 
Zoals in ieder goed huwelijk…
Om die reden wordt er door verschillende onderzoekers stevig gediscussieerd over de precieze rol van het brein bij inspanning. Wat is de meest plausibele verklaring van stoppen bij uitputting? Er is nog geen consensus. Dat is niet zo vreemd, want het is geen makkelijke vraag. Het gaat in de discussie vaak om de precieze taakverdeling van het lichaam en het brein. Daarnaast speelt ook mee dat sportprestaties complex van aard en dus moeilijk te onderzoeken zijn.

Als het gaat om een intrigerende visie op vermoeidheid, doorzettingsvermogen en het verleggen van grenzen, dan zijn naast prof. Timothy Noakes, de onderzoekers prof. Samuele Marcora en Dr. Ross Tucker momenteel twee van de hoofdrolspelers op het toneel. In Marcora’s werk speelt de ervaren mate van inspanning (perception of effort) een cruciale rol. Tucker, een voormalig PhD student van Noakes en inmiddels een vooraanstaand sportwetenschapper, is daarentegen een aanhanger van het idee dat afferente feedback (signalen afkomstig van spieren, hart en longen) een belangrijke rol speelt. Marcora duwt de rol van afferente feedback juist nadrukkelijk naar de achtergrond.

Endurance Fatigue: Perception is everything
Marcora introduceerde onlangs – na een serie interessante bevindingen – het Psychobiologische Model (Marcora, 2010). Volgens dit model draait het bij de regulatie van inspanning voornamelijk om perceptie: sporters zijn bereid om een bepaalde hoeveelheid inspanning te leveren om hun doel te bereiken en zullen dit voortdurend vergelijken met de ervaren mate van inspanning die zij op verschillende momenten tijdens de race leveren. Dit impliceert dat er geen directe link bestaat tussen afferente feedback (signalen afkomstig van spieren, hart en longen) en de prestatie. Alleen als deze signalen een effect hebben op de ervaren mate van inspanning, zal er een (indirect) effect zijn op de prestatie.

Psychologische factoren daarentegen hebben een direct effect op de ervaren mate van inspanning. Denk aan de afstand tussen jou en je tegenstander, tactische overwegingen, kennis over de af te leggen én de reeds afgelegde afstand, eerdere ervaringen met vergelijkbare inspanningen, verbale aanmoedigingen, de invloed van muziek en mentale vermoeidheid. Met name mentale vermoeidheid is een interessante factor, omdat Marcora wist aan te tonen dat een mentaal uitputtende taak (i.e. Strooptest) ertoe leidde dat sporters minder lang een bepaalde inspanning wisten vol te houden, terwijl de fysieke parameters (lactaat, hartslag, zuurstofopname) hetzelfde bleven (Marcora, 2009).

Perception is everything, or is it? The simplification of fatigue
Tucker denkt hier anders over. Hij is een voorstander van het idee dat afferente feedback wel degelijk een essentiële taak heeft, namelijk vermijden dat er geen ongewenste storingen optreden in het lichaam. Onlangs publiceerde hij een artikel op zijn eigen platform (sportscientists.com), waarin hij de nodige kritiek levert op Marcora’s psychologische verklaring van de bevinding dat een aantal fietsers in staat waren om, direct na een maximale inspanningstest, gedurende vijf seconden nog 731W aan vermogen te leveren. Aangezien er sprake was van totale uitputting, moest deze uiterste krachtinspanning wel psychologisch van aard zijn, aldus Marcora.

Tucker vindt deze verklaring te kort door de bocht. Als tegenargument gaat Tucker in op het werk van Markus Amann, die vond dat het wegnemen van afferente feedback (door toediening van fentanyl) ervoor zorgt dat proefpersonen significant minder kracht kunnen leveren dan de mensen uit de placebo- en controlegroep (Amann, 2008; Amann, 2010). Dit betekent dat er geen sprake is van een normale/gezonde toestand, maar dat de werking van het lichaam is verstoord. Signalen afkomstig van de spieren, hart en longen – fysiologische factoren dus – hebben dus wel degelijk een rol in de regulatie van inspanning en dus in de totstandkoming van prestaties, aldus Tucker.

Tot de dood ons scheidt…
Zoals in iedere relatie, volgen na de eerste maanden van vlinders, bloemetjes en verliefdheid de eerste haarscheurtjes. Fysiologie ruimt de afwas niet op en psychologie vergeet de vuilnis buiten te zetten. Desalniettemin lijken ze steeds onafscheidelijker te worden. Ze zijn het niet altijd met elkaar eens, maar de discussie tussen beiden leidt tot nieuwe waardevolle inzichten en kennis.

Symposium
Vrijdagmiddag 4 juli wordt in de Medische Faculteit van de Vrije Universiteit (Amsterdam) een symposium georganiseerd door Thomas Waanders & Vana Hutter met de titel 'Mind over Muscle? De Psychofysiologie bij Duursporten'. Hier zullen Marcora en Tucker hun standpunten toelichten, om vervolgens met ‘de rest van de familie’ (andere experts uit het veld) over het onderwerp in discussie te gaan.

Meer weten over het symposium en/of aanmelden? Klik hier


Rick Lahaye is de oprichter van Kennisstroom. Een organisatie die onderzoek doet naar de absolute top in de sport, creatieve industrie en technologie. In samenwerking met Thomas Waanders en Vana Hutter (Vrije Universiteit) verricht hij kwalitatief onderzoek naar de vraag hoe zeer succesvolle sporters het maximale uit zichzelf halen (of haalden). Blijf op de hoogte via @kennisstroom

Thomas Waanders is bewegingswetenschapper en sportpsycholoog VSPN®. Met zijn bedrijf De Prestatiecoach begeleidt hij sporters, coaches en teams om het optimale uit zichzelf te halen. Daarnaast is hij werkzaam als docent High Performance Sport op de Hogeschool van Amsterdam en uitvoerend medewerker van het tracking systeem bij Ajax. Blijf op de hoogte via @prestatie_coach

Vana Hutter werkt als docent/adviseur/onderzoeker bij EXPOSZ, faculteit der Bewegingswetenschappen, Vrije Universiteit Amsterdam. Zij is sportpsycholoog VSPN® en inspanningsfysioloog en kent de sportpraktijk van binnen uit, door haar werk in de top- en breedtesport. Zij is één van de oprichters van de post-academische opleiding tot praktijksportpsycholoog en bestuurslid van de Europese federatie voor sportpsychologie (FEPSAC). Voor meer informatie: v.hutter@fbw.vu.nl.


Referenties

Albertus, Y. (2008). Critical analysis of techniques for normalising electromyographic data: From laboratory to clinical research (Doctoral dissertation, University of Cape Town).

Amann, M., & Dempsey, J. A. (2008). The concept of peripheral locomotor muscle fatigue as a regulated variable. J Physiol, 586, 2029-30.

Amann, M., & Secher, N. H. (2010). Point: afferent feedback from fatigued locomotor muscles is an important determinant of endurance exercise performance. Journal of Applied Physiology, 108(2), 452-454.

Sloniger, M. A., Cureton, K. J., Prior, B. M., & Evans, E. M. (1997). Lower extremity muscle activation during horizontal and uphill running. Journal of Applied Physiology, 83(6), 2073-2079.

Marcora, S.M., & Staiano, W. (2010). The limit to exercise tolerance in humans: mind over muscle? European Journal of Applied Physiology, 109(4): 763-770.

Marcora, S. M., Staiano, W., & Manning, V. (2009). Mental fatigue impairs physical performance in humans. Journal of Applied Physiology, 106(3), 857-864.

Micklewright, D., Papadopoulou, E., & Noakes, T. (2008) Fatigue: Why has sport psychology ignored this crucial performance issue? Abstracts of the Division of Sport & Exercise Psychology Conference 2010. The British Psychological Society: Leicester.

Noakes, T. D. (2012). Fatigue in sports psychology. In G. Matthews, P. A. Desmond, C. Neubauer & P. A. Hancock (Eds.). The handbook of operational fatigue (pp. 103-122). Farnham, Surrey: Ashgate Publishing Limited.

Tucker, R., Lambert, M. I., & Noakes, T. D. (2006). An analysis of pacing strategies during men's world-record performances in track athletics. International journal of sports physiology and performance, 1(3), 233.

« terug

Reacties: 0

Reactie toevoegen

Naam*
E-mailadres*
Reactie*
Stuur mij een e-mail als er een nieuwe reactie wordt geplaatst