Onderzoekers van de universiteit van Kent hebben succesvol aangetoond dat het mogelijk is het uithoudingsvermogen te verbeteren door middel van hersenstimulatie.
Hersenstimulatie en uithoudingsvermogen
Dr Lex Mauger en collega’s aan de Kent’s School of Sport and Exercise Sciences (SSES) wilden er achter komen in hoeverre conditie, of uithoudingsvermogen, zowel afhankelijk is van de geest als van het lichaam.
Ze deden dit door in een groep van 12 actieve deelnemers een test te houden waarin er gefietst moest worden tot failure, tot ze dus niet meer konden [1]. In deze placebo controlled studie werden de hersenen gestimuleerd door middel van een milde elektrische prikkel over de hoofdhuid (transcranial direct current stimulation of tDCS). Hiermee werd de activiteit verhoogd in een gebied in de hersenen dat geassocieerd wordt met spiercontracties. Hierdoor werd de perceptie van inspanning verlaagd en de tijd dat de deelnemers konden fietsen werd verlengd.
Dit zou volgens het team komen doordat de oefening lichter aanvoelde na de stimulatie. tDCS was al eerder gebruikt om prestaties bij duursporten te verbeteren, maar hoe het precies werkt, was nog onduidelijk. Deze mechanismes zijn met dit onderzoek duidelijker geworden volgens de onderzoekers.
Opwinden of kalmeren
Bij tDCS worden twee of meer elektroden op de hoofdhuid geplaatst die vervolgens een constante zwakke stroom aan de hersens leveren. Het effect hiervan op de hersenen hangt af van de polariteit. Net zoals je bij een accu een positieve en negatieve pool hebt en hier de juiste kant van een startkabel op aan moet sluiten. Zo maakt het bij elektrostimulatie van de hersenen ook uit welke elektrode op welke kant wordt geplaatst. De kant waar de electronen ingaan (kathode) heeft een kalmerend effect, terwijl de kant waar de electronen uitgaan, anode, juist zorgen voor een opwindend effect.
Hiernaast is de locatie op het hoofd waar deze geplaatst worden van grote invloed op het effect, waaronder de diepte van de stimulatie. De motorische schors in de hersenen is verantwoordelijk voor beweging. Ook deze kan geprikkeld worden door boven de primaire motorschors (M1) de anode te plaatsen en juist gekalmeerd worden door de kathode.
Uit de studies naar het effect van elektrostimulatie op het uithoudingsvermogen zijn verschillende resultaten gekomen. De onderzoekers van de universiteit denken dat dit komt door verschillen in plaatsing van de elektroden. In één onderzoek werd bijvoorbeeld geen effect ontdekt [2]. In dat geval werd de anode boven de M1 geplaatst terwijl de kathode boven de rechter dorsolaterale prefontale cortex werd geplaatst. Volgens de onderzoekers van Kent is het mogelijk dat door de kathode het effect van de anode op de primaire motorschors werd verkleind of zelf teniet gedaan.
Het is dus niet aan te raden ter voorbereiding van de Dam tot Dam je oude abtronic van zolder te halen en op je hoofd te plaatsen. Naar de optimale plaatsing en richting van de electroden zal nog het nodige onderzoek verricht moeten worden om deze kennis een praktisch nut te geven.
Bovendien kan je je afvragen in hoeverre professional duursporters hier profijt van zullen hebben. Volgens de onderzoekers van Kent wordt het effect vooral veroorzaakt doordat het fietsen relatief minder inspannend lijkt na de elektrostimulatie. Vooral een mentaal effect dus.
Indeed, according to this model, which is based on motivational intensity theory, task failure occurs because people voluntary stop exercising when their perception of effort coincides with the maximum effort they are willing to exert in order to succeed in the task (potential motivation).
Het verschil tussen lichamelijke uitputting en mentale uitputting is vaak vooral groot in mensen die niet gewend zijn zichzelf fysiek te pushen. Voor sommigen is het idee om jezelf in het zweet te werken en door te gaan wanneer je moe bent, maar moeilijk voor te stellen. Zo ook een oud collega van mij die dat eigenlijk maar een belachelijk concept vond. Ik kan me voorstellen dat zij wat langer zou kunnen fietsen wanneer dit mentaal gezien minder moeite lijkt te kosten.
Voor het onderzoek zijn recreatief actieve mensen geselecteerd die minstens drie uur per week aan cardiovasculaire training deden. Die zullen dus gewend zijn niet op te geven bij de eerste tekenen van vermoeiing. Maar die hoeven dus ook niet perse gewend te zijn tot het gaatje te gaan zoals duursporters in competitieverband. Ik vraag me dan ook af hoe groot een dergelijk effect in zo’n groep zou zijn.
Referentie
- L. Angius, A.R. Mauger, J. Hopker, A. Pascual-Leone, E. Santarnecchi, S.M. Marcora. Bilateral extracephalic transcranial direct current stimulation improves endurance performance in healthy individuals. Brain Stimulation, 2017; DOI: 10.1016/j.brs.2017.09.017
- Angius, L., Hopker, J.G., Marcora, S.M., and Mauger, A.R. The effect of transcranial direct current stimulation of the motor cortex on exercise-induced pain. Eur J Appl Physiol. 2015; 115: 2311–2319
