Waarom zijn sommige mensen buiten adem na een korte jog, terwijl anderen moeiteloos lijken te glijden? Training, conditie en spierkracht spelen natuurlijk een rol. Onderzoekers hebben ontdekt dat de hersenen ook een sterke invloed hebben, vooral op hoe inspannende lichamelijke activiteit wordt ervaren.

Sport daagt niet alleen het lichaam uit, maar ook de manier waarop de hersenen inspanning interpreteren. Wetenschappers hebben ontdekt dat het trillen van de pezen voor het fietsen ervoor zorgt dat mensen zich meer inspannen zonder het gevoel te hebben dat ze harder werken. Hun spieren en hart werkten langer, maar hun perceptie van inspanning bleef onveranderd. Deze discrepantie tussen de hersenen en het lichaam zou op een dag kunnen helpen om lichaamsbeweging minder intimiderend te maken, vooral voor mensen die het moeilijk vinden om actief te blijven.

Welke invloed heeft chronobiologie op sport en prestaties?

Chronobiologie houdt zich bezig met de interne klokken van het lichaam, met name het circadiane ritme (ritme van ongeveer 24 uur). Deze ritmes beïnvloeden onder andere:

• de activiteit van bepaalde hersengebieden,
• de verwerking van zintuiglijke prikkels (bijv. spierspanning),
• hartslag, spierkracht en metabolisme,
• motivatie, vermoeidheid en perceptie van pijn en inspanning

Zowel de perceptie van inspanning als het prestatievermogen van de hersenen en het lichaam worden gestuurd door interne biologische ritmes die afhankelijk zijn van de tijd. De chronobiologie laat zien dat deze verwerking verschillend functioneert afhankelijk van het tijdstip van de dag. In de late namiddag bijvoorbeeld ervaren de hersenen lichamelijke inspanning vaak als minder inspannend dan in de vroege ochtend, ook al is de objectieve prestatie hetzelfde. Chronobiologische bevindingen zouden kunnen verklaren wanneer dergelijke effecten (zoals een verminderde perceptie van inspanning door trillingen) bijzonder sterk of zwak zijn en hoe de training zo getimed kan worden dat deze subjectief gemakkelijker aanvoelt. Chronobiologische ritmes bepalen hoe de hersenen en het zenuwstelsel lichamelijke signalen zoals spierspanning, vermoeidheid en inspanning interpreteren. Trilling van de pees verandert precies deze centrale verwerking en ontkoppelt de subjectieve waarneming van inspanning van de daadwerkelijke fysieke prestatie. Chronobiologie biedt dus het kader om te begrijpen wanneer en onder welke interne tijdsomstandigheden dergelijke effecten bijzonder effectief zijn. Het verbindt dus de neurale controle van inspanning met de biologische timing van het lichaam.

Waarom inspanning van persoon tot persoon anders aanvoelt

Inspanning verwijst naar de energie die we verbruiken tijdens activiteiten zoals hardlopen, fietsen of gewichtheffen. Hoewel dit energieverbruik fysiek gemeten kan worden, is de perceptie van inspanning niet puur mechanisch. Het wordt ook beïnvloed door de perceptie, die sterk kan verschillen van persoon tot persoon. Deze perceptie speelt een belangrijke rol bij de vraag of mensen blijven sporten. Als een training als te inspannend wordt ervaren, zullen mensen eerder stoppen of de training helemaal vermijden. Als dezelfde activiteit als haalbaar wordt ervaren, is het aangenamer en gemakkelijker om er langere tijd mee door te gaan.

Dit roept een interessante vraag op. Wat als het gevoel van inspanning zelf verminderd zou kunnen worden, zodat mensen het gevoel dat lichaamsbeweging gewoon te inspannend is zouden kunnen overwinnen? Benjamin Pageaux, professor aan de afdeling Kinesiologie en Bewegingswetenschappen aan de Université de Montréal, onderzoekt dit idee samen met drie onderzoekers van de Université Savoie Mont Blanc in Frankrijk als onderdeel van een internationaal onderzoeksproject.

Hoe trillingen de signalen van de hersenen kunnen veranderen

In een recente studie onderzocht het onderzoeksteam of het trillen van bepaalde pezen de waargenomen inspanning van het fietsen kan verminderen. Ze gebruikten een draagbaar trilapparaat dat ontworpen is om pezen te stimuleren voor de training. Vrijwilligers namen deel aan laboratoriumtests op een stationaire fiets. Elke deelnemer deed mee aan twee condities: een sessie na het trillen van de pezen en een andere sessie zonder voorafgaande trilling. Voor de vibratieconditie werd het apparaat aan de achillespezen en hamstrings bevestigd en 10 minuten lang geactiveerd voordat met fietsen werd begonnen. Deelnemers fietsten vervolgens drie minuten lang op een tempo dat zij als gematigd of intens beschouwden, waarbij ze hun inspanning aanpasten aan het doelniveau. De resultaten waren indrukwekkend. Na de peesvibratie genereerden de deelnemers meer kracht en hadden ze een hogere hartslag dan tijdens de sessies zonder vibratie. Hoewel hun lichaam harder werkte, nam hun waargenomen inspanning niet toe.

Onderzoekers proberen nu te begrijpen hoe peesvibratie de interpretatie van inspanning door de hersenen verandert. Hoewel de exacte biologische mechanismen nog worden onderzocht, heeft Pageaux verschillende mogelijke verklaringen voorgesteld. “Afhankelijk van de amplitude en frequentie van de vibratie kunnen we de neuronen in het ruggenmerg stimuleren of remmen,” legde hij uit. “Daarnaast verandert langdurige trilling de reactiviteit van de neuromusculaire spillen en verandert het signaal dat naar de hersenen wordt gestuurd.” Door de informatie die vanuit de spieren de hersenen bereikt te veranderen, lijkt vibratie de perceptie van beweging en inspanning te veranderen. Als gevolg daarvan kan lichaamsbeweging makkelijker aanvoelen, ook al oefenen de spieren meer kracht uit.

Mensen motiveren om meer te bewegen

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn, bevindt het onderzoek zich nog in een vroeg stadium. Tot nu toe zijn de tests beperkt gebleven tot korte fietsoefeningen onder gecontroleerde omstandigheden. “Het is niet getest in een marathon, alleen in een korte fietsoefening van drie minuten,” zei Pageaux. “Desondanks is dit de eerste keer dat is aangetoond dat het werkt bij dit type training.” Vervolgens is het team van plan om de hersenactiviteit tijdens de training nauwkeuriger te bestuderen. Ze willen instrumenten zoals elektro-encefalografie en magnetische resonantiebeeldvorming gebruiken om uit te zoeken hoe peesvibraties de neurale activiteit beïnvloeden terwijl mensen zich fysiek inspannen.

De onderzoekers onderzoeken ook het omgekeerde proces. Ze willen beter begrijpen hoe pijn en vermoeidheid het gevoel van inspanning vergroten en fysieke activiteiten moeilijker doen lijken. Uiteindelijk is het doel om strategieën te ontwikkelen die de waargenomen inspanning verminderen en meer mensen motiveren om lichamelijk actief te worden, vooral mensen die momenteel een zittende levensstijl hebben. “Door beter te begrijpen hoe de hersenen de relatie tussen inspanning en waargenomen beloning tijdens het sporten evalueren, hopen we regelmatiger lichaamsbeweging te bevorderen,” zei Pageaux. “En we weten allemaal hoe belangrijk het is voor onze gezondheid en ons welzijn om actief te blijven!”

Regelmatigere lichamelijke activiteit kan worden aangemoedigd door specifiek te focussen op de mechanismen in de hersenen die inspanning en beloning met elkaar verbinden. Wanneer lichaamsbeweging door de hersenen als minder inspannend of meer belonend wordt beoordeeld, neemt de motivatie om het te herhalen toe. Inzicht in hoe de hersenen inspanning waarnemen maakt het bijvoorbeeld mogelijk om:

• Vormen van lichaamsbeweging te ontwikkelen die subjectief gemakkelijker aanvoelen, ook al zijn ze effectief.
• Ondersteunende stimuli te gebruiken (bijv. ritme, trillingen, muziek) die de perceptie van inspanning verminderen.
• Trainingstijden zo plannen dat ze samenvallen met periodes van hogere motivatie in het dagelijkse ritme.
• Vroegtijdige positieve trainingservaringen creëren die het beloningssysteem activeren en negatieve associaties vermijden.

Hierdoor wordt lichaamsbeweging niet langer primair herinnerd als een last, maar meer als een positieve, haalbare ervaring. Dit vergroot de kans dat mensen lichaamsbeweging op de lange termijn in hun dagelijks leven integreren.