KRACHTTRAINING VOOR SPORTERS (Deel 3) Hoe maakt het Centraal Zenuw Stelsel het optimale programma. In de vorige delen (Sportgericht 2007-6 en 2008-1) kwam het top-down denken ter sprake, training benaderen vanuit de aansturing gedachte. Top staat voor het Centraal Zenuw Stelsel (CZS = hersenen + ruggemerg) en down voor de periferie, de buitenzijde. Het trainen maakt structuren zoals botten en spieren, in die periferie sterker. Maar wat training vooral doet is het steeds beter maken van het programma dat gewrichten en spieren aanstuurt teneinde de prestatie te leveren die de sporter voor ogen staat. Dit laatste is waar het om draait. De aansturing bepaalt de kwaliteit van het programma en zo de prestatie. Om tot een topprestatie te komen moeten we het CZS voorzien van de juiste informatie. Zo worden wij niet geboren met een programma om te lopen, maar wel met het vermogen om dat te leren. Een kind leert lopen (vaardigheid) door te beginnen met anderen in zijn omgeving te imiteren. We leren door vallen, dat wil zeggen het maken van fouten wat leidt tot informatie voor het CZS, en opstaan. Dit laatste is niets anders dan het verbeterde programma opnieuw uitproberen. EEN MODEL VOOR HET NEURALE PROGRAMMA Hoe kunnen we ons een voorstelling maken van een neuraal programma? Denk aan een dambord voor. Op alle velden ligt een witte damsteen. De damstenen zijn aan de onderkant zwart. Door nu de juiste stenen om te draaien kunnen we een smiley laten zien. In een zee van witte stenen zijn precies die stenen omgekeerd waardoor wij er het bekende gezichtje in herkenen. Als we naar één enkele steen kijken dan verschaft die ons geen informatie. Hij ligt met de witte of zwarte kant boven, er zijn maar twee standen. Dit is exact wat we bedoelen met de binaire code (0 of 1) waarmee onze PC alle data verwerkt en opslaat. De combinatie van alle stenen verschaft ons een gezicht, we herkennen zelfs emotie. Vooral ook omdat wij dit als zodanig weten te interpreteren. In tegenstelling tot een enkele steen, verschaft heel stel stenen ons dus plotseling wél informatie. De stenen en de informatie zijn tevens twee heel verschillende dingen. De informatie zit hem in de context, de onderlinge relatie van de stenen, niet in de stenen zelf. Onze hersenen bevatten ongeveer 100 miljard hersencellen. Eén enkele hersencel, het neuron, functioneert ongeveer als een schakelaar. In figuur 1 zien we één enkel neuron. Als via zijn dendrieten voldoende signaal binnen komt dan geeft hij via zijn axon zelf een elektrisch signaal af. Een neuron gaat duizenden verbindingen aan met andere neuronen. Op die manier ontstaan er neurale netwerken. Daarin hangt dus informatie, waaronder de motorische programma s net zoals er informatie van het dambord te lezen valt.
Figuur 1. Het neuron. Kijken we gedetailleerd naar de neuronen dan is het neurale programma zelf nergens te vinden. Honderduizenden neuronen maken onderlinge verbindingen en versterken deze naarmate er meer gebruik wordt gemaakt van het aldus ontstane programma. Dit laatste gebeurt als we trainen en leren. Kort na onze geboorte zijn er erg veel verbindingen tussen alle neuronen. Vervolgens geldt het principe: Use it or lose it. Er blijven alleen die verbindingen over die en rol spelen in de processen van aanpassing aan de (buiten)wereld. Leer je geen taal in de eerste 7 jaar dan blijkt het ook niet meer mogelijke taal te leren. Figuur 2. Het neurale netwerk. KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE: AI (Artificial Intelligence). De AI is in de jaren 50 begonnen met het neurale netwerk als voorbeeld. Figuur 3 laat een veld van schakelaars zien, de z.g. activation units, met onderlinge verbindingen. De schakelaars werden al gauw in software gesimuleerd, ze zijn dan virtueel. Het systeem leert als volgt. Links gaat de input erin, de vraag bijvoorbeeld hoeveel is 2+2. Rechts levert het netwerk een output die vertaald wordt naar het antwoord: 123456. Omdat het netwerk totaal niet in de buurt zit wordt er flink aan de verbindingen bijgesteld. Back propagation heet dat proces. Dan volgt de output 2500. Warmer, zouden we zeggen in het spel waarbij je het juiste antwoord moet raden. Uiteindelijk leert het netwerk het juiste antwoord, en dat werkt ook voor alle andere optellingen. Het voorbeeld hier is eenvoudig, in werkelijkheid worden deze lerende systemen voor complexe taken ingezet. Op de vraag of dit soort netwerken ook ooit echt intelligent gaan worden antwoorde Hans Moravec (geboren 1948), stel dat ik bij jou één enkel neuron vervang door een chipje met dezelfde functionaliteit. Dus het afgeven van een signaal als er voldoende andere signalen binnenkomen. Zijn vraag is: bent u dan veranderd of nog steeds dezelfde persoon?
Pas op want het antwoord ja betekent dat het ook geldt voor het volgende neuron, enzovoorts. Figuur 3. Het neurale netwerk in de kunstmatige intelligentie. Rattenbrein leert vliegen. In 2004 namen onderzoekers in Florida 25000 neuronen van een rattebrein. Een speciale oplossing weekte ze allemaal los van elkaar. De oplossing werd in een schaaltje gedaan met rondom 60 electroden. In de oplossing begonnen de neuronen vanzelf onderlinge verbindingen te leggen. Het geheel werd aangesloten op een F22 flight simulator. Dit brein leerde geleidelijk de F22 te besturen. Nu we een beetje een voorstelling hebben van de manier waarop wij het presteren leren en hoe wij ons lichaam daarbij leren besturen is makkelijk te begrijpen dat trainen voor een spiegel fout is. De spiegel komt uit de sportschoolcultuur, kijken naar je spieren o.i.d. Waar zijn de spiegels zei een Olympisch kampioen toen hij langskwam in Nijmegen (WaalSport) om een keer samen te trainen. Ik zeg, heb jij je sport geleerd door naar jezelf te kijken in de spiegel? Het tegenovergestelde is veel beter! Namelijk als het eenmaal loopt oefen je je technische oefeningen met de ogen dicht. Dit past in de Top-Down visie, het verbeteren van de aansturing. In dit geval op je gevoel dat bij de wedstrijd hoort. Figuur 4. Kniebuigen 13 jarige tennisser
PRAKTIJK In de zomer van 2002 was ik op de atletiekbaan te Sankt Moritz (Zwitserland). Daar sprak ik een Nederlandse meerkamper. Hij vertelde mij over zijn knieproblemen. Ik herkende het z.g. pattella-femorale syndroom. Vooral omdat het zijn beide knieën betrof vermoedde ik een bekende fout in de krachttraining. Ik vroeg hem of de fysiotherapeut aangaf dat hij zijn vastus medialis moest trainen, wat overigens niet de oplossing voor het probleem is. Je krijgt dan de problemen die Jumping Jack ondervond in deel 2*. Dit bleek inderdaad zo te zijn. Ik vroeg hem hoeveel hij kon kniebuigen. Dat kwam neer op 4 herhalingen met 300kg(!). Ik laat hem de enorme vastus medialis zien van Gerard van Velde. Hij krijgt van mij niet meer dan ongeveer 120kg op zijn schouders zei ik nog. Ik denk ook dat wat ik Gerard ermee liet doen voor hem wels eens een zware opgave zou kunnen zijn en dat de kans groot was dat deze atleet met knieproblemen zou blijven lopen. Gerard won die winter de Olympische Spelen met een enorm vermogen. Na die spelen ben ik overgestapt naar Spaarselect / SBL, de ploeg die beide wereldkampioenen sprint leverde. In figuur 4 kun je zien wat kniebuigen hoort te zijn. Zichtbaar is ook al de ontwikkeling van de vastus medialis aan de binnenkant van het linker been. De foto laat het kniebuigen-vóór zien maar dat maakt voor het verhaal weinig uit. Jong beginnen met de juiste krachttraining is wel belangrijk! Figuur 5 laat het rompbuigen zien. Hiermee zijn veel kilo s te halen, zoals in bovenstaand verslag ook duidelijk werd. Het gevolg van deze training is uiteindelijk: - knieklachten door een slechte ontwikkeling van de musculatuur rond het kniegewricht, - rugklachten, die vaak uitmonden in een hernia, door het dragen van veel te grote belastingen. Wat ook opvalt, is dat mensen die het rompbuigen trainen, de powerlifters, gemiddeld presteren in sprongtesten (dr.j.a.vos 1970-1990). De Olympische gewichtheffers, waar de vrije haltertraining vandaan komt, staan aan de top van de sprongprestaties in de sportwereld. De standaard voor de toppers is daar: uit stand op je eigen schouderhoogte kunnen springen. Figuur 5. Het rompbuigen. Waarom zouden we met zulke grote belastingen op onze rug willen trainen? In de sport treden grote krachten op als gevolg van de pre-stretch beweging. Dat is inveren en afzetten, een snelle excentrische fase onmiddellijk gevolgd door een concentrische. Bijna alle sporten zitten er vol met dat soort acties. Natuurlijk wil je je in de krachttraining voorbereiden op dit krachtenspel, vandaar dat pogingen om zodanig te kniebuigen dat de krachten in de knie laag blijven juist de basis zijn voor blessureleed in het veld. Als we bij de atletiek blijven dan is daar sprake van kortdurende reactieve krachten, als gevolg van de pre-stretch beweging, Dat kan oplopen tot ongeveer 7.5 maal lichaamsgewicht. In figuur 6 is dit te zien als piek A voor een atleet die zelf 80kg weegt. De vorm van de grafiek kan best anders zijn, relevant is dat er een piek van 7,5x80 = 600kg optreedt met een basis (=duur) van 0,15 seconde. Wil je deze piek overtreffen in de krachttraining (KT) dan kan dat alleen door van een flinke hoogte te springen. Op die manier, met korte kontakttijden, zijn de z.g. dieptesprongen echter slopend. In de vrije haltertraining kennen we het krachttrekken (power snatch) waarbij de reactieve krachten oplopen tot 2,5 maal het totale gewicht. Als onze 80kg atleet 110kg trekt
komt hij op een piek van 475kg. Je ziet de grafiek binnenkomen bij 80kg atleet + 110kg = 190kg. Voor het voorslaan (power clean) met 160kg is de rekensom 80+160 maal 2 = 480. De afzettijd van ongeveer 0,4sec. biedt ook een duidelijke overload t.o.v. de korte kontakttijd in de sport zelf. De genoemde belastingen 110 en 160 zijn voor topatleten heel normale en haalbare belastingen. Figuur 6. Vergelijking van pre-stretch krachten in de atletiek, technische KT en rompbuigen. De horizontale lijn in figuur 6 geeft het krachtenspel weer als de atleet met 300kg de rompbuiging uitvoert. Er is geen sprake van enige versnelling of pre-stretch als je 300kg op je schouders op en neer beweegt, vandaar een horizontale lijn. Kniebuigen met belastingen van 175 tot 200kg, een normale belasting voor een atleet die 160kg voorslaat, levert door de prestretch krachten ook pieken van 380kg. Als het rompbuigen 3 seconde duurt dan is de lijn in werkelijkheid 7 maal zo lang als in de figuur zichtbaar is. Willen we nu beoordelen of het krachtenspel lijkt op dat van de sport dan kunnen we kijken naar de oppervlakte onder de grafiek, die immers groter wordt naarmate de bereikte kracht groter is en/of de tijd toeneemt. In de wiskunde levert de integraal van de functie van de grafiek ons daar een waarde voor, maar uiteraard is de vorm van de grafiek ook veelzeggend. Het belangrijkste aspect van de vorm is de stijging van de grafiek van nul naar het maximum. Oftewel: hoe snel wordt de maximale belasting bereikt. En dat is weer de Rate of Force Development (RFD) besproken in deel 1*. De RFD van het rompbuigen ligt erg ver af van de sportsituatie. Ik heb over de hele wereld getraind met Olympisch gewichtheffers, rugklachten komen daar vrijwel niet voor en hernia s heb ik helemaal nooit gezien. De power lifters, slechte naam want het vermogen is juist extreem laag, die het rompbuigen toepassen om zoveel mogelijk kilo s te halen, hebben juist wel vaak rugklachten. VOLLEYBAL In het volleybal zijn de krachten tussen speler en ondergrond, kleiner en de spelers kwetsbaarder dan in de atletiek. Ik heb vele jaren alle topvolleyballers, vanaf de leeftijd van ongeveer 15 jaar, getraind. De laatste twee jaar trainde ik nog wel de vrouwen maar niet meer de mannen. Gedurende mijn acht jaar waren rugklachten vrijwel afwezig. De overgang van de training voor vermogen en snelheid naar een meer klassieke, kilo gerichte training leek samen te gaan met opkomende rugklachten. Er was zelfs sprake van een hernia bij de 20jarige(!) spelverdeler van het Nederlands team. De spelverdeler is juist de sterkere atleet die veel minder sprongen maakt dan de anderen. De betrokken fysiotherapeute melde mij nadrukkelijk
dat de hernia-klachten het gevolg waren van de krachttraining. Op dit moment zie ik iets soortgelijks bij een basketbalster. Het rompbuigen in Amerika heeft haar flink belast met bijna twee maal zoveel kilo s als ik haar in de zomer toevertrouw. De veilige weg is, de spelsporters te belasten conform de kontakttijden en pre-stretch krachten van hun sport. Onderstaand geeft een idee KT die ik in de sportpraktijk vaak tegenkom. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Voorbeeld populair trainingschema Herhalingen Sets % Rumanian Deadlift (RDL) 8-12 3 75 Cable cross 8-12 3 75 Dumb. Lunge 8-12 3 75 Push Up 8-12 3 75 Hang Clean 8-12 3 75 Back Squat 8-12 3 75 Seated row 8-12 3 75 Leg Press 8-12 3 75 Bench Press 8-12 3 75 Back extension 8-12 3 75 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ De vrije haltertraining bestaat hier Hang clean en Back squat. De eerste noemen wij voorslaan van de hang. Door de extra rugbelasting is van de hang alleen geschikt voor de echte halterprofs, die het dan nog maar mondjesmaat toepassen. Hierover later meer. De tweede oefening noemen wij Kniebuigen achter. Wat meteen opvalt is dat de training spiergericht is in plaats van vaardigheid gericht. - Veel (teveel) oefeningen moeten alle spieren bereiken. - De percentages van het voorslaan zijn dezelfde als bij de andere oefeningen. Voorslaan is echter een technische oefening. Een goede vergelijking is die met een hoogspringer die 2 meter in benen heeft. Wat heeft hij aan series van 10 over 1.50m springen? - Het herhalingen-gebied is niet geschikt voor technische oefeningen maar past bij het springen over 1 meter 50. - Als je als prestatiesporter aan Voorslaan en Kniebuigen doet dan kost dit minstens 45 minuten. Je komt dan al erg dicht bij de limiet van 60 á 75 minuten. Hoog intensieve KT geeft een goede endocriene reactie, met name de produktie van groeihormoon volgt op hoge intensiteit gecombineerd met veel spiermassa die tegelijkertijd aan het werk is. Na ongeveer een uur ga je over de endocriene piek heen. Van zulke lange trainingen zeggen wij de tweede helft van de training eet de eerste helft op. *www.tonleenders.nl