Dlaczego decydujący moment jest decydujący?

Dzisiaj tekst, który wymaga trochę więcej skupienia i uwagi - dla tych, którzy chcą wiedzieć więcej.

Człowiek, jako istota posiadająca wewnętrzną wrażliwość jest podatna na szereg emocji, które otrzymujemy podczas sportowych widowisk. Bycie kibicem ma zazwyczaj słodko-gorzki smak. Komentatorzy i eksperci uwielbiają rozwodzić się o momentach zwrotnych meczów czy decydujących chwilach. Dzisiaj przyjrzymy się tej chwili, trwającej nieraz ledwie 250 milisekund, a mogącej mieć wpływ na całą karierę zawodnika. Opiszę jak wygląda proces decyzyjności w sporcie i czym może być spowodowane to, że niektórzy podejmują gorsze decyzje, a inni lepsze.

Rysunek 1. Schemat przetwarzania bodźca zewnętrznego w odpowiedź motoryczną (na podstawie „Sport Vision: Vision Care for the Enhancement of Sports Performance” str. 20)

Te dziwne, na pozór skomplikowane strzałki i prostokąty, to model przetwarzania informacji, który postaram się przybliżyć. To on determinuje decyzję koszykarza o rzucie i jego jakości, a biegacza o momencie poderwania się do biegu. Oczywiście, jako że jest to strona traktująca o wzroku w sporcie, skupie się głównie na bodźcach wizualnych.

Według tego modelu odpowiedzią motoryczną, czyli tym jak zareagują nasze mięśnie na daną sytuację (np. złapanie, kopnięcie piłki), zarządzają trzy centralne mechanizmy: percepcyjny, decyzyjny i efektorowy (wykonawczy). Działają one sekwencyjnie, czyli w określonej kolejności, tak jak na schemacie. Najpierw mechanizm percepcyjny odbiera ogrom informacji ze świata zewnętrznego i ocenia ich istotność odfiltrowując te zbędne. Pomaga to zoptymalizować wydajność całego procesu przetworzenia informacji w konkretną reakcję mięśni. Następnie przetworzona już informacja trafia do mechanizmu decyzyjnego, którego zadaniem jest ustalenie jak najlepszej odpowiedzi motorycznej na daną sytuację (bodziec). Tak zaprojektowana informacja dociera do mechanizmu efektorowego (wykonawczego), a on niczym generał, wysyła swoje zamiary w postaci impulsów nerwowych do odpowiednich ośrodków mózgowych inicjując i kontrolując w ten sposób motorykę ciała. Przyjrzyjmy się jednak każdemu mechanizmowi z osobna.

MECHANIZM PERCEPCYJNY

Odbiera informacje ze zmysłów, czyli to co np. słyszą uszy lub widzą oczy i wstępnie segreguje informacje. Ponieważ cały proces musi zajść szybko, należy przesiać ogromną ilość informacji pochodzących ze wszystkich zmysłów i wybrać te najistotniejsze w danym momencie. Dając przykład, dla bramkarza taką wyselekcjonowaną informacją będzie piłka lecąca w stronę bramki. Mimo że widzi część stadionu, boisko i zawodników, cały mechanizm skupi się głównie na odpowiedniej reakcji na lecącą piłkę, ewentualnie ustawieniu graczy na boisku, cała reszta w tym momencie się nie liczy. Taki przesiew informacji pozwala przyspieszyć proces reakcji i mówiąc kolokwialnie – nie przegrzać mózgu.

Jest to etap, na który mamy największy wpływ; optometryści, okuliści, ortoptyści, a także sami sportowcy. Poprzez określenie problemów czy deficytów danego układu wzrokowego, a następnie ich rozwiązaniu jesteśmy w stanie poprawić jakość tych informacji. Chyba wszyscy się zgodzimy, że lepiej widzieć tak:

https://images.app.goo.gl/jHDpGBufwoaNKtAA6

niż tak:

Ponadto uwzględniając z jaką dyscypliną sportu mamy do czynienia można wprowadzić trening konkretnych parametrów układu wzrokowego w odniesieniu do wymagań wzrokowych tej dyscypliny. W ten sposób postąpiono w przypadku strzelectwa sportowego, do standardowego treningu dołączono trening wzrokowy odpowiednich funkcji, a osiągnięte rezultaty były rewelacyjne (opisałem to TUTAJ).

Wymienia się cztery główne obszary funkcji wzrokowych, jest to umowny i ogólny podział w celu pokazania istotnych obszarów widzenia u sportowców. Są to:

- zdolność rozdzielcza siatkówki – statyczna i dynamiczna ostrość wzroku, czułość na kontrast, akomodacja

- postrzeganie głębi – widzenie stereoskopowe, ruchy wergencyjne (informacja zwrotna o napięciu mięśni)

- ruchy oczu – ruchy śledzące i sakadyczne

- widzenie peryferyjne – czułość na bodźce peryferyjne

Odpowiednia jakość tych parametrów w ostatecznym rozrachunku pozwala uzyskać wyższej jakości obraz, lepszą ocenę odległości lub dokładniejszą informację o położeniu rywali i kolegów z drużyny na boisku. Łatwo to zauważyć u najlepszych piłkarskich playmaker’ów; przed otrzymaniem piłki skanują pole gry patrząc w lewo i prawo, aby ustalić położenie reszty graczy i móc jak najszybciej podjąć decyzję. Wspaniale opisuje to artykuł dziennika The Independent o, piłkarzu włoskiego Juventusu, Miralem’u Pjanic’u, „How the eyes of Miralem Pjanic conducted Juventus’s win over Manchester United”. Przejdźmy jednak dalej.

MECHANIZM DECYZYJNY

Jest to bardzo istotny etap przetwarzania informacji wzrokowej. Zdolność szybkiej reakcji na sytuację zwiększa szansę na ostateczny sukces, a w niektórych sportach indywidualnych decyduje o zwycięstwie. Tutaj na podstawie już wstępnej selekcji bodźców z mechanizmu percepcyjnego dochodzi do wybrania najważniejszych informacji, organizacji i ich interpretacji na bazie doświadczenia z podobnych sytuacji oraz wybraniu najlepszej decyzji uwzględniającej jaki efekt chcemy osiągnąć.

Zdarza się w sporcie, gdy dana sytuacja wymaga szybkiej reakcji motorycznej, że nie ma czasu na zebranie i przetworzenie ważnych informacji wzrokowych, a pomimo tego decyzja musi zostać podjęta. Wtedy sportowiec korzysta z własnego doświadczenia i szczątkowych informacji, które są dostępne próbując przewidzieć najbardziej prawdopodobny scenariusz tej sytuacji. Taką sytuację mamy w przypadku rzutów karnych w piłce nożnej, gdzie bramkarze zazwyczaj rzucają się „w ciemno” licząc na to, że właśnie w to miejsce uderzy strzelec. W hokeju, podczas rzutów karnych czas od uderzenia krążka do przekroczenia przez niego linii bramkowej to mniej więcej 100 ms [1]. Właśnie tyle milisekund ma bramkarz na wykonanie interwencji, natomiast czas reakcji prostej (reakcji na jeden bodziec, np. zmiana koloru danej figury) to ok. 150-200 ms. Bramkarz nie ma wystarczającej ilości czasu, aby czekać z reakcją na uderzenie, interwencję zaczyna jeszcze przed uderzeniem, obserwując zachowanie strzelca i korzystając z doświadczenia w celu określenia najbardziej prawdopodobnego scenariusza. To właśnie priming (inaczej torowanie) umożliwia sportowcom, na bazie zdobytego doświadczenia i niezliczonych powtarzających się sytuacji, poprawić szybkość reakcji oraz trafność decyzji bazując na identycznych sytuacjach, które wystąpiły w przeszłości. Przy ograniczonym czasie na reakcje, to właśnie skuteczne antycypowanie (pozdrawiam Pana Tomka Hajtę) decyduje o udanej interwencji.

MECHANIZM EFEKTOROWY (WYKONAWCZY)

Jest odpowiedzialny za konwertowanie informacji pochodzących z mechanizmu percepcyjnego i decyzyjnego na odpowiedni sygnał dla odpowiedzi motorycznej. Wszystko musi zostać wykonane z niebywałą dokładnością, tak aby ruch odbył się w odpowiednim czasie i charakteryzował maksymalną precyzją. W sporcie sytuacja zmienia się błyskawicznie, tak samo jak system przetwarzania informacji. W trakcie wykonywania podjętej decyzji, jeśli warunki na to pozwalają, może dojść do jej zmiany na podstawie cały czas dostarczanych informacji z wcześniejszych etapów. Znów posiłkując się przykładem piłkarskiego bramkarza; uderzona piłka zmierza w stronę bramki, więc golkiper reagując na to szykuje się do rzutu. Futbolówka jednak, odbija się od obrońcy, a rykoszet zmienia kierunek lotu piłki. Mechanizm percepcyjny odbiera bodziec wzrokowy o zmianie kierunku, na co mechanizm decyzyjny reaguje wydając rozkaz o zmianie reakcji, wtedy mechanizm wykonawczy wysyła informację o wytłumieniu poprzedniego ruchu i innym pobudzeniu mięśni. W efekcie bramkarz wstrzymuje poprzednią decyzję o interwencji i wykonuje jej zaktualizowaną wersję. Wygląda to mniej więcej tak, jak poniżej.

OCENIANIE ODLEGŁOŚCI

Do wykonania takiej akcji, jak uderzenie bądź złapanie piłki sportowiec musi, na podstawie otrzymanych bodźców (najczęściej ze zmysłu wzroku), określić gdzie w trójwymiarowej przestrzeni znajduje się piłka, a także precyzyjnie oszacować ilość czasu pozostałego do kontaktu. Możliwe jest to dzięki mechanizmom wzrokowym takim jak np. dysparacja siatkówkowa czy zmiana obrazu siatkówkowego.

Rysunek 2. Prawe i lewe oko z osobna widzą piramidę pod innym kątem, pobudzenie dysparatnych części siatkówki powoduje poczucie głębi.

Człowiek rodzi z parą oczu, co umożliwia nam widzenie przestrzenne, tzw. 3D. Jeśli spojrzymy w punkt znajdujący się na wprost i zamkniemy raz prawe, a raz lewe oko, być może uda się dostrzec, że każdym okiem obraz jest widziany pod trochę innym kątem. Przez to, że występuje ta różnica, pobudzane są niekorespondujące miejsca siatkówki, co powoduje, że jesteśmy w stanie uzyskać poczucie głębi. Dysparacja siatkówkowa jest najsilniejszą obuoczną wskazówką umożliwiającą ocenę odległości, w mniejszym stopniu polegamy na ruchach wergencyjnych i akomodacji [2]. Zmiany dysparacji w trakcie lotu piłki pozwalają ocenić kiedy nastąpi moment kontaktu z nią.

Wśród jednoocznych wskazówek umożliwiających percepcję odległości najistotniejszą jest wielkość obrazu siatkówkowego. Ta sama piłka widziana z bliska daje większy obraz na siatkówce, niż kiedy znajduje się dalej, na tej podstawie jesteśmy w stanie ocenić, z pewną dozą niepewności, odległość w jakiej znajduje się piłka. Czynników jednoocznych jest zdecydowanie więcej, ale na razie nie będziemy sobie nimi zaprzątać głowy.

ZASTOSOWANIE MODELU NA PRZYKŁADZIE PAŁKARZA BASEBALL’OWEGO

Teraz omówioną wyżej teorię opiszemy na praktycznym przykładzie występującym w baseball’u. Miotacz rzuca, pałkarz odbija, wydaje się trywialne? Zakładając, że średnia prędkość piłki to 145 km/h; od momentu wypuszczenia piłki do uderzenia mija 400 ms. Wszystko co omówiliśmy wyżej musi zająć maksymalnie 400 ms, wraz z wykonaniem odpowiedniego ruchu, który trwa ok. 150 ms. Tak więc na ocenę sytuacji, przetworzenie wszystkich informacji i podjęcie decyzji pałkarz ma 250 ms, mniej więcej tyle czasu ile trwa mrugnięcie [3]…

MECHANIZM PERCEPCYJNY

Pałkarz w momencie rzutu obserwuje dłoń i łokieć miotacza (rzucającego) [4,5]. Zakodowanie informacji z fotoreceptorów (komórek nerwowych siatkówki) zajmuje ok 25 ms. 20 ms trwa transport tej informacji do kory wzrokowej, która przetworzy bodźce w celu zbudowania obrazu, ten proces zajmuje 30 ms. Przetworzenie informacji wzrokowej zawierającej moment rzutu zajęła 75 ms, w tym czasie piłka jest w 1/5 dystansu.

MECHANIZM DECYZYJNY

Pałkarz ma już nakreślone kilka scenariuszy przedstawiających jaki rodzaj rzutu mógł wykonać miotacz, dodatkowo biorąc pod uwagę jego doświadczenie, przeprowadzoną analizę przed meczem, warunki pogodowe i wynik, jest w stanie wybrać najbardziej prawdopodobny scenariusz i na niego zareagować. Podjęcie decyzji i przesłanie tej informacji do mechanizmu efektorowego zajmuje co najmniej 50 ms.

MECHANIZM EFEKTOROWY

W 225 ms od momentu rzutu, musi nastąpić zainicjowanie odpowiedzi mięśniowej – zamachu kijem – która zajmie ok. 150 ms. Przetwarzanie wzrokowe wciąż dostarcza informacji zwrotnej o sytuacji i nawet po 50 ms od momentu rozpoczęcia zamachu, gdy kij osiąga 30% końcowej prędkości, możliwa jest faktyczna zmiana pracy mięśni, na podstawie informacji wzrokowych [6]. Po 100 ms kij osiąga 75% finalnej prędkości i zaprogramowany już ruch nie może zostać zmieniony [6]. O udanym uderzeniu zadecydowało 250 ms i to właśnie zbiór takich momentów definiuje zwycięstwo lub porażkę.

PODSUMOWANIE

Mam nadzieję, że wytrwaliście do końca i wszystko było jasne. Podsumowując, kilkuroczne przygotowania do największych światowych imprez mogą zostać zaprzepaszczone w trakcie zawodów przez jedną złą decyzję, która faktycznie zajmuje ułamki sekundy. Ważną kwestią tutaj jest doświadczenie, które bardzo pomaga w dobrej ocenie sytuacji i przyspiesza proces decyzji. Poza oczywistym treningiem sportowym warto zwrócić też uwagę m.in. na układ wzrokowy, czy wszystkie jego funkcje są odpowiednio sprawne, po to, aby uzyskać możliwie jak najlepszy jakościowo obraz. Wysokiej jakości obraz oraz wyćwiczone funkcje wzrokowe są w stanie poprawić sprawność całego mechanizmu i szybkość podejmowania decyzji. Jest to możliwe dzięki większej szczegółowości obrazu, dokładniejszej ocenie odległości lub lepszej percepcji peryferyjnej.

Temat percepcji i mechanizmu przetwarzania informacji poruszony w tym tekście to tylko ułamek całości, postaram się to rozwinąć w przyszłości, lecz zważając na różnorodność dyscyplin sportowych jest to trudne. Każdy sport i każdy pacjent (tudzież sportowiec) jest inny i wymaga indywidualnego podejścia do tego tematu. Gdy o zwycięstwie decydują detale - trzeba zadbać, aby te detale były po naszej stronie.

Artykuł powstał głównie na podstawie książki „Sport Vision: Vision Care for the Enhancement of Sports Performance” napisanej przez G. B. Erickson’a. Reszta źródeł:

[1] A. D. de Groot, „Perception and memory versus thought: some old ideas and recent findings.”, 1996.

[2] T. P. Grosvenor, „Primary Care Optometry,” St. Louis, Elsevier, 2007, str. 83.

[3] H. R. Schiffman, “Sensation and Perception. An Integrated Approach”, New York: John Wiley and Sons, Inc., 2001.

[4] M. D. Shank, K. M. Haywood, „Eye movements while viewing a baseball pitch”, 1987.

[5] C. Goulet, M. Bard, M. Fleury, „Expertise differences in preparing to returns a tennis serve: a visual information processing approach”, 1989.

[6] R. K. Adair, „The swing of the bat. In The physics of baseball”, 2002.