Feit of fabel: zorgt hersenstimulatie voor betere sportprestaties?

De hersenen spelen een enorm grote rol bij sportprestaties. Niet alleen sturen ze de spieren aan, ze verwerken ook signalen van pijn en ongemak uit de rest van het lichaam. Het klinkt daarom plausibel dat je door bepaalde hersengebieden te activeren of juist te remmen, de spieren beter kunt aansturen en signalen van pijn kunt afzwakken. Dit zou in theorie tot betere sportprestaties kunnen leiden. Daarnaast leeft al heel lang het idee dat je het leerproces zou kunnen versnellen door middel van hersenstimulatie. Ook dat is voor sporters een aantrekkelijk idee: je zou daarmee wellicht nieuwe bewegingen beter en sneller kunnen aanleren.

Twee elektroden

Hoe ziet hersenstimulatie er dan uit in de praktijk? De meest gebruikte methode is Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS)^[1]. Andere methoden van hersenstimulatie worden in de sport niet of nauwelijks gebruikt, dus we bespreken in dit artikel verder alleen tDCS^[2].

Bij tDCS worden er twee elektroden op het hoofd geplaatst. Door gedurende tien tot twintig minuten een zwak stroompje van één tot twee milliampère tussen de positieve en de negatieve elektrode te sturen, verandert de prikkelgevoeligheid van de onderliggende hersenen. Het hersengebied onder de positieve elektrode wordt actiever, terwijl het gebied onder de negatieve elektrode minder actief wordt. De stroom zet zelf dus geen fysieke beweging in gang, het verandert alleen de manier waarop het brein reageert op prikkels. Deze veranderde gevoeligheid kan tot 90 minuten na stimulatie aanhouden. De methode is goedkoop en ongevaarlijk: mensen die het ondergaan voelen alleen een lichte tinteling op hun hoofd^[2].

Het meest gekozen hersengebied voor stimulatie is de primaire motorische schors^[1]. Dit hersengebied stuurt de spieren aan, waardoor het een grote rol speelt bij sportprestaties. Met stimulatie van de primaire motorische schors zou je in theorie je spieren krachtiger kunnen laten samentrekken. Dit gebied is ook betrokken bij pijnbeleving, wat een beperkende factor kan zijn voor duurprestaties.

Laboratorium

Er zijn veel onderzoeken gedaan naar het effect van tDCS op fysieke prestaties. In veruit de meeste studies werden proefpersonen in een laboratorium gezet, waar ze hersenstimulatie ondergingen en daarna kracht moesten zetten met een bepaalde spiergroep. Door de geleverde kracht na tDCS te vergelijken met die na een nepstimulatie, bepaalden onderzoekers het effect van tDCS. Uit deze studies bleek overwegend dat mensen een klein beetje sterker worden na tDCS, en een inspanning iets langer kunnen volhouden^[2]. Maar deze labsituatie lijkt natuurlijk helemaal niet op een daadwerkelijke sportsituatie. Tijdens een sportwedstrijd moet een sporter met haar hele lichaam bewegen, reageren op tegenstanders, en presteren onder druk en vermoeidheid. Dit vraagt een andere belasting van de hersenen, dus de vraag is of het effect van tDCS hetzelfde is als in het lab.

Echte sportsituatie

De laatste jaren publiceerden onderzoekers ook een aantal tDCS-artikelen waarin de onderzoekstaak meer leek op een sportsituatie. In 2015 verscheen een studie waaruit bleek dat getrainde wielrenners een 4% hoger piekvermogen konden trappen tijdens een maximale inspanningstest als hun temporale schors daarvóór gestimuleerd was^[3]. Uit een andere studie bleek dat wielrenners 1,3% sneller waren bij een tijdrit na hersenstimulatie^[4]. 

Ook voor technische sporten zijn er aanwijzingen dat tDCS kan helpen. Zo ontdekte een Iraanse onderzoeksgroep dat ervaren pistoolschutters nauwkeuriger gingen schieten na tDCS, en dat de reactietijd van boksers vooruitging^[5,6]. Uit een zeer recente studie bleek dat topvolleyballers harder konden smashen na hersenstimulatie, hoewel hun spronghoogte en maximale kracht niet vooruitgingen^[7].

Korrel zout

Hoewel deze succesverhalen veelbelovend klinken, moeten we ze wel met een korrel zout nemen. Tegenover de positieve bevindingen staan ook onderzoeken waarbij geen effect van tDCS wordt gevonden^[7,8]. Bovendien zijn alle studies naar tDCS bij sporters bijzonder kleinschalig: ze omvatten 8 tot 14 proefpersonen. Deze studies kun je niet samen analyseren in een overzichtsstudie, omdat de manier waarop tDCS werd toegepast en de daaropvolgende sportprestaties te divers zijn. Om zekerder te zijn van het effect van tDCS op sportprestaties moeten we dus nog wachten op grootschaliger onderzoek.

Daarnaast is een belangrijke kanttekening dat tDCS niet heel precies is: de stroom loopt van de ene naar de andere elektrode en doorkruist daarbij vaak verschillende hersengebieden met verschillende functies^[2]. Het is dus mogelijk dat je (ook) het verkeerde hersengebied stimuleert, en dus een averechts effect krijgt. Er zijn nieuwe technieken in ontwikkeling die mogelijk preciezer zijn en dit risico kunnen verkleinen.

Een ander punt van kritiek is dat er weinig onderzoek is gedaan bij écht goed getrainde sporters. Dit is een belangrijk punt, omdat hersenstimulatie mogelijk een ander effect heeft op topsporters dan op minder goed getrainde mensen. Onderzoekers hebben zelfs verschillende ideeën over de richting van dit effect. Aan de ene kant zouden topsporters ontvankelijker kunnen zijn voor tDCS omdat ze gewend zijn pijn en vermoeidheid te negeren, en dit wellicht nog beter kunnen met hersenstimulatie^[9]. Aan de andere kant kunnen topsporters hun spieren al heel goed activeren, en zou tDCS daar minder aan kunnen verbeteren dan bij ongetrainden. Tenslotte zou tDCS misschien voor ruis kunnen zorgen in de goed getrainde motorische systemen van topsporters^[10]. Het blijft dus vooralsnog de vraag of topsporters baat hebben bij tDCS.

Leerproces

Dan rest tenslotte nog de vraag of neurostimulatie inderdaad helpt bij het aanleren van nieuwe bewegingen. Wetenschappers onderzochten dit door proefpersonen die nog nooit hadden gegolfd, ballen te laten putten waarbij sommigen hersenstimulatie kregen en anderen niet. Ook deze onderzoeken leverden wisselende resultaten op: in een Britse studie hadden de golfers geen baat bij stimulatie, terwijl Chinese golfers wel beter leerden met tDCS^[14,15]. Er is dus geen overtuigend bewijs voor een bespoedigd leertraject met hersenstimulatie. Bovendien duurde de training in beide studies slechts één dag, dus of het eventuele voordeel van tDCS beklijft weten we nog niet. 

Feit of fabel

Tot nu toe roepen de onderzoeken naar hersenstimulatie in de sport meer vragen op dan dat ze beantwoorden. In vergelijking met spieren, hart en longen weten we toch eigenlijk bar weinig van de rol van de hersenen in het algemeen en tijdens sportprestaties in het bijzonder. Dát ze een rol spelen, is een feit. Maar om sportprestaties te verbeteren is het noodzakelijk om te begrijpen welke hersengebieden een beperkende factor zijn bij een bepaalde soort prestatie. Pas dan weet je wat je moet stimuleren, en waarom. Zolang de wetenschap daar nog niet uit is, kunnen we het prestatiebevorderende effect van hersenstimulatie noch tot een feit, nog tot een fabel bestempelen.

Dit artikel verscheen eerder in het magazine NLCoach (jaargang 17, nummer 4).