Kackerlackorna och jag

När jag sprang med 20 000 andra löpare förra veckan kändes det självklart att människan är född att springa. Annars skulle inte så många samlas på ett och samma ställe. Vi springer därför att det haft ett överlevnadsvärde. Människans förmåga och behov av att springa handlar om att få tag på mat och att undkomma fiender. Ett maraton är en symbolisk jakt, på samma sätt som vi ritualiserat andra grundläggande behov och beteenden.

Jag orkade inte en meter till efter att jag sprungit över mållinjen. Jag var helt slut. Tvärstopp. Jag orkade inte en meter till efter 42 195 avklarade metrar. Det är märkligt. Innan jag kom in på Stadion hade jag ont och jag kunde inte öka tempot. Men när jag kom in kunde jag plötsligt spurta, trots att benen nyss var helt stumma. Min hjärna gjorde en bedömning och gav mig lite extra krafter på slutet. Jag gick ut i ett tempo som i stort sett var korrekt och som hjälpte mig att komma i mål. När jag sprang halvmaraton tre veckor tidigare gick jag ut i ett hårdare tempo. Ingen av gångerna var det ett medvetet val. Till viss del kanske jag valde mitt tempo, men till större delen sprang jag utan medvetande. Det var något i min hjärna som bestämde tempo.

Så vad händer i hjärnan när jag står vid startlinjen? Hjärnan gör först en kalkyl baserad på tidigare erfarenheter. Hjärnan drar slutsatser från erfarenheter, 
d v s minnen, och från input av olika slag. Det är därför det är så viktigt att lära hjärnan vad den ska åstadkomma. Inför ett maraton bör man förbereda den så mycket för ett maraton som det bara är möjligt. Jag var ganska bra förberedd, men jag hade inte sprungit tillräckligt mycket. Det kanske man aldrig har? 

Starten går. Ok hjärna, nu hänger allt på dig, parafraserar jag Homer Simpson. Ok, säger hjärnan. Min erfarenhet säger mig att du kan springa den här distansen utan risk för ditt liv om du springer i 5:10/km-tempo. Hjärnan kan klockan. Den lärde sig klockan redan i ur-havet.

Den proaktiva hjärnan
Förr trodde man att hjärnan var en passiv mottagare av input som den reagerade på. Nu vet vi att hjärnan till stor del styr uppifrån och ner - ända ner till fötterna - och den gör hela tiden prognoser för framtiden. Det har den gjort alltsedan det första nervsystemet löddes ihop i ursoppan. Jorden fylldes av livsformer med nervsystem som gissade och drog slutsatser. De bra gissarna konkurrerade ut de dåliga gissarna, eftersom bra prognoser ger överlevnadsfördelar. Hjärnan känner av framtiden med sina känselspröt och konstruerar prognoser på löpande band och vi springer på dem utan att vara särskilt medvetna om det.

För att hjärnan ska kunna hålla ett exakt tempo, krävs en klocka. Det mekaniska urverket uppfanns på medeltiden, men hjärnan uppfann en klocka för flera miljoner år sedan. Att mäta tiden är viktigt om man ska förutsäga framtiden och därför har vi massor av klockor i oss. I våra celler finns det klockor som fungerar som timglas. Vissa gener i cellerna kodar för produktion av proteiner och när mängden överskrider ett tröskelvärde blockeras dessa gener och därmed är timglaset fullt. Då vänder förloppet - timglaset vänds - och cellen töms, d v s proteinerna sönderfaller och allt börjar om. Det tar lite drygt 24 timmar. Förutom dessa sipprande proteiner finns det en finstämd metronom som slår i takt med det mesta vi gör. 

Muskelaktiviteter kännetecknas av rytm. Hostande, tarmrörelser, hjärtslag, andning, tuggning, sväljande (att svälja kräver samordnad sammandragning av över 25 muskelpar i svalg, struphuvud och matstrupe) alla dessa muskelrörelser styrs av en central neurologisk klocka som kallas central mönstergenerator (CPG). Denna mönstergenerator finns i nervsystemet och kan spontant och oberoende skapa regelbundna elektriska impulser. Dess ursprung torde vara från den tid då de första muskelsammandragningarna skapade rörelse på jordklotet.

Blodsugare, kackerlackor och människor
Det finns ett litet maskliknande djur i hav, bäckar och sjöar som heter nejonöga och den lever på att suga blod ur fiskar. Numer lever många forskare på att suga data ur nejonögon. Det är ett populärt forskningsobjekt. Det är ett gammalt djur, dess ättlingar har simmat omkring i minst 500 miljoner år. Nejonögon är uppbyggda av segment och de simmar genom att skapa en våg av muskelsammandragningar från huvud till svans. För att det ska fungera krävs en viss tidsfördröjning. Nejonögon består av 100 segment och fördröjningen är 1 % av den totala vågens tid. När nejonögon simmar så fort de kan är frekvensen 100 millisekunder, vilket ger varje segment en millisekunds tidsförskjutning. Detta styrs från ryggmärgen och kalibreras från ett område i hjärnstammen som alltså kallas central mönstergenerator (CPG). 

Nejonögats mun. Tur man inte är en fisk.

Kackerlackan går omkring på sex ben. Men när den springer fort - och den springer fort - reser den sig upp och springer på två ben. Den ser ut lite som en mänsklig löpare. Det går fort och det skulle inte gå om inte benen styrdes exakt rätt i tiden med hjälp av samma mönstergenerator som får nejonögon att hinna ifatt fiskar att suga ut.

Vi människor är också utrustade med en sådan metronom. När jag springer rör sig ben och muskler i min kropp enligt ett oerhört komplext och stereotypt schema. Varje steg är komplext, men det är likadant som det föregående och efter de första trevande stegen är det som om det satt en metronom och styrde stegen. Det är min mönstergenerator.

När jag stannade för att dricka kändes det också som om metronomen saktade ner. Jag försökte därför hålla igång benen hela tiden. På de båda sista vätskekontrollerna stannade jag dock upp lite. Men det var jag knappt medveten om. Sedan var det tungt att starta om. Det var som en kallstart i januari. Mönstergeneratorn kom i otakt.

Stegfrekvens
Bra löpare brukar ligga på en stegfrekvens på omkring 180 steg per minut. Tar man färre steg är kroppen i luften längre och risken för skada större. Jack Daniels brukar tipsa sina löpare att de ska tänka att de springer på ägg och inte får krossa dem. Men det kanske inte alltid fungerar. Om man ligger på en stegfrekvens på 140 steg är det nog inte bara att öka med 40 steg i minuten. Jag är ingen expert, men jag tror det kan vara svårt att manipulera nervsystemet till att öka stegfrekvensen med så mycket som 30 %. Jag tror det ger sig själv när man springer mycket. Ju mer mil man springer, desto bättre kalibreras mönstergeneratorn så att man finner sin individuella optimala stegfrekvens. Nybörjare tar nästan alltid få steg, men i takt med att man springer ökar också stegfrekvensen. Hjärnstammen vet bäst, men vi kan nog gradvis programmera om den från de högre regionerna i hjärnan genom träning. Det kan inte en kackerlacka göra. Den har inga högre regioner i hjärnan, men den tycks klara sig bra ändå. 

Lyfter man upp en liten bebis på två ben så börjar den genast att "gå" rytmiskt med benen. Människan har en CPG bestående av två strukturer: en struktur i ryggmärgen som skapar rytm och sekvens för att koordinera musklerna på ett mekaniskt urverksmässigt sätt och en struktur i hjärnstammen som kalibrerar tempot. Båda strukturerna är gamla - hjärnstammen är en del av reptilhjärnan - och ser ungefär likadana ut som för alla djur. Ryggmärgen ser till att vi håller oss på benen och inte faller framlänges, medan hjärnstammen under årmiljoner ställt in steglängd och frekvens för varje given hastighet. Människan kan medvetet köra över denna medfödda kunskap, men det är krävande. Ben och armar vill svänga i takt. Pröva att byta håll på armarna och låt högerarmen svänga samtidigt som ditt högerben, så får du se. Inte lätt, för att inte säga omöjligt.

Men människan är en läraktig apa som till viss del kan frigöra sig från hjärnstammens konservativa värderingar. Om man springer med en frekvens på 160 steg så kanske målet bör vara att nå minst 180 steg per minut. Kognitiva ledtrådar, musik i 180-takt och annat kan leda hjärnstammen rätt. Men springer man mycket, blir det förmodligen rätt till slut. Att springa är att träna hjärnan och optimera systemet och då ökar frekvensen naturligt. Man kan lära sig, precis som en duktig och flitig pianospelare kan lära sig att spela olika rytmer med sina båda händer. Det sägs att det tar 10 000 timmar att bli riktigt bra på någonting så det är ingen ide att sitta här och skriva. Bäst att ta sig en löptur. :)