Løser treningsgåten matematisk

Toppidrettsutøvere gjør sitt ytterste for å spisse formen maksimalt til de store mesterskapene. Det er slett ikke enkelt, og mange mislykkes. Kan vitenskapen løse gåten?

Publisert
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)

Vi ser det hver sesong: Noen er flinke, andre bommer. På toppnivå er det utrolig vanskelig å spisse formen maksimalt.

– Skal man øke volum eller intensitet? Og hvor lang treningspause bør man ta for å få optimal restituering før konkurranse? spør Kjell Hausken, professor ved Samfunnsvitenskapelig institutt ved Universitetet i Stavanger.

Kanskje sitter han med svaret selv. Sammen med John F. Moxnes ved Forsvarets forskningsinstitutt har han laget en matematisk modell for å regne ut forholdet mellom fysisk form, ytelse og muskelslitasje.

Et mål med arbeidet er å hjelpe idrettsutøvere med å prikke inn toppformen.

Mye uenighet

– I dag tas dette på erfaringsbasis, og det er mye uenighet i idrettsmiljøene. I sommer var det for eksempel stor debatt om syklisten Thor Hushovd hadde trent optimalt før Tour de France, sier Hausken.

Den matematiske modellen inneholder en rekke variabler og parametre. For å gjøre seg nytte av den, må man måle makimalt oksygenopptak per tidsenhet, puls, omfanget av muskelavrivninger som følge av treningen, og så videre.

Når man legger inn disse opplysningene i modellen, kan man regne ut hvor mange timer man bør ha treningsfri før man stiller til start i en konkurranse.

Ikke alle er like flinke som Ole Einar Bjørndalen til å finne formen. De kan, ifølge forskerne, putte sine data inn i denne formelen og få svaret på hvor lang treningspause de skal ta før konkurranse. Formelen gir performance p(t) som funksjon av fitness g(t), fatigue h(t), og tid t.
Ikke alle er like flinke som Ole Einar Bjørndalen til å finne formen. De kan, ifølge forskerne, putte sine data inn i denne formelen og få svaret på hvor lang treningspause de skal ta før konkurranse. Formelen gir performance p(t) som funksjon av fitness g(t), fatigue h(t), og tid t.

Hausken og Moxnes har tatt begrepene ytelse, form og slitasje (performance, fitness og fatigue) og gjort dem om til matematiske størrelser. Utgangspunktet er velprøvde prinsipper fra treningsmiljøene, som train to failure og use it or lose it.

Førstnevnte går ut på at man må bryte ned muskler for at de skal vokse seg større. Det andre dreier seg om at man må holde treningsdosene oppe for at ikke ytelsen skal avta.

– Vi har forsøkt å kvantifisere disse prinsippene, slik at vi kan gå fra subjektiv synsing og magefølelse til en mer vitenskapelig begrunnet treningsmetode. Dette er konsepter vi egentlig vet lite om i dag, sier Hausken.

Modellen er foreløpig ikke prøvd ut i praksis, men dette er et naturlig neste skritt.

Prøvekaniner

Hausken og Moxnes har også laget en matematisk modell for skigåing. Den inneholder kvantifiserbare størrelser som skiløperens vekt, muskelmasse, kraft i frasparket og hastighet. Modellen tar også hensyn til friksjon og luftmotstand.

I et eksperiment ble to unge skiløpere, en av hvert kjønn, brukt som prøvekaniner. Først ble dataene deres registrert, slik at forskerne kunne regne ut hvor fort de ville gå i en reell skiløype på tre og en halv kilometer i variert terreng.

Deretter gikk de den aktuelle løypen så fort de kunne.

GPS-måleren ble brukt til å kartlegge hvor de til enhver tid var i løypa. Dermed satt forskerne igjen med to grafer: En som viste modellens spådom om løpet, og en som viste hva som skjedde i praksis. Disse samsvarte i stor grad, men ikke hundre prosent.

– Det vil være et visst slingringsmonn på alle parametere, som justeres individuelt for hver enkelt utøver. Modellen er likevel nyttig. Den kan for eksempel brukes til å beregne hvordan muskelmasse, fettprosent, teknikk, friksjon, luftmotstand og andre faktorer påvirker løpstid i ulike terrengtyper.

– Modellen kan også brukes til å forbedre utformingen av drakter. Et videre formål er å utvikle supersoldater som fungerer fysisk optimalt i krigssituasjoner, sier Hausken.

I en tredje undersøkelse har Moxnes og Hausken sett på forholdet mellom muskelaktivitet og produksjon av melkesyre.

Denne kunnskapen kan hjelpe idrettsutøvere til å gi så mye som mulig samtidig som melkesyren holdes i sjakk.

– Interessant

Leif Inge Tjelta, førstelektor ved idrettsstudiet ved Universitetet i Stavanger, har lang erfaring med trening av idrettsutøvere.

Han er landslagslagstrener i mellom- og langdistanseløp og har i flere år foretatt utholdenhetstester av blant annet fotballspillerne i Viking.

Tjelta sier at toppidretten baserer seg på en blanding av forskning og erfaring. Selv om han mener erfaringskunnskapen ofte ligger foran forskningen, synes han forskningen til Hausken og Moxnes er særdeles spennende.

– Det er ikke så vanskelig å estimere hvor god en utøver i for eksempel langdistanseløp er. Foretar man en såkalt melkesyreprofiltest, kan man nesten si hvor lang tid en løper vil bruke på et langdistanseløp.

– En slik test fanger opp utøverens maksimale oksygenopptak, teknikk og hvor nært sitt maksimale oksygenopptak utøveren er i stand til å bevege seg over lengre tid.

– Formtopping er derimot vanskeligere. Klarer de å lage noen matematiske formler for dette, er det veldig interessant, sier Tjelta.

Referanse:

Moxnes og Hausken: The dynamics of athletic performance, fitness and fatigue, i tidsskriftet Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems.