Tijdschriftissue 2 2024 / Special Issue over sportpsychologie

Wanneer gedachten goud waard zijn: Het verband tussen cognitie en prestaties bij olympische atleten

• geschreven door Laura Will, Hanna De Haan, Babett Lobinger, Charlotte Sanden, Markus Raab & Lisa Musculus

Voor Olympiërs die streven naar topprestaties op het beste podium ter wereld, is een hoog niveau van individuele voorbereiding cruciaal, omdat subtiele verschillen een grote invloed hebben op de prestaties (Zentgraf & Raab, 2023). Voorbereiding die alleen bestaat uit oefenen en fysieke training zou echter als te beperkt worden beschouwd. Het zou eerder gebaseerd moeten zijn op een holistische benadering die voeding, genetica, gezondheid van het bloed, motorische vaardigheden, sociaal leven en cognitie omvat. De huidige onderzoeksbenaderingen leggen daarom speciale nadruk op interdisciplinaire samenwerking, waarbij de nadruk ligt op geïndividualiseerde atleetontwikkeling op meerdere gebieden en hun mogelijke interacties.

Cognitieve processen, die vaak onderschat worden omdat ze minder zichtbaar zijn dan fysieke prestaties, maar toch cruciaal zijn voor atletische prestaties, staan centraal in dit artikel (Figuur 1).

 

Figuur 1. Multidisciplinaire maten voor de ontwikkeling van atleten met speciale aandacht voor cognitieve functies.

 

Er worden veel verschillende cognitieve eisen gesteld aan wedstrijdsporten, waaronder bijvoorbeeld concentratie, multitasking, besluitvorming of werkgeheugenprestaties (Kalén et al., 2021). Cognitief onderzoek in de sport maakt theoretisch onderscheid tussen cognitieve vaardigheden (d.w.z. effectief gebruik van domeinspecifieke kennis tijdens het presteren) en cognitieve functies (d.w.z. algemene, inspannende cognitieve mechanismen die relevant zijn voor doelgericht handelen). Deze functies zijn verder gedifferentieerd in basale cognitieve functies, hogere cognitieve functies en cognitieve besluitvormingsvaardigheden (Kalén et al., 2021).

Vooral bij interceptieve sporten (sporten waarbij een object zoals een bal onderschept of gereturneerd moet worden, zoals tennis) en teamsporten blijkt cognitie een centrale rol te spelen bij het ontwikkelen van excellente sportprestaties (Kalén et al., 2021). Hieronder nemen we basketbal als voorbeeld om beter te begrijpen hoe cognitie samengaat met atletische expertise. Basketballers moeten voortdurend split-second beslissingen nemen en tegelijkertijd complexe fysieke bewegingen uitvoeren. Tijdens een wedstrijd maken belangrijke basale cognitieve functies het mogelijk om op te letten waar medespelers zich bevinden of om constant binnenkomende informatie te verwerken, zoals aanwijzingen van de coach. Hogere cognitieve functies omvatten verder het bijwerken en ophalen van informatie uit het werkgeheugen, het afremmen van reacties en het wisselen van taak als de omstandigheden veranderen. Daarnaast hebben spelers specifieke cognitieve vaardigheden nodig, zoals het anticiperen op het gedrag van tegenstanders of het genereren van opties voor hun eigen mogelijke volgende acties en het nemen van beslissingen onder druk (zie Figuur 2 verderop). Hieronder nemen wij jullie mee in een verkenning van de rol van cognitie en cognitieve diagnostiek tijdens een speciale trainingsdag van de Olympische nationale ploegspeelster Sofia, die deel uitmaakt van het interdisciplinaire onderzoeksproject "in:prove". Dit project is gericht op het verbeteren van atletische prestaties door middel van geïndividualiseerde diagnostiek en interventies.

Olympische voorbereiding, van de geest?

7.00 uur. Sofia geniet van haar ontbijt voordat ze naar de sporthal gaat.

7.15 uur. Eerste basketbaltraining. Na de warming-up bestaat de eerste cognitief veeleisende oefening uit genummerde en verschillend gekleurde kegels in een vierkant. Sofia staat in het midden en dribbelt. Zodra de coach een nummer roept, moet ze de betreffende kegel aanraken met haar niet-dribbelende hand en zo snel mogelijk terugkeren naar de startpositie. Na een paar minuten verandert de regel naar reageren op kegelkleuren, voordat het weer verandert en Sofia de kegels met haar linkerhand moet aanraken voor de nummers en met haar rechterhand voor de kleuren. Deze oefening laat zien dat veel van de cognitieve constructen die die dag door de diagnostiek zijn vastgelegd, relevant zullen zijn: Ze moet haar aandacht richten op de kegels en snel verwerken wat de coach beveelt (verwerkingssnelheid), de positie van de kegels onthouden ( werkgeheugen), zich flexibel aanpassen aan veranderende regels (taakomschakeling), en "verkeerde" reacties remmen (d.w.z. de "verkeerde" hand gebruiken).

8.00 uur. Introductie onderzoeksproject "in:prove". Na ontvangst door de hoofdonderzoeker van het project beginnen alle spelers met een test waarbij de cognitieve verwerkingssnelheid op de proef wordt gesteld. Bij deze test werken de atleten onder tijdsdruk en hebben ze 30 seconden voor elk van de vier proeven om getallen van 1-100 zo snel mogelijk met elkaar te verbinden. Daarna verspreiden de atleten zich over verschillende onderzoeksstations, waaronder motorische prestatietaken (8.15), menstruatiecyclusinterviews (8.35), bloedafname (8.55) en psychosociale vragenlijsten.

9.15 uur. Cognitieve testen. Sofia ondergaat drie gecomputeriseerde taken om basale cognitieve functies zoals verwerkingssnelheid en visuele aandacht te beoordelen, evenals hogere cognitieve functies zoals werkgeheugen of cognitieve flexibiliteit (zie Figuur 2). Deze taken bestaan uit het zo nauwkeurig en snel mogelijk navigeren door letters met verschillende patronen of puzzels, of het reageren op knipperende geometrische vormen of letter-getalcombinaties. Daarnaast worden Sofia's besluitvaardigheden geëvalueerd door middel van een basketbalspecifiek optiegeneratieparadigma. Ze bekijkt videoscènes van spelers in Olympische basketbalwedstrijden die abrupt stoppen en moet onmiddellijk opties genereren voor wat zij als speler vervolgens had kunnen doen en beslissen welke optie ze daadwerkelijk zou uitvoeren.

 

Figuur 2. Illustratie van cognitieve functies en de manier waarop ze in het project worden beoordeeld.

 

9.45-11.15 uur. Tweede Trainingssessie.

11.15 uur. Lunch.

12.00-13.15 uur. Sofia werkt nog vier beoordelingsstations af.

15.00 uur. Eerste trainingskamp try-out. Na een lange beoordelingsdag die concentratie vereist, is ze in staat om cognitieve vaardigheden op het veld te laten zien en hetzelfde spelvermogen te tonen als ze zou doen nadat ze net fris en vol energie wakker is geworden. 5 dagen later. De individuele uitkomsten van alle interdisciplinaire beoordelingen worden samengevat in avatars met stoplichtlabels (Figuur 1). Deze visualisatietool helpt onderzoekers om met atleten en coaches te bespreken waar capaciteiten boven de norm liggen (groen), binnen een normaal bereik liggen (geel) en verbeterd moeten worden (rood).

Deze dagindeling laat zien dat olympische voorbereiding verder gaat dan alleen basketbaltraining en ook interdisciplinaire diagnostiek en geïndividualiseerde interventies omvat die niet direct gerelateerd zijn aan basketbal. Als onderzoekers willen we inzicht geven in de "achterkant van het testen", waar diagnostiek zorgvuldig wordt samengesteld en interventies individueel worden afgestemd op basis van de resultaten.

Achter de schermen I: Cognitieve diagnostiek in het veld

Selectie en ontwikkeling van cognitieve taken. Voordat onderzoeksprojecten van start gaan, komen onderzoekers, coaches en de onderzoekscoördinatoren van de bond bij elkaar en bespreken ze de belangen van de specifieke sportbond, waarbij ook rekening wordt gehouden met het cognitieve profiel van de betreffende sportdiscipline.

Sportpsychologie onderscheidt de cognitieve componenten vaardigheden benadering (Voss et al., 2010) van de expertprestatiebenadering (Ericsson, 2003). Volgens de eerste benadering heeft langdurige beoefening van lichamelijke activiteit samen met voortdurend toenemende mentale eisen op topniveau, een positieve invloed op algemene cognitieve prestatiematen. De expertprestatiebenadering stelt daarentegen dat topatleten vooral beter presteren dan nieuwelingen en leken in sportspecifieke cognitieve taken. Een cruciaal verschil is dus de conceptualisering van cognitieve maten: terwijl onderzoek volgens de cognitieve componenten vaardigheden benadering meestal domein algemene cognitieve taken implementeert, gebruikt onderzoek volgens de expertprestatiebenadering sportspecifieke cognitieve taken (Kalén et al., 2021). Domein algemeen betekent dat stimuli (bijv. symbolen, getallen, geometrische vormen) en reacties door vrijwel iedereen kunnen worden gedecodeerd en uitgevoerd, zonder dat er specifieke kennis of ervaring voor nodig is. In de "Flanker-taak" bijvoorbeeld, zijn stimuli pijlen die naar links wijzen omgeven door twee pijlen die naar rechts wijzen (en omgekeerd) (zie ook Figuur 2). De richting van de middelste pijl moet worden gedecodeerd en aangegeven door op een knop te drukken. In een gecomputeriseerde "Corsi werkgeheugentaak" zijn stimuli een reeks vierkantjes die oplichten op het scherm. Deelnemers moeten de volgorde onthouden en de blokjes in dezelfde of omgekeerde volgorde aanraken (voor een uitgebreid overzicht van domein algemene cognitieve taken, zie Diamond, 2013).

Sportspecifieke taken vereisen echter sportspecifieke kennis en/of ervaring, omdat stimuli (bijv. afbeeldingen, video's van een sportsituatie), taakomgeving (bijv. instructie, presentatiegrootte, positie van de deelnemer) en (soms) reacties (bijv. pass, beweging van het hele lichaam) sportspecifiek zijn. In voetbalspecifieke flankertaken worden bijvoorbeeld 5 spelers op een scherm gepresenteerd, waarbij de middelste speler het doelwit is en de omringende spelers (potentiële) afleiders zijn (Musculus et al., 2022). De deelnemende voetballer staat voor het scherm en een bal aan zijn/haar/hun voet moet naar het doelgebied (links/rechts) waar de middelste speler naar kijkt. Kortom, zelfs als relevante cognitieve constructen zijn geïdentificeerd, is het selecteren van geschikte diagnostische taken niet triviaal vanwege hun verschillende mogelijke ontwerpen (Furley et al., 2023).

Gestandaardiseerde domein-algemene cognitieve metingen zijn gemakkelijk beschikbaar, vaak gratis (psytoolkit of OpenSesame). Maar omdat sportspecifieke metingen gericht zijn op specifieke toegepaste diagnostische of onderzoeksbehoeften, vereisen ze een nauwe samenwerking tussen onderzoekers en sportprofessionals om representatieve (video)stimuli te selecteren voor een zinvolle cognitieve evaluatie, evenals substantiële middelen en tijdrovende validatieprocedures. Op dit moment is er geen open testbatterij van sportspecifieke taken die verschillende cognitieve constructen in verschillende sporten meten, maar dit zou een waardevol toekomstig doel zijn voor zowel onderzoek als praktijk.

Uitdagingen verbonden aan cognitieve testen in het veld. Het uitvoeren van cognitieve testen in het veld (bijvoorbeeld tijdens trainingskampen) biedt inzichten in cognitieve processen zoals die zich in een natuurlijke omgeving ontvouwen. Onderzoekers moeten echter een aantal uitdagingen overwinnen om de validiteit en betrouwbaarheid van hun bevindingen te garanderen.

Belangrijkste kwaliteitscriteria (betrouwbaarheid, validiteit, objectiviteit): Cognitieve testen moeten betrouwbaar zijn over meerdere testsessies om variaties in prestaties onder invloed van veeleisende trainings schema's of algemene vermoeidheid op te vangen. Cognitieve testen moeten verder afgestemd zijn op sportspecifieke cognitieve eisen en trainingsdoelen. Bij validiteit moet ook rekening worden gehouden met de mogelijke invloed van fysieke of mentale vermoeidheid (Borsboom & Mellenbergh, 2007), zodat de testen de cognitieve vaardigheden van de atleten onder realistische omstandigheden nauwkeurig weergeven. Objectiviteit is cruciaal voor eerlijkheid en consistentie bij verschillende populaties, waarvoor gestandaardiseerde procedures, duidelijke instructies en uniforme testomgevingen nodig zijn, vooral bij topatleten die verschillende niveaus van ervaring met cognitieve testen kunnen hebben.

Standaardisatie en eerlijkheid: Praktijktesten in sporthallen en aangrenzende ruimtes brengen uitdagingen met zich mee, zoals lawaai, onvoorziene verstoringen/afleidingen, trainingen tussendoor, of veranderend licht en temperatuur. Onderzoekers moeten een ruimte vinden waarin cognitieve diagnostiek zo gestandaardiseerd mogelijk kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld met apparaten zoals hoofdtelefoons met ruisonderdrukking om afleiding te minimaliseren.

Redelijkheid: Onderzoekers moeten zich bewust zijn van de beperkte aandachtsspanne en afnemende commitment van individuen en ervoor zorgen dat cognitieve testen zich alleen richten op relevante factoren en zo kort mogelijk duren.

Zuinigheid: Efficiënt gebruik van middelen, in termen van tijd en materialen, zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit van de beoordeling (Moosbrugger & Kelava, 2012), is van cruciaal belang. Vooral tijdens de Olympische voorbereiding, wanneer trainings schema's zo krap zijn dat de testtijd beperkt is. Het in evenwicht brengen van beknoptheid en uitgebreidheid is een delicate taak, omdat te lange testen niet alleen de aandacht kunnen opeisen, maar ook kunnen leiden tot vertragingen in het hele diagnostische proces.

Schalen: Het vergelijken van cognitieve testresultaten met leeftijds-/geslachtsgerelateerde normen is gebruikelijk, maar het is belangrijk om te erkennen dat atleten uitzonderlijke fitnessniveaus kunnen hebben. Het is een uitdaging om onderscheid te maken tussen cognitieve verschillen die voortkomen uit echte variaties of uit de superieure fysieke conditie van atleten. Om de cognitieve vaardigheden van atleten nauwkeurig te kunnen beoordelen, moeten schaalmethodes worden aangepast voor de verhoogde normwaarde van atleten (Adjetey et al., 2023).

Gegevenscontrole: Het waarborgen van gegevensintegriteit in het veld is essentieel. Naast een beveiligde databank is het essentieel dat atleten actief overeenkomen met wie (bijv. bondscoach, arts) gegevens mogen worden gedeeld en met wie niet. Dit is een vrije keuze en de informatie van de atleten wordt zorgvuldig beschermd.

Achter de schermen II: Ontwerpen en evalueren van cognitieve interventies

Cognitieve diagnostiek en individuele feedback maken het mogelijk om het individuele ontwikkelingspotentieel te identificeren. Vervolgens is het doel van het project om interventieplannen op maat te ontwikkelen, rekening houdend met zowel de individuele scores op de cognitieve taak als de specifieke eisen van de sport. Het trainen van cognitieve flexibiliteit kan bijvoorbeeld belangrijker zijn voor een basketbalspeler, die door dynamische spelomgevingen navigeert, dan voor een turner die routines uitvoert. In ieder geval bestaan er maar weinig gestandaardiseerde interventies die gericht zijn op specifieke of meerdere (sportspecifieke) cognitieve functies. Een mogelijke aanpak is dagelijkse of wekelijkse herhaling van algemene cognitieve taken (bijv. het volgen van meerdere objecten) gedurende enige tijd om te beoordelen of sportprestaties ook verbeteren. Dergelijke transfer effecten verwijzen naar vaardigheden die niet direct getraind worden en zich mogelijk kunnen manifesteren in vergelijkbare taken (near-transfer) of in spelsituaties (far-transfer) (Fleddermann, Heppe & Zentgraf, 2019). Er zijn echter tegenstrijdige resultaten over near- en far-transfer effecten, waardoor het met name belangrijk is om sportspecifieke cognitieve taken en interventies te ontwikkelen. Wij zijn voorstander van een alternatieve strategie die niet uitgaat van interventies op basis van algemene taken, maar van het constant trainen en stimuleren van cognitieve eisen tijdens reguliere training. Bijvoorbeeld door het aantal beslissingen dat de sporter mag nemen te verhogen, door meer dual-task eisen te creëren of door trainingshulpmiddelen te implementeren, zoals ballenmachines, grote projectieschermen met meerdere doelzones om op te reageren, of virtual- en augmented-reality simulaties. Wij zijn hier voorstander van, omdat wij verwachten dat door sportspecifieke training de cognitieve eisen in wedstrijdsituaties effectiever zullen worden gehanteerd, wat ten goede komt aan superieure prestaties, zelfs in toernooien zoals de Olympische Spelen.

Ondanks de verschillende soorten interventies ligt de grootste uitdaging bij topsporten in het verkrijgen van acceptatie van coaches en atleten. Acceptatie is waarschijnlijker als de individuele behoeften worden erkend en vertaald naar een individuele aanpak op maat, waarbij de reikwijdte en omvang zijn afgestemd op de agenda's van alle betrokken partijen. Verder is bewustwording over de toegevoegde waarde van domein algemene en sportspecifieke diagnostiek en transparantie over kosten-batenverhoudingen nodig. Cognitieve online interventies zijn goedkope alternatieven die de trainings schema's niet verstoren en een positieve kosten-batenverhouding kunnen hebben, maar het is een uitdaging om te controleren op therapietrouw. Sportpsychologen kunnen ook een gunstige kosten-batenverhouding bereiken door zich te richten op enkele cognitieve functies die essentieel zijn voor de sport, in plaats van veelzijdige testbatterijen toe te passen.

Tot slot is de evaluatie van geïndividualiseerde interventies een uitdaging, vooral in topsporten. In termen van formatieve evaluatie zullen de op de cliënt afgestemde interventies worden begeleid. Dit wordt gedaan door de interventies te documenteren als casestudies (Andersen et al., 2002; Keegan et al., 2017). Bij het ontwikkelen van de interventies binnen een competentieteam, bestaande uit onderzoekers, bondscoaches, sportwetenschappers en psychologen, wordt ervoor gezorgd dat specifieke prestatieparameters kunnen worden aangepakt in trainings(oefen)sessies op en buiten het veld. Deze co-productieve aanpak (Smith et al., 2022) is in het algemeen gericht op het integreren van multidisciplinaire expertise. De summatieve evaluatie integreert bijgevolg de feedback van de belanghebbenden en integreert wedstrijd- en trainingsgegevens. Op die manier zullen sporters en coaches het meeste baat hebben bij sportpsychologisch onderzoek en ondersteuning.

Laat de Olympische geest goud waard zijn?!

Maar hoe kunnen cognitieve processen eigenlijk goud waard worden? Interdisciplinair onderzoek benadrukt de geïndividualiseerde ontwikkeling van atleten over meerdere domeinen en mogelijke ingewikkelde interacties daartussen. De meeste recente meta-analyses en onze ervaring tonen verder aan dat het van cruciaal belang is om zorgvuldig rekening te houden met cognitieve processen, omdat deze een significante invloed hebben op atletische expertise en prestatieresultaten. Effectieve cognitieve diagnostiek en interventies op maat, naadloos geïntegreerd in trainingsroutines, bieden veelbelovende mogelijkheden om de cognitieve vaardigheden van atleten te optimaliseren, waardoor ze beter voorbereid zijn op topprestaties op het wereldtoneel. Als onderzoekers hopen we op meer onderzoek dat investeert in het testen van de effectiviteit van individuele cognitieve interventies en als toegepaste sportpsychologen zijn we zeer geïnteresseerd in het trainen van de Olympische geest om voorbereid te zijn op een uitmuntende prestatie in Parijs 2024.

Erkenningen

NL: Dit project werd ondersteund met onderzoeksgelden van het Bundesinstitut für Sportwirtschaft (BISp) op basis van een besluit van de Duitse Bondsdag; subsidienummer 081901/21-25.

 

Referenties

Adjetey, C., Davis, J. C., Falck, R. S., Best, J. R., Dao, E., Bennett, K., Tai, D., McGuire, K., Eng, J. J., Hsiung, G. R., Middleton, L. E., Hall, P. A., Hu, M., Sakakibara, B. M., & Liu-Ambrose, T. (2023). Economic Evaluation of Exercise or Cognitive and Social Enrichment Activities for Improved Cognition After Stroke. JAMA network open, 6(11), e2345687. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2023.45687

Andersen, A. G., Miles, A., Mahoney, C. & Robinson, P. (2002). Evaluating the Effectiveness of Applied Sport Psychology Practice: Making the Case for a Case Study Approach. The Sport Psychologist 16(4), 432-453. https://doi.org/10.1123/tsp.16.4.432

Borsboom, D., & Mellenbergh, G. J. (2007). Test validity in cognitive assessment. In J. P. Leighton & M. J. Gierl (Eds.), Cognitive diagnostic assessment for education: Theory and applications (pp. 85–115). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511611186.004

Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual review of psychology, 64, 135-168.

Ericsson, K. A. (2003). How the expert performance approach differs from traditional approaches to expertise in sport: In search of a shared theoretical framework for studying expert performance. In J. L. Starkes, & K. A. Ericsson (Eds.), Expert performance in sports: Advances in research on sport expertise (pp. 371–402). Human Kinetics.

Fleddermann, M. T., Heppe, H., & Zentgraf, K. (2019). Off-Court Generic Perceptual-Cognitive Training in Elite Volleyball Athletes: Task-Specific Effects and Levels of Transfer. Frontiers in Psychology, 10, 1599. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01599

Furley, P., Schütz, L., & Wood, G. (2023). A critical review of research on executive functions in sport and exercise. International Review of Sport and Exercise Psychology, 1–29. https://doi.org/10.1080/1750984X.2023.2217437

Kalén, A., Bisagno, E., Musculus, L., Raab, M., Pérez-Ferreirós, A., Williams, A. M., Araújo, D., Lindwall, M., & Ivarsson, A. (2021). The role of domain-specific and domain-general cognitive functions and skills in sports performance: A meta-analysis. Psychological Bulletin, 147(12), 1290–1308. https://doi.org/10.1037/bul0000355

Keegan, R. & Cotteril, S. & Woolway, T. & Appaneal, R. & Hutter, V. (2017). Strategies for bridging the research-practice 'gap' in sport and exercise psychology. Journal of Sport Psychology, 26 (4), 75-80. ttps://www.rpd-online.com/article/view/v26-n6-keegan-cotteril-woolway-etal

Moosbrugger, H. & Kelava, A. (2011). Testtheorie und Fragebogenkonstruktion. Springer.

Musculus, L., Lautenbach, F., Knöbel, S., Reinhard, M. L., Weigel, P., Gatzmaga, N., Borchert, A., & Pelka, M. (2022). An Assist for Cognitive Diagnostics in Soccer: Two Valid Tasks Measuring Inhibition and Cognitive Flexibility in a Soccer-Specific Setting With a Soccer-Specific Motor Response. Frontiers in Psychology, 13:867849, 1–15. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2022.867849

Smith, B., Williams, O., Bone, L. & the Moving Social Work Co-productive Collective (2023). Co-production: A resource to guide co-producing research in the sport, exercise, and health sciences. Qualitative Research in Sport, Exercise & Health, 15(2), 159-187. https://doi.org/10.1080/2159676X.2022.2052946

Voss, M.W., Kramer, A.F., Basak, C., Prakash, R.S. & Roberts, B. (2010). Are expert athletes ‘expert’ in the cognitive laboratory? A meta-analytic review of cognition and sport expertise. Applied Cognitive Psychology, 24, 812-826. https://doi.org/10.1002/acp.1588

Zentgraf, K., & Raab, M. (2023). Excellence and expert performance in sports: what do we know and where are we going? International Journal of Sport and Exercise Psychology, 1–21. https://doi.org/10.1080/1612197x.2023.2229362