home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / 080392 / 08039936.000 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1994-03-25  |  16.3 KB  |  319 lines

  1. <text id=92TT1741>
  2. <title>
  3. Aug. 03, 1992: Engineering the Perfect Athlete
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1992               
  7. Aug. 03, 1992  AIDS: Losing the Battle               
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. OLYMPICS, Page 58
  13. 1992 SUMMER GAMES
  14. Engineering the Perfect Athlete
  15. </hdr><body>
  16. <p>The pulsating industry of sports science is pushing the outer
  17. limits of human performance. The new formula: less pain, more
  18. gain. But beware of the hype and the hokum. Sweat still counts
  19. </p>
  20. <p>By Anastasia Toufexis--With reporting by Ann Blackman/
  21. Washington, Sylvester Monroe/Los Angeles and Rhea Schoenthal/Bonn
  22. </p>
  23. <p>     From the time he took up the long jump at age 11, Mike
  24. Powell showed great potential. But in his first 15 years of
  25. competition he had trouble making it to the far end of the
  26. sandpit. His jumps consistently measured in the 7.6 m-to-7.9 m
  27. range, more than a meter short of record-breaking territory.
  28. Then in 1988 he began improving rapidly. At the world
  29. championships in Tokyo last August, Powell came into his own.
  30. He bounded down the runway, hit the board and soared 8.95 m,
  31. eclipsing by 5 cm the "unbreakable" record set by America's Bob
  32. Beamon 24 years ago. A believer in nonstop improvement, Powell
  33. thinks he could set another record in Barcelona.
  34. </p>
  35. <p>     What accounts for his amazing metamorphosis from also-ran
  36. to world-beater? Powell, 28, gives credit to a five-year
  37. scientific training plan devised by his coach, Randy Huntington,
  38. who goes by the nickname "Mr. Gizmo" and leaves almost no
  39. technique untried in his exhaustive approach to training. Among
  40. the elements of Powell's regime:
  41. </p>
  42. <p>-- To increase the explosive power of his legs, Powell
  43. runs on the track with an open drag parachute trailing behind
  44. him. For variety, he sometimes tows a sled.
  45. </p>
  46. <p>-- In the garage at his home in Southern California, he
  47. builds strength by working out on pneumatic weight machines,
  48. which precisely control the velocity of his movements to prevent
  49. damage to his joints.
  50. </p>
  51. <p>-- To avoid injury and reduce the recovery time between
  52. workouts, he performs dozens of water exercises in his pool. He
  53. also stimulates his muscles by applying electricity to them with
  54. a battery-operated microcurrent device.
  55. </p>
  56. <p>     Powell is caught up in the brave new whirl of sports
  57. science. Fast disappearing are the days when an elite athlete
  58. was simply the product of hard work, a gruff coach and a little
  59. luck. Today science has become an indispensable part of the
  60. formula for more and more world-class competitors, who find that
  61. the margin between gold and silver is often a centimeter or a
  62. hundredth of a second. Helping mold athletes today is a growing
  63. army of specialists--from physiologists and psychologists to
  64. nutritionists and biomechanists. Result: athletes who are
  65. training not just harder but smarter. With some players already
  66. working seven hours a day, six days a week, "it is physically
  67. and socially irresponsible to increase the volume of training
  68. any more," says Gerd-Peter Bruggemann, a professor of
  69. biomechanics at the German University of Sports Sciences in
  70. Cologne. "Science must think of ways to make training more
  71. efficient."
  72. </p>
  73. <p>     One of the biggest changes brought about by sports science
  74. is the increased use of resistance training, which includes
  75. workouts with weights as well as sessions on machines employing
  76. everything from hydraulic cylinders to rubber bands. Such
  77. training has spread even to the more skill-oriented sports,
  78. including archery and target shooting. The reason is that
  79. scientists have learned that muscle strength produces not only
  80. power but also stamina. At the National Sculling Center on the
  81. Occoquan River in Woodbridge, Va., Igor Grinko, a former Soviet
  82. rowing coach who now trains the U.S. team, has had American Keir
  83. Pearson doing 400 pulls on the oars with 200-lb. weights
  84. attached. "When we slack off," says Pearson, "Igor screams at
  85. us that Russian women can lift more weight than we can." Says
  86. Jonathan Smith, 31, a two-time Olympic medalist who is pushing
  87. for a third prize this summer: "The volume and amount of weight
  88. we're lifting is two to three times more than I did before."
  89. </p>
  90. <p>     The goal in most cases is to increase strength without
  91. adding bulk. "We're trying to make runners and jumpers, not body
  92. builders," says Dave Ash, weight-training coach at George Mason
  93. University in Fairfax, Va. One technique is to do many
  94. repetitions at low resistance, which takes longer to increase
  95. strength but vastly improves endurance. As part of her
  96. pre-Olympic regimen, Jamaican long jumper Diane Guthrie has been
  97. doing 250 leg curls every day wearing 10-lb. ankle weights. The
  98. 20-year-old Guthrie, who trained at George Mason, notes that
  99. when she slacked off on weight training, she hurt some of her leg
  100. muscles.
  101. </p>
  102. <p>     In resistance training, athletes focus on the muscle
  103. groups now recognized as vital to their sport. Grinko's rowers
  104. are spending one day a week concentrating exclusively on arms,
  105. another day on legs and a third on the back. Swimmers are
  106. working on building up their arms because about 80% of their
  107. propulsion through the water comes from the arms' movement.
  108. Cyclists now give more attention to their hamstrings, a group
  109. of muscles in the back of the thigh. "The hamstrings stabilize
  110. the knee and transfer mechanical energy between the joints,"
  111. explains biomechanist Robert Gregor of the University of
  112. California, Los Angeles.
  113. </p>
  114. <p>     Even individual muscles contain different fibers that
  115. respond to specialized training. The two primary types are
  116. so-called fast-twitch fibers, which contract rapidly to produce
  117. large amounts of power, and slow-twitch fibers, which generate
  118. less force but don't tire as quickly.
  119. </p>
  120. <p>     People are born with different proportions of the two
  121. fiber types, and athletes tend to excel in events for which they
  122. have the best muscle endowment. Sprinters, such as track star
  123. Carl Lewis and swimmer Dana Torres, have muscles containing a
  124. large majority of fast-twitch fibers. So, surprisingly, do shot
  125. putters and weight lifters, who need not only strength but power
  126. too. "They have to move a heavy weight very quickly," explains
  127. U.S. Olympic Training Center physiologist Steve Fleck. "Weight
  128. lifters in the clean-and-jerk event can move as fast as a
  129. sprinter." Distance runners and swimmers, on the other hand,
  130. have mostly slow-twitch fibers.
  131. </p>
  132. <p>     Heredity has a lot to do with the muscles' makeup, but
  133. training can play a part as well. "You can't convert slow-twitch
  134. into fast-twitch fibers," says Fleck, but you can speed them up
  135. a bit. Middle-distance runners who want to improve their final
  136. kick can go through drills of bounding, jumping and sprinting to
  137. condition their muscle fibers to contract more quickly.
  138. </p>
  139. <p>     Since muscles can perform only if they have fuel,
  140. scientists have deeply probed the role of body chemistry in
  141. generating energy. They have developed various conditioning
  142. programs to enhance the two basic types of energy production.
  143. One is the well-known aerobic system, in which muscles rely on
  144. oxygen to release energy from carbohydrates, fat and some
  145. protein. Athletes in endurance events--as well as fitness
  146. buffs who run or do aerobics--draw primarily on this system,
  147. which functions for a long time. Breathing supplies oxygen
  148. indefinitely, but eventually the stores of carbohydrates run
  149. out.
  150. </p>
  151. <p>     The other system is anaerobic, in which muscles use
  152. reactions that do not depend on oxygen to produce energy from
  153. carbohydrates and other chemicals stored in the muscle.
  154. Sprinters--as well as nonathletes dashing from the shower to
  155. grab a ringing phone--rely to a large extent on this system,
  156. which provides lots of quick power but can operate for only a
  157. short time. The reasons: depletion of the necessary chemicals
  158. and buildup of a chemical by-product called lactic acid, which
  159. inhibits muscle contraction. Middle-distance athletes depend on
  160. a delicate balance of both aerobic and anaerobic systems.
  161. </p>
  162. <p>     To help determine how well energy production is going,
  163. scientists and trainers collect air exhaled by athletes during
  164. workouts and take blood samples to test for chemicals such as
  165. lactic acid. Speedy computer analysis enables the trainers to
  166. get information in time to make adjustments in subsequent
  167. workouts.
  168. </p>
  169. <p>     At the U.S. Swimming Federation's International Center for
  170. Aquatic Research in Colorado Springs, more than 10,000 swimmers
  171. have been tested on a swimming treadmill called a flume, in
  172. which their oxygen intake is measured and evaluated as they
  173. exercise. Sessions in the flume showed that Dara Torres, a
  174. specialist in the 100-m freestyle, needed to enhance her
  175. anaerobic system with more sprint repetitions. Such evaluations
  176. are also helping athletes settle on the right amount of
  177. training. Swimmers reach a peak after 12 weeks of intensive work
  178. and then need a tapering-off period.
  179. </p>
  180. <p>     Just as important is the raw material the body uses to
  181. produce the energy. Only a generation ago, when protein was the
  182. breakfast of champions, athletes were chowing down on steak and
  183. eggs. Now every morsel is evaluated. At the U.S. training
  184. center's cafeteria, each food item is labeled with its
  185. carbohydrate, protein and fat content. Large amounts of
  186. carbohydrates, as much as 60% to 70% of daily calories, are the
  187. mainstay of athletes' diets, because a storehouse of such foods
  188. helps maintain stamina. Nutritionists advise players to limit
  189. fat intake to 30% of calories, protein to about 15%.
  190. </p>
  191. <p>     While athletes require more protein than do most people to
  192. build new muscle and repair damaged tissue, they usually fulfill
  193. their needs by eating more food rather than increasing the
  194. proportion of protein. The typical American consumes 2,000 to
  195. 4,000 calories of food a day; a male basketball player or
  196. long-distance runner may take in 8,000. Many athletes also
  197. supplement their diet with capsules of amino acids, the building
  198. blocks of protein, though there is no convincing scientific
  199. evidence to support their use.
  200. </p>
  201. <p>     Since top athletes constantly go for broke and wind up
  202. straining or injuring themselves, physical therapy has become
  203. a vital part of training science. Kinesiologist Linda Huey of
  204. Santa Monica, Calif., devised a water exercise program to help
  205. keep long jumper Powell in shape after he had an emergency
  206. appendectomy just six weeks before the Olympic trials in 1988.
  207. "On land, he could not have trained," explains Huey.
  208. </p>
  209. <p>     Never getting out of condition is the best way to maintain
  210. an athletic career. Top athletes now train year-round instead
  211. of seasonally. "It's not advancing age that necessarily hurts
  212. performance," says American physiologist Steve Fleck, "it's
  213. deconditioning." Experts believe that swimmer Mark Spitz, 42,
  214. whose technique in the butterfly stroke is still regarded as
  215. ideal, failed in his comeback bid earlier this year in part
  216. because he had been out of condition for 17 years and did not
  217. do enough resistance training. Nonetheless, notes Fleck, "the
  218. trend is in the direction of the better performances coming from
  219. older athletes."
  220. </p>
  221. <p>     Athletes are complex machines going through complicated
  222. motions. Even a power event such as the discus throw involves
  223. an elaborate, spinning choreography. The richness of the
  224. variables has provided a fertile field for biomechanics experts,
  225. who use infrared lasers, force plates, high-speed video cameras
  226. and computers to isolate the motions and moments that make a
  227. difference. Scientists have analyzed every type of athletic
  228. movement, from a diver's twist to a runner's stride, from a
  229. weight lifter's lunge to a rower's stroke.
  230. </p>
  231. <p>     The success of American hurdler Edwin Moses shows how
  232. critical changes in technique can be. Before the 1976 Games,
  233. Moses, a physics major in college and a strong proponent of
  234. sports science, analyzed his stride and discovered that it was
  235. longer than most hurdlers'. That, he figured, could enable him
  236. to shave a step from the traditional 14 that most competitors
  237. took between vaults in the 400-m hurdles'. Moses won the gold
  238. and wrote a paper on the biomechanics of running 13-step
  239. hurdles. Four years ago, at the U.S. Olympic trials, backstroker
  240. David Berkoff set a new world record in the 100-m race by
  241. swimming more than two-thirds of the first 50 m underwater using
  242. the dolphin kick. Today nearly everyone employs the maneuver,
  243. which cuts drag, but only for 15-m, the maximum allowed by newly
  244. set rules.
  245. </p>
  246. <p>     In preparation for Barcelona, German hammer thrower Heinz
  247. Weis, with his trainer and a biomechanist, have been poring over
  248. video data on Yuri Sedykh, the Soviet thrower who set a world
  249. record in 1986 that still stands. One element of Sedykh's
  250. success, they believe, was his ability to generate maximum power
  251. by keeping both feet on the ground as long as possible during
  252. the three or four preparatory spins. Scientists at the U.S.
  253. aquatic center, working with swimming coaches, have suggested
  254. changes to American backstroker Janie Wagstaff and freestyler
  255. Matt Biondi in their underwater pulling patterns. Biondi was
  256. urged to keep his wrist cocked for one-half to a full second
  257. longer at the end of the stroke to maximize his propulsion.
  258. </p>
  259. <p>     At Pennsylvania State University, sports-science
  260. researcher John Shea has developed the "Leaper Beeper" for
  261. divers. The system uses sensors connected to a laptop computer
  262. to measure elements of an athlete's dive; during practice, a
  263. beeping noise code tells the diver in the air how high he has
  264. jumped and how far down he pushed the diving board. "We want to
  265. give the diver immediate and precise information about the dive
  266. so a change can be made for the next attempt," says Shea.
  267. </p>
  268. <p>     For fencers, German specialists have devised a
  269. steel-plated dummy that examines competitors' attack moves. The
  270. mannequin has a helmet-shaped head containing a high-speed
  271. camera mounted behind Plexiglas. Its torso is wired at strategic
  272. locations with tiny bulbs. When a hit is scored, a red, green
  273. or white light goes on. Tests with the dummy have shown that
  274. speed alone is not the crucial factor in a fencer's prowess.
  275. Athletes are more accurate when they take time and move
  276. deliberately in the moments preceding attack.
  277. </p>
  278. <p>     The most ambitious technique-enhancing device yet may be
  279. the robot that is helping prepare America's table-tennis team
  280. for Barcelona. Dubbed R-4 and costing $50,000, the robot can
  281. simulate the styles of the best Ping-Pong players in the world.
  282. A computer-driven motor that spins at 6,000 r.p.m. can shoot a
  283. ball at up to 60 m.p.h. "The robot eliminates the need to travel
  284. to China and Japan to practice against the best players in the
  285. world," says Olympic hopeful Sean O'Neill. "This is a training
  286. tool that allows you to practice against them every day."
  287. </p>
  288. <p>     Sports science undeniably contains some hype and hokum.
  289. Even its advocates are wary of excessive claims and complexity.
  290. Alois Mader, a professor at the German University of Sport
  291. Sciences in Cologne, points out that the highly successful
  292. Kenyan running program is as simple as can be. "It goes: run
  293. every day from youth on. And run so that you still enjoy it the
  294. next day. Everything else will follow automatically."
  295. </p>
  296. <p>     No one is sure just how much further science can help push
  297. performance. In most events, improvements will get smaller and
  298. smaller. "It's clear the curve of progression is flattening
  299. out," says biomechanist James Hay of the University of Iowa.
  300. </p>
  301. <p>     Yet some areas show immense possibilities for improvement.
  302. "By 2054 we'll see a mile in the 3:30s [current record:
  303. 3:46]," predicts physiologist Jay Kearney, head of sports
  304. science for the U.S. Olympic Committee. In swimming, "we're not
  305. near the physiological limit," says John Troup, director of
  306. sports medicine and science for U.S. swimming. "A fish is 80%
  307. to 90% efficient in water, a world-class swimmer only 8% to 9%.
  308. It's not out of the realm of possibility that in six to 10 years
  309. we could get a drop of one or two seconds in the 100-m race. In
  310. distance events, we could take 15 seconds off." Some of that
  311. progress will be the result of athletes who were simply born
  312. with greater natural talent. But it will also be science that
  313. is pushing them to be faster, higher, stronger.
  314. </p>
  315.  
  316. </body></article>
  317. </text>
  318.  
  319.