Izabela Garaszczuk
Czy mistrzowska celność to kwestia „dobrego oka”, czy raczej efekt długotrwałego treningu, który stopniowo przekształca sposób, w jaki mózg interpretuje bodźce wzrokowe? Intuicja podpowiada, że najlepsi strzelcy to osoby obdarzone wyjątkowym wzrokiem, niemal biologiczną przewagą. Wyniki badań Zespołu Optyki Widzenia z Politechniki Wrocławskiej: doktor optometrii Izabeli Garaszczuk, optometrystki Wiktorii Jenczewskiej oraz profesor Magdaleny Asjeczyk, pokazują jednak znacznie bardziej złożony obraz. Strzelcy osiągają ponadprzeciętne wyniki w wielu testach obiektywnie mierzących jakość widzenia, ale jednocześnie ich układ wzrokowy ulega głębokiej specjalizacji, a ta ma swoją cenę.
Badania wskazują, że profesjonalnych sportowców cechują wyższe zdolności wzrokowe niż osoby nieuprawiające sportu, a umiejętności te mogą być zależne od rodzaju wykonywanej aktywności fizycznej. W sportach celowniczych, takich jak golf, łucznictwo czy strzelectwo precyzyjne, informacje wzrokowe oraz ich późniejsze przetwarzanie wydają się mieć kluczowe znaczenie. Dyscypliny te mają charakter samoregulujący i zazwyczaj wymagają dużej precyzji oraz zdolności do utrzymania stanu tzw. cichego oka (ang. quiet eye).
W szczególności w strzelectwie olimpijskim precyzja ruchu i przetwarzanie wzrokowe muszą być na najwyższym poziomie. Tarcza z celem znajduje się w odległości 10 m, a średnica pola o wartości 10 punktów wynosi 11,5 ± 0,1 mm w strzelaniu z pistoletu oraz 0,5 ± 0,1 mm w strzelaniu z karabinu, co oznacza, że minimalne błędy kątowe (0,016° dla karabinu lub 0,066° dla pistoletu) mogą uniemożliwić uzyskanie maksymalnego wyniku. Specjaliści optometrii sportowej podkreślają znaczenie ostrości widzenia podczas celowania.
Istotne są także stabilność ramienia i układu broń–ręka, koordynacja oko-ręka oraz zdolność wyraźnego postrzegania przyrządów celowniczych broni. Parametry te zależą od odpowiedniego poziomu akomodacji utrzymywanego przez dłuższy czas. Strzelcy precyzyjni muszą nie tylko skupić wzrok na muszce, ale także utrzymywać to skupienie przez określony czas oraz płynnie przenosić wzrok między bodźcami wzrokowymi znajdującymi się w różnych odległościach, co wymaga dobrej sprawności akomodacji. Badania podkreślają znaczenie ostrości widzenia z bliska oraz zdolności rozluźniania akomodacji w strzelaniu z pistoletu. Akomodacja jest na tyle istotna w procesie celowania, że niektórzy specjaliści zalecają stosowanie niewielkich addycji (czyli korekcji wzroku na bliskie odległości) nawet u młodych osób nieprezbiopijnych, czyli takich, które nie wymagają dodatkowej korekcji do czytania z racji wieku.
Mimo tego, tylko nieliczne badania wskazują, że trening strzelecki wpływa na podstawowe zdolności wzrokowe (akomodację i ostrość widzenia) w zależności od poziomu doświadczenia; jednak efekty te obserwowano jedynie bezpośrednio po zawodach. Ponadto, większość badań z zakresu widzenia w sporcie koncentruje się na sportach przechwytujących, takich jak piłka nożna czy hokej, a przewaga ekspertów w strzelectwie była analizowana głównie w grupie strzelców dynamicznych w kontekście prostego czasu reakcji. W badaniu analizującym sprawność wzrokową strzelców dynamicznych nie stwierdzono, aby funkcje wzrokowe ekspertów wykraczały poza poziomy uznawane za normatywne. W związku z tym sugerowano, że próby poprawy wyników poprzez trening ogólnych zdolności wzrokowych mogą być nieskuteczne lub wręcz niekorzystne. Jednak istotne różnice między strzelectwem dynamicznym, a statycznym strzelectwem precyzyjnym nie pozwalają bezpośrednio przenosić tych wniosków na drugą z tych dyscyplin.
Warto bowiem podkreślić, że strzelcy dynamiczni celują obuocznie, co zwiększa świadomość otoczenia, percepcję głębi oraz pole widzenia, podczas gdy w statycznych konkurencjach stosuje się przesłony, aby uniknąć dwojenia obrazu podczas celowania. W strzelectwie statycznym, ze względu na nierównomierne obciążenie treningowe obojga oczu, istnieje ryzyko tłumienia obrazu w zasłoniętym oku podczas długotrwałych i częstych treningów, co może negatywnie wpływać na widzenie obuoczne. Wykazano, że terapia wzrokowa takiego właśnie tłumienia istotnie poprawia celność.
Zatem, pomimo licznych zdolności wzrokowych, które mogą wpływać na celność strzału, literatura dotycząca funkcji wzrokowych strzelców precyzyjnych jest ograniczona. Może to oznaczać, że sportowcy nie wykorzystują w pełni swojego potencjału. Zrozumienie specyficznych wymagań wzrokowych strzelców może pomóc w opracowaniu ukierunkowanych interwencji mających na celu poprawę wyników, zmniejszenie zmęczenia oraz ochronę jakości widzenia długoterminowo. Badania mojego zespołu, opublikowane w „Nature’s Scientific Reports” wypełniają tę lukę w literaturze, dostarczając obrazu adaptacji wzrokowych w dyscyplinie sportu, jaką jest statyczne strzelectwo sportowe.
W badaniu wzięło udział 48 uczestników: 28 strzelców (16 pistoletowych i 12 karabinowych) o różnym poziomie doświadczenia oraz 20 osób z grupy kontrolnej. Jednym z największych wyzwań w badaniach nad widzeniem jest oddzielenie wpływu treningu od wrodzonych i anatomicznych cech organizmu. Jakość widzenia zależy bowiem nie tylko od doświadczenia, ale także od budowy oka, długości osiowej gałki ocznej czy wady wzroku. Najwięcej czasu pochłonęło zatem poszukiwanie „bliźniaczych oczu” do grupy kontrolnej. Dzięki temu mogliśmy wskazać, czy mierzone parametry wzrokowe są efektem biologii, treningu, czy też selekcji. Grupa kontrolna sparowana była zatem nie tylko pod względem wieku i rozkładu płci, ale także wady wzroku i parametrów geometrycznych gałki ocznej.
Strzelcy specjalizujący się w strzelaniu z karabinu lub pistoletu pneumatycznego byli rekrutowani spośród członków sekcji strzeleckich klubu WKS Śląsk z siedzibą we Wrocławiu oraz Kadry Narodowej Polski w strzelectwie sportowym. Kryteria wykluczenia obejmowały wysoką wadę wzroku (> |6| dioptrii) oraz próg ostrości wzroku i szerokość pola widzenia stosowane jako kryteria kwalifikacyjne w strzelectwie paralimpijskim. Uczestnicy używali swojej korekcji wzrokowej podczas badań, a w razie potrzeby dobierano nową korekcję wady wzroku przez optometrystę będącego członkiem zespołu.
Dokładny opis protokołu badań opisano w publikacji Garaszczuk i wsp. Superior monocular visual function but compromised binocular balance in precision shooters compared to age and refraction matched controls, w czasopiśmie “Nature’s Scientific Reports”, a obejmował on szeroki zakres testów optometrycznych. Analizowano ostrość widzenia do dali i bliży, czułość oka na kontrast oraz ostrość Verniera, czyli zdolność wykrywania minimalnych przesunięć między elementami obrazu. Uczestnicy przeszli także badania ruchów gałek ocznych i pola widzenia, a także ocenę zdolności akomodacyjnych. Uzupełnieniem była analiza widzenia obuocznego, badanie percepcji głębi oraz badanie biometryczne oka przy pomocy optycznej koherentnej tomografii. Tak kompleksowe podejście pozwoliło spojrzeć na układ wzrokowy jako na dynamiczny system adaptujący się do specyficznych wymagań treningu.
Wyniki badań potwierdziły, że strzelcy osiągają lepsze rezultaty w wielu testach obiektywnie oceniających różne parametry jakości widzenia. Szczególnie wyraźne różnice dotyczą ostrości widzenia z bliska oraz czułości oka na kontrast (odpowiedzialnej za pracę oka w trudniejszych warunkach oświetleniowych), zwłaszcza w oku dominującym. Jednym z najważniejszych parametrów okazała się jednak noniuszowa ostrość wzroku Verniera, czyli zdolność wykrywania bardzo drobnych przesunięć między liniowymi elementami obrazu. Jest ona nazywana hiperostrością, gdyż wielokrotnie przekracza biologiczne zdolności ludzkiego oka i wynika w dużej mierze z procesów zachodzących w korze wzrokowej mózgu. To właśnie ona odpowiada za precyzyjne ustawienie przyrządów celowniczych względem celu i ma kluczowe znaczenie w strzelectwie. Co istotne, poziom tej zdolności korelował z doświadczeniem strzeleckim, a nie z wiekiem. Oznacza to, że może się rozwijać jako efekt treningu. To wszystko może wskazywać na to, że strzelcy nie mają „lepszych oczu” w sensie biologicznym, lecz posiadają lepiej wytrenowany system przetwarzania informacji wzrokowej. Stwierdzono istotne statystycznie różnice we wszystkich miarach noniuszowej ostrości wzroku Verniera między każdą z podgrup strzelców a grupą kontrolną – strzelcy osiągali wyraźnie lepsze wyniki.
Jednym z najbardziej fascynujących zjawisk związanych ze strzelectwem jest tzw. ciche oko (ang. quiet eye). Choć wydaje się, że nasze oczy są nieruchome, gdy skupiamy wzrok na obiekcie, to w rzeczywistości wykonują one nieustanne mikroruchy sakkadyczne, skanując oglądaną scenę. Mikroruchy fiksacyjne pomagają zapobiegać efektowi Troxlera, czyli zanikowi obrazu na obwodzie pola widzenia, gdy oczy są nieruchome.
U strzelców obserwuje się wyraźnie odmienny sposób pracy układu wzrokowego. Potrafią oni znacząco ograniczyć liczbę wykonywanych ruchów oczu, a także zmniejszyć ich amplitudę, co przekłada się na większą stabilność spojrzenia. Jednocześnie są w stanie utrzymać fiksację na celu przez dłuższy czas, co pozwala im osiągnąć charakterystyczny stan stabilnego skupienia. Ten moment stabilnego spojrzenia bezpośrednio poprzedza oddanie strzału i jest jednym z kluczowych czynników decydujących o skuteczności. Z neurobiologicznego punktu widzenia oznacza to bardziej efektywne wykorzystanie zasobów uwagi oraz lepszą integrację informacji wzrokowej i ruchowej. Wiadomo, że umiejętność utrzymania stanu quiet eye przyspiesza nabywanie umiejętności sportowych w sportach wymagających celowania i wiąże się z lepszą koordynacją wzrokowo-ruchową. Badania pokazują, że dłuższy czas utrzymywania tego stanu jest skutecznym wskaźnikiem poziomu zaawansowania sportowców. Programy treningowe u elitarnych strzelców dynamicznych wykazały wcześniejsze rozpoczęcie i dłuższe utrzymywanie tego stanu, co przekładało się na lepsze wyniki.
W niniejszym badaniu strzelcy wykazywali istotnie mniej przesunięć spojrzenia od punktu fiksacji, większą zdolność utrzymania stabilnej fiksacji oraz dłuższy czas skupienia w obszarze celu niż grupa kontrolna. Niższy stosunek przesunięć spojrzenia w drugiej połowie badania wskazuje, że strzelcy dłużej utrzymują koncentrację i są mniej podatni na zmęczenie wzrokowe niż osoby z grupy kontrolnej. Wyniki badania sugerują, że wyszkoleni strzelcy rozwijają lepszą stabilność fiksacji, co prawdopodobnie przekłada się na ich przewagę sportową.
Badania ujawniły również wyraźne różnice między strzelcami pistoletowymi i karabinowymi, które wskazują na odmienne strategie wzrokowe. Strzelcy pistoletowi osiągają lepszą ostrość widzenia do dali i wykazują wyższą czułość w centralnym polu widzenia, co sprzyja szybkiemu i precyzyjnemu ustawieniu wzroku na celu. Z kolei strzelcy karabinowi uzyskują lepsze wyniki w widzeniu z bliska i, mimo nieco wyższego wieku, zachowują wysoką sprawność akomodacji, co świadczy o tym, że ich układ wzrokowy jest lepiej przystosowany do długotrwałego utrzymywania ostrości na blisko położonych przyrządach celowniczych. Układ wzrokowy strzelców sportowych wydaje się zatem adaptować do specyfiki zadania. Można wręcz powiedzieć, że każda z tych dyscyplin „trenuje” inny aspekt widzenia.
Najbardziej zaskakujące wnioski dotyczą negatywnych skutków treningu. W strzelectwie precyzyjnym zawodnicy celują jednym okiem, zasłaniając drugie, aby uniknąć podwójnego widzenia. Długotrwałe stosowanie tej strategii może jednak prowadzić do stopniowych zmian w funkcjonowaniu układu wzrokowego. W badaniu zaobserwowano pogorszenie równowagi między oczami oraz osłabienie zdolności konwergencji, czyli zbieżnego ustawiania oczu podczas patrzenia na bliskie obiekty. Z czasem zwiększa się także asymetria funkcjonalna między okiem dominującym a niedominującym, a punkt bliskiego widzenia ulega oddaleniu. Co istotne, zmiany te nie są związane z wiekiem, lecz bezpośrednio z długością i intensywnością treningu. Oznacza to, że są one efektem adaptacji układu wzrokowego do specyficznych warunków wykonywania zadania.
Warto też zauważyć, że w przedstawionym badaniu nie wszyscy zawodnicy osiągali normatywną ostrość widzenia w korekcji. Może to sugerować, że wyjątkowa ostrość wzroku i emmetropia nie są konieczne do osiągania wysokich wyników w strzelectwie. W przypadku ostrości widzenia do dali stwierdzono istotną statystycznie różnicę między strzelcami pistoletowymi i karabinowymi: lepsze wyniki osiągali ci pierwsi. Przewaga ta znajduje potwierdzenie również w wyższej czułości centralnego pola widzenia (szczególnie w oku dominującym) oraz wyższej maksymalnej czułości centralnej siatkówki. Interesujące jest, że w grupie strzelców karabinowych oko o lepszej ostrości widzenia było częściej okiem niedominującym, podczas gdy w grupie kontrolnej obserwowano odwrotną tendencję. Ponadto, w tej grupie rzadko występowała równa ostrość widzenia obu oczu, co wskazuje na większe różnice między okiem dominującym (celującym) a niedominującym (zasłanianym). Co istotne, u tych zawodników oko dominujące do dali miało również najlepszą ostrość widzenia z bliska. Może to wynikać z treningu jednoocznego, podczas którego zasłanianie jednego oka sprawia, że oko dominujące do dali, które zazwyczaj jest odsłonięte, stopniowo przejmuje funkcje oka dominującego do bliży.
Choć opisywane zmiany rzadko mają charakter kliniczny, wielu zawodników doświadcza subiektywnych dolegliwości. Najczęściej zgłaszają oni uczucie zmęczenia oczu, trudności z szybkim uzyskaniem ostrego obrazu po zakończeniu treningu oraz zwiększoną wrażliwość na światło podczas celowania. Pojawia się również wrażenie, że widzenie nie jest w pełni stabilne. Sugeruje to, że problem nie dotyczy samej jakości obrazu tworzonego przez oko, lecz sposobu jego przetwarzania przez mózg, który musi kompensować zaburzoną równowagę między oczami.
W świetle tych wyników trening strzelecki nie jest prostą drogą do „lepszego wzroku”, lecz procesem głębokiej specjalizacji. Z jednej strony prowadzi do poprawy precyzji widzenia, zwiększenia stabilności spojrzenia oraz rozwoju zdolności korowych. Z drugiej strony wiąże się z ograniczeniem współpracy obu oczu i powstawaniem asymetrii funkcjonalnej. Mamy więc do czynienia z klasycznym kompromisem biologicznym, w którym optymalizacja jednych funkcji odbywa się kosztem innych. Układ wzrokowy zostaje „przestrojony” pod konkretne wymagania zadania.
Wyniki badań pokazują, że trening wzrokowy powinien być integralną częścią przygotowania sportowego. Coraz większą uwagę zwraca się na ćwiczenia poprawiające konwergencję oraz trening obuoczny, który pozwala przywracać równowagę między oczami. Elitarni piłkarze, koszykarze, czy golfiści korzystają z treningu funkcji wzrokowych w celu poprawy swoich wyników w sporcie. Istotne jest także monitorowanie dominacji oka i wprowadzanie strategii, które zapobiegają jego nadmiernemu przeciążaniu. Warto również rozważyć trening celowania obuocznego, które choć trudniejsze do opanowania, umożliwia zachowanie pełnego pola widzenia, lepszą głębię, świadomość otoczenia i bardziej naturalną współpracę obu oczu, co pozwoliłoby prawdopodobnie uniknąć opisanych wcześniej maladaptacji, bez konieczności zrezygnowania z efektu „cichego oka”.
Znaczenie tych badań wykracza daleko poza strzelectwo. Podobne mechanizmy mogą dotyczyć osób pracujących w warunkach wymuszonej monokularności, takich jak chirurdzy, dentyści czy zegarmistrzowie. Wszędzie tam, gdzie jedno oko jest systematycznie preferowane, a drugie marginalizowane, może dochodzić do podobnych adaptacji. Strzelectwo staje się więc modelem badawczym dla szerszego zjawiska, jakim jest wpływ powtarzalnych czynności wzrokowych i skupienia na funkcjonowanie układu wzrokowego.
Sportowcy osiągają lepsze wyniki niż osoby nieuprawiające sportu w zakresie ostrości widzenia (zarówno do bliży, jak i dali), czułości na kontrast oraz zdolności utrzymania koncentracji wzrokowej. Zawodnicy na poziomie krajowym wykazują większą stabilność spojrzenia i mniejsze zmęczenie wzrokowe, co potwierdza znaczenie zjawiska quiet eye w treningu. Jednocześnie niektóre adaptacje wzrokowe mogą prowadzić do zaburzeń równowagi widzenia obuocznego, szczególnie u strzelców karabinowych. W tej grupie rozwija się silniejsze oko dominujące do bliży kosztem maksymalnej ostrości widzenia i czułości na kontrast. Różnice w zdolnościach wzrokowych między dyscyplinami strzeleckimi wskazują na potrzebę indywidualizacji treningu wzrokowego. Strzelcy karabinowi osiągają lepsze wyniki w zadaniach z bliska, natomiast strzelcy pistoletowi mają lepszą ostrość widzenia do dali i wyższą czułość oka w wielu obszarach pola widzenia. Adaptacje te prawdopodobnie wynikają z długotrwałego treningu jednoocznego, a nie z naturalnych predyspozycji, co podkreśla potrzebę ukierunkowanych interwencji optymalizujących wyniki i ograniczających negatywne efekty treningu.
Autorzy badań podkreślają, że kolejnym krokiem powinny być badania podłużne, które pozwolą śledzić zmiany zachodzące w czasie. Kluczowe pytania pozostają nadal otwarte. Nie wiadomo, czy obserwowane zmiany są w pełni odwracalne, jak szybko układ wzrokowy wraca do równowagi oraz czy można skutecznie przeciwdziałać negatywnym skutkom treningu. Planowane są również badania z wykorzystaniem bardziej zaawansowanych systemów śledzenia ruchów oczu oraz analizy wpływu treningu wzrokowego na wyniki sportowe.
Historia wzroku strzelców sportowych pokazuje coś fundamentalnego. Widzenie nie jest biernym odbiorem rzeczywistości, lecz aktywnym procesem, który można trenować i modyfikować. Strzelcy nie tyle „widzą lepiej”, ile widzą inaczej. Ich układ wzrokowy staje się wyspecjalizowanym narzędziem, zoptymalizowanym pod kątem jednego zadania, ale jednocześnie ograniczonym w innych aspektach.
To przypomina, że w biologii nie istnieje uniwersalna doskonałość. Istnieje jedynie dopasowanie do konkretnego celu.
Podziękowania dla pani Natalii Król – zawodniczki, trenerki oraz sędzi strzelectwa sportowego za koordynowanie współpracy z grupą strzelców WKS Śląsk Wrocław i Kadry Narodowej Polski.
Dr inż. Izabela Garaszczuk, Zespół Optyki Widzenia, Katedra Optyki i Fotoniki, Wydział Podstawowych Problemów Techniki, Politechnika Wrocławska
