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- 축구에서는 반복적으로 질주하는 능력이 필수적, 평균 90초 마다 질주 해야
- 경기장에서 빠르고 합리적인 결정을 내릴 수 있는 능력 갖춰야
- 최고의 선수들은 게임에 대한 본능적인 느낌이 있어야
- "Design Fluency"라는 표준화된 테스트로 선수가 미래에 얼마나 성공적인지 예측 가능

축구: 성공의 비결 “골, 선수, 페널티킥의 과학”

유럽 ​​축구 선수권 대회가 2024년 6월 14일에 시작됐다. 개최국은 독일이다. 24개 팀이 승리를 위해 경쟁하고 있다. 축구 경기에서 목표, 점수, 페널티킥 이면에는 많은 과학이 숨어 있다. 좋은 선수가 되는 방법, 페널티킥을 막는 방법, 좌우로 흔들리는 공을 차는 방법 등이 과학을 통해 알 수 있기 때문이다. 

▲ 축구, 공, 선수 등의 플레이는 집중적인 연구 대상이다.

통계학, 물리학, 생체역학, 신경심리학 분야에서 축구는 오랫동안 연구 주제였다. 경기장에서는 수많은 요소와 이들의 복잡한 상호작용이 승리와 패배를 결정하기 때문이다. 선수들에게 있어서 그것은 주로 체력, 기술, 빠른 반응 그리고 공과 게임에 대한 느낌 등 특정한 것에 관한 것이다. 또한 팀의 올바른 구성과 공의 물리학에 대한 지식이 도움이 될 수 있다. 그렇다면 연구 결과가 토너먼트 성공을 위한 최적의 방법에 관해 알려주는 것은 무엇일까?

최고의 선수를 위한 비결은?

2024년 6월 14일부터 유럽 전역의 24개 축구팀이 타이틀을 놓고 경쟁이 시작됐다. 축구에서 팀이 얼마나 성공적인지는 다양한 요인에 따라 달라진다. 순전히 운동 능력과 신체 능력 외에도 심리학, 전략적 기술, 그리고 마지막으로 운도 관련돼 있기 때문이다. 과학도 작용한다. 따라서 축구는 매우 다양한 분야에 관한 진지한 연구 주제다.

토너먼트 준비 과정에서 중요한 질문 중 하나는 올바른 선수와 팀 구성을 선택하는 것이다. 하지만 축구 선수가 경기장에서 얼마나 좋을지, 얼마나 많은 골을 넣을지, 팀을 얼마나 잘 지원하는지를 결정하는 것은 무엇일까?

빠른 재생이 관건

훌륭한 선수의 분명한 특징은 체력이다. 마드리드 콤플루텐세 대학교의 프란시스코 칼데론 몬테로(Francisco Calderón Montero)는 “축구에서는 반복적으로 질주하는 능력이 필수적이다”며 “선수들은 평균 90초마다 질주해야 하는데, 이는 회복 시간이 짧다는 것을 의미한다. 따라서 우리는 최고의 선수들과 2부 리그 팀 간의 스프린트 사이에 빠른 재생 능력이 얼마나 다른지, 그리고 어느 정도 차이가 나는지 알고 싶었다”고 말했다.

이를 위해 몬테로와 그의 연구팀은 스페인 리그의 7개 클럽 소속 선수 194명을 조사했다. 이 중 114명이 1부 리그에서, 80명은 2부 리그에서 뛰었다. 모든 축구 선수들은 최대치에 도달할 때까지 런닝머신에서 점점 더 높은 수준의 스트레스를 받는 테스트를 받았다. 동시에 연구자들은 다양한 생리학적 매개변수를 측정했다.

실제로 분명한 차이점이 있었다. “2부 리그 선수들은 최대한 노력한 후 회복하는 데 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸다”며 “90초 회복 후에는 1부 리그 선수들보다 더 높은 산소 소비량과 더 높은 심박수를 보였고, 180초가 지난 후에도 그 차이가 여전히 뚜렷이 나타났다. 이는 빠른 재생 능력이 1군 선수들의 특징 중 하나임을 확인시켜 준다”고 몬테로는 말했다.

▲ 축구를 하려면 항상 빠른 속도의 질주와 적절한 체력이 필요하다. pixabay

특정 뇌파 억제되면 판단 속도가 빨라진다.

그러나 그것만으로는 충분하지 않다. 또 다른 요소는 경기장에서 빠르고 합리적인 결정을 내릴 수 있는 능력이다. 공을 넘겨줄 것인가, 아니면 스스로 드리블을 할 것인가? 패스나 슛하기 가장 좋은 장소는 언제이며 어디인지?

"축구 경기에서 언제 패스할지 결정하는 것은 복잡하다. 많은 정보를 처리하고 빠르게 반응하는 것이 성공적인 패스를 위한 중요한 요소다"고 오사카 대학의 Takahiro Matsutake와 그의 동료들은 설명했다.

따라서 그들은 축구선수가 패스를 할지 말지, 결정할 때 뇌에서 어떤 일이 일어나는지 조사했다. 이를 위해 프로 축구 선수, 취미 선수, 아마추어 선수에게 다양한 게임 장면을 보여주고 해당 버튼을 클릭하여 공을 찰지 말지를 최대한 빨리 결정하도록 요청했다. 한편 연구진은 EEG(electroencephalogram, 뇌파도)를 이용해 피험자의 뇌파를 기록하고 반응 시간을 측정했다.

최고 플레이어들은 반응 시간이 훨씬 짧았을 뿐만 아니라 뇌 활동도 경험이 적은 축구 선수들과 달랐다는 것이 밝혀졌다. 무엇보다도 상위권 선수들의 EEG는 의사 결정과 정보 평가를 위한 중요한 센터가 위치한 전두엽에서 파동 편향이 더 뚜렷하게 나타났다. 흥미롭게도 특정 억제 파동 패턴은 특히 패스에 대한 결정이 내려졌을 때 더욱 두드러졌다. “이것은 자극 평가와 빠른 근육 반응이 중요할 때 운동선수가 더 높은 주의력과 억제 활동으로 인해 더 쉽게 빠르게 반응할 수 있음을 시사한다”고 연구원은 말했다.

▲ 아마츄어 축구경기. 고려대락교 80년대 학번별 팀들이 매주 토요일 친선경기를 하고 있다. 사진은 82 Utd. 팀과 87학번 팀.

"게임 지능 play intelligence" 뒤에 숨겨진 것?

체력과 빠른 결정도 중요하지만, 최고의 선수들은 게임에 대한 본능적인 느낌이 있어야 한다. 이러한 '게임 지능'은 선수들이 적시에 경기장의 올바른 위치에 있을 수 있도록 돕고, 게임의 발전을 평가하며, 성공에 필요한 전략을 본능적으로 따르도록 도와준다. 스톡홀름 카롤린스카 연구소의 Torbjörn Vestberg와 그의 동료들은 "이 게임 지능에 필요한 기술은 신경 심리학에서 실행 기능으로 요약된다"고 설명했다.

이러한 실행 기능에는 인지 유연성, 자극의 신속한 동시 처리, 충동 제어 및 창의성이 포함된다. “일반적으로 여기에는 특히 일상적이지 않은 상황에서 생각과 행동의 상호 작용을 제어하는 ​​정신 과정이 포함된다”고 연구팀은 말했다. 예를 들어 축구에서는 경기 상황에 따라 전술을 유연하게 조정하고 창의적인 움직임을 찾는 데 도움이 된다.

실험에서 Vestberg와 그의 동료들은 1부 리그의 프로 축구 선수들이 실제로 2부 리그 선수나 선수가 아닌 통제 그룹보다 평균적으로 더 나은 실행 기능을 보인다는 것을 보여줄 수 있었다. 소위 "Design Fluency"라는 표준화된 테스트에서 훨씬 더 나은 능력을 보였다. 연구원들은 "이 테스트의 결과는 골 수, 성공적인 패스와 어시스트 측면에서 선수가 미래에 얼마나 성공적인지 예측할 수도 있다"고 보고했다.

또한 흥미로운 사실은 사람의 실행 기능이 일반적으로 아동기와 청소년기에 걸쳐 발달한다는 것이다. 따라서 이는 프로 축구선수가 되기 전이라도 특별한 재능을 지닌 젊은 선수들을 구별하는 특징 중 하나가 될 수 있다. (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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