Исследователи Университета Иннополис, БФУ имени И. Канта и Мадридского политехнического университета разработали математическую модель, которая описывает работу мышц во время баланс-тренировок и процесс стабилизации спортсмена на балансировочной платформе, пишет Хайтек.
Разработка пригодится не только в спорте, также ее применят в реабилитации после травм опорно-двигательного аппарата и в интерфейсах для управления экзоскелетами. Результаты исследования опубликовал ведущий журнал в области математики и теории сложных систем Chaos, Solitons and Fractals.
Сотрудники Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий, входящей в состав Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис изучили, как тело человека адаптируется к физическим нагрузкам с учетом обычной асимметрии. Она есть у всех людей, когда одна из конечностей является «ведущей». Например, у правшей это правая рука или нога, а у левшей — левые конечности.
В новом исследовании участвовали 16 мужчин-правшей, которые 3 раза по 10 минут упражнялись в равновесии, стоя на балансировочной платформе. Испытуемым надо было придать платформе положение, параллельное поверхности Земли. В их распоряжении — только собственные мышцы.
В ходе эксперимента нейробиологи оценивали, как и с какой скоростью изменяется угол наклона доски, когда на ней находился человек. Для анализа активности мышц ученые закрепили электроды на поверхности кожи испытуемых, там, где у них находятся мышц-сгибатели и разгибатели в областях голени и бедра. Спортсмен самостоятельно подбирал эффективную стратегию управления балансировочной платформой.
"К третьей тренировке асимметрия практически полностью исчезла, что говорит о том, что упражнения помогли уменьшить разницу между вкладом в работу «ведущих» и «ведомых» конечностей. В начале эксперимента испытуемым удавалось устоять на доске примерно 150 секунд, а через полчаса эксперимента время балансирования увеличилось до 260 секунд. То есть кратковременные тренировки на балансировочной платформе позволяют довольно быстро улучшить координацию и преодолеть асимметрию правых и левых ног", — рассказал Александр Храмов, руководитель Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Университета Иннополис.
Сотрудники Университета Иннополис планируют исследовать длительные тренировки, чтобы оценить эффект от них. Результаты исследования также пригодятся в разработке роботов.
