Die Auswirkung der Schwerkraft auf die muskuläre Kontrolle der Landung aus einem Sprung (SLS-JUMP)

Beschreibung der Untersuchungen ---------------------------------

Während der Experimente springen die Probanden in verschiedene Gravitationsfelder, während sie einer zusätzlichen Pulldown-Kraft ausgesetzt werden, die 0-100 % ihres Körpergewichts auf der Erde entspricht. Während der Start- und Landephase der Sprünge wird die Bodenreaktionskraft von einer Kraftplattform aufgezeichnet, die Bewegungen der Extremitätensegmente werden mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera und die elektrische Aktivität (EMG) der Hauptleitung aufgezeichnet Die Muskulatur der unteren Extremitäten wird mittels Oberflächenelektroden erfasst.

Kraftplattform und Subjektladesystem Wir haben ein Gerät entwickelt, das eine Kraftplattform, auf die die Versuchsperson springt, und ein Subjektladesystem (SLS), das die Versuchsperson nach unten zieht, kombiniert.

Die Kraftplattform ist eine 60 cm x 40 cm große Aluminiumplatte, die mit vier Kraftwandlern ausgestattet ist, die die drei Komponenten der Kraft messen, die von den Füßen der Testperson auf den Boden ausgeübt wird.

Das SLS besteht aus zwei pneumatischen Kolben, die an einem Ende an einem Kabelbaum und am anderen an der Aluminiumplatte befestigt sind. Das SLS kann so eingestellt werden, dass es eine Kraft erzeugt, die 20–100 % des Körpergewichts des Subjekts auf der Erde entspricht.

Ein Sicherheitshandlauf (nicht auf dem Bild gezeigt) ist an der Aluminiumplatte um die Kraftplattform herum angebracht, falls der Proband aus dem Gleichgewicht geraten sollte.

EMG EMG wird mit einem MyoSystem 1400L unter Verwendung von Oberflächenelektroden aufgezeichnet. Die Haut wird (falls erforderlich) rasiert und die Elektroden werden mit doppelseitigem Klebeband und Pflaster befestigt. Die Elektroden werden auf Höhe des lateralen Gastrocnemius, medialen Gastrocnemius, Tibialis anterior und Peroneus longus und am Oberschenkel auf Höhe des Vastus lateralis, Vastus medialis und der lateralen und medialen Kniesehnen platziert. Es gibt 2 Elektroden pro Muskel (gegeneinander fixiert) und eine Referenzelektrode, die auf Höhe des C7-Wirbels platziert wird.

Hersteller: Noraxon. Konformitätsbescheinigung: CE 344

Video Bewegungen des Probanden werden mit einer Hochgeschwindigkeits-Digitalkamera (Fa. Basler) aufgezeichnet. Um die Videoanalyse zu erleichtern, werden 7 reflektierende Markierungen (Halbkugel mit 12 mm Durchmesser) Körpersegmente abgrenzen: 3 werden auf einen Schuh geklebt, 3 werden auf der Haut befestigt (mit der gleichen Methode wie bei EMG-Elektroden). Höhe des Knöchels, Knies, der Hüfte eines Gliedes und das letzte wird am Hals befestigt.

Versuchsprotokoll

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Vor dem Flug werden die Probanden mit dem Aufbau und dem Protokoll vertraut gemacht. Pro Flugtag wird ein Fach studiert. Der Ablauf ist an allen 3 Tagen wie folgt.

Der Experimenttag beginnt um 7.30 Uhr mit der Probandenausstattung mit EMG-Elektroden und Videomarkern. Nach dem Start und nach Arbeitserlaubnis begibt sich der Proband in den Experimentierbereich, wo er mit dem SLS-Gurtzeug ausgestattet wird. Vor jeder Parabel steht die Testperson neben der Plattform, um den Nullpegel des Sensors einzustellen (ca. 3 Sekunden). Dann tritt das Subjekt auf die Plattform, um sein Gewicht aufzuzeichnen (etwa 3 Sekunden).

Während des ersten Teils der Hypergravitation in der Parabel steht das Subjekt mit zwei Füßen auf jeder Seite der Plattform. Das Traktionssystem ist locker (5 kg Traktion). Während der Injektion beginnt das Traktionssystem, das Subjekt zunehmend nach unten zu ziehen. Die Zugkraft wird zwischen 20 % und 100 % des Körpergewichts auf der Erde abgestimmt. Die Zugkraft ist während jeder Parabel konstant. Während der 20 Sekunden Schwerelosigkeit oder teilweiser Schwerkraft springt das Subjekt mehrmals. Am Ende der Parabel stellt der Proband seine Füße an die Seite der Plattform und das Traktionssystem stoppt, um vor der Ausziehphase nach unten zu ziehen.

Dieses Experiment wird auch während Perioden erhöhter Schwerkraft durchgeführt, die während Kurven des Flugzeugs erreicht werden. Drei Drehungen pro Flug sollten bei 3 Schweregraden durchgeführt werden: 1,2, 1,4 g und 1,6 g.

Während jeder Parabel oder Kurve kümmert sich ein Experimentator um die Steuerung des Traktionssystems und die Erfassung der Daten, ein zweiter um die Bildaufnahme und ein dritter um die Modifikation der Konfiguration des Gurtzeug zwischen den Parabeln und der Sicherheit des Probanden im Falle eines Ungleichgewichts während der Parabeln oder während der Kurve.