Het effect van zwaartekracht op de spiercontrole bij het landen vanaf een sprong (SLS-JUMP)

Onderzoeksbeschrijving ----------------------------------

Tijdens de experimenten springen proefpersonen in verschillende zwaartekrachtvelden terwijl ze worden onderworpen aan een extra neerwaartse kracht die gelijk is aan 0-100% van hun lichaamsgewicht op aarde. Tijdens de start- en landingsfase van de sprongen wordt de grondreactiekracht geregistreerd door een krachtplatform, de bewegingen van de ledematensegmenten worden geregistreerd door middel van een hogesnelheidscamera en de elektrische activiteit (EMG) van de spieren van de onderste ledematen worden geregistreerd door middel van oppervlakte-elektroden.

Krachtplatform en Subject Loading System We hebben een apparaat ontwikkeld dat een krachtenplatform combineert waarop de proefpersoon springt en een Subject Loading System (SLS) dat de proefpersoon naar beneden trekt.

Het krachtplatform is een aluminium plaat van 60 cm x 40 cm die is uitgerust met vier krachttransducers die de drie componenten meten van de kracht die wordt uitgeoefend door de voeten van de proefpersoon op de grond.

De SLS bestaat uit twee pneumatische zuigers, die aan het ene uiteinde zijn bevestigd aan een harnas en aan het andere uiteinde aan de aluminium plaat. De SLS kan worden ingesteld om een ​​kracht te genereren die gelijk is aan 20-100% van het lichaamsgewicht van het onderwerp op aarde.

Een veiligheidsleuning (niet afgebeeld op de foto) is bevestigd aan de aluminium plaat, rond het krachtenplatform in geval van onbalans van het onderwerp.

EMG EMG wordt opgenomen met een MyoSystem 1400L met behulp van oppervlakte-elektroden. De huid wordt (indien nodig) geschoren en de elektroden worden bevestigd met dubbelzijdig plakband en gips. De elektroden worden geplaatst ter hoogte van de laterale gastrocnemius, mediale gastrocnemius, tibialis anterior en peroneus longus, en op de dij ter hoogte van de vastus lateralis, vastus medialis en laterale hamstrings en mediale hamstrings. Er zullen 2 elektroden per spier zijn (vast tegen elkaar) en één referentie-elektrode ter hoogte van de C7-wervel.

Fabrikant: Noraxon. Conformiteitscertificaat: CE 344

Video Bewegingen van het onderwerp worden vastgelegd door middel van een high-speed digitale camera (Basler). Om video-analyse te vergemakkelijken, zullen 7 reflecterende markeringen (halve bol met een diameter van 12 mm) lichaamssegmenten afbakenen: 3 worden op één schoen gelijmd, 3 worden op de huid bevestigd (met dezelfde methode die wordt gebruikt voor EMG-elektroden) aan de ter hoogte van de enkel, knie, heup van één ledemaat en de laatste zal op de nek worden bevestigd.

experimenteel protocol

---------------------------

Voorafgaand aan de vlucht worden proefpersonen vertrouwd gemaakt met de opzet en het protocol. Per vliegdag wordt één onderwerp bestudeerd. De procedure is op alle 3 de dagen als volgt.

De experimentdag begint om 7.30 uur met de proefpersoon uitgerust met EMG-elektroden en videomarkers. Na het opstijgen en nadat het werk is toegestaan, gaat de proefpersoon naar de proefruimte waar hij wordt uitgerust met het SLS-harnas. Voor elke parabool staat de proefpersoon naast het platform om het nulniveau van de sensor aan te passen (ongeveer 3 seconden). Vervolgens stapt de proefpersoon op het platform om zijn gewicht op te nemen (ongeveer 3 seconden).

Tijdens het eerste deel van de parabool met hyperzwaartekracht staat het onderwerp met twee voeten aan elke kant van het platform. Het tractiesysteem is los (5 kg tractie). Tijdens de injectie begint het tractiesysteem het onderwerp geleidelijk naar beneden te trekken. De trekkracht is afgestemd tussen 20% en 100% van het lichaamsgewicht op aarde. De trekkracht is constant tijdens elke parabool. Tijdens de 20 seconden van gewichtloosheid of gedeeltelijke zwaartekracht springt de proefpersoon verschillende keren. Aan het einde van de parabool zet de proefpersoon zijn voeten aan de zijkant van het platform en stopt het tractiesysteem om naar beneden te trekken voordat de uittrekfase begint.

Dit experiment zal ook worden uitgevoerd tijdens periodes van verhoogde zwaartekracht tijdens het draaien van het vliegtuig. Drie omwentelingen per vlucht moeten worden uitgevoerd op 3 niveaus van zwaartekracht: 1,2, 1,4 g en 1,6 g.

Tijdens elke parabool of bocht zorgt een experimentator voor de controle van het tractiesysteem en voor het verzamelen van de gegevens, een tweede voor de beeldacquisitie en een derde voor de aanpassing van de configuratie van de harnas tussen de parabolen en van de veiligheid van het onderwerp in geval van onbalans tijdens de parabolen of tijdens de bocht.