Человек в космосе
Эксперимент "Сарколаб"
Цель:
Изучение взаимосвязи между мышечно-сухожильными и нервно-мышечными изменениями, определяющими или лимитирующими сократительные функции у человека в продолжительном КП.
Задачи:
- Охарактеризовать рефлекторную возбудимость мышц в пред-, полетных и пост-полетных условиях с использованием электрической стимуляции двигательного нерва и тестированием H-, Т-рефлексов, рефлекса на растяжение мышцы.
- Оценить эластические и механические свойства мышц в пред-, полетных и пост-полетных условиях при активном и в пассивном состоянии путем изменения положения голеностопного сустава (диапазон движения) и путем измерения поперечной жесткости (ПЖ) мышц.
- Охарактеризовать активацию мышц и мышечную выносливость при произвольном и непроизвольном (электрически вызванном) сокращении с регистрацией поверхностной электромиограммы (ЭМГ) во время максимальных и субмаксимальных изометрических и изокинетических сокращениях при постоянной скорости движения и с регистрацией М-ответов.
- Оценить особенности изменения мышечной архитектуры (длину и угол наклона мышечных пучков) в пред-, полетных и пост-полетных условиях при активном и при пассивном состоянии.
- Охарактеризовать изменения механических свойств сухожилия камбаловидной мышцы (КМ) (жесткость и растяжимость, определяемые по ультразвуковой визуализации во время выполнения изометрических сокращений с возрастающим усилием) до и после КП.
- Оценить внутренние свойства сократительных и молекулярных путей, участвующих в адаптации тканей до и после КП.
- Оценить динамическую моторную работоспособность во время выполнения серии предъявляемых двигательных задач с внешними и без внешних нагрузок.
- Оценить изменения функциональных свойств нервно-мышечной активности (НМА) до и после КП.
- Оценить изменения параметров точностных произвольных движений у человека до и после КП.
- Проанализировать относительную роль центральных и периферических факторов, определяющих функциональные свойства НМА у человека и изменение их удельного вклада в результате длительного КП.
- Оценить степень изменения отношения суставной угол - угол перистости мышечного волокна при активном состоянии под влиянием факторов микрогравитации.
- Оценить степень изменения временных и амплитудных характеристик ПЖ скелетных мышц у человека после продолжительного КП.
Используемая научная аппаратура:
При проведении эксперимента используется научная аппаратура ЕКА и НАСА:
- аппаратура MARES предназначена для фиксации обследуемого и регистрации мышечных и рефлекторных сокращений мышц;
- T61P EPM laptop с внешним диском MARES-EPM Hard Disk обеспечивает управление работой изделия и проведение обследований.
- электростимулятор PEMS-2 (Percutaneous Electrical Muscle Stimulator) предназначен для электростимуляции двигательных нервов, иннервирующих скелетные мышцы у человека;
- ультразвуковая система (NASA HRF Ultrasound device) предназначена для проведения ультразвуковых исследований изменений архитектуры мышц у человека;
- электромиограф (ESA EMG device) предназначен для регистрации биоэлектрической активности мышц;
- укладка MARES Consumables kit содержит расходные материалы для проведения обследований одного космонавта в соответствии с программой КЭ;
- укладка MARES Ultrasound kit содержит расходные материалы для проведения ультразвуковых обследований в рамках эксперимента.
Ожидаемые результаты:
Всесторонне исследование изменений мышц необходимо для организации длительных космических экспедиций.
Результаты эксперимента:
Результатами эксперимента являются информация, регистрируемая с помощью оборудования MARES, электростимулятора, электромиографа и ультразвуковой систем, а также сопроводительные фото и видеоматериалы.