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.