DMP:Тематика наукових досліджень

Відділ фізіології рухів, голова – доктор біологічних наук, професор Костюков Олександр Іванович

Історія відділу	Штат	Тематика наукових досліджень	Наукове співробітництво	Захист дисертацій	Публікації

Рис. 1. Загальна ілюстрація досліджень системи рухового контролю людини, що виконуються у відділі фізіології рухів.

• З використанням методу реєстраціїбімануальних синхронних двосуглобових рухів досліджується координація активності м’язів плечового пояса та плеча у перебігу вищевказаних рухів. Проводиться кількісний аналіз характеристики ЕМГ-активності низки м’язів плечового пояса та плечей, генерованої при ідентичних синхронних рухах верхніх кінцівок людини в умовах зміни напрямку зовнішнього навантаження.
• На основі електроміографічного аналізу особливостей активації м'язів руки людини при відтворенні ізотонічних двосуглобових рухів з різним напрямком прикладання зовнішнього навантаження та початком руху проводиться виявлення можливих взаємозв’язків між різними типами синергій, ґрунтуючись на оцінці механічних компонентів рухів та на центральні програми їх реалізацій.
• З використанням методу реєстрації ізометричних зусиль досліджуються гістерезисні властивості ЕМГ-активності м’язів плечового пояса і плеча при розвитку вказаних зусиль різного напрямку рукою людини. З’ясовується, що в перебігу наших тестів ЦНС виявляє високу гнучкість не тільки у виборі конкретної стратегії розподілу активності між окремими м’язами в разі створення цільового ізометричного зусилля, але й у визначенні типу нелінійної активації цих м’язів.
• Проводиться дослідження центральних програм односуглобових довільних рухів людини. на рівні окремих рухових одиниць м’язів-антагоністів (mm. вicepsbr. та tricepsbr.) ліктьового суглоба людини на розвантаження при здійсненні довільного руху (динамічна фаза) та при утриманні певної позиції в суглобовому куті (стаціонарна фаза). Аналізуються два види одиниць: одні реагують на розвантаження однаково на динамічній та стаціонарній фазах руху; інші при розвантаженні на стаціонарній фазі вимикаються, або значно знижують рівень імпульсної активності, а на динамічній фазі не реагують на розвантаження, або реагують в значно меншій мірі, ніж в першому випадку.
• Проводиться дослідження кінематики рухів та ЕМГ активності м’язів веслярів при веслуванні на тренажері Concept 2. Оскількина гребних тренажерах веслярнатехніка не використовується у повному обсязі, швидкістьзалежитьвиключновідпотужності, щорозвиваєтьсявеслярами. Нами з’ясовується характер залежності «потужність окремого гребка - частота веслування» в умовах контрольованого підвищення потужності на тренажері, та додаткові дані про трактування кореляції між потужністю та площею ЕМГ м’язів, які продукували цю потужність.
• Проведений теоретичний аналіз силових та позиційних синергій у біартикулярних (двосуглобових) рухах. Запропонований теоретичний підхід для визначення особливих точок зміни напрямку силової дії та довжини м'язів під час кругових, еліптичних та лінійних біартикулярних рухів в горизонтальній площині, які реалізовувались в умовах постійних навантажень, спрямованих уздовж лінії траєкторії рухів. Запропоновані геометричні методики визначення особливих точок та моделей для синергій сили та позиції. Проаналізовані синергічні ефекти для кругових траєкторій різних розмірів та позицій, еліпсоїдних та лінійних рухових траєкторій. Запропонована гіпотеза контролю сили зі зворотним зв’язком, яка дозволяє пояснити зменшення числа контрольованих
• На людях проводиться дослідження зміни положення центру тиску стоп на горизонтальній площині опори та спектральних характеристик постуральних коливань в сагітальній та фронтальній площинах у трьох позах: пряма вертикальна стійка, поза нахилу тіла вперед та поза нахилу назад. Виявляється роль пропріорецепторів гомілковостопних суглобів у генезі бічних коливань при утриманні рівноваги під час стояння. Аналіз спектральних характеристик постуральних коливань при відкритих і закритих очах вказує на істотну взаємодію пропріоцептивної та зорової аферентації при нахилах тіла відносно прямої вертикальної стійки.
• З використанням методу втомної стимуляції на наркотизованих щурах вивчається вплив фулерену на втому скелетних м'язів. З’ясовується дія водного розчину немодифікованих наночасток С60 фулеренів на динаміку відновлення скоротливих властивостей триголового м'язу литки щурів при формуванні стомлення у результаті його тривалої активації.
• За допомогою імуногістохімічного методу виявлення експресії c-fos (маркера нейронної активації) на децереброваних щурах вивчається вплив серотоніну на зміни моносинаптичних рефлекторних розрядів спінальних мотонейронівдо та після внутрішньоочеревинного введення прекурсору серотоніну – 5-гідрокситриптофану.

Список об’єктів дослідження:

• a) люди;
• b) тварини (щури);
• c) центральні нейрони, скелетні м’язи.

Список методів дослідження

• Електрофізіологічні
• Електроміографічні
• Стабілографічні
• Імуногістохімічні
• Біомеханічне моделювання
• Позиціювання рухів
• Відеореєстрація рухів
• Реєстрація циклічних рухів
• Стомлююча стимуляція м'язів

Рис. 2. Дослідження моторних команд при виконанні гребних рухів. Фрагмент експерименту, який проводився на базі Університету фізичного виховання і спорту (м. Гданськ, Польща).

Рис. 3. Механічне устаткування (розроблене інженерною групою відділу) для дослідження моторних команд, які ЦНС надсилає до м’язів при виконанні рухів. Зліва зображена установка для дослідження ізометричного зусилля, створюваного рукою; справа – установка для відстеження кругових рухів руки в умовах постійного зовнішнього навантаження.

Рис. 4. Дослідження моторного контролю рухів на гребному тренажері Concept 2. Устаткування дозволяє одночасно реєструвати механограми 14 суглобних кутів і 16 електроміограм від основних м’язів, що задіяні при виконанні гребних рухів. а) Фрагмент експерименту , який проводився на базі Університету фізичного виховання і спорту (м. Гданськ, Польща). б) Приклад накладання динаміки зміни кута колінного суглобу і ЕМГ м’яза vastuslateralis. в) Накладання декількох механограм динаміки суглобних кутів з позначенням активної та пасивної фази гребка.