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为深入探究太空飞行中训练的生理机制,研究人员针对长期太空任务(SMs),开展了 BD-2 跑步机主动和被动模式下行走的生物力学及肌电图特征对比研究。结果显示,被动模式下支撑反作用力和比目鱼肌(m. soleus)肌电活动更大。这有助于理解太空训练,为制定更好的对策提供依据。
在国际空间站(ISS)上,俄罗斯的对策系统核心是在 BD-2 跑步机上以主动和被动模式进行行走与跑步。主动模式下,跑步机皮带由电驱动运转;被动模式下,宇航员借助腿部力量带动皮带移动。本研究旨在对比分析长期太空任务(SMs)中,使用 BD-2 跑步机主动和被动模式行走时的生物力学和肌电图特征。
研究招募了 22 名年龄在 45.7±4.7 岁的宇航员,他们参与了为期 115 至 340 天的国际空间站任务。宇航员每月(不少于 4 次)进行运动测试。在发射前进行两次测试,在飞行后恢复阶段的第 8 天和第 12 天也各进行两次测试。运动测试方案(3 分钟行走)需在主动和被动模式下各进行一次。
行走生物力学通过内置压力传感器的鞋垫记录足印图进行评估。同时测量四块肌肉的肌电活动,分别是胫骨前肌、比目鱼肌、腓肠肌外侧头以及大腿的股四头肌。结果表明,在所有测试阶段,被动模式下的支撑反作用力以及受重力影响的比目鱼肌的肌电活动,均比主动模式下的值更大。这可能是因为在被动模式下,脚与跑步机皮带的接触更紧密,进而增强了支撑传入信号的强度。值得注意的是,这种差异在微重力环境中更为明显。