ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИНСТИТУТ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
www.imbp.ru
НАУЧНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ПИЛОТИРУЕМЫЕ
ПОЛЕТЫ
ИННОВАЦИОННАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
ИЗДАТЕЛЬСКАЯ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Стенд "Работоспособность"
<<< Стендовая база ГНЦ РФ-ИМБП РАН

Стенд "Работоспособность" создан на базе лаборатории физиологии мышечной деятельности (Л-3) ГНЦ РФ ИМБП РАН в 2003 г. С 2005 г. по распоряжению директора ГНЦ РФ ИМБП РАН Стенд работает как Центр коллективного пользования.

Основное направление работы Стенда заключается в проведении фундаментальных и прикладных исследований физиологических механизмов, определяющих физическую работоспособность человека, в том числе в экстремальных условиях, для разработки, тестирования и практического использования новых перспективных методов ее повышения. В настоящее время Стенд "Работоспособность" является одной из немногих лабораторий в России, в которой могут проводиться комплексные исследования мышечной активности человека на современном методическом уровне.

ОСНОВНЫМИ ЗАДАЧАМИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТЕНДА ЯВЛЯЮТСЯ:

  • организация и проведение научно-исследовательских работ по изучению физиологии мышечной деятельности, исследованию энергетического обеспечения глобальной работы (аэробных возможностей организма), силовых, скоростно-силовых возможностей и выносливости рабочих мышечных групп, задействованных в различных видах движения;
  • разработка и апробирование новых методов повышения физической работоспособности человека;
  • тестирование физиологического состояния высококвалифицированных спортсменов;
  • разработка методов тестирования и проведение исследований состояния мышечной системы и систем вегетативного обеспечения мышечной работы у больных, страдающих заболеваниями нервно-мышечного аппарата и сердечно-сосудистой системы;
  • оказание консультативной и научно-методической помощи национальным сборным командам, а также иным учреждениям и ведомствам РФ, заинтересованным в тестировании физиологических возможностей людей, профессиональная деятельность которых связана с напряженной физической работой в экстремальных условиях;
  • предоставление экспериментального оборудования для использования в учебном процессе государственными образовательными учреждениями.

ПРИБОРНАЯ БАЗА СТЕНДА ВКЛЮЧАЕТ:

  • аппаратурный комплекс для исследования вегетативного обеспечения и энергетики работы (регистрация показателей сердечно-сосудистой системы, параметров внешнего дыхания и газообмена, потребления кислорода работающими мышцами, активности симпатической нервной системы, биохимических показателей крови, гистохимических характеристик мышечной ткани);
  • аппаратуру для тестирования скоростно-силовых возможностей скелетных мышц человека (динамометры, тренажерные комплексы, бегущие дорожки, велоэргометры, приборы для регистрации электрической активности мышц);
  • комплекс оборудования для проведения биомеханических исследований (видеокамеры для скоростной видеосъемки, тензоплатформы, приспособления для оптимизации выполнения движений);
  • компьютерную сеть и программное обеспечение для сбора и анализа экспериментальных данных.
Среди уникальных методик, использующихся в работе стенда следует отметить:
  • микронейрографический метод регистрации симпатической активности в периферическом нерве человека. В малоберцовый нерв через кожу вводится тонкий вольфрамовый микроэлектрод, кончик которого позиционируется вблизи от постганглионарных симпатических волокон. Разрядная активность симпатических волокон регистрируется одновременно с показателями, характеризующими функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Методика используется для исследования симпатической регуляции сосудистого тонуса при различных режимах мышечной работы, эффектов тренировки различных мышечных групп, а также гипокинезии и гипогравитации;
  • метод инфракрасной спектроскопии, который позволяет регистрировать изменения концентрации гемоглобина и дезоксигемоглобина в работающей мышце - показателей, связанных с доставкой кислорода и его потреблением тканью; измерения проводятся с использованием спектрометра NIRO-200 (Hamamatsu Photonics K.K., Япония).
  • метод определения минутного объема сердца при интенсивной физической работе с использованием газового масс-спектрометра в открытом контуре;
  • методика комплексной оценки функционального состояния организма человека по динамическим характеристикам реакции кардиореспираторной системы на физическую нагрузку переменной мощности.
ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ РАБОТЫ СТЕНДА

Разработана многоуровневая система тестирования состояния организма человека.
Созданная система позволяет оценить работоспособность и функциональные резервы организма в целом, а также состояние отдельных мышечных групп и механизмов управления движением. Система успешно апробирована на большом контингенте испытуемых различного уровня физической подготовки и использовалась в работе с национальными сборными командами (конькобежный спорт, биатлон, фигурное катание, академическая гребля, триатлон, лыжные гонки, большой теннис, шорт-трек). Система может использоваться также в учреждениях спортивно-оздоровительного профиля для тестирования людей с разным уровнем физической подготовки, в том числе для тестирования больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы.

Разработаны технологии потенциации силовых и выносливостных возможностей организма для повышения эффективности тренировочных нагрузок:

  • методика силовой тренировки на фоне использования пищевых добавок для увеличения силы без изменения аэробных возможностей;
  • низкоинтенсивная тренировка мышц с неполным расслаблением для обеспечения роста силовых возможностей при минимизации травматизма.
  • методика низкочастотной электростимуляции мышц при их растяжении для увеличения окислительного потенциала без потери силовых возможностей;
  • методика применения модуляторов липидного обмена для повышения аэробных возможностей.
Использование таких методик позволяет уменьшить время, затрачиваемое на подготовку людей к деятельности, требующей высоких силовых возможностей и выносливости.

Создана технология разработки новых тренажерных устройств и методик тренировки для развития заданных физических качеств.
Технология базируется на комплексной методике тестирования состояния организма человека при работе и программно-аппаратном измерительном комплексе, регистрирующем биомеханические параметры тренировочного движения. Технология включает следующие компоненты: (1) биомеханический анализ конкретных видов деятельности, подбор оптимальной тренировочной нагрузки в нужном диапазоне скоростей и углов в суставах; (2) разработку тренажера для целенаправленного развития необходимых двигательных качеств; (3) разработку программ тренировок с использованием разработанного тренажера. Созданные тренажерные устройства интенсивно используются в ряде национальных сборных страны. На эти разработки получены патенты РФ.

Разработан способ неинвазивной оценки жесткости мышц на основе ультразвуковой визуализации структурных изменений в сухожильном аппарате мышцы при ее сокращении. Применение разработанной методики в национальной сборной по конькобежному спорту показало ее эффективность при планировании и корректировке тренировочного процесса.

Разработана система мероприятий по повышению стресс-устойчивости и психологической готовности к физической работе в экстремальных условиях:

  • с помощью метода транскраниальной электростимуляции для активации защитных систем мозга;
  • с помощью фармакологической коррекции (пептидного препарата Селанк, разработанного в институте Молекулярной генетики РАН).
Приборная база Стенда используется для обучения студентов Факультета фундаментальной медицины Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, Российского государственного университета физической культуры, спорта и туризма, Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана и Московского физико-технического института (Государственного университета) современным методам исследований мышечной деятельности человека.

С использованием оборудования Стенда проводились работы в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН "Фундаментальные науки - медицине" (совместно с ГУ РКНПК МЗ РФ), по теме РАН "Механизмы метаборефлекторного контроля вегетативных ответов на мышечную работу в условиях тренировки и гравитационной разгрузки", Российского Фонда Фундаментальных Исследований ФФИ (совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова).

В 2004 г. проводились работы по контракту Миннауки № 43.802.12.001 от 27.02.2003 г. "Управление функциональным состоянием человека с целью повышения работоспособности в экстремальных условиях (в том числе в космическом полете)", в 2005-2006 гг. - по контракту Минобрнауки № 02.467.11.3001 от 30.03.2005 г. "Медико-биологические технологии повышения работоспособности человека в условиях напряженных физических нагрузок", в 2007-2009 гг. - по контракту Миннауки № 02.522.11.2004 от 27.04. 2007 г. "Разработка технологий и создание средств контроля и коррекции функциональных резервов организма человека".

нажмите на уменьшенное изображение, что бы фотография открылась в новом окне:

Тестирование аэробных возможностей на гребном эргометре.

Тестирование аэробных возможностей на бегущей дороге.

Тестирование аэробных возможностей на лыжероллерах.

Тестирование силовых возможностей на универсальном динамометре.

Тренировка силовых возможностей на тренировочно-измерительном комплексе с пневматическим силовым

Микронейрографическое исследование симпатической активности.

<<< Стендовая база ГНЦ РФ-ИМБП РАН