Учёные раскрыли, как глубокая стимуляция мозга влияет на болезнь Паркинсона

Международная команда исследователей сделала важный шаг к пониманию того, как работает один из самых эффективных методов лечения болезни Паркинсона — ...

Учёные раскрыли новую защитную функцию дёсен: жёсткость тканей препятствует воспалению

Новое исследование проливает свет на неожиданный фактор, влияющий на здоровье полости рта: физическую жёсткость тканей дёсен. Оказывается, именно она ...

Ученые предлагают изменить дизайн новых пищевых маркировок в США

Новое исследование показывает, что Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) стоит пересмотреть дизайн...

Учёные разработали систему искусственного интеллекта, которая способна заранее выявлять риск насилия в отношениях

Учёные разработали систему искусственного интеллекта, которая способна заранее выявлять риск насилия в отношениях. Исследование, проведённое специалис...

Кишечные бактерии запускают механизм защиты тканей толстой кишки — новое исследование

Микробиом кишечника — огромная экосистема из триллионов бактерий и других микроорганизмов, живущих в желудочно-кишечном тракте человека — играет ключе...

Почему современные люди — идеальный размер для скорости

Почему современные люди — идеальный размер для скоростиСамое быстрое животное на суше — гепард, способный развивать скорость до 104 км/ч. В воде лидируют желтоперый тунец и вау, достигая 75 и 77 км/ч, соответственно. В воздухе титул самой быстрой птицы в горизонтальном полете (не считая пикирования) принадлежит стрижам-белогорлым иглохвостам, которые могут лететь со скоростью более 112 км/ч.

Что объединяет этих быстрых животных? Все они имеют средний размер для своего класса — ни слишком большие, ни слишком маленькие. Это кажется парадоксом: чем больше масса животного, тем длиннее его конечности, но даже самые длинные ноги, как у слонов, не делают их быстрыми.

Мои коллеги и я сделали важный шаг к разгадке этого феномена. С помощью виртуальной модели тела человека мы исследовали движения конечностей и мышц, чтобы понять, что ограничивает скорость. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

От человека размером с мышь до гиганта

С начала 2000-х ученые разрабатывают OpenSim — виртуальную модель тела человека с точной анатомией костей, мышц и сухожилий. Этот проект используется для изучения движений человека, моделирования эффекта упражнений и оценки последствий хирургических операций на мягких тканях.

В 2019 году бельгийские исследователи создали симуляцию, основанную на физике, где модели было дано задание двигаться с определенной скоростью. Модель сама определяла, какие мышцы активировать для ходьбы или бега с заданной скоростью.

Мы пошли дальше и уменьшили модель до размера мыши, а затем увеличили до размеров слона. Это позволило выяснить, при каком весе модель может двигаться быстрее всего.

Оптимальная масса для скорости

Наши исследования дали интересные результаты. Модель весом 2000 кг не могла двигаться, как и модель весом 1000 кг. Самая большая движущаяся модель весила 900 кг, что предполагает, что для передвижения человеческому телу нужен предел массы. Самой быстрой же оказалась модель весом около 47 кг — как у среднего гепарда.

Причина кроется в мышечной силе. Для увеличения скорости требуется более сильное отталкивание от земли. Однако у крупных моделей мышцы были ограничены своей способностью создавать усилие: их рост по массе превышал рост по площади поперечного сечения, что делало мышцы относительно слабее. В итоге, чем крупнее модель, тем меньше её мышцы могли разгоняться, что и замедляло её.

Эти выводы помогают понять, почему современные люди, находясь в среднем диапазоне массы, идеально приспособлены для скорости.


Комментарии:

Оставить комментарий

Первый год жизни ребенка..

Не смотря на то, что жизнь ребенка начинается уже с момента образования зиготы, отсчет времени его жизни ведется с момента появления на ... подробнее

Смог в Пекине решили победить с помощью ..

Администрация Пекина утвердила проект, направленный на снижение уровня вредных веществ в окружающей среде. Согласно докладу инженерных ... подробнее

Сбалансированное питание - здоровый орга..

Главными постулатами составления меню является учет максимальной пользы от потребляемых продуктов и жидкостей. А вот опасность и вред от ... подробнее

Все замечания и пожелания присылайте на info@greenrussia.ru.
Зеленая Россия – портал для дачников России. Все права защищены и охраняются законом. © 2007 - 2026.

При использовании материалов сайта, активная ссылка на www.greenrussia.ru обязательна.