BIOMEHANIKA

Telo - mašina nepoznanica

Čovek u kretanju

Dubravka Marić

Prof. dr Slobodan Jarić je naučnik sa bogatom i zanimljivom profesionalnom biografijom. Životni put ga je, nakon diplomiranja na Fizičkom fakultetu u Beogradu, magistrature u Multidisciplinarnom centru Univerziteta u Beogradu na biomedicinskom inženjerstvu, doktorata iz oblasti biomehanike na Fakultetu za sport i fizičko vaspitanje u Beogradu, a potom i profesure na istom, paralelno uz rad u Laboratoriji za neurofiziologiju Instituta za medicinska istraživanja, silom (ne)prilika, 1998. odveo u Švedsku, gde je radio na Katedri za sportsku medicinu Univerziteta u Umei. Budući da je krajem 80-tih i početkom 90-tih sarađivao sa nekoliko univerziteta u SAD, 2002. godine preselio se na Univerzitet Delavera i postao najpre vanredni, pa redovni profesor. Univerzitet u Beogradu ga je 2007. izabrao za gostujućeg profesora, da bi to kasnije učinili i Sveučilište u Zagrebu i Univerzitet u Nišu. Zbog toga svake godine u Srbiji i regionu provodi po tri meseca između semestara. Na Fakultetu za sport i fizičko vaspitanje u Beogradu vodi doktorske studije, predaje na njima i učestvuje u istraživačkim projektima. Jednom ili dva puta godišnje predaje na doktorskim studijama na Univerzitetu u Nišu i Sveučilištu u Splitu, a po pozivu i u Novom Sadu, Katovicama i Budimpesti.
Oblast rada kojim se bavim ponekad se naziva kineziologija, ponekad nauka o kretanju čoveka. Stručni naziv je humana lokomocija, a moja uža naučna oblast su biomehanika i motorna kontrola. Biomehanika izučava mehaničke aspekte kretanja našeg lokomotornog aparata, dok se motorna kontrola bavi upravljanjem pokretima. Upravljanje pokretima može da se izučava na različitim nivoima: na bihevioralnom, mehaničkom i neurofiziološkom. Na bihevioralnom nivou znači da nešto možemo ili ne možemo da uradimo, zatim kako ćemo to da uradimo i s kolikim uspehom. Na mehaničkom nivou prate se mehaničke varijable koje opisuju kretanje sile koje deluju u tom sistemu kostiju, zglobova i mišića. Neurofiziološki nivo obuhvata načine na koji nervni sistem upravlja pokretima. Čovekov lokomotorni aparat je izuzetno složen pa nam je još uvek generalno nepoznato kako nervni sistem upravlja tako složenim sistemom na, očigledno, vrlo efikasan način.

Na mehaničkom nivou mogu se izučavati kinematika i kinetika kretanja segmenata ili celog tela. Moguće ga je izučavati na nivou izmerene aktivacije mišića, pošto bi ona trebalo da izražava komande koje dolaze direktno u mišiće. Može se ispitivati i na neurofiziološkom sistemu, kojem je najteže pristupiti, i videti koji elementi nervnog sistema i na koji način učestvuju u upravljanju pokretima. Što se upravljanja tiče, često pravimo paralele između funkcionisanja nervnog sistema i računara; ili, kada je reč o mehanici kretanja - između robota i čovekovog aparata za kretanje. Međutim, te paralele generalno ne stoje. ?Čovek nije robot Računar upravlja pokretima robota na sasvim drugačiji način od onog na koji centralni nervni sistem upravlja našim lokomotornim aparatom. Samo jedan, najefektniji primer: robot koji sklapa delove u fabrici automobila ima minimalan broj segmenata - minimalan broj zglobova, osa rotacije, broj efektora (npr. elektromotora koji pokreću te segmente), s obzirom na to da dodavanje svakog novog elementa komplikuje upravljanje. E, to ne važi kod čoveka! Ako hoćemo da u istom pokretu smanjimo broj segmenata tj. broj zglobova koji učestvuju, postaje nam teže da njime upravljamo! Kada se sagnete da uzmete predmet sa stola, pokreću se svi zglobovi šake, ruku, trupa i nogu, iako vi to očigledno ne doživljavate kao problem. Čim pokušate da taj isti pokret organizujete sa samo nekoliko zglobova, on odjednom postaje spor, trapav, neefikasan.
Znači, nervni sistem očigledno ne upravlja pojedinim segmentima, pojedinim mišićima i sl. nego upravlja kretanjem kao celinom! To je ta fundamentalna razlika između kretanja i upravljanja kretanjem ljudskog tela i upravljanja kretanjem elektromehaničkih sistema kao što su roboti, leteće sprave ili dronovi, kako ih popularno nazivaju. - Koji pravci istraživanja poslednjih godina okupiraju vašu pažnju? - Sada je verovatno najproduktivniji pravac istraživanja, procenjivanje sposobnosti mišićnih sistema - ne jednog mišića već mišićnih sistema koji pokreću ruku ili nogu ili celo telo, da razviju velike sile, veliku snagu i veliku brzinu. Po mehanici, snaga je proizvod sile i brzine. Standardni testovi korišćeni u kliničkim istraživanjima rehabilitacije i fizikalne medicine obično su veoma jednostavni. Obavljaju se na pojedinim mišićnim grupama a nalazi se generalizuju na celom telu. Ali, mi ne znamo koliko je taj testirani mišić jak i koliko je brz. Te dve osobine često idu u različitim pravcima. Ekstremno jak čovek može da razvije velike sile, ali ne može da trči brzo kao sprinter ili da servira brzo kao teniser, i obrnuto. Znači, pokušavamo da razvijemo, i to nam dosta dobro ide, testove koji bi mogli da na mišićnim sistemima i u prirodnim uslovima kretanja, daju pouzdane i validne podatke koliko je taj mišićni sistem jak, brz i snažan. U običnom govoru se ne uočava ta razlika između sile i snage. Za istog čoveka kažemo da je jak ili da je snažan, kao da je to nešto isto, a u mehanici je to vrlo različito. Razdvojiti ovo, često je esencijalno pri testiranju u fizikalnoj terapiji, rehabilitaciji, ergonomiji ili sportu.

Dubravka Marić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"