Mathematical model and dynamical analysis of the human equilibrium seeking training

Цель настоящего исследования - определить набор выигрышных для удержания равновесия комбинаций взаимодействующих мышц ног на основе анализа данных математической модели балансировочной платформы. Методы. В данной работе используется разработанная математическая модель балансировочной платформы, базирующаяся на механических принципах. Для статистического анализа связей между временными рядами рассчитываются корреляции Пирсона, а для статистического анализа данных - метод дисперсионного анализа (ANOVA) и постфакторный анализ. Результаты. Предложена математическая модель балансировочной платформы. Получены распределения коррелированных пар мышц для модели балансировочной платформы. В результате использования численного моделирования определены границы нахождения возможного паттерна активации мышц, который будет положительно повлиять на удержание равновесия. С помощью сравнительного анализа экспериментальных и модельных данных подтверждено наличие экспериментальной комбинации взаимодействующих мышц в наборе выигрышных комбинаций. Заключение. Полученные результаты подтверждают, что, как модель, так и нетренированные испытуемые смогли развить способность поддерживать равновесие на балансирующей платформе. Продолжительность самой длинной успешной попытки удержания равновесия значительно меняется от сессии к сессии. Испытуемые были более успешны, чем модель, и продемонстрировали более длительные попытки удержания равновесия во время экспериментальных сессий. Анализ данных модели показал, что увеличение коррелированного взаимодействия должно быть специфическим, а не случайным, чтобы положительно влиять на поддержание равновесия. Также было показано, что неограниченное увеличение корреляции даже между потенциально выигрышными парами мышц не приведет к более длительному удержанию равновесия.