El primer dispositivo portátil que rastrea la descomposición muscular podría ayudar a los astronautas a mantenerse fuertes durante largas misiones espaciales y rastrear su propia masa muscular en la Tierra.
Desafío: Exposición a este microgravedad Puede causar atrofia muscular, lo que significa que los músculos de los astronautas se debilitan y deterioran: un vuelo espacial de 5 a 11 días puede hacer que un astronauta pierda hasta el 20 % de su masa muscular. Según la NASA.
Los astronautas pasan 2 o más horas en la ISS cada día reduciendo el desgaste muscular, pero solo saben cuánto músculo perdieron durante una misión después de que regresan a la Tierra y se someten a una resonancia magnética.
Un vuelo espacial corto de 5 a 11 días puede hacer que un astronauta pierda hasta el 20% de su masa muscular.
La NASA planea enviar astronautas en misiones de larga duración a la Luna y, eventualmente, a Marte, pero carece de una buena manera de rastrear el desgaste muscular. cuando Estos viajes profundos. Si hay uno, podría alertar a un astronauta para que aumente su régimen de ejercicio mientras está en el espacio.
idea: Con el apoyo de la financiación de la NASA, los investigadores de la Universidad Estatal de Ohio ahora han desarrollado el primer dispositivo portátil diseñado para detectar y monitorear el desgaste muscular.
El dispositivo parece un manguito de presión arterial. Dos bucles de hilos conductores de electricidad están cosidos en un patrón de zig-zag, lo que le permite estirarse y contraerse en respuesta al tamaño de los músculos de la pantorrilla del usuario.
«Cuando propusimos el sensor por primera vez, no nos dimos cuenta de que necesitábamos un material estirable hasta que nos dimos cuenta de que las extremidades de la persona iban a cambiar». dicho La escritora principal Allianna Rice. «Necesitamos un sensor que sea cambiable y flexible, pero también compatible».
El dispositivo portátil puede medir pequeños cambios y una reducción general del volumen de hasta un 51 %.
El grupo llama a las vueltas del hilo bobinas de «transmisión» y «recepción», y para operar el dispositivo, aplica corriente a la bobina de transmisión.
«[This] «Luego se induce un flujo magnético en la bobina receptora, y este flujo induce un voltaje en la bobina receptora que podemos medir».
«A medida que aumenta la circunferencia de la articulación, aumentan el flujo magnético general y el voltaje en la bobina receptora», agrega.
Para validar el dispositivo, el equipo de OSU imprimió en 3D un molde de una pierna y lo llenó con carne molida para simular el tejido muscular humano. Según sus pruebas, dicen que el dispositivo portátil puede medir tanto pequeños cambios como una reducción general del volumen de hasta un 51 %.
Mirando hacia el futuro: Los investigadores esperan que su dispositivo pueda ser útil para las personas en la Tierra y los astronautas: los pacientes con riesgo de atrofia muscular podrían usar el dispositivo para monitorear constantemente su masa muscular, en lugar de depender de resonancias magnéticas costosas ocasionales.
Se requerirá un trabajo sustancial para derivar evidencia del estudio a los ensayos clínicos para este concepto.
Para mejorar la precisión y la resolución, continuaremos desarrollando este dispositivo mediante el uso de simulación anatómica y modelos experimentales, teniendo en cuenta otras condiciones fisiológicas que pueden afectar el tamaño del músculo y eliminando los voluminosos equipos de medición de sobremesa para que el sensor sea totalmente portátil», dijo Rice a Frething.
Más allá del monitoreo: Además de los programas para monitorear el desgaste muscular en el espacio, la NASA también está explorando nuevas formas de prevenirlo por completo: un estudio de 2020 descubrió que el bloqueo de una proteína que controla la masa muscular en realidad lo causó en ratones. ganar Músculo durante la misión de 33 días a la ISS.
Incluso si esos ratones fueran manipulados genéticamente, era posible Medicamentos Utilizado para bloquear proteínas, podría brindar a los astronautas una forma de prevenir la pérdida de masa muscular en el espacio sin horas de ejercicio.
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