Учимся у ящериц

Биолог из Университета Темпл Тоня Хси изучает, как передвигаются различные животные — от тараканов до крабов и людей. Её работа уже имела практические применения в робототехнике и при создании клеящих материалов, а сейчас она сосредоточена на изучении ящериц, чтобы найти способы предотвращения падений у пожилых людей.

Почему именно ящерицы?

В исследовании используются два вида — плащеносная ящерица и василиск (также известный как «ящерица Иисуса» за способность бегать по воде). Они, как и люди, способны бегать на двух ногах. Учёные надеются, что, поняв, как эти ящерицы сохраняют равновесие на разной поверхности, они смогут применить эти знания для разработки терапии для людей.

Метод исследования

Для изучения движений ящериц используется технология захвата движения, как в киноиндустрии:

• На конечности и туловище рептилий наклеивают крошечные отражающие метки.
• Их снимают камерами со скоростью 500 кадров в секунду.
• Ящерицы бегут по столу, покрытому наждачной бумагой, с одним скользким участком посередине (квадрат из самоклеящейся плёнки).

Ключевое открытие

Анализ замедленной съёмки показал, что когда нога ящерицы попадает на скользкое место, её тело совершает моментальную корректировку. Предварительные данные указывают на ключевую роль сухожилий в стопах, которые действуют как пружины или амортизаторы, противодействуя изменениям поверхности. Эта механическая стабилизация срабатывает ещё до того, как мозг успевает отреагировать.

«Это своего рода демпфер, как амортизаторы в автомобилях», — объясняет Хси.

У пожилых людей сухожилия становятся жёстче и менее эластичными, что, возможно, является одной из причин их повышенной склонности к падениям. По данным CDC, в 2008 году почти 20 000 пожилых людей умерли от травм, полученных при падении.

Практическая перспектива

Исследование может помочь в разработке стратегий улучшения устойчивости у людей, включая, возможно, создание протезных устройств для помощи в балансировке. Профессор физиотерапии У. Джеффри Райт считает этот подход многообещающим.

Хотя походка ящериц не идентична человеческой (ноги расставлены в стороны, есть хвост), они являются удобной моделью для экспериментов. Кроме того, изучаемые василиски отлавливаются во Флориде, где они являются инвазивным видом, что приносит небольшую пользу экосистеме.

Для биолога Тони Хси, с детства увлечённой насекомыми и рептилиями, эти двуногие ящерицы остаются источником восхищения и неиссякаемого научного любопытства.