Моделирование работы скелетной мышцы

22 апреля 2026 года
Бекеров И.Д.

Модель сокращения саркомера, разработанная в институте механики МГУ под руководством А.К. Цатуряна, адаптирована для описания сокращения скелетных мышц. Модель учитывает, что мышечные усилия, создаются миозиновыми мостиками, взаимодействующими с актиновыми нитями в миофибрилах мышц. Входом модели является скорость притока ионов кальция в мышечные клетки, которая предполагается пропорциональной потенциалу мотонейронов.
Описание усилия мышцы требует осреднения по ансамблю двигательных единиц. При тетаническом сокращении изменение суммарного воздействия на мышцу достаточно гладкое и представляется допустимым использование приближенной модели, полученной в результате выделения медленных движений при наличии иерархии малых параметров.
Приближенная модель оказывается применимой при описании реакции мышцы на одиночный нервный импульс. Для двух режимов сокращения - изометрического и изотонического - проведено сравнение реакции модели на одиночный импульс с данными, представленными в литературе.
Предложенная модель использована при вычислении по миографическим данным усилий мышц ног при наклонах человека. Использованы результаты обследования, при котором человек совершал наклоны за счет изменения угла в голеностопном суставе. По данным миограммы с помощью модели определялись усилия мышц голени, которые позволили вычислить зависимость от времени угла наклона корпуса человека. Проведено сравнение восстановленного угла наклона с показаниями видеоанализа.