Биомеханика в военном деле

Биомеханика в военном деле.

Статьи по теме
Искать по теме

Биомеханика человека – интегральная, междисциплинарная наука, развитие которой в XXI веке (по прогнозу последних 20 лет) ожидается высокими темпами. Это вполне закономерно, т.к. все науки о человеке, о его потенциальных возможностях являются центром интереса мировой науки. Биомеханика опирается на функциональные знания в области биологических наук о человеке (анатомия, биофизика, физиология, генетика, медицина), физико-математических дисциплин, достижений технического прогресса. Биомеханика нашла свое применение, как прикладная наука, при подготовке специалистов в области спорта, промышленности, искусства, медицины, эргономики и, конечно, в военном деле.

Высококвалифицированные научные кадры по биомеханике человека необходимы во многих областях человеческой жизни. Биомеханика – основополагающая наука в сфере спорта, решающая задачи оптимизации состояния и двигательной деятельности. Биомеханические знания важны педагогам общеобразовательных школ, детских садов, клубов, физкультурных организаций, реабилитационных центров; медикам, занимающимся ортопедией, протезированием в широком смысле от сосудов, зубов до костей и пр.; эргономистам во всех видах промышленности, транспорта; производителям обуви, мебели, спортивного инвентаря, предметов бытового назначения.

Исследования в области биомеханики представляют существенный интерес для разных областей знаний: физиологии труда и спорта, военной и клинической медицины, в том числе неврологии, ортопедии, травматологии, протезирования. Так, изучение биомеханики физических упражнений и спортивных движений способствует раскрытию основ мастерства и разработке аучно обоснованной системы тренировки. Изучение рабочих движений человека даёт возможность оценить экономичность того или иного варианта движений и совершенствовать их структуру. Изучение прочности костей, суставов, связок, упруговязких свойств мышц и других тканей важно для травматологии и ортопедии, для понимания механизмов действия повреждающих факторов и предупреждения травм.

Физиология как наука

Физиология (от греч. physis – природа и logos – учение) – наука о природе, о существе жизненных процессов. Физиология изучает жизнедеятельность организма и отдельных его частей: клеток, тканей, органов, систем. Предметом изучения физиологии являются функции живого организма, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи.

Физиологическая функция (functio – деятельность) – проявления жизнедеятельности организма и его частей, имеющие приспособительное значение и направленные на достижение полезного результата. В основе функции лежит обмен веществ, энергии и информации.

Общая физиология представляет собой теоретическую основу физиологии спорта. Она описывает основные закономерности деятельности организма людей разного возраста и пола, различные функциональные состояния, механизмы работы отдельных органов и систем организма и их взаимодействия. Ее практическое значение состоит в научном обосновании возрастных этапов развития организма человека, индивидуальных особенностях отдельных людей, механизмов проявления их физических и умственных способностей, особенностей контроля и возможностей управления функциональным состоянием организма. Физиология вскрывает последствия вредных привычек у человека, обосновывает пути профилактики функциональных нарушений и сохранение здоровья. Знания физиологии помогают педагогу и тренеру в процессах спортивного отбора и спортивной ориентации, в прогнозировании успешности соревновательной деятельности спортсмена, в рациональном построении тренировочного процесса, в обеспечении индивидуализации физических нагрузок и открывают возможности использования функциональных резервов организма.

Физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, общей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии. В свою очередь, физиология является основой медицины, психологии, педагогики, социологии, теории и методики физического воспитания. В процессе развития физиологической науки из общей физиологии выделились различные ее частные разделы – такие, как физиология труда, физиология спорта, авиакосмическая физиология, физиология подводного труда, возрастная физиология, психофизиология и др.

Очевидно, что если предметом познания биохимии является протекание химических процессов в живом организме, биофизики – физических процессов, то физиология изучает новое качество живого – его функцию. При этом для удобства преподавания функция отдельных органов и систем рассматривается иногда самостоятельно. Стержневым моментом синтетического подхода служит представление о том, что функция каждого органа находится в тесной связи с функциями других органов и систем, а весь комплекс регуляторных механизмов обеспечивает не только тонкое взаимодействие внутри организма, но и приспособление организма как целого к постоянно меняющимся физико-химическим и социальным условиям среды.

Физиология – наука экспериментальная. Знания о функциях и механизмах деятельности организма построены на опытах, проводимых на животных, наблюдениях в клинике, обследованиях здоровых людей в различных экспериментальных условиях. При этом в отношении здорового человека требуются методы, не связанные с повреждениями его тканей и проникновением во внутрь организма – так называемые неинвазивные методы.

В общей форме физиология использует три методических приема исследований: наблюдение или метод "черного ящика", острый опыт и хронический эксперимент.

Классическими методами исследований являлись методы удаления и методы раздражения отдельных частей или целых органов, в основном применявшиеся в опытах на животных или во время операций в клинике. Они давали приблизительное представление о функциях удаленных или раздражаемых органов и тканей организма. В этом отношении прогрессивным методом исследования целостного организма явился разработанный И. П. Павловым метод условных рефлексов.

В современных условиях наиболее распространенными являются электрофизиологические методы, позволяющие регистрировать электрические процессы, не изменяя текущей деятельности изучаемых органов и без повреждения покровных тканей – например, электрокардиография, электромиография, электроэнцефалография (регистрация электрической активности сердца, мышц и мозга). Развитие радиотелеметрии позволяет передавать эти получаемые записи на значительные расстояния, а компьютерные технологии и специальные программы – обеспечивают тонкий анализ физиологических данных. Использование фотосъемки в инфракрасных лучах {тепловидения) позволяет выявить наиболее горячие или холодные участки тела, наблюдаемые в состоянии покоя или в результате деятельности. С помощью так называемой компьютерной томографии, не вскрывая мозга, можно увидеть морфофункциональные его изменения на различной глубине. Новые данные о работе мозга и отдельных частей тела дает изучение магнитных колебаний.

Биохимия

Биохимия (биологическая, или физиологическая химия) – наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности. Термин "биохимия" эпизодически употреблялся с середины XIX века, но в классическом смысле он был предложен и введен в научную среду в 1903 году немецким химиком Карлом Нейбергом. Биохимические концепции находят применение в медицине, пищевой, фармацевтической и микробиологической промышленности, сельском хозяйстве, а также в перерабатывающей промышленности, использующей отходы и побочные продукты сельского хозяйства.

С конца ХХ в. в биохимии все шире применяются методы молекулярной и клеточной биологии, в особенности искусственная экспрессия и нокаут генов в модельных клетках и целых организмах. Определение структуры всей геномной ДНК человека выявило приблизительно столько же ранее неизвестных генов и их неизученных продуктов, сколько уже было известно к началу XXI века благодаря полувековым усилиям научного сообщества. Оказалось, что традиционный химический анализ и очистка ферментов из биомассы позволяют получить лишь те белки, которые в живом веществе присутствуют в сравнительно большом количестве. Не случайно основная масса ферментов была открыта биохимиками в середине ХХ века, и к концу столетия распространилось убеждение, что все ферменты уже открыты. Данные геномики опровергли эти представления, но дальнейшее развитие биохимии требовало изменения методологии. Искусственная экспрессия ранее неизвестных генов предоставила биохимикам новый материал для исследования, часто недоступный традиционными методами. В результате возник новый подход к планированию биохимического исследования, который получил название обратная генетика или функциональная геномика. Эта методология предоставляет биохимикам шанс изучать функции продуктов уже известных генов, в то время как ранее наука шла по пути определения структуры генов, кодирующих уже известные ферменты.

Еще одна проблема, которой занимаются биохимики, – раскрытие механизмов функционирования специализированных клеток. Исследуются, например, следующие вопросы: как происходит сокращение мышечных клеток, как определенные клетки формируют костную ткань, каким образом эритроциты переносят кислород от легких к тканям и забирают из тканей углекислый газ, каков механизм синтеза пигментов в клетках растений и т.д.

Исследования, начавшиеся в 1940-х годах и проводившиеся на грибах и бактериях, а затем на высших организмах, включая человека, показали, что обычно в результате мутации генов в клетках перестают протекать определенные биохимические реакции. Эти наблюдения привели к созданию концепции гена как информационной единицы, отвечающей за синтез специфического белка. Если белок является ферментом, а кодирующий его ген подвергся мутации (т.е. изменился), то клетка утрачивает способность осуществлять реакцию, которую этот фермент должен был бы катализировать.

Достижения биохимии широко используются в медицине, сельском хозяйстве (животноводстве, растениеводстве), микробиологии, вирусологии, способствуют становлению новых отраслей науки, напр. генетической инженерии и клеточной инженерии, а также промышленности, например биотехнологии. В современном обществе высокий уровень развития биохимии – необходимое условие научно-технического прогресса, неотъемлемый элемент общей культуры, материального благосостояния и здоровья человека.

За последние десятилетия из всех биологических наук наибольшее воздействие на развитие не только биологии, но и всего естествознания в целом оказала биохимия. Достижения биологии и в познавательном, и в практическом плане превзошли самые смелые прогнозы первой половины нашего века. Многое из того, что доступно современным биологам, ещё несколько лет назад представлялось фантастичным.

Учёным удалось проникнуть в глубь живой материи до уровня составляющих её молекул, надмолекулярных комплексов и их организованных ансамблей. Изучение материальных носителей жизнедеятельности – нуклеиновых кислот и белков – приобрело качественно новый характер. Совершенно заново стали осмысливать и экспериментально исследовать механизмы хранения, передачи и реализации наследственной информации, преобразования материи и энергии в клетке, иммунитета, передачи нервных импульсов и восприятия клеткой сигналов и воздействий внешней среды, принципы гуморальной регуляции и многое другое.

Всё это привело к тому, что за последнюю четверть века – срок необычайно короткий, если подходить к нему с установившимися историческими мерками, – структура биологии подверглась значительным переменам.

Внедрение методов химии в биологию содействовало тому, что формирующаяся биохимия оказалась среди биологических наук наилучшим образом подготовленной для проникновения в тайны функционирования клетки. Именно благодаря этому она превратилась из "служанки физиологии" в самостоятельную, методологически необычайно важную область биологии. В поисках ответа на вопрос, как функционирует клетка, биохимия определила цитологию и первой проникла в мир субклеточных образований. Прогресс генетики также на определённом этапе зависел от развития биохимических методик и концепций.

Проект "Геном человека"

Говоря о биохимии, нельзя не упомянуть грандиознейший за всю историю проект, объединивший усилия нескольких тысяч ученых из разных стран – расшифровку генома человека. Это был один из самых дорогостоящих научных проектов в истории цивилизации – на него было потрачено более 2,7 миллиардов долларов. Цель проекта заключалась в создании подробной карты человеческого генома, включающей определение всех его генов, их функций и взаимодействий в норме и при нарушениях, приводящих к болезням. Он длился 12 лет и полностью завершился к 2001 году. Результатом явились почти три миллиарда букв генетического кода человека, приведенные к строгой системе. Всего был идентифицирован 29 181 ген.

Факт остается фактом: стремительное развитие науки и техники позволило расшифровать 99% человеческого генома всего за 12 лет. Если такие тенденции сохранятся и дальше, то, возможно, через несколько лет родители каждого новорожденного младенца смогут получать его индивидуальный генетический "паспорт" прямо в роддоме. Одной из причин столь поразительного прогресса науки явилось, в первую очередь, развитие информационных технологий. Специально разработанные программы для анализа распределения нуклеотидов в ДНК позволили достигнуть феноменально быстрой расшифровки большинства "слов" текста нашей "книги жизни".

Развитие генной инженерии помимо практического применения имеет еще и большое научное значение. Благодаря успехам в этой области удалось впервые оценить функции генов в организме. Получена интересная информация о количестве генов, отвечающих за образование и работу отдельных органов и тканей человеческого тела.

Помимо человека, к настоящему времени полностью секвенированы геномы более 600 видов живых организмов. При этом оказалось, что количество генов и длина ДНК у разных видов заметно различаются.

При расшифровке ДНК было обнаружено, что помимо собственного генетического материала в геноме человека присутствует большое число геномов вирусов, которые когда-то давно попали в него и там остались. Эти "молекулярные останки" были названы протовирусами.

По словам некоторых ученых, эти "спящие" вирусы могут в любую минуту "проснуться" и принести смертоносные эпидемии. В частности, существует гипотеза, что ВИЧ всегда жил в нас, а потом мутировал и приобрел патогенные свойства, которыми изначально не обладал. То же самое, как предполагают некоторые ученые, происходило и с вирусами бубонной чумы, холеры, тифа, гриппа.

Молекулярную основу генома составляет молекула ДНК – знаменитая "нить жизни", состоящая у человека из более чем 3 млрд. пар нуклеотидов, соединенных между собой в длинные нити. Теперь, зная последовательность почти трех миллиардов нуклеотидов, исследователи получили возможность выяснить причины многих заболеваний, имеющих генетическую причину. Только одна часть работы – расшифровка 20-й хромосомы – значительно ускорила исследования в области лечения сахарного диабета, лейкемии и других заболеваний.

В настоящее время описано около 3 тысяч заболеваний, причина которых заключается в поломке генетического аппарата. Число изученных наследственных болезней год от года растет. Эти сведения помогут разобраться в генетических программах развития и функционирования нашего организма, причинах возникновения раковых заболеваний и старения. Появились принципиально новые подходы к диагностике и лечению наследственных заболеваний. К настоящему времени с помощью генотерапии – введения в организм собственных стволовых клеток с исправленными копиями гена – вылечили только 12 детей, больных тяжелым комбинированным иммунодефицитом, редким врожденным заболеванием, при котором для больного смертельна любая инфекция. Но в различных лабораториях уже разрабатываются способы лечения сотен моногенных (вызванных нарушением в единственном гене) болезней. При дальнейшем развитии науки станет возможным исправление дефектных генов прямо в зародыше, что позволит избежать наследственных болезней. Были созданы международные банки данных, содержащие расшифрованные геномы разных организмов. Теперь любой специалист в мире может воспользоваться собранной там информацией.

Влияние на процесс развития разработок в военной медицине с помощью биохимии и биомеханики

Особенности биомеханики

Термин биомеханика составлен из двух греческих слов: bios – жизнь и mexane – орудие. Как известно, механика – это раздел физики, изучающий механическое движение и механическое взаимодействие материальных тел. Отсюда понятно, что биомеханика – это раздел науки, изучающий двигательные возможности и двигательную деятельность живых существ.

Биомеханика как одна из биологических наук нового типа сближается по методам исследования с точными науками. Общая биомеханика как раздел биофизики возникла на стыке физико-метематических и биологических областей знания. Успехи этих наук, использование идей и подходов кибернетики сказывается на развитии биомеханики. Но и эти науки обогащаются данными биомеханики о физике живого. Кроме того, биомеханика обслуживает такие отрасли знания или области действия как разработка роботов (бионика), инженерная биомеханика, медицинская биомеханика дает обоснование методам протезирования, ортопедии, ЛФК.

При изучении движений в процессе развития системного анализа и синтеза в последние годы все шире применяется метод кибернетического моделирования – построение управляемых моделей (электронных, математических, физических и др.) движений и моделей тела человека.

Новым толчком развития биомеханики был связан с изобретение метода кинофотосъемки движения человека. Французский физиолог, изобретатель и фотограф. Этьенн Марей(1830–1904) впервые применил кинофотосъемку для изучения движений человека. Так же впервые им был применен метод нанесения маркеров на тело человека – прототип будущей циклографии. Важной вехой в истории биомеханики явились исполненные Э. Майбриджем (1830-1904) (США) циклы фотографий, снятых несколькими камерами с разных точек зрения. Серия фотографий ("Галопирующая лошадь", 1887), показала необычайную красоту пластики реальных движений. С тех пор кинофотосъемка применяется для анализа движений как один из основных методов биомеханики. Начало анализа движения человека было положено братьями Вебер (1836) в Германии. Первый трехмерный математический анализ человеческой походки проведен Вильгельмом Брауном и его студентом Отто Фишером в 1891 году. Методология анализа ходьбы не изменилась по сегодняшний день. Кроме того, Браун и Фишер впервые изучили массу, объем и центр масс человеческого тела, (проведя исследования на трупах), и получили данные, которые длительно использовали как биомеханический стандарт. Ими был также предложен метод определения массы сегментов тела и его объема, используя погружение частей тела в воду. Так были получены данные возрастных изменений центров масс. Исследования Брауна и Фишера положили начало новой эпохи биомеханики – биомеханики ходьбы, а период со второй половины 19 столетия стали называть столетием ходьбы.

Кроме того, в последние десятилетия возникли и развиваются:

– инженерная биомеханика, основные достижения которой связаны с роботостроением;

– медицинская биомеханика, исследующая причины, последствия и способы профилактики травматизма, прочность опорно-двигательного аппарата, вопросы протезостроения;

– эргономическая биомеханика, изучающая взаимодействие человека с окружающими предметами с целью их оптимизации.

Применение биомеханики при протезировании

Восстановление поврежденных или замена полностью утраченных в результате болезни или травмы отдельных органов человека – одна из проблем медицинской практики, которой сегодня занимаются врачи в тесном союзе со специалистами в области электроники и бионики.

Начиная с античных времен и по сей день, человеческая изобретательская мысль с неотступной страстностью и упорством ищет способы создания искусственной руки, которая бы в своем совершенстве была наиболее близка к природной.

Но попытки создания механического подобия кисти, приводимого в движение теми или иными группами мышц, желаемого результата не давали.

Положение изменилось лишь к середине текущего столетия. В результате достигнутого высокого уровня развития электрофизиологоии, основ автоматического управления, биомеханики – новой ветви бионики и электронной техники начали вырисовываться новые пути решения задачи. В большой мере этому способствовало утверждение кибернетического подхода к изучению общих закономерностей управления функциями живого организма. В итоге родилось принципиально новое направление в протезировании конечностей создание протезов с биоэлектрической системой управления и биоуправляемых протезов.

В 1956 году советскими учеными А.Е. Кобринским, Я.С. Якобсоном, Е.П. Поляным, Я.Л. Славуцким, А.Я. Сысиным, М.Г. Брейдо, В.С. Гурфинкелем, М.Л. Цетлиным в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения Министерства социального обеспечения РСФСР был создан макетный образец "биоэлектрической руки" протеза, управляемого с помощью биотоков мышц культи. Это "чудо ХХ века", впервые демонстрировалось в советском павильоне на Всемирной выставке в Брюсселе.

Искусственная рука, созданная советскими учеными, вернула к полноценной жизни тысячи людей. В Канаде, Англии и других странах приобретены лицензии на советскую биоэлектрическую руку.

Обладатель искусственной руки пользуется ей очень просто, без каких-нибудь неестественных усилий: мозг отдает мышцам приказание сократиться, после чего легкое сокращение одной мышц культи заставляет кисть сжаться, сокращение другой раскрывает ее. Протез надежно работает при любом положении руки, с его помощью человек может самостоятельно обслуживать себя: одеться, обуться, за обеденным столом управляться с ножом и вилкой по всем правилам хорошего тона, а также писать, чертить и т.п. Более того – уверенно работать напильником и ножовкой, пинцетом и ножницами и даже управлять транспортным средством.

Многие ученые, работающие над проблемой искусственного зрения, пытаются активизировать потенциальные возможности мозга слепых. Разработанная американскими учеными электронная система искусственного зрения построена следующим образом: в глазницах слепого устанавливаются стеклянные глаза высокочувствительные экраны, воспринимающие световые волны (вместо сетчатки).

Стеклянные глаза, содержащие матрицы светочувствительных элементов, соединяются с сохранившимися мышцами зрительных органов слепого. Благодаря усилию глазных мускулов положение этих экранов (камер) можно менять, направляя их на тот или иной объект. В дужках темных фальшивых очков, заменяющих оптический нерв, размещены микроузлы, преобразующие изображение, "считываемое" с экрана, которое передается в электронный блок, связанный с электродами, кончики которых введены в участки головного мозга, ведающие зрением. Соединение электронных схем с вживленными электродами производится либо по проводам с подкожным разъемом, либо через передатчик, устанавливаемый снаружи и имеющий индуктивную связь со вживленной частью системы под черепной коробкой.

Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу. Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.

Не менее успешно ведутся работы и по созданию электронных устройств для людей, частично или полностью потерявших слух.

Один из наиболее удобных аппаратов, усилительный тракт которого построен на одной интегральной микросхеме. Его вес не более 7 граммов. Применяемые электронные микрофоны со встроенными истоковыми повторителями имеющими высокую чувствительность.

Значительно сложнее вернуть человеку слух при полной его потере. Обычно глухим вживляют в улитку внутреннего уха одноканальные электроды (вместо нервов), что позволяет им слышать, например, звуки телефонного или дверного звонка. С появлением микропроцессоров возникла возможность обработки воспринимаемых звуков для выделения составляющих тональных сигналов, подаваемых на отдельные каналы многоканального аппарата искусственного слуха, синтезирующие первоначальные сигналы в слуховом участке коры головного мозга.

Мы еще мало знаем об удивительных способностях живых организмов узнавать о событиях внешнего мира. Когда нейрофизиологи и бионики побольше узнают о них, можно будет создать и "электронные уши" и "электронные глаза", которые окажут неоценимую помощь миллионам людей.

Практическое применение генной инженерии

Современные технологии позволяют синтезировать гены, и с помощью таких синтезированных генов, введенных в бактерии, получают ряд весьма важных биологических веществ. Их производство составило важную отрасль биотехнологии.

Методом генной инженерии уже получен уже ряд препаратов, в том числе инсулин человека и противовирусный препарат интерферон. И хотя эта технология еще только разрабатывается, она сулит достижение огромных успехов и в медицине, и в сельском хозяйстве. В медицине, например, это весьма перспективный путь создания и производства вакцин. Интерферон – белок, синтезируемый организмом в ответ на вирусную инфекцию, изучают сейчас как возможное средство лечения рака и СПИДа. Понадобились бы тысячи литров крови человека, чтобы получить такое количество интерферона, какое дает всего один литр бактериальной культуры. Ясно, что выигрыш от массового производства этого вещества очень велик. Очень важную роль играет также получаемый на основе микробиологического синтеза инсулин, необходимый для лечения диабета. Методами генной инженерии удалось создать и ряд вакцин, которые испытываются сейчас для проверки их эффективности против вызывающего СПИД вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). С помощью рекомбинантной ДНК получают в достаточных количествах и человеческий гормон роста, единственное средство лечения редкой детской болезни – гипофизарной карликовости.

Генетические исследования ведутся серьезными и ответственными учеными, а методы, позволяющие свести к минимуму возможность случайного распространения потенциально опасных микробов, все время совершенствуются. Оценивая возможные опасности, которые эти исследования в себе таят, следует сопоставлять их с подлинными трагедиями, вызванными недоеданием и болезнями, губящими и калечащими людей.

Проблема клонирования животных по своей сенсационности и социальной значимости стоит в настоящее время в центре внимания не только специалистов в области биологии, но и широкой общественности и постоянно освещается в средствах массовой информации. При этом чаще всего приходится встречаться как с неоправданным оптимизмом, так и с крайним пессимизмом и неприятием исследований в этой области. Как отмечает ряд авторов, и то и другое, в первую очередь обусловлено некомпетентностью лиц, представляющих в СМИ соответствующую информацию, т.е. точными копиями друг друга не являются!

Российское законодательство также устанавливает весьма жесткие ограничения на использование человеческого материала. Так, в предлагаемой медиками поправке к проекту "Закона о репродуктивных правах граждан и гарантиях их осуществления" содержится такай пункт: "Человеческий эмбрион не может быть целенаправленно получен или клонирован в научных, фармакологических или лечебных целях".

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) также негативно относится к клонированию собственно человека. Генеральный директор ВОЗ Хироси Накадзима считает, что "использование клонирования для производства человека неприемлемо с этической точки зрения". Вместе с тем ВОЗ не против исследований в области клонирования клеток, поскольку это могло бы принести пользу, в частности, для диагностики и изучения рака. Не возражают медики и против клонирования животных, которое может содействовать изучению болезней, поражающих людей.

Выводы

Физиология как наука неразрывно связана с другими дисциплинами. Она базируется на знаниях физики, биофизики и биомеханики, химии и биохимии, общей биологии, генетики, гистологии, кибернетики, анатомии.

Достижения биохимии широко используются в медицине, сельском хозяйстве (животноводстве, растениеводстве), микробиологии, вирусологии, способствуют становлению новых отраслей науки, например – генетической инженерии и клеточной инженерии, а также промышленности, например биотехнологии. Стремительное развитие науки и техники позволило расшифровать 99% человеческого генома всего за 12 лет. В современном обществе высокий уровень развития биохимии – необходимое условие научно-технического прогресса, неотъемлемый элемент общей культуры, материального благосостояния и здоровья человека.

Общая биомеханика как раздел биофизики возникла на стыке физико-метематических и биологических областей знания. Успехи этих наук, использование идей и подходов кибернетики сказывается на развитии биомеханики. Но и эти науки обогащаются данными биомеханики о физике живого. Кроме того, биомеханика обслуживает такие отрасли знания или области действия как разработка роботов (бионика), инженерная биомеханика, медицинская биомеханика дает обоснование методам протезирования, ортопедии, ЛФК.

Медицинская биомеханика, исследующая причины, последствия и способы профилактики травматизма, прочность опорно-двигательного аппарата, вопросы протезостроения; восстановление поврежденных или замена полностью утраченных в результате болезни или травмы отдельных органов человека – одна из проблем медицинской практики, которой сегодня занимаются врачи в тесном союзе со специалистами в области электроники и бионики.

Литература

1. Александер Р. Биомеханика. – М.: Политиздат 1970.

2. Аруин А.С., Зациорский В.М. Эргономическая биомеханика. – М.: Просвещение, 1988.

3. Бауер Э.С. Теоретическая биология. – СПб.: Питер, 2002.

4. Биомеханика мышц и структура движений. Научный совет РАН по проблемам биомеханики (современные проблемы биомеханики). – Нижний Новгород, 1992. Вып. 7.

5. Синицын А.С. Биомеханика. Проблемы исследования. – М.: Инфра-М, 2007.

6. Виноградов М.И. Физиология трудовых процессов. – Л.: Лениздат, 1958.

7. Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. – М.: Вильямс, 2008.

8. Зациорский В.М. Механика биологических тканей. – М.: Просвещение, 1988.

9. Зациорский В.М. Моделирование биомеханических процессов. – М.: Просвещение, 1988.

10. Шенон К. Работы по теории информации и кибернетике. – М.: Политиздат, 1963.

11. Шолуха В.А. Моделирование и оптимизация движений антропоморфных механизмов. Автор. дис. к.т.н. – Л., 1989.

12. Энока Р.М. Основы кинезиологии. – М.: Инфра-М, 2006.

13. Янсон Х.А., Дзенис В.В., Татаринов А.М. Ультрозвуковые исследования трубчатых костей. – СПб.: Лениздат, 1990.