211service.com
'Blade Runner' heeft geen duidelijke rand
Dubbel geamputeerde Oscar Pistorius, die loopt op kunstmatige benen gemaakt van koolstofvezel, sprint duidelijk anders dan elite-lopers met intacte benen, volgens nieuw vrijgegeven onderzoek. Hoewel hij geen duidelijk voordeel lijkt te hebben ten opzichte van lopers met twee benen, blijft het onzeker hoe individuele componenten van zijn unieke pas zijn snelheid beïnvloeden. Zelfs de wetenschappers die het onderzoek hebben uitgevoerd, zijn het oneens over de interpretatie van de bevindingen, en benadrukken hoe moeilijk het is om de variabelen te identificeren die het belangrijkst zijn voor de sprintsnelheid.
Blade runner : Peter Weyand (rechts), een biomechanicus aan de Southern Methodist University, probeert te bepalen of de Zuid-Afrikaanse sprinter Oscar Pistorius (op de loopband) een concurrentievoordeel haalt uit zijn J-vormige hardloopprothesen van koolstofvezel.
We ontdekten dat de hoeveelheid metabolische energie en zijn mate van vermoeidheid niet te onderscheiden waren van hardlopers met intacte ledematen, zegt Hugh mr , directeur van de Biomechatronics Group van het MIT Media Lab en een van de wetenschappers die bij het onderzoek betrokken waren. Zijn biomechanica onderscheidde zich echter van hardlopers met intacte benen.
Pistorius, een Zuid-Afrikaanse sprinter, stond centraal in een spraakmakende strijd over de vraag of atleten met prothesen mogen strijden tegen atleten met intacte ledematen bij evenementen, waaronder de Olympische Spelen. Pistorius, bijgenaamd de Blade Runner vanwege zijn J-vormige Cheetah Flex-Foot-kunstledematen van koolstofvezel, heeft een aantal Paralympische wereldrecords gevestigd en in 2007 werd hij tweede in de Zuid-Afrikaanse Nationale Kampioenschappen - een valide evenement. Zijn indrukwekkende prestaties deden sommigen zich afvragen of prothesen die speciaal zijn ontworpen voor hardlopen, geamputeerden een speciaal voordeel zouden kunnen geven.
In het voorjaar van 2007 heeft de Internationale Vereniging van Atletiekfederaties (IAAF), het internationale bestuursorgaan voor atletiek, heeft een regel ingevoerd die het gebruik van technische apparaten verbiedt die atleten een concurrentievoordeel zouden kunnen geven, en later verbood Pistorius om deel te nemen aan competities onder zijn regel. Pistorius ging in beroep tegen de beslissing en riep de hulp in van verschillende Amerikaanse wetenschappers, en de... Hof van Arbitrage voor Sport (CAS), een internationale arbitrage-instantie, oordeelde dat de IAAF onvoldoende bewijs had geleverd om aan te tonen dat de bladen hem een voordeel gaven. In mei 2008 werd het verbod ongedaan gemaakt, waardoor Pistorius kon deelnemen aan de Olympische Spelen van 2008. (Hij slaagde er ternauwernood in zich te kwalificeren voor het Zuid-Afrikaanse team op de 400 meter sprint.) De Amerikaanse onderzoekers hebben nu de resultaten van hun studie in de Tijdschrift voor Toegepaste Fysiologie .
Volgens Peter Weyand , een fysioloog en biomechanicus aan de Southern Methodist University, in Dallas, en hoofdauteur van de studie, was een groot deel van het gehoor van Pistorius gericht op de verkeerde kwestie. Er was veel aandacht voor de vraag of hij door zijn bladen met minder energie kon rennen dan andere lopers, wat bij het sprinten vrijwel irrelevant is, zegt Weyand. Het is net zoiets als beweren dat een Volkswagen een Porsche zal verslaan in een dragrace omdat hij een beter benzineverbruik krijgt. Brandstofverbruik is niet de bepalende factor in sprintraces, legt hij uit: Tijdens het sprinten zijn dieren niet energiebeperkt; de mechanica is de beperkende factor.
De studie van Weyand suggereert echter dat Pistorius een ander loopmechanisme heeft dan hardlopers met intacte benen: hij raakt de grond met veel minder kracht en blijft langer in contact met de grond, een patroon dat volgens eerder onderzoek hem in het nadeel zou brengen. We weten uit eerdere experimenten dat wat echt snelle hardlopers onderscheidt, is hoe hard ze de grond kunnen raken in verhouding tot hun lichaamsgewicht, zegt Weyand.
Eerder onderzoek toont ook aan dat zowel elite- als gewone hardlopers met intacte benen de neiging hebben hun ledematen met een vergelijkbare snelheid te bewegen. Pistorius, aan de andere kant, kan zijn ledematen veel sneller herpositioneren dan wie dan ook die we ooit hebben gemeten, zegt Weyand. Maar de wetenschappers weten nog niet hoe ze deze bevinding moeten interpreteren: is het een voordeel van zijn relatief lichte koolstof ledematen, of is het slechts een compensatie voor het feit dat hij de grond niet met zoveel kracht kan raken als intacte ledematen lopers? Er is geen echt bewijs dat hij een voordeel heeft ten opzichte van anderen, en er is enig bewijs dat de prothesen een belemmering vormen, zegt Daniel Ferris , een biomechanicus aan de Universiteit van Michigan, in Ann Arbor, die niet betrokken was bij het onderzoek.
De wetenschap is nog onvolwassen en we weten niet zeker waarom hij mechanisch onderscheidend is - of het nu door zijn prothesen of door zijn biologie is, zegt de heer Herr. Een manier om die vraag te beantwoorden, is door een hardloper met één intact en één beenprothese te bestuderen en de biologische kant rechtstreeks te vergelijken met de kunstmatige kant - een experiment dat volgens Herr in de maak is.
Een van de belangrijkste controverses rond de prestaties van Pistorius is het feit dat hij de tweede helft van de 400-meterrace sneller kan lopen dan de eerste helft - een ongebruikelijk patroon voor sprinters. Sommigen geloven dat dit een direct bewijs is dat zijn prothesen hem een voordeel geven: ze beweren dat hij, omdat hij geen spieren onder de knie heeft, niet dezelfde vermoeidheid zou hebben. Maar Weyand en zijn medewerkers ontdekten dat alle hardlopers, inclusief Pistorius, dezelfde vermoeidheidscurve lijken te volgen.
Een mogelijke verklaring voor het ongebruikelijke patroon van Pistorius, zegt de heer Herr, is dat omdat hij geen kuitspieren heeft, de geamputeerde hardloper in feite in het nadeel is tijdens de eerste 200 meter - de acceleratiefase van de race. Het kan in de tweede helft van de race zijn dat het inherente talent van Pistorius duidelijk wordt. Oscar is een uitbijter, zegt Herr, die zelf een dubbel geamputeerde is. De Cheetah is al 15 jaar beschikbaar voor atleten, maar niemand heeft zo snel kunnen rennen als Oscar. De heer Herr zegt echter dat wetenschappers Pistorius en anderen nog niet hebben bestudeerd terwijl ze versnellen.
Het onderzoek helpt wetenschappers ook om de basisprincipes van hardlopen beter te begrijpen. De zaak-Oscar Pistorius heeft veel belangstelling gewekt op het gebied van tweevoetig sprinten, zegt de heer Herr. Door te kijken naar de verschillen tussen geamputeerde en intacte lopers, kunnen we het loopmechanisme fundamenteler begrijpen en wat het belangrijkst is voor snelheid. Er is relatief weinig onderzoek gedaan naar de mechanica van sprinten, zelfs bij hardlopers met intacte benen, deels omdat het moeilijk is om mensen te bestuderen die met zulke hoge snelheden bewegen. Het nieuwe onderzoek werd gedaan met behulp van een speciale loopband - een van de slechts twee of drie van dergelijke machines in het land.
Ferris zegt dat de bevindingen ook wijzen op manieren waarop lopende prothesen kunnen worden verbeterd. Een ding om te proberen is een prothese met instelbare stijfheid, zegt hij. Op die manier kunnen hardlopers op bepaalde punten in de race hogere krachten genereren.