Geamputeerde krijgt een kans op de Olympische Spelen

Vorige week kreeg Oscar Pistorius, een Zuid-Afrikaanse Paralympische loper, de kans om zijn levenslange droom van deelname aan de Olympische Spelen te vervullen door het Court of Arbitration for Sports (CAS), in Lausanne, Zwitserland. De rechtbank bevestigde het beroep dat Pistorius had ingediend tegen de beslissing van 14 januari door de International Association of Athletics Federations ( IAAF ) die de blade runner verbood om te strijden tegen valide atleten. De CAS oordeelde dat de IAAF niet voldoende bewijs heeft geleverd van enig metabool voordeel … [of voldoende bewijs] dat de biomechanische effecten van het gebruik van dit specifieke prothetische apparaat Oscar Pistorius een voordeel geeft ten opzichte van andere atleten die het apparaat niet gebruiken.

Vergrote mensen: Hugh Herr, een MIT Media Lab-professor en directeur van de Biomechatronics Group, leidde een team van onderzoekers die de wetenschappelijke validiteit evalueerden van een IAAF-studie die werd gebruikt om Oscar Pistorius, een Paralympische loper, te verbieden deel te nemen aan valide wedstrijden.

Pistorius is een dubbel geamputeerde die concurreert op J-vormige, koolstofvezel, Cheetah Flex-Foot protheses gemaakt door het IJslandse bedrijf Ossur . Nadat Pistorius in 2007 goed presteerde op een internationaal valide evenement, rees bij leden van de IAAF het vermoeden dat zijn Cheetah-protheses hem een ​​oneerlijk voordeel zouden kunnen opleveren. Onmiddellijk legde de instelling een verbod op het gebruik van technische apparaten, zoals wielen en veren, in competitie, en besloot de zaak van Pistorius afzonderlijk te herzien.

De IAAF heeft onder leiding van de Duitse professor Gert-Peter Brüggemann een tweedaags wetenschappelijk onderzoek gedaan naar de prothesen. Op basis van de resulterende gegevens concludeerde de IAAF dat Pistorius inderdaad een oneerlijk voordeel heeft ten opzichte van valide atleten, en beweerde dat hij 25 procent minder energie verbruikt dan zij om te concurreren.

Verbaasd over dergelijke beschuldigingen wendden de advocaten van Pistorius zich tot MIT-professor Hugh mr en vroeg hem de wetenschappelijke validiteit van het onderzoek van de IAAF te beoordelen. Herr, de directeur van de Biomechatronics Group in het MIT Media Lab, en ook een universitair hoofddocent in de MIT-Harvard Division of Health Sciences and Technology, stelde een team samen met experts in biomechanica en fysiologie van zes universiteiten om het wetenschappelijk bewijs te evalueren.

Technologie beoordeling ging zitten met de heer en vroeg hem om de wetenschappelijke tekortkomingen uit te leggen die het team van onderzoekers in de IAAF-studie vond, evenals de bredere implicaties van de uitspraak van het CAS.

Technologie beoordeling : Wat waren de beweringen van de IAAF in haar wetenschappelijk rapport die u moest beoordelen?

Hugh mr : De eerste claim van de IAAF had betrekking op de metabolische energie die Oscar nodig had om te rennen. Ze beweerden dat Oscar, vanwege zijn Cheetah-prothesen, in staat was om sprintsnelheden te rennen met 25 procent minder energie. In de tweede claim zei de IAAF dat de Cheetah-prothesen een grotere hoeveelheid energie afgeven dan het menselijke enkel-voetcomplex bij sprintsnelheden, en dat dat in feite een kunstmatig voordeel voor Oscar introduceert.

KINDEREN : Met betrekking tot de eerste bewering, hoe kwam de IAAF tot die conclusie en welk wetenschappelijk bewijs heeft u gebruikt om die bewering te weerleggen?

HH : Bij sprintsnelheden gebruikt het lichaam twee energiebronnen: aëroob en anaëroob. Het probleem is dat je de ene energiebron wel kunt meten, maar de andere niet. Anaërobe energie kan door niemand worden gekwantificeerd - niet hier in de VS, niet in Duitsland; het kan gewoon niet precies worden gekwantificeerd. De IAAF beweerde dat het kon worden gekwantificeerd, en ze plaatsten er een precies getal op: 25 procent energetisch voordeel bij racesnelheden van 400 meter. Dit is zeer gebrekkig omdat het bij die snelheden niet kan worden gekwantificeerd. Niemand kan kwantitatief beoordelen of er een voor- of nadeel is.

KINDEREN : Hoe heeft de IAAF de anaërobe energiebron dan gekwantificeerd om tot een dergelijke conclusie te komen?

HH : Ze namen lactaatmaatregelen in het bloed. Maar nogmaals, als men geschoold is in het recente wetenschappelijke begrip van anaëroob metabolisme, concludeert men dat door simpelweg bloedlactaatmetingen te nemen, men de anaërobe capaciteit niet kan kwantificeren.

Bij lagere loopsnelheden kan de aerobe component worden gemeten door te monitoren hoeveel zuurstof een persoon verbruikt en hoeveel koolstofdioxide vrijkomt. Wat we deden, is dat we een energetische test hebben uitgevoerd bij lagere loopsnelheden, waarbij men de totale hoeveelheid energie die nodig is om te rennen kwantitatief kan meten, omdat bij die kritische snelheid en lager de aerobe energievoorziening het geheel van de energiebron vormt. We maten Oscar en andere topsporters met intacte benen bij die snelheid en lager, en we vonden geen significant verschil.

Als de IAAF hun studie had laten peer-reviewen voordat ze besloot Oscar te verbieden, zouden ze dit hebben ontdekt.

KINDEREN : In de tweede claim zei de IAAF dat de Cheetah-prothesen meer energie teruggaven dan het menselijke enkel-voetgewricht. Hoe werd dat beoordeeld en waarom is de uitspraak volgens u onjuist?

HH : De IAAF keek naar de netto mechanische energie van het menselijke enkel-voetgewricht bij snelheden van 400 meter en ontdekte dat de enkel meer mechanische energie absorbeert dan afgeeft. Dat is prima - ze gebruikten de standaardprocedure om naar enkelkoppel en kracht te kijken - maar ze kwamen toen tot de conclusie dat het lichaam die energie afvoert. Er wordt zoveel energie geabsorbeerd en er komt zoveel vrij, en ze namen het verschil aan dat het lichaam gewoon weggooit als warmte. Dat is een zeer twijfelachtige theorie, omdat het lichaam normaal gesproken geen enorme hoeveelheden energie in de vorm van warmte afgeeft, tenzij iemand voortdurend bergafwaarts gaat waar het lichaam energie moet afvoeren. Wat een alternatieve hypothese zou kunnen zijn... is dat niet alle energie verloren gaat en dat een deel ervan naar de knie wordt overgebracht. In ons lichaam hebben we spieren die meerdere gewrichten overspannen; bijvoorbeeld de kuitspier … gaat voorbij de enkel en de knie. Biomechanisch weten we dat een van de doelen van dergelijke spieren is dat het lichaam energie over de gewrichten kan overbrengen. De IAAF heeft deze mogelijkheid niet onderzocht, maar in plaats daarvan een theorie naar voren gebracht dat het lichaam al die energie naar buiten gooit. Ze stelden als feit dat het menselijke intacte been een nadeel heeft in vergelijking met de Cheetah-prothese, die een veer is, omdat het meer energie absorbeerde dan [het] vrijliet, en het verschil wordt afgevoerd als warmte.

KINDEREN : Als de IAAF had aangenomen dat de geabsorbeerde energie werd overgedragen in plaats van afgevoerd als warmte, zouden de energiemetingen tussen het enkel-voetgewricht en de prothese dan vergelijkbaar zijn geweest?

HH : In termen van hoeveel energie zou worden opgeslagen, ja. Dit veronderstelt ook dat hun uitgangspunt geldig is, en hun uitgangspunt is dat of de enkel meer absorbeert dan hij loslaat of meer loslaat dan hij absorbeert bij die snelheden, de beslissende factor is van wie de 400 meter race wint, wat zeer verdacht is.

Peter Weyand [een lid van het onderzoeksteam van Herr en de directeur van het Locomotion Laboratory aan de Rice University] bestudeert sprinten en wat de maximale loopsnelheid bepaalt, en hij ontdekte dat echt snelle mensen zeer hoge krachten op de grond genereren, en dat doen ze heel snel . Langzamere mensen zijn niet in staat om hoge krachten te genereren. Een belangrijk kenmerk van snel rennen is niet wat de gewrichten doen, maar het algehele vermogen van de benen om gedurende een zeer korte tijd hoge krachten op de grond te genereren. Nu ontdekten we dat, en Dr. Brüggemann ontdekte dat de grondtroepen van Oscar iets lager lijken te zijn dan die van een atleet met benen. Dit suggereert dat hij misschien krachtbeperkt is omdat zijn prothese slechts een veer is en hij niet de hoge krachten kan genereren die een intact been kan.

Wat ons onderzoek nu zegt, is niet dat de gegevens van [de IAAF-studie] gebrekkig zijn, maar dat het de interpretatie van de gegevens is die we twijfelachtig vonden. De bewijslast ligt bij de IAAF. Als ze Oscar willen verbieden en misschien alle geamputeerden die Cheetah-protheses gebruiken, moeten ze wetenschappelijk aantonen dat het een algemeen voordeel laat zien op de 400 meter race. Ons punt is dat dit een belangrijke zaak is en dat je heel voorzichtig moet zijn met de wetenschap. Daarom moet er een hoge mate van zekerheid zijn van wat er biomechanisch en energetisch aan de hand is in termen van het prothetische effect. Brüggemann deed een selecte reeks experimenten en met die gegevens deed hij bepaalde wetenschappelijke beweringen waar we het niet mee eens zijn. We zijn het niet eens met deze interpretatie van de gegevens, maar verder heeft de IAAF een veel bredere verklaring afgelegd. Ze zeiden dat Pistorius een algemeen voordeel heeft op de 400 meter race.

KINDEREN : Heeft uw onderzoeksteam verder onderzoek gedaan om aan te tonen dat de wetenschappelijke evaluatie van de IAAF gebrekkig was of dat Pistorius geen voordeel heeft?

HH : We hebben één maatregel genomen die niet direct verband hield met de claims van de IAAF. Als je een sprintatleet neemt, en bij een bepaalde hardloopsnelheid meet je de tijdsduur dat ze die snelheid kunnen handhaven, en dan verander je de snelheid en meet je de nieuwe tijdsduur enzovoort, dan krijg je een snelheid-duurcurve. Bij echt, hele hoge snelheden kan de persoon ongeveer 10 stappen nemen en die snelheid voor een korte tijd aanhouden. Naarmate je de snelheid verlaagt, wordt de duur steeds langer. Sprintatleten met intacte ledematen vallen allemaal op een zeer standaard lijn. We dachten dat als Oscar kunstmatig wordt vergroot, hij niet op die snelheids-duurcurve zou vallen. We hebben de test gedaan en hij valt precies in de bocht, wat een indicatie is dat hij op dezelfde manier vermoeid raakt als gezonde sprinters.

KINDEREN : Wat zijn de bredere implicaties van de CAS-uitspraak?

HH : Oscar krijgt de kans om zich te kwalificeren voor door de IAAF gesanctioneerde evenementen. Maar over het algemeen zal het een vooruitgang zijn in het algemene initiatief om mensen met een handicap volledig in de samenleving te integreren. Sommige mensen in de wereld zijn getuige van een buitengewone atleet die kunstmatige benen of armen heeft … en ze denken meteen dat dat niet zo kan zijn - gehandicapte mensen kunnen ergens niet zo goed in zijn. Het komt nooit bij sommige mensen op dat Oscar een opmerkelijke atleet zou kunnen zijn. Ze denken dat hij moet bedriegen.

Er is zoveel te leren over hoe het menselijk lichaam werkt en bovendien hoe het lichaam wordt beïnvloed door een draagbaar apparaat, zoals een schoen of prothese. De dag dat er een prothese is die beter presteert dan een intact ledemaat met behulp van een enkele metriek - of het nu is om hoog te springen of om iets te manipuleren - zal inderdaad een zeer opwindende dag zijn.

zich verstoppen