Шрифт:
Открыв для себя эту информацию, Джон начал читать все исследования, посвященные нагрузке на кости и адаптации костей к ним, какие только смог отыскать. Одним из самых ранних примеров исследований такого рода была работа, опубликованная в газете в 1892 году, которая описывала законы механотрансдукции [4] . В работе утверждалось, что кости способны адаптироваться к стрессовым нагрузкам во многом так же, как это делают мышцы. Другое исследование касалось фермеров, сталкивавшихся с физическими воздействиями высокой мощности – механизмы адаптации их костей исследователи изучали путем извлечения костей из мертвых тел. Эти исследования, казалось, подтверждали гипотезу Джона, чем подкрепили его решительное стремление продолжить работу над этим проектом.
4
Wolff, J. (1892). Das Gesetz der Transformation der Knochen. Berlin, Germany; Verlag von August Hirschwald.
Разумеется, мама Джона в свои 70+ лет не собиралась начинать участвовать в соревнованиях по гимнастике. Когда кости человека уже подверглись структурным поражениям вследствие остеопороза или остеопении, прыжки с высоких объектов едва ли могут стать для него безопасной практикой. Однако Джон подумал, что создание медицинского аппарата, симулирующего такого рода мощные воздействия, но устраняющего связанные с ними риски, находится в пределах возможного.
Джон начал свое приключение по разработке подобного устройства с выявления тех положений, в которых человеческое тело, как правило, принимает на себя мощное физическое воздействие. Далее он представил себе устройство, контролируемое роботизированной рукой, с помощью которого человек будет помещаться в эти положения «готовности к воздействию». И, наконец, он осознал необходимость в компьютерной программе, способной контролировать весь этот процесс, обеспечивать обратную биологическую связь и гарантировать то, что воздействие можно будет регулярно повторять в течение большого количества сессий.
Держа в уме это видение, Джон набросал чертеж своего изобретения на «салфетке для коктейля». На первый взгляд оно казалось схожим с тренажерами для занятий в спортзале, но в реальности оно серьезно отличалось своей функциональностью от любого существовавшего оборудования. Предполагаемый медицинский аппарат строился на принципе имитации того мощного внешнего воздействия, которому подвергаются человеческие тела при занятии гимнастикой.
Задумав сложный остеогенный нагрузочный аппарат, спроектированный для измерения силы, необходимой для провоцирования роста костей и воздействия этой силы на организм, Джон начал разгадывать шифр остеопороза, стремясь ослабить его или даже обратить вспять.
Тем не менее он нуждался в помощи с проектированием и сооружением прототипа. И хотя на тот момент он работал над своей диссертацией в области биомедицинской инженерии, задуманный им проект требовал компетенций в области электрической инженерии, а этими знаниями он не обладал. Навыки его отца в сфере машиностроения и National Instruments (многонациональная компания – производитель инструментов и тестового оборудования) оказались очень кстати на этой фазе разработки проекта. В течение следующих нескольких лет Джон неоднократно тестировал несколько различных концепций остеогенного нагрузочного устройства.
Спустя несколько лет одна из больниц Лондона приобрела одно из остеогенных нагрузочных устройств Джона и провела его тестовые испытания в рамках своего исследования, оценив воздействие аппарата на женщин постменопаузного периода с диагнозами «остеопения» или «остеопороз». Результаты оказались даже более многообещающими, чем предполагал Джон. С помощью устройства растренированные женщины в возрасте за пятьдесят и шестьдесят создавали воздействие, девятикратно превышавшее вес их собственного тела. Это значительно больше той силы, которой профессиональный тяжелоатлет может добиться при помощи традиционного оборудования для поднятия тяжестей, а женщины с нулевой спортивной подготовкой справлялись с этим относительно легко при минимальном риске травмы.
Примерно в это время Джон подтянул Генри Алкайра, восемнадцатилетнего студента факультета авиастроения Калифорнийского политехнического, в качестве интерна. Следующие несколько лет Генри занимался не только своими профильными научными исследованиями, но и сотрудничал с Джоном над разработкой продукта для последующих версий остеогенного нагрузочного устройства. После длительного периода осторожного и выверенного развития на свет родилась нынешняя коммерческая версия Spectrum System компании OsteoStrong – Robotic Musculoskeletal Development System (RMDS) или Роботизированная система развития скелетно-мышечного аппарата.
Spectrum System позволяет центрам OsteoStrong задавать точные положения тела, в которых более мощное внешнее воздействие может естественным образом поглощаться телом в четырех ключевых его областях: верхней, нижней, области туловища и постуральной. Пользователи выполняют четыре упражнения: они короткие, но предполагают максимальную силовую нагрузку, это жимы и тяги, похожие чем-то на становую тягу, скручивание на пресс, жим штанги от груди и жим ногами. Таким образом, Spectrum System обеспечивает осевую компрессию костей всего скелета.
Для того чтобы большинство костей дало адаптивную реакцию, требуется сила воздействия, превосходящая вес человека как минимум вдвое. Исследование, опубликованное в 2012 году – спустя годы после того, как Джон развил свою гипотезу, – показало, что минимальная сила, требующаяся для того, чтобы увеличить плотность костей в тазобедренном суставе, должна в 4,2 раза превосходить вес человека [5] . В то время как традиционные упражнения с отягощением на пике генерируют лишь в 1,5 раза больший вес, OsteoStrong обеспечивает воздействие, многократно превышающее вес тела пользователя, что, по сути, активирует тумблер роста костей [6] .
5
Deere, K., Sayers, A., Rittweger, J., & Tobias, J. H. (2012). Habitual levels of high, but not moderate or low, impact activity are positively related to hip BMD and geometry: results from a population-based study of adolescents. Journal of Bone and Mineral Research, 27(9), 1887–1895.
6
Ferguson, B. (2014). ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription 9th Ed. 2014. The Journal of the Canadian Chiropractic Association, 58(3), 328.