598 XVIII. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1903. Nr. 47. 



Es stellt sich nun heraus , daß die Hauptpunkte 

 in der Mechanik eines so komplizierten Gelenksystems, 

 wie es der menschliche und tierische Körper und auch 

 die meisten in der Technik verwendeten Maschinen 

 darstellen, eine ähnliche Rolle spielen, wie der Schwer- 

 punkt für die Mechanik eines einzelnen starren Kör- 

 pers. Sie ermöglichen es nicht nur, auf dem kürze- 

 sten Wege zu dem Gesamtschwerpunkte des ganzen 

 Systems zu gelangen , sondern sie führen auch zu 

 einem sehr einfachen Ausdruck für die lebendige 

 Kraft des ganzen Systems und für die Bewegungs- 

 gleichungen und gestatten außerdem eine im hohen 

 Grade anschauliche Interpretation der letzteren, 

 welche viel Licht auf die gegenseitige Beeinflussung 

 der verschiedenen Körperteile in ihren Bewegungen 

 wirft und außerdem das Mittel an die Hand gibt, 

 die fertigen Differentialgleichungen der Bewegungen 

 sofort in der einfachsten Form anzuschreiben. 



Die kinetischen Probleme der physiologischen 

 Mechanik, für welche durch die Ableitung der Be- 

 wegungsgleichungen der Weg zur Lösung geebnet 

 ist, lassen sich der Hauptsache nach in zwei Gruppen 

 ordnen. 



Die Aufgaben der einen Gruppe fragen nach den 

 Bewegungen der Körperteile, welche ein oder meh- 

 rere Muskeln bei ihrer Kontraktion unter gegebenen 

 Verhältnissen, eventuell bei gleichzeitiger Wirksam- 

 keit anderer innerer und äußerer Kräfte hervorbrin- 

 gen. Eine exakte Lösung dieser Probleme scheitert 

 in vielen Fällen an der Unmöglichkeit der Integra- 

 tion der Differentialgleichungen. Soweit bei diesen 

 Aufgaben die Spannungen der Muskeln als bekannt 

 vorausgesetzt werden, besitzen sie außerdem für die 

 Physiologie mehr rein theoretisches als praktisches 

 Interesse. Denn es ist bisher weder gelungen , die 

 Spannung eines Muskels am lebenden Körper direkt 

 zu messen, noch einem Muskel, etwa durch elektri- 

 sche Reizung, eine bestimmt angebbare Spannung zu 

 erteilen. 



Immerhin gibt es manche der ersten Gruppe zu- 

 fallende Probleme, welche allgemein lösbar sind, weil 

 sie nicht von der Größe der Spannung der Muskeln und 

 der Integrationsmöglichkeit der Differentialgleichungen 

 abhängen. Hierher gehören beispielsweise die Fragen 

 nach der Wirkungsweise eines isoliert aus der Ruhe 

 sich kontrahierenden Muskels bei Ausschluß aller 

 anderen Kraftein Wirkungen. Es sind dabei weniger 

 die absoluten Größen der von einem Muskel verur- 

 sachten Gelenkbewegungen von Interesse, als viel- 

 mehr die Verhältnisse der in den verschiedenen Ge- 

 lenken eintretenden Anfangsdrehungen. Die letzteren 

 sind aber, wie die Untersuchung lehrt, von dem Werte 

 der Muskelspannung unabhängig. Die kleinen An- 

 fangsdrehungen sind nun bei der Bewegung aus der 

 Ruhe den Winkelbeschleunigungen proportional, welche 

 der Muskel in den Gelenken hervorbringt. Die Ver- 

 hältnisse dieser Winkelbeschleunigungen, welche dem- 

 nach ein „kinetisches Maß" für die Wirkungsweise 

 eines Muskels abgeben, lassen sich aber mit Hilfe 

 der Bewegungsgleichungen berechnen. 



Es ist auf diese Weise das kinetische Maß für eine 

 ganze Reihe von Muskeln der oberen und unteren 

 Extremität von mir bestimmt worden. Dabei ist be- 

 sonders hervorzuheben, daß ein Muskel nicht nur auf 

 diejenigen Gelenke einwirkt, über welche er sich im 

 menschlichen Körper ausspannt, sondern daß bei seiner 

 Kontraktion im allgemeinen auch außerhalb seines 

 scheinbaren Wirkungsbereiches liegende Gelenke in 

 Drehung versetzt werden — eine Tatsache , welche 

 lange Zeit von den Anatomen und Physiologen ver- 

 kannt worden war. 



Eine zweite Gruppe von kinetischen Problemen 

 der physiologischen Mechanik setzt den Bewegungs- 

 zustand des menschlichen Körpers für den ganzen 

 Verlauf einer Bewegung als bekannt voraus und fragt 

 nach den Muskeln, welche diese Bewegung im Verein 

 mit äußeren Kräften erzeugen, sowie nach ihrer Span- 

 nung. Diese Aufgaben, in welchen auch rein stati- 

 sche Probleme, die sich auf Ruhehaltungen des 

 menschlichen Körpers beziehen, mit einbegriffen sind 

 haben für die Physiologie großen Wert. Ihre Lösung 

 bildet in gewissem Sinne das Endziel aller Forschung 

 auf dem Gebiete der Muskeldynamik. 



Probleme dieser Art sind im Prinzip mit Hilfe 

 der Bewegungsgleichungen immer lösbar. Denn es 

 ist nur eine Frage der Technik, die Bewegungen des 

 lebenden Körpers, z. B. bei irgend einer Lokomotions- 

 art oder der Leistung einer mechanischen Arbeit, so 

 genau zu messen, daß auch die in den Bewegungs- 

 gleichungen auftretenden Geschwindigkeiten und Be- 

 sctdeunigungen der einzelnen Körperteile und die 

 Drehungsmomente der äußeren Kräfte, wie der Schwere, 

 für jede Phase der Bewegung bestimmt werden können. 



Hierbei leistet die Momentphotographie unschätz- 

 bare Dienste. Für die kinematische Analyse irgend 

 einer Bewegung des menschlichen Körpers genügt es, 

 die räumliche Bewegung einzelner zweckmäßig aus- 

 gewählter Punkte der verschiedenen Körperteile mög- 

 lichst genau empirisch festzustellen. Dies läßt sich 

 am exaktesten dadurch erreichen , daß man diese 

 Punkte auf elektrischem Wege intermittierend selbst- 

 leuchtend macht. Man bringt zu diesem Zwecke an 

 den betreffenden Stellen des Körpers entweder Fun- 

 kenstrecken oder Geißlersche Röhren von kapillarem 

 Lumen an und schickt durch alle den Strom eines 

 genügend großen Induktionsapparates, dessen Unter- 

 brechungen man etwa mit Hilfe einer Stimmgabel 

 auf genau gleiche Zeitintervalle gebracht hat. Dann 

 lassen sich im dunkeln Zimmer zu gleicher Zeit von 

 beliebig vielen Seiten mit Hilfe gewöhnlicher photo- 

 graphischer Apparate Momentbilder der Bewegung 

 erzielen, ohne daß man genötigt wäre, besondere Mo- 

 mentverschlüsse an den Apparaten anzubringen. Da- 

 durch, daß die Unterbrechung der Exposition auf 

 diese Weise gewissermaßen in das leuchtende Objekt 

 selbst verlegt wird, erreicht man die für die kinema- 

 tische Analyse der Bewegungen absolut notwendige 

 Gleichzeitigkeit der in verschiedenen Richtungen auf- 

 genommenen Serienbilder. Man hat dann nur noch 

 die auf jeder Platte befindlichen Serienbilder genau 



