La fuerza de la gravedad de la Tierra representa un contínuo estímulo de entrenamiento para el sistema cardiovascular así como para el sistema muscular y para el sistema óseo del ser humano. Sin la presencia de este estímulo de entrenamiento, la capacidad de rendimiento de estos sistemas disminuye rápidamente en un corto espacio de tiempo. Exactamente con estos problemas se enfrentan los astronautas durante las misiones espaciales de medio a largo plazo. Para contrarrestar las repercursiones negativas de la ingravidez en el cuerpo humano, los astronautas llevan a cabo entre otras cosas un entrenamiento diario de resistencia y un entrenamiento de fuerza durante varias horas. Uno de los ejercicios de entrenamiento empleados hasta el momento más frecuentes es el pedalear en un ergómetro de bicicleta. La interacción de los grupos de músculos individuales se controla en este caso por el cerebro. Los informes sobre la experiencia de los astronautas y los experimentos anteriores muestran sin embargo que la interacción coordinada de la musculatura al pedalear en condiciones de ingravidez tiene un patrón diferente en comparación con el que se produce durante el pedaleo en condiciones normales en la Tierra, como por ejemplo un movimiento de tracción fuerte. Es por ello que puede resultar una coordinación alterada de los astronautas y posteriormente puede causar trastornos del movimiento. Cómo se aprecia exactamente este cambio en la coordinación alterada y qué influencia en este caso tiene la gravedad en el cerebro y la musculatura de las piernas, son aspectos que examina el profesor Lochmann y su equipo del Instituto de la Ciencia Deportiva y del Deporte de la Universidad FAU de Erlangen-Nuremberg en el ámbito de la 13ª Misión de Vuelo Parabólico del Centro Aeroespacial Alemán (DLR).
La investigación de las alteraciones del movimiento de la pierna fue llevada a cabo simultáneamente con dos cámaras, que envian y reciben luces infrarrojas y analiza la señal con ayuda del ordenador. La actividad cerebral se registró simultáneamente durante los ejercicios de pedaleo usando la electroencefalografía. Con el fin de determinar la secuencia cronológica y la fuerza del rendimiento de los músculos, se midió durante el experimento la actividad eléctrica de 5 músculos respectivos de la pierna derecha y de la pierna izquierda y se transmiten a un ordenador por radiofrecuencia. En el experimento de vuelo parabólico efectuado por los científicos de Erlangen por primera vez se llevó a cabo la aplicación engranada de los tres métodos más avanzados de investigación y se optimizó. Durante los vuelos, las personas participantes en el experimento llevaron a cabo movimientos de pedaleo en un ergómetro de bicicleta especial, el Cyclus2. El Cyclus2, especialmente preparado para estos experimentos, hace que sea posible la transmisión de la fuerza de la pierna izquierda y de la pierna derecha por separado e independientemente una de la otra a la tracción de la rueda. Esta ambiciosa tarea fue llevada a cabo por 6 personas que realizaron la prueba a una altura de 6000 m hasta 8000 m en un avión especial, un laboratorio experimental de vuelo. En tres días, se volaron respectivamente 31 parábolas sobre el Atlántico, en las cercanías del aeropuerto Bordeaux-Mérignac con un Airbus 300 ZERO-G especialmente equipado para este propósito. Durante los vuelos se pudieron utilizar aproximadamente 34 minutos de ingravidez para los experimentos. A partir de los resultados del estudio, los científicos esperan encontrar conocimientos sobre el modo funcional del sistema locomotor humano bajo diferentes condiciones de la fuerza de la gravedad. Los conocimientos recién adquiridos así como los recién desarrollados métodos de estudio y los métodos de análisis deben ser utilizados para desarrollar programas de entrenamiento efectivos para los astronautas y para las personas con problemas de movilidad.
