Как повысить работоспособность космонавтов

Санкт-Петербургский университетНаука

Границы адаптации

Ученые СПбГУ создали способ выявления у космонавтов предвестников нейродегенеративных изменений в мозге. Это поможет снизить риск ошибок во время космических миссий.

Автор: Екатерина Заикина

По расчетам ученых СПбГУ, час в открытом космосе равен 10 суткам на космическом корабле по получаемой космонавтом дозе радиации. Роскосмос, Олег Кононенко

На космическом корабле огромное количество оборудования. Его обслуживание требует хорошей памяти и способности быстро переключаться с одной задачи на другую. Космонавты обладают этими качествами, однако из-за сложных условий труда их когнитивные способности могут ухудшаться.

Исследователи Санкт-Петербургского университета создали способ для оценки такого риска. Это доступный и простой метод, который поможет достоверно определять, годен ли сейчас специалист к космическим полетам, насколько часто он может их выполнять и как надолго способен выходить в открытый космос. А также на начальных этапах выявлять предвестники нейродегенеративных изменений в мозге и проводить профилактику их дальнейшего развития.

Ключевой элемент

В основе разработанного учеными способа лежит определение индекса кумулятивного космического воздействия (ИККВ). Его исследователи создали самостоятельно и сформировали на основе данных космонавтов об общем количестве суток, проведенных в космосе, числе полетов, выходов в открытый космос и сумме проведенного там времени.

«Час за бортом, по нашим расчетам, равен 10 суткам на космическом корабле», — говорит Александр Евгеньевич Коровин, профессор СПбГУ (кафедра патологии). Это значит, что доза радиации всего за 60 минут внекорабельной работы сопоставима с дозой, которую космонавт получит за полторы недели нахождения на борту. Конечно, это большая нагрузка на организм. Притом что во время выполнения космической миссии на человека влияет не только излучение, но и другие условия, к которым он эволюционно не приспособлен: невесомость, специфический состав воздуха на корабле и дефицит физической нагрузки. Разработанный учеными индекс отражает совокупное (то есть кумулятивное) воздействие всех этих факторов одновременно.

Вместе со значением ИККВ исследователи СПбГУ также предложили определять фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-α). Это белок, синтезируемый иммунными клетками при воспалительных, онкологических и аутоиммунных процессах (когда иммунитет атакует свой же организм. — Прим. ред.). У здорового человека уровень ФНО-α незначительный. Он может подниматься в том числе при длительном стрессе и истощении.

На графике показан риск развития нейродегенеративных процессов у испытуемых комонавтов

Разработанный учеными СПбГУ метод предполагает, что сначала рассчитывают ИККВ и анализируют уровень ФНО-α. Затем с помощью специального коэффициента проверяют, есть ли между ними корреляция (взаимозависимость). Если она есть, то строят график и на нем располагают точку, координатами для которой служат уровень ИККВ (вертикальная ось) и значение ФНО-α (горизонтальная ось). Риск развития нейродегенеративных процессов будет считаться высоким, если точка попадет в правый верхний квадрат графика, то есть при значении ИККВ больше 4000, а концентрации ФНО-α — выше 8,1 пг/мл.

Поиск взаимосвязи

Ученые проверили достоверность и эффективность разработанного ими метода в исследовании. Они пригласили восемь космонавтов с общим профессиональным стажем более 20 лет. Специалисты выполняли анализ крови и смотрели такие показатели, как фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-α), С-реактивный белок, пролактин, интерлейкины-6 и -8, аутоантитела к альфаенолазе и онконейрональные аутоантигены. То есть маркеры, связанные с воспалительными процессами.

Также ученые делали соскоб буккального (защечного) эпителия для исследования активности белков митохондрий («энергетических станций» клетки. — Прим. ред.). Кроме того, они проводили психофизиологическое тестирование. Испытуемые отвечали на вопросы сокращенного многофакторного опросника для исследования личности, восьмицветового теста Люшера, теста личностной и ситуативной тревожности Спилбергера-Ханина и анкеты опросника для оценки качества жизни. Кроме того, космонавтам провели реовазографию головного мозга (исследование пульсовых колебаний сосудов. — Прим. ред.), УЗИ щитовидной железы и тест на вибрационную и холодовую чувствительность конечностей.

После анализа всех полученных данных ученые выявили, что уровень индекса кумулятивного космического воздействия не противоречит результатам клинико-лабораторных и инструментальных исследований. Так, высокий ИККВ имели только те космонавты, результаты анализов которых свидетельствовали о переутомлении.

Источник: Roscosmos.ru. Инфографика: Татьяна Баранова

Лучше со всех сторон

Разработанный учеными СПбГУ способ не предназначен для диагностики у же начавшего развиваться заболевания. Он н ужен, чтобы выявить предвестники только зарождающихся нарушений, когда еще возможно вернуть адаптационные резервы организма и прежнее состояние здоровья.

«Предложенный нами способ основан на расчете специального индекса. Оценивая его, а также индивидуальный профессиональный опыт, мы можем судить о степени сохранности „защитной подушки“ у еще здорового специалиста, — подчеркивает Леонид Павлович Чурилов, заместитель руководителя лаборатории мозаики аутоиммунитета и лаборатории микроангиопатических механизмов атерогенеза СПбГУ, заведующий кафедрой патологии Университета. — Это важно при принятии решения о распределении нагрузки между космонавтами с минимальным риском для их состояния. В частности, чтобы выбрать для выполнения задания специалиста, имеющего на данный момент больший резерв устойчивости к неблагоприятным профессиональным факторам». Что даст возможность избежать ошибок во время миссии и сохранить человеческий ресурс.

Сегодня существует несколько аналогов методики исследователей Университета. Однако их разработка наиболее простая, универсальная и, что важно, максимально учитывает кумулятивное воздействие космической среды. Также она выгодно отличается от существующих способов тем, что может на самых ранних этапах помочь определить возможные нарушения и как можно раньше принять превентивные меры, чтобы не допустить усугубления ситуации. Кроме того, разработка исследователей СПбГУ имеет высокую точность и достоверность, а также широкую сферу использования. Метод применим для оценки риска как при длительных полетах, так и при непродолжительных, как во время корабельной, так и во время внекорабельной деятельности в открытом космосе.

Подготовка к выходу в открытый космос. Роскосмос, Александр Гребенкин

У кого запас больше

Новый способ уже готов к внедрению в практику. «Так, например, если на космической станции возникнет поломка и трем специалистам с равными профессиональными компетенциями предложат ее устранить, можно рассчитать для каждого индекс кумулятивного космического воздействия, выбрать того, у кого он наименьший, и доверить ему миссию, — отмечает Александр Коровин. — А космонавта с ИККВ выше допустимой нормы отправить на реабилитацию — восстанавливать адаптационный запас».

Исследователи СПбГУ предполагают, что предложенный ими метод поможет врачам составлять индивидуальный профиль конкретного обследуемого космического специалиста, формировать сравнительно однородные по оценке группы риска, использовать полученные данные для проведения профилактических обследований и для создания индивидуальных оздоровительных программ, а также планировать эффективные превентивные и реабилитационные мероприятия на этапе, когда клинических проявлений нейродегенерации еще нет.

Разработка ученых Университета пригодится медицинским отделениям Центра подготовки космонавтов и будет способствовать длительному сохранению трудоспособности и улучшению качества жизни космических специалистов и ветеранов космических полетов. Это также положительно скажется на социальной и экономической сферах.

СПбГУ в Деле

Как разработка исследователей может быть полезна бизнесу — читайте в материале «Ученые СПбГУ увеличат выносливость космонавтов во время космических миссий» на сайте «СПбГУ в деле». «СПбГУ в деле» — о фициальный портал старейшего университета России об изобретениях экспертов, ученых, студентов и выпускников СПбГУ в области самых интенсивно развивающихся отраслей экономики.

Здесь можно найти новые идеи и продукты д л я развития бизнеса — как его коммерческой составляющей, так и общественно значимой.

Подробнее.

Узнать о том, способен ли человек облететь Землю без вреда для здоровья, можно на сайте «СПбГУ в деле».

Виктория Лемешкина

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение «Выученная беспомощность»: как травма из-за неудачи формирует мышление и влияет на поведение

Как неудачи и стресс влияют на наше мышление?

ТехИнсайдер
Кто и когда сделал первое фото Земли из космоса? Узнайте интересную историю! Кто и когда сделал первое фото Земли из космоса? Узнайте интересную историю!

Как и когда появилась первая фотография Земли из космоса

ТехИнсайдер
5 популярных крещенских гаданий: польза, вред и психологический смысл 5 популярных крещенских гаданий: польза, вред и психологический смысл

Разбираем психологический смысл популярных гаданий

Psychologies
«То, что на экране, — это психическая реальность тех, кто смотрит, а не тех, кого показывают» «То, что на экране, — это психическая реальность тех, кто смотрит, а не тех, кого показывают»

Режиссер Рената Джало о своем фильме «На этой земле»

Weekend
Вероника Полонская. Последняя любовь Маяковского Вероника Полонская. Последняя любовь Маяковского

Об отношениях Вероники Полонской и поэта Владимира Маяковского

Коллекция. Караван историй
Вредные советы счастливой семье Вредные советы счастливой семье

Как прожить в браке пятьдесят лет и не пожалеть о нем?

Afternoon Seasons of life
Начни с себя Начни с себя

В чем разница между любовью к себе и эгоизмом?

Лиза
Вар и Арминий Вар и Арминий

Полководцы, столкнувшиеся в Тевтобургском лесу, были разными во всем

Дилетант
Простые вещи, которые делают нас человечнее Простые вещи, которые делают нас человечнее

Психолог Катерина Мурашова — про отсутствие эмпатии у современных детей

СНОБ
Герман на холме Герман на холме

Поколениями немцы пытались представить, от кого Арминий мог освободить Германию

Дилетант
Ныряющий «воробей» Ныряющий «воробей»

Почему необычную птаху, проводящую часть жизни под водой, назвали оляпкой?

Наука и жизнь
«Я все для него делаю, а он!»: 10 способов самообороны от манипуляций «Я все для него делаю, а он!»: 10 способов самообороны от манипуляций

Хотите инструкцию, какие принять меры против манипуляций?

Psychologies
Микровселенные богатых династий: как возник итальянский Ренессанс Микровселенные богатых династий: как возник итальянский Ренессанс

Отрывок из книги Антонио Паолуччи «Итальянское искусство. 1000 лет истории»

Forbes
Игорь Кузьмичев Игорь Кузьмичев

Экскурсия по локациям андеграундного Ленинграда от историка Игоря Кузьмичева

Собака.ru
Увидимся летом в Бушети! Увидимся летом в Бушети!

Шалва Амонашвили и Артём Соловейчик о возрасте, памяти, учителях и учениках

Afternoon Seasons of life
После праздника После праздника

Как избавиться от последствий праздника?

Лиза
Детский стресс повлиял на метилирование ДНК в сперматозоидах у взрослых мужчин Детский стресс повлиял на метилирование ДНК в сперматозоидах у взрослых мужчин

В сперме у мужчин с тяжелым детством уровень метилирования ДНК ниже

N+1
Обзор «Нива Трэвел»: плюсы и минусы, комплектации, фото Обзор «Нива Трэвел»: плюсы и минусы, комплектации, фото

Культовый российский внедорожник в представлении не нуждается

РБК
Бородатый анекдот Бородатый анекдот

«Почему, чёрт возьми, развалился Советский Союз?»

Дилетант
Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев

Генетики проанализировали ДНК больше ста представителей группы рауте

N+1
Как в СССР создавали самолет для Сталина – дедушку «Борта №1» Как в СССР создавали самолет для Сталина – дедушку «Борта №1»

Как безопасно доставить через пол-континента вождя народов, боящегося летать

ТехИнсайдер
Жизнь альфа-самцов бабуинов трудна и коротка Жизнь альфа-самцов бабуинов трудна и коротка

Альфа-самцы бабуинов находятся в постоянном стрессе

ТехИнсайдер
«Я в шаге от того, чтобы послать ее куда подальше»: история влюбленности, которая рушит дружбу подруг «Я в шаге от того, чтобы послать ее куда подальше»: история влюбленности, которая рушит дружбу подруг

Почему выдуманные романы могут сказаться не только на дружеских отношениях?

Psychologies
Стратегия успеха Стратегия успеха

Эффективные способы побороть застенчивость и стать увереннее в себе

Лиза
Исследование: зумеры не любят готовить, потому что это вызывает у них тревогу Исследование: зумеры не любят готовить, потому что это вызывает у них тревогу

Почему кулинарные навыки представителей Gen Z уступают старшим поколениям

ТехИнсайдер
От «Кода да Винчи» до «Гарри Поттера»: самые громкие скандалы о плагиате в истории От «Кода да Винчи» до «Гарри Поттера»: самые громкие скандалы о плагиате в истории

Громкие книжные скандалы, связанные с обвинениями в плагиате

Forbes
«Сделано в России»: 5 иностранных фильмов, снятых в нашей стране «Сделано в России»: 5 иностранных фильмов, снятых в нашей стране

Иностранные триллеры, ужасы и мелодрамы, снятые в России

ТехИнсайдер
Фея Фло Фея Фло

Флоранс Жерве д’Альден о любимых душистых цветах и зрелых отношениях

Afternoon Seasons of life
Низкие цены сдержали рост экспорта Низкие цены сдержали рост экспорта

В натуральном выражении поставки продукции АПК увеличились

Агроинвестор
Найдены жировые клетки, которые являются «пузырьковой защитой» организма Найдены жировые клетки, которые являются «пузырьковой защитой» организма

Группа исследователей обнаружила новый тип клеток в организме млекопитающих

ТехИнсайдер
Открыть в приложении