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

Нужны ли пресс-формы серийному производству: инженер развеял популярные мифы о литье Нужны ли пресс-формы серийному производству: инженер развеял популярные мифы о литье

Нужно ли предприятиям разрабатывать для своего производства «идеальную модель»?

ТехИнсайдер
Международная комиссия предложила пересмотреть определение ожирения Международная комиссия предложила пересмотреть определение ожирения

Ученые предложили разделить ожирение на две различные формы

N+1
Марсианин и хроники Марсианин и хроники

Новый сериал о спецагентах с человеческим лицом и скромным бюджетом

Weekend
Ниша серийного аддитивного производства свободна Ниша серийного аддитивного производства свободна

Как неверное представление об аддитивных технологиях тормозит их внедрение

Монокль
Дикие павианы не прошли зеркальный тест Дикие павианы не прошли зеркальный тест

Исследователи провели зеркальный тест на диких медвежьих павианах

N+1
В будущее — на лодке из полиэтилена В будущее — на лодке из полиэтилена

Мне кажется, что будущее судостроения — это осознанное отношение к экологии

Y Magazine
Китайские кинематографисты: Российский кинорынок для нас очень важен Китайские кинематографисты: Российский кинорынок для нас очень важен

Джинг Ху и Диан Сонг — о том, почему Голливуд теряет свои позиции в Поднебесной?

Ведомости
На это грантов не дают: как именитый хирург спасает финскую усадьбу под Выборгом На это грантов не дают: как именитый хирург спасает финскую усадьбу под Выборгом

Илья Слепцов восстанавливает на территории Киискиля исторические постройки

Forbes
Аномальный эффект Холла обнаружили в трехслойном скрученном графене Аномальный эффект Холла обнаружили в трехслойном скрученном графене

Ученые обнаружили спонтанное возникновение эффекта Холла в в образце графена

N+1
За гранью человеческого За гранью человеческого

Как воспринимают мир существа, наделенные нечеловеческими чувствами?

Вокруг света
Он же памятник! Он же памятник!

Как петербургские девелоперы проводят ревитализацию промышленных территорий

Собака.ru
Легонький пояс Легонький пояс

Где искать шедевры текстильной промышленной архитектуры царской России

Weekend
Йога для двоих Йога для двоих

Йога для двоих – идеальный способ провести время вместе

Лиза
В каком ухе шумит В каком ухе шумит

Болезнь совершенно безобидная? Врачи предупреждают: с детским отитом шутки плохи

Лиза
Как забыть мужчину, который загостил вас и исчез из вашей жизни Как забыть мужчину, который загостил вас и исчез из вашей жизни

Почему резкое исчезновение партнера может стать испытанием для психики?

Psychologies
Ветер с Востока Ветер с Востока

Принципы «Магической уборки» японской писательницы Мари Кондо

Лиза
Как улучшить настроение за 5 минут: простые, но отлично работающие способы Как улучшить настроение за 5 минут: простые, но отлично работающие способы

Несколько приемов, которые помогут быстро встряхнуться и улучшить настроение

VOICE
Когда растает лед: принесет ли глобальное потепление войну в Арктике Когда растает лед: принесет ли глобальное потепление войну в Арктике

Арктика может стать предметом не только споров, но и открытого столкновения

Forbes
Какой он будет, постапокалипсис? Пять художников с позитивным прогнозом на «непрекрасное далеко» Какой он будет, постапокалипсис? Пять художников с позитивным прогнозом на «непрекрасное далеко»

О пяти авторах, которые попытались предопределить будущее

СНОБ
Мавританская Испания Мавританская Испания

Мавретания — мусульманское государство, создавшее свою уникальную культуру

Наука и техника
Маркетплейс на диване: какие тренды будут двигать вперед российский e-commerce Маркетплейс на диване: какие тренды будут двигать вперед российский e-commerce

Тренды интернет-торговли: регионализация и маркетплейсизация

Forbes
Когда ломается личность: 7 самых популярных психических расстройств Когда ломается личность: 7 самых популярных психических расстройств

Что такое расстройство личности и какими бывают их виды

ТехИнсайдер
Незамеченная революция новатора-мученика: что нужно знать про Варлама Шаламова Незамеченная революция новатора-мученика: что нужно знать про Варлама Шаламова

Какую революцию Шаламов совершил в литературе и чем он отличается от Фуко

СНОБ
Меланжевые войны Меланжевые войны

Выгодно ли превращать ресурсы в оружие

N+1
«Порез»: как девушки-подростки живут с ментальными расстройствами «Порез»: как девушки-подростки живут с ментальными расстройствами

Отрывок из романа «Порез» о долгом пути к преодолению душевных травм

Forbes
Актриса Джессика Альба разводится с мужем после 16 лет брака. Почему даже самые крепкие и долгие отношения терпят крах? Актриса Джессика Альба разводится с мужем после 16 лет брака. Почему даже самые крепкие и долгие отношения терпят крах?

Что может стать причиной разрыва для долгого союза?

Psychologies
Второе дыхание крипты Второе дыхание крипты

Почему криптоиндустрия возлагает надежды на Дональда Трампа

Ведомости
Здоров ли сайт: как провести аудит самостоятельно и когда привлекать специалистов Здоров ли сайт: как провести аудит самостоятельно и когда привлекать специалистов

Как самостоятельно выявить слабые места сайта?

Inc.
Только не перезванивайте: 5 простых способов, как узнать, кто звонил с неизвестного номера Только не перезванивайте: 5 простых способов, как узнать, кто звонил с неизвестного номера

Как понять, что с незнакомого номера звонит злоумышленник?

ТехИнсайдер
Подкормка для экспорта Подкормка для экспорта

Россия второй год подряд увеличивает объемы поставок удобрений на внешние рынки

Ведомости
Открыть в приложении