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

50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения 50 вопросов, которые помогут построить более глубокие отношения

О чем спросить человека, чтобы действительно узнать его лучше?

Psychologies
Необычный психологический тест: выберите один из квадратов и узнайте, что беспокоит вас в данный период жизни Необычный психологический тест: выберите один из квадратов и узнайте, что беспокоит вас в данный период жизни

Что же волнует именно вас в данный момент? Простой психологический тест

ТехИнсайдер
Вопрос длины: как правильно подшить брюки Вопрос длины: как правильно подшить брюки

Рассказываем, как самостоятельно подшить вещь в домашних условиях

VOICE
Герман на холме Герман на холме

Поколениями немцы пытались представить, от кого Арминий мог освободить Германию

Дилетант
Аx, белый теплоход… Аx, белый теплоход…

Astondoa Ax8 — моторная яхта-кроссовер из стеклопластика

Y Magazine
Раскрыт нейронный механизм, который связывает рабочую и долговременную память Раскрыт нейронный механизм, который связывает рабочую и долговременную память

Ученые нашли нейроны гиппокампа, которые отвечают за рабочую и долгую память

ТехИнсайдер
Рыбная отрасль на спаде Рыбная отрасль на спаде

Как рыбный сегмент завершил 2024 год и чего ожидать в 2025-м

Агроинвестор
3 шага, чтобы из любовного треугольника снова сделать пару 3 шага, чтобы из любовного треугольника снова сделать пару

В каждом любовном треугольнике есть третья сторона — и с ней нужно расстаться

Psychologies
Ксерокс, термос и аспирин: 10 названий брендов, которые стали именами нарицательными Ксерокс, термос и аспирин: 10 названий брендов, которые стали именами нарицательными

Эскалатор, пинг-понг, фрисби — слова, которые раньше были названиями брендов

ТехИнсайдер
Стали не хватает строек Стали не хватает строек

Что повлияло на снижение производства стали в России в 2024 году?

Ведомости
Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских Карельские медведи оказались самыми подвижными среди европейских

Свободнее всего в Европе пространство осваивают карельские медведи

N+1
Андрей Житинкин: «Актер хуже слона! Он запоминает обиду на всю жизнь» Андрей Житинкин: «Актер хуже слона! Он запоминает обиду на всю жизнь»

Десять острых вопросов режиссеру Андрею Житинкину

Коллекция. Караван историй
Блокада Ленинграда: призраки войны на улицах города Блокада Ленинграда: призраки войны на улицах города

Пронзительные коллажи Сергея Ларенкова в годовщину снятия блокады Ленинграда

Maxim
Возвращение Возвращение

Как пятиминутный разговор вырос за год в выставку «Обретенный сад»

Afternoon Seasons of life
Первая иранская женщина-министр: история Фаррухру Парсы Первая иранская женщина-министр: история Фаррухру Парсы

Фаррухру Парса была первой женщиной в Иране, занявшей пост министра

ТехИнсайдер
Аналоги YouTube в России в 2025 году: 5 альтернативных сервисов Аналоги YouTube в России в 2025 году: 5 альтернативных сервисов

Какие аналоги видеохостинга могут стать конкурентами YouTube

Inc.
Иван Краско Иван Краско

Когда началась война, патриарху сцены Ивану Краско было 11...

Собака.ru
Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом Плюшеголовые сойки не сумели воспользоваться инструментом

Плюшеголовые разноцветные сойки не могут решить задачу с инструментами

N+1
Как снять защиту записи флешки: избавляемся от ошибки «диск защищен» Как снять защиту записи флешки: избавляемся от ошибки «диск защищен»

Как снять защиту записи с флешки usb, если диск защищен?

CHIP
Плавучие концлагеря Третьего Рейха: Печальный конец Плавучие концлагеря Третьего Рейха: Печальный конец

Об эвакуации главных концлагерей в связи с приближением британских войск

Наука и техника
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
Почему витамины обозначаются буквами, а группа В еще и цифрами? Почему витамины обозначаются буквами, а группа В еще и цифрами?

Когда и как были открыты витамины и почему получили именно такие названия?

ТехИнсайдер
Выдох красоты: памяти Дэвида Линча Выдох красоты: памяти Дэвида Линча

О Дэвиде Линче, его темных очках и светлом будущем

РБК
Как увидеть парад планет 21 января 2025 года? Интересные факты и простой ответ! Как увидеть парад планет 21 января 2025 года? Интересные факты и простой ответ!

Шесть планет встанут в ровный ряд на небе, — и вот как их можно увидеть!

ТехИнсайдер
Вредные советы счастливой семье Вредные советы счастливой семье

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

Afternoon Seasons of life
Скажите «сыр»: почему люди практически всегда улыбаются на фотографиях Скажите «сыр»: почему люди практически всегда улыбаются на фотографиях

Почему мы автоматически улыбаемся перед камерой, как зародился этот феномен?

ТехИнсайдер
В 2024 году британец плыл 62 часа в ледяной воде реки Юкон! Вот сколько километров он преодолел В 2024 году британец плыл 62 часа в ледяной воде реки Юкон! Вот сколько километров он преодолел

Ультрамарафонец Росс Эджли преодолел сотни километров по ледяным водам реки Юкон

ТехИнсайдер
Без единого шурупа Без единого шурупа

Механики СПбГУ на первой космической стройке

Санкт-Петербургский университет
Онегин, любовь и роботы Онегин, любовь и роботы

Что было бы с героями литературы, окажись в их руках приложение для знакомств?

Afternoon Seasons of life
Почему фильм «Крейвен-охотник» о супергерое с русскими корнями провалился в прокате Почему фильм «Крейвен-охотник» о супергерое с русскими корнями провалился в прокате

Почему экранизация комикса с саундтреком-колыбельной провалился в прокате

Forbes
Открыть в приложении