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

Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга

Видеонаблюдение влияет на работу мозга, причем на бессознательном уровне

ТехИнсайдер
«Ия, бросай всех и выходи за меня замуж!» — говорил Ефремов Саввиной «Ия, бросай всех и выходи за меня замуж!» — говорил Ефремов Саввиной

Я не актриса и по характеру, и по воспитанию

Коллекция. Караван историй
В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей

Ученые проанализировали больше тысячи фрагментов костей из грота Мандрен

N+1
«Работа с умными детьми мотивирует меня заниматься наукой» «Работа с умными детьми мотивирует меня заниматься наукой»

Астроном Борис Эскин уже 20 лет готовит школьников к олимпиадам мирового уровня

Санкт-Петербургский университет
Мыло, наждачка, присадка: 4 способа очистки катализатора своими руками Мыло, наждачка, присадка: 4 способа очистки катализатора своими руками

Как вдохнуть в катализатор вторую жизнь

ТехИнсайдер
Климат «вышел за флажки» Климат «вышел за флажки»

К чему приведет рост средней глобальной температуры более чем на 1,5 градуса

Монокль
Рыбная отрасль на спаде Рыбная отрасль на спаде

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

Агроинвестор
Простые вещи, которые делают нас человечнее Простые вещи, которые делают нас человечнее

Психолог Катерина Мурашова — про отсутствие эмпатии у современных детей

СНОБ
Контролируя неравновесность Контролируя неравновесность

Программа для анализа CO₂ поможет в космосе и на Земле

Санкт-Петербургский университет
Подсказанный Солнцем Подсказанный Солнцем

Какое вещество сперва нашли не на Земле

Санкт-Петербургский университет
Какую иномарку купить дешевле ₽1 млн. 5 достойных альтернатив Lada Granta Какую иномарку купить дешевле ₽1 млн. 5 достойных альтернатив Lada Granta

Иномарки, которые можно купить за ₽1 млн: список

РБК
4 признака того, что вы знаете своего партнера слишком хорошо 4 признака того, что вы знаете своего партнера слишком хорошо

Признаки того, что вы видите вместо своего партнера набор шаблонов

Psychologies
Фридрих Шиллер Фридрих Шиллер

Почему Шиллера боялись трогать — не только же из-за трудностей перевода?

Дилетант
Синдром суперженщины: в чем причины выгорания и как выйти из борьбы за медаль идеальности Синдром суперженщины: в чем причины выгорания и как выйти из борьбы за медаль идеальности

Как думаешь, что общего у образа идеальной суперженщины с реальностью?

VOICE
Редевелопмент и жизнь Редевелопмент и жизнь

Где ставить запятую во фразе «консервировать нельзя реконструировать»?

Собака.ru
Трамп затеял perestroika Трамп затеял perestroika

Получится ли у Дональда Трампа перекроить правила мироустройства?

Монокль
Вытравливание буллинга Вытравливание буллинга

Что такое службы медиации и как они помогут справиться с травлей в школах

Ведомости
Как Тимоти Шаламе не превратился в тарантула — «Боб Дилан. Никому не известный» Как Тимоти Шаламе не превратился в тарантула — «Боб Дилан. Никому не известный»

Каким получился (и каким не получился) «Никому не известный»

СНОБ
«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
Princess S80. Чæстное мнение Princess S80. Чæстное мнение

Экстерьер, компоновка, отделка интерьера и ходовые качества Princess S80

Y Magazine
Гингивит: десна болит Гингивит: десна болит

Что делать, если десны воспалились?

Лиза
Как понять, что ваш босс — нарцисс: 6 не оставляющих сомнений признаков Как понять, что ваш босс — нарцисс: 6 не оставляющих сомнений признаков

Как вести себя, если ваш босс — нарцисс?

Psychologies
Елена Муравьева: «Клоунский нос тебя защищает, дает силы и возможность быть собой» Елена Муравьева: «Клоунский нос тебя защищает, дает силы и возможность быть собой»

Больничная клоунада не про актерские амбиции, а про понимание ситуации

Коллекция. Караван историй
«Смерть — единственная вещь, которая всех объединяет»: Никита Ефремов о буддизме, нейросетях и кризисе среднего возраста «Смерть — единственная вещь, которая всех объединяет»: Никита Ефремов о буддизме, нейросетях и кризисе среднего возраста

Актер Никита Ефремов — про буддистский взгляд на мир и работу в Голливуде

Psychologies
«Мы совершили инженерный подвиг» «Мы совершили инженерный подвиг»

Генеральный директор Группы ПТК — о создании путевых машин в России

Монокль
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
Что получится, если скрестить автомобиль с коптером: концепт первой отечественной летающей машины Что получится, если скрестить автомобиль с коптером: концепт первой отечественной летающей машины

Футуристические идеи о летающем транспорте могут обрести материальную форму

ТехИнсайдер
Сладкая правда Сладкая правда

Не все знают, что и у сахарозаменителей есть свои плюсы и минусы

Лиза
«Родился без кожи на ножках»: мотивирующая история о том, как мать особенного ребенка научилась жить полной жизнью «Родился без кожи на ножках»: мотивирующая история о том, как мать особенного ребенка научилась жить полной жизнью

Последние 10 лет жизнь Виктории Ключниковой была наполнена тяжелыми вызовами

Psychologies
Мария Каллас. Обманутые надежды Мария Каллас. Обманутые надежды

У тебя могут быть талант, слава и деньги, но они не сделают тебя счастливой

Караван историй
Открыть в приложении