Исследование влияния невесомости на организм человека при полете к Луне и обратно началось в Институте медико-биологических проблем (ИМБП) РАН, оно продлится два года, в нем примут участие около 20 человек, рассказала РИА Новости заведующая отделом Института Елена Томиловская.
"Программа исследований рассчитана больше чем на два года. С "сухими" иммерсиями (метод моделирования воздействия невесомости на организм человека, когда испытатель лежит на пленке, погруженной в воду. — Прим. ред.) мы работаем давно, с 1970-х годов, но в большинстве своем это были короткие по срокам эксперименты — от нескольких часов до десяти суток, обычно пять-семь суток. В этот раз испытуемые будут участвовать в эксперименте 21 день. Если мы берем лунную миссию, которая летит туда и возвращается, это будет 14-16 суток, то есть сравнимый срок. Естественно, мы планируем использовать результаты наших исследований для подготовки полета на Луну", — рассказала Томиловская.
Эксперимент будет проводиться в два этапа. На первом десять испытуемых будут лежать в ваннах три недели, находясь под присмотром врачей за две недели до начала эксперимента и две недели после его окончания. Второй этап начнется осенью следующего года, когда аналогичный эксперимент будет сопровождаться серией вращений на центрифуге короткого радиуса, разработанной в ИМБП в качестве прототипа центрифуги для создания искусственной гравитации в космосе.
Исследование проводится ИМБП в инициативном порядке без целевого финансирования. "Есть несколько программ президиума РАН, но в основном проводим исследование за собственные средства Института и отдельных лабораторий", — пояснила Томиловская.
В эксперименте примут участие зарубежные научные коллективы ученых из Румынии, Германии и Швеции.
Кого берут в испытатели
В серии экспериментов сможет принять участие любой желающий. Основные требования: российское гражданство, хорошее здоровье и подходящий возраст.
"Когда мы объявили набор, то получили около ста заявок по объявлению, которое разместили в соцсетях. На этапе отбора количество уменьшилось. Подходящего испытателя найти очень сложно, потому что он должен быть здоровым, в определенных возрастных рамках. Например, слишком молодые испытатели нам не подходят, у них многие физиологические показатели еще не стабильны", — рассказала Томиловская.
В этом году в первом этапе эксперимента примут участие шесть человек, некоторые из них — сотрудники Института, в начале следующего года — еще четверо. Во втором этапе с центрифугой также планируется задействовать десять испытателей. "Десять человек — это уже репрезентативная выборка", — поясняет ученый.
Пока не решено, будут ли это те же самые люди или другие участники, поскольку медики опасаются, что организм человека во второй раз будет быстрее привыкать к "невесомости" и это не позволит получить необходимые научные данные. "Известно, что космонавты, которые летят второй раз, адаптируются к невесомости быстрее и легче", — пояснила она.
К участию в эксперименте приглашались и действующие космонавты, но из-за напряженной подготовки к полету никто из них не изъявил такого желания. "Космонавту участвовать в таких длительных экспериментах фактически невозможно, у них жуткая загруженность по части предполетной подготовки", — рассказала Томиловская.
Она пояснила, что с каждым добровольцем заключается договор на участие в эксперименте. Зарплату испытателя в ИМБП не разглашают. "Но это точно больше, чем получаем мы", — рассказала Томиловская. При этом доброволец может отказаться от продолжения исследования без объяснения причин на любом этапе.
История научного лежания
Как рассказали в ИМБП, меры по профилактике негативного влияния невесомости на организм человека начали разрабатывать в 1970-х годах, после возвращения из полета 17-суточной советской экспедиции. Тогда космонавты вернулись на Землю в критическом состоянии, и врачи решили, что без профилактики просто невозможно проводить полеты большой длительности. Тогда в ИМБП и стали проводить исследования с "сухой" иммерсией. Самый длительный эксперимент, но с использованием средств профилактики прошел тогда же. Он длился 56 суток. После этого проводились в основном только краткосрочные исследования.
"Пять-семь суток воздействия иммерсии достаточно, чтобы получить острые эффекты адаптации к гравитационной разгрузке. Эффекты при этом наблюдаются такие же, как после коротких космических полетов длительностью семь-десять суток. Это снижение мышечного тонуса, а с третьих-четвертых суток начинается атрофия мышц. Атрофируются постуральные мышцы, которые поддерживают позу человека, а нервная система теряет навык управления ими. Если человека после космического полета попросить просто пройти по прямой, то он справится, а если еще и обогнуть препятствия, то возникают сложности. И чем дольше такое воздействие, тем хуже человек выполняет обычные для нас движения", — рассказывает Томиловская.
Она пояснила, что за 40 лет исследований ученые довольно хорошо изучили воздействие эффектов невесомости и знают, что происходит во всех системах человеческого тела через семь суток, но не располагают данными, что произойдет с организмом дальше. Во время космического полета эффекты воздействия невесомости не проверишь — космонавтам положено заниматься физической подготовкой. "У нас космонавты летают по полгода, но у них серьезная физическая нагрузка, а во время посадки еще и перегрузки. То, что мы получаем после полета, это следствие всего космического полета — и физических тренировок, и перегрузок при посадке, а в эксперименте мы будем работать с изолированным воздействием только некоторых факторов — отсутствия опоры, отсутствия весовой нагрузки, ограничения двигательной активности", — пояснила собеседник агентства.
Кроме того, в коротких полетах и наземных экспериментах не успевает развиться негативное воздействие на костную структуру. Трехнедельного эксперимента, как полагают ученые, на это должно хватить. "Мы хотим установить, какие изменения происходят в костной системе. Сейчас у нас таких данных нет", — рассказала Томиловская.
По ее словам, новые данные необходимы для разработки современных средств профилактики негативного воздействия невесомости. Сейчас используются активные методы, такие как физические тренировки, которым космонавты посвящают ежедневно два-три часа в день, и пассивные — электростимуляция мышц, специальные стимулирующие мышцы костюмы и так далее. "Один из перспективных пассивных методов — создание искусственной гравитации с помощью центрифуги короткого радиуса. Наверняка вы читали в книгах и видели в фильмах, как на космических кораблях гравитацию создают с помощью центрифуги. Иногда сами корабли выглядят как большая центрифуга. А вопрос, насколько это действенное средство, остается до сих пор открытым", — сказала ученый.
Именно поэтому во второй серии экспериментов через год участники после некоторого времени нахождения в "сухой" иммерсии будут на носилках перемещаться в помещение с центрифугой и там проходить серию вращений. Центрифуга будет создавать гравитацию, а значит — нагрузку на костно-мышечный аппарат.
Рабочий день
С испытателями, которые лежат в специальных ваннах, постоянно находится бригада из трех человек: врач, лаборант и техник. Они полностью обеспечивают жизнедеятельность участников.
В течение дня испытатели заполняют анкеты, решают тесты, выполняют научные методики, связанные, например, со зрительными иллюзиями, которые возникают из-за того, что в центральной нервной системе происходят перестройки.
"Один из экспериментов называется "Субъективная вертикаль". С помощью джойстика, лежа с закрытыми глазами, участник должен показать верх и низ. Если это делать рукой, то поднять и опустить ее будет просто, а если у вас джойстик в руках и вы должны показать направление, то все воспринимается по другому, у вас нет точки отсчета, вам не от чего оттолкнуться", — рассказывает Томиловская.
Ученые также будут изучать изменение слуха у испытуемых, работу мышц, когда, например, испытуемому нужно будет сделать серию сжатий динамометра, где каждое из последующих сжатий должно быть сильнее.
"Испытатель лежит в майке, трусах и носках. Если им становится холодно, то увеличиваем температуру в ванне. Стандартно температура держится на отметке 33 градуса. Обычно при такой температуре всем комфортно. У нас не бывает, чтобы кто-то мерз", — поясняет представитель ИМБП.
Рацион питания в эксперименте обеспечивается Боткинской больницей, которая готовит его по всем нормам содержания белков, углеводов, калорий. "Это помогает тем научным группам, которые анализируют биохимию крови, состав мочи. Им же важно, что человек съел и выпил", — рассказала Томиловская.
В свободное от научных задач время добровольцы могут читать книги, работать с ноутбуком, пользоваться телефоном и игровой приставкой, время от времени приглашать друзей и родных.
Это еще не конец
По завершении эксперимента его участникам помогут встать на платформу, проверят длительность возможности их нахождения в вертикальном положении без чужой помощи с открытыми и закрытыми глазами. Затем испытание усложнится. Участникам надо будет стоять с подушкой под ногами, удерживая равновесие, пройти по прямой и огибая препятствия, пройти, переставляя ноги пятка к носку.
"Взять, к примеру, космонавтов. Мы их на месте посадки обследуем. После полета они ни одного такого сложного шага сделать не могут. Они практически не справляются, для них это сложная задача. Вопрос в том, чтобы мы поняли, через какое время после посадки космонавты могут выполнять разные двигательные задачи. Например, сейчас, после полугодовых полетов, мы видим, что члены экипажа способны стоять самостоятельно не меньше трех с половиной минут. Мы не просим стоять дольше, чтобы не провоцировать ухудшение состояния. Справляются они и с задачей ходить по прямой, но практически не справляются со сложными задачами. В следующий раз мы тестируем их через трое суток после посадки, когда их показатели очень сильно приближаются к нормальным значениям", — рассказала Томиловская.
После тестирования добровольцев отправят с больницу на взятие мышечной биопсии. Благодаря этому врачи непосредственно смогут посмотреть на то, во что превратились мышцы после 21 суток без нагрузки.
Затем в течение двух недель врачи будут наблюдать за самостоятельным восстановлением организма в условиях земной гравитации. "Если мы им будем помогать, то это будет не кривая восстановления, а восстановление при тренировках. Мы хотим посмотреть, как организм сам восстановится после длительной иммерсии. Участникам будем советовать много не ходить, не заниматься в спортзале", — рассказала Томиловская.
По информации https://ria.ru/science/20181008/1530179806.html
Обозрение "Terra & Comp".
