Медицинский стенд подготовит путешественников к полетам на другие планеты
В России создали стенд для диагностики космической болезни движения, проявление которой может стать серьезной помехой для будущих полетов на Луну и Марс. Внедрение новой техники должно повлиять на процесс отбора и тренировки космонавтов, а также улучшить проверку и лечение вестибулярных нарушений, с которыми люди сталкиваются на Земле.
Конфликт среднего уха
Космическая болезнь движения (КБД) — патологическое состояние, с которым сталкивается около трети космонавтов. Как правило, она начинает проявляться сразу после того, как человек попадает в условия невесомости, и бывает вызвана необычной реакцией отолитовых органов вестибулярного аппарата. Они находятся в среднем ухе человека. Получаемые от них сигналы входят в противоречие с информацией, исходящей со стороны других чувствительных систем организма, — в итоге это вызывает сенсорный конфликт.
Член экипажа Международной космической станции во время сна
Источник изображения: Фото: NASA/Carissa Callini
В результате возникают такие симптомы, как постоянная тошнота и рвота, головокружение, а также появление разного рода иллюзий (например, ощущение постоянного вращения). Они мучают космонавта в течение нескольких дней после старта — до тех пор, пока мозг не адаптируется к новым условиям восприятия.
Справка "Известий"В среднем ухе есть два ключевых элемента, с помощью которых человек определяет положение своего тела и чувствует его перемещение в пространстве.
Первый из них — это так называемые полукружные каналы, которые определяют угловые ускорения и реагируют всякий раз, когда вы поворачиваете голову в сторону. Работают они за счет того, что при таких изменениях приходит в движение наполняющая их жидкость, что фиксируется специальными сенсорными волосками — куполами. Второй элемент — отолиты (датчики линейных ускорений и гравитации), которые реагируют, когда человек поднимается в лифте или резко нажимает на газ за рулем автомобиля. Именно этот орган кардинально меняет свою функцию при отсутствии гравитации, после чего начинают проявляться симптомы КБД.
Упасть на Марсе
Такое положение вещей не делает предрасположенность к КБД чем-то критичным для членов экипажей МКС, поскольку длительность их работы на станции значительно превышает срок привыкания организма к невесомости. Однако ситуация в корне меняется, если речь идет о перспективных полетах, предполагающих высадку космонавтов на поверхности Луны или Марса.
Космонавты "Роскосмоса" Михаил Корниенко, Сергей Волков и астронавт NASA Скотт Келли (слева направо) после приземления
Источник изображения: Фото: РИА Новости/Кирилл Кудрявцев
— Когда космонавты возвращаются с орбиты на Землю, симптомы болезни движения возникают вновь и продолжаются до того момента, пока организм снова не перестроится в соответствии с появлением гравитации, — рассказал заведующий отделением "Физиология и патология слуховой и вестибулярной систем" Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН профессор Эдуард Мацнев. — То же самое, согласно наблюдениям американских астронавтов, работавших на лунной поверхности, происходит и в случае посадки на спутник, а следовательно, может иметь место во время будущей миссии на Марс. При этом симптомы болезни могут буквально вывести человека из равновесия и не дать подняться на ноги без посторонней помощи.
Технология отбора
По этой причине особенно актуальной задачей ученых ИМБП РАН стала разработка диагностического оборудования для выявления предрасположенности к болезни у кандидатов в космонавты. А также создание специального тренажера, который мог бы тренировать их вестибулярный аппарат для снижения интенсивности и продолжительности симптомов.
Установка "Вега"
Источник изображения: Фото: ИМБП РАН
Обе эти функции были реализованы в установке "Вега", которая способна провоцировать кратковременное возникновение симптомов КБД в земных условиях, имитируя воздействие невесомости на вестибулярный аппарат человека. Для этого она вращает испытуемого вокруг продольной оси тела в горизонтальном положении со скоростью 24 оборота в минуту. Такое воздействие обеспечивает микрогравитационное перераспределение жидкостей внутри среднего уха, которое происходит в условиях реального космического полета.
Установка "Вега"
Источник изображения: Фото: ИМБП РАН
Во время проведения диагностики на стенде ощущение вращения пропадает уже через 30–60 секунд после начала тестирования. Затем возникает "ре-ориентация" вестибулярного аппарата относительно вектора гравитации, вызывающая симптомы заболевания, рассказала заведующая отделом клинико-диагностических исследований и экспертизы Института медико-биологических проблем РАН доктор медицинских наук Елена Сигалева. По завершении тестирования их выраженность оценивается по 16-балльной шкале, после чего можно сделать заключение о степени предрасположенности испытуемого к КБД.
При умеренной предрасположенности космонавтам могут понадобиться дополнительные подготовительные тренировки.
В настоящее время для купирования симптомов КБД используются специальные лекарства. Однако побочные эффекты, вызванные приемом препаратов (головокружение, тошнота, сонливость), серьезно снижают работоспособность космонавтов, что вынуждает ученых вернуться к активному проведению вестибулярных тренировок, отметил заместитель начальника медицинского управления Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина Рустем Каспранский.
— Сейчас мы используем для этого вращающиеся кресла, которые позволяют смягчить симптомы болезни движения, — сообщил он. — Думаю, что применение стенда "Вега" тоже может быть результативным, но точно об этом можно будет сказать только после проведения соответствующего тестирования.
Средство против качки
Помимо тестирования будущих космонавтов "Вега" может использоваться для диагностики и лечения некоторых вестибулярных нарушений, возникающих у людей в земных условиях, — в частности, такого распространенного заболевания, как доброкачественное пароксизмальное позиционное головокружение. Также новая установка годится и для тренировки людей, склонных к укачиванию в транспорте.
— Стенд действительно может оказаться полезным в качестве средства для снижения последствий укачивания путем тренировки вестибулярного аппарата, — отметил профессор кафедры неврологии Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования Максим Замерград. — Правда, с помощью новой техники можно работать только с теми состояниями, которые вызваны рассогласованием сигналов от органов, находящихся внутри среднего уха (так называемых полукружных каналов и отолитовых рецепторов).
Космонавт Борис Волынов в состоянии невесомости в период подготовки к космическому полёту, 1965 год
Источник изображения: Фото: РИА Новости
Это лишь один из видов сенсорных конфликтов, провоцирующих укачивание и болезнь движения. Другой причиной неприятных симптомов может быть конфликт сигналов, поступающих от вестибулярного аппарата и зрения. Поэтому, говоря о перспективах новой техники, нужно подразумевать ее использование в составе комплекса средств, который будет учитывать все возможные причины заболеваний, добавил Максим Замерград.
В настоящее время стенд "Вега" успешно прошел испытания на группе добровольцев, состоящей из 14 человек (включая восемь космонавтов, у которых болезнь проявлялась во время полета).
При получении достаточного финансирования запуск мелкосерийного производства нового стенда и его внедрение в медицинскую практику могут быть организованы в течение одного года.
Борис Ангарский
