Изоляция, имитация невесомости, гравитация. Студенческий тур в ИМБП РАН

16.08.2024 Портал "Научная Россия" 16837
Фото: Елена Либрик

Космическая медицина, в отличие от медицины клинической, изучает здорового человека, его поведение и реакции организма на экстремальные факторы, которая преимущественно исследует возможность вылечить человека. В России ведущим научным институтом в этой области остается Институт медико-биологических проблем РАН.

Изоляционный эксперимент SIRIUS-23, который завершится в ноябре, исследования влияния состояния невесомости на организм человека в ваннах сухой иммерсии, центрифуга короткого радиуса, которая в перспективе может создать искусственную гравитацию на борту космического корабля и стать еще одним фрагментом системы профилактики для космонавтов. Об этих исследованиях 14 августа в ИМБП РАН рассказали студентам российских вузов. В институте в рамках нацпроекта «Наука и университеты» прошел студенческий тур, организованный порталом «Научная Россия».

Стенды и экспериментальные установки ИМБП РАН ― это передовые и уникальные научные объекты. В рамках национального проекта «Наука и университеты» был создан Научный центр мирового уровня Павловский центр «Интегративная физиология ― медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости», в который входит ИМБП РАН. Ряд исследований проходит в рамках нацпроекта.

«В рамках нацпроекта “Наука и университеты” мы входим в консорциум четырех университетов и создаем большой НЦМУ Павловский центр. Мы проводим ряд разработок, связанных с изучением человека в условиях экстремальной среды, например в условиях изоляции: это проект SIRIUS-23: один из главных участников этого эксперимента ― это НЦМУ Павловский центр. Мы также  проводим эксперименты на стендовых базах. На стенде “Сухая иммерсия” изучаем электромиостимуляцию и возможность создания приборов, которые можно применять в здравоохранении.  В рамках работ по нацпроекту и в рамках НЦМУ Павловский центр мы выполняем разработки, связанные с системой виртуальной реальности, как средства психологической поддержки в условиях изоляции», ― рассказал руководитель пресс-службы ИМБП РАН Олег Волошин.

В изоляции на год

В ходе студенческого тура гостям института рассказали про изоляционный эксперимент SIRIUS-23, который проходит с ноября прошлого года. В наземном экспериментальном комплексе шесть участников имитируют годовую лунную миссию. В исследовании ученые изучают влияние долгой изоляции на поведение людей и новые психологические методики.

«В космическом полете существуют риски, в том числе со стороны физиологии. Это радиация, измененная гравитация в длительном космическом полете, а также один из серьезных рисков ― длительная изоляция. Космический корабль ― это искусственная среда обитания, в которой находится экипаж ― малая группа людей. От психологического фактора зависит в том числе успешность выполнения миссий. А учитывая, что любой космический полет ― это дорогостоящее мероприятие, изначально необходимо просчитать все риски. Изоляционные эксперименты и направлены на изучение этих рисков. Мы изучаем новые психологические методики, например, методики расслабления, в том числе с использованием VR-систем. Разработаны психологические тестирования, которые уже проводятся нашими сотрудниками на Международной космической станции», ― рассказала врач-хирург, младший научный сотрудник отдела оперативного управления медицинским обеспечением космических полетов, участница проекта SIRIUS-21 Виктория Кириченко.

По легенде эксперимента экипаж летит на орбиту Луны, и совершает несколько выходов на поверхность спутника Земли. Для симуляции используются системы виртуальной реальности и механизм подвешивания исследователя, который  помогает имитировать лунную гравитацию ― этот этап исследования проходит в отдельном модуле, имитирующем поверхность Луны. Эксперимент SIRIUS-23 завершится в ноябре этого года.

Имитация невесомости

Стенд «Сухая иммерсия» в ИМБП РАН ― это модель невесомости. Испытателя на специальной пленке погружают в ванну с водой, создавая таким образом безопорное пространство. Организм начинает реагировать на такую среду как на космический полет, а ученые исследуют процессы адаптации организма, отрабатывают системы реабилитации и оценивают психологическое восприятие непривычной среды. А если говорить о практическом применении, то ванны сухой иммерсии используют в косметологии как расслабляющий элемент или для реабилитации детей с ДЦП.

Испытатели проводят в ваннах по несколько суток, самый длительный эксперимент проходил в течение 56 дней. Участники живут по циклограмме, их просят минимизировать количество движений, а при необходимости провести исследования вне стенда их вывозят на каталке для того, чтобы лишний раз не нагружать мышцы и сохранить чистоту эксперимента.  Исследования, связанные с моделированием невесомости с помощью иммерсии, проходят в ИМБП РАН с 1970-х гг., и до сих пор ученые находят новую информацию.

«Обычно в медицинских исследованиях счет идет на сотни, а то и на тысячи испытателей. У нас счет идет хорошо, если на десятки, выборка в эксперименте очень небольшая. Поэтому мы собираем данные и даже ищем данные советских времен, чтобы сравнивать опыт. В этом году мы будем проводить так называемый чистый эксперимент. То есть только погружение в сухую иммерсию без профилактики, а в следующем году проведем исследование с электромиостимуляцей и будем сравнивать, какой эффект дает электромиостимуляция при сухой иммерсии», ― рассказали ученые ИМБП РАН.

Сейчас в ИМБП РАН объявлен набор исследователей для участия в эксперименте. Подробности можно найти в социальных сетях института.

Искусственная гравитация

Еще один уникальный научный стенд ИМБП РАН ― центрифуга короткого радиуса, с помощью которой ученые могут создать искусственную гравитацию в условиях космического полета.

Задача крупных центрифуг, установленных в Центре подготовки космонавтов, ― познакомить космонавтов с перегрузками и научить управлять кораблем в условиях этих перегрузок. У аппарата в ИМБП задача другая ― воспроизвести гравитацию, которая в перспективе может стать еще одним элементом системы профилактики, наравне с физическими нагрузками, которыми космонавты сегодня занимаются по два часа ежедневно.

«Какие средства профилактики есть на борту космической станции? Обязательное средство ― это беговая дорожка, по которой космонавт бегает в условиях невесомости. Есть велотренажеры, силовые тренажеры, резиновые силовые элементы. Используется система электромиостимуляции и специальные костюмы. Экспериментальные тесты показали, что этих систем профилактики недостаточно, чтобы полностью нивелировать эффект невесомости. <…> Центрифуга короткого радиуса восстанавливает для организма гравитацию.  Исследователи, которые занимаются вопросами гравитационной физиологии, говорят, что это единственный тренажер, который может восстановить тургор ― давление жидкости на сосуды», ― рассказал руководитель пресс-службы ИМБП РАН Олег Волошин.

Такая установка может появиться на Российской орбитальной станции, которую планируют отправить на орбиту к концу десятилетия.

Материал подготовлен при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

 

19:30 «Зелёный банк». Документальный фильм (с субтитрами). 12+
20:00 Новости 12+
20:07 Путешествие по Малайзии с Джоном Тородом. Ипох 12+
20:30 Вкус путешествий. Индонезия. Бали. 12+
Получайте лучшие новости от Большой Азии

Подпишитесь на рассылку последних новостей.

Абхазия Азербайджан Армения Афганистан Бангладеш Бахрейн Бруней Бутан Восточный Тимор Вьетнам Грузия Израиль Индия Индонезия Иордания Ирак Иран Йемен Казахстан Камбоджа Катар Кипр Киргизия Китай КНДР Кувейт Лаос Ливан Малайзия Мальдивские Острова Монголия Мьянма Непал ОАЭ Оман Пакистан Палестина Республика Корея Россия Саудовская Аравия Сингапур Сирия Таджикистан Таиланд Туркменистан Турция Узбекистан Филиппины Шри-Ланка Южная Осетия Япония