Биолог Елена Томиловская: Чем больше мы узнаём, готовясь к дальним полётам, тем больше новых вопросов перед нами встаёт

– Елена, в статье, опубликованной Вами и Вашими коллегами в «Медицинском журнале Новой Англии» в 2018 году, говорится, что в результате длительного пребывания на орбите в височной коре головного мозга космонавтов изменяется объём серого и белого вещества. Почему так происходит? Восстанавливается ли объём со временем?

– Речь идёт о снижении объёмов серого вещества в определённых участках мозга. Как показали исследования, проведённые нашим международным научным коллективом, это, по-видимому, является следствием перемещения жидкости в краниальном направлении, которое наблюдается в условиях невесомости.

В нашей статье Brain ventricular volume changes induced bylong-duration spaceflight  («Изменения объёма желудочка мозга, вызванные длительным космическим полётом»), вышедшей в этом году в журнале PNAS, подробно описан этот феномен – увеличение размеров желудочков мозга.

Перераспределение спинномозговой жидкости оказывает влияние и на различные отделы мозга. Мы не говорим об уменьшении количества серого или белого вещества, мы только видим изменение их объёмов, и это может быть просто следствием механического воздействия увеличившихся объёмов жидкости. Через шесть месяцев после завершения полёта в большинстве исследуемых показателей наблюдается возвращение к исходным значениям, что также свидетельствует в пользу функциональной, адаптационной природы этих изменений.

Визуализация Асгардии. Автор: James V

– Есть ли средство как-то повлиять на процесс перераспределения  спинномозговой жидкости или остановить его, когда человек находится в космосе? 

– Эффект перераспределения жидкости можно компенсировать при помощи ОДНТ (отрицательного давления на нижнюю половину тела), окклюзионных манжет, искусственной гравитации и т.д. Стоит ли применять эти средства постоянно, в ежедневном режиме, спорный вопрос. 

По имеющимся данным, обнаруженные изменения не нарушают когнитивных и жизненно важных функций человека, а в ходе реабилитации после полёта исчезают.  

– Нет ли риска, что последствия этих изменений проявятся позже? Не грозят ли они, к примеру, со временем болезнью Альцгеймера, интеллектуальным снижением работы мозга?

– Таких данных у нас нет, в литературе я их тоже не встречала. Космонавты, многократно выполнявшие длительные космические миссии, находятся в хорошей физической и интеллектуальной форме.

– Начиная с 2018 года на базе Института медико-биологических проблем РАН в рамках подготовки к лунной миссии проводятся международные исследования по влиянию невесомости на организм человека. Добровольцы по три недели проводят лёжа в иммерсионных ваннах. Для них частично воссоздаются условия пребывания в невесомости. Как результаты эксперимента помогут будущим колонизаторам Луны?

– В нынешних экспериментах с сухой иммерсией пока участвуют только российские добровольцы. И эта серия экспериментов проводится впервые в мире. 

Модель сухой иммерсии была разработана в ИМБП ещё в 1970-х годах для декондиционирования основных физиологических систем организма с целью исследования эффектов от коротких космических полётов. 

Эксперименты, которые проводились в течение многих лет, показали практически полное соответствие изменений под воздействием иммерсии тем изменениям, которые наблюдаются в различных системах организма после 7–10-суточных полётов. 

Именно эти исследования позволили сформулировать и подтвердить гипотезу о триггерной, запускающей роли опорной афферентации в развитии целого комплекса изменений в сенсомоторной и других системах организма (ведь в иммерсии гравитация присутствует, а опора – как раз нет). 

Визуализация Асгардии. Автор: James V

Единственный эксперимент с большой длительностью иммерсии был проведён также в 70-х годах, когда подтверждали пригодность самой модели и испытывали различные подходы к профилактике негативных эффектов микрогравитации. 

В прошлом году мы начали эксперимент с 21-суточным пребыванием добровольцев в  условиях сухой иммерсии. Сейчас перед нами стоит задача изучения хронических, а не только острых эффектов. 

Результаты этих экспериментов позволят описать динамику происходящих изменений, выявить возможные риски для здоровья и функциональной работоспособности космонавтов в полёте к Луне и последующей работе на её поверхности, а также усовершенствовать подходы к профилактике наблюдаемых нарушений. 

В частности, в этом году мы начинаем новый эксперимент, в котором на фоне иммерсионного воздействия будут применяться регулярные вращения на центрифуге короткого радиуса (искусственная гравитация). Результаты применения искусственной гравитации в таких условиях мы будем сравнивать с результатами группы добровольцев, не применяющих никаких профилактических воздействий. Таким образом мы сможем определить эффективность этого метода.

Визуализация Асгардии. Автор: James V

– Как считаете, на чём сейчас учёным стоит сосредоточиться в первую очередь, чтобы второй полёт на Луну и первый полёт в дальний космос состоялся как можно скорее? Насколько важно, к примеру, создание искусственной гравитации?

Мы научились в какой-то мере противостоять изменениям в различных системах организма с помощью тщательно разработанной программы физической профилактики, которая позволяет фактически не допускать адаптации организма к невесомости и возвращать космонавтов на Землю без серьёзных последствий для их здоровья. 

Однако разработанных мер, конечно, недостаточно для осуществления полётов в дальний космос. Там нам придётся столкнуться, к примеру, с гипомагнитной средой, с особенностями психологического сопровождения в условиях длительной изоляции, задержки связи, невозможности получения оперативной медицинской и психологической помощи и так далее. 

Вопросов, связанных с длительным пребыванием человека в условиях космического полёта, по-прежнему больше, чем ответов. И чем больше мы узнаём, тем больше новых вопросов перед нами встаёт.