Исследование адаптивных возможностей человека в условиях длительного пребывания в автономной системе жизнеобеспечения

Успешным полётам человека в космос и созданию сложной технической и медико-биологической системы его жизнеобеспечения на космических станциях предшествовали многолетние исследования по адаптации и изучению резервных возможностей человека, поиску путей повышения его устойчивости в наземных экспериментах с моделированием факторов космического полёта и длительной изоляции в сурдокамерах, имитаторах космических кораблей, а также во время работы в суровых природных условиях (полярные и высокогорные станции, специальные экспедиции в отдаленные необитаемые районы и т.д.). При этом основное внимание уделялось влиянию на человека основных факторов космического полёта: невесомости, гиподинамии, сенсорной изоляции, изменению параметров внешней среды, различного рода перегрузкам.
Моделирование факторов невесомости осуществлялось с ограничением подвижности человека с помощью иммобилизации [13], длительного постельного режима [15], пребывания в ограниченном пространстве экспериментальных камер [1; 5; 6; 17; 19], на специальных самолётах-лабораториях [4; 12]. Однако наиболее приближенными к космическим полетам следует считать наземные эксперименты с длительной изоляцией и максимальной имитацией условий полёта в специальных экспериментальных комплексах с автономной системой жизнеобеспечения [7].
Более полные сведения о результатах этих исследований можно найти в специальных изданиях [2; 3; 7; 14].
Важное место в медико-биологических научных программах в автономных комплексах занимали психофизиологические исследования. Специальных исследований, направленных на объективное изучение нейрофизиологических механизмов и возможных дезадаптационных нарушений регулирующих функций мозга и его системной деятельности, в то время практически не проводилось в связи со сложностью съёма и телеметрической передачи многоканальной электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов, отсутствием у экипажей специалистов, способных выполнять эти методики, отсутствием надёжной аппаратуры и самих подходов к изучению этих сложных функций мозга.
По инициативе директора Института медико-биологических проблем МЗ СССР академика О.Г. Газенко для проведения этих исследований в период 90- и 120-суточного экспериментов в Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) были привлечены сотрудники Лаборатории нейрокибернетики Института экспериментальной медицины АМН СССР, разработавшие оригинальные подходы, позволяющие в биотехнических системах с ЭЭГ-обратными связями изучать авторегуляционные свойства мозга и адаптивную пластичность нейродинамических процессов при воздействии на человека экстремальных факторов внешней среды [9]. Методы были апробированы на полярниках в условиях Антарктиды и оказались достаточно информативными [10].
Основной целью этих исследований являлось изучение роли пластичности нейродинамических процессов и индивидуальных типов механизмов саморегуляции мозга в механизмах адаптации человека к условиям изоляции в замкнутой системе жизнеобеспечения, психологической совместимости экипажа и устойчивости профессиональной деятельности.
К сожалению, результаты этих исследований были представлены только в виде научных отчётов в ИЭМБП МЗ СССР и в открытой печати не публиковались. В связи с тем, что в настоящее время проводятся Международные программы подготовки кандидатов к длительным межпланетным полётам к Марсу, нам представляется, что полученные нами данные в длительных экспериментах в Наземном экспериментальном комплексе могут представлять научный и практический интерес.
Основными факторами, оказывающими отрицательное влияние на человека как в эксперименте, так и в реальных условиях обитания на подводных лодках, полярных станциях является длительная социальная изоляция небольшого по численности коллектива, сенсорная недостаточность, гиподинамия. Следовательно, многие факторы, особенно социальные, оказываются однотипными.
Краткая характеристика условий обитания в экспериментальном комплексе
Наземный экспериментальный комплекс (НЭК) представляет собой модель космического корабля. Это сложное уникальное инженерно-техническое сооружение с комплексом систем жизнеобеспечения рассчитано на длительный автономный режим работы с полной изоляцией от окружающей среды. НЭК предназначен для моделирования условий длительных космических полетов и поэтому имеет больший набор помещений и их объем, чем существующие в настоящее время космические аппараты.
Наши исследования в НЭКе проводились во время 90-суточного и 120-суточного экспериментов. Эксперименты отличались как по численности экипажа, так и по условиям их проведения. В 90-суточном эксперименте принимало участие три испытателя: К-ов, А-ин, М-ов. При проведении этого эксперимента испытатели точно знали о его продолжительности. Они были предупреждены, что замена членов экипажа в ходе эксперимента или досрочный выход из объекта практически исключены и могут быть разрешены только в случае серьезных заболеваний.
С целью изучения устойчивости испытателей к изменению параметров искусственной газовой атмосферы и возникающему при этом стрессу в ходе эксперимента были предусмотрены четыре внезапные аварийные ситуации (имитация неисправности системы жизнеобеспечения). Из них две аварийные ситуации были ложными, в которых специально изменялись только показания контрольно-измерительных приборов и увеличивалась температура и влажность, процентное соотношение газов в атмосфере было в норме.
В 120-суточном эксперименте принимало участие шесть испытателей: П-ин, К-ов, Т-ко, А-ин, Кл-ов, Г-ко. По условиям эксперимента была запланирована поочередная смена отдельных членов экипажа, причем трое из них должны были работать от начала до конца. Испытателям было неизвестно, кого и в какие сроки будут заменять. Таким образом, никто из членов экипажа фактически заранее не знал, сколько дней ему придется провести в НЭКе. На заключительном этапе эксперимента в объект на 4 дня вошло еще 3 человека из числа сотрудников, проводивших эксперимент.