Как исследования здоровья космонавтов помогают землянам?

У космонавтов работа за пределами этого мира. Они встречают закаты и рассветы по 16 раз в день, а за недели и месяцы на орбите их тело сильно меняется. Они теряют мышечную и костную массу, и затрагиваются многие аспекты их здоровья. 

Космонавт Европейского космического агентства (ЕКА), Лука Пармитано, рассказывает Euronews, как они посвящают себя науке: «Мы отправляемся в космос вовсе не ради видов или его красоты. Мы не туристы. Профессиональные космонавты работают только ради науки, технологии и, конечно, поддержания космической станции».

Центром самых интригующих исследований здоровья космонавтов является Берлин.

Исследователи Шарите — Медицинского университета Берлина разработали новый, уникальный налобный сенсор, который определяет температуру тела космонавтов. Доктор Ханнс-Кристиан Гунга, профессор физиологии, объясняет: «Мы хотим знать температуру мозга, потому что мозг — самый важный орган, и не только для космонавтов, но и для всех людей».

Удивительным открытием стал тот факт, что у космонавтов, которые занимаются физическими упражнениями каждый день, центральная температура тела выше в космосе, чем на Земле. И никто не может объяснить почему.

«Это может повлиять на все, что они делают», — объясняет профессор Гунга. «Мозг — очень чувствителен к любым изменениям температуры. Например, это касается времени осознания, восприятия или принятия осознанных решений — вам понадобится больше времени, если у вас повышенная температура».

По мере продолжения исследования профессор Гунга также адаптирует налобный сенсор температуры для пользователей на Земле, от пожарных до работников послеоперационных. Он объясняет, почему инновации в области здоровья космонавтов так важны на Земле: «Нам нужно оборудование, которое было бы неинвазивным, несложным в использовании, легким, прочным и которое работало бы на батареях. Все, чтобы оно могло подходить космонавтам в космосе».

Космическое решение проблемы боли в спине?

Свободное плавание в космосе может казаться мечтой, но и оно приносит свои проблемы. Больше половины космонавтов жалуются на боли в спине, как и примерно половина жителей Земли. «Я точно чувствовал, что мой позвоночник удлинялся на орбите, потому что мышцы постоянно тянулись, — рассказывает Пармитано. — Я чувствовал сильную боль в спине. А по возвращении все наоборот».

Решение проблемы возможно уже на подходе благодаря Нортумбрийскому университету в Ньюкасле, Англия. Команда лаборатории по космической медицине и реабилитации уверена, что они нашли способ стимулировать мышцы вокруг позвоночника, используя новый тренажер. «В данный момент наша участница Кирсти занимается на нашем функциональном реадаптивном тренажере (Functional Readaptive Exercise Device), мы называем его кратко FRED», — говорит Эндрю Уиннард, лектор по биомеханике.

Упражнения для бедер, ног и ступней сначала кажутся простыми. Но на самом деле такие круговые движения — очень сложные, так как механизм сопротивления был изъят из тренажера. Профессор Ник Каплан объясняет: «Так как нет сопротивления движению, которое было бы на обычном тренажере, Кирсти приходится создавать собственное сопротивление в ногах. Поэтому пока одна нога тянется вниз под действием гравитации, вторая нога вынуждена сопротивляться движению первой, чтобы не дать ей провалиться».

Команда сейчас хочет отправить похожий тренажер на МКС, чтобы его попробовали космонавты, а тем временем сами они испытывают его на тех жителях Ньюкасла, кто страдает от болей в спине. «Со всей работой, которую мы проделываем над FRED, мы надеемся, что сможем применить его для ускорения реабилитации для каждого, у кого есть боли в нижней части спины, обусловленные сидячим образом жизни в офисе», — говорит Уиннард.

Уже более двух десятилетий МКС является вторым домом для космонавтов. За это время благодаря инновациям многие области продвинулись вперед, в том числе телемедицина — предоставление помощи по здоровью на расстоянии.

В техническом центре Европейского космического агентства в Нидерландах инженер Арно Рунж демонстрирует прототип телемедицины, который позволит доктору управлять с Земли ультразвуковым аппаратом, находящимся на космической станции, используя робототехнический интерфейс. Идея состоит в том, чтобы космонавт привел аппарат в нужное положение на своем теле в той точке, где он хочет получить снимок. А доктор на Земле будет использовать пульт управления для контроля движений ультразвука.

Космонавты — идеальные пациенты для опытов

Исследования в космосе, связанные с областью здоровья, покрывают большой ряд областей: от когнитивных упражнений до новых лекарственных препаратов. Сами космонавты — идеальная комбинация пациентов-волонтеров и научных ассистентов.

«Мы знаем, что они едят, какие упражнения они выполняют, мы знаем их паттерны сна, — говорит профессор Каплан. — Поэтому у нас есть контролируемая популяция без отягощающих факторов, которые вы обычно видите среди общего населения Земли».

Конечно, космос — особенный, и он позволяет проводить эксперименты, которые приводят к новым открытиям. «На Земле невозможно убрать один фактор, и это стремление к центру Земли, то есть гравитацию, — говорит Пармитано Euronews. — На орбите мы можем проводить эксперименты без учета гравитации. И несмотря на то что наука остается той же, результаты всегда будут другими».

Эти результаты учат нас многому касаемо человеческой физиологии; эти уроки должны помочь и нам, землянам. По мнению Рунжа из ЕКС: «Технологии, которые будут поддерживать здоровье космонавтов во время их миссий на Марс, будут теми же технологиями, которые смогут использовать наши дети и внуки».

Люди еще недостаточно эволюционировали для жизни на орбите, но то, что учит нас жить там, помогает нам знать больше о том, как оставаться здоровыми на Земле.