профессор СПбГУ (кафедра патологии)

Александр Евгеньевич Коровин
НЬЮСМЕЙКЕР
заместитель руководителя лаборатории мозаики аутоиммунитета и лаборатории микроангиопатических механизмов атерогенеза СПбГУ, заведующий кафедрой патологии СПбГУ



Леонид Павлович Чурилов
НЬЮСМЕЙКЕР
Кейсы
Когнитивные способности
Медицина
Космос
23.12.24
Исследователи СПбГУ создали способ, который поможет выявлять предвестники нейродегенеративных изменений в мозге космонавтов и вовремя проводить профилактику. Это позволит снизить вероятность совершения ошибок при выполнении задач в космосе и сохранить человеческий ресурс.
Ученые СПбГУ увеличат выносливость космонавтов во время космических миссий
Высокие требования
Разработка ученых Санкт-Петербургского университета позволит достоверно определять, годен ли специалист к космическим полетам, как часто он может их выполнять и сколько способен находиться в открытом космосе.

На космическом корабле огромное количество оборудования. Его обслуживание требует хорошей памяти и умения быстро переключаться с одной задачи на другую. Космонавты обладают этими качествами. Однако из-за сложных условий труда их когнитивные функции могут снижаться, что способно негативно отразиться на результатах их работы. Метод ученых сократит этот риск.
Суть разработки
В основе способа, предложенного исследователями СПбГУ, лежит определение индекса кумулятивного космического воздействия (ИККВ). Его ученые разработали самостоятельно и сформировали на основании данных космонавтов об общем количестве суток в космосе, числе полетов, выходов в открытый космос и сумме проведенного там времени.
«Час за бортом, по нашим расчетам, равен 10 суткам на космическом корабле», — говорит Александр Евгеньевич Коровин, профессор СПбГУ (кафедра патологии). Это значит, что доза радиации всего за 60 минут внекорабельной работы сопоставима с дозой, которую космонавт получит за полторы недели нахождения на борту. Конечно, это большая нагрузка на организм. А ведь помимо излучения во время выполнения космической миссии на человека влияют другие условия, к которым он эволюционно не приспособлен: невесомость, специфический состав воздуха на корабле и дефицит физической нагрузки. Разработанный учеными индекс отражает совокупное (то есть кумулятивное) воздействие всех этих факторов одновременно.
Вместе со значением ИККВ исследователи СПбГУ также предложили определять уровень фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-α) — одного из белков, синтезируемых иммунными клетками. У здорового человека уровень ФНО-α незначительный. Он может подниматься в том числе при длительном стрессе и истощении.

Разработанный учеными СПбГУ способ предполагает, что сначала рассчитывают ИККВ и анализируют уровень ФНО-α. Затем с помощью специального коэффициента проверяют, есть ли между ними корреляция (взаимозависимость). Если она есть, то строят график и на нем располагают точку, координатами для которой служат уровень ИККВ (вертикальная ось) и значение ФНО-α (горизонтальная ось). Риск развития нейродегенеративных процессов в мозге будет считаться высоким, если точка попадет в правый верхний квадрат графика, то есть при значении ИККВ больше 4000, а концентрации ФНО-α выше 8,1 пг/мл.


На графике показан риск развития нейродегенеративных процессов у испытуемых коcмонавтов

Источник: Описание изобретения к патенту RU2805942С1

Для каких целей
Разработанный учеными СПбГУ способ не предназначен для диагностики уже начавшего развиваться заболевания. Он нужен, чтобы выявить предвестники нарушений, когда еще можно восстановить адаптационные резервы организма и прежнее состояние здоровья.
  • Леонид Павлович Чурилов
    заместитель руководителя лаборатории мозаики аутоиммунитета и лаборатории микроангиопатических механизмов атерогенеза СПбГУ, заведующий кафедрой патологии СПбГУ:
    «По результатам мы можем судить о степени сохранности „защитной подушки“ у еще здорового специалиста. Это важно при принятии решения о распределении нагрузки между космонавтами с минимальным риском для состояния их адаптационных резервов. В частности, чтобы выбрать для выполнения задания специалиста, имеющего на данный момент больший резерв устойчивости к неблагоприятным профессиональным факторам».
Это позволит повысить результативность миссии и сохранить здоровье.
Преимущества
Сегодня существует несколько способов выявления начала нейродегенеративных процессов в мозге у космонавтов. Однако именно разработка ученых СПбГУ наиболее простая, универсальная и, что важно, максимально учитывает кумулятивное воздействие космической среды. Также она выгодно отличается от конкурентов тем, что может на самых ранних этапах помочь определить возможные нарушения и как можно раньше принять превентивные меры, чтобы не допустить усугубления ситуации.

Кроме того, способ исследователей СПбГУ имеет высокую точность. Он применим для оценки риска как при длительных полетах, так и при непродолжительных, как во время корабельной, так и во время внекорабельной деятельности в открытом космосе.
С доказанной работоспособностью
Ученые уже провели исследование для проверки эффективности и достоверности разработанного ими способа. Они пригласили восемь космонавтов с общим профессиональным стажем более 20 лет и обследовали их. Так, ученые выполнили анализы крови, проанализировали активность митохондрий («энергетических станций» клетки. — Прим. ред.), проверили психологическую устойчивость испытуемых, а также провели реовазографию головного мозга (исследование пульсовых колебаний сосудов. — Прим. ред.), УЗИ щитовидной железы и тест на вибрационную и холодовую чувствительность конечностей.

После анализа всех полученных данных ученые выявили, что уровень индекса кумулятивного космического воздействия не противоречит результатам клинико-лабораторных и инструментальных исследований. Так, высокий ИККВ имели только те космонавты, результаты анализов которых свидетельствовали о переутомлении.
Кому будет полезен
Разработанный исследователями СПбГУ способ готов к внедрению в практику и уже используется некоторыми специалистами. В первую очередь он пригодится медицинским отделениям Центра подготовки космонавтов и будет способствовать длительному сохранению трудоспособности и улучшению качества жизни космических специалистов и ветеранов космических полетов.

В частности, разработка поможет врачам составлять индивидуальный профиль конкретного обследуемого космического специалиста, формировать сравнительно однородные по оценке группы риска, использовать полученные данные для проведения профилактических обследований и для создания индивидуальных оздоровительных программ, а также планировать эффективные превентивные и реабилитационные мероприятия на этапе, когда клинических проявлений нейродегенерации еще нет.

  • Александр Евгеньевич Коровин
    профессор СПбГУ (кафедра патологии):
    «Если на космической станции возникнет поломка и трем специалистам с равными профессиональными компетенциями предложат ее устранить, можно рассчитать для каждого индекс кумулятивного космического воздействия, выбрать того, у кого он наименьший, и доверить миссию ему. А космонавта с ИККВ выше допустимой нормы отправить на реабилитацию — восстанавливать резервы адаптации».
В перспективе внедрение разработанного учеными СПбГУ способа также положительно скажется на социальной и экономической сферах. Раннее выявление нарушений в мозге космонавтов и их своевременное устранение в дальнейшем сэкономит финансовые ресурсы на лечении.

Екатерина Заикина
Автор статьи
Слушать подкаст
Ученые СПбГУ отвечают на важные вопросы
Научно-популярные новости СПбГУ, исследования, видеолекции, интервью с учёными Университета
Ландау позвонит
Оставить заявку
Укажите контактную информацию, мы вам перезвоним и ответим на интересующие вопросы
Наши эксперты готовы ответить на ваши вопросы
Получить консультацию
Полезные статьи, инструкции и подборки для вашего бизнеса
Интересное — у вас в почте
Подпишитесь на соцсети СПбГУ, чтобы быть в курсе актуальных новостей
Подписывайтесь на наши соцсети