Новости

02.06.2017 13:04
Рубрика: Общество

Пять суток в ванне: как изучают невесомость

Дневник участника эксперимента по имитации отсутствия гравитации
Текст: Журнал "Кот Шрёдингера" (Олег Волошин, пресс-секретарь Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН, испытатель и участник нескольких изоляционных экспериментов)
Достал из шкафа давно заброшенный костюм испытателя - пошел пятеро суток лежать в ванне… в сухой иммерсионной ванне. Это установка, позволяющая смоделировать на Земле гипогравитацию, иначе говоря - невесомость.
 Фото: "Кот Шрёдингера"  Фото: "Кот Шрёдингера"
Фото: "Кот Шрёдингера"

Эксперимент, на который я отправляюсь, поможет ответить на три ключевых вопроса. Как опорная разгрузка в состоянии невесомости влияет на упругость и жесткость мышц? Как в условиях гипогравитации работают вестибулярный аппарат, тактильная, болевая, слуховая, зрительная система и другие сенсорные каналы организма? В чем причина невыносимой ноющей боли в спине в период адаптации к отсутствию земного притяжения? На этот счет есть несколько гипотез, и одну из них как раз проверят на мне.

Конечно, сухая иммерсия не единственный способ моделирования невесомости. Есть три классических метода. Первый - полет в самолете по параболической траектории. Этот способ наиболее точно имитирует отсутствие гравитации, но длится оно всего 20-22 секунды. Второй - антиортостатическая гипокинезия (АНОГ): испытуемый лежит вниз головой на специальной кровати с углом наклона от -6° до  -30°. Такой метод позволяет изучать влияние сымитированной невесомости в первую очередь на кровеносную и лимфатическую системы. На костно-мышечный аппарат она действует тоже, но тут эффект прямо зависит от времени: чем дольше держат испытуемого в таком положении, тем сильнее воздействие. У нас, в Институте медико-биологических проблем РАН, добровольцы лежали максимум год.

Сухая иммерсия - это когда лежишь в специальной ванне, только не в воде, а на пленке (потому и сухая). В этом случае влияние невесомости на организм проявляется гораздо быстрее, в среднем за 3-5 суток. Максимальный же срок пребывания в таком эксперименте - 54 дня, такой опыт проводили тоже в ИМБП.

В разное время я испытал на себе несколько вариантов. В АНОГе, в частности, был два раза: 14 суток при -6° наклона и 2 дня при -30°. Так что я стреляный воробей.

День первый. Распластаться медузой

Эксперимент проходит в Волынской клинической больнице №1. Там находится одна из иммерсионных ванн ИМБП. Всего их у института три. Исследование, в котором я принимаю участие как доброволец, важно проводить именно в клинике: тут есть возможность следить за состоянием позвоночника при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Наступает момент погружения в иммерсионную ванну. Надо сказать, оно сильно отличается от погружения в домашнюю. Экспериментальная ванна по размерам напоминает небольшой бассейн, покрытый пленкой. Чтобы в нее лечь, а не бултыхнуться, со дна поднимается специальная платформа. Я укладываюсь на нее, и платформа плавно опускается.

В этот момент я отчетливо понимаю, в чем разница между отдыхом в домашней ванне и испытанием в иммерсионной: тут пленка с водой сдавливает со всех сторон. Не сильно, конечно, но вполне ощутимо. Я ограничен в движениях: не могу даже перевернуться, единственные доступные действия - лежать на спине, вяло пошевеливая ручками и ножками. Вяло, потому что любое резкое движение приводит к еще большему погружению. Наверное, это похоже на пребывание в болоте. Знающие люди говорят, что, если лежать в болоте спокойно, не утонешь.

После первичной адаптации к новым ощущениям я начинаю обустраивать свое жизненное и рабочее пространство на ближайшие пять дней. Кладу рядом планшет, ноутбук и GoPro (как иначе делать фотоотчет?). Через пару часов становится понятно, что без опоры для головы длительное время работать на ноутбуке не получится: шея затекает и болит. То же относится к чтению - долго держать планшет невозможно: ноют руки. Единственное комфортное положение - распластаться медузой и смотреть в потолок или в подвешенный на стене телевизор. В общем, надежды плодотворно провести время в ванне не оправдались. Даже этот простой текст я пишу гораздо дольше, чем рассчитывал.

Что касается исследований… Я ведь сюда не просто поваляться пришел, моя цель - продвигать науку! Перед погружением в ванну помимо МРТ-диагностики я принял участие в нескольких экспериментах. Отрабатывал паттерны движений, необходимых для успешной стыковки корабля с космической станцией (эксперимент называется "Пилот" - это имитация ручного управления причаливанием и стыковкой космического корабля). Проходил множество скучных психотестов на оценку внимания. Манипулируя магнитным щупом, рисовал в воздухе линии и треугольники - так определяют точность движений. Проверял силу динамометром. Исследователи тыкали в меня специальными приборчиками, измеряя жесткость мышц. Суммарно это заняло около двух часов. В остальное время я был предоставлен себе.

Врач и исследователь Илья при помощи специального прибора измеряет жесткость мышц участника эксперимента. Фото: "Кот Шрёдингера"

День второй. Боль. Одиночество. Зависимость

Ночью я в полной мере ощутил, что такое боль в спине в условиях невесомости. Моя поясница ноет, как при радикулите. И самое ужасное - нельзя принять другую позу, я не могу даже чуть-чуть повернуться. Забыться сном невозможно. Иногда я проваливаюсь в какой-то полусон, открываю глаза, смотрю на часы - прошел час, снова закрываю глаза в надежде, что боль утихнет. Обезболивающее могут дать, конечно, но только когда совсем уже невмоготу будет. Решаю потерпеть.

Под утро организм, видимо, адаптируется - боль становится тише, и мне удается поспать. Сон, кстати, забавный: место действия - та же Волынская клиника, я все в той же ванне. Мне надоедает в ней лежать, я встаю и сбегаю на прогулку, но помню, что к утру надо обязательно вернуться, чтобы никто не заметил моего отсутствия.

Утро начинается с медосмотра: меряют давление, температуру, спрашивают о самочувствии. Дальше завтрак и время для экспериментов. Правда, сегодня по плану он один - имитация стыковки с космической станцией. Этот опыт нужно повторять, чтобы ученые могли оценить, в течение какого времени вырабатываются нужные навыки и как долго они сохраняются. После испытаний свободное время - конечно же, в ванне.

Вынужденное безделье оказывается сущей пыткой, а одиночество просто добивает. Когда я лежал в иммерсии в ИМБП, было по-другому. Ко мне все время кто-нибудь заглядывал. Да и стены родные помогают. А тут… Больница, большая палата, ты в центре нее лежишь в ванне, скованный в движениях, окон не видишь, только потолок и стены. И тишина.

Еще одно сложно переносимое обстоятельство - это полная зависимость от окружающих. Я практически ничего не могу сделать самостоятельно, даже простыню под головой поправить. И почти по любому поводу вынужден просить помощи у дежурного врача. Он помогает сходить в туалет, кормит, подает личные вещи. Как-то не привык я к этому в обычной жизни. Наверное, именно так себя чувствуют лежачие больные.

Пока я расстраивался, пришла толпа знакомых людей. Это ученые из института. Сейчас они займутся фоновыми исследованиями на добровольце, который лежал в этой иммерсионной ванне до меня. Сие действо происходит на кушетке по соседству. Так что в палате хотя бы ненадолго стало тесно и весело.

Каждый день перед сном мне нужно взвешиваться и измерять рост. Сегодняшние замеры показали, что всего за два дня эксперимента я похудел на 4 килограмма и вырос на 1 сантиметр. Дальше меня везут на каталке в душ. Его, кстати, предписано принимать лежа. Не самое удобное положение, мягко говоря. Но гигиенические процедуры необходимы, ведь в течение всего дня ты лежишь укутанный в простыни, на резиновой пленке, под которой теплая - около 34°С - вода, и, разумеется, от этого постоянно потеешь. Завтра утром попрошу снизить температуру до 32°С. Да и простыню попрошу постелить большего размера - эта все время сползает, и кожа, контактируя с резиной, начинает просто преть. Очень неприятно.

После душа я погружаюсь в ванну и предвкушаю сладкий сон. Однако через некоторое время, ближе к полуночи, ко мне возвращается она… и не дает уснуть. Да, это боль в спине. Никакие мои трепыхания, увы, не приносят облегчения. Видимо, все-таки придется просить об обезболивании.

День третий. Жить как домашний котик

Утром, пообщавшись с врачами, понял, что моя боль отчасти спровоцирована парасимпатической нервной системой, которая активнее работает ночью. Кстати, сделал любопытное наблюдение: в поисках безболезненного положения я иногда замирал на продолжительное время. Так вот, в какой-то момент казалось, что я лежу не на воде, а на твердой поверхности.

После завтрака меня на каталке везут на МРТ-диагностику. Все-таки это ужасный метод обследования - долгий и шумный. Около часа я лежу в узкой трубе, где прямо над ухом раздаются громкие и резкие звуки, словно кто-то пытается исполнить на перфораторе музыкальную композицию в стиле дабстеп. Ну и, конечно, если исследователи просят лежать неподвижно, сразу же начинают чесаться нос, голова, глаз и так далее. В общем, третьи сутки эксперимента проходят бодро.

Впереди у меня очередная стыковка, психотесты, оценка жесткости мышц и проверка точных движений - насыщенный, в общем, день получается. Как у заправского домашнего котика.

Испытатель Олег Волошин выбирается из тесного и шумного аппарата МРТ. Фото: "Кот Шрёдингера"

День четвертый. Лишиться ощущений и парить в воздухе

…Тишина. Если не шевелиться и закрыть глаза - словно погружаешься в вату. Сегодня суббота, врачей нет, кроме дежурного, разумеется. Утром был стандартный медосмотр и электрокардиография (ЭКГ). В середине дня меня ждет "Пилот". И все. Только я и ванна.

Судя по всему, я адаптировался - спина практически не болит, скованность движений перестала быть испытанием. И все-таки странное состояние: будто я не лежу, а подвешен в воздухе. В полной тишине это чувство только усиливается. Депривация-с!

Хотя, конечно, с реальным отсутствием гравитации это не сравнить. Во время моего полета по параболе на аэробусе А-300 первый переход к невесомости я даже не заметил. Точнее, не успел понять, что это была она. Кто не знает, по схеме параболического полета самолет сначала резко набирает высоту, при этом человека, находящегося в салоне, просто вдавливает в пол. Дальше, когда самолет оказывается в верхней точке параболы, испытуемого отпускает - секунд на двадцать приходит невесомость. При спуске земное притяжение снова размазывает по полу. Поэтому в салоне всегда есть инструкторы, которые следят, чтобы при переходе от невесомости к действию гравитации доброволец был близко к полу и мог приземлиться на него не головой, а ногами.

Таких циклов может быть 20-30 в зависимости от задачи. Примерно к третьему ты уже осознаешь, что происходит, и пытаешься двигаться правильно. Ощущения в невесомости другие: там вообще не успеваешь подумать, что масса твоего тела не имеет значения, и понимаешь это, только когда пытаешься сделать привычное действие, но ничего не выходит или выходит не так. В ванне схожие ощущения возникают только при полной неподвижности. Однако, как показывают исследования, на уровне сенсорных систем организма этот обман работает гораздо лучше.

Наибольший дискомфорт я испытываю сейчас именно от сенсорной депривации (отсутствия ощущений). Это надо перетерпеть, ведь чем меньше я двигаюсь и чувствую, тем ценнее будут результаты эксперимента. Так что я убеждаю себя, что должен еще чуть-чуть пожить как полип или водоросль.

Можно ли назвать отдыхом такое состояние? Не знаю. Лично для меня это не отдых, я привык расслабляться по-другому. Тем не менее c подачи исследователей из ИМБП иммерсионные ванны стали весьма эффективно применяться в клиниках. Например, для снятия напряжения у пациентов, испытывающих серьезный стресс. Доказано, что эта методика позволяет человеку по-настоящему расслабиться и прийти в себя без каких-либо лекарств. Правда, лечебная иммерсия длится часы, а не сутки.

День пятый. Самые расслабленные сутки самой пассивной недели

Кажется, я привык к такому аквариумному существованию и стал понимать домашних рыбок. Покормили - радость! Почистили жилище, поменяли водичку - восторг! Я даже команды исследователей выполняю все охотнее. Кораблик с космической станцией состыковать - да пожалуйста! Невидимые линии в воздухе почертить, тесты порешать - запросто.

Любопытное наблюдение: несмотря на пассивный образ жизни, желание спать днем отсутствует напрочь. При этом не сказал бы, что много сплю ночью - стандартные 7-8 часов. Когда шел на эксперимент, думал, что отосплюсь тут по полной. Но организм решил все делать по-своему. Дурень, потом ведь жалеть будет!

Вечер. Меня снова вынимают из ванны для всевозможных замеров и гигиенических процедур. Притяжение земли-матушки стало ощущаться сильнее: как только  подъемник оторвал меня от пленки с водой, меня просто расплющило по нему. Теперь я понимаю, почему жизнь долго не хотела выходить на сушу.

Меня просят встать на весы. А мне невероятно сложно удерживаться в вертикальном положении. Конечно, это быстро пройдет, я помню свои прошлые эксперименты с невесомостью. Но все равно хорошо, что завтра, по завершении иммерсии, не будет теста на ортостатическую устойчивость. Его обычно делают после АНОГ. Выглядит это так: добровольца после длительного пребывания вниз головой поднимают вертикально и требуют стоять неподвижно десять минут. При этом снимают ЭКГ, измеряют пульс и давление. Самое трудное в этом тесте - не поплыть (так говорят о предобморочном состоянии). Ученые просят сообщать о малейшем чувстве дурноты. Но какой испытатель не захочет проверить себя по максимуму?

Кстати об испытаниях. Сегодня в моем экспериментальном графике самый свободный день - всего один простой тест на проверку точности движений. Это и понятно, ученых в опыте с иммерсией всегда интересуют три момента: адаптация к ощущению невесомости, срединная точка и острый период сразу после окончания гипогравитации. Вот завтра меня нагрузят сразу множеством тестов и исследований, начиная с МРТ и заканчивая имитацией стыковки. А дальше прямиком из ванны и клиники, без промежуточных этапов, я выхожу на работу. Чувствую, будет весело.

Под наблюдением исследователя Ярослава участник эксперимента занимается на тренажере "Пилот" - в виртуальной реальности пытается состыковать космический корабль со станцией. Фото: "Кот Шрёдингера"

День шестой. В объятиях гравитации

Утром в понедельник переходить из горизонтального положения в вертикальное всегда трудно. А сегодня особенно. В меня, сонного, тычут палочкой - измеряют жесткость мышц, а потом снова засовывают в МРТ и заставляют целый час слушать невыносимый дабстеп.

Пытка заканчивается, и меня просят встать. Первое ощущение - как же это трудно! Голова гудит, словно улей, спина привыкает держаться вертикально. Я неспешно собираю личные вещи. Постепенно тело вспоминает навыки прямохождения и перестает сопротивляться. Гул в голове исчезает, оставив после себя легкое отупение.

За следующие два часа, пока меня везут в ИМПБ и я выполняю там фоновые тесты, большая часть негативных эффектов исчезает. Правда, ходить я продолжаю медленно и чинно, стараясь не делать резких движений. Думаю, завтра к утру все пройдет.

К чему я так подробно описываю свое состояние после иммерсии? К тому, что космонавты сразу после приземления чувствуют себя примерно так же. Хотя хуже, конечно - посадочную капсулу вдобавок изрядно трясет и швыряет. После приземления космонавтов вынимают из капсулы и на руках несут до медицинской палатки.

И ведь мы уже всерьез планируем полеты на другие планеты. Но у первых прибывших туда совершенно точно не будет встречающих. А значит, космонавтам придется не только самостоятельно выбираться из люка, но и сразу приниматься за тяжелую работу. После иммерсии, которая лишь отчасти моделирует состояние невесомости, понимаешь, насколько это будет непросто и сколько всего еще нужно изучить, чтобы помочь в адаптации к существованию вне Земли.