В эксперименте SIRIUS-21/22 продолжается апробация аппаратно-программного комплекса на основе технологий VR для осуществления психологической поддержки (профилактики неблагоприятных психологических эффектов долговременной изоляции). В дни новогодних праздников экипажу был предоставлен дополнительный контент для среды VR, составленный с учётом гендерных и культуральных особенностей членов экипажа. Вне этого эксперимента продолжается работа по дальнейшему совершенствованию и развитию данного комплекса. В частности, ведётся ретроспективный анализ данных экспериментов ЭСКИЗ, 7-ми и 3-х суточных «сухих» иммерсий, а также ретроспективный анализ данных, полученных на добровольцах с целью изучения психопрофилактического, релаксационного воздействия VR. Ретроспективный анализ также осуществляется с целью уточнения сферы будущего применения этой технологии, учитывая индивидуальные особенности конечных пользователей (так, например, установлено, что в условиях изоляции на интровертов VR оказывает более положительное воздействие).

Разработанное под эгидой НЦМУ «Павловский центр» программное обеспечение (ПО) в составе АПК на основе технологий виртуальной реальности является отечественной разработкой, имеющей ряд преимуществ над существующим программным обеспечением, разработанным в странах запада:

• ПО разработано командой учёных с учётом отечественного опыта психологической поддержки (отечественная система психологической поддержки в орбитальных полётах имеет мировой научный приоритет и была «принята на вооружение» представителями всех национальных космических агентств);
• ПО прошло апробацию в модельных экспериментах – с получением научных данных, подтверждающих как безопасность, так и эффективность технологии;
• ПО безопасно с точки зрения приватности данных конечных пользователей;
• ПО кроссплатформенно (может быть перенесено на различные программные платформы);
• существует перспектива интеграции нейроинтерфейса;
• персонифицируемость и возможность дальнейшего развития.

В рамках работ Центра изучения и профилактики эффектов долговременной изоляции были впервые проведены исследования объективных показателей эффективности новых средств и технологий психологической поддержки (на базе виртуальной реальности) в условиях гипокинезии и частичной изоляции. На основе анализа данных гермокамерного эксперимента с 4-месячной изоляцией SIRIUS-19 подтверждены основные тенденции общения изолированного экипажа с внешним Центром управления на фоне длительной задержки связи, ранее полученные в эксперименте с 520-суточной изоляцией Марс-500. На протяжении изоляции экипаж снижал объём общения с Центром управления, все менее информируя специалистов о своих проблемах и потребностях. Данная тенденция подтверждена на выборке из 12 человек – и имеет большое значение для формирования общения с изолированными малыми группами (в том числе, автономными космическими экипажами, командами подводных лодок, полярными зимовщиками, горовосходителями и пр.). Результат получен и подтверждён впервые в мировой научной практике.

В Наземном экспериментальном комплексе (НЭК) ГНЦ РФ – ИМБП РАН 4 июля 2022г. завершается уникальный эксперимент – изоляция смешанной по гендерному и национальному составу группы из 6 человек длительностью 8 месяцев. В научную программу вошло 12 экспериментов НЦМУ по психологии, психофизиологии, физиологии, иммунологиии и т.д. В проекте принимают участие организации и ученые из 14 стран.

Следует подчеркнуть, что в этих экспериментах, в отличие от длительных космических полетов, принимали участие здоровые добровольцы, не имеющие специальной подготовки, повышенной стресс-устойчивости, высокой мотивации на выполнение задач миссии.

Особое внимание в эксперименте уделено следующим факторам риска:

1. Рост конфликтной напряженности, конфликты в микросоциуме - могут появиться в острый уже в острый период адаптации к условиям изоляции, через 5-7 дней после ее начала;
2. Проявления астенизации, снижение тонуса центральной нервной системы - в период после 30-45 суток пребывания в изоляции;
3. Межгрупповые конфликты, противостояние с микросоциумом, возникновение сверхценных идей - в период после 3 месяцев пребывания в изоляции;
4. Развитие общей паники - в период после 60- 90 суток пребывания в изоляции.

Практическим выходом эксперимента является не просто исследование влияния длительной изоляции на состояние каждого участника и взаимодействие внутри изолированной группы. Важным результатом явится разработка эффективной системы профилактики психологического неблагополучия, системы психологической поддержки людей, оказавшихся в условиях изоляции. В настоящее время такая система позволяет эффективно поддерживать психическое здоровье и работоспособность космонавтов. В ее основе лежит комплекс психологических воздействий, таких как:

1. Любимая музыка, живопись, видео природы (на компьютерных носителях), оранжереи (домашние растения);
2. Сохранение привычных связей с обществом (сеансы связи с близкими людьми, ВИП-персонами);
3. Использование регулярных физических упражнений (на выносливость, а не на силу) как средства психологической поддержки;
4. Создание рационального режима труда и отдыха, обеспечение экипажа интересной увлекательной деятельностью (хобби).

В настоящее время проводится оценка эффективности методов психологической поддержки с использованием технологий виртуальной реальности (для воссоздания интерактивной природной среды) и робототехники (голосовой помощник, робот-питомец) программно-аппаратурного комплекса для оптимизации состояния и профессиональной деятельности смешанного международного экипажа, длительно пребывающего в условиях изоляции в ограниченном объеме с управляемой средой обитания.

Проведен двухнедельный изоляционный эксперимент «Эскиз», в котором исследовали острый период адаптации гендерно-смешанного экипажа к условиям изоляции в гермообъекте малого объёма с искусственной средой обитания. Исследование показало, что краткосрочная изоляция приводит к снижению потенциала иммунорезистентности, что проявляется в снижении показателей, характеризующих состояние клеточного звена адаптивного иммунитета. Выявляемые изменения проявляются ещё до начала изоляционного воздействия, что может свидетельствовать о значимой роли психогенного фактора в формировании картины иммунологических изменений.

Следует отметить, что полученные в ходе эксперимента данные являются полностью оригинальными. В мировой литературе до настоящего момента отсутствуют информация о влиянии стресса перед началом краткосрочного изоляционного воздействия на ряд молекулярно-клеточных показателей, характеризующих состояние адаптивного иммунитета организма человека.

Завершился эксперимент с 7-суточной «сухой» иммерсией – «Исследование эффективности электростимуляционных подходов в предотвращении развития мышечной слабости в условиях двигательной разгрузки. Этап 1». В рамках этой серии исследований изучалось влияние 7-суточной опорной разгрузки на костно-мышечную, сенсомоторную и сердечно-сосудистую систему, проводились иммунологические и психофизиологические исследования. Всего в комплексной программе было проведено 29 исследований.

В эксперименте были получены количественные данные об адаптационных реакциях на гравитационную разгрузку в мышечной, сердечно-сосудистой, сенсомоторной, костной и других системах организма, а также сформирован научный задел для последующих серий с использованием на фоне иммерсионного воздействия различных режимов электромиостимуляции как средства, предотвращающего развитие негативных последствий двигательной разгрузки.

Исследование влияния снижения двигательной активности различной продолжительности на состояние скелетно-мышечного аппарата и сенсомоторной системы и анализ существующих подходов к профилактике гипогравитационных нарушений позволили заключить, что электромиостимуляция является перспективным и актуальным методом профилактики выявленных нарушений, широко используется для профилактики негативных последствий ограничения двигательной активности, возникающих как в условиях реальной и моделированной микрогравитации, так и в клинической медицине. На основе анализа существующих данных обоснована разработка электромиостимулятора с комбинированными частотными режимами в рамках настоящего проекта.

Осуществляется совместное исследование Центра и ГБУЗ «Научно-практический психоневрологический центр имени З.П. Соловьева» ДЗМ. Уникальный опыт космической биологии и медицины интегрируется в земную медицину. Целью исследования является изучение влияния миостимуляции постуральных мышц нижних конечностей на функции ходьбы и равновесия у пациентов с дефицитом двигательной нагрузки и нарушением равновесия и ходьбы. По результатам исследования будут получены данные об эффективности электромиостимуляционного подхода у данной группы пациентов.

Сотрудниками НЦМУ проводятся семинары, в том числе проведены открытые лекции привлеченного ведущего иностранного ученого Доминика Песта, DLR, Германия.

В Международной конференции «Проблема стресса, вызванного длительной физической и социальной изоляцией. Проект SIRIUS - результаты и перспективы основных направлений исследований изоляционного стресса», организованной в рамках деятельности Центра в декабре 2020 г., приняли участие ученые из США, Франции, Чехии, Италии.

В апреле 2021 г. в г. Москва при частичной поддержке НЦМУ проведен крупнейший международный симпозиум в области космической физиологии и медицины «Человек в Космосе» (23rd International Humans in Space Symposium). Было проведено 8 пленарных сессий, четыре круглых стола с участием космонавтов и астронавтов, работали 25 научно-технических сессий. Всего было заслушано более 280 докладов из 23 стран, в том числе России, США, Германии, Франции, Бельгии, Японии, Китая, Индии и др.

Проведена X Всероссийская с международным участием школа-конференция по физиологии мышц и мышечной деятельности, посвященной памяти Инесы Бенедиктовны Козловской и приуроченной к «Году науки и технологий», «Новые подходы к изучению проблем физиологии экстремальных состояний», 28 июня – 01 июля 2021 г. в ГНЦ РФ – ИМБП РАН г. Москва.

Работы по НЦМУ осуществляются в тесной кооперации с международным научным сообществом. В 2020-2021 году осуществлена совместная подготовка к проведению исследований в рамках 240-суточной изоляции, перенесенной на 2021 год в связи с пандемией COVID-19, в том числе исследований по тематике центра. Работы по подготовке осуществлялись как в рамках уже действующих контрактов и соглашений с HRP NASA, Европейским космическим агентством, Национальным центром космических исследований Франции (CNES), Немецким аэрокосмическим центром (DLR), так и в рамках заключенных в этот период договоров и соглашений с Wyle Laboratories (США), Космическим центром Мохаммеда Бен Рашида (ОАЭ), Университетом Цукуба и Глобальным инновационным центром Shiseido (Япония), The Planet Vars Baking Society (Бельгия), Университетской клиникой Charité (Германия). Проведено согласование программ экспериментов с Европейским космическим агентством, Глобальным инновационным центром Shiseido (Япония), Институтом космической науки (Румыния), Космическим центром имени Мухаммеда бин Рашида (ОАЭ), Немецким аэрокосмическим центром, Университетом Цукуба и др. Ведется дальнейшее согласование участия с исследователями из Канады, Республики Беларусь, Австралии.

НЦМУ поддерживает проведение рабочих встреч и совещаний. В 2021 году проведены встречи совместной рабочей группы ИМБП-DLR по наукам о жизни и совместной российско-американской рабочей группы по исследованиям в области космической биомедицины и биологии.

Значительное внимание уделяется популяризации проводимых работ и имеющихся в арсенале Центра разработок.

В рамках работ по НЦМУ была проведена пресс-конференция с журналистами, посвященная созданию НЦМУ «Павловский», деятельность НЦМУ также была представлена на онлайн-конференции «Космическая медицина: от Гагарина – до Марса» в Международном мультимедийном пресс-центре МИА «Россия сегодня». За отчетный период в СМИ вышло более 150 публикаций, связанных с деятельностью ИМБП РАН в рамках работ по НЦМУ. В пресс-службу НЦМУ было отправлено 14 подборок новостей. Из них 9 новостей было опубликовано на основном сайте НЦМУ. При поддержке центра начат цикл онлайн-встреч со специалистами ИМБП РАН в рамках прямых эфиров музейного телевидения "Музей космонавтики LIVE". Сотрудники центра активно участвовали в различных фестивалях и научно-популярных мероприятиях в качестве лекторов (фестиваль «Техносреда», акция «На острие науки» и др.).

Разработка «Способ восстановления функциональных возможностей мышц человека в условиях снижения двигательной активности у лиц пожилого возраста и больных с хронической сердечной недостаточностью» (Авторы: Козловская И.Б., Полтавская М.Г., Коряк Ю.А., Томиловская Е.С., Шигуева Т.А., Шишкин Н.В., Ярманова Е.Н., Орлов О.И. - патент РФ №2729932), вошедшая в том числе в основу обоснования деятельности центра, была представлена на нескольких международных выставках (13-ая Европейская выставка творчества и инноваций «EUROINVENT 2021», 20 – 22 мая, Яссы, Румыния; Международный салон «Изобретения и инновации», 10-13 сентября, Шалон-ан-Шампань, Франция, ХVII международный салон изобретений и новых технологий «Новое Время», 23-25 сентября, Севастополь, Крым, Россия). На двух из них разработчики были награждены золотыми медалями.

В рамках развития научной инфраструктуры центра в период осуществляется дооснащение УНУ «Медико-технический комплекс для отработки инновационных технологий космической биомедицины в интересах обеспечения орбитальных и межпланетных полетов, а также развития практического здравоохранения» с целью создания уникальной базы для исследований эффектов стресса, вызванного длительной изоляцией малых групп. Модернизация комплекса в рамках деятельности НЦМУ имеет целеполагание довести каждый отдельный стенд, входящий в состав УНУ, до уровня, превосходящий лучшие мировые аналоги для перехода на качественно более высокий уровень проводимых исследований и внедрения большего количества разработок в практическое здравоохранение. Развитие УНУ расширит её возможности, создаст новые конкурентные преимущества, обеспечив тем самым лидерские позиции Российской Федерации в области медицинского обеспечения межпланетных полётов.

Публикации в рамках реализации программы создания и развития центра со ссылкой на финансовую поддержку Минобрнауки России, соавторами которой являются работники центра.