Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга

обстоят дела с другими органами чувств? Считается, что в земных условиях приблизительно 40 % чувствительных клеток организма заняты обработкой информации, поступающей от кожи, мышц и суставов, чтобы мозг мог контролировать положение и движения тела в пространстве. Еще 30 % чувствительных клеток обрабатывают зрительную информацию и анализируют ее. Все остальные приблизительно в равных долях заняты обработкой слуховой информации и информации, поступающей от прочих органов. Отсюда понятно, что наш мозг главным образом нагружен кинестетическими задачами, то есть задачами, связанными с восприятием движений в пространстве и с обработкой зрительных образов. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в процессе эмбрионального развития система восприятия движений начинает работать прежде систем, отвечающих за слух, вкус, обоняние, причем начинает уже на седьмой неделе беременности. В это время размер эмбриона не превышает 2 см. Это лишний раз подчеркивает очевидную важность восприятия пространства для жизни как таковой. Без этой системы восприятия невозможны никакие целенаправленные движения, ни до ни после рождения на свет. К этому моменту еще не закончено развитие внутренних органов. Этот этап завершается к девятой неделе внутриутробного развития и предваряет остальное развитие плода. Система слухового восприятия начинает функционировать только на 24-й неделе беременности, орган равновесия на 25-й, а зрение полностью формируется только на 4-м году жизни после рождения.

Осязание поддерживается покровом из тонких волосков, которых у взрослого человека насчитывается около 5 млн. Этот покров слишком тонок для того, чтобы, как на более ранних этапах нашей эволюционной истории, играть какую-то роль в терморегуляции, но зато этот волосяной покров принимает участие в осязании. Так как волосяной фолликул в среднем иннервируют пятьдесят осязательных рецепторов, то легко подсчитать, что в коже содержится около 250 млн рецепторов. К этому числу надо добавить еще 200 млн свободных нервных окончаний, способных различать около 10 модальностей воздействия. Гигантская нервная сеть тела способна среди прочего распознавать прикладываемое к коже давление, температуру осязаемого предмета и деформации кожи. Число рецепторов, воспринимающих деформации кожи, оценивают приблизительно в 60 млн. Нормальный гражданин, конечно, не столь чувствителен, как принцесса на горошине из одноименной сказки Ханса Кристиана Андерсена, но кожей лба мы способны ощутить давление силой меньше тысячной доли грамма.

Всего чувствительных клеток – порядка одного миллиарда. Этот мощный фон, особая роль кожи, органа равновесия и зрительной системы объясняют, почему внезапное выпадение многочисленных и разнообразных стимулов в космосе, так называемая сенсорная депривация, создает нешуточную проблему для центральной нервной системы. Недаром в «Рассказах о пилоте Пиркса» научного фантаста Станислава Лема кандидаты на должность пилота подвергались жесточайшему отбору, после чего проходили завершающий тест, по результату которого судили об их пригодности. Кандидатов помещали в условия практически полной сенсорной депривации, в звуконепроницаемую изолирующую камеру, куда не проникал ни один луч света. Они плавали в концентрированном солевом растворе, как в Мертвом море, и температуру этого раствора поддерживали такой, чтобы человек в нем не потел и не мерз. Сначала человек испытывал блаженство и расслабленность, но затем начиналось целое путешествие в страну ужасов, прежде чем человек освобождался от бредовых мыслей. Главное действующее лицо, антигерой кадет Пиркс, блестяще выдержал это испытание, и ему предложили пройти особую практику на космической станции, расположенной на обратной стороне Луны.

Сенсорная депривация в космосе не такая полная и зловещая, как в солевом растворе кадета Пиркса, поскольку здесь, на МКС, астронавт не совсем полностью отключен от всех внешних раздражителей, а наш мозг настолько функционально пластичен, что уже через пару дней обучается по-новому оценивать чувственные ощущения. Например, с течением времени исчезают симптомы космического укачивания. Для того чтобы в первые дни не слишком сильно страдать от приступов космической болезни, астронавты на борту МКС могут прибегать к таким лекарствам, как скополамин, классическому средству от морской болезни, которое много десятков лет с успехом применяют на Земле. Побочным эффектом скополамина становится утомляемость, поэтому одновременно с ним астронавты принимают амфетамин, который позволяет сохранять ясность ума и силы.

Более сложным образом проявляется так называемый нервно-глазной синдром, обусловленный космическим полетом (spaceflight associated neuro-ocular syndrome, сокращенно SANS). Это заболевание пока невозможно предупредить, для этого мы не располагаем подходящими средствами. SANS преимущественно наблюдают при длительных космических полетах. В чем же он заключается? Картина заболевания до сих пор до конца не ясна. У этой болезни следующие симптомы: повышение внутричерепного давления, нарушение циркуляции ликвора в головном и спинном мозге, накопление в центральной нервной системе прозрачной водянистой жидкости, бедной клетками и белком, а также возможное сдавление зрительных нервов, у некоторых астронавтов, вернувшихся после длительного пребывания на МКС, оно проявилось снижением остроты зрения. Гипотеза, объясняющая этот синдром, основана на смещении жидкости в верхнюю половину тела в условиях невесомости. Причины ухудшения зрения или формирования отека мозга должны быть, однако, выяснены, прежде чем будет можно отправлять астронавтов в еще более длительные космические путешествия. Многие ученые – в том числе и мы – занимаются сейчас исследованием этой проблемы.

Когда немецкий астронавт Матиас Маурер поднимется на борт космического корабля, в его ранце будет не только рагу из оленины и саарландские картофельные клецки, но и лента с тепловым жидкостным сенсором, которую он наложит себе на лоб. Эта лента была разработана в берлинской клинике Шарите и названа «Термо-мини». На материале предыдущих космических миссий мы, к своему удивлению, обнаружили, что в течение первых двух месяцев пребывания в космосе внутренняя температура тела постепенно повышается более чем на 1 °C и держится на этом уровне до конца путешествия, которое в среднем длится полгода. Есть первые указания на то, что параллельно этому повышению температуры тела у астронавтов происходит повышение содержания в крови биохимических маркеров, типичных для хронического воспаления. Это воспаление может приводить к поражению клеточных мембран в центральной нервной системе, что делает их более проницаемыми, а следовательно, располагает к развитию отека нервной ткани. Поскольку мозг заключен в жесткий костный футляр – череп, он не может сильно увеличиваться в объеме, а значит, неизбежно станет повышаться внутричерепное давление. Это не может не отразиться на состоянии зрительных нервов. Дело в том, что зрительный нерв, выходя из глазного яблока, проникает в череп через узкое отверстие. Даже небольшое повышение внутричерепного давления, таким образом, может привести к повреждению нерва в этом узком месте. Одновременно наблюдаемые нами признаки хронического воспаления могут говорить о том, что на борту МКС астронавты подвергаются более сильному облучению, чем на Земле. SANS – очень серьезная проблема, и, несмотря на то что опасность развития этого синдрома известна с первых дней космической эры, практическое решение этой проблемы до сих пор не найдено.

К этой важной проблеме