Космические сутки

КОСМИЧЕСКАЯ ПОЛЕТНАЯ ВАХТА И ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ

Космические сутки

В первых межпланетных полетах число членов экипажа будет, надо полагать, невелико. Поэтому организовать несение четырехчасовой вахты в течение земных суток будет трудно (если вообще возможно). Выход из такой ситуации мыслим по линии изменения продолжительности суток, изменения ритма жизнедеятельности людей на межпланетном корабле.
Обратимся прежде всего к фактам, полученным гигиеной труда и связанным с влиянием работы при различных распорядках дня на психофизиологические процессы. В. П. Соловьева и Г. М. Гамбашидзе провели наблюдения за работниками метрополитена, которые длительное время (от 6 до 22 лет) выходили только в ночную смену. Исследовались температура тела, частота пульса, кровяное давление, устойчивость внимания и другие психофизиологические явления. В результате выяснилось, что, несмотря на многолетний стаж работы исключительно в ночное время, почти у всех обследуемых не произошло перестройки суточного ритма физиологических функций. Изменения последних носили синусоидальный характер с максимумом днем (в 12 — 16 час.), т.е. когда наблюдаемые отдыхали, и минимумом ночью (в 02 — 04 часа), т.е. когда наблюдаемые работали. Иными словами, их кривые в основном совпадали с известными классическими кривыми, подученными у людей с обычным режимом сна и бодрствования.
Для выявления психофизиологических сдвигов под влиянием восьмичасовой работы в ночную, вечернюю и дневную смены у линотипистов Г. П. Волхина и Р. И. Крюк изучали состояние их внимания по методу корректурных таблиц. Определялись также пороговая чувствительность слуха и другие функции организма. Оказалось, что наиболее низкие данные по перечисленным методикам были получены в ночную смену, наиболее высокие — в дневную, а функциональные сдвиги в вечернюю смену занимали промежуточное положение. Короче говоря, и в этом случае не происходило перестройки психофизиологических функций из-за ночной работы.
Э. И. Брантом и О. И. Марголиной были обследованы бригады локомотивов и кондукторские бригады, сопровождающие товарные поезда. У людей этого профиля сутки раздроблены последовательным чередованием сна и работы, причем без строгого графика (или по разным графикам). Иными словами, здесь налицо типичный пример нарушения суточного стереотипа. Наблюдения показали, что в течение ряда лет такого необычного чередования работы и отдыха организм приспосабливается к отсутствию постоянного режима. Это приспособление выражается в способности рабочих локомотивных и кондукторских бригад быстро засыпать в любое время суток, даже тогда, когда дневному сну при отдыхе на станции «оборота» предшествовал нормальный ночной сон дома. Однако и такая ситуация не изменяет обычных кривых суточных колебаний физиологических функций.
Как видим, геофизические факторы (дневной свет и т.д.), а также социальное окружение (ритм жизни семьи, работа государственных, увеселительных и других учреждений) имеют для человека гораздо большее значение, чем собственный ритм работы, отдыха, приема пищи и т.п.
Очень важную роль в осуществлении физиологических функций играет мышление, которое позволяет определять отношение к текущему моменту суток (окажем, в освещенном метрополитене ночью).
Здесь уместно напомнить о результатах наблюдений за лицами, совершившими перелеты в другие районы Земли со сдвигом времени в 6 — 12 час. Под влиянием смещенного ритма геофизических факторов и жизни окружающих людей у этих лиц в течение нескольких дней (обычно не более 15) происходит перестройка всех физиологических процессов применительно к новым условиям существования. Между тем при измененном режиме суток, но в привычной среде такая перестройка, как мы уже видели, не наблюдается даже в течение многих лет.
Большое количество экспериментов свидетельствует о том, что на перестройку ритма физиологических функций растений и животных основное воздействие оказывают свет и температура. Хотя живые организмы и способны поддерживать циркадную ритмику, это вовсе не означает неизбежность сохранения постоянной ее частоты при любых условиях жизни. Ведь организм — «открытая система», он все время находится под влиянием окружающей среды и приспосабливается к ее изменениям. В частности, такие факторы, как свет и температурные воздействия, служат в условиях Земли своеобразными датчиками времени. Они являются как бы сигналами для синхронизации циркадного ритма физиологических функций с астрономическим временем.
Еще И. П. Павлов показал, что чем выше организовано животное, тем быстрее и лучше оно приспосабливается к изменяющимся условиям внешней среды. Такое приспособление совершается посредством образования временных связей в коре головного мозга. Именно с помощью механизма условных рефлексов происходит подлаживание к изменяющейся ситуации также безусловнорефлекторной деятельности, к которой относится и циркадная ритмика физиологических функций. «Самая общая характеристика живого существа, — писал Павлов, — состоит в том, что живое существо отвечает своей определенной специфической деятельностью не только на те внешние раздражения, связь с которыми существует готовой со дня рождения, но и на многие другие раздражения, связь с которыми развивается в течение индивидуального существования, иначе говоря, что живое существо обладает способностью приспосабливаться» (1951–1952, т. 3, стр. 77–78).
Весьма ценны для изучения приспособления физиологических функций высших животных к измененным ритмам жизнедеятельности опыты О. П. Щербаковой, проведенные на обезьянах. Эксперименты осуществлялись в течение года в специально оборудованном домике с искусственным освещением. Изучались физиологические функции при двухфазном, укороченном, удлиненном и других суточных режимах. Оказалось, например, что при установлении двухфазного суточного ритма у большинства обезьян уже на третий день возникает соответствующий ритм двигательной активности, а затем, на 6 — 13-й день, образуется двухфазность в температурной кривой, в частоте пульса, дыхания, в динамике других физиологических процессов.
С развитием космической техники в Советском Союзе и за рубежом были начаты эксперименты по изучению различных режимов суточной деятельности в условиях, имитирующих космический полет. У нас пионером в этой области явился коллектив ученых, возглавленный Ф. Д. Горбовым.
Нами (0. Н. Кузнецов, В. И. Лебедев, А. Н. Липов) были проведены опыты в условиях сурдокамеры по изучению «перевернутого» (бодрствование в ночное время, а сон — в дневное), дробного и других режимов. Исследование осуществлялось при полном одиночестве, изоляции от внешних световых и звуковых раздражителей, отсутствии двухсторонней речевой связи. В эксперименте участвовали мужчины в возрасте от 26 до 38 лет, прошедшие полное клиническое обследование. У испытуемых был строго регламентированный распорядок дня, который включал выполнение операторской деятельности, активный отдых и сон. При двухфазном ритме обследуемые занимались всем этим дважды в сутки, при трехфазном — трижды.
В результате экспериментов выяснилось, что чем больше отклоняется режим жизнедеятельности человека от привычного, тем тяжелее это переносится. Особенно трудным оказался трехфазный ритм. Вообще при смене обычного режима новым у испытуемых на вторые — пятые сутки восстанавливается исходный уровень работоспособности и они начинают засыпать в отведенные новым распорядком часы. Но соответственная перестройка вегетативных функций (пульс, дыхание, температура тела, обменные процессы и др.) наступает лишь на 8 — 15-й день и не всегда полностью заканчивается даже к концу пятнадцатых суток. Из всех измененных режимов, изучавшихся Горбовым и нами, наиболее приемлем, по-видимому, дробный с двухфазным сном. Однако у всех испытуемых при этом ритме субъективно не отмечалось законченности каждого цикла. Они продолжали отсчитывать время обычными земными сутками. По всей вероятности, и на межпланетном корабле будет бортовое и московское время. В какой-то степени с подобной системой отсчета сталкиваются многие люди на нашей планете и ныне. Например, обитатели Владивостока, живя по местному (поясному) времени, при необходимости соотносят его с московским временем.
В целом, если для животных при перестройке суточного режима основное значение имеют физические воздействия (свет, температура и др.), то для человека, как справедливо подчеркивает 0. Н. Кузнецов, существенной оказывается психическая деятельность, волевая направленность на выполнение распорядка дня, умение быстро переорганизоваться в соответствии с изменением ситуации. Нами было установлено, что приспособление физиологических функций к новому ритму особенно затруднялось у тех людей, которые постоянно старались представить себе, что происходит в текущий момент суток вне камеры.
Надо полагать, что при разработке распорядка дня для каждого конкретного межпланетного полета будут учитываться число членов экипажа, объем работы, наличие помещений для отдыха и т.д. Не исключена возможность, что ритм космических суток будет выглядеть примерно так: 4 часа операторской деятельности, 4 часа активного отдыха и 4 часа сна. В период активного отдыха космонавты не ограничатся физическими тренировками. Для ликвидации утомления необходима рационально организованная смена вида деятельности. Поэтому, вероятно, часть времени после несения вахты у космонавтов будет занята научными экспериментами, обобщением полученных результатов и т.д.
Большое значение для восстановления работоспособности имеет смена эмоционального состояния. И. М. Сеченов указывал, что важными факторами здесь могут быть оживление настроения, музыка и т. п. Космонавты, безусловно, будут просматривать специально подобранные цветные фильмы, слушать музыкальные произведения, записанные на пленку, читать книги. Весьма существенную роль сыграют радио и сверхдальнее телевидение. С помощью этих средств космонавты смогут постоянно следить за жизнью на Земле, «бывать» в театрах, кино, на стадионах, общаться с родственниками и друзьями.
Важно, чтобы все члены экипажа (или, по крайней мере, большинство) прием пищи осуществляли одновременно, и чтобы их активный отдых протекал, как правило, не в одиночестве. Внутриколлективные контакты не только в процессе работы, но и в свободное время будут благотворно сказываться на тонусе нервной системы, на настроении космонавтов.
Напряженная работа головного мозга в часы бодрствования, его постоянное реагирование на бесчисленные раздражители внешней среды, как известно, приводят к истощению многие клетки коры головного мозга. Восстановление их работоспособности происходит в период сна. Вот почему на межпланетном корабле необходимо будет создать условия для полноценного сна космонавтов.
Опыт восьмисуточного полета американского корабля «Джеминай-5» показал, что спать по очереди в рабочем помещении весьма трудно. Космонавты Г. Купер и Ч. Кондрад, осуществлявшие такой распорядок она, жаловались на то, что малейший шум, даже перелистывание бортового журнала, будил их, поскольку в кабине было вообще-то очень тихо. Отсюда необходимость специального помещения-спальни на межпланетном корабле. Если все же в него будут проникать мешающие сну звуки, то в таком случае мыслимо создание «звукового подпора», т.е. генерации монотонного шума или шума, напоминающего морской прибой, дождь с ветром и т. д. Этот шум заглушит нежелательные звуковые явления и поможет засыпанию. Но дело не только в специальном помещении и звуковой изоляции. Космонавты должны выработать в себе способность при необходимости быстро засыпать. Такая способность была обнаружена во время сурдокамерных испытаний, например, у Ю. А. Гагарина. Он показал умение расслабляться даже в короткие паузы, отведенные для отдыха, моментально засыпать и самостоятельно пробуждаться в заданный срок.
Как выявили наши исследования, четырехчасовой сон после 8 часов бодрствования позволяет в условиях сурдокамеры восстановить работоспособность человека полностью. Вместе с тем при организации распорядка на космическом корабле важно будет установить для каждого члена экипажа строго постоянные часы вахт, отдыха и сна. Несомненно, что дальнейшие эксперименты на Земле, а также опыт орбитальных полетов позволят уточнить и отработать оптимальные ритмы космических суток.