Valokuvan vastatoimenpiteen operatiivinen arviointi valppauden, suorituskyvyn ja mielialan parantamiseksi yövuorotyön aikana 105 päivän simuloidulla ihmisen tutkimusmatkalla Marsiin (Mars 105)

Ihmisten retkikuntien onnistuminen riippuu ratkaisevasti miehistön kyvystä olla valppaana ja ylläpitää korkeatasoista kognitiivisia toimintoja käyttäessään monimutkaisia ​​teknisiä laitteita. Optimaalinen ihmisten terveys, suorituskyky ja turvallisuus avaruuslennon aikana edellyttävät riittävää unta ja synkronointia vuorokausitahdistimen - joka säätelee unen ajoitusta, hormonitoimintaa, vireyttä ja suorituskykyä - ja määrätyn uni-herätysaikataulun ajoituksen välillä.

105 päivää kestävän simulaatiotutkimuksen miehistön jäsenten on tehtävä yksi yövuoro joka kuudes yö. Tämä aikataulu todennäköisesti johtaa unen katoamiseen ja vuorokausivaihteluun, varsinkin kun valaistusolosuhteet ovat samanlaiset kuin miehistön jäsenet avaruuslentojen aikana. Ulkoiset ohjaimet työskentelevät 24 tunnin vuoroissa, mikä myös johtaa sekä unen katoamiseen että vuorokausivaihteluun.

Laboratorio- ja kenttätutkimuksissa on hyvin dokumentoitu, että sekä yövuorossa että pitkissä työvuoroissa työskentely johtaa vireyden, suorituskyvyn ja mielialan heikkenemiseen. Yövuorotyön vireys-, suorituskyky- ja mielialaan kohdistuvien negatiivisten vaikutusten lisäksi vuorotyö aiheuttaa merkittäviä lyhyen ja pitkän aikavälin terveysongelmia. Vuorotyöntekijät, erityisesti yövuorotyöntekijät, jotka muuttavat normaalin uni-/herätysaikataulunsa, kärsivät useista syistä. Ensinnäkin heidän endogeeniset vuorokausirytminsä ja määrätty uni-/työaikataulu ovat tyypillisesti epävaiheessa. Tämä on samanlainen kuin jet lag -kokemus. Vaikka ympäristön vihjeet (esim. auringonnousu, auringonlasku, aterioiden ja unen ajoitus) antavat matkustajille mahdollisuuden sopeutua nopeasti uuteen aikavyöhykkeeseen, 105 päivän simulaation miehistön jäsenet eivät voi tehdä niin, koska he viettävät vain yhden yön joka viidestä toimivasta. Yövuorotyössä aterioiden, työn ja unen ajoitus on siten erivaiheinen vuorokausiajoitusjärjestelmän normaalin mukana kulkeutuneen vaiheen kanssa. Aterioiden nauttiminen sopimattomassa vuorokausivaiheessa johtaa aineenvaihdunnan heikkenemiseen, mikä on todennäköisesti vuorotyöntekijöiden kokemien maha-suolikanavan ja aineenvaihduntaongelmien taustalla. Toiseksi tämä vuorokausivaihtelu johtaa unen tehokkuuden huomattavaan heikkenemiseen (päivän) unijakson aikana, riippumatta ympäristön esteistä (esim. melu, valo, muut miehistön jäsenet) ja niiden lisäksi. Kolmanneksi, vuorokausivaihteluvaiheen epäkohdistaminen yhdistettynä unihäiriöön johtaa kukin vireyden heikkenemiseen ja suorituskyvyn heikkenemiseen yön aikana. Koska nämä haitalliset vaikutukset ovat erityisen akuutteja ensimmäisenä työyönä, Mars 105 -tehtävän miehistön jäsenten suunnitelma työskennellä keskiyön vuorossa joka kuudes yö altistaa heidät toistuvasti suorituskyvyn heikkenemiselle, joka liittyy akuuttiin vuorokausivaihteluun ja akuuttiin univajeeseen.

Valaistuksen vastatoimi. Ryhmämme Harvard Medical Schoolissa on menestyksekkäästi kehittänyt ja testannut tehokkaita valonvastaisia ​​toimenpiteitä lievittääkseen vuorokausivaihtelua ja parantaakseen yövuorotyöntekijöiden vireystilaa, suorituskykyä ja mielialaa. Tehokkain vuorokausisuuntauksen vastatoimi on sopivasti ajoitettu ja riittävän voimakas valo. Valo parantaa myös vireyttä, suorituskykyä ja mielialaa. Viime aikoina on raportoitu, että lyhyen aallonpituuden valon on osoitettu olevan tehokkain sekä vuorokausirytmien palauttamisessa että yötyön suorituskyvyn akuutissa parantamisessa unikoivan hormonin melatoniinin tukahduttamisen kautta.

Näitä valoisia vastatoimenpiteitä on testattu yksittäisillä laboratoriosimulaatioissa elävillä koehenkilöillä (Vastatoimivalmiustaso/Teknologinen valmiustaso 7; Arviointi ihmisillä ohjatussa laboratoriossa, joka simuloi operatiivista avaruuslentoympäristöä). Seuraava kriittinen vaihe on arvioida vastatoimiamme avaruuslennon toiminnallisessa simulaatiossa, joka sisältää miehistön jäsenten välisen vuorovaikutuksen tutkimuksen korkealaatuisessa simulaatiossa (vastatoimien valmiustaso / teknologiavalmiustaso 8; validointi ihmisillä todellisessa operatiivisessa avaruuslennossa demonstroimiseksi tehokkuus ja toiminnallinen toteutettavuus).

Riittävä uni ja vuorokausitasaus ovat ratkaisevan tärkeitä retkikunnan miehistön jäsenten terveyden ja suorituskyvyn ylläpitämiseksi. Kehitetyn valaistuksen vastatoimenpiteen testaus korkean tarkkuuden toimintaympäristössä, joka jäljittelee tulevan tutkimusmatkan olosuhteita (esim. Marsiin), on kriittinen vastatoimivalmiuden varmistamiseksi ja inhimillisten suoritusvirheiden riskin vähentämiseksi vuorokausihäiriöihin, uneen liittyvien tekijöiden vuoksi. menetys ja väsymys. Tämän valokuvallisen vastatoimenpiteen kehittäminen ja testaus 24 tunnin vuorossa työskenteleville lennonjohtajille varmistaa entisestään tulevien pitkäkestoisten tutkimusretkien onnistumisen.