Az éjszakai műszakban végzett munka során az éberséget, a teljesítményt és a hangulatot javító fototikus ellenintézkedés operatív értékelése egy 105 napos szimulált emberi felderítő küldetésben a Marsra (Mars 105)

Az emberi expedíciós küldetések sikere nagymértékben függ attól, hogy a legénység képes-e ébernek lenni és magas szintű kognitív funkciókat fenntartani, miközben összetett, műszaki berendezéseket működtet. Az optimális emberi egészség, teljesítmény és biztonság az űrrepülés során elegendő alvást és szinkront igényel a cirkadián pacemaker – amely szabályozza az alvás időzítését, az endokrin funkciók, az éberség és a teljesítmény – és az előírt alvás-ébrenlét ütemezése között.

A 105 napos szimulációs vizsgálat legénységének minden hatodik éjszaka egy éjszakai műszakban kell dolgoznia. Ez az ütemterv valószínűleg alvászavarhoz és cirkadián eltéréshez vezet, különösen akkor, ha a fényviszonyok hasonlóak ahhoz, amit a személyzet tagjai tapasztalnak az űrrepülés során. A külső küldetésvezérlők 24 órás műszakban dolgoznak, ami alvásvesztést és cirkadián eltérést is eredményez.

Laboratóriumi és terepi vizsgálatokban jól dokumentálták, hogy mind az éjszakai, mind a hosszabb műszakban végzett munka az éberség, a teljesítmény és a hangulat csökkenését eredményezi. Az éjszakai műszakos munka éberségre, teljesítményre és hangulatra gyakorolt ​​negatív hatásai mellett a műszakos munka jelentős rövid és hosszú távú egészségügyi problémákat is okoz. A műszakban dolgozók, különösen az éjszakai műszakban dolgozók, akik megfordítják normál alvási/ébrenléti ütemüket, több okból is szenvednek. Először is, endogén cirkadián ritmusuk és az előírt alvási/munkarendjük jellemzően fázison kívüli. Ez hasonló a jet lag tapasztalatához. Bár a környezeti jelzések (pl. napkelte, napnyugta, étkezések és alvás időpontja) lehetővé teszik az utazók számára, hogy gyorsan alkalmazkodjanak egy új időzónához, a 105 napos szimulációban a legénység tagjai erre nem lesznek képesek, mert csak egy éjszakát töltenek. minden ötödik dolgozik. Éjszakai műszakban az étkezések, a munka és az alvás időzítése ezért nem lesz fázisban a cirkadián időzítési rendszer normál magával ragadó fázisától. Az étkezések nem megfelelő cirkadián fázisban történő elfogyasztása károsodott anyagcseréhez vezet, ami valószínűleg a műszakban dolgozóknál tapasztalt gyomor-bélrendszeri és anyagcsere-problémák hátterében áll. Másodszor, ez a cirkadián eltérés az alvás hatékonyságának jelentős csökkenéséhez vezet a (nappali) alvási időszakban, függetlenül az alvást akadályozó környezeti tényezőktől (pl. zaj, fény, más személyzeti tagok) és azokon kívül. Harmadszor, a cirkadián fázis eltolódása az alvászavarral párosulva az éberség romlásához és az éjszakai teljesítmény romlásához vezet. Mivel ezek a káros hatások különösen a munka első éjszakáján jelentkeznek, a Mars 105 küldetés legénységének hatodik éjszakánkénti éjféli műszakban való munkavégzési terve ismételten ki lesz téve az akut cirkadián eltéréssel és akut alváshiánnyal összefüggő teljesítménycsökkenésnek.

Világítás Ellenintézkedés. Csoportunk a Harvard Medical Schoolban sikeresen kifejlesztett és tesztelt hatékony fototikus ellenintézkedéseket a cirkadián eltérések enyhítésére, valamint az éjszakai műszakban dolgozók éberségének, teljesítményének és hangulatának javítására. A cirkadián igazodás leghatékonyabb ellenintézkedése a megfelelően időzített és kellően erős fény. A fény emellett élesen javítja az éberséget, a teljesítményt és a hangulatot. Legutóbb arról számoltak be, hogy a rövid hullámhosszú fény a leghatékonyabbnak bizonyult mind a cirkadián ritmus visszaállítására, mind az éjszakai munka során a teljesítmény akut javítására a melatonin altatóhormon korábbi elnyomása révén.

Ezeket a fototikus ellenintézkedéseket laboratóriumi szimulációkban élő egyéni alanyokon tesztelték (Ellenintézkedési készenléti szint/Technológiai felkészültségi szint 7; Értékelés humán alanyokkal ellenőrzött laboratóriumban, operatív űrrepülési környezetet szimulálva). A következő kritikus lépés az ellenintézkedéseink értékelése az űrrepülés operatív szimulációjában, amely magában foglalja a legénység tagjai közötti interakció tanulmányozását egy nagy pontosságú szimulációban (ellenintézkedések készenléti szintje/technológiai felkészültségi szintje 8; érvényesítés humán alanyokkal valós operatív űrrepülésben a demonstráció érdekében hatékonyság és működési megvalósíthatóság).

A megfelelő alvás és a cirkadián beállítás kritikus fontosságú az expedíciós missziós legénység tagjai egészségének és teljesítményének megőrzéséhez. A kifejlesztett világítási ellenintézkedés tesztelése egy jövőbeli expedíciós küldetés (pl. Mars) körülményeit imitáló, nagy pontosságú működési környezetben kritikus az ellenintézkedések készenlétének biztosítása, valamint a cirkadián zavarral, alvással kapcsolatos tényezők miatti emberi teljesítményhibák kockázatának csökkentése érdekében. veszteség és fáradtság. A 24 órás műszakban dolgozó küldetésirányítók számára ennek a fényképes ellenintézkedésnek a fejlesztése és tesztelése tovább fogja biztosítani a jövőbeni hosszú távú expedíciós küldetések sikerét.