Operacyjna ocena środka zaradczego Photic w celu poprawy czujności, wydajności i nastroju podczas pracy na nocną zmianę podczas 105-dniowej symulowanej misji eksploracyjnej człowieka na Marsa (Mars 105)

Powodzenie misji ekspedycyjnych z udziałem ludzi zależy w dużej mierze od zdolności załogi do zachowania czujności i utrzymania wysokiego poziomu funkcji poznawczych podczas obsługi złożonego sprzętu technicznego. Optymalne zdrowie, wydajność i bezpieczeństwo człowieka podczas lotów kosmicznych wymagają wystarczającej ilości snu i synchronizacji między rytmem okołodobowym, który reguluje czas snu, funkcje hormonalne, czujność i wydajność, a harmonogramem narzuconego harmonogramu snu i czuwania.

Członkowie załogi 105-dniowego badania symulacyjnego będą musieli pracować na jedną nocną zmianę co szóstą noc. Ten harmonogram prawdopodobnie doprowadzi do utraty snu i niedopasowania dobowego, zwłaszcza gdy warunki oświetleniowe są podobne do tych, których doświadczają członkowie załogi podczas lotów kosmicznych. Zewnętrzni kontrolerzy misji będą pracować na 24-godzinnych zmianach, co również spowoduje zarówno utratę snu, jak i rozregulowanie rytmu dobowego.

Zostało dobrze udokumentowane w badaniach laboratoryjnych i terenowych, że zarówno praca na nocnej zmianie, jak i praca na przedłużonych zmianach skutkuje spadkiem czujności, wydajności i nastroju. Oprócz negatywnego wpływu pracy na zmiany nocne na czujność, wydajność i nastrój, praca zmianowa powoduje poważne krótko- i długoterminowe problemy zdrowotne. Pracownicy zmianowi, zwłaszcza pracownicy zmian nocnych, którzy odwracają swój normalny harmonogram snu i czuwania, cierpią z kilku powodów. Po pierwsze, ich endogenne rytmy okołodobowe i narzucony harmonogram snu/pracy są zazwyczaj poza fazą. Jest to podobne do doświadczenia jet lag. Jednak podczas gdy wskazówki środowiskowe (np. wschód, zachód słońca, pora posiłków i snu) umożliwiają podróżnym szybkie przystosowanie się do nowej strefy czasowej, członkowie załogi w 105-dniowej symulacji nie będą w stanie tego zrobić, ponieważ spędzą tylko jedną noc z każdych pięciu pracujących. Podczas pracy na nocnej zmianie pory posiłków, pracy i snu będą zatem przesunięte w fazie z normalną fazą porywanego systemu rytmu okołodobowego. Spożywanie posiłków w nieodpowiedniej fazie okołodobowej skutkuje zaburzeniami metabolizmu, prawdopodobnie leżącymi u podstaw problemów żołądkowo-jelitowych i metabolicznych doświadczanych przez pracowników zmianowych. Po drugie, ta niezgodność rytmu dobowego prowadzi do znacznej utraty wydajności snu w okresie snu (w ciągu dnia), niezależnie od przeszkód środowiskowych (np. hałasu, światła, innych członków załogi) i oprócz nich. Po trzecie, niewspółosiowość fazy okołodobowej w połączeniu z utratą snu spowoduje pogorszenie czujności i upośledzenie wydajności w nocy. Ponieważ te niekorzystne efekty są szczególnie dotkliwe w pierwszą noc pracy, plan dla członków załogi misji Mars 105, aby co szóstą noc pracować na nocnej zmianie, narazi ich wielokrotnie na pogorszenie wydajności związane z ostrym zaburzeniem rytmu dobowego i ostrym brakiem snu.

Przeciwdziałanie oświetleniu. Nasza grupa z Harvard Medical School z powodzeniem opracowała i przetestowała skuteczne środki przeciwbólowe w celu złagodzenia niedopasowania okołodobowego i poprawy czujności, wydajności i nastroju u pracowników nocnej zmiany. Najskuteczniejszym środkiem zaradczym dla wyrównania rytmu dobowego jest światło o odpowiedniej porze i wystarczająco intensywne. Światło również znacznie poprawia czujność, wydajność i nastrój. Ostatnio doniesiono, że światło o krótkich falach okazało się najbardziej skuteczne zarówno w resetowaniu rytmów okołodobowych, jak i ostrej poprawie wydajności podczas pracy nocnej poprzez wcześniejsze tłumienie hormonu usypiającego melatoniny.

Te fotograficzne środki zaradcze zostały przetestowane na indywidualnych osobach żyjących w symulacjach laboratoryjnych (poziom gotowości środków zaradczych / poziom gotowości technologicznej 7; ocena z udziałem ludzi w kontrolowanym laboratorium symulującym operacyjne środowisko lotów kosmicznych). Następnym krytycznym krokiem jest ocena naszych środków zaradczych w operacyjnej symulacji lotu kosmicznego, która obejmuje badanie interakcji między członkami załogi w symulacji o wysokiej wierności (poziom gotowości środków zaradczych/poziom gotowości technologicznej 8; walidacja z udziałem ludzi w rzeczywistych operacyjnych lotach kosmicznych w celu zademonstrowania skuteczność i wykonalność operacyjna).

Odpowiedni sen i rytm dobowy mają kluczowe znaczenie dla utrzymania zdrowia i wydajności członków załogi misji ekspedycyjnych. Testowanie opracowanego środka przeciwdziałania oświetleniu w środowisku operacyjnym o wysokiej wierności imitującym warunki przyszłej misji ekspedycyjnej (np. strata i zmęczenie. Opracowanie i przetestowanie tego fotograficznego środka zaradczego dla kontrolerów misji pracujących na 24-godzinnych zmianach dodatkowo zapewni powodzenie przyszłych długotrwałych misji ekspedycyjnych.