Функциональная активность сетчатки и зрительные вызванные корковые потенциалы при моделировании факторов космического полета в условиях четырехмесячной изоляции в гермообъекте с искусственной средой обитания
- Авторы: Нероев В.В.1, Зуева М.В.1, Цапенко И.В.1, Бубеев Ю.А.2, Манько О.М.2, Смолеевский А.Е.2, Алескеров А.М.2, Грачева М.А.3
-
Учреждения:
- Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца
- Институт медико-биологических проблем
- Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича
- Выпуск: Том 76, № 5 (2021)
- Страницы: 488-496
- Раздел: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОФТАЛЬМОЛОГИИ
- URL: https://journals.rcsi.science/vramn/article/view/125642
- DOI: https://doi.org/10.15690/vramn1323
- ID: 125642
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Искусственная среда замкнутого пространства вызывает снижение функционального резерва центральной нервной системы и может влиять на здоровье человека и успешность космических миссий. В решении этой проблемы одной из актуальных задач является изучение механизмов адаптации, приспосабливающих функционирование зрительной сенсорной системы к условиям действия факторов экстремальной среды. Цель исследования — получить новые объективные данные о закономерностях изменения функциональной активности зрительной системы при длительном нахождении человека в экстремальных условиях среды обитания. Методы. До и после 4-месячного изоляционного эксперимента с имитацией полета на Луну проводили электрофизиологическое исследование шести практически здоровых членов экипажа с регистрацией комплекса электроретинограмм (ЭРГ) и зрительных вызванных корковых потенциалов (ЗВП) на реверсивный паттерн по международным стандартам ISCEV. В динамике на борту оценивали корригированную монокулярную остроту зрения (МОЗ). Результаты. После окончания эксперимента в среднем по группе отсутствовали статистически значимые изменения МОЗ и функциональной активности сетчатки и зрительной коры по сравнению с исходными данными. Однако были выявлены индивидуальные изменения со стороны ритмической ЭРГ и редукция ЗВП на мелкие паттерны, стимулирующие парвоцеллюлярный канал зрительной системы, у трех испытателей. Отмеченные изменения ассоциированы с более высоким зрительно напряженным трудом и физической активностью этих членов экипажа и с индивидуальной реакцией на депривацию сна у пилотов, наделенных повышенной ответственностью. Заключение. Четырехмесячная изоляция с имитацией космической миссии не вызывала значимых изменений функциональной активности сетчатки и зрительных путей у здоровых членов экипажа. Выявлены индивидуальные различия ЗВП ответов парвоцеллюлярной зрительной системы, которые могут отражать высокий уровень психофизиологической адаптации и стрессоустойчивости у физически активных членов экипажа.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Владимир Владимирович Нероев
Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца
Email: secr@igb.ru
ORCID iD: 0000-0002-8480-0894
SPIN-код: 5214-4134
https://igb.ru/about/podrazdeleniya-instituta/12-o-nmits/podrazdeleniya-instituta/64-administratsiya-instituta
д.м.н., профессор, академик РАН
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Марина Владимировна Зуева
Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца
Email: visionlab@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5010
SPIN-код: 8838-3997
https://igb.ru/about/podrazdeleniya-instituta/otdel-klinicheskoj-fiziologii-zreniya-im-s-v-kravkova
д.б.н., профессор
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Ирина Владимировна Цапенко
Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца
Email: sunvision@mail.ru
https://igb.ru/about/podrazdeleniya-instituta/otdel-klinicheskoj-fiziologii-zreniya-im-s-v-kravkova
к.б.н., старший научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Юрий Аркадьевич Бубеев
Институт медико-биологических проблем
Email: aviamed@inbox.ru
SPIN-код: 6548-0280
д.м.н., профессор
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Ольга Михайловна Манько
Институт медико-биологических проблем
Email: olgamanko@list.ru
SPIN-код: 6090-4239
д.м.н., ведущий научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Александр Егорович Смолеевский
Институт медико-биологических проблем
Email: smoll13@mail.ru
SPIN-код: 2993-6644
к.м.н., старший научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Ахмед Магомедалиевич Алескеров
Институт медико-биологических проблем
Email: a.m.aleskerov@mail.ru
врач-офтальмолог, младший научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Мария Александровна Грачева
Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича
Автор, ответственный за переписку.
Email: mg.iitp@gmail.com
SPIN-код: 1164-7489
к.б.н., старший научный сотрудник
Россия, 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19Список литературы
- Mogilever NB, Zuccarelli L, Burles F, et al. Expedition Cognition: A review and prospective of subterranean neuroscience with spaceflight applications. Front Hum Neurosci. 2018;12:407. doi: https://doi.org/10.3389/fnhum.2018.00407
- Abeln V, MacDonald-Nethercott E, Piacentini MF, et al. Exercise in isolation — a countermeasure for electrocortical, mental and cognitive impairments. PLoS One. 2015;10(5):e0126356. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0126356
- Sandal G, Leon G, Palinkas L. Human challenges in polar and space environments. Rev Environ Sci Biotechnol. 2006;5:281–296. doi: https://doi.org/10.1007/s11157-006-9000-8
- Palinkas LA. The psychology of isolated and confined environments. Understanding human behavior in Antarctica. Am Psychol. 2003;58(5):353–363.
- Palinkas LA, Suedfeld P. Psychological effects of polar expeditions. Lancet. 2008;371(9607):153–163. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)61056-3
- Robinson S. Isolation Has Profound Effects on the Human Body and Brain. Here’s What Happens. The Conversation. 3 Feb 2019. Available from: https://theconversation.com/what-are-the-effects-of-total-isolation-an-expert-explains-109091
- Садовничий В.А., Aмелюшкин A.М., Ангелопулос В., и др. Космические эксперименты на борту спутника МГУ «Ломоносов» // Космические исследования. — 2013. — Т. 51. — № 6. — С. 470–477. [Sadovnichiy VA, Amelyushkin AM, Angelopoulos V, et al. Space experiments aboard the Lomonosov MSU satellite Cosmic Research. Kosimicheskie Issledovaniya. 2018;51:427–433. (In Russ.)]
- McCulloch DL, Marmor MF, Brigell MG, et al. ISCEV Standard for full-field clinical electroretinography (2015 update). Doc Ophthalmol. 2015;130(1):1–12. doi: https://doi.org/10.1007/s10633-014-9473-7
- Зуева М.В., Нероев В.В., Цапенко И.В., и др. Топографическая диагностика нарушений ретинальной функции при регматогенной отслойке сетчатки методом ритмической ЭРГ широкого спектра частот // Российский офтальмологический журнал. — 2009. — Т. 1. — № 2. — С. 18–23. [Zueva MV, Neroev VV, Tsapenko IV, et al. Topographic diagnosis of retinal dysfunction in case of rhegmatogenous retinal detachment by the rhythmic ERG method of a wide range of frequencies. Rossiyskiy Oftal’mologicheskiy Zhurnal. 2009;1(2):18–23. (In Russ.)]
- Bach M, Brigell MG, Hawlina M, et al. ISCEV standard for clinical pattern electroretinography (PERG): 2012 update. Doc Ophthalmol. 2013;126(1):1–7. doi: https://doi.org/10.1007/s10633-012-9353-y
- Odom JV, Bach M, Brigell M, et al. International Society for Clinical Electrophysiology of Vision. ISCEV standard for clinical visual evoked potentials (2016 update). Doc Ophthalmol. 2016;133(1):1–9. doi: https://doi.org/10.1007/s10633-016-9553-y
- Holder GE. Pattern electroretinography (PERG) and an integrated approach to visual pathway diagnosis. Prog Retin Eye Res. 2001;20(4):531–561. doi: https://doi.org/10.1016/S1350-9462(00)00030-6
- Luo X, Frishman LJ. Retinal pathway origins of the pattern electroretinogram (PERG). Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52(12):8571–8584. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.11-8376
- Зуева М.В., Цапенко И.В. Структурно-функциональная организация клеток Мюллера: роль в развитии и патологии сетчатки // Клиническая физиология зрения. Очерки / под ред. А.М. Шамшиновой. — М.: МБН, 2006. — С. 128–191. [Zueva MV, Tsapenko IV. Structural and functional organization of Müller cells: role in the development and pathology of the retina. Klinicheskaya fiziologiya zreniya. Ocherki. A.M. Shamshinova (еd.). Moscow: Nauchno-meditsinskaya firma MBN; 2006. S. 128–191. (In Russ.)]
- Wieser MJ, Miskovic V, Keil A. Steady-state visual evoked potentials as a research tool in social affective neuroscience. Psychophysiology. 2016;53(12):1763–1775. doi: https://doi.org/10.1111/psyp.12768
- Yaras N, Yargicoglu P, Agar A, et al. Effect of immobilization and cold stress on visual evoked potentials. Int J Neurol. 2003;113(8):1055–1067. doi: https://doi.org/10.1080/00207450390203708
- Jackson ML, Croft RJ, Owens K, et al. The effect of acute sleep deprivation on visual evoked potentials in professional drivers. Sleep. 2008;31(9):1261–1269.
- Kanas N. Psychosocial issues affecting crews during long-duration international space missions. Acta Astronaut. 1998;(1–8):339–361.
- Whitmore M, McQuilkin ML, Woolford BJ. Habitability and performance issues for long duration space flights. Hum Perf Extrem Environ. 1998;3(1):64–74.
- Heuer H, Manzey D, Lorenz B, Sangals J. Impairments of manual tracking performance during spaceflight are associated with specific effects of microgravity on visuomotor transformations. Ergonomics. 2003;46(9):920–934. doi: https://doi.org/10.1080/0014013031000107559
- Johannes B, Salnitski VP, Polyakov VV, Kirsch KA. Changes in the autonomic reactivity pattern to psychological load under long-term microgravity — twelve men during 6-month spaceflights. Aviakosm Ekolog Med. 2003;37(3):6–16.
- Schneider S, Brummer V, Carnahan H, et al. Exercise as a countermeasure to psycho-physiological deconditioning during long-term confinement. Behav Brain Res. 2010;211(2):208–14. doi: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2010.03.034
- Ekkekakis P. Let them roam free? Physiological and psychological evidence for the potential of selfselected exercise intensity in public health. Sports Med. 2009;39(10):857–888. doi: https://doi.org/10.2165/11315210-000000000-00000
- Schneider S, Abeln V, Popova J, et al. The influence of exercise on prefrontal cortex activity and cognitive performance during a simulated space flight to Mars (MARS500). Behav Brain Res. 2013;236(1):1–7. doi: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2012.08.022
- Yeung RR. The acute effects of exercise on mood state. J Psychosom Res. 1996;40(2):123–141. doi: https://doi.org/10.1016/0022-3999(95)00554-4
Дополнительные файлы
