Сателлитный эксперимент

Нейрофизиологические механизмы реализации опорных сигналов в норме и при снижении гравитационных нагрузок (иммерсия)

Начный руководитель и ответственный исполнитель - член-корр. РАН, д.м.н. Козловская И.Б.

Научное обоснование экспериментальных исследований

Исследования, выполнявшиеся в Институте медико-биологических проблем в течение ряда лет, позволили детально описать картину гипокинетических нарушений в двигательной системе, выделить стадии их развития, раскрыть лежащие в их основе механизмы. Экспериментальный анализ феноменов, наблюдаемых в условиях реальной и моделируемой невесомости, позволил подойти к пониманию их природы, взаимосвязей и причинно-следственных зависимостей.

Результаты выполненных исследований показали, что ведущая роль в генезе гипокинетических нарушений принадлежит изменениям в деятельности гравитационно-зависимых механизмов, функция которых связана с обеспечением двигательной активности в гравитационном поле Земли. Важным механизмом запуска этих изменений является нарушение согласованной деятельности сенсорных систем, в первую очередь опорной и проприоцептивной, обеспечивающих эту активность. Полученные данные дали основание заключить, что опорной афферентации у млекопитающих и человека принадлежит роль механизма активации и регуляции активности позно-тонической системы и что именно опорная разгрузка является триггером развития всего комплекса физиологических и морфологических изменений на различных уровнях мышечного аппарата, характерных для пребывания в гипогравитационной среде. Справедливость этой гипотезы была подтверждена в экспериментах с использованием в условиях опорной разгрузки механической стимуляции опорных зон стоп. На основании полученных в исследованиях данных были высказаны предположения о связи с опорной разгрузкой также нарушений в системах двигательных регуляций, однако на сегодняшний день эта гипотеза не получила развития. Весьма ограничены пока и знания механизмов реализации опорных сигналов.

Цель

Исходя из сказанного, цель настоящего эксперимента составляет исследование влияния опорной разгрузки на механизмы реализации опорных сигналов (спинальные, супраспинальные) и состояние центральных механизмов систем управления движением.

Задачи

Исходя из целей исследования, конкретными задачами проводимых экспериментов являются:

I. Исследование влияний 7-суточной иммерсии на показатели, характеризующие активность систем управления движением

А) спинальные механизмы:

— изучение характеристик мышечных ответов на опорные раздражения;

— исследование характеристик цикла возбудимости Н-ответа;

— анализ активности двигательных единиц (ДЕ) мышц голени.

Б) супраспинальные регистрации:

— исследование характеристик вызванных ответов на транскраниальную стимуляцию моторных зон коры;

— исследование биомеханических, кинематических и электромиографических характеристик локомоций;

— исследование влияния опорной разгрузки на механизмы регуляции вертикальной позы;

— исследование влияния сниженной опорной афферентации на показатели вестибулярной функции, зрительного и зрительно-мануального слежения;

— определение влияния иммерсионного воздействия и его сочетания с опорной стимуляцией на координацию движений глаз, головы и руки.

II. Исследование влияния 7-суточной иммерсии на другие системы:

— изучение in vivo цитогенетических показателей в лимфоцитах крови человека, а также in vitro - комплексного воздействия ионизирующего излучения в малых дозах и моделируемой микрогравитации на хромосомный аппарат человека;

— изучение нейрогуморального статуса, психического состояния, состояния здоровья и работоспособности, а также оценка риска развития психосоматических расстройств;

— исследование функционального состояния пищеварительной системы и венозной гемодинамики брюшной полости;

— изучение влияния опорной разгрузки на состояние системы иммунного гомеостаза, геномной дозы активных рибосомных генов и ряда количественных показателей внеклеточной ДНК и цитогенетических показателей в лимфоцитах крови;

— оценка эффективности пробиотических средств, созданных на основе аутоштаммов лактобацилл испытателей для коррекции их микробиоценоза в течение 7-суточного эксперимента.